JP6888411B2

JP6888411B2 - 三次元形状データの編集装置、及び三次元形状データの編集プログラム

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Publication number: JP6888411B2
Application number: JP2017096491A
Authority: JP
Inventors: 智也高橋
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2017-05-15
Filing date: 2017-05-15
Publication date: 2021-06-16
Anticipated expiration: 2037-05-15
Also published as: EP3404626A1; JP2018194951A; JP2021101399A; US20180330550A1; CN108876892A; US10672194B2

Description

本発明は、三次元形状データの編集装置、及び三次元形状データの編集プログラムに関する。

特許文献１には、三次元座標と角度を測定する三次元位置情報測定装置と、三次元形状に関する演算を行う中央処理装置と、前記中央処理装置での演算結果等を表示する表示装置と、前記三次元形状に対する編集単位の量を指定する編集量指定手段と、前記三次元位置情報測定装置で測定された三次元座標ならびに角度と前記編集量指定手段で指定された編集単位量とに応じた位置、方向で三次元形状の造形、変形を行う三次元形状編集手段とを備えたことを特徴とする三次元形状編集システムが開示されている。

特許文献２には、複数の部品からなるＣＡＤアセンブリモデルをボクセルに分割する方法であって、前記各部品の本来の形状の体積と当該部品のボクセル分割後の体積との誤差が、全部品について一定となるように，部品ごとに異なるボクセルのサイズを算出して、各部品をボクセルに分割することを特徴とするボクセル分割処理方法が開示されている。

特許文献３には、境界表現方式で形状表現され且つテクスチャの付与された複数の３次元データを１つの３次元データに合成する方法であって、前記複数の３次元データを、境界表現方式の形状表現から、ボリュームを構成する複数のボクセルの特徴量を用いたボリューム方式の形状表現に変換し、その際に前記ボクセルの特徴量に前記テクスチャの属性を付与し、前記ボクセルの特徴量を混合することによって前記複数の３次元データを統合し、統合された３次元データを境界表現方式の形状表現に逆変換する、ことを特徴とする３次元データの合成方法が開示されている。

特開平７−２１０５８４号公報特開２００１-０８４３９５号公報特開２００２-１４９７１８号公報

本発明は、複数のボクセルで構成された第１の座標系における三次元形状を、第１の座標系と異なる第２の座標系で編集した場合に、編集された第２の座標系における三次元形状を第１の座標系に合わせることができる三次元形状データの編集装置及び三次元形状データの編集プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の三次元形状データの編集装置の発明は、複数のボクセルで構成された三次元形状の第１の座標系における三次元形状データで表された前記三次元形状を、前記第１の座標系と異なる第２の座標系で編集する編集部と、前記複数のボクセルの位置関係を表す配置情報を用いて、前記編集部により編集された前記第２の座標系における三次元形状を、前記第１の座標系の三次元形状に変換する変換部と、を備え、前記編集部により前記第１の座標系における三次元形状が前記第２の座標系で回転された場合、前記変換部は、前記配置情報を前記第１の座標系のグリッド間隔未満に分割した分割配置情報を用いて、前記編集部により回転された前記第２の座標系における三次元形状を、段差及び隙間の少なくとも一方が生じないように前記第１の座標系の三次元形状に変換する。

請求項２記載の発明は、複数のボクセルで構成された三次元形状の第１の座標系における三次元形状データで表された前記三次元形状を、前記第１の座標系と異なる第２の座標系で編集する編集部と、前記複数のボクセルの位置関係を表す配置情報を用いて、前記編集部により編集された前記第２の座標系における三次元形状を、前記第１の座標系の三次元形状に変換する変換部と、を備え、前記編集部により前記第１の座標系における三次元形状が前記第２の座標系で拡大された場合、前記変換部は、前記配置情報を前記第１の座標系のグリッド間隔未満に分割した分割配置情報を用いて、前記編集部により拡大された前記第２の座標系における三次元形状を、段差及び隙間の少なくとも一方が生じないように前記第１の座標系の三次元形状に変換する。

