JPH05346957A - 形状特徴量提示装置および方法 - Google Patents
形状特徴量提示装置および方法Info
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- JPH05346957A JPH05346957A JP4302472A JP30247292A JPH05346957A JP H05346957 A JPH05346957 A JP H05346957A JP 4302472 A JP4302472 A JP 4302472A JP 30247292 A JP30247292 A JP 30247292A JP H05346957 A JPH05346957 A JP H05346957A
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/048—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
- G06F3/0484—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] for the control of specific functions or operations, e.g. selecting or manipulating an object, an image or a displayed text element, setting a parameter value or selecting a range
- G06F3/04845—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] for the control of specific functions or operations, e.g. selecting or manipulating an object, an image or a displayed text element, setting a parameter value or selecting a range for image manipulation, e.g. dragging, rotation, expansion or change of colour
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T19/00—Manipulating 3D models or images for computer graphics
Abstract
(57)【要約】
【目的】 計算機内部に構築された形状モデルの主曲率
等の形状特徴量を、ユーザの形状イメージに合った形で
出力することで、形状修正を容易にする。 【構成】 計算機内部に構築された形状モデルを、ＣＲ
Ｔ等の表示装置１０に表示させる形状表示手段２１と、
表示画面上でマウス等のポインティングデバイス１７を
用いて表示形状上の任意点を指示する位置指定手段２２
と、指示された任意点での形状特徴量を算出する形状特
徴量算出手段２３と、算出された形状特徴量をグラフ等
で表示する形状特徴量表示手段２４とを含んでなる形状
特徴量提示装置。 【効果】 凹部、凸部、平面部等のユーザの形状イメー
ジに合った形状提示が、マウスを用いて、形状に直接触
れるような操作で可能となる。
等の形状特徴量を、ユーザの形状イメージに合った形で
出力することで、形状修正を容易にする。 【構成】 計算機内部に構築された形状モデルを、ＣＲ
Ｔ等の表示装置１０に表示させる形状表示手段２１と、
表示画面上でマウス等のポインティングデバイス１７を
用いて表示形状上の任意点を指示する位置指定手段２２
と、指示された任意点での形状特徴量を算出する形状特
徴量算出手段２３と、算出された形状特徴量をグラフ等
で表示する形状特徴量表示手段２４とを含んでなる形状
特徴量提示装置。 【効果】 凹部、凸部、平面部等のユーザの形状イメー
ジに合った形状提示が、マウスを用いて、形状に直接触
れるような操作で可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、計算機を用いた形状設
計／加工／解析／可視化システム等、例えば、機械系Ｃ
ＡＤ（Ｃomputer Ａided Ｄesign）／ＣＡＭ（Ｃompu
ter ＡidedＭanufacturing）／ＣＡＥ（Ｃomputer Ａ
ided Ｅngineering）、ＣＧ（Ｃomputer Ｇraphics）
における形状表現方法に関する。
計／加工／解析／可視化システム等、例えば、機械系Ｃ
ＡＤ（Ｃomputer Ａided Ｄesign）／ＣＡＭ（Ｃompu
ter ＡidedＭanufacturing）／ＣＡＥ（Ｃomputer Ａ
ided Ｅngineering）、ＣＧ（Ｃomputer Ｇraphics）
における形状表現方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】機械系ＣＡＤ等の形状設計支援システム
を用いて工業製品等の形状を設計する場合、計算機内部
に構築された形状モデルがユーザのイメージしている形
状と必ずしも一致しているとは限らない。この理由とし
て、計算機内部における形状表現方法が幾何モデルに基
づくものであり、ユーザがイメージする形状、特に自由
曲面形状を幾何モデルとして表現するには形状表現コマ
ンドの機能が不足していること、また、既に計算機内部
に構築された３次元形状モデルをＣＲＴ（Ｃathode Ｒ
ay Ｔube）等の表示装置において表示する能力が十分
ではないことが挙げられる。
を用いて工業製品等の形状を設計する場合、計算機内部
に構築された形状モデルがユーザのイメージしている形
状と必ずしも一致しているとは限らない。この理由とし
て、計算機内部における形状表現方法が幾何モデルに基
づくものであり、ユーザがイメージする形状、特に自由
曲面形状を幾何モデルとして表現するには形状表現コマ
ンドの機能が不足していること、また、既に計算機内部
に構築された３次元形状モデルをＣＲＴ（Ｃathode Ｒ
ay Ｔube）等の表示装置において表示する能力が十分
ではないことが挙げられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】後者の問題に対する解
決策としては、モデル・メイキング・マシンにより実際
にＮＣ（Ｎumerical Ｃontrol）切削加工を行うか、光
硬化樹脂を用いた立体樹脂モデル作成システムを用いる
方法等があるが、いずれにしても加工作業を伴い、実時
間でモデルの作成ができないことから、計算機と対話し
ながらの形状修正は不可能である。
決策としては、モデル・メイキング・マシンにより実際
にＮＣ（Ｎumerical Ｃontrol）切削加工を行うか、光
硬化樹脂を用いた立体樹脂モデル作成システムを用いる
方法等があるが、いずれにしても加工作業を伴い、実時
間でモデルの作成ができないことから、計算機と対話し
ながらの形状修正は不可能である。
【０００４】これに対し、ＣＲＴ等の表示装置において
計算機内部に構築された形状モデルを加工することなく
短時間で表示する方法もある。その多くが、ある光源下
で３次元形状がどのように見えるか、といった光学的な
シミュレーションを計算機を用いて行ったものである。
計算機内部に構築された形状モデルを加工することなく
短時間で表示する方法もある。その多くが、ある光源下
で３次元形状がどのように見えるか、といった光学的な
シミュレーションを計算機を用いて行ったものである。
【０００５】さらに、自由曲面形状の場合、内部表現が
関数式であることから、この関数式から導き出される形
状特徴量、例えば法線ベクトル、曲率ベクトル、ガウス
曲率、平均曲率等の分布を形状に付加して表示すること
によって、計算機内部に構築された形状モデルの不具合
を発見させる方式もある。例えば、特開昭６２−２７１
０６７号「自由曲面表示方法」では自由曲面を構成する
複数のパッチ間の滑らかな接続をチェックするために、
パッチ間の境界線に法線ベクトルを表示している。しか
し、この公知例をはじめ、いずれの方法も形状特徴量が
連続的に分布しているかどうかの確認にしかすぎず、ユ
ーザの形状イメージとかけ離れていることから、これら
の表示結果を利用した形状修正は困難である。
関数式であることから、この関数式から導き出される形
状特徴量、例えば法線ベクトル、曲率ベクトル、ガウス
曲率、平均曲率等の分布を形状に付加して表示すること
によって、計算機内部に構築された形状モデルの不具合
を発見させる方式もある。例えば、特開昭６２−２７１
０６７号「自由曲面表示方法」では自由曲面を構成する
複数のパッチ間の滑らかな接続をチェックするために、
パッチ間の境界線に法線ベクトルを表示している。しか
し、この公知例をはじめ、いずれの方法も形状特徴量が
連続的に分布しているかどうかの確認にしかすぎず、ユ
ーザの形状イメージとかけ離れていることから、これら
の表示結果を利用した形状修正は困難である。
【０００６】また、特開平３−２７８１８２号「形状の
感覚的報知方法及び装置」においては、法線ベクトルや
