JP4097477B2 - 三角形メッシュデータの圧縮方法及び伸長方法、プログラム、コンピュータ、及びシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュを表す三角形メッシュデータの圧縮方法及び伸長方法、プログラム、三角形メッシュデータの圧縮及び／又は伸長を行うコンピュータ、及びそれらコンピュータでなるシステムに関し、より詳細には、３次元形状モデル生成装置や３次元形状モデル表示装置等に利用可能な、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュを表す三角形メッシュデータの圧縮方法及び伸長方法、プログラム、その三角形メッシュデータの圧縮及び／又は伸長を行うコンピュータ、及びそれらコンピュータでなるシステムに関する。本発明の応用分野としては、例えば形状計測装置や仮想現実感装置などが挙げられる。
【０００２】
【従来の技術】
自由曲面及び自由曲線は、３次元形状モデルを表現する手段としてＣＡＤで広く利用されている。３次元形状モデルを表示するためには、自由曲面を三角形メッシュ形式のデータに、自由曲線をワイヤフレーム形式のデータに変換する必要がある。この変換作業には時間がかかるため、予め、図９に例示するような３次元形状モデルを、図１０に例示するような三角形メッシュ或いは図１１に例示するようなワイヤフレームに変換したデータを、自由曲面データ，自由曲線データとともに保持することが広く行われている。また、カタログや部品の配置が目的で、変形のできない３次元形状モデル専用ビューワも普及しはじめている。このため、自由曲面を三角形メッシュに変換した際のデータサイズを圧縮する技術の研究がさかんである。この技術の参考文献としては、例えば、「Taubin G and Rossignac J: Geometry compression through topological surgery, ACM Transactions on Graphics, Vol.17, No.2, 1998.」が挙げられる。
【０００３】
しかしながら、自由曲線をワイヤフレームに変換した際のデータサイズを圧縮する技術研究はあまり行われていない。さらに、近年の通信設備の発達などにより、要求される取扱データのサイズは増大しており、それに伴って、ハードディスク等の保存装置のスペース効率の低下や、表示速度の低下、さらには転送速度の低下が問題となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、データサイズが増大した場合でも、ハードディスク等保存装置のスペース効率、表示速度、及び転送速度を低下させることなく、圧縮，保存，転送，伸長等の処理を施すことが可能な、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュを表す三角形メッシュデータの圧縮方法及び伸長方法、プログラム、その三角形メッシュデータの圧縮及び／又は伸長を行うコンピュータ、及びそれらコンピュータでなるシステムを提供することをその目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、プロセスを実行する中央処理装置と、記憶装置とを備え、ワイヤフレームのデータと三角形メッシュのデータとを圧縮するコンピュータであって、前記記憶装置には、圧縮プログラムと、前記ワイヤフレームのデータと、前記三角形メッシュのデータと、圧縮後のワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータを表すためのテーブル群とが格納されてなり、該テーブル群は、ｎ次元空間の頂点座標を表すための頂点座標テーブルと、三角形メッシュを表すための三角形メッシュテーブルと、ワイヤフレームを表すためのワイヤフレームテーブルとからなり、前記圧縮プログラムは、前記中央処理装置に、前記三角形メッシュのデータを読み出し、該三角形メッシュの頂点座標を前記頂点座標テーブルに、該三角形メッシュのインデックスを前記三角形メッシュテーブルに、それぞれ書き出すステップと、三角形メッシュ上の領域毎に領域境界ポリラインを生成するステップと、前記ワイヤフレームのデータを読み出し、該ワイヤフレームを構成するポリラインについて、前記生成された領域境界ポリラインに始点・終点の両方が一致するか否かを判定するステップと、該判定の結果、一致するポリラインに対し、インデックスラインセット形式により始点インデックスと終点インデックスだけを前記ワイヤフレームテーブルに書き出すステップと、前記判定の結果、一致しないポリラインに対し、その頂点座標を前記頂点座標テーブルに、その頂点インデックスを全てインデックスラインストリップ形式により前記ワイヤフレームテーブルに書き出すステップと、を実行させるプログラムであることを特徴としたものである。
【０００６】
請求項２の発明は、プロセスを実行する中央処理装置と、記憶装置とを備え、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータを伸長するコンピュータであって、前記記憶装置には、伸長プログラムと、前記三角形メッシュデータを表すテーブル群とが格納されてなり、該テーブル群は、ｎ次元空間の頂点座標を表すための頂点座標テーブルと、三角形メッシュを表すための三角形メッシュテーブルと、ワイヤフレームを表すためのワイヤフレームテーブルとからなり、前記伸長プログラムは、前記中央処理装置に、三角形メッシュの頂点座標を前記頂点座標テーブルから読み込むステップと、三角形メッシュのインデックスを前記三角形メッシュテーブルから読み込むステップと、三角形メッシュ上の領域毎に領域境界ポリラインを生成するステップと、前記ワイヤフレームテーブルにおけるインデックスラインセット形式のポリラインに対し、始点インデックスと終点インデックスの両方の一致する領域境界ポリラインを選択するステップと、前記ワイヤフレームテーブルにおけるインデックスラインストリップ形式のポリラインに対し、そのまま前記ワイヤフレームテーブルから読み込むステップと、を実行させるプログラムであることを特徴としたものである。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記記憶装置には、伸長プログラムがさらに格納されてなり、該伸長プログラムは、前記中央処理装置に、三角形メッシュの頂点座標を前記頂点座標テーブルから読み込むステップと、三角形メッシュのインデックスを前記三角形メッシュテーブルから読み込むステップと、三角形メッシュ上の領域毎に領域境界ポリラインを生成するステップと、前記ワイヤフレームテーブルにおけるインデックスラインセット形式のポリラインに対し、始点インデックスと終点インデックスの両方の一致する領域境界ポリラインを選択するステップと、前記ワイヤフレームテーブルにおけるインデックスラインストリップ形式のポリラインに対し、そのまま前記ワイヤフレームテーブルから読み込むステップと、を実行させるプログラムであることを特徴としたものである。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１に記載のコンピュータと、請求項２に記載のコンピュータとを接続し、請求項１に記載のコンピュータで圧縮されたデータを請求項２に記載のコンピュータへ通信リンクを通して送信し、請求項２に記載のコンピュータで伸長することを特徴とするシステムである。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記通信リンクは、インターネット、イントラネット、広域ネットワーク、ローカルエリアネットワーク、無線周波数リンク、赤外線リンク、シリアル通信リンクのいずれかを含むことを特徴としたものである。
【００１０】
請求項６の発明は、プロセスを実行する中央処理装置と、記憶装置とを備えたコンピュータに、ワイヤフレームのデータと三角形メッシュのデータとを圧縮する処理を実行させるためのプログラムであって、前記記憶装置には、当該プログラムと、前記ワイヤフレームのデータと、前記三角形メッシュのデータと、圧縮後のワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータを表すためのテーブル群とが格納されてなり、該テーブル群は、ｎ次元空間の頂点座標を表すための頂点座標テーブルと、三角形メッシュを表すための三角形メッシュテーブルと、ワイヤフレームを表すためのワイヤフレームテーブルとからなり、当該プログラムは、前記中央処理装置に、前記三角形メッシュのデータを読み出し、該三角形メッシュの頂点座標を前記頂点座標テーブルに、該三角形メッシュのインデックスを前記三角形メッシュテーブルに、それぞれ書き出すステップと、三角形メッシュ上の領域毎に領域境界ポリラインを生成するステップと、前記ワイヤフレームのデータを読み出し、該ワイヤフレームを構成するポリラインについて、前記生成された領域境界ポリラインに始点・終点の両方が一致するか否かを判定するステップと、該判定の結果、一致するポリラインに対し、インデックスラインセット形式により始点インデックスと終点インデックスだけを前記ワイヤフレームテーブルに書き出すステップと、前記判定の結果、一致しないポリラインに対し、その頂点座標を前記頂点座標テーブルに、その頂点インデックスを全てインデックスラインストリップ形式により前記ワイヤフレームテーブルに書き出すステップと、を実行させることを特徴としたものである。