請求項３記載の発明は、複数のボクセルで構成された三次元形状の第１の座標系における三次元形状データで表された前記三次元形状を、前記第１の座標系と異なる第２の座標系で編集する編集部と、前記複数のボクセルの位置関係を表す配置情報を用いて、前記編集部により編集された前記第２の座標系における三次元形状を、前記第１の座標系の三次元形状に変換する変換部と、を備え、前記編集部により前記第１の座標系における三次元形状が前記第２の座標系で縮小された場合、前記変換部は、前記配置情報を用いて、前記編集部により縮小された前記第２の座標系における三次元形状を前記第１の座標系の三次元形状に変換し、縮小された前記第１の座標系の三次元形状が前記編集部により拡大された場合、前記変換部は、前記配置情報を用いて、前記編集部により拡大された前記第２の座標系における三次元形状を前記第１の座標系の三次元形状に変換する。

請求項４記載の発明は、前記配置情報は、前記ボクセルの情報を０以上の整数で表した情報であり、前記ボクセルの情報が０の場合は前記ボクセルが無いことを表し、前記ボクセルの情報が１以上の数値の場合は、前記数値に対応した属性を有するボクセルであることを表す。

請求項５記載の発明の三次元形状データの編集プログラムは、コンピュータを、請求項１〜４の何れか１項に記載の三次元形状データの編集装置の各部として機能させるための三次元形状データの編集プログラムである。

請求項１及び請求項５に記載の発明によれば、複数のボクセルで構成された第１の座標系における三次元形状を、第１の座標系と異なる第２の座標系で編集した場合に、編集された第２の座標系における三次元形状を第１の座標系に合わせることができる、という効果を有する。

また、配置情報をそのまま用いて、第２の座標系で回転された三次元形状を第１の座標系の三次元形状に変換する場合と比較して、段差及び隙間の少なくとも一方が生じるのを抑制することができる、という効果を有する。

請求項２に記載の発明によれば、配置情報をそのまま用いて、第２の座標系で拡大された三次元形状を第１の座標系の三次元形状に変換する場合と比較して、段差及び隙間の少なくとも一方が生じるのを抑制することができる、という効果を有する。

請求項３に記載の発明によれば、配置情報を用いずに第２の座標系で縮小された三次元形状を第１の座標系の三次元形状に変換し、その後拡大する場合と比較して、元の三次元形状の情報が失われるのを抑制することができる、という効果を有する。

請求項４に記載の発明によれば、バイト単位で複数の属性が設定されている多種類のボクセルを扱うことができる、という効果を有する。ボクセルの属性が判りやすくなる、という効果を有する。

三次元形状データの編集装置の構成例を示す図である。三次元形状の一例を示す図である。三次元形状データの編集処理の流れの一例を示すフローチャートである。三次元形状の一例を示す斜視図である。三次元形状をＸＺ平面に投影した図である。配置情報の一例を示す図である。ローカル座標系において三次元形状を縮小する場合について説明するための図である。ローカル座標系において縮小した三次元形状をワールド座標系の三次元形状に変換した場合について説明するための図である。縮小した三次元形状を拡大する場合について説明するための図である。縮小した三次元形状を拡大する場合について説明するための図である。三次元形状を回転する場合について説明するための図である。三次元形状を回転した場合に発生する段差及び隙間について説明するための図である。分割配置情報の一例を示す図である。分割配置情報を用いてワールド座標系の三次元形状に変換する場合について説明するための図である。分割配置情報を用いて変換したワールド座標系の三次元形状の一例を示す図である。回転した三次元形状を拡大する場合について説明するための図である。三次元形状を縮小した場合に、ワールド座標系及びローカル座標系のボクセルのサイズが割り切れない関係にある場合について説明するための図である。三次元形状を拡大した場合に、ワールド座標系及びローカル座標系のボクセルのサイズが割り切れない関係にある場合について説明するための図である。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態例を詳細に説明する。