曲率ベクトル等、３次元のベクトルにより表現される形
状特徴量については、マウス等のポインティングデバイ
スを用いて、表示形状上を指示することにより、マンマ
シンインタフェースの面で上記問題点を一部解決してい
た。
感覚的報知方法及び装置」においては、法線ベクトルや
曲率ベクトル等、３次元のベクトルにより表現される形
状特徴量については、マウス等のポインティングデバイ
スを用いて、表示形状上を指示することにより、マンマ
シンインタフェースの面で上記問題点を一部解決してい
た。
【０００７】本発明の目的は、計算機内部に構築された
自由曲面形状の形状特徴量とユーザの形状イメージとの
比較を容易にし、計算機との対話による形状修正に伴う
作業量を低減するにある。形状特徴量として、３次元の
ベクトルだけでなく、スカラ量をはじめとする多次元の
テンソル量まで扱えるようにする。
自由曲面形状の形状特徴量とユーザの形状イメージとの
比較を容易にし、計算機との対話による形状修正に伴う
作業量を低減するにある。形状特徴量として、３次元の
ベクトルだけでなく、スカラ量をはじめとする多次元の
テンソル量まで扱えるようにする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、形状モデルの形状データを構築し、形状
モデルを表示画面上に表示し、表示した形状の任意の点
を指示し、表示画面上の指示した座標値を構築した形状
モデル上の点の座標値に変換し、形状モデル上の指示し
た点における形状特徴量を算出し、算出した形状特徴量
を表示画面上にグラフとして表示する形状特徴量提示方
法を提案する。
成するために、形状モデルの形状データを構築し、形状
モデルを表示画面上に表示し、表示した形状の任意の点
を指示し、表示画面上の指示した座標値を構築した形状
モデル上の点の座標値に変換し、形状モデル上の指示し
た点における形状特徴量を算出し、算出した形状特徴量
を表示画面上にグラフとして表示する形状特徴量提示方
法を提案する。
【０００９】本発明は、また、上記目的を達成するため
に、形状モデルの形状データを構築し、形状モデルを表
示画面上に表示し、形状モデルの表面上に節点を生成し
節点データとして格納し、形状データに基づいて各節点
における形状特徴量を予め算出して形状特徴量データと
して格納し、表示した形状の任意の点を指示し、各節点
と指示した点の座標値を表示空間内の座標値に変換して
得られる点との距離を計算し指示した点に最も近い節点
を求め、求めた節点に対応する形状特徴量を予め格納し
てある形状特徴量データから読み込み、読み込んだ形状
特徴量を表示画面上にグラフとして表示する形状特徴量
提示方法を提案する。
に、形状モデルの形状データを構築し、形状モデルを表
示画面上に表示し、形状モデルの表面上に節点を生成し
節点データとして格納し、形状データに基づいて各節点
における形状特徴量を予め算出して形状特徴量データと
して格納し、表示した形状の任意の点を指示し、各節点
と指示した点の座標値を表示空間内の座標値に変換して
得られる点との距離を計算し指示した点に最も近い節点
を求め、求めた節点に対応する形状特徴量を予め格納し
てある形状特徴量データから読み込み、読み込んだ形状
特徴量を表示画面上にグラフとして表示する形状特徴量
提示方法を提案する。
【００１０】本発明はまた、上記目的を達成するため
に、計算機の記憶装置内部に格納された形状データから
形状特徴量を求め、求めた前記形状特徴量を表示装置の
表示画面等に提示する形状特徴量提示方法において、前
記形状データから得られる形状面を該表示画面に表示
し、該表示した形状面上をポインティングデバイスで指
示し、該指示点を計算機で読み取り、上記表示装置に表
示されている形状中の該指示点に対応する形状データか
ら該指示点の形状特徴を得、該形状特徴を前記表示画面
上のグラフにプロットされる点の動き、あるいは、該グ
ラフにプロットされる点と１対１に対応する、該形状特
徴を表す図形として表示し、プロットされる点の動きを
該図形の変形によって提示する手順を有する形状特徴量
提示方法を提案する。
に、計算機の記憶装置内部に格納された形状データから
形状特徴量を求め、求めた前記形状特徴量を表示装置の
表示画面等に提示する形状特徴量提示方法において、前
記形状データから得られる形状面を該表示画面に表示
し、該表示した形状面上をポインティングデバイスで指
示し、該指示点を計算機で読み取り、上記表示装置に表
示されている形状中の該指示点に対応する形状データか
ら該指示点の形状特徴を得、該形状特徴を前記表示画面
上のグラフにプロットされる点の動き、あるいは、該グ
ラフにプロットされる点と１対１に対応する、該形状特
徴を表す図形として表示し、プロットされる点の動きを
該図形の変形によって提示する手順を有する形状特徴量
提示方法を提案する。
【００１１】いずれの場合も、複数の形状特徴量を表示
画面上のグラフに順次プロットし時系列的に表示するこ
とができる。
画面上のグラフに順次プロットし時系列的に表示するこ
とができる。
【００１２】グラフは、具体的には、１次元事象を表わ
す棒グラフ、サイクリックな１次元事象を表わす円グラ
フ、３次元以下の空間における方向を表わす立体矢印グ
ラフである。
す棒グラフ、サイクリックな１次元事象を表わす円グラ
フ、３次元以下の空間における方向を表わす立体矢印グ
ラフである。
【００１３】グラフは、上記指示点における曲面の主曲
率の最大値および最小値をそれぞれ縦軸および横軸とす
る２次元グラフとすることができる。この場合、２次元
グラフは、上記指示点における曲面の主曲率の最大値お
よび最小値をそれぞれ縦軸および横軸とする２次元領域
を凹部，凸部，平面部等の形状特徴に応じて分け背景と
して表示したグラフとし、または、上記指示点における
曲面の主曲率の最大値および最小値をそれぞれ縦軸およ
び横軸とする２次元領域を凹部，凸部，平面部等の形状
特徴に応じて分け背景として表示し、さらに、前記指示
点における形状特徴を表わす文字情報を併せて表示する
グラフとすることが望ましい。
率の最大値および最小値をそれぞれ縦軸および横軸とす
る２次元グラフとすることができる。この場合、２次元
グラフは、上記指示点における曲面の主曲率の最大値お
よび最小値をそれぞれ縦軸および横軸とする２次元領域
を凹部，凸部，平面部等の形状特徴に応じて分け背景と
して表示したグラフとし、または、上記指示点における
曲面の主曲率の最大値および最小値をそれぞれ縦軸およ
び横軸とする２次元領域を凹部，凸部，平面部等の形状
特徴に応じて分け背景として表示し、さらに、前記指示
点における形状特徴を表わす文字情報を併せて表示する
グラフとすることが望ましい。
【００１４】棒グラフ，円グラフ，立体矢印グラフの少
なくとも１つと、上記指示点における曲面の主曲率の最
大値および最小値をそれぞれ縦軸および横軸とする２次
元領域を凹部，凸部，平面部等の形状特徴に応じて分け
背景として表示するグラフまたは上記指示点における曲
面の主曲率の最大値および最小値をそれぞれ縦軸および
横軸とする２次元領域を凹部，凸部，平面部等の形状特
徴に応じて分け背景として表示し、さらに、前記指示点
における形状特徴を表わす文字情報を併せて表示するグ
ラフとを合成してもよい。
なくとも１つと、上記指示点における曲面の主曲率の最
大値および最小値をそれぞれ縦軸および横軸とする２次
元領域を凹部，凸部，平面部等の形状特徴に応じて分け
背景として表示するグラフまたは上記指示点における曲
面の主曲率の最大値および最小値をそれぞれ縦軸および
横軸とする２次元領域を凹部，凸部，平面部等の形状特
徴に応じて分け背景として表示し、さらに、前記指示点
における形状特徴を表わす文字情報を併せて表示するグ
ラフとを合成してもよい。
【００１５】本発明は、上記目的を達成するために、構
築された形状モデルの形状データを格納する手段と、形
状モデルを表示画面上に表示させる形状表示手段と、表
示された形状の任意の点を指示するポインティングデバ
イスと、表示画面上の指示された座標値を前記構築され
た形状モデル上の点の座標値に変換する位置指定手段
と、形状モデル上の指示された点における形状特徴量を
算出する形状特徴量算出手段と、算出された形状特徴量
を表示画面上にグラフとして表示する形状特徴量表示手
段とからなる形状特徴量提示装置を提案する。
築された形状モデルの形状データを格納する手段と、形
状モデルを表示画面上に表示させる形状表示手段と、表
示された形状の任意の点を指示するポインティングデバ
イスと、表示画面上の指示された座標値を前記構築され
た形状モデル上の点の座標値に変換する位置指定手段
と、形状モデル上の指示された点における形状特徴量を
算出する形状特徴量算出手段と、算出された形状特徴量
を表示画面上にグラフとして表示する形状特徴量表示手
段とからなる形状特徴量提示装置を提案する。
【００１６】本発明は、また、上記目的を達成するため
に、構築された形状モデルの形状データを格納する手段
と、形状モデルを表示画面上に表示させる形状表示手段
と、形状モデルの表面上に節点を生成し節点データとし
て格納する節点算出手段と、形状データに基づいて各節
点における形状特徴量を予め算出し形状特徴量データと