【００１１】
請求項７の発明は、プロセスを実行する中央処理装置と、記憶装置とを備えたコンピュータに、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータを伸長する処理を実行させるためのプログラムであって、前記記憶装置には、当該プログラムと、前記三角形メッシュデータを表すテーブル群とが格納されてなり、該テーブル群は、ｎ次元空間の頂点座標を表すための頂点座標テーブルと、三角形メッシュを表すための三角形メッシュテーブルと、ワイヤフレームを表すためのワイヤフレームテーブルとからなり、当該プログラムは、前記中央処理装置に、三角形メッシュの頂点座標を前記頂点座標テーブルから読み込むステップと、三角形メッシュのインデックスを前記三角形メッシュテーブルから読み込むステップと、三角形メッシュ上の領域毎に領域境界ポリラインを生成するステップと、前記ワイヤフレームテーブルにおけるインデックスラインセット形式のポリラインに対し、始点インデックスと終点インデックスの両方の一致する領域境界ポリラインを選択するステップと、前記ワイヤフレームテーブルにおけるインデックスラインストリップ形式のポリラインに対し、そのまま前記ワイヤフレームテーブルから読み込むステップと、を実行させることを特徴としたものである。
【００１２】
請求項８の発明は、ワイヤフレームのデータと三角形メッシュのデータとを圧縮する圧縮方法において、記憶装置に、前記ワイヤフレームのデータと、前記三角形メッシュのデータと、圧縮後のワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータを表すためのテーブル群とを格納しておき、該テーブル群は、ｎ次元空間の頂点座標を表すための頂点座標テーブルと、三角形メッシュを表すための三角形メッシュテーブルと、ワイヤフレームを表すためのワイヤフレームテーブルとからなり、当該圧縮方法は、中央処理装置が、前記三角形メッシュのデータを読み出し、該三角形メッシュの頂点座標を前記頂点座標テーブルに、該三角形メッシュのインデックスを前記三角形メッシュテーブルに、それぞれ書き出すステップと、前記中央処理装置が、三角形メッシュ上の領域毎に領域境界ポリラインを生成するステップと、前記中央処理装置が、前記ワイヤフレームのデータを読み出し、該ワイヤフレームを構成するポリラインについて、前記生成された領域境界ポリラインに始点・終点の両方が一致するか否かを判定するステップと、前記中央処理装置が、前記判定の結果、一致するポリラインに対し、インデックスラインセット形式により始点インデックスと終点インデックスだけを前記ワイヤフレームテーブルに書き出すステップと、前記中央処理装置が、前記判定の結果、一致しないポリラインに対し、その頂点座標を前記頂点座標テーブルに、その頂点インデックスを全てインデックスラインストリップ形式により前記ワイヤフレームテーブルに書き出すステップと、を含むことを特徴としたものである。
【００１３】
請求項９の発明は、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータを伸長する伸長方法において、記憶装置に、前記三角形メッシュデータを表すテーブル群を格納しておき、該テーブル群は、ｎ次元空間の頂点座標を表すための頂点座標テーブルと、三角形メッシュを表すための三角形メッシュテーブルと、ワイヤフレームを表すためのワイヤフレームテーブルとからなり、当該伸長方法は、中央処理装置が、三角形メッシュの頂点座標を前記頂点座標テーブルから読み込むステップと、前記中央処理装置が、三角形メッシュのインデックスを前記三角形メッシュテーブルから読み込むステップと、前記中央処理装置が、三角形メッシュ上の領域毎に領域境界ポリラインを生成するステップと、前記中央処理装置が、前記ワイヤフレームテーブルにおけるインデックスラインセット形式のポリラインに対し、始点インデックスと終点インデックスの両方の一致する領域境界ポリラインを選択するステップと、前記中央処理装置が、前記ワイヤフレームテーブルにおけるインデックスラインストリップ形式のポリラインに対し、そのまま前記ワイヤフレームテーブルから読み込むステップと、を含むことを特徴としたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下の（イ），（ロ），（ハ），（ニ）の前提に基づき、本発明の構成・動作を説明する。
（イ） 本発明で扱うワイヤフレームとは、ライン（線分）又はポリライン（折れ線を表す連結された線分）の集まりである。
（ロ） 本発明で扱うワイヤフレームの表現形式には、ラインセット形式，インデックスラインセット形式，ラインストリップ形式，インデックスラインストリップ形式があり、前の２つの形式は、参考文献「三浦憲二郎：ＯｐｅｎＧＬ ３Ｄ グラフィックス入門，朝倉書店，１９９５．」の１９頁にある、ＧＬ＿ＬＩＮＥＳに、後の２つの形式は、同じくＧＬ＿ＬＩＮＥ＿ＳＴＲＩＰに対応している。インデックス付きの形式は、別途座標テーブルを配列形式で保持し、配列のインデックスを指定することで座標を表している形式である。
【００２２】
（ハ） 本発明で扱うワイヤフレームはＣＡＤシステムにおいて作成される曲線データなどから生成されるものとする。その際、ＣＡＤシステムで作成する形状モデル上の領域との関連性は容易に得られる。例えば、一般的にＣＡＤシステムにおいては、形状モデルの角や曲面の境界を表現するために曲線で表現できる稜線が存在し、その稜線は曲面を保持する面と関連性を持っている。
【００２３】
（ニ） 本発明で扱う三角形メッシュは、三角形メッシュ上の領域ごとに三角形がまとまって順に格納されており、領域単位で独立した三角形メッシュを容易に得られるものとする。三角形メッシュ上の領域には一般的にはＣＡＤシステムにおける面が対応する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態に係る、ｎ次元空間の、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュのデータ構造を説明するための図である。
本発明の一実施形態に係る、ｎ次元空間の三角形メッシュ（ワイヤフレームを含む）のデータ構造１は、座標テーブル（頂点座標テーブルともいう）１０と、三角形メッシュテーブル２０と、ワイヤフレームテーブル３０とから構成される。座標テーブル１０はｎ次元空間の頂点座標を表し、三角形メッシュテーブル２０は三角形メッシュ（ポリゴンメッシュ）を表し、ワイヤフレームテーブル３０はワイヤフレームを表す。
【００２５】
図２は、図１の三角形メッシュのデータ構造における座標テーブルのデータ構造を説明するための図である。
図２で例示する座標テーブル１０には、座標の数（＝ｎｖ）１１と、座標０から座標ｎｖ−１までのｘ成分，ｙ成分，ｚ成分１２0，１２1，．．．，１２n ｖ -1が、座標０（ｘ），座標０（ｙ），座標０（ｚ），座標１（ｘ），座標１（ｙ），座標１（ｚ），．．．，座標ｎｖ−１（ｘ），座標ｎｖ−１（ｙ），座標ｎｖ−１（ｚ）の順に格納されている。各成分は、浮動小数点表現がなされているか、或いはベクトル量子化圧縮が行われている。
【００２６】
図３は、図１の三角形メッシュのデータ構造における三角形メッシュテーブルのデータ構造を説明するための図である。
図３で例示する三角形メッシュテーブル２０には、領域数２１（＝ｎａ）と、領域毎の頂点インデックス配列の数（サイズ）の配列２２０，２２１，．．．，２２ｎａ−１と、領域順に並んだ頂点インデックス配列２３０，２３１，．．．，２３ｉ０−１，２４０，，．．．，２４ｉ１−１，．．．，２５０，．．．，２５ｉｎａ−１とが順に格納されている。
【００２７】
領域毎の頂点インデックス配列のサイズ配列は、領域０に対する頂点インデックスの配列の数２２０（＝ｉ０），領域１に対する頂点インデックスの配列の数２２１（＝ｉ１），．．．，領域ｎａに対する頂点インデックスの配列の数２２ｎａ−１（＝ｉｎａ−１）の順に格納されている。頂点インデックス配列は、領域０の頂点インデックス０（２３０），領域０の頂点インデックス１（２３１），．．．，領域０の頂点インデックスｉ０−１（２３ｉ０−１），領域１の頂点インデックス０（２４０），領域１の頂点インデックス１，．．．，領域１の頂点インデックスｉ１−１（２４ｉ１−１），．．．．．．．，領域ｎａ−１の頂点インデックス０（２５０），領域ｎａ−１の頂点インデックス１，．．．，領域ｎａ−１の頂点インデックスｉ０−１（２５ｉｎａ−１）の順に格納されている。
