JPH0567179A

JPH0567179A - 形状データ処理方法及び装置

Info

Publication number: JPH0567179A
Application number: JP3230423A
Authority: JP
Inventors: Norihiro Nakajima; 憲宏中島; Hiroshi Arai; 宏荒井; Ichiro Harashima; 一郎原島; Yoshiaki Shinozuka; 義昭篠塚; Tomotoshi Ishida; 智利石田; Motomi Odamura; 元視織田村; Shigeru Arai; 茂新井; Takeo Yamada; 健雄山田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-09-10
Filing date: 1991-09-10
Publication date: 1993-03-19
Also published as: US5649081A

Abstract

(57)【要約】【目的】計算機による形状作成や形状を変換する図形
処理において、形状作成者の意図を汲み取った処理を効
率良くかつ正確に実現する。【構成】情報入出力装置と、情報処理装置と、情報蓄
積装置とを含んでなる形状データ処理装置において、情
報処理装置を、図形処理手段４、重要度記述手段５、特
徴情報入力手段６、特徴情報抽出手段７、特徴情報記述
手段８及び特徴情報を参照して図形処理を行う手段９と
を含んで構成する。【効果】図形要素やその集合に関する作成者の意図や
特徴を図形データに付加して記述しておき、図形データ
の処理に際してそれらの特徴情報を参照することで、計
算機内における形状データの正確な表現や利用者の意図
に沿った形状作成や変換を行うことが容易になった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、計算機内で図形を作成
し、変形し、あるいは合成する方法に係り、特に図形の
変形に際し、図形の当初の性質，特徴を保持したまま変
形を行わせるのに好適な図形処理方法及び装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】計算機に形状データを入力し、計算機内
部に図形形状を生成することは下記文献Ａに，これらの
形状の内部処理方法として近似計算を用いることは文献
Ｂ，Ｃに、計算機内に形状データを表す直接的な記述を
行い、幾何モデルを作成し表示することは文献Ｄに、そ
れぞれ開示されている。また、形状処理の途中結果を幾
何拘束として保存する方法や幾何拘束関係を用いた形状
のパラメトリック修正法及び幾何推論による形状修正法
は文献Ｆに、形状データの意味付けを属性により記述
し、属性データを解釈する手段を用いて幾何モデルを他
のデータ記述形式例えば有限要素モデルに自動変換する
方法は文献Ｅに開示されている。

【０００３】Ａ．越智利夫，「図形処理システムＧＩＰ
Ｓ−Ｉ」，機械設計，１６巻７号，ｐ２９−３７，１９
７２−７Ｂ．山口富士夫「形状処理工学−I，II，III」，日刊工
業新聞社Ｃ．千代倉弘明，「ソリッドモデリング」，工業調査会Ｄ．特願昭６１−４９３３，「図形配置表示方式」Ｅ．特願平１−３１８１６３，「自動要素分割装置及び
方法」Ｆ．川島泰正，「面拘束関係によるＣＳＧ形状自動修正
法」，精密工学会誌５６巻４号，ｐ７０３−７０８，１
９９０−４

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、形
状データの知識工学的な意味の解釈が必要な属性や形状
データのみを保存し、活用しているために、入力形状の
普遍的な性質を、図形の編集や変形の過程で保持するこ
とができなかった。具体的に、この問題点を以下に述べ
る。

【０００５】計算機を用いて形状処理を行う場合、その
ための処理演算は一般に数値計算によって実現される。
つまり、形状処理においては計算機の演算誤差と数値計
算誤差、そして近似表現誤差の問題がついてまわる。例
えば、２つの点の間を結ぶ曲線の長さを求めるとき、線
を直線で近似するのと円弧で行うのとでは両者の間に近
似表現誤差が生じる。また、有限桁を有する計算機で
は、何桁までの精度で演算するかで演算誤差も生じる。
つまり、円弧の長さを解析的に円の式を用いて算出した
としても、計算機の演算誤差からその真の長さに対して
誤差が生じる。更には、円弧の長さを台形則やシンプソ
ン則を用いて数値計算的に算出するのとでは、計算方法
による違いによる誤差と数値計算による近似計算誤差が
でる。結果的に、現状の形状処理方法においては、上述
の誤差の問題が常についてまわることになる。

