JPH0380373A - Sculptured surface generating system - Google Patents

Sculptured surface generating system

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JPH0380373A
JPH0380373A JP1218314A JP21831489A JPH0380373A JP H0380373 A JPH0380373 A JP H0380373A JP 1218314 A JP1218314 A JP 1218314A JP 21831489 A JP21831489 A JP 21831489A JP H0380373 A JPH0380373 A JP H0380373A
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boundary
curve
rational
continuity
curves
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Teiji Takamura
高村 禎二
Kouichi Konno
晃市 今野
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To enable a sculptured surface to be handled in stereographic shape including a rational curve by deciding continuity at a boundary, and generating the sculptured surface by generating the internal control point of a plane from a found connection condition. CONSTITUTION:The sculptured surface can be generated with a deciding part 1 which decides the continuity of the plane whose boundary is enclosed with the rational curve at the boundary from a boundary curve and a curve connected to each boundary curve, and a condition setting part 2 which finds the connection condition at the boundary from the continuity found at the deciding part 1, and a generation part 3 which generates the internal control point of the plane from the connection condition found at the condition setting part 2. In the sculptured surface generating system, a double tertiary rational boundary Gregory patch is used as the expressive quation of a curved surface. Thereby, it is possible to generate the sculptured surface on the plane having the boundary curve including three or more rational curves as keeping the continuity.

Description

【発明の詳細な説明】 後先立夏 本発明は、三次元立体形状処理装置に関し、より詳細に
は、有理曲線を含む立体形状での自由曲面生成方式に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a three-dimensional three-dimensional shape processing device, and more particularly to a free-form surface generation method for a three-dimensional shape including rational curves.

見米投曜 計算機上で三次元形状を表現する場合、複雑な自由曲面
をどのようにモデル化するかが重要な課題となる0曲面
をモデル化する一つの手法として、最初に曲面の輪郭を
表す曲線モデルを作成し、その曲線モデルから面を内挿
する手法がある。例えば、自由曲面の特徴を抽出した断
面線を入力し。
When expressing a three-dimensional shape on a computer, an important issue is how to model a complex free-form surface.One method for modeling a zero-curved surface is to first draw the contour of the curved surface. There is a method of creating a curve model to represent the object and interpolating the surface from that curve model. For example, enter a cross-section line that extracts the features of a free-form surface.

システムがその断面線の間に自由曲面を生成する断面線
入力法や、多面体で自由曲面を近似した形状を入力した
後で、多面体から自由曲面を生成するポリゴン入力法が
ある。このような手法では、設計者は最終形状の特徴を
抽出した曲線だけを意識すればよく、自由曲面の形状そ
のものを作成するよりも負担が少ない。
There is a cross-section line input method in which the system generates a free-form surface between the cross-section lines, and a polygon input method in which the system generates a free-form surface from the polyhedron after inputting a shape that approximates the free-form surface with a polyhedron. With such a method, the designer only needs to be aware of the curve from which the features of the final shape are extracted, which is less burdensome than creating the shape of the free-form surface itself.

設計者が自由に曲線モデルを作成する過程において、メ
ツシュに囲まれた面が三角形面や五角形面のような非四
辺形面になることがある。また、作成された曲線モデル
が、円柱面、円錐面、球面などの二次曲面形状を正確に
表現している場合もある。この二次曲面形状を正確に表
現するためには、境界曲線に有理曲線を用いなければな
らない。
When a designer freely creates a curved model, the surface surrounded by the mesh may become a non-quadrilateral surface such as a triangular surface or a pentagonal surface. In addition, the created curve model may accurately represent a quadratic surface shape such as a cylindrical surface, a conical surface, or a spherical surface. In order to accurately express this quadratic surface shape, a rational curve must be used as the boundary curve.

このように、設計者が意図した形状を作成する過程では
、不規則な境界曲線を持った曲線モデルが現れ、かつそ
の曲線モデルには有理曲線が使われることもある。不規
則な曲線モデルを01連続(G1は滑らかさの度合を示
し、再パラメータ化することによって01になる状態を
示す。)になるように自由曲面で内挿する手法は、曲線
モデルが多項式で表わされている場合にのみ可能であっ
た。
In this way, in the process of creating a shape intended by a designer, a curve model with irregular boundary curves appears, and rational curves may be used as the curve model. The method of interpolating an irregular curve model with a free-form surface so that it becomes 01 continuous (G1 indicates the degree of smoothness and becomes 01 by reparameterization) is based on the fact that the curve model is a polynomial. This was possible only if it was expressed.