【００２８】
図４は、図１の三角形メッシュのデータ構造におけるワイヤフレームテーブルのデータ構造を説明するための図である。
図４で例示するワイヤフレームテーブル３０は、三角形メッシュ上の領域毎のワイヤの本数の配列３１０〜３１ｎａ−１と、領域とは独立したワイヤの頂点インデックス配列の数（サイズ）３２と、領域に割り当てられたワイヤの始点インデックス及び終点インデックスを表す配列３３ａ０，．．．及び３３ｂ０，．．．と、領域とは独立したワイヤの頂点インデックス配列３４０，．．．とから構成される。
【００２９】
三角形メッシュ上の領域毎のワイヤの本数の配列には、領域０にあるワイヤの本数３１０（＝ｊ０），領域１にあるワイヤの本数３１１（＝ｊ１），．．．，領域０にあるワイヤの本数３１ｎａ−１（＝ｊｎａ−１）が順に格納されている。各領域に割り当てられたワイヤの始点インデックスと終点インデックスを表す配列には、領域０のワイヤ０に対する始点インデックス３３ａ０及び終点インデックス３３ｂ０，領域０のワイヤ１に対する始点インデックス３３ａ１及び終点インデックス３３ｂ１，．．．，領域０のワイヤｊ０−１に対する始点インデックス３３ａｊ０−１及び終点インデックス３３ｂｊ０−１，領域１のワイヤ０に対する始点インデックス及び終点インデックス，．．．，領域１のワイヤｊ１−１に対する始点インデックス及び終点インデックス，．．．．．．，領域ｎａ−１のワイヤ０に対する始点インデックス及び終点インデックス，．．．，領域ｎａ−１のワイヤｊｎａ−１に対する始点インデックス及び終点インデックスが順に格納されている。
【００３０】
一方、領域とは独立したワイヤに対しては、その頂点インデックス配列のサイズ３２（＝ｉｗ）、及び、各独立ワイヤの頂点インデックス０〜ｉｗ−１（３４０〜３４ｉｗ−１）が格納されている。
【００３１】
上述のごとき、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュのデータ構造を用いることで、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータの圧縮，伸長が可能となる。図１乃至図４を再度参照し、以下にこのような三角形メッシュの圧縮，伸長方法を説明する。
【００３２】
図５は、本発明の一実施形態に係る、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータの圧縮方法を説明するためのフロー図である。
まず、三角形メッシュの頂点座標を図２の座標テーブル１０に、三角形メッシュのインデックスを図３の三角形メッシュテーブル２０に夫々書き出す（その形式で保存する）。このとき、三角形メッシュのインデックスは三角形メッシュ上の領域毎にまとめて書き出す（ステップＳ１）。
【００３３】
次いで、三角形メッシュ上の領域毎に領域境界ポリラインを生成する（ステップＳ２）。三角形メッシュ上の領域を独立した三角形メッシュとして取り出し、境界を表すポリラインを生成する。境界ポリラインを得るのは、隣接する三角形がない三角形の辺を取り出せばよいので容易である。次いで、領域に割り当てられたポリラインについて、領域境界ポリラインに始点・終点の両方が一致するかどうか判定する（ステップＳ３）。
【００３４】
始点・終点の両方が一致するポリラインは、図４のワイヤフレームテーブル３０にその始点インデックスと終点インデックスだけをインデックスラインセット形式により書き出す（ステップＳ４）。一方、始点・終点の両方が一致しないポリラインは、独立ワイヤとして、その頂点座標を座標テーブル１０に、その頂点インデックスを全てインデックスラインストリップ形式又はインデックスラインセット形式により図４のワイヤフレームテーブル３０に書き出す（ステップＳ５）。
以上により、ワイヤフレームのデータと三角形メッシュのデータとを圧縮し、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータを得ることができる。
【００３５】
図６は、本発明の一実施形態に係る、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータの伸長方法を説明するためのフロー図である。
まず、三角形メッシュの頂点座標を図２の座標テーブル１０から読み込み、図３の三角形メッシュのインデックスをポリゴンメッシュテーブル２０から読み込む（ステップＳ１１）。
【００３６】
次いで、三角形メッシュ上の領域毎に領域境界ポリラインを生成する（ステップＳ１２）。次いで、図４のワイヤフレームテーブル３０の領域に割り当てられたワイヤを読み込み、領域境界ポリラインの中から始点インデックスと終点インデックスの両方の一致するものを選択する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３では、ワイヤフレームテーブル３０におけるインデックスラインセット形式のポリラインに対し、始点インデックスと終点インデックスの両方の一致する領域境界ポリラインを選択するとよい。次いで、図４のワイヤフレームテーブル３０の独立ワイヤをそのまま読み込む（ステップＳ１４）。ステップＳ１４では、ワイヤフレームテーブル３０におけるインデックスラインストリップ形式のポリラインに対し、そのままワイヤフレームテーブル３０から読み込むとよい。
以上により、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータを伸長して、ワイヤフレームのデータと三角形メッシュのデータとを得ることができる。
【００３７】
本発明は、上述したワイヤフレーム付三角形メッシュデータの圧縮及び／又は伸長方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムとしての形態も、そのプログラム又はプログラム及びデータを記憶した記録媒体としての形態も採り得る。記録媒体としては、具体的には、ＣＤ−ＲＯＭ，光磁気ディスク，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＦＤ，フラッシュメモリ，メモリスティック及びその他各種ＲＯＭやＲＡＭ等が想定でき、これら記録媒体にプログラム又はプログラム及びデータを記録し流通させることにより、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータの圧縮及び／又は伸長の機能の実現を容易にする。そしてコンピュータ等の情報処理装置に記録媒体を装着してそのプログラムを読み出すか、若しくは情報処理装置が備えている記録媒体に当プログラムを記憶させておき、必要に応じて読み出すことにより、本発明に関わる機能を実行することができる。
【００３８】
図７は、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータを圧縮し伸長する１つ以上のコンピュータシステムの構成例を示す図である。
図７で例示する、情報処理装置としての各コンピュータシステムは、プロセスを実行するＣＰＵ５２等の中央処理装置と、ＲＡＭ５１，データ記憶装置（データ保存装置）５５等のメモリと、そのメモリに格納された（存在する）アプリケーションプログラム４１及び圧縮データ構造とを備える。さらに、各コンピュータシステムは、Ｉ／Ｏインタフェース５３を介して各種端末機器（キーボード，マウス，ディスプレイ等）５４により入出力され、プリンタ５６へも出力可能な構成になっている。
【００３９】
アプリケーションプログラム４１としては、本発明に係る圧縮プログラム４２及び／又は伸長プログラム４３を備え、それらがマイクロ命令コード４７に基づくオペレーティングシステム（ＯＳ）４６上で、コンパイラ４４及びオプティマイザ４５により実行可能となっている。
【００４０】
図８は、図７に示した２つ以上のコンピュータシステムが通信リンクで接続された圧縮伸長システムの構成例を示す図である。