して格納する形状特徴量算出手段と、表示された形状の
任意の点を指示するポインティングデバイスと、節点と
指示された点の座標値を表示空間内の座標値に変換して
得られる点との距離を計算し指示された点に最も近い節
点を求める位置指定手段と、求められた節点に対応する
形状特徴量を予め格納されている形状特徴量データから
読み込む形状特徴量読出手段と、読み込まれた形状特徴
量を表示画面上にグラフとして表示する形状特徴量表示
手段とからなる形状特徴量提示装置を提案する。
に、構築された形状モデルの形状データを格納する手段
と、形状モデルを表示画面上に表示させる形状表示手段
と、形状モデルの表面上に節点を生成し節点データとし
て格納する節点算出手段と、形状データに基づいて各節
点における形状特徴量を予め算出し形状特徴量データと
して格納する形状特徴量算出手段と、表示された形状の
任意の点を指示するポインティングデバイスと、節点と
指示された点の座標値を表示空間内の座標値に変換して
得られる点との距離を計算し指示された点に最も近い節
点を求める位置指定手段と、求められた節点に対応する
形状特徴量を予め格納されている形状特徴量データから
読み込む形状特徴量読出手段と、読み込まれた形状特徴
量を表示画面上にグラフとして表示する形状特徴量表示
手段とからなる形状特徴量提示装置を提案する。
【００１７】本発明はまた、上記目的を達成するため
に、計算機の記憶装置内部に格納された形状データから
形状特徴量を求め、求めた前記形状特徴量を表示装置の
表示画面等に提示する形状特徴量提示装置において、該
形状データから得られる形状面を該画面に表示する形状
表示手段と、該表示された形状面上の任意位置を指示す
るポインティングデバイスと、該指示点を読み取る位置
指定手段と、該指示点に対応する上記形状データから該
指示点の形状特徴を得る形状特徴量算出手段と、算出さ
れた形状特徴を上記表示画面上に付加して表示する形状
特徴量表示手段とを含んでなり、該形状特徴量表示手段
は、前記表示画面上のグラフにプロットされる点の動
き、あるいは、該グラフにプロットされる点と１対１に
対応する、該形状特徴を表す図形を表示し、プロットさ
れる点の動きを該図形の変形によって提示する手段を有
するものである形状特徴量提示装置を提案する。
に、計算機の記憶装置内部に格納された形状データから
形状特徴量を求め、求めた前記形状特徴量を表示装置の
表示画面等に提示する形状特徴量提示装置において、該
形状データから得られる形状面を該画面に表示する形状
表示手段と、該表示された形状面上の任意位置を指示す
るポインティングデバイスと、該指示点を読み取る位置
指定手段と、該指示点に対応する上記形状データから該
指示点の形状特徴を得る形状特徴量算出手段と、算出さ
れた形状特徴を上記表示画面上に付加して表示する形状
特徴量表示手段とを含んでなり、該形状特徴量表示手段
は、前記表示画面上のグラフにプロットされる点の動
き、あるいは、該グラフにプロットされる点と１対１に
対応する、該形状特徴を表す図形を表示し、プロットさ
れる点の動きを該図形の変形によって提示する手段を有
するものである形状特徴量提示装置を提案する。
【００１８】いずれの形状特徴量提示装置も、複数の形
状特徴量を表示画面上のグラフに順次プロットし時系列
的に表示する形状特徴量表示手段を備えることができ
る。
状特徴量を表示画面上のグラフに順次プロットし時系列
的に表示する形状特徴量表示手段を備えることができ
る。
【００１９】計算機内部に構築された形状モデルを形状
データとして読み込み、ＣＲＴ等の表示装置によって表
示する形状表示手段と、表示画面上でマウス等のポイン
ティングデバイスを用いて、形状データとして読み込ん
だ表示形状上の任意点を指示する位置指定手段と、指示
された任意点での形状特徴量を形状データから算出する
形状特徴量算出手段と、算出された形状特徴量をグラフ
等で表示する形状特徴量表示手段とからなる。
データとして読み込み、ＣＲＴ等の表示装置によって表
示する形状表示手段と、表示画面上でマウス等のポイン
ティングデバイスを用いて、形状データとして読み込ん
だ表示形状上の任意点を指示する位置指定手段と、指示
された任意点での形状特徴量を形状データから算出する
形状特徴量算出手段と、算出された形状特徴量をグラフ
等で表示する形状特徴量表示手段とからなる。
【００２０】
【作用】本発明において、形状表示手段は、計算機内部
に構築された形状モデルをＣＲＴ等の表示装置に例えば
シェーディング表示する。ユーザは、マウス等のポイン
ティングデバイスを用いて、表示された形状の任意点を
マウスカーソルにより指示する。マウスカーソルの位置
は、表示画面上の座標値として計算機に入力される。位
置指定手段は、表示画面上のマウスカーソルの座標値を
計算機内部に構築された形状モデル上の点の座標値に変
換する。形状特徴量算出手段は、形状モデル上の指示さ
れた点における形状特徴量を算出する。形状特徴量表示
手段は、算出された形状特徴量を表示画面上に表示す
る。
に構築された形状モデルをＣＲＴ等の表示装置に例えば
シェーディング表示する。ユーザは、マウス等のポイン
ティングデバイスを用いて、表示された形状の任意点を
マウスカーソルにより指示する。マウスカーソルの位置
は、表示画面上の座標値として計算機に入力される。位
置指定手段は、表示画面上のマウスカーソルの座標値を
計算機内部に構築された形状モデル上の点の座標値に変
換する。形状特徴量算出手段は、形状モデル上の指示さ
れた点における形状特徴量を算出する。形状特徴量表示
手段は、算出された形状特徴量を表示画面上に表示す
る。
【００２１】形状特徴量の表示には、形状特徴量が１次
元量の場合は、棒グラフ等の１次元グラフを用い、２次
元量の場合はｘ−ｙグラフ等の２次元グラフを用いる。
より具体的には、形状特徴量として、曲面上の任意指定
点での曲率の最大値ｋmaxと最小値ｋmin（主曲率）とを
用い、これら２つのパラメータを縦軸，横軸とするグラ
フすなわち主曲率グラフ上にプロットする。なお、形状
特徴量として、３次元のベクトルだけでなく、スカラ量
をはじめとする多次元のテンソル量まで扱えるようにす
ることもできる。
元量の場合は、棒グラフ等の１次元グラフを用い、２次
元量の場合はｘ−ｙグラフ等の２次元グラフを用いる。
より具体的には、形状特徴量として、曲面上の任意指定
点での曲率の最大値ｋmaxと最小値ｋmin（主曲率）とを
用い、これら２つのパラメータを縦軸，横軸とするグラ
フすなわち主曲率グラフ上にプロットする。なお、形状
特徴量として、３次元のベクトルだけでなく、スカラ量
をはじめとする多次元のテンソル量まで扱えるようにす
ることもできる。
【００２２】ユーザが表示形状上の任意の点をマウスカ
ーソルで指示してからその指示点での形状特徴量表示ま
での処理時間が十分短ければ、ユーザはあたかもマウス
用いて形状に触れているような感覚で、計算機内部に構
築された形状を認識できる。
ーソルで指示してからその指示点での形状特徴量表示ま
での処理時間が十分短ければ、ユーザはあたかもマウス
用いて形状に触れているような感覚で、計算機内部に構
築された形状を認識できる。
【００２３】本発明の形状特徴量表示手段においては、
さらに、主曲率ｋmax，ｋminの数値および符号等から分
類される凹部，凸部，平面等の形状特徴に基づいて主曲
率グラフの例えば背景色を変え、領域を分けてあるの
で、プロットされた点がどの形状特徴に属するかすなわ
ちマウスカーソルで指示した部分がどのような形状特徴
を有するのかを即座に確認できる。
さらに、主曲率ｋmax，ｋminの数値および符号等から分
類される凹部，凸部，平面等の形状特徴に基づいて主曲
率グラフの例えば背景色を変え、領域を分けてあるの
で、プロットされた点がどの形状特徴に属するかすなわ
ちマウスカーソルで指示した部分がどのような形状特徴
を有するのかを即座に確認できる。
【００２４】このような形状特徴量表示手段により、ユ
ーザは、計算機内部に構築された自由曲面形状の主曲率
等の形状特徴量から、凹部，凸部，平面部等の形状特徴
をイメージし易くなり、これらの提示結果を利用し、形
状を容易，迅速，正確に把握しまたは修正できる。
ーザは、計算機内部に構築された自由曲面形状の主曲率
等の形状特徴量から、凹部，凸部，平面部等の形状特徴
をイメージし易くなり、これらの提示結果を利用し、形
状を容易，迅速，正確に把握しまたは修正できる。
【００２５】また、マウスカーソルで指示された点の主
曲率（曲率の最大値と最小値）等の形状特徴量を形状特
徴量算出手段で求め、求められた形状特徴量の２値を、
形状特徴量表示手段により円弧等の図形で表示画面の形
状特徴量表示領域に表示してもよい。この方式によれ
ば、形状の特徴がより直感的に把握できる。
曲率（曲率の最大値と最小値）等の形状特徴量を形状特
徴量算出手段で求め、求められた形状特徴量の２値を、
形状特徴量表示手段により円弧等の図形で表示画面の形
状特徴量表示領域に表示してもよい。この方式によれ
ば、形状の特徴がより直感的に把握できる。
【００２６】
【実施例】図１は、本発明の実施例のシステム構成およ
び表示画面の例を示す。図２は、図１に示す実施例の計