まず、図１を参照して、本実施の形態に係る三次元形状データの編集装置１０の構成について説明する。

編集装置１０は、例えばパーソナルコンピュータ等で構成され、コントローラ１２を備える。コントローラ１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２Ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２Ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２Ｃ、不揮発性メモリ１２Ｄ、及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）１２Ｅを備える。そして、ＣＰＵ１２Ａ、ＲＯＭ１２Ｂ、ＲＡＭ１２Ｃ、不揮発性メモリ１２Ｄ、及びＩ／Ｏ１２Ｅがバス１２Ｆを介して各々接続されている。

また、Ｉ／Ｏ１２Ｅには、操作部１４、表示部１６、通信部１８、及び記憶部２０が接続されている。なお、ＣＰＵ１２Ａは、編集部及び変換部の一例である。

操作部１４は、編集装置１０のユーザから指示を受け付ける、例えばマウス、キーボード、及びタッチパネル等の入力デバイスを含んで構成される。

表示部１６は、例えば液晶ディスプレイ及び有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等の表示デバイスを含んで構成される。

通信部１８は、例えばインターネット及びＬＡＮ(Local Area Network)といった通信回線に接続され、通信回線に接続されたパーソナルコンピュータ等の外部装置とデータ通信を行うためのインターフェースを有する。

記憶部２０は、ハードディスク等の不揮発性の記憶装置で構成され、後述する三次元形状データの編集プログラム、編集対象の三次元形状データ等を記憶する。ＣＰＵ１２Ａは、記憶部２０に記憶された三次元形状データの編集プログラムを読み込んで実行する。

図２は、三次元形状データによって表される三次元形状３２の一例を示す図である。図２に示すように、編集装置１０は、直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸によって表される三次元座標空間を用いて三次元形状３２を表す。

本実施形態では、三次元形状データのデータフォーマットとして、三次元形状３２をボクセル３４の集合によって表現するデータフォーマットを用いる。

ここで、ボクセル３４とは、三次元形状３２の基本要素であり、例えば直方体が用いられるが、直方体に限らず、球又は円柱等を用いてもよい。本実施形態では、ボクセル３４が立方体である場合について説明する。ボクセル３４を積み上げることで所望の三次元形状３２が表現される。また、各ボクセル３４には、例えば色、強度、材質、質感等のボクセル３４の性質を表す属性が指定されており、ボクセル３４の有無及びボクセル３４の属性によって、三次元形状３２の色や材質等が表現される。

ここで、「材質」とは、樹脂、金属、ゴム等の材料のジャンルを表す情報、ＡＢＳ、ＰＬＡ等の材料名を表す情報、市販されている材料の商品名、商品番号等を表す情報、ＩＳＯ、ＪＩＳ等の規格で定められている材料名、略称、番号等の材料を表す情報、熱伝導率、導電率、磁性等の材料特性を表す情報の少なくとも１つの情報を含む。

また、「質感」とは、三次元形状データの反射率、透過率、光沢、表面性状等の他、色だけではなく見た目又は触り心地を表す属性も含む。

なお、属性には、周期、数式、及び他の三次元形状データの少なくとも１つの情報を用いて設定される属性パターンを含む。属性パターンとは、一定周期の繰り返し、グラデーション、数式で表される傾斜や極点による表現、他の三次元形状データ等に従って三次元形状データの色、材質、質感等を連続的に変更すること、三次元形状データの指示された範囲を指示された形状で充填すること又は連続的に変更すること、の少なくとも１つを含む。

上述したように、三次元形状３２はボクセル３４の集合によって表されるが、具体的には、例えば三次元座標空間におけるＸ、Ｙ、Ｚの座標の要素値ｎによって表される。ここで、ｎは０以上の整数である。三次元座標空間における座標を（Ｘ、Ｙ、Ｚ）で表せば、座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）にボクセル３４が存在する場合は、ｎを１以上の整数とする。一方、座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）にボクセル３４が存在しない場合は、ｎを０とする。これにより、三次元形状３２が表される。