図８で例示する圧縮伸長システムは、本発明に係る圧縮のアルゴリズム６２を備えた図７のごときコンピュータ６１と、本発明に係る伸長のアルゴリズム６５を備えた図７のごときコンピュータ６４とが、通信リンクにより接続されている。ここでの通信リンクとしては、例えばインターネット，イントラネット，広域ネットワーク，ローカルエリアネットワーク，無線周波数リンク，赤外線リンク，シリアル通信リンクのいずれかを含めばよい。圧縮アルゴリズム６２により圧縮されたワイヤフレーム付三角形メッシュデータ（圧縮モデル６３）が、通信リンクを介してコンピュータ６１で送信され、コンピュータ６４で受信され、伸長アルゴリズム６５により伸長されて表示可能となる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータの圧縮、保存、転送、伸長を目的にした、データ構造、プログラム、システムにおいて、データサイズを減少させ、ハードディスク等の保存装置のスペース効率、表示速度、及び転送速度を向上させることが可能となる。また、本発明を３次元ＣＡＤシステムなどに実現することによって、コンパクトな３次元データを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る、ｎ次元空間の、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュのデータ構造を説明するための図である。
【図２】 図１の三角形メッシュのデータ構造における座標テーブルのデータ構造を説明するための図である。
【図３】 図１の三角形メッシュのデータ構造における三角形メッシュテーブルのデータ構造を説明するための図である。
【図４】 図１の三角形メッシュのデータ構造におけるワイヤフレームテーブルのデータ構造を説明するための図である。
【図５】 本発明の一実施形態に係る、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータの圧縮方法を説明するためのフロー図である。
【図６】 本発明の一実施形態に係る、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータの伸長方法を説明するためのフロー図である。
【図７】 ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータを圧縮し伸長する１つ以上のコンピュータシステムの構成例を示す図である。
【図８】 図７に示した２つ以上のコンピュータシステムが通信リンクで接続された圧縮伸長システムの構成例を示す図である。
【図９】 ３次元形状モデルの一例を示す図である。
【図１０】 図９の三次元モデルに対する三角形メッシュデータの一例を示す図である。
【図１１】 図９の三次元モデルに対するワイヤフレームデータの一例を示す図である。
【符号の説明】
１…ワイヤフレームを含む三角形メッシュのデータ構造、１０…座標テーブル、１１…座標の数、１２0，１２1，１２n ｖ -1…座標の各成分、２０…三角形メッシュテーブル、２１…領域の数、２２0，２２1，２２ｎａ -1…頂点インデックス配列のサイズ、２３0，２３1，２３ｉ０ -1，２４0，２４1，２４ｉ１ -1，２５0，２５1，２５ｉｎａ -1…領域の頂点インデックス、３０…ワイヤフレームテーブル、３１０，３１１，３１ｎａ−１…領域毎のワイヤの本数、３２…独立ワイヤの頂点インデックス配列の数、３３ａ０，３３ａ１，３３ａｊ０−１…領域に割り当てワイヤの始点インデックス、３３ｂ０，３３ｂ１，３３ｂｊ０−１…領域に割り当てワイヤの終点インデックス、３４０，３４１，３４ｊｗ−１…独立ワイヤの頂点インデックス、４１…アプリケーションプログラム、４２…圧縮プログラム、４３…伸長プログラム、４４…コンパイラ、４５…オプティマイザ、４６…オペレーティングシステム、４７…マイクロ命令コード、５１…ＲＡＭ、５２…ＣＰＵ、５３…Ｉ／Ｏインタフェース、５４…端末機器、５５…データ記憶装置、５６…プリンタ、６１，６４…コンピュータ、６２…圧縮のアルゴリズム、６３…圧縮モデル、６４…コンピュータ、６５…伸長のアルゴリズム。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュを表す三角形メッシュデータの圧縮方法及び伸長方法、プログラム、三角形メッシュデータの圧縮及び／又は伸長を行うコンピュータ、及びそれらコンピュータでなるシステムに関し、より詳細には、３次元形状モデル生成装置や３次元形状モデル表示装置等に利用可能な、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュを表す三角形メッシュデータの圧縮方法及び伸長方法、プログラム、その三角形メッシュデータの圧縮及び／又は伸長を行うコンピュータ、及びそれらコンピュータでなるシステムに関する。本発明の応用分野としては、例えば形状計測装置や仮想現実感装置などが挙げられる。
【０００２】
【従来の技術】
自由曲面及び自由曲線は、３次元形状モデルを表現する手段としてＣＡＤで広く利用されている。３次元形状モデルを表示するためには、自由曲面を三角形メッシュ形式のデータに、自由曲線をワイヤフレーム形式のデータに変換する必要がある。この変換作業には時間がかかるため、予め、図９に例示するような３次元形状モデルを、図１０に例示するような三角形メッシュ或いは図１１に例示するようなワイヤフレームに変換したデータを、自由曲面データ，自由曲線データとともに保持することが広く行われている。また、カタログや部品の配置が目的で、変形のできない３次元形状モデル専用ビューワも普及しはじめている。このため、自由曲面を三角形メッシュに変換した際のデータサイズを圧縮する技術の研究がさかんである。この技術の参考文献としては、例えば、「Taubin G and Rossignac J: Geometry compression through topological surgery, ACM Transactions on Graphics, Vol.17, No.2, 1998.」が挙げられる。
【０００３】
しかしながら、自由曲線をワイヤフレームに変換した際のデータサイズを圧縮する技術研究はあまり行われていない。さらに、近年の通信設備の発達などにより、要求される取扱データのサイズは増大しており、それに伴って、ハードディスク等の保存装置のスペース効率の低下や、表示速度の低下、さらには転送速度の低下が問題となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、データサイズが増大した場合でも、ハードディスク等保存装置のスペース効率、表示速度、及び転送速度を低下させることなく、圧縮，保存，転送，伸長等の処理を施すことが可能な、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュを表す三角形メッシュデータの圧縮方法及び伸長方法、プログラム、その三角形メッシュデータの圧縮及び／又は伸長を行うコンピュータ、及びそれらコンピュータでなるシステムを提供することをその目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、プロセスを実行する中央処理装置と、記憶装置とを備え、ワイヤフレームのデータと三角形メッシュのデータとを圧縮するコンピュータであって、前記記憶装置には、圧縮プログラムと、前記ワイヤフレームのデータと、前記三角形メッシュのデータと、圧縮後のワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータを表すためのテーブル群とが格納されてなり、該テーブル群は、ｎ次元空間の頂点座標を表すための頂点座標テーブルと、三角形メッシュを表すための三角形メッシュテーブルと、ワイヤフレームを表すためのワイヤフレームテーブルとからなり、前記圧縮プログラムは、前記中央処理装置に、前記三角形メッシュのデータを読み出し、該三角形メッシュの頂点座標を前記頂点座標テーブルに、該三角形メッシュのインデックスを前記三角形メッシュテーブルに、それぞれ書き出すステップと、三角形メッシュ上の領域毎に領域境界ポリラインを生成するステップと、前記ワイヤフレームのデータを読み出し、該ワイヤフレームを構成するポリラインについて、前記生成された領域境界ポリラインに始点・終点の両方が一致するか否かを判定するステップと、該判定の結果、一致するポリラインに対し、インデックスラインセット形式により始点インデックスと終点インデックスだけを前記ワイヤフレームテーブルに書き出すステップと、前記判定の結果、一致しないポリラインに対し、その頂点座標を前記頂点座標テーブルに、その頂点インデックスを全てインデックスラインストリップ形式により前記ワイヤフレームテーブルに書き出すステップと、を実行させるプログラムであることを特徴としたものである。
【０００６】