算機の構成を示すブロック図である。図１に示す実施例
は、計算機１８と、該計算機１８に接続されたＣＲＴ等
の表示装置１０と、同じく計算機１８に接続されたキー
ボード１９と、該キーボード１９に付属するポインティ
ングデバイスであるマウス１７とを含んで構成されてい
る。計算機１８は、図２に示されるように、ポインティ
ングデバイスに接続される位置指定手段２２と、該位置
指定手段２２に接続された形状特徴量算出手段２３と、
該形状特徴量算出手段２３に接続された形状特徴量表示
手段２４と、前記位置指定手段２２に接続され形状デー
タを格納する形状データファイル２０と、該形状データ
ファイル２０に接続された形状表示手段２１とを含んで
構成されている。位置指定手段２２は、ポインティング
デバイスに接続される図面座標算出部と、該図面座標算
出部及び前記形状データファイル２０に接続された空間
座標算出部とを含んで構成されている。形状特徴量表示
手段２４と形状表示手段２１とが前記表示装置１０に接
続される。
び表示画面の例を示す。図２は、図１に示す実施例の計
算機の構成を示すブロック図である。図１に示す実施例
は、計算機１８と、該計算機１８に接続されたＣＲＴ等
の表示装置１０と、同じく計算機１８に接続されたキー
ボード１９と、該キーボード１９に付属するポインティ
ングデバイスであるマウス１７とを含んで構成されてい
る。計算機１８は、図２に示されるように、ポインティ
ングデバイスに接続される位置指定手段２２と、該位置
指定手段２２に接続された形状特徴量算出手段２３と、
該形状特徴量算出手段２３に接続された形状特徴量表示
手段２４と、前記位置指定手段２２に接続され形状デー
タを格納する形状データファイル２０と、該形状データ
ファイル２０に接続された形状表示手段２１とを含んで
構成されている。位置指定手段２２は、ポインティング
デバイスに接続される図面座標算出部と、該図面座標算
出部及び前記形状データファイル２０に接続された空間
座標算出部とを含んで構成されている。形状特徴量表示
手段２４と形状表示手段２１とが前記表示装置１０に接
続される。
【００２７】表示装置１０の画面には、形状表示領域１
１と、本発明に特徴的な形状特徴量表示領域１４とが表
示されている。形状表示領域１１には表示形状１２と、
この形状１２の任意の点をマウス１７の動きに応じて指
示するマウスカーソル１３とが重ねて表示されている。
形状特徴量表示領域１４には、この場合は、２次元量の
グラフ１５が表示され、表示形状１２のマウスカーソル
１３で指定された位置の特徴を示すパラメータ位置に点
１６がプロットされている。
１と、本発明に特徴的な形状特徴量表示領域１４とが表
示されている。形状表示領域１１には表示形状１２と、
この形状１２の任意の点をマウス１７の動きに応じて指
示するマウスカーソル１３とが重ねて表示されている。
形状特徴量表示領域１４には、この場合は、２次元量の
グラフ１５が表示され、表示形状１２のマウスカーソル
１３で指定された位置の特徴を示すパラメータ位置に点
１６がプロットされている。
【００２８】本実施例における処理の流れは、以下の手
順に従う。
順に従う。
【００２９】（１）形状表示手段２１によって、形状デ
ータファイル２０に格納された形状データからシェーデ
ィング表示を行うための表示データが作成され、ＣＲＴ
等の表示装置１０で表示される。図１の表示装置１０の
表示画面に、表示が面の例を示す。この他の例として、
立体視による形状表示方法も有効である。
ータファイル２０に格納された形状データからシェーデ
ィング表示を行うための表示データが作成され、ＣＲＴ
等の表示装置１０で表示される。図１の表示装置１０の
表示画面に、表示が面の例を示す。この他の例として、
立体視による形状表示方法も有効である。
【００３０】（２）ユーザは、マウス１７を用いて位置
指定手段２２を介して、表示形状１２上でマウスカーソ
ル１３を動かし、表示形状１２上の確認したい部分を指
定する。位置指定手段２２の画面座標算出部は、マウス
カーソル１３の入力信号から表示装置１０の画面平面上
の座標値（ｘ，ｙ）を求め、空間座標算出部は、画面平
面上の座標値（ｘ，ｙ）から、計算機内部に構築された
３次元形状モデル上でのマウスカーソルの座標値を求め
る。例えば、３次元形状モデルが（ｕ，ｖ）パラメータ
で表現される自由曲面形状であれば、（ｘ，ｙ）空間か
ら（ｕ，ｖ）空間への変換を行う。変換方法としては、
方向ベクトルが画面平面の法線ベクトルと等しく、か
つ、マウスカーソル１３によって指定された画面平面上
の点を通る直線と、形状モデルとの交点を求める方法が
挙げられる。
指定手段２２を介して、表示形状１２上でマウスカーソ
ル１３を動かし、表示形状１２上の確認したい部分を指
定する。位置指定手段２２の画面座標算出部は、マウス
カーソル１３の入力信号から表示装置１０の画面平面上
の座標値（ｘ，ｙ）を求め、空間座標算出部は、画面平
面上の座標値（ｘ，ｙ）から、計算機内部に構築された
３次元形状モデル上でのマウスカーソルの座標値を求め
る。例えば、３次元形状モデルが（ｕ，ｖ）パラメータ
で表現される自由曲面形状であれば、（ｘ，ｙ）空間か
ら（ｕ，ｖ）空間への変換を行う。変換方法としては、
方向ベクトルが画面平面の法線ベクトルと等しく、か
つ、マウスカーソル１３によって指定された画面平面上
の点を通る直線と、形状モデルとの交点を求める方法が
挙げられる。
【００３１】（３）形状特徴量算出手段２３は、形状デ
ータと、位置指定手段２２により得られた形状モデル上
の点の位置（マウスカーソルで指定された点の位置）を
表すパラメータとから、形状特徴量を算出する。
ータと、位置指定手段２２により得られた形状モデル上
の点の位置（マウスカーソルで指定された点の位置）を
表すパラメータとから、形状特徴量を算出する。
【００３２】（４）形状特徴量表示手段２４は、形状特
徴量算出手段２３により算出された形状特徴量を、表示
装置１０の画面上の形状特徴量表示領域１４のグラフ１
５に点１６としてプロットし表示する。
徴量算出手段２３により算出された形状特徴量を、表示
装置１０の画面上の形状特徴量表示領域１４のグラフ１
５に点１６としてプロットし表示する。
【００３３】（５）上記（２）〜（４）の処理を繰り返
す。（４）においてプロットされる点１６は、毎回、グ
ラフ１５上の点の表示をリフレッシュしてからプロット
してもよいし、数回前にプロットされた点をリフレッシ
ュしてからプロットしてもよい。後者の方法では、点の
軌跡が残像として表示される。
す。（４）においてプロットされる点１６は、毎回、グ
ラフ１５上の点の表示をリフレッシュしてからプロット
してもよいし、数回前にプロットされた点をリフレッシ
ュしてからプロットしてもよい。後者の方法では、点の
軌跡が残像として表示される。
【００３４】図３は、本発明の他の実施例における計算
機１８の構成を示すブロック図であり、図２で示したも
のに比べて処理が高速化されている。図３に示す計算機
は、ポインティングデバイスに接続される位置指定手段
３４と、該位置指定手段３４に接続され節点データを格
納する節点データファイル３３と、該節点データファイ
ル３３に接続された節点算出手段３２と、該節点算出手
段３２に接続され形状データを格納する形状データファ
イル３０と、該形状データファイル３０に接続された形
状表示手段３１と、前記形状データファイル３０及び節
点データファイル３３に接続された形状特徴量算出手段
３５と、該形状特徴量算出手段３５に接続され形状特徴
量を格納する形状特徴量データファイル３６と、前記位
置指定手段３４及び形状特徴量データファイル３６に接
続された形状特徴量読出手段３７と、該形状特徴量読出
手段３７に接続された形状特徴量表示手段３８とを含ん
で構成されている。形状表示手段３１と形状特徴量表示
手段３８とが表示装置１０に接続される。位置指定手段
３４は、ポインティングデバイスに接続される画面座標
算出部と、該画面座標算出部に接続された空間座標算出
部と、該空間座標算出部に接続された節点候補探査部と
を含んで構成され、節点候補探査部が前記節点データフ
ァイル３３に接続される。
機１８の構成を示すブロック図であり、図２で示したも
のに比べて処理が高速化されている。図３に示す計算機
は、ポインティングデバイスに接続される位置指定手段
３４と、該位置指定手段３４に接続され節点データを格
納する節点データファイル３３と、該節点データファイ
ル３３に接続された節点算出手段３２と、該節点算出手
段３２に接続され形状データを格納する形状データファ
イル３０と、該形状データファイル３０に接続された形
状表示手段３１と、前記形状データファイル３０及び節
点データファイル３３に接続された形状特徴量算出手段
３５と、該形状特徴量算出手段３５に接続され形状特徴
量を格納する形状特徴量データファイル３６と、前記位
置指定手段３４及び形状特徴量データファイル３６に接
続された形状特徴量読出手段３７と、該形状特徴量読出
手段３７に接続された形状特徴量表示手段３８とを含ん
で構成されている。形状表示手段３１と形状特徴量表示
手段３８とが表示装置１０に接続される。位置指定手段
３４は、ポインティングデバイスに接続される画面座標