しかしこの従来の手法では、有理曲線を含んだ曲線モデ
ルを自由曲面で01連続になるように、内挿することが
できなかった。
However, with this conventional method, it has not been possible to interpolate a curve model including a rational curve so that it becomes 01 continuous on a free-form surface.

本発明に係る従来技術の文献としては以下のものがある
Prior art documents related to the present invention include the following.

■L Piegl and Wayne Ti1ler
、“Curve and 5urfaceconstr
uctions using rational B−
splines”、 computer−aided 
design、 Vol、19.No、9. May、
 1987t pp201−212゜■千代倉弘明著「
ソリッドモデリング」(工業調査会発行昭6O−4−3
0)。
■L Piegl and Wayne Tiler
, “Curve and 5 surface construction
uctions using rational B-
splines”, computer-aided
design, Vol. 19. No, 9. May,
1987t pp201-212゜■ Written by Hiroaki Chiyokura
"Solid Modeling" (Published by Kogyo Kenkyukai, 1986-0-4-3)
0).

このような従来技術では、境界曲線が有理曲線でないと
きに自由曲面を生成できた。
With such conventional techniques, a free-form surface can be generated when the boundary curve is not a rational curve.

第6図(a)、(b)に示されるような曲線メツシュで
囲まれた領域が非四辺形のときや、曲線の節点が四つの
曲線と接していないものを不規則な曲線モデルと呼ぶ。
When the area surrounded by the curved mesh shown in Figure 6 (a) and (b) is non-quadrilateral, or when the nodes of the curve are not in contact with four curves, it is called an irregular curve model. .

特に、第7図のように一枚の面FLに二枚の面F、、F
、が接続されている場合、節点vLを7節点(T−no
de)と呼ぶ。B ezierパッチを用いてG1連続
となるように自由曲面を生成するためには、曲線メツシ
ュが規則正しくなければいけないので、第6図や第7図
に示される曲線メツシュで囲まれた領域には自由曲面を
生成できなかった。この問題を解決するために、G r
egoryパッチを用いた曲線メツシュ内挿法によって
、任意のB ezier曲線で表わされた曲線モデルに
対して、G1連続を保証した自由曲面を生成する手法が
提案されている。しかし、円柱面、円錐面5球面のよう
な二次曲面と自由曲面が混在するような曲線モデルを作
る場合には、曲線メツシュの一部に有理曲線が使われる
。この有理境界メツシュに対して、従来のG rego
ryバッチを有理化した式から01連続の条件式を導び
こうとすると、条件式が複雑になり容易に解くことがで
きない。同様に、規則正しい有理境界メツシュに対して
、B azierパッチを有理化した式から導いたG1
連続の条件式も複雑になるので、容易に解くことができ
ない。
In particular, as shown in Fig. 7, one surface FL has two surfaces F, , F.
, is connected, node vL is connected to 7 nodes (T-no
It is called de). In order to generate a free-form surface that is G1 continuous using B ezier patches, the curved mesh must be regular, so the area surrounded by the curved mesh shown in Figures 6 and 7 is free-form. Unable to generate curved surface. To solve this problem, G r
A method has been proposed for generating a free-form surface that guarantees G1 continuity for a curve model expressed by an arbitrary Bezier curve by a curve mesh interpolation method using an egory patch. However, when creating a curve model that includes a mixture of quadratic surfaces and free-form surfaces, such as cylindrical surfaces, conical surfaces, and pentospheres, rational curves are used as part of the curve mesh. For this rational boundary mesh, the conventional Grego
If we try to derive a 01 continuous conditional expression from a rationalized expression of the ry batch, the conditional expression becomes complicated and cannot be solved easily. Similarly, for a regular rational boundary mesh, G1 derived from the rationalized formula of the Bazier patch
Since the continuity conditional expression is also complicated, it cannot be solved easily.