【０００６】これらの誤差に加えて形状を作成するとき
には、作成者の意図が重要となる。例えば、数学や理学
の世界では表現しきれない感性という情報を扱わなけれ
ばない。その感性とは、形状の「滑らかさ」や「面の膨ら
み具合」などの感覚的で主観的なものである。これら
は、いわゆる形状の幾何学的意味を表すが、現状では幾
何学的に表す手段が確立されておらず、利用者の意図し
た形状を作成することが困難である。

【０００７】上記誤差と作成意図が絡み合うと、種々の
問題が生じる。例えば線と線の交点を求める処理の場合
にでも、数値計算的には交点は求まるがその交点は正し
くないという現象が起きる。具体的に説明すると同一平
面上に微小な誤差範囲内でのる２直線ＡとＢの交点を求
める場合、得られる交点には３種類のものがある。第１
の交点は、数値計算で単純に求まる３次元空間上の点で
ある。第２と第３の交点は、直線Ａか直線Ｂのどちらか
の線上にある限りなく前述の３次元空間上の交点に近い
点である。これら３つの交点の正しさは、点の作成意図
によって判断されるべきものである。さらに、点の作成
意図が複雑であれば、これら３種類の交点の他にも多数
考えられる。そのため、利用者が思うとおりの形状が作
成できないという問題がある。

【０００８】現状の形状処理システムや装置あるいはＣ
ＡＤシステムなどでは、これらの意図や誤差は一義的に
解釈し処理されているために、形状作成者の形状作成意
図が汲み取られていない。例えば、前述の３種類の交点
計算などは、それぞれの形状処理過程においてシステム
や装置側が一義に選択し処理している。そのため、出来
上がった形状が作成者の意図通りのものでないなどの問
題があった。この問題の一部を解決するために、従来技
術の項で述べた幾何拘束という「形状各部が満足すべき
幾何学的な状態を記述する」方法が考えられた。

【０００９】しかしながら、幾何拘束による技術では、
簡単な状態の記述を行えても前記誤差の問題を考慮して
いないために十分な処理が行えない場合や誤差の問題が
無いものと仮定しても十分な状態記述が行えない場合が
あり、状態記述そのものも実現できない場合がある。例
えば、円弧と直線の交点を求めた場合、幾何拘束法では
円弧を移動させるとき直線も従属して、すなわち交点と
いう連結状態を保持して自動的に移動させることができ
る。これをオフセットという図形の拡大または縮小を伴
う移動処理を行った場合で考えると、その交点状態を十
分記述できていないため、すなわち交点の状態変化手段
が定義されていないために、処理後において形状各部が
満足すべき幾何学的な状態を記述することが不可能とな
る。具体的には、拡大移動した時には、交点の位置がず
れるため連結状態の記述が困難となる。縮小移動した時
は、交点が消失するため連結状態の記述ができなくな
る。

【００１０】例えば、図６の左側に示されるように、点
５０２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）で直角に接続された二つの
直線６０１と６０２からなる図形を、オフセット（矢印
方向に拡大／縮小／移動）したとき、図形のデータが左
側に記載されているようなものであると、処理後のデー
タは図の右側のようなものになり、それらのデータに基
づく図形は連結されていない、分離された二つの直線と
なり、交点がなくなる。これらの場合、連結状態という
幾何拘束状態を保持するためには、交点の再計算あるい
は図形要素の延長といった手続きが必要になる。しかし
ながら、これらの手続きを行うためには、交点の意味や
図形要素の意味を解釈して行わなければ正確な処理がで
きない。ここでその意味を文字列のような形式の曖昧な
表現いわゆる属性で記述した場合、その意味が不明瞭と
なったり多種多様な解釈が必要となり、幾何学的意味を
冗長させる問題がある。