なお、ｎが１以上の場合、ｎはボクセルの属性を表す。例えばｎ＝２の場合は、そのボクセルの材料がＡ、色が赤であることを表し、ｎ＝３であれば材料がＢ、色が緑であることを表す等である。すなわちｎの値とボクセルの属性とは１対１に対応する。

また、三次元形状３２の形状に制約はなく、三次元形状データを用いて表現される形状であれば、どのような形状であってもよい。

次に、図３を参照して、本実施の形態に係る編集装置１０の作用を説明する。ＣＰＵ１２Ａが三次元形状データの編集プログラムを読み込んで実行することにより、図３に示す編集処理が実行される。なお、図３に示す編集処理は、例えば、ユーザーの操作により編集プログラムの実行が指示された場合に実行される。

ステップＳ１００では、記憶部２０から編集対象の三次元形状データを読み込んで、読み込んだ三次元形状データに基づく三次元形状物を表示部１６に表示させる。

ステップＳ１０２では、ユーザーの操作により表示部１６に表示された三次元形状に対して編集が指示されたか否かを判定し、肯定された場合はステップＳ１０４へ移行し、否定された場合はステップＳ１０８へ移行する。

ステップＳ１０４では、表示部１６に表示された三次元形状をユーザーの操作により編集する。

ここで、「編集」とは、三次元形状の少なくとも一部に対して、変形、拡大、縮小、移動、回転、追加、削除、置換、及び合成等の処理を施すことにより三次元形状の少なくとも一部の形状を変更することを含む。

また、「編集」とは、三次元位置情報に付与される色、強度、材質、及び質感等の少なくとも１つの属性の少なくとも一部に対して、追加、削除、変更、置換、及び合成等の処理を施すことにより三次元形状の少なくとも一部の属性を変更することを含む。

また、本実施形態では、第１の座標系の一例としてのワールド座標系で定義される三次元形状を、第２の座標系の一例としてのローカル座標系で編集する場合について説明する。また、ワールド座標系及びローカル座標系共に、ボクセルが配置される各グリッドのＸ、Ｙ、Ｚ方向の間隔が等間隔の場合について説明する。

ステップＳ１０６では、三次元形状を構成する複数のボクセルの位置関係を表す配置情報を用いて、ステップＳ１０４で編集されたローカル座標系における三次元形状の座標を、ワールド座標系の三次元形状の座標に変換する。

まず、編集の一例として、三次元形状を縮小及び拡大する場合について説明する。本実施形態では、一例として編集対象の三次元形状が図４に示すような直方体の三次元形状４０の場合について説明する。また、本実施形態では、説明を簡単にするため、図５に示すようにＸＺ平面上で三次元形状４０を編集する場合について説明する。

図５の例では、三次元形状４０は、二次元平面において４×４のボクセル４２で表されている。なお、実際は、多数のボクセルで任意の形状の三次元形状が構成されることはいうまでもない。また、本実施形態では、図５に示すように、ワールド座標系におけるグリッド間隔ｄＷ（各ボクセルの各辺の長さ）が１（単位は任意であり、例えばミリメートル）の場合について説明する。

図６には、図５に示した三次元形状４０の各ボクセルの位置関係を表す配置情報４４の一例を示した。図６に示すように、配置情報４４は、グリッド間隔ｄＷが１のワールド座標系における各ボクセル４２の位置、すなわち各ボクセル４２の座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と、各ボクセル４２の要素値ｎと、の対応関係を表す情報である。なお、図５の例では、左下のボクセル４２の座標を（１、１、１）としている。配置情報４４は、記憶部２０に記憶される。