第8図は、曲線メツシュの一部に二次曲面やGrego
ryパッチが混在するような複数種類のパッチを示す図
である。このように、今まで存在していた曲面式では、
有理境界メツシュに対して、G1連続になるように曲面
を内挿することができなかった。
Figure 8 shows a quadratic surface and a Gregorian curved surface in a part of the curved mesh.
FIG. 3 is a diagram showing a plurality of types of patches including a mixture of ry patches. In this way, the curved surface formula that has existed until now,
For a rational boundary mesh, it was not possible to interpolate the surface to make it G1 continuous.

且−一一昨 本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
連続性を保ちながら三つ以上の有理曲線を含む境界曲線
を持つ面上に自由曲面を生成することができるような自
由曲面生成方式を提供することを目的としてなされたも
のである。
The present invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and
The purpose of this invention is to provide a free-form surface generation method that can generate a free-form surface on a surface having a boundary curve including three or more rational curves while maintaining continuity.

欅−一部 本発明は、上記目的を達成するために、有理曲線で境界
を囲まれた面に対して、境界曲線と各境界曲線に繋がる
曲線から境界での連続性を判定する判定部と、該判定部
で求めた連続性から境界での接続条件を求める条件設定
部と、該条件設定部で求めた接続条件から面の内部制御
点を生成する生成部とによって自由曲面を発生させるこ
とを特徴としたものである。
Keyaki - In order to achieve the above object, the present invention includes a determination unit that determines continuity at the boundary from boundary curves and curves connected to each boundary curve for a surface surrounded by rational curves. , a free-form surface is generated by a condition setting unit that determines a connection condition at the boundary from the continuity determined by the determination unit, and a generation unit that generates internal control points of the surface from the connection condition determined by the condition setting unit. It is characterized by

本発明の自由曲面生成方式では、曲面の表現式として双
三次有理境界Gragoryパッチを用いる。この曲面
生成方式を述べる前に、有理境界G regoryパッ
チの特徴を説明する。ここで有理境界G regory
パッチは、特にことわらないかぎり双三次であるとする
。有理境界G regoryパッチは。
In the free-form surface generation method of the present invention, a bicubic rational boundary Gragory patch is used as a surface expression. Before describing this surface generation method, the characteristics of the rational boundary Gregory patch will be explained. Here, the rational boundary G regory
The patches are assumed to be bicubic unless otherwise specified. Rational boundary G regory patch.

第9図に示されるように、20個の制御点で表現される
。境界曲線を定義している各制御点は、パッチのパラメ
タu、vの各方向でそれぞれ異なった重みを持つ。また
、有理境界曲線上での微分ベクトルが簡単に定義できる
ので、有理曲線をはさんだパッチ間の接続の式を容易に
導くことができる。この有理境界G regoryパッ
チの制御点をP tyJ+k (1= O+・・・t 
3 + J = Or・・・、3.に=o、1)と表す
と曲面の表現式は、以下のようになる。
As shown in FIG. 9, it is expressed by 20 control points. Each control point defining the boundary curve has a different weight in each direction of the patch parameters u and v. Moreover, since the differential vector on the rational boundary curve can be easily defined, the expression for the connection between the patches sandwiching the rational curve can be easily derived. The control points of this rational boundary G regory patch are P tyJ+k (1= O+...t
3 + J = Or..., 3. =o, 1), the expression of the curved surface is as follows.

ただし、 とする。however, shall be.

パッチの各制御点と各制御点での重みは。Each control point of the patch and the weight at each control point.

以下のように表される。It is expressed as below.

i=0,1 ; j=o、1のとき i=:2,3 ; j=o、1のとき i=o、1 ; j=2.3のとき i=2,3 ; j=2.3のとき ただし、0<u、vこ1 このパッチ式は、以下のような特徴を持っている。When i=0, 1; j=o, 1 i=:2,3; when j=o,1 i=o, 1; when j=2.3 i=2,3; when j=2.3 However, 0<u, vko1 This patch formula has the following characteristics.