算出部と、該画面座標算出部に接続された空間座標算出
部と、該空間座標算出部に接続された節点候補探査部と
を含んで構成され、節点候補探査部が前記節点データフ
ァイル３３に接続される。
【００３５】この例における形状特徴量処理の流れは、
以下の手順に従う。
以下の手順に従う。
【００３６】（１）形状表示手段３１は、形状データフ
ァイル３０に格納された形状データからシェーディング
表示を行うための表示データを作成し、ＣＲＴ等の表示
装置１０で表示する。この場合も、立体視による形状表
示方法を用いてもよい。
ァイル３０に格納された形状データからシェーディング
表示を行うための表示データを作成し、ＣＲＴ等の表示
装置１０で表示する。この場合も、立体視による形状表
示方法を用いてもよい。
【００３７】（２）節点算出手段３２は、形状データフ
ァイル３０に格納された形状データから、形状表面上に
等距離間隔、あるいは等パラメータ間隔に点を生成し、
節点データとして節点データファイル３３に格納する。
例えば、形状モデルが（ｕ，ｖ）パラメータで表現され
る自由曲面形状であれば、（ｕ，ｖ）パラメータと
（ｘ，ｙ，ｚ）座標値が１対１に対応するテーブルを作
成し、節点データとして節点データファイル３３に格納
する。
ァイル３０に格納された形状データから、形状表面上に
等距離間隔、あるいは等パラメータ間隔に点を生成し、
節点データとして節点データファイル３３に格納する。
例えば、形状モデルが（ｕ，ｖ）パラメータで表現され
る自由曲面形状であれば、（ｕ，ｖ）パラメータと
（ｘ，ｙ，ｚ）座標値が１対１に対応するテーブルを作
成し、節点データとして節点データファイル３３に格納
する。
【００３８】（３）ユーザはマウス１７を用い、位置指
定手段３４を介して、表示形状１２上でマウスカーソル
１３を動かし、表示形状１２上の確認したい位置を指定
する。マウスカーソル１３で指定された画面上の座標値
を計算機内部に構築された形状モデル上での点の座標値
に変換する手順は、前記図２を参照して説明した方法と
おなじである。本実施例においては、節点候補探査部
が、既に節点算出手段３２により求められ節点データフ
ァイル３３に格納されている各節点を表示空間内の画面
平面に平行な平面に投影して得られる各点と、マウスカ
ーソル１３の座標値を表示空間内の座標値に変換して得
られる点との距離計算を逐次行い、最も近い節点のパラ
メータ値を算出する。
定手段３４を介して、表示形状１２上でマウスカーソル
１３を動かし、表示形状１２上の確認したい位置を指定
する。マウスカーソル１３で指定された画面上の座標値
を計算機内部に構築された形状モデル上での点の座標値
に変換する手順は、前記図２を参照して説明した方法と
おなじである。本実施例においては、節点候補探査部
が、既に節点算出手段３２により求められ節点データフ
ァイル３３に格納されている各節点を表示空間内の画面
平面に平行な平面に投影して得られる各点と、マウスカ
ーソル１３の座標値を表示空間内の座標値に変換して得
られる点との距離計算を逐次行い、最も近い節点のパラ
メータ値を算出する。
【００３９】（４）形状特徴量算出手段３５は、形状デ
ータファイル３０に格納されている形状データと、節点
データファイル３３に格納されている各節点の座標値と
から、各節点での形状特徴量を求め、形状特徴量データ
として形状特徴量データファイル３６に格納する。
ータファイル３０に格納されている形状データと、節点
データファイル３３に格納されている各節点の座標値と
から、各節点での形状特徴量を求め、形状特徴量データ
として形状特徴量データファイル３６に格納する。
【００４０】（５）形状特徴量読出手段３７は、位置指
定手段３４により得られた節点に対応する形状特徴量
を、形状特徴量データファイル３６から読み込み、形状
特徴量表示手段３８に出力する。
定手段３４により得られた節点に対応する形状特徴量
を、形状特徴量データファイル３６から読み込み、形状
特徴量表示手段３８に出力する。
【００４１】（６）形状特徴量表示手段３８は、形状特
徴量読出手段３７から入力された形状特徴量を、表示装
置１０の画面上の形状特徴量表示領域１４のグラフ１５
に、点16としてプロットし表示する。
徴量読出手段３７から入力された形状特徴量を、表示装
置１０の画面上の形状特徴量表示領域１４のグラフ１５
に、点16としてプロットし表示する。
【００４２】（７）上記（３）〜（６）の処理を繰り返
す。（６）においてプロットされる点１６は、毎回、グ
ラフ１５上の点の表示をリフレッシュしてからプロット
してもよいし、また、数回前にプロットされた点をリフ
レッシュしてからプロットしてもよい。図３の例では、
一般に処理時間のかかる特徴量算出処理をあらかじめ行
っている。これにより、ユーザが表示形状１２上の任意
点をマウスカーソル１３で指示（操作）してから、位置
指定手段３４、形状特徴量読出手段３７、形状特徴量表
示手段３８を経て、形状特徴量が表示されるまでの処理
時間が十分短かくなり、ユーザはあたかもマウス用いて
形状に触れるような感覚で、計算機内部に構築された形
状モデルを認識できる。
す。（６）においてプロットされる点１６は、毎回、グ
ラフ１５上の点の表示をリフレッシュしてからプロット
してもよいし、また、数回前にプロットされた点をリフ
レッシュしてからプロットしてもよい。図３の例では、
一般に処理時間のかかる特徴量算出処理をあらかじめ行
っている。これにより、ユーザが表示形状１２上の任意
点をマウスカーソル１３で指示（操作）してから、位置
指定手段３４、形状特徴量読出手段３７、形状特徴量表
示手段３８を経て、形状特徴量が表示されるまでの処理
時間が十分短かくなり、ユーザはあたかもマウス用いて
形状に触れるような感覚で、計算機内部に構築された形
状モデルを認識できる。
【００４３】図４は、形状特徴量表示領域１４での形状
特徴量の表示方法として、棒グラフを用いた場合の表示
画面の例である。形状特徴量が距離等の１次元のデータ
の場合、棒グラフ４５の棒上部４６の位置で形状特徴量
の値を示す。例えば、形状特徴量を現在の表示画面のビ
ュー方向をｚ軸としたときの表示形状上の任意指定点で
のｚ値とすれば、棒グラフ４５の棒上部４６は形状の任
意指定点での高度、あるいは深度を表す。この場合の棒
グラフ以外の表示方法として、マウスカーソル４３の大
きさを変化させてもよい。すなわち、形状の任意指定点
での高度が高いとき（深度が浅いとき）マウスカーソル
４３を大きく表示し、反対に、形状の任意指定点での高
度が低いとき（深度が深いとき）マウスカーソル４３を
小さく表示する。
特徴量の表示方法として、棒グラフを用いた場合の表示
画面の例である。形状特徴量が距離等の１次元のデータ
の場合、棒グラフ４５の棒上部４６の位置で形状特徴量
の値を示す。例えば、形状特徴量を現在の表示画面のビ
ュー方向をｚ軸としたときの表示形状上の任意指定点で
のｚ値とすれば、棒グラフ４５の棒上部４６は形状の任
意指定点での高度、あるいは深度を表す。この場合の棒
グラフ以外の表示方法として、マウスカーソル４３の大
きさを変化させてもよい。すなわち、形状の任意指定点
での高度が高いとき（深度が浅いとき）マウスカーソル
４３を大きく表示し、反対に、形状の任意指定点での高
度が低いとき（深度が深いとき）マウスカーソル４３を
小さく表示する。
【００４４】さらに視差による立体視技術を用いて、表
示画面上において、シェーディング表示していた形状を
立体的に表示し、さらにマウスカーソルも手等の形状と
して立体的に表示してもよい。すなわち、形状の任意指
定点での高度が高いとき（深度が浅いとき）マウスカー
ソル４３を視差が大きくなるように表示し、疑似立体的
にユーザにマウスカーソル４３が画面手前に表示されて
いるように見せ、反対に、形状の任意指定点での高度が
低いとき（深度が深いとき）マウスカーソル４３を視差
が小さくなるように表示し、疑似立体的にマウスカーソ
ル４３がユーザに画面奥に表示されているように見せる
方法である。
示画面上において、シェーディング表示していた形状を
立体的に表示し、さらにマウスカーソルも手等の形状と
して立体的に表示してもよい。すなわち、形状の任意指
定点での高度が高いとき（深度が浅いとき）マウスカー
ソル４３を視差が大きくなるように表示し、疑似立体的
にユーザにマウスカーソル４３が画面手前に表示されて
いるように見せ、反対に、形状の任意指定点での高度が
低いとき（深度が深いとき）マウスカーソル４３を視差
が小さくなるように表示し、疑似立体的にマウスカーソ
ル４３がユーザに画面奥に表示されているように見せる
方法である。
【００４５】図５は、形状特徴量を円グラフで表示した
場合の表示画面の例である。形状特徴量が角度等のサイ
クリックな１次元のデータの場合、円グラフ５５の指針
５６で形状特徴量の値を示す。例えば、形状特徴量を表
示形状の任意指定点における法線ベクトルに対して、投
影平面を指定したときの射影ベクトルとすれば、円グラ
フ５５の指針５６は投影平面の法線方向から形状を眺め
たときの法線ベクトルと基準ベクトルとの角度を表す。
場合の表示画面の例である。形状特徴量が角度等のサイ
クリックな１次元のデータの場合、円グラフ５５の指針
５６で形状特徴量の値を示す。例えば、形状特徴量を表