ユーザーが図５に示す三次元形状４０に対して縦（Ｚ方向の長さ）及び横（Ｘ方向の長さ）をそれぞれ１／２に縮小する編集を指示した場合、図７に示すように、ローカル座標系では、グリッド間隔ｄＬは１／２となる。

ワールド座標系でのグリッド間隔ｄＷが１でローカル座標系におけるグリッド間隔ｄＬが１／２となるため、１／２に縮小した三次元形状４０Ｌを構成するグリッド間隔ｄＬが１／２のボクセル４５を用いて、ワールド座標系上のグリッド間隔ｄＷが１の三次元形状４０を表現することができない。そこで、配置情報４４を用いて、三次元形状４０Ｌを、ワールド座標系の三次元形状４０Ｗに変換する。

具体的には、１／２に縮小した三次元形状４０Ｌ内に配置情報４４に従ってボクセルを配置した場合に、図７の破線の枠４６で示すワールド座標系上のグリッド間隔ｄＷが１のグリッドにボクセルが存在する場合には、図８に示すようにワールド座標系上で三次元形状を構成するボクセル４７を配置する。

ここでは、図７の破線の枠４６で示すように、三次元形状４０Ｌにおける２×２のボクセルがワールド座標系における１ボクセルに相当する。このため、２×２のボクセルの各要素値の代表値を算出し、これをワールド座標系におけるボクセルの要素値とする。ここで、代表値としては、例えば平均値、中央値等が挙げられるが、これらに限られるものではない。また、代表値の小数点以下は切り捨ててもよいし、切り上げてもよいし、四捨五入してもよい。ここで、ローカル座標系で縮小が行われた結果得られるボクセルのサイズで、ワールド座標系のボクセルのサイズが割り切れない場合も存在する。この場合については後述する。

これにより、図７のローカル座標系における三次元形状４０Ｌは、図８に示すようにグリッド間隔ｄＷが１のワールド座標系における三次元形状４０Ｗに変換される。なお、図８の例は、代表値の小数点以下を切り捨てた場合について示した。

また、ユーザーの操作によって図８に示す三次元形状４０Ｗをローカル座標系で２倍に拡大するよう指示された場合、配置情報４４を用いて、図９に示すような三次元形状４０Ｌ２に変換する。この場合、ローカル座標系のグリッド間隔ｄＬは２である。

具体的には、図９の破線の枠４８で示すように、三次元形状４０Ｌ２における１ボクセルがワールド座標系における２×２ボクセルに相当する。そこで、配置情報４４を用いて、ローカル座標系における各ボクセルの要素値を、対応するワールド座標系の２×２のボクセルに設定することにより、図１０に示すような三次元形状４０Ｗ２に変換する。ここで、ローカル座標系で拡大が行われた結果得られるボクセルのサイズが、ワールド座標系のボクセルのサイズで割り切れない場合も存在する。この場合については後述する。

従来では、図５に示す４×４の三次元形状４０を図８に示すように２×２の三次元形状に縮小してしまうと、２×２のボクセルの情報しか残らない。このため、２×２の三次元形状４０Ｗを拡大する場合は、２×２のボクセルの情報を用いて拡大するため、元の三次元形状４０を忠実に拡大することができない。ここでは、縮小前の４×４のボクセルの要素値の種類が「１」、「２」、「３」、「４」の４種類存在していたにもかかわらず、縮小後の２×２のボクセルの要素値の種類が「１」、「３」の２種類のみに減少している。

これに対して、本実施形態では、図８に示す三次元形状４０Ｗを用いて拡大するのではなく、元の三次元形状のボクセルの位置関係を表す配置情報４４を用いて拡大するので、三次元形状４０を縮小した後に拡大した場合でも、元の三次元形状を忠実に拡大した三次元形状が得られる。ここでは、縮小後の２×２のボクセルの要素値が「１」、「３」の２種類のみで表されていた三次元形状が、４×４のボクセルに拡大した際に「１」、「２」、「３」、「４」の４種類で構成されるように、元の情報が欠落することなく編集されている。