■重みが0以上のときには、G regoryパッチと
同様に、凸閉包性を持つ。これは・、曲面上の任意の点
は1曲面の制御点で囲まれた領域の内部に存在するとい
う性質である。この性質から、曲面間の干渉についての
ラフチエツクを高速に行うことができる。
■When the weight is 0 or more, it has convex closure like the Gregory patch. This is a property that any point on a curved surface exists within a region surrounded by control points of one curved surface. Due to this property, a rough check for interference between curved surfaces can be performed at high speed.

■双三次の有理境界G regoryパッチの特別な場
合が、双三次の有理B ezierパッチである。有理
境界G regoryバッチの制御点PIIOとPt+
t+p itoとPllLy PtxoとP1ml+ 
PzxoとPzziがそれぞれ等しく、これらの各制御
点での重みが等しいときには、有理境界G regor
yパッチは、有理B ezierパッチと等しくなる。
■A special case of the bicubic rational boundary Gregory patch is the bicubic rational Bezier patch. Control points PIIO and Pt+ of rational boundary G regory batch
t+p ito and PllLy Ptxo and P1ml+
When Pzxo and Pzzi are each equal and the weights at each of these control points are equal, the rational boundary G regor
The y patch will be equal to the rational B ezier patch.

■境界曲線を横切る微分ベクトル関数を独立に定義でき
る。いま、パラメタU方向の微分ベクトル関数を次のよ
うに表わすことにする。
■Differential vector functions that cross the boundary curve can be defined independently. Now, let us express the differential vector function in the direction of parameter U as follows.

j」工しユ上=S、(u、v) U 従って、境界曲線を横切る各微分ベクトル関数は、以下
のように定義される。
j'' = S, (u, v) U Therefore, each differential vector function across the boundary curve is defined as follows.

この性質が、局所的な曲面生成を可能にしている。This property enables local curved surface generation.

ここでは、二枚の有理境界G regoryパッチをG
1連続になるように接続する手法について述べる。第1
0図は、接続する二枚の有理境界G regoryパッ
チS (u、v) 、 S ’ (u、v)を表わして
いる。また、各パッチの制御点をP tJ1+t P’
tJhとすれば、境界曲線上の制御点間ベクトルa(、
btlctは、以下のように定義される。
Here, we define two rational boundary G regory patches as G
A method of connecting them in one continuous manner will be described. 1st
Figure 0 represents two connected rational boundary Gregory patches S (u, v) and S' (u, v). Also, the control point of each patch is P tJ1+t P'
If tJh, then the vector a(,
btlct is defined as follows.

aL= Pitt  PzLt      (i=o、
・・・、3)bL=P’、L□−P′。4、    (
1=ol・・・、3)c L= P’o、 t+x、、
P’oit   (i=oy・・・、2)また、二枚の
パッチが01連続になるように接続されるためには、境
界曲線上の任意の点における三つの微分ベクトルは、同
一平面上にある必要がある。つまり、次の式を満たさな
ければならない。
aL= Pitt PzLt (i=o,
..., 3) bL=P', L□-P'. 4, (
1=ol..., 3)c L=P'o, t+x,,
P'oit (i=oy..., 2) Also, in order for two patches to be connected so that they are 01 continuous, the three differential vectors at any point on the boundary curve must be on the same plane. It must be in In other words, the following formula must be satisfied.

S’?(0,v) =k(v)SJI、v)+h(v)
S、(1,v)   (5)また、境界曲線上の微分ベ
クトルS、(1,v)は、以下の式で表される。
S'? (0,v) =k(v)SJI,v)+h(v)
S, (1, v) (5) Also, the differential vector S, (1, v) on the boundary curve is expressed by the following equation.

(6) ただし、関数Ti、T、は、以下のように表される。(6) However, the functions Ti and T are expressed as follows.

また、関数h (v)、 k (v)は、スカラー関数
であるとする。
It is also assumed that the functions h (v) and k (v) are scalar functions.

まず、二枚のパッチが接平面連続であるためには、頂点
V。、vlに接しているベクトルが同一平面上にある必
要がある。このことは、以下のように表わすことができ
る。
First, in order for two patches to be continuous on a tangent plane, the vertex V is required. , vl must be on the same plane. This can be expressed as follows.