示形状の任意指定点における法線ベクトルに対して、投
影平面を指定したときの射影ベクトルとすれば、円グラ
フ５５の指針５６は投影平面の法線方向から形状を眺め
たときの法線ベクトルと基準ベクトルとの角度を表す。
【００４６】図６は、形状特徴量を立体矢印で表示した
場合の表示が面の例である。立体矢印６５とは、平面図
形において用いられる一般的な矢印を３次元に拡張した
もので、図６では矢の先端部を円錐形状として、円錐頂
点方向が矢印の方向を表す。例えば、形状特徴量を表示
形状６２上のマウスカーソル６３による任意指定点にお
ける法線ベクトルとすれば、立体矢印６５の向きは任意
指定点における法線ベクトルを表す。
場合の表示が面の例である。立体矢印６５とは、平面図
形において用いられる一般的な矢印を３次元に拡張した
もので、図６では矢の先端部を円錐形状として、円錐頂
点方向が矢印の方向を表す。例えば、形状特徴量を表示
形状６２上のマウスカーソル６３による任意指定点にお
ける法線ベクトルとすれば、立体矢印６５の向きは任意
指定点における法線ベクトルを表す。
【００４７】図７は、形状特徴量を主曲率グラフで表示
した場合の形状特徴量表示領域の表示画面の例である。
主曲率グラフ７１はｘ−ｙグラフ等の２次元グラフの特
殊形であり、曲面形状上の任意指定点での曲率の最大値
ｋmaxを縦軸７２、最小値ｋminを横軸７３にとれば、ｋ
max＞ｋminであるから、グラフ左上半分が表示有効領域
となる。
した場合の形状特徴量表示領域の表示画面の例である。
主曲率グラフ７１はｘ−ｙグラフ等の２次元グラフの特
殊形であり、曲面形状上の任意指定点での曲率の最大値
ｋmaxを縦軸７２、最小値ｋminを横軸７３にとれば、ｋ
max＞ｋminであるから、グラフ左上半分が表示有効領域
となる。
【００４８】さらに、表示有効領域を主曲率ｋmax、ｋm
inの値から導き出される形状特徴で分類すれば、以下の
ように領域分けできる。
inの値から導き出される形状特徴で分類すれば、以下の
ように領域分けできる。
【００４９】 （ａ）ｋmax＞ｋmin、かつ、ｋmax＞−ｋmin （凹部領域７４） （ｂ）ｋmax＞ｋmin、かつ、ｋmax＜−ｋmin （凸部領域７５） （ｃ）ｋmax＞０、 かつ、ｋmin＜０ （鞍部領域７６） （ｄ）ｋmax＝０±e１、あるいは、ｋmin＝０±e１ （円筒部領域７７） （ｅ）ｋmax＝ｋmin＋e２ （臍部領域７８） （ｆ）ｋmax＝ｋmin＝０±e３ （平面部領域７９） e１、e２、e３は微小量で、ユーザが任意に指定でき
る。また、臍部とは球面部、および平面部のことであ
る。
る。また、臍部とは球面部、および平面部のことであ
る。
【００５０】上記の領域毎に、主曲率グラフの背景色を
変える等することで、プロットされた点がいずれの形状
特徴に属するか、すなわち、マウスカーソルで指し示す
部分がどのような形状特徴を有するのか、が即座に確認
できる。
変える等することで、プロットされた点がいずれの形状
特徴に属するか、すなわち、マウスカーソルで指し示す
部分がどのような形状特徴を有するのか、が即座に確認
できる。
【００５１】図８は、形状特徴量を主曲率グラフで表示
した別の場合の形状特徴量表示領域の画面表示の例であ
る。形状特徴量表示領域８０内の文字情報表示領域85に
おいて、現在プロットされている点84がどの領域に存在
するか、を、「凹」／「凸」のいずれかの文字、鞍部の
場合は「鞍部」の文字をハイライト表示、あるいはブリ
ンク表示することによって表現する。また、現在プロッ
トされている点84と原点Ｏとの距離 Ｄ＝√｛（ｋmax）2＋（ｋmin）2｝ を平面からの乖離度と定義し、形状特徴量として算出、
文字情報表示領域85において数値表示する。以上の表示
方法により、プロットされた点がいずれの形状特徴に属
するか、すなわち、マウスカーソルで指し示す部分がど
のような形状特徴を有するのか、文字、および数値で確
認できる。
した別の場合の形状特徴量表示領域の画面表示の例であ
る。形状特徴量表示領域８０内の文字情報表示領域85に
おいて、現在プロットされている点84がどの領域に存在
するか、を、「凹」／「凸」のいずれかの文字、鞍部の
場合は「鞍部」の文字をハイライト表示、あるいはブリ
ンク表示することによって表現する。また、現在プロッ
トされている点84と原点Ｏとの距離 Ｄ＝√｛（ｋmax）2＋（ｋmin）2｝ を平面からの乖離度と定義し、形状特徴量として算出、
文字情報表示領域85において数値表示する。以上の表示
方法により、プロットされた点がいずれの形状特徴に属
するか、すなわち、マウスカーソルで指し示す部分がど
のような形状特徴を有するのか、文字、および数値で確
認できる。
【００５２】なお、ここでは、図４〜図６のグラフと図
７または図８のグラフとを個別に設けた例を述べたが、
図４〜図６のグラフのすくなくとも一つと図７または図
８のグラフとを並列的に表示してもよい。
７または図８のグラフとを個別に設けた例を述べたが、
図４〜図６のグラフのすくなくとも一つと図７または図
８のグラフとを並列的に表示してもよい。
【００５３】また、グラフ上にプロットする点は、一つ
に限らず、複数点を表示してもよい。この場合は、例え
ば形状データの修正に伴う形状特徴量の変化を把握でき
るので、どのような方針で修正すれば、ユーザの形状イ
メージ通りの結果が得られるかの判断が容易になる。
に限らず、複数点を表示してもよい。この場合は、例え
ば形状データの修正に伴う形状特徴量の変化を把握でき
るので、どのような方針で修正すれば、ユーザの形状イ
メージ通りの結果が得られるかの判断が容易になる。
【００５４】図９は、形状特徴量の表示方法として、主
曲率グラフ上にプロットされた点と１対１に対応する形
状として、形状特徴量表示領域９４に円弧を表示した例
である。表示形状９２と同じ座標軸をもつ３次元空間内
において、互いに直交する平面９５，９６を定義する。
平面９５，９６の交線９９の方向は、表示形状９２上の
マウスカーソル９３による任意指定点における法線ベク
トルに平行とする。また、平面９５，９６は、交線９９
を始点として、それぞれ、表示形状９２上のマウスカー
ソル９３による任意指定点における主曲率ｋmax、ｋmin
の主曲率方向ベクトルＶｋmax，Ｖｋmaxに平行な面とす
る。さらに、平面９５，９６上に、それぞれ、表示形状
９２上のマウスカーソル９３による任意指定点における
主曲率ｋmax、ｋminの逆数で得られる曲率半径Ｒｋma
x，Ｒｋmaxをもつ円弧９７，９８を表示する。円弧９
７，９８は識別を容易にするために、赤と緑等、別の色
で表示してもよい。また、同様の理由から、平面９５，
９６を矩形とし、それぞれ、円弧９７，９８と同じ色で
矩形の枠を表示してもよい。以上の表示方法により、表
示形状上のマウスカーソルで指し示す部分が、どれ位の
曲がり具合なのか、２つの円弧９７，９８の曲がり具合
で直観的に確認できる。また、平面９５，９６の交線９
９の方向が任意指定点における法線ベクトルを表すこと
から、形状特徴量の提示方法としては、図６の立体矢印
６５と等価である。
曲率グラフ上にプロットされた点と１対１に対応する形
状として、形状特徴量表示領域９４に円弧を表示した例
である。表示形状９２と同じ座標軸をもつ３次元空間内
において、互いに直交する平面９５，９６を定義する。
平面９５，９６の交線９９の方向は、表示形状９２上の
マウスカーソル９３による任意指定点における法線ベク
トルに平行とする。また、平面９５，９６は、交線９９
を始点として、それぞれ、表示形状９２上のマウスカー
ソル９３による任意指定点における主曲率ｋmax、ｋmin
の主曲率方向ベクトルＶｋmax，Ｖｋmaxに平行な面とす
る。さらに、平面９５，９６上に、それぞれ、表示形状
９２上のマウスカーソル９３による任意指定点における
主曲率ｋmax、ｋminの逆数で得られる曲率半径Ｒｋma
x，Ｒｋmaxをもつ円弧９７，９８を表示する。円弧９
７，９８は識別を容易にするために、赤と緑等、別の色
で表示してもよい。また、同様の理由から、平面９５，
９６を矩形とし、それぞれ、円弧９７，９８と同じ色で
矩形の枠を表示してもよい。以上の表示方法により、表
示形状上のマウスカーソルで指し示す部分が、どれ位の
曲がり具合なのか、２つの円弧９７，９８の曲がり具合
で直観的に確認できる。また、平面９５，９６の交線９
９の方向が任意指定点における法線ベクトルを表すこと
から、形状特徴量の提示方法としては、図６の立体矢印
６５と等価である。
【００５５】
【発明の効果】本発明によれば、計算機内部に構築され
た形状モデルの形状特徴がＣＲＴ等の表示装置に実時間
で提示されるので、形状特徴を確認しつつ計算機との対
話による形状修正を行うことが可能となる。特に自由曲
面形状において、内部表現の関数式から導き出される主
曲率を形状特徴量とした場合、従来のガウス曲率、平均
曲率等の表示よりも、凹部、凸部、平面部等の表現でユ
ーザの形状イメージに合った形状を画面上で提示するこ
とが可能となる。これにより、モデル・メイキング・マ
シンや立体樹脂モデル作成システム等を用いた加工作業
が大幅に低減され、形状設計効率が向上する。
た形状モデルの形状特徴がＣＲＴ等の表示装置に実時間