次に、編集の一例として、三次元形状を回転する場合について説明する。ユーザーの操作によって図５に示す三次元形状４０を４５度回転させるよう指示されると、図１１に示すようにローカル座標系において４５度回転した三次元形状４０ＬＲに編集される。この場合、例えば４５度回転された三次元形状４０ＬＲの各ボクセルの中心点が、図１１において破線で示すワールド座標系のどのグリッドに位置するかを判定する。そして、ローカル座標系における各ボクセルの中心点が位置するワールド座標系のグリッドに対して、ローカル座標系における各ボクセルの要素値を設定する。

図１１の例では、例えばローカル座標系におけるボクセル５０Ｌの中心点は、ワールド座標系におけるグリッド５０Ｗ内に位置する。このため、グリッド５０Ｗには、要素値が１のボクセルを配置する。これにより、ローカル座標系において４５度回転された三次元形状４０ＬＲは、図１２の実線で示すように、ワールド座標系における三次元形状４０ＷＲに変換される。

ここで、ローカル座標系において４５度回転された三次元形状４０ＬＲをワールド座標系の三次元形状４０ＷＲに変換した場合、図１２に示すように、段差５２及び隙間５４の少なくとも一方が発生する場合がある。

そこで、配置情報４４を用いて、図１３に示すように、ワールド座標系のグリッド間隔ｄＷ未満の間隔でグリッドを分割した分割配置情報５６を生成し、生成した分割配置情報５６を用いて、ローカル座標系において４５度回転された三次元形状４０ＬＲを、ワールド座標系における三次元形状４０ＷＲに変換する。図１３に示す分割配置情報５６は、ワールド座標系のグリッド間隔ｄＷの１／２のグリッド間隔Ｇでグリッドを分割した場合の例である。

具体的には、４５度回転された三次元形状４０ＬＲ内に分割配置情報５６が配置された場合に、図１４の破線の枠５７で示すワールド座標系上のグリッド間隔ｄＷが１のグリッドに分割配置情報５６が存在していれば、ワールド座標系上で三次元形状を構成するボクセル５９を配置する（図１５参照）。

そして、図１４に示すように、分割配置情報５６で示される各ボクセルの中心点が位置するワールド座標系のグリッドにボクセルを配置することでワールド座標系の三次元形状に変換する。これにより、図１５に示すように、ワールド座標系における三次元形状４０ＷＲに段差及び隙間の少なくとも一方が発生することがない。

また、回転後の三次元形状を拡大する場合には、拡大率に応じて分割配置情報５６のグリッド間隔Ｇを設定すればよい。例えば、拡大率をＡとした場合に、下記（１）式で示すグリッド間隔Ｇ未満の間隔でグリッドを分割した分割配置情報５６を生成してワールド座標系の三次元形状に変換する。

Ｇ＝（１／Ａ）×ｄＷ・・・（１）

例えば、拡大率Ａを８倍とした場合、配置情報４４をそのまま用いてワールド座標系にボクセルを設定すると、図１６の破線の枠５８で示すグリッドしかボクセルが設定されないため、段差及び隙間の少なくとも一方が顕著となる。そこで、上記（１）式に従って、グリッド間隔ＧをｄＷ／８未満（例えば１／１６）に設定した分割配置情報５６を用いてワールド座標系にボクセルを設定する。具体的には、図１６の実線の枠６０で示す範囲内に存在する分割配置情報５６で示される位置にボクセルを配置することで、ワールド座標系の三次元形状が得られる。これにより、三次元形状を回転した後に拡大した場合でも、段差及び隙間の少なくとも一方が発生するのが抑制される。

次に、三次元形状を拡大または縮小した場合に、ローカル座標系での編集の結果得られるボクセルのサイズと、ワールド座標系のボクセルのサイズが割り切れない関係にある場合について説明する。