【００１１】また、誤差の問題を例に取り説明すると、
前記の円弧と直線の交点の状態は上記の第１の３次元的
交点であった場合、この点の図形的特徴はどういう状態
で記述されるべきか明確な基準はない。また、直線上に
のるような第２の交点であったならば、直線上の点であ
るという状態は記述できても円弧の特徴を記述するのは
困難である。同様に、円弧上にのるような第３の交点で
あった場合も同様である。つまり、交点という幾何学的
な状態記述だけでは、幾何学的な意味までを記述しきれ
ないという問題がある。

【００１２】以上のように、従来技術では、形状の連動
修正や編集及び作成時に利用者の意図を汲んだ形状作成
や変換ができないために、形状データの作り直しや変形
などの修正操作が膨大となり利用上の問題がある。この
ような問題を解決するために、単なる状態記述に留まら
ず状態変化記述を行うことで、形状の真の動的な状態を
記述する。

【００１３】本発明の目的は、入力形状の普遍的な性質
を自動的に保持できるようにすることで、形状の連動修
正や編集などにおいて、効率のよい且つ利用者の意図を
汲んだ形状作成や変換を実現しようとするものである。

【００１４】

【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、図形要素及び図形要素の集合に対する処理
手段として以下に述べる技術手段を採用し、そのうちの
いくつかを組み合わせて用いる。

【００１５】（１）重要度記述手段。

【００１６】（２）特徴情報入力手段。

【００１７】（３）特徴情報抽出手段。

【００１８】（４）特徴情報記述手段。

【００１９】（５）特徴情報を参照して図形処理を行う
手段。

【００２０】以下、これら５つの手段について述べる。

【００２１】（１）の重要度記述手段は、情報蓄積装置
内にある図形要素及び図形要素の集合に対して、処理の
優先権を与える機能を有する。（２）の特徴情報入力手
段は、情報蓄積装置内にある図形要素及び図形要素の集
合に対して利用者が任意の特徴情報を該情報蓄積装置内
のデータに関係づけて与える機能を有する。（３）の特
徴情報抽出手段は、情報蓄積装置内にある図形要素及び
図形要素の集合に対してそれぞれの特徴を少なくとも一
つ抽出する機能を有する。ここで言う特徴とは、幾何学
的特徴、位相的特徴、幾何学的状態特徴、微分幾何学的
特徴、光学的特徴、地理学的特徴、経験的特徴などであ
る。（４）の特徴情報記述手段は、（２）の特徴情報入
力手段または（３）の特徴情報抽出手段より得られた各
特徴情報を情報蓄積装置内にある図形要素及び図形要素
の集合の形状データと関係付けて該情報蓄積装置に当該
形状データと共に蓄積する。（５）の特徴情報を参照し
て図形処理を行う手段は、形状モデルあるいは幾何モデ
ルを作成するために必要な各種図形処理を行う時に、す
なわち上記情報蓄積装置内にある図形要素及び図形要素
の集合の形状データを取り出し処理を行う時、これらと
関係付けられている特徴情報を参照し、且つ前記処理の
優先権データとして与えられている重要度を考慮しなが
ら形状データの作成または変換を行う。

【００２２】適用される組合せとして、上記（２）と
（４）と（５）、（３）と（４）と（５）、（２）と
（３）と（４）と（５）があり、さらにこれらの組合せ
に（１）を加えた組合せとしてもよい。

【００２３】

【作用】まず初めに、重要度記述手段を用いて、情報蓄
積装置内にある図形要素及び図形要素の集合に対し、重
要度数により処理の優先権が与えられる。これにより、
複数個の図形要素及び図形要素の集合（図形の形状デー
タ）の中からそれらの特徴の内、いずれかの特徴を優先
させる必要がある時に参照する情報が与えられる。重要
度が未定義の場合は、特徴情報を参照して図形処理を行
う手段においてすべての特徴情報は平等に、または特徴
情報を参照して図形処理を行う手段が定める規則に従っ
て扱われる。