で提示されるので、形状特徴を確認しつつ計算機との対
話による形状修正を行うことが可能となる。特に自由曲
面形状において、内部表現の関数式から導き出される主
曲率を形状特徴量とした場合、従来のガウス曲率、平均
曲率等の表示よりも、凹部、凸部、平面部等の表現でユ
ーザの形状イメージに合った形状を画面上で提示するこ
とが可能となる。これにより、モデル・メイキング・マ
シンや立体樹脂モデル作成システム等を用いた加工作業
が大幅に低減され、形状設計効率が向上する。
【図１】本発明の実施例のシステム構成および画面構成
例を示す図である。
例を示す図である。
【図２】図１に示す実施例の部分の詳細を示すブロック
図である。
図である。
【図３】図２に示す実施例の部分の別の例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図４】形状特徴量を棒グラフで表示した場合の表示画
面を示す図である。
面を示す図である。
【図５】形状特徴量を円グラフで表示した場合の表示画
面を示す図である。
面を示す図である。
【図６】形状特徴量を立体矢印で表示した場合の表示画
面を示す図である。
面を示す図である。
【図７】形状特徴量を主曲率グラフで表示した場合の表
示画面を示す図である。
示画面を示す図である。
【図８】形状特徴量を主曲率グラフで表示した場合の別
の表示画面例を示す図である。
の表示画面例を示す図である。
【図９】形状特徴量を二つの円弧で表示した場合の表示
画面の例を示す図である。
画面の例を示す図である。
１０ 表示装置 １１ 形状表示
領域 １２ 表示形状 １３ マウスカ
ーソル １４ 形状特徴量表示領域 １５ グラフ １６ グラフ上にプロットされた点 １７ マウス １８ 計算機 １９ キーボー
ド ２０ 形状データ ２１ 形状表示
手段 ２２ 位置指定手段 ２３ 形状特徴
量算出手段 ２４ 形状特徴量表示手段 ３０ 形状デー
タ ３１ 形状表示手段 ３２ 節点算出
手段 ３３ 節点データ ３４ 位置指定
手段 ３５ 形状特徴量算出手段 ３６ 形状特徴
量データ ３７ 形状特徴量読出手段 ３８ 形状特徴
量表示手段 ４０ 表示装置 ４１ 形状表示
領域 ４２ 表示形状 ４３ マウスカ
ーソル ４４ 形状特徴量表示領域 ４５ 棒グラフ ４６ 棒上部 ５０ 表示装置 ５１ 形状表示領域 ５２ 表示形状 ５３ マウスカーソル ５４ 形状特徴
量表示領域 ５５ 円グラフ ５６ 指針 ６０ 表示装置 ６１ 形状表示
領域 ６２ 表示形状 ６３ マウスカ
ーソル ６４ 形状特徴量表示領域 ６５ 立体矢印 ７０ 形状特徴量表示領域 ７１ 主曲率グ
ラフ ７２ 縦軸 ７３ 横軸 ７４ 凹部領域 ７５ 凸部領域 ７６ 鞍部領域 ７７ 円筒部領
域 ７８ 臍部領域 ７９ 平面部領
域 ８０ 形状特徴量表示領域 ８１ 主曲率グ
ラフ ８２ 縦軸 ８３ 横軸 ８４ グラフ上にプロットされた点 ８５ 文字情報
表示領域 ９５，９６ 互いに直交する平面 ９７，９８ 平
面９５，９６上の円弧 ９９ 平面９５，９６の交線
領域 １２ 表示形状 １３ マウスカ
ーソル １４ 形状特徴量表示領域 １５ グラフ １６ グラフ上にプロットされた点 １７ マウス １８ 計算機 １９ キーボー
ド ２０ 形状データ ２１ 形状表示
手段 ２２ 位置指定手段 ２３ 形状特徴
量算出手段 ２４ 形状特徴量表示手段 ３０ 形状デー
タ ３１ 形状表示手段 ３２ 節点算出
手段 ３３ 節点データ ３４ 位置指定
手段 ３５ 形状特徴量算出手段 ３６ 形状特徴
量データ ３７ 形状特徴量読出手段 ３８ 形状特徴
量表示手段 ４０ 表示装置 ４１ 形状表示
領域 ４２ 表示形状 ４３ マウスカ
ーソル ４４ 形状特徴量表示領域 ４５ 棒グラフ ４６ 棒上部 ５０ 表示装置 ５１ 形状表示領域 ５２ 表示形状 ５３ マウスカーソル ５４ 形状特徴
量表示領域 ５５ 円グラフ ５６ 指針 ６０ 表示装置 ６１ 形状表示
領域 ６２ 表示形状 ６３ マウスカ
ーソル ６４ 形状特徴量表示領域 ６５ 立体矢印 ７０ 形状特徴量表示領域 ７１ 主曲率グ
ラフ ７２ 縦軸 ７３ 横軸 ７４ 凹部領域 ７５ 凸部領域 ７６ 鞍部領域 ７７ 円筒部領
域 ７８ 臍部領域 ７９ 平面部領
域 ８０ 形状特徴量表示領域 ８１ 主曲率グ
ラフ ８２ 縦軸 ８３ 横軸 ８４ グラフ上にプロットされた点 ８５ 文字情報
表示領域 ９５，９６ 互いに直交する平面 ９７，９８ 平
面９５，９６上の円弧 ９９ 平面９５，９６の交線
Claims (25)
- 【請求項１】 形状モデルの形状データを構築し、前記
形状モデルを表示画面上に表示し、表示した形状の任意
の点を指示し、表示画面上で指示した座標値を前記構築
した形状モデル上の点の座標値に変換し、前記形状モデ
ル上の指示した点における形状特徴量を算出し、算出し
た形状特徴量を表示画面上にグラフとして表示する形状
特徴量提示方法。 - 【請求項２】 形状モデルの形状データを構築し、前記
形状モデルを表示画面上に表示し、表示した形状の任意
の点を指示し、表示画面上で指示した座標値を前記構築
した形状モデル上の点の座標値に変換し、前記形状モデ
ル上の指示した点における形状特徴量を算出し、算出し
た複数の形状特徴量を表示画面上のグラフに順次プロッ
トし時系列的に表示する形状特徴量提示方法。 - 【請求項３】 形状モデルの形状データを構築し、前記
形状モデルを表示画面上に表示し、前記形状モデルの表
面上に節点を生成し節点データとして格納し、前記形状
データに基づいて前記各節点における形状特徴量を予め
算出して形状特徴量データとして格納し、表示した形状
の任意の点を指示し、前記各節点と前記指示した点の座
標値を表示空間内の座標値に変換して得られる点との距
離を計算し前記指示した点に最も近い節点を求め、求め
た節点に対応する形状特徴量を予め格納してある前記形
状特徴量データから読み込み、読み込んだ形状特徴量を
表示画面上にグラフとして表示する形状特徴量提示方
法。 - 【請求項４】 形状モデルの形状データを構築し、前記
形状モデルを表示画面上に表示し、前記形状モデルの表
面上に節点を生成し節点データとして格納し、前記形状
データに基づいて前記各節点における形状特徴量を予め
算出して形状特徴量データとして格納し、表示した形状
の任意の点を指示し、前記各節点と前記指示した点の座
標値を表示空間内の座標値に変換して得られる点との距
離を計算し前記指示した点に最も近い節点を求め、求め
た節点に対応する形状特徴量を予め格納してある前記形
状特徴量データから読み込み、読み込んだ複数の形状特
徴量を表示画面上のグラフに順次プロットし時系列的に
表示する形状特徴量提示方法。 - 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載の形状
特徴量提示方法において、前記グラフが、１次元事象を
表わす棒グラフであることを特徴とする形状特徴量提示
方法。 - 【請求項６】 請求項１乃至４のいずれかに記載の形状
特徴量提示方法において、前記グラフが、サイクリック
な１次元事象を表わす円グラフであることを特徴とする
形状特徴量提示方法。 - 【請求項７】 請求項１乃至４のいずれかに記載の形状
特徴量提示方法において、前記グラフが、３次元以下の
空間における方向を表わす立体矢印グラフであることを
特徴とする形状特徴量提示方法。 - 【請求項８】 請求項１乃至４のいずれかに記載の形状
特徴量提示方法において、前記グラフが、上記指示点に
おける曲面の主曲率の最大値および最小値をそれぞれ縦
軸および横軸とする２次元グラフであることを特徴とす
る形状特徴量提示方法。 - 【請求項９】 請求項１乃至４のいずれかに記載の形状
特徴量提示方法において、前記グラフが、上記指示点に
おける曲面の主曲率の最大値および最小値をそれぞれ縦
軸および横軸とする２次元領域を凹部，凸部，平面部等
の形状特徴に応じて分け背景として表示したグラフであ
ることを特徴とする形状特徴量提示方法。 - 【請求項１０】 請求項１乃至４のいずれかに記載の形
状特徴量提示方法において、前記グラフが、上記指示点
における曲面の主曲率の最大値および最小値をそれぞれ
縦軸および横軸とする２次元領域を凹部，凸部，平面部
等の形状特徴に応じて分け背景として表示し、さらに、
前記指示点における形状特徴を表わす文字情報を併せて
表示するグラフであることを特徴とする形状特徴量提示
方法。 - 【請求項１１】 請求項１乃至４のいずれかに記載の形
状特徴量提示方法において、前記グラフが、棒グラフ，
円グラフ，立体矢印グラフの少なくとも１つと、上記指
示点における曲面の主曲率の最大値および最小値をそれ
ぞれ縦軸および横軸とする２次元領域を凹部，凸部，平
面部等の形状特徴に応じて分け背景として表示するグラ
フまたは上記指示点における曲面の主曲率の最大値およ
び最小値をそれぞれ縦軸および横軸とする２次元領域を
凹部，凸部，平面部等の形状特徴に応じて分け背景とし
て表示し、さらに、前記指示点における形状特徴を表わ
す文字情報を併せて表示するグラフとを合成したグラフ
であることを特徴とする形状特徴量提示方法。 - 【請求項１２】 計算機の記憶装置内部に格納された形