例えば、図５に示す三次元形状４０に対して縦（Ｚ方向の長さ）及び横（Ｘ方向の長さ）をそれぞれ１／３に縮小する編集を指示した場合、図１７に示すように、グリッド間隔ｄＬは、０．３３３３．．．となり、割り切れない。この場合については、図１１に示す回転の場合と同様に、ローカル座標系における編集後の三次元形状４０Ｌ内に分割配置情報５６が配置された場合に、図１７の破線の枠６２で示すワールド座標系上のグリッド間隔ｄＷが１のグリッドに分割配置情報５６が存在していれば、ワールド座標系上で三次元形状を構成するボクセルを配置するようにしてもよい。これにより、図１７の破線の枠６２で示す４つのグリッド全てにボクセルが配置されるようなワールド座標系上の三次元形状４０Ｗに変換することができる。また、グリッド間隔ｄＬが０．３３３．．．のボクセル４つ分で１．３３３３．．．となるが、図１７に示すように、外側の縦横１列分のボクセル６４を切り捨てることで、図１７の一点鎖線の枠６２Ａで示すワールド座標系上のグリッドのみにボクセルが配置されるような三次元形状４０Ｗに変換しても良い。

また、図８に示す三次元形状４０Ｗをローカル座標系で縦に１．４倍にした場合、図１８に示すように、ローカル座標系で編集後の三次元形状４０Ｌ内に配置情報５６が含まれず、隙間となるワールド座標系のグリッド（図１８において一点鎖線の枠６６）が存在する。この場合、図１６に示す拡大の場合と同様に、拡大率に対して十分小さい分割配置情報５６のグリッド間隔Ｇを設定することで、段差及び隙間の少なくとも一方が発生するのが抑制される。

また、図８に示す三次元形状４０Ｗをローカル座標系で横に１．２倍にした場合、図１８に示すように、ローカル座標系で編集後の三次元形状４０Ｌ内に配置情報５６が含まれない場合、分割配置情報５６のグリッド間隔Ｇによって、分割配置情報５６が図１８の二点鎖線の枠６８で示すワールド座標系のグリッド内となり、ボクセルが配置される場合があってもよいし、枠６８に含まれず、切り捨てられる場合があってもよい。

図３のステップＳ１０８では、終了を指示する操作が行われたか否かを判定し、終了が指示された場合はステップＳ１１０へ移行し、終了が指示されていない場合はステップＳ１０２へ戻って上記の処理を繰り返す。

ステップＳ１１０では、編集後の三次元形状データを記憶部２０に記憶する。

このように、本実施形態では、ボクセルの座標と要素値と、の対応関係を表す配置情報４４を用いて、ローカル座標系で編集した三次元形状をワールド座標系の三次元形状に変換する。これにより、ワールド座標系に合った三次元形状が得られる。

なお、本実施形態では、第１の座標系としてのワールド座標系及び第２の座標系としてのローカル座標系共に、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向のグリッドの間隔が等間隔の場合について説明したが、一部の方向のグリッドの間隔が異なる座標系を用いた場合にも本発明は適用される。例えば、ワールド座標系の１つのグリッドのＸ、Ｙ、Ｚ方向の間隔が（１、１、１）で、ローカル座標系の１つのグリッドのＸ、Ｙ、Ｚ方向の間隔が（１、０．５、０．５）でもよい。この場合も、配置情報４４を用いて、ローカル座標系で編集された三次元形状をワールド座標系の三次元形状に変換すればよい。

また、例えば第１の座標系を、三次元形状を造形する三次元造形装置の座標系とし、第２の座標系を、三次元形状のパーツの座標系としてもよい。

以上、各実施形態を用いて本発明について説明したが、本発明は各実施形態に記載の範囲には限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で各実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

例えば、図３に示した三次元形状データの編集処理をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウエアで実現するようにしてもよい。この場合、ソフトウエアで実現する場合に比べて、処理の高速化が図られる。