請求項２の発明は、プロセスを実行する中央処理装置と、記憶装置とを備え、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータを伸長するコンピュータであって、前記記憶装置には、伸長プログラムと、前記三角形メッシュデータを表すテーブル群とが格納されてなり、該テーブル群は、ｎ次元空間の頂点座標を表すための頂点座標テーブルと、三角形メッシュを表すための三角形メッシュテーブルと、ワイヤフレームを表すためのワイヤフレームテーブルとからなり、前記伸長プログラムは、前記中央処理装置に、三角形メッシュの頂点座標を前記頂点座標テーブルから読み込むステップと、三角形メッシュのインデックスを前記三角形メッシュテーブルから読み込むステップと、三角形メッシュ上の領域毎に領域境界ポリラインを生成するステップと、前記ワイヤフレームテーブルにおけるインデックスラインセット形式のポリラインに対し、始点インデックスと終点インデックスの両方の一致する領域境界ポリラインを選択するステップと、前記ワイヤフレームテーブルにおけるインデックスラインストリップ形式のポリラインに対し、そのまま前記ワイヤフレームテーブルから読み込むステップと、を実行させるプログラムであることを特徴としたものである。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記記憶装置には、伸長プログラムがさらに格納されてなり、該伸長プログラムは、前記中央処理装置に、三角形メッシュの頂点座標を前記頂点座標テーブルから読み込むステップと、三角形メッシュのインデックスを前記三角形メッシュテーブルから読み込むステップと、三角形メッシュ上の領域毎に領域境界ポリラインを生成するステップと、前記ワイヤフレームテーブルにおけるインデックスラインセット形式のポリラインに対し、始点インデックスと終点インデックスの両方の一致する領域境界ポリラインを選択するステップと、前記ワイヤフレームテーブルにおけるインデックスラインストリップ形式のポリラインに対し、そのまま前記ワイヤフレームテーブルから読み込むステップと、を実行させるプログラムであることを特徴としたものである。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１に記載のコンピュータと、請求項２に記載のコンピュータとを接続し、請求項１に記載のコンピュータで圧縮されたデータを請求項２に記載のコンピュータへ通信リンクを通して送信し、請求項２に記載のコンピュータで伸長することを特徴とするシステムである。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記通信リンクは、インターネット、イントラネット、広域ネットワーク、ローカルエリアネットワーク、無線周波数リンク、赤外線リンク、シリアル通信リンクのいずれかを含むことを特徴としたものである。
【００１０】
請求項６の発明は、プロセスを実行する中央処理装置と、記憶装置とを備えたコンピュータに、ワイヤフレームのデータと三角形メッシュのデータとを圧縮する処理を実行させるためのプログラムであって、前記記憶装置には、当該プログラムと、前記ワイヤフレームのデータと、前記三角形メッシュのデータと、圧縮後のワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータを表すためのテーブル群とが格納されてなり、該テーブル群は、ｎ次元空間の頂点座標を表すための頂点座標テーブルと、三角形メッシュを表すための三角形メッシュテーブルと、ワイヤフレームを表すためのワイヤフレームテーブルとからなり、当該プログラムは、前記中央処理装置に、前記三角形メッシュのデータを読み出し、該三角形メッシュの頂点座標を前記頂点座標テーブルに、該三角形メッシュのインデックスを前記三角形メッシュテーブルに、それぞれ書き出すステップと、三角形メッシュ上の領域毎に領域境界ポリラインを生成するステップと、前記ワイヤフレームのデータを読み出し、該ワイヤフレームを構成するポリラインについて、前記生成された領域境界ポリラインに始点・終点の両方が一致するか否かを判定するステップと、該判定の結果、一致するポリラインに対し、インデックスラインセット形式により始点インデックスと終点インデックスだけを前記ワイヤフレームテーブルに書き出すステップと、前記判定の結果、一致しないポリラインに対し、その頂点座標を前記頂点座標テーブルに、その頂点インデックスを全てインデックスラインストリップ形式により前記ワイヤフレームテーブルに書き出すステップと、を実行させることを特徴としたものである。
【００１１】
請求項７の発明は、プロセスを実行する中央処理装置と、記憶装置とを備えたコンピュータに、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータを伸長する処理を実行させるためのプログラムであって、前記記憶装置には、当該プログラムと、前記三角形メッシュデータを表すテーブル群とが格納されてなり、該テーブル群は、ｎ次元空間の頂点座標を表すための頂点座標テーブルと、三角形メッシュを表すための三角形メッシュテーブルと、ワイヤフレームを表すためのワイヤフレームテーブルとからなり、当該プログラムは、前記中央処理装置に、三角形メッシュの頂点座標を前記頂点座標テーブルから読み込むステップと、三角形メッシュのインデックスを前記三角形メッシュテーブルから読み込むステップと、三角形メッシュ上の領域毎に領域境界ポリラインを生成するステップと、前記ワイヤフレームテーブルにおけるインデックスラインセット形式のポリラインに対し、始点インデックスと終点インデックスの両方の一致する領域境界ポリラインを選択するステップと、前記ワイヤフレームテーブルにおけるインデックスラインストリップ形式のポリラインに対し、そのまま前記ワイヤフレームテーブルから読み込むステップと、を実行させることを特徴としたものである。
【００１２】
請求項８の発明は、ワイヤフレームのデータと三角形メッシュのデータとを圧縮する圧縮方法において、記憶装置に、前記ワイヤフレームのデータと、前記三角形メッシュのデータと、圧縮後のワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータを表すためのテーブル群とを格納しておき、該テーブル群は、ｎ次元空間の頂点座標を表すための頂点座標テーブルと、三角形メッシュを表すための三角形メッシュテーブルと、ワイヤフレームを表すためのワイヤフレームテーブルとからなり、当該圧縮方法は、中央処理装置が、前記三角形メッシュのデータを読み出し、該三角形メッシュの頂点座標を前記頂点座標テーブルに、該三角形メッシュのインデックスを前記三角形メッシュテーブルに、それぞれ書き出すステップと、前記中央処理装置が、三角形メッシュ上の領域毎に領域境界ポリラインを生成するステップと、前記中央処理装置が、前記ワイヤフレームのデータを読み出し、該ワイヤフレームを構成するポリラインについて、前記生成された領域境界ポリラインに始点・終点の両方が一致するか否かを判定するステップと、前記中央処理装置が、前記判定の結果、一致するポリラインに対し、インデックスラインセット形式により始点インデックスと終点インデックスだけを前記ワイヤフレームテーブルに書き出すステップと、前記中央処理装置が、前記判定の結果、一致しないポリラインに対し、その頂点座標を前記頂点座標テーブルに、その頂点インデックスを全てインデックスラインストリップ形式により前記ワイヤフレームテーブルに書き出すステップと、を含むことを特徴としたものである。
【００１３】
請求項９の発明は、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータを伸長する伸長方法において、記憶装置に、前記三角形メッシュデータを表すテーブル群を格納しておき、該テーブル群は、ｎ次元空間の頂点座標を表すための頂点座標テーブルと、三角形メッシュを表すための三角形メッシュテーブルと、ワイヤフレームを表すためのワイヤフレームテーブルとからなり、当該伸長方法は、中央処理装置が、三角形メッシュの頂点座標を前記頂点座標テーブルから読み込むステップと、前記中央処理装置が、三角形メッシュのインデックスを前記三角形メッシュテーブルから読み込むステップと、前記中央処理装置が、三角形メッシュ上の領域毎に領域境界ポリラインを生成するステップと、前記中央処理装置が、前記ワイヤフレームテーブルにおけるインデックスラインセット形式のポリラインに対し、始点インデックスと終点インデックスの両方の一致する領域境界ポリラインを選択するステップと、前記中央処理装置が、前記ワイヤフレームテーブルにおけるインデックスラインストリップ形式のポリラインに対し、そのまま前記ワイヤフレームテーブルから読み込むステップと、を含むことを特徴としたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下の（イ），（ロ），（ハ），（ニ）の前提に基づき、本発明の構成・動作を説明する。
（イ） 本発明で扱うワイヤフレームとは、ライン（線分）又はポリライン（折れ線を表す連結された線分）の集まりである。