状データから形状特徴量を求め、求めた前記形状特徴量
を表示装置の表示画面等に提示する形状特徴量提示方法
において、前記形状データから得られる形状面を該表示
画面に表示し、該表示した形状面上をポインティングデ
バイスで指示し、該指示点を計算機で読み取り、上記表
示装置に表示されている形状中の該指示点に対応する形
状データから該指示点の形状特徴を得、該形状特徴を前
記表示画面上のグラフにプロットされる点の動き、ある
いは、該グラフにプロットされる点と１対１に対応す
る、該形状特徴を表す図形として表示し、プロットされ
る点の動きを該図形の変形によって提示する手順を有す
る形状特徴量提示方法。 - 【請求項１３】 請求項１２において、形状データとし
て曲面を表す関数を用い、グラフ上に、ポインティング
デバイスによる指示点での、曲面の関数を基にした演算
より得られる形状特徴量をプロットすることを特徴とす
る形状特徴量提示方法。 - 【請求項１４】 請求項１３において、曲面の関数を基
にした演算より得られる値として曲率を用い、ポインテ
ィングデバイスによる指示点での曲面の曲率の最大値と
最小値を、該値を２軸としたグラフ上にプロットするこ
とを特徴とする形状特徴量提示方法。 - 【請求項１５】 請求項１４において、上記ポインティ
ングデバイスによる指示点での曲率の最大値と最小値の
２値から当該点の形状を特徴別に分類し、該形状特徴別
に上記グラフ上の領域を色分け等により表示することを
特徴とする形状特徴量提示方法。 - 【請求項１６】 請求項１５において、上記曲率の最大
値と最小値の２値の演算から得られる量から、上記分類
された形状特徴のうち、どの特徴を有するか、を判断
し、その結果得られた特徴の１つ、あるいは複数を、上
記画面上に文字として表示することを特徴とする形状特
徴量提示方法。 - 【請求項１７】 構築された形状モデルの形状データを
格納する手段と、前記形状モデルを表示画面上に表示さ
せる形状表示手段と、表示された形状の任意の点を指示
するポインティングデバイスと、表示画面上で指示され
た座標値を前記構築された形状モデル上の点の座標値に
変換する位置指定手段と、前記形状モデル上の指示され
た点における形状特徴量を算出する形状特徴量算出手段
と、算出された形状特徴量を表示画面上にグラフとして
表示する形状特徴量表示手段とからなる形状特徴量提示
装置。 - 【請求項１８】 構築された形状モデルの形状データを
格納する手段と、前記形状モデルを表示画面上に表示さ
せる形状表示手段と、表示された形状の任意の点を指示
するポインティングデバイスと、表示画面上で指示され
た座標値を前記構築された形状モデル上の点の座標値に
変換する位置指定手段と、前記形状モデル上の指示され
た点における形状特徴量を算出する形状特徴量算出手段
と、算出された複数の形状特徴量を表示画面上のグラフ
に順次プロットし時系列的に表示する形状特徴量表示手
段とからなる形状特徴量提示装置。 - 【請求項１９】 構築された形状モデルの形状データを
格納する手段と、前記形状モデルを表示画面上に表示さ
せる形状表示手段と、前記形状モデルの表面上に節点を
生成し節点データとして格納する節点算出手段と、前記
形状データに基づいて前記各節点における形状特徴量を
予め算出し形状特徴量データとして格納する形状特徴量
算出手段と、表示された形状の任意の点を指示するポイ
ンティングデバイスと、前記各節点と前記指示された点
の座標値を表示空間内の座標値に変換して得られる点と
の距離を計算し前記指示された点に最も近い節点を求め
る位置指定手段と、求められた節点に対応する形状特徴
量を予め格納されている前記形状特徴量データから読み
込む形状特徴量読出手段と、読み込まれた形状特徴量を
表示画面上にグラフとして表示する形状特徴量表示手段
とからなる形状特徴量提示装置。 - 【請求項２０】 構築された形状モデルの形状データを
格納する手段と、前記形状モデルを表示画面上に表示さ
せる形状表示手段と、前記形状モデルの表面上に節点を
生成し節点データとして格納する節点算出手段と、前記
形状データに基づいて前記各節点における形状特徴量を
予め算出し形状特徴量データとして格納する形状特徴量
算出手段と、表示された形状の任意の点を指示するポイ
ンティングデバイスと、前記各節点と前記指示された点
の座標値を表示空間内の座標値に変換して得られる点と
の距離を計算し前記指示された点に最も近い節点を求め
る位置指定手段と、求められた節点に対応する形状特徴
量を予め格納されている前記形状特徴量データから読み
込む形状特徴量読出手段と、読み込まれた複数の形状特
徴量を表示画面上のグラフに順次プロットし時系列的に
表示する形状特徴量表示手段とからなる形状特徴量提示
装置。 - 【請求項２１】 計算機の記憶装置内部に格納された形
状データから形状特徴量を求め、求めた前記形状特徴量
を表示装置の表示画面等に提示する形状特徴量提示装置
において、該形状データから得られる形状面を該画面に
表示する形状表示手段と、該表示された形状面上の任意
位置を指示するポインティングデバイスと、該指示点を
読み取る位置指定手段と、該指示点に対応する上記形状
データから該指示点の形状特徴を得る形状特徴量算出手
段と、算出された形状特徴を上記表示画面上に付加して
表示する形状特徴量表示手段とを含んでなり、該形状特
徴量表示手段は、前記表示画面上のグラフにプロットさ
れる点の動き、あるいは、該グラフにプロットされる点
と１対１に対応する、該形状特徴を表す図形を表示し、
プロットされる点の動きを該図形の変形によって提示す
る手段を有するものである形状特徴量提示装置。 - 【請求項２２】 請求項２１において、上記形状データ
として曲面を表す関数を用い、形状特徴量表示手段は、
表示画面のグラフ上に、ポインティングデバイスによる
指示点での、曲面の関数を基にした演算より得られる形
状特徴量をプロットするものであることを特徴とする形
状特徴量提示装置。 - 【請求項２３】 請求項２２において、形状特徴量算出
手段はポインティングデバイスによる指示点での曲面の
関数を基にした演算よりポインティングデバイスによる
指示点での曲率を求めるものであり、形状特徴量表示手
段は、上記形状特徴量算出手段が求めた曲率の最大値と
最小値を、該値を２軸としたグラフ上にプロットして表
示するものであることを特徴とする形状特徴量提示装
置。 - 【請求項２４】 請求項２３において、形状特徴量表示
手段は、上記形状特徴量算出手段が求めた曲率の最大値
と最小値の２値から形状を特徴別に分類し、該形状特徴
別に求めた曲率が属する上記グラフ上の領域を色分け等
により表示するものであることを特徴とする形状特徴量
提示装置。 - 【請求項２５】 請求項２３において、形状特徴量表示
手段は、上記曲率の最大値と最小値の２値の演算から得
られる量から、上記形状特徴のうち、どの特徴を有する
か、を判断し、その結果得られた特徴の１つ、あるいは
複数を、上記画面上に文字として表示するものであるこ
とを特徴とする形状特徴量提示装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4302472A JPH05346957A (ja) | 1992-04-17 | 1992-11-12 | 形状特徴量提示装置および方法 |
| US08/046,569 US5537523A (en) | 1992-04-17 | 1993-04-16 | Method and apparatus for displaying altitude of form characteristics generated from a geometric model in a computer using a graph |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9786792 | 1992-04-17 | ||
| JP4-97867 | 1992-04-17 | ||
| JP4302472A JPH05346957A (ja) | 1992-04-17 | 1992-11-12 | 形状特徴量提示装置および方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05346957A true JPH05346957A (ja) | 1993-12-27 |
Family
ID=26439005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4302472A Pending JPH05346957A (ja) | 1992-04-17 | 1992-11-12 | 形状特徴量提示装置および方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5537523A (ja) |
| JP (1) | JPH05346957A (ja) |
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|---|---|
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