【００２４】次に、利用者が特徴情報入力手段により、
情報蓄積装置内にある図形要素及び図形要素の集合に対
して任意の特徴情報を対話的に付加しようとした時に、
該情報蓄積装置内のデータに関係づけて特徴情報が付与
される。このとき対話的に特徴情報が与えられなけれ
ば、特徴情報抽出手段により自動的に形状の特徴が抽出
され、図形要素などに付与される。具体的には、特徴情
報抽出手段は、情報蓄積装置内にある図形要素及び図形
要素の集合に対してそれぞれの特徴を少なくとも一つ抽
出する。ここで言う抽出される特徴とは、幾何学的特
徴、位相的特徴、幾何学的状態特徴、微分幾何学的特
徴、光学的特徴、地理学的特徴、経験的特徴などであ
る。

【００２５】以上のようにして特徴情報が得られたなら
ば、特徴情報記述手段により、特徴情報入力手段，特徴
情報抽出手段より得られた各特徴情報が、情報蓄積装置
内にある図形要素及び図形要素の集合の形状データと関
係付けて該情報蓄積装置に当該形状データと共に蓄積さ
れる。これらの処理は、逐次行われても、ランダムに随
時行われてもよい。そして、実際の形状作成及び変換な
どを行う図形処理、すなわち上記情報蓄積装置内にある
図形要素及び図形要素の集合の形状データを取り出し処
理が行われる時には、特徴情報を参照して図形処理を行
う手段により、これら図形要素及び図形要素の集合と関
係付けられている特徴情報が参照され、且つ前記処理の
優先権データとして与えられている重要度が考慮されな
がら形状データの作成または変換が行われる。この時、
重要度が定義されていなければ重要度の情報は無視して
処理される。これにより形状生成や変換における誤動作
や動作不良が除外され、適正な処理が行われる。

【００２６】

【実施例】本発明の第１の実施例として、図１に示すよ
うに、情報入出力装置１，情報蓄積装置３、図形処理手
段４、重要度記述手段５、特徴情報入力手段６、特徴情
報抽出手段７、特徴情報記述手段８、そして特徴情報を
参照して図形処理を行う手段９を有する形状データ処理
装置において、円弧と直線の交点を計算する例を用いて
その形状処理方法と結果について示す。

【００２７】重要度記述手段５は、情報蓄積装置３内に
ある図形要素及び図形要素の集合に対して、処理の優先
権を与える機能を有する。特徴情報入力手段６は、情報
蓄積装置３内にある図形要素及び図形要素の集合に対し
て利用者が任意の特徴情報を該情報蓄積装置３内のデー
タに関係づけて与える機能を有する。特徴情報抽出手段
７は、情報蓄積装置３内にある図形要素及び図形要素の
集合に対してそれぞれの特徴を少なくとも一つ抽出する
機能を有する。ここで言う特徴とは、幾何学的特徴、位
相的特徴、幾何学的状態特徴、微分幾何学的特徴、光学
的特徴、地理学的特徴、経験的特徴などである。特徴情
報記述手段８は、特徴情報入力手段６または特徴情報抽
出手段７より得られた各特徴情報を情報蓄積装置３内に
ある図形要素及び図形要素の集合の形状データと関係付
けて該情報蓄積装置３に当該形状データと共に蓄積す
る。特徴情報を参照して図形処理を行う手段９は、形状
モデルあるいは幾何モデルを作成するために必要な各種
図形処理を行う時に、すなわち上記情報蓄積装置３内に
ある図形要素及び図形要素の集合の形状データを取り出
し処理を行う時、これらと関係付けられている特徴情報
を参照し、且つ前記処理の優先権データとして与えられ
ている重要度を考慮しながら形状データの作成または変
換を行う。図形処理手段４は、上記各手段５〜９、情報
蓄積装置３、及び情報入出力装置１の動作を制御し、情
報入出力装置であるキーボード、マウスあるいはポイン
タ等を介して入力される利用者の指示を実行する。上記
各手段４〜９が情報処理装置２を構成している。