（ロ） 本発明で扱うワイヤフレームの表現形式には、ラインセット形式，インデックスラインセット形式，ラインストリップ形式，インデックスラインストリップ形式があり、前の２つの形式は、参考文献「三浦憲二郎：ＯｐｅｎＧＬ ３Ｄ グラフィックス入門，朝倉書店，１９９５．」の１９頁にある、ＧＬ＿ＬＩＮＥＳに、後の２つの形式は、同じくＧＬ＿ＬＩＮＥ＿ＳＴＲＩＰに対応している。インデックス付きの形式は、別途座標テーブルを配列形式で保持し、配列のインデックスを指定することで座標を表している形式である。
【００２２】
（ハ） 本発明で扱うワイヤフレームはＣＡＤシステムにおいて作成される曲線データなどから生成されるものとする。その際、ＣＡＤシステムで作成する形状モデル上の領域との関連性は容易に得られる。例えば、一般的にＣＡＤシステムにおいては、形状モデルの角や曲面の境界を表現するために曲線で表現できる稜線が存在し、その稜線は曲面を保持する面と関連性を持っている。
【００２３】
（ニ） 本発明で扱う三角形メッシュは、三角形メッシュ上の領域ごとに三角形がまとまって順に格納されており、領域単位で独立した三角形メッシュを容易に得られるものとする。三角形メッシュ上の領域には一般的にはＣＡＤシステムにおける面が対応する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態に係る、ｎ次元空間の、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュのデータ構造を説明するための図である。
本発明の一実施形態に係る、ｎ次元空間の三角形メッシュ（ワイヤフレームを含む）のデータ構造１は、座標テーブル（頂点座標テーブルともいう）１０と、三角形メッシュテーブル２０と、ワイヤフレームテーブル３０とから構成される。座標テーブル１０はｎ次元空間の頂点座標を表し、三角形メッシュテーブル２０は三角形メッシュ（ポリゴンメッシュ）を表し、ワイヤフレームテーブル３０はワイヤフレームを表す。
【００２５】
図２は、図１の三角形メッシュのデータ構造における座標テーブルのデータ構造を説明するための図である。
図２で例示する座標テーブル１０には、座標の数（＝ｎｖ）１１と、座標０から座標ｎｖ−１までのｘ成分，ｙ成分，ｚ成分１２0，１２1，．．．，１２n ｖ -1が、座標０（ｘ），座標０（ｙ），座標０（ｚ），座標１（ｘ），座標１（ｙ），座標１（ｚ），．．．，座標ｎｖ−１（ｘ），座標ｎｖ−１（ｙ），座標ｎｖ−１（ｚ）の順に格納されている。各成分は、浮動小数点表現がなされているか、或いはベクトル量子化圧縮が行われている。
【００２６】
図３は、図１の三角形メッシュのデータ構造における三角形メッシュテーブルのデータ構造を説明するための図である。
図３で例示する三角形メッシュテーブル２０には、領域数２１（＝ｎａ）と、領域毎の頂点インデックス配列の数（サイズ）の配列２２０，２２１，．．．，２２ｎａ−１と、領域順に並んだ頂点インデックス配列２３０，２３１，．．．，２３ｉ０−１，２４０，，．．．，２４ｉ１−１，．．．，２５０，．．．，２５ｉｎａ−１とが順に格納されている。
【００２７】
領域毎の頂点インデックス配列のサイズ配列は、領域０に対する頂点インデックスの配列の数２２０（＝ｉ０），領域１に対する頂点インデックスの配列の数２２１（＝ｉ１），．．．，領域ｎａに対する頂点インデックスの配列の数２２ｎａ−１（＝ｉｎａ−１）の順に格納されている。頂点インデックス配列は、領域０の頂点インデックス０（２３０），領域０の頂点インデックス１（２３１），．．．，領域０の頂点インデックスｉ０−１（２３ｉ０−１），領域１の頂点インデックス０（２４０），領域１の頂点インデックス１，．．．，領域１の頂点インデックスｉ１−１（２４ｉ１−１），．．．．．．．，領域ｎａ−１の頂点インデックス０（２５０），領域ｎａ−１の頂点インデックス１，．．．，領域ｎａ−１の頂点インデックスｉ０−１（２５ｉｎａ−１）の順に格納されている。
【００２８】
図４は、図１の三角形メッシュのデータ構造におけるワイヤフレームテーブルのデータ構造を説明するための図である。
図４で例示するワイヤフレームテーブル３０は、三角形メッシュ上の領域毎のワイヤの本数の配列３１０〜３１ｎａ−１と、領域とは独立したワイヤの頂点インデックス配列の数（サイズ）３２と、領域に割り当てられたワイヤの始点インデックス及び終点インデックスを表す配列３３ａ０，．．．及び３３ｂ０，．．．と、領域とは独立したワイヤの頂点インデックス配列３４０，．．．とから構成される。
【００２９】
三角形メッシュ上の領域毎のワイヤの本数の配列には、領域０にあるワイヤの本数３１０（＝ｊ０），領域１にあるワイヤの本数３１１（＝ｊ１），．．．，領域０にあるワイヤの本数３１ｎａ−１（＝ｊｎａ−１）が順に格納されている。各領域に割り当てられたワイヤの始点インデックスと終点インデックスを表す配列には、領域０のワイヤ０に対する始点インデックス３３ａ０及び終点インデックス３３ｂ０，領域０のワイヤ１に対する始点インデックス３３ａ１及び終点インデックス３３ｂ１，．．．，領域０のワイヤｊ０−１に対する始点インデックス３３ａｊ０−１及び終点インデックス３３ｂｊ０−１，領域１のワイヤ０に対する始点インデックス及び終点インデックス，．．．，領域１のワイヤｊ１−１に対する始点インデックス及び終点インデックス，．．．．．．，領域ｎａ−１のワイヤ０に対する始点インデックス及び終点インデックス，．．．，領域ｎａ−１のワイヤｊｎａ−１に対する始点インデックス及び終点インデックスが順に格納されている。
【００３０】
一方、領域とは独立したワイヤに対しては、その頂点インデックス配列のサイズ３２（＝ｉｗ）、及び、各独立ワイヤの頂点インデックス０〜ｉｗ−１（３４０〜３４ｉｗ−１）が格納されている。
【００３１】
上述のごとき、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュのデータ構造を用いることで、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータの圧縮，伸長が可能となる。図１乃至図４を再度参照し、以下にこのような三角形メッシュの圧縮，伸長方法を説明する。
【００３２】
図５は、本発明の一実施形態に係る、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータの圧縮方法を説明するためのフロー図である。
まず、三角形メッシュの頂点座標を図２の座標テーブル１０に、三角形メッシュのインデックスを図３の三角形メッシュテーブル２０に夫々書き出す（その形式で保存する）。このとき、三角形メッシュのインデックスは三角形メッシュ上の領域毎にまとめて書き出す（ステップＳ１）。
【００３３】
次いで、三角形メッシュ上の領域毎に領域境界ポリラインを生成する（ステップＳ２）。三角形メッシュ上の領域を独立した三角形メッシュとして取り出し、境界を表すポリラインを生成する。境界ポリラインを得るのは、隣接する三角形がない三角形の辺を取り出せばよいので容易である。次いで、領域に割り当てられたポリラインについて、領域境界ポリラインに始点・終点の両方が一致するかどうか判定する（ステップＳ３）。
【００３４】
始点・終点の両方が一致するポリラインは、図４のワイヤフレームテーブル３０にその始点インデックスと終点インデックスだけをインデックスラインセット形式により書き出す（ステップＳ４）。一方、始点・終点の両方が一致しないポリラインは、独立ワイヤとして、その頂点座標を座標テーブル１０に、その頂点インデックスを全てインデックスラインストリップ形式又はインデックスラインセット形式により図４のワイヤフレームテーブル３０に書き出す（ステップＳ５）。
以上により、ワイヤフレームのデータと三角形メッシュのデータとを圧縮し、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータを得ることができる。
【００３５】
図６は、本発明の一実施形態に係る、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータの伸長方法を説明するためのフロー図である。
まず、三角形メッシュの頂点座標を図２の座標テーブル１０から読み込み、図３の三角形メッシュのインデックスをポリゴンメッシュテーブル２０から読み込む（ステップＳ１１）。
【００３６】