))o=kOao+hllCG b3=に、a3+h、cま ただし、k、、に、、ho、hlは、スカラーである。))o=kOao+hllCG b3=to, a3+h, c ma However, k, ni, ho, and hl are scalars.

ここで(6)式について考えてみる。(6)式は、複雑
であるのでこのままでは、G1連続となるように、パッ
チを接続するのは、困難である。そこで、境界曲線での
接続条件に次のものを付加することによって、有理曲線
をはさんだ二枚の面を連続に接続することが可能となる
Let us now consider equation (6). Since equation (6) is complicated, it is difficult to connect the patches so that they are G1 continuous if left as is. Therefore, by adding the following to the connection conditions at the boundary curve, it becomes possible to continuously connect two surfaces that sandwich a rational curve.

■頂点v0の周りの流れベクトルalllbOと頂点v
1のまわりの流れベクトルa39b3がそれぞれ同一直
線上にあるときには、頂点のまわりで接続の式は、(5
)式から、 S’、(0,v)=k(v)S、(1,v)となる。従
って二枚のパッチが接平面連続である条件は、S、が高
々二次式で、制御点間ベクトルが以下の式を満たすこと
である。
■Flow vector alllbO around vertex v0 and vertex v
When the flow vectors a39b3 around 1 are on the same straight line, the equation of connection around the vertex is (5
), S', (0, v) = k(v) S, (1, v). Therefore, the conditions for two patches to be continuous on a tangent plane are that S is at most a quadratic expression and the vector between control points satisfies the following expression.

b x ”   (k o W a t z a 1 
+ M w 36、an)w3□、         
  3 bz=   (koWazo、 、 + mW、、、 
a、)w3..3 ■パッチSとS′が接している稜線において、各制御点
での重みが次の関係を満たしているときには、(1)式
、(2)式、(6)式は、それぞれ、(7)式、(8)
式、(9)式のように変形できる。つまり、w2J、 
:= w3J□ (j=0・・・3)WoJ、 = W
、J、(j =O・・・3)ならば、境界曲線上の微分
ベクトル関数は、以下のように表される。
b x ” (k o W a t z a 1
+ M w 36, an) w3□,
3 bz= (koWazo, , + mW,,,
a,) w3. .. 3 ■On the ridgeline where patches S and S' are in contact, when the weight at each control point satisfies the following relationship, equations (1), (2), and (6) become (7), respectively. ) formula, (8)
The equation can be transformed as shown in equation (9). In other words, w2J,
:= w3J□ (j=0...3)WoJ, = W
, J, (j = O...3), then the differential vector function on the boundary curve is expressed as follows.

これは、接している稜線が非有理曲線になる条件である
。(7)式、(8)式、(9)式を(5)式に代入し、
二枚のパッチが01連続となる条件を導くと、次のよう
になる。
This is a condition where the adjacent edges become non-rational curves. Substituting equations (7), (8), and (9) into equation (5),
The conditions for two consecutive patches to be 01 are as follows.

b、−’ (k41W3txal+MW3ataa”2
”!”Wi、zCo”!iWioxce)woo、  
      33 bz=±r’N5sxa3”(kzW32ta2”?W
izzCi”?WitxCz)wo、   3 以上の手続で二枚のパッチが01連続となるように曲面
の内部制御点を決定できる。
b, -'(k41W3txal+MW3ataa"2
“!”Wi,zCo”!iWioxce)woo,
33 bz=±r'N5sxa3"(kzW32ta2"?W
izzCi”?WitxCz)wo, 3 Using the above procedure, the internal control points of the curved surface can be determined so that the two patches are 01 consecutive.

また、微分ベクトル関数SJI、v)は、高々二次の関
数であるので、まず三つのベクトルaoyQta、で二
次のB ezier関数を定義する。この関数から、以
下の式を使って、流れベクトルa□lagを決定する。
Furthermore, since the differential vector function SJI,v) is a quadratic function at most, a quadratic Bezier function is first defined using three vectors aoyQta. From this function, the flow vector a□lag is determined using the following equation.

wa+2 a、−3W3x□ 2+wa a”    3 w3.。wa+2 a, -3W3x□ 2+wa a" 3 w3.