【００２８】本実施例の処理の流れを図１から図３を参
照して以下に説明する。図２に示す円弧１０と直線１１
との交点を点１２とする。一般に、形状データ処理装置
では、交点１２を求めるためのコマンドは３次元交点を
求めるものや直線上交点を求めるものなど幾つか用意さ
れるが、ここではその内の１例について述べる。

【００２９】初めに、円弧１０と直線１１の形状データ
が、図１に示す情報入出力装置１を用いて作成され、情
報蓄積装置３に保存される。次に、対話処理により重要
度記述手段５を介して、円弧１０と直線１１に重要度が
与えられる。ここでは、円弧１０に高い重要度が設定さ
れたものとする。例えば、円弧１０に重要度１００が与
えられ、直線１１に重要度５０が与えられたものとす
る。ここで、重要度は、具体的な数値ではなく線分の描
画太さを太くする方法など感覚的な手段と情報で与えら
れてもよい。次に内部処理として、重要度記述手段５が
重要度の情報を円弧１０と直線１１の形状データにそれ
ぞれ関係付けて情報蓄積装置３のなかに記録する。

【００３０】続いて、利用者がこれら円弧１０と直線１
１の交点を求めるために、図形処理手段４を用いて対話
的に交点計算を行う指示を与える。図形処理手段４は、
指示された交点計算法に従って、まず円弧１０と直線１
１の形状データと重要度データを情報蓄積装置３から取
り出す。次に、特徴情報抽出手段７が図形処理手段４に
よって呼び出され、円弧１０と直線１１の特徴情報が抽
出される。ここで、図形処理手段４によって特徴情報入
力手段６を起動させ、利用者に特徴情報を入力させるこ
とも可能である。

【００３１】特徴情報としては、直線，曲線，平面，曲
面などを定義する幾何学的特徴、図形が閉ループかそう
でないかを定義する位相的特徴、例えば二つの面が接し
ている状態などを定義する幾何学的状態特徴、線の接線
ベクトル，法線ベクトルや点の拡大／縮小方向をベクト
ルで定義する微分幾何学的特徴、面の光の反射、吸収の
性質を定義する光学的特徴、立体図形の等高線的な情報
を定義する地理学的特徴、面の触感などを定義する経験
的特徴などがあり、本例では、自動的に微分幾何的特徴
が抽出される例について述べる。まず円弧１０の微分幾
何情報として、接ベクトルと曲率が求められる。また、
この時曲率が一定であるという特徴も同時に抽出され
る。

【００３２】直線１１についても同様に接ベクトルが抽
出され、それが一定であるという特徴が抽出される。ま
た、これらの線分に関する幾何学的状態の記述があれ
ば、その特徴も同時に抽出される。例えば図３に示すよ
うに、円弧は真円１３の部分曲線であるとか直線は平面
１４の部分境界線であるというような状態記述に関する
データの微分幾何学的な特徴量、すなわちこれらの接ベ
クトルや曲率である。特徴情報記述手段８により、これ
らの特徴情報が情報蓄積装置３に保存される。この特徴
情報の抽出や保存処理は随時いかなる処理過程で行って
もよく、例えば利用者がこれらの線分を入力した時点で
特徴情報の抽出と記述を行ってもよい。特徴情報を参照
して図形処理を行う前処理として、最後に、重要度デー
タが情報蓄積装置３から取り出され、交点計算における
特徴記述の優先権が設定される。そして特徴情報を参照
して図形処理を行う手段９により、交点の意味付けが行
われる。