次いで、三角形メッシュ上の領域毎に領域境界ポリラインを生成する（ステップＳ１２）。次いで、図４のワイヤフレームテーブル３０の領域に割り当てられたワイヤを読み込み、領域境界ポリラインの中から始点インデックスと終点インデックスの両方の一致するものを選択する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３では、ワイヤフレームテーブル３０におけるインデックスラインセット形式のポリラインに対し、始点インデックスと終点インデックスの両方の一致する領域境界ポリラインを選択するとよい。次いで、図４のワイヤフレームテーブル３０の独立ワイヤをそのまま読み込む（ステップＳ１４）。ステップＳ１４では、ワイヤフレームテーブル３０におけるインデックスラインストリップ形式のポリラインに対し、そのままワイヤフレームテーブル３０から読み込むとよい。
以上により、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータを伸長して、ワイヤフレームのデータと三角形メッシュのデータとを得ることができる。
【００３７】
本発明は、上述したワイヤフレーム付三角形メッシュデータの圧縮及び／又は伸長方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムとしての形態も、そのプログラム又はプログラム及びデータを記憶した記録媒体としての形態も採り得る。記録媒体としては、具体的には、ＣＤ−ＲＯＭ，光磁気ディスク，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＦＤ，フラッシュメモリ，メモリスティック及びその他各種ＲＯＭやＲＡＭ等が想定でき、これら記録媒体にプログラム又はプログラム及びデータを記録し流通させることにより、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータの圧縮及び／又は伸長の機能の実現を容易にする。そしてコンピュータ等の情報処理装置に記録媒体を装着してそのプログラムを読み出すか、若しくは情報処理装置が備えている記録媒体に当プログラムを記憶させておき、必要に応じて読み出すことにより、本発明に関わる機能を実行することができる。
【００３８】
図７は、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータを圧縮し伸長する１つ以上のコンピュータシステムの構成例を示す図である。
図７で例示する、情報処理装置としての各コンピュータシステムは、プロセスを実行するＣＰＵ５２等の中央処理装置と、ＲＡＭ５１，データ記憶装置（データ保存装置）５５等のメモリと、そのメモリに格納された（存在する）アプリケーションプログラム４１及び圧縮データ構造とを備える。さらに、各コンピュータシステムは、Ｉ／Ｏインタフェース５３を介して各種端末機器（キーボード，マウス，ディスプレイ等）５４により入出力され、プリンタ５６へも出力可能な構成になっている。
【００３９】
アプリケーションプログラム４１としては、本発明に係る圧縮プログラム４２及び／又は伸長プログラム４３を備え、それらがマイクロ命令コード４７に基づくオペレーティングシステム（ＯＳ）４６上で、コンパイラ４４及びオプティマイザ４５により実行可能となっている。
【００４０】
図８は、図７に示した２つ以上のコンピュータシステムが通信リンクで接続された圧縮伸長システムの構成例を示す図である。
図８で例示する圧縮伸長システムは、本発明に係る圧縮のアルゴリズム６２を備えた図７のごときコンピュータ６１と、本発明に係る伸長のアルゴリズム６５を備えた図７のごときコンピュータ６４とが、通信リンクにより接続されている。ここでの通信リンクとしては、例えばインターネット，イントラネット，広域ネットワーク，ローカルエリアネットワーク，無線周波数リンク，赤外線リンク，シリアル通信リンクのいずれかを含めばよい。圧縮アルゴリズム６２により圧縮されたワイヤフレーム付三角形メッシュデータ（圧縮モデル６３）が、通信リンクを介してコンピュータ６１で送信され、コンピュータ６４で受信され、伸長アルゴリズム６５により伸長されて表示可能となる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータの圧縮、保存、転送、伸長を目的にした、データ構造、プログラム、システムにおいて、データサイズを減少させ、ハードディスク等の保存装置のスペース効率、表示速度、及び転送速度を向上させることが可能となる。また、本発明を３次元ＣＡＤシステムなどに実現することによって、コンパクトな３次元データを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る、ｎ次元空間の、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュのデータ構造を説明するための図である。
【図２】 図１の三角形メッシュのデータ構造における座標テーブルのデータ構造を説明するための図である。
【図３】 図１の三角形メッシュのデータ構造における三角形メッシュテーブルのデータ構造を説明するための図である。
【図４】 図１の三角形メッシュのデータ構造におけるワイヤフレームテーブルのデータ構造を説明するための図である。
【図５】 本発明の一実施形態に係る、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータの圧縮方法を説明するためのフロー図である。
【図６】 本発明の一実施形態に係る、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータの伸長方法を説明するためのフロー図である。
【図７】 ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータを圧縮し伸長する１つ以上のコンピュータシステムの構成例を示す図である。
【図８】 図７に示した２つ以上のコンピュータシステムが通信リンクで接続された圧縮伸長システムの構成例を示す図である。
【図９】 ３次元形状モデルの一例を示す図である。
【図１０】 図９の三次元モデルに対する三角形メッシュデータの一例を示す図である。
【図１１】 図９の三次元モデルに対するワイヤフレームデータの一例を示す図である。
【符号の説明】
１…ワイヤフレームを含む三角形メッシュのデータ構造、１０…座標テーブル、１１…座標の数、１２0，１２1，１２n ｖ -1…座標の各成分、２０…三角形メッシュテーブル、２１…領域の数、２２0，２２1，２２ｎａ -1…頂点インデックス配列のサイズ、２３0，２３1，２３ｉ０ -1，２４0，２４1，２４ｉ１ -1，２５0，２５1，２５ｉｎａ -1…領域の頂点インデックス、３０…ワイヤフレームテーブル、３１０，３１１，３１ｎａ−１…領域毎のワイヤの本数、３２…独立ワイヤの頂点インデックス配列の数、３３ａ０，３３ａ１，３３ａｊ０−１…領域に割り当てワイヤの始点インデックス、３３ｂ０，３３ｂ１，３３ｂｊ０−１…領域に割り当てワイヤの終点インデックス、３４０，３４１，３４ｊｗ−１…独立ワイヤの頂点インデックス、４１…アプリケーションプログラム、４２…圧縮プログラム、４３…伸長プログラム、４４…コンパイラ、４５…オプティマイザ、４６…オペレーティングシステム、４７…マイクロ命令コード、５１…ＲＡＭ、５２…ＣＰＵ、５３…Ｉ／Ｏインタフェース、５４…端末機器、５５…データ記憶装置、５６…プリンタ、６１，６４…コンピュータ、６２…圧縮のアルゴリズム、６３…圧縮モデル、６４…コンピュータ、６５…伸長のアルゴリズム。
Claims (9)
- プロセスを実行する中央処理装置と、記憶装置とを備え、ワイヤフレームのデータと三角形メッシュのデータとを圧縮するコンピュータであって、
前記記憶装置には、圧縮プログラムと、前記ワイヤフレームのデータと、前記三角形メッシュのデータと、圧縮後のワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータを表すためのテーブル群とが格納されてなり、該テーブル群は、ｎ次元空間の頂点座標を表すための頂点座標テーブルと、三角形メッシュを表すための三角形メッシュテーブルと、ワイヤフレームを表すためのワイヤフレームテーブルとからなり、
前記圧縮プログラムは、前記中央処理装置に、
前記三角形メッシュのデータを読み出し、該三角形メッシュの頂点座標を前記頂点座標テーブルに、該三角形メッシュのインデックスを前記三角形メッシュテーブルに、それぞれ書き出すステップと、
三角形メッシュ上の領域毎に領域境界ポリラインを生成するステップと、
前記ワイヤフレームのデータを読み出し、該ワイヤフレームを構成するポリラインについて、前記生成された領域境界ポリラインに始点・終点の両方が一致するか否かを判定するステップと、
該判定の結果、一致するポリラインに対し、インデックスラインセット形式により始点インデックスと終点インデックスだけを前記ワイヤフレームテーブルに書き出すステップと、
前記判定の結果、一致しないポリラインに対し、その頂点座標を前記頂点座標テーブルに、その頂点インデックスを全てインデックスラインストリップ形式により前記ワイヤフレームテーブルに書き出すステップと、