これまでは、有理境界G regoryパッチをG2連
続に生成するための手法を述べた。ここでは、第11図
に示すような面上にパッチを生成する過程を示す。
So far, we have described a method for generating G2 consecutive rational boundary G regory patches. Here, a process of generating patches on a surface as shown in FIG. 11 will be described.

■流れベクトル関数の定義 面Fユは、Et(i=o、・・・、5)の五本の有理境
界曲線で囲まれている。この境界曲線上に、二次の流れ
ベクトル関数(cross−boundaryderi
vative )を定義する。この場合、T節点V□に
接している稜線E、、E4では、頂点v1は、もともと
−本の曲線で表されていた稜線を分割したものである。
(2) Definition of the flow vector function The plane F is surrounded by five rational boundary curves of Et (i=o, . . . , 5). On this boundary curve, a quadratic flow vector function (cross-boundary
tive). In this case, the vertex v1 of the ridge lines E, .

従って、T節点に接する曲線のまわりには、一つの流れ
ベクトル関数g 、 (t)が定義される。つまり、T
節点となっている頂点V工に接した稜線での流れベクト
ル関数g 、 (t)は、稜線E、、E3.E、、E、
、E、、El。、E1□から定義される。もし、面F□
と面F2がG1連続に接続されるときには、流れベクト
ル関数gi(t)は、稜線E工、E、、E、、E、、E
1.から定義される。
Therefore, one flow vector function g , (t) is defined around the curve tangent to the T node. In other words, T
The flow vector function g, (t) at the edge line that is in contact with the vertex V, which is a node, is expressed by the flow vector function g, (t) on the edge line E, E3. E,,E,
,E., ,El. , E1□. If, face F□
When the plane F2 and the plane F2 are connected to G1 continuously, the flow vector function gi(t) is
1. Defined from

また1面F1と面F2がG1連続に接続されるときには
、面F1上に自由曲面を生成するときと、面F2上に自
由曲面を生成するときの流れベクトル関数g 1(t)
は、同一のものとなる。
Also, when one surface F1 and one surface F2 are connected in G1 continuity, the flow vector function g 1 (t) when generating a free-form surface on the surface F1 and when generating a free-form surface on the surface F2
are the same.

■内部制御点の決定 面F□の境界曲線上に設定された流れベクトル関数は、
高々二次であるので、三次のベクトルaojyatl+
azJF =Q、−−−、3)のB ezier関数に
よって定義される。この三つのベクトルを前述した接続
の式に適用することによって、内部制御点を決定する流
れベクトルが求められる。ここで、面F1が一枚のバッ
チで表わせるときには、ここで求めた制御点がバッチそ
のものを定義しているので、処理を終了する。
■The flow vector function set on the boundary curve of the decision surface F□ of the internal control point is
Since it is at most quadratic, the cubic vector aojyatl+
azJF = Q, ---, 3) is defined by the B ezier function. By applying these three vectors to the above-mentioned connection equation, the flow vector that determines the internal control point is determined. Here, if the surface F1 can be represented by a single batch, the control points found here define the batch itself, and the process ends.

■面の分割 第12図(a)、(b)のように1面が非四辺形の場合
には、その面はいくつかの四辺溶面に分割する。その後
で分割した各面に対して、有理境界Gregoryパッ
チを生成する。その場合、境界曲線は有理曲線であるが
1面を分割している内部境界曲線は、非有理曲線とすれ
ば、各内部境界曲線のまわりで01連続に接続できる。
(4) Division of surfaces When one surface is non-quadrilateral as shown in FIGS. 12(a) and (b), the surface is divided into several quadrilateral melting surfaces. After that, a rational boundary Gregory patch is generated for each divided surface. In that case, the boundary curves are rational curves, but if the internal boundary curves dividing one surface are non-rational curves, 01 continuous connections can be made around each internal boundary curve.

以下、本発明の実施例に基づいて説明する。Hereinafter, the present invention will be explained based on examples.

第1図は1本発明による自由曲面生成方式の一実施例を
説明するための構成図で、図中、1は判定部、2は条件
設定部、3は生成部である。
FIG. 1 is a block diagram for explaining an embodiment of a free-form surface generation method according to the present invention. In the figure, 1 is a determination section, 2 is a condition setting section, and 3 is a generation section.