また、各実施形態では、三次元形状データの編集プログラムがＲＯＭ１２Ｂにインストールされている形態を説明したが、これに限定されるものではない。本実施形態に係る三次元形状データの編集プログラムを、コンピュータ読取可能な記憶媒体に記録した形態で提供してもよい。例えば、本発明に係る編集プログラムを、ＣＤ(Compact Disc)−ＲＯＭ及びＤＶＤ(Digital Versatile Disc)−ＲＯＭ等の光ディスクに記録した形態、若しくはＵＳＢ(Universal Serial Bus)メモリ及びメモリカード等の半導体メモリに記録した形態で提供してもよい。また、本実施形態に係る三次元形状データの編集プログラムを、通信部１８に接続された通信回線を介して外部装置から取得するようにしてもよい。

１０編集装置
１２コントローラ
１４操作部
１６表示部
１８通信部
２０記憶部
３２三次元形状
３４ボクセル

Claims

複数のボクセルで構成された三次元形状の第１の座標系における三次元形状データで表された前記三次元形状を、前記第１の座標系と異なる第２の座標系で編集する編集部と、
前記複数のボクセルの位置関係を表す配置情報を用いて、前記編集部により編集された前記第２の座標系における三次元形状を、前記第１の座標系の三次元形状に変換する変換部と、
を備え、
前記編集部により前記第１の座標系における三次元形状が前記第２の座標系で回転された場合、前記変換部は、前記配置情報を前記第１の座標系のグリッド間隔未満に分割した分割配置情報を用いて、前記編集部により回転された前記第２の座標系における三次元形状を、段差及び隙間の少なくとも一方が生じないように前記第１の座標系の三次元形状に変換する
三次元形状データの編集装置。
複数のボクセルで構成された三次元形状の第１の座標系における三次元形状データで表された前記三次元形状を、前記第１の座標系と異なる第２の座標系で編集する編集部と、
前記複数のボクセルの位置関係を表す配置情報を用いて、前記編集部により編集された前記第２の座標系における三次元形状を、前記第１の座標系の三次元形状に変換する変換部と、
を備え、
前記編集部により前記第１の座標系における三次元形状が前記第２の座標系で拡大された場合、前記変換部は、前記配置情報を前記第１の座標系のグリッド間隔未満に分割した分割配置情報を用いて、前記編集部により拡大された前記第２の座標系における三次元形状を、段差及び隙間の少なくとも一方が生じないように前記第１の座標系の三次元形状に変換する
三次元形状データの編集装置。
複数のボクセルで構成された三次元形状の第１の座標系における三次元形状データで表された前記三次元形状を、前記第１の座標系と異なる第２の座標系で編集する編集部と、
前記複数のボクセルの位置関係を表す配置情報を用いて、前記編集部により編集された前記第２の座標系における三次元形状を、前記第１の座標系の三次元形状に変換する変換部と、
を備え、
前記編集部により前記第１の座標系における三次元形状が前記第２の座標系で縮小された場合、前記変換部は、前記配置情報を用いて、前記編集部により縮小された前記第２の座標系における三次元形状を前記第１の座標系の三次元形状に変換し、
縮小された前記第１の座標系の三次元形状が前記編集部により拡大された場合、前記変換部は、前記配置情報を用いて、前記編集部により拡大された前記第２の座標系における三次元形状を前記第１の座標系の三次元形状に変換する
三次元形状データの編集装置。
前記配置情報は、前記ボクセルの情報を０以上の整数で表した情報であり、前記ボクセルの情報が０の場合は前記ボクセルが無いことを表し、前記ボクセルの情報が１以上の数値の場合は、前記数値に対応した属性を有するボクセルであることを表す
請求項１〜３の何れか１項に記載の三次元形状データの編集装置。
コンピュータを、請求項１〜４の何れか１項に記載の三次元形状データの編集装置の各部として機能させるための三次元形状データの編集プログラム。