を実行させるプログラムであることを特徴とするコンピュータ。 - プロセスを実行する中央処理装置と、記憶装置とを備え、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータを伸長するコンピュータであって、
前記記憶装置には、伸長プログラムと、前記三角形メッシュデータを表すテーブル群とが格納されてなり、該テーブル群は、ｎ次元空間の頂点座標を表すための頂点座標テーブルと、三角形メッシュを表すための三角形メッシュテーブルと、ワイヤフレームを表すためのワイヤフレームテーブルとからなり、
前記伸長プログラムは、前記中央処理装置に、
三角形メッシュの頂点座標を前記頂点座標テーブルから読み込むステップと、
三角形メッシュのインデックスを前記三角形メッシュテーブルから読み込むステップと、
三角形メッシュ上の領域毎に領域境界ポリラインを生成するステップと、
前記ワイヤフレームテーブルにおけるインデックスラインセット形式のポリラインに対し、始点インデックスと終点インデックスの両方の一致する領域境界ポリラインを選択するステップと、
前記ワイヤフレームテーブルにおけるインデックスラインストリップ形式のポリラインに対し、そのまま前記ワイヤフレームテーブルから読み込むステップと、
を実行させるプログラムであることを特徴とするコンピュータ。 - 前記記憶装置には、伸長プログラムがさらに格納されてなり、
該伸長プログラムは、前記中央処理装置に、
三角形メッシュの頂点座標を前記頂点座標テーブルから読み込むステップと、
三角形メッシュのインデックスを前記三角形メッシュテーブルから読み込むステップと、
三角形メッシュ上の領域毎に領域境界ポリラインを生成するステップと、
前記ワイヤフレームテーブルにおけるインデックスラインセット形式のポリラインに対し、始点インデックスと終点インデックスの両方の一致する領域境界ポリラインを選択するステップと、
前記ワイヤフレームテーブルにおけるインデックスラインストリップ形式のポリライン に対し、そのまま前記ワイヤフレームテーブルから読み込むステップと、
を実行させるプログラムであることを特徴とする請求項１に記載のコンピュータ。 - 請求項１に記載のコンピュータと、請求項２に記載のコンピュータとを接続し、請求項１に記載のコンピュータで圧縮されたデータを請求項２に記載のコンピュータへ通信リンクを通して送信し、請求項２に記載のコンピュータで伸長することを特徴とするシステム。
- 前記通信リンクは、インターネット、イントラネット、広域ネットワーク、ローカルエリアネットワーク、無線周波数リンク、赤外線リンク、シリアル通信リンクのいずれかを含むことを特徴とする請求項４に記載のシステム。
- プロセスを実行する中央処理装置と、記憶装置とを備えたコンピュータに、ワイヤフレームのデータと三角形メッシュのデータとを圧縮する処理を実行させるためのプログラムであって、
前記記憶装置には、当該プログラムと、前記ワイヤフレームのデータと、前記三角形メッシュのデータと、圧縮後のワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータを表すためのテーブル群とが格納されてなり、該テーブル群は、ｎ次元空間の頂点座標を表すための頂点座標テーブルと、三角形メッシュを表すための三角形メッシュテーブルと、ワイヤフレームを表すためのワイヤフレームテーブルとからなり、
当該プログラムは、前記中央処理装置に、
前記三角形メッシュのデータを読み出し、該三角形メッシュの頂点座標を前記頂点座標テーブルに、該三角形メッシュのインデックスを前記三角形メッシュテーブルに、それぞれ書き出すステップと、
三角形メッシュ上の領域毎に領域境界ポリラインを生成するステップと、
前記ワイヤフレームのデータを読み出し、該ワイヤフレームを構成するポリラインについて、前記生成された領域境界ポリラインに始点・終点の両方が一致するか否かを判定するステップと、
該判定の結果、一致するポリラインに対し、インデックスラインセット形式により始点インデックスと終点インデックスだけを前記ワイヤフレームテーブルに書き出すステップと、
前記判定の結果、一致しないポリラインに対し、その頂点座標を前記頂点座標テーブルに、その頂点インデックスを全てインデックスラインストリップ形式により前記ワイヤフレームテーブルに書き出すステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。 - プロセスを実行する中央処理装置と、記憶装置とを備えたコンピュータに、ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータを伸長する処理を実行させるためのプログラムであって、
前記記憶装置には、当該プログラムと、前記三角形メッシュデータを表すテーブル群とが格納されてなり、該テーブル群は、ｎ次元空間の頂点座標を表すための頂点座標テーブルと、三角形メッシュを表すための三角形メッシュテーブルと、ワイヤフレームを表すためのワイヤフレームテーブルとからなり、
当該プログラムは、前記中央処理装置に、
三角形メッシュの頂点座標を前記頂点座標テーブルから読み込むステップと、
三角形メッシュのインデックスを前記三角形メッシュテーブルから読み込むステップと、
三角形メッシュ上の領域毎に領域境界ポリラインを生成するステップと、
前記ワイヤフレームテーブルにおけるインデックスラインセット形式のポリラインに対し、始点インデックスと終点インデックスの両方の一致する領域境界ポリラインを選択するステップと、
前記ワイヤフレームテーブルにおけるインデックスラインストリップ形式のポリラインに対し、そのまま前記ワイヤフレームテーブルから読み込むステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。 - ワイヤフレームのデータと三角形メッシュのデータとを圧縮する圧縮方法において、
記憶装置に、前記ワイヤフレームのデータと、前記三角形メッシュのデータと、圧縮後のワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータを表すためのテーブル群とを格納しておき、
該テーブル群は、ｎ次元空間の頂点座標を表すための頂点座標テーブルと、三角形メッシュを表すための三角形メッシュテーブルと、ワイヤフレームを表すためのワイヤフレームテーブルとからなり、
当該圧縮方法は、
中央処理装置が、前記三角形メッシュのデータを読み出し、該三角形メッシュの頂点座標を前記頂点座標テーブルに、該三角形メッシュのインデックスを前記三角形メッシュテーブルに、それぞれ書き出すステップと、
前記中央処理装置が、三角形メッシュ上の領域毎に領域境界ポリラインを生成するステップと、
前記中央処理装置が、前記ワイヤフレームのデータを読み出し、該ワイヤフレームを構成するポリラインについて、前記生成された領域境界ポリラインに始点・終点の両方が一致するか否かを判定するステップと、
前記中央処理装置が、前記判定の結果、一致するポリラインに対し、インデックスラインセット形式により始点インデックスと終点インデックスだけを前記ワイヤフレームテーブルに書き出すステップと、
前記中央処理装置が、前記判定の結果、一致しないポリラインに対し、その頂点座標を前記頂点座標テーブルに、その頂点インデックスを全てインデックスラインストリップ形式により前記ワイヤフレームテーブルに書き出すステップと、
を含むことを特徴とする圧縮方法。 - ワイヤフレームを含んだ三角形メッシュデータを伸長する伸長方法において、
記憶装置に、前記三角形メッシュデータを表すテーブル群を格納しておき、
該テーブル群は、ｎ次元空間の頂点座標を表すための頂点座標テーブルと、三角形メッシュを表すための三角形メッシュテーブルと、ワイヤフレームを表すためのワイヤフレームテーブルとからなり、
当該伸長方法は、
中央処理装置が、三角形メッシュの頂点座標を前記頂点座標テーブルから読み込むステップと、
前記中央処理装置が、三角形メッシュのインデックスを前記三角形メッシュテーブルから読み込むステップと、
前記中央処理装置が、三角形メッシュ上の領域毎に領域境界ポリラインを生成するステップと、
前記中央処理装置が、前記ワイヤフレームテーブルにおけるインデックスラインセット形式のポリラインに対し、始点インデックスと終点インデックスの両方の一致する領域境界ポリラインを選択するステップと、
前記中央処理装置が、前記ワイヤフレームテーブルにおけるインデックスラインストリップ形式のポリラインに対し、そのまま前記ワイヤフレームテーブルから読み込むステップと、
を含むことを特徴とする伸長方法。
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