判定部lは、有理曲線で境界を囲まれた面に対して、境
界曲線と各境界曲線に繋がる曲線から境界での連続性を
判定する。
The determination unit 1 determines continuity at the boundary of a surface surrounded by rational curves from boundary curves and curves connected to each boundary curve.

条件設定部2は、該判定部1で求めた連続性から境界の
接続条件を求める。
The condition setting unit 2 determines the boundary connection condition from the continuity determined by the determination unit 1.

生成部3は、該条件設定部2で求めた接続条件から面の
内部制御点を生成する。
The generation unit 3 generates internal control points of the plane from the connection conditions determined by the condition setting unit 2.

第2図は、本発明による自由曲面生成方式のフローチャ
ートを示す図である。以下、各5tepに従ヴて順に説
明する。
FIG. 2 is a diagram showing a flowchart of the free-form surface generation method according to the present invention. Hereinafter, each 5 step will be explained in order.

mよ;面を構成する全ての境界曲線の制御点を記憶装置
に蓄える。同時に、各境界曲線の端点に繋がっている曲
線の内で、隣の面を構成している曲線の制御点を記憶装
置に蓄える。境界曲線上の制御点については、第3図に
示しである。
m; Store the control points of all the boundary curves that make up the surface in the storage device. At the same time, among the curves connected to the end points of each boundary curve, the control points of the curves constituting the adjacent surface are stored in the storage device. Control points on the boundary curve are shown in FIG.

畦旺主: 5tep 1で蓄えた曲線の制御点を使って
、境界曲線をはさんだ隣の面との連続性を判定し、接続
条件を記憶装置に蓄える。
Master: 5tep Using the control points of the curve stored in step 1, determine the continuity with the adjacent surface across the boundary curve, and store the connection conditions in the storage device.

ste  3  1  3  2; 5top 2で得られた接続条件から境界曲線上の制御
点と面の重心方向へ向かう流れベクトルを求め、記憶装
置に蓄える。面の重心方向への流れベクトルについては
、第4図に示しである。面の内部制御点は、曲線上の制
御点と流れベクトルから計算する。ここで、面が四角形
面であるときには処理を終了する。
Step 3 1 3 2; 5 From the connection conditions obtained in top 2, a flow vector directed toward the control point on the boundary curve and the center of gravity of the surface is determined and stored in a storage device. The flow vector in the direction of the center of gravity of the surface is shown in FIG. The internal control points of the surface are calculated from the control points on the curve and the flow vector. Here, if the surface is a quadrangular surface, the process ends.

牡皿土; 5tep 3−1あるいは5tep 3−2
で得られた境界曲線上の制御点と面の重心方向へ向かう
流れベクトルから、非四辺形面を内挿する。内挿結果に
ついては、第5図に示しである。
Oyara soil; 5tep 3-1 or 5tep 3-2
Interpolate the non-quadrilateral surface from the control points on the boundary curve obtained in and the flow vector toward the center of gravity of the surface. The interpolation results are shown in FIG.

第13図は、T節点を含んだ曲線モデルの例である0面
F工は、二つのT節点v1とv2を持つている。第14
図は、面Fiを01連続に接続し、断面線を表示したも
のである。第14図において、例えばbtGtdteに
よって構成される面A(面F工)は、gt he lに
よって構成される面B、あるいはa、f、eによって構
成される面C1a、b、fによって構成される面りと0
1連続に接続されている。また、第15図は、有理曲線
を含んだ不規則な曲線モデルの例である。第16図は、
第15図の面F工を01連続に接続し、断面線を表示し
たものである。
FIG. 13 shows an example of a curve model including T nodes. A 0-face F construction has two T nodes v1 and v2. 14th
In the figure, planes Fi are connected 01 consecutively and cross-sectional lines are displayed. In FIG. 14, for example, surface A (surface F construction) formed by btGtdte is formed by surface B formed by gt he l, or surface C1a, b, f formed by a, f, e. Face and 0
1 continuous connection. Moreover, FIG. 15 is an example of an irregular curve model including a rational curve. Figure 16 shows
The surface F work shown in FIG. 15 is connected 01 consecutively and the cross-sectional line is displayed.

羞−一部 以上の説明から明らかなように、本発明によると、連続
性を保ちながら有理境界曲線を持つ面上に自由曲面を生
成することができる。つまり、第8図のように曲線メツ
シュが現われている曲面の一部に二次曲面やG reg
oryバッチがあってもG1連続に内挿が可能である。
- As is clear from the above description, according to the present invention, a free-form surface can be generated on a surface having a rational boundary curve while maintaining continuity. In other words, as shown in Figure 8, a part of the surface where the curved mesh appears is a quadratic surface or
Even if there is an ory batch, interpolation can be performed continuously in G1.

これにより、有理曲線を含む立体形状において自由曲面
を扱うことが可能である。
This makes it possible to handle free-form surfaces in three-dimensional shapes including rational curves.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は1本発明による自由曲面生成方式の実施例を説
明するための構成図、第2図は、そフローチャートを示
す図、第3図は、境界曲線の制御点を示す図、第4図は
、面の重心方向へ流れベクトルを示す図、第5図は、内
挿結果を;す図、第6図(a)、(b)は、不規則な曲
線モデルを示す図、第7図は、T節点を含んだ曲線モ・
ルを示す図、第8図は、複数種類のパッチを示゛図、第
9図は、有理境界G regoryパッチの制御。 を示す図、第10図は、有理境界G regoryパッ
・の接続を示す図、第11図は、有理境界曲線と1分ベ
クトル関数を示す図、第12図(a)、(b)は曲面の
分割を示す図、第13図は、T節点を含1だ曲線モデル
を示す図、彫工4図は、第t3図(断面線図を示す図、
第15図は、有理曲線を含。 だ不規則な曲線モデルを示す図、第16図は、115図
の断面線図を示す図である。 1・・・判定部、2・・・条件設定部、3・・・生成部
FIG. 1 is a block diagram for explaining an embodiment of the free-form surface generation method according to the present invention, FIG. 2 is a flow chart thereof, FIG. 3 is a diagram showing control points of boundary curves, and FIG. The figures show the flow vector in the direction of the center of gravity of the surface, Figure 5 shows the interpolation results, Figures 6 (a) and (b) show the irregular curve model, and Figure 7 shows the interpolation results. The figure shows a curve model including the T node.
8 shows a plurality of types of patches, and FIG. 9 shows control of rational boundary Gregory patches. FIG. 10 is a diagram showing the connection of the rational boundary G regory pad. FIG. 11 is a diagram showing the rational boundary curve and the one-minute vector function. FIG. 12 (a) and (b) are the curved surfaces. Figure 13 is a diagram showing a 1-curve model including the T node, Figure 4 is Figure t3 (a diagram showing a cross-sectional diagram,
Figure 15 includes rational curves. FIG. 16 is a diagram showing an irregular curve model, and FIG. 16 is a diagram showing a cross-sectional line diagram of FIG. 115. 1... Judgment section, 2... Condition setting section, 3... Generation section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、有理曲線を含む何本かの曲線で境界を囲まれた面に
対して、境界曲線と各境界曲線に繋がる曲線から境界で
の連続性を判定する判定部と、該判定部で求めた連続性
から境界での接続条件を求める条件設定部と、該条件設
定部で求めた接続条件から面の内部制御点を生成する生
成部とによって自由曲面を発生させることを特徴とする
自由曲面生成方式。
1. For a surface whose boundary is surrounded by several curves including rational curves, there is a determination unit that determines the continuity at the boundary from the boundary curves and the curves connected to each boundary curve, and the determination unit determines the continuity at the boundary. Free-form surface generation characterized in that a free-form surface is generated by a condition setting unit that determines a connection condition at a boundary from continuity, and a generation unit that generates internal control points of a surface from the connection condition determined by the condition setting unit. method.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6198979B1 (en) 1997-04-10 2001-03-06 Ricoh Company, Ltd. Method and system for generating free-form surfaces with non uniform rational B-spline (NURBS) boundary gregory patches
JP2014513362A (en) * 2011-05-03 2014-05-29 富士通株式会社 Shape change method

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