【００３３】交点の意味付けには、まず重要度が参照さ
れる。この場合、円弧の重要度が１００であり、直線の
重要度が５０であるので、円弧が重視され、円弧に交点
がのるような交点計算をする手段が図形処理手段４のな
かから選択される。次に、図形処理手段４により交点１
２が計算される。そして、この交点１２が円弧１０と直
線１１の意味を継承するように検査される。求められた
交点は今少なくとも円弧１０、正確にいえば母曲線であ
る真円１３上にあるが、従来の問題点で記載した数値計
算誤差などの理由から直線上にある保証はない。そこ
で、直線の特徴を表す接ベクトルを参照して、また円弧
の特徴データを拘束条件として当該円弧上において交点
の位置を最適な位置へ移動する。これにより正確な交点
の位置座標を求めることが可能となる。次に、この交点
１２は、円弧１０と直線１１の連結状態を記述すること
になるが、位置座標による状態記述では交点の意味を表
現できない。そこで、この交点１２に円弧１０と直線１
１の特徴データを付与することで、点が真円１３や平面
１４の部分点であるという幾何学的な状態の意味を記述
すると共に、現実的な意味表現のためにここでは微分幾
何学的な特徴量を記述する。これにより、これらの線分
が自由曲線に変換されても、その元来の図形的意味が保
存されているために正確で利用者の意図を汲んだ形状作
成や変換が可能となる。

【００３４】第２の実施例として、３面図を用いて各面
図で２次元図形を入力するとき、形状の特徴情報を与え
ることで３次元形状を容易に作成する方法について述べ
る。今、平面図に２本の線を図４に示すように入力した
ものとする。この状態では、一般にこれらの線分が円弧
であるか直線であるかなどが分からない。ここで、これ
らの特徴を与えることでこれらの図形の意味が明確にな
る。例えば、図４の線分１５に曲率を与えると自由曲線
や円弧が容易に定義でき、例えば正面図あるいは側面図
にその面図方向の形状１６を表示することが可能とな
り、形状作成の操作性や意味付けを図ることが容易に考
えられる。

【００３５】図５に本発明が適用された図形データ及び
図形処理の例を示す。図の左方に記載されたデータは点
５０２で互いに直角に接続された二つの直線６０１，６
０２を定義するもので、交点５０２の座標データに付加
されたベクトルＡ，Ｂ，Ｃと、直線６０１，６０２のデ
ータに付加された接線ベクトルＴＶ，法線ベクトルＮＶ
が、微分幾何学的特徴情報である。このような形状デー
タに対して図の右側の矢印で示される方向の拡大処理が
行われると、点５０１：（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），５０
３：（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）は、それぞれ５０１：（Ｘ
１′，Ｙ１′，Ｚ１′），５０３：（Ｘ３′，Ｙ３′，
Ｚ３′）に動き、点５０２：（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）は、
該点５０２からベクトルＡ，Ｂ，Ｃまたはその倍数で定
義される三つの点５０４，５０６，５０５に分離・移動
する。点５０４，５０６，５０５を滑らかに接続する曲
線６０３が定義され、該曲線６０３の微分幾何学的特徴
情報として、点５０６における曲率がベクトルＢとして
付加される。図形の拡大により点５０２の子として得ら
れる前記点５０４，５０６，５０５は、それぞれの座標
値の他に、点５０２の特徴情報であるベクトルＡ，Ｂ，
Ｃをそれぞれ付加される。また直線６０１，６０２は拡
大移動後も前記接線ベクトルＴＶ，法線ベクトルＮＶを
特徴情報としてそのまま付加されている。点５０１の移
動量は前記ベクトルＣの倍数に、点５０３の移動量は前
記ベクトルＡの倍数に合わせた値となる。なお、図５の
右側データ欄に記載された点５０２のデータは、拡大後
の図形データではなく、拡大過程を示すデータとして蓄
積される。

【００３６】上述のように、交点５０２のデータに、図
形作成者の意図を示す特徴情報が拡大方向を指示するベ
クトルとして付加されるので、図形の拡大にあたって交
点５０２の特徴情報に基づいて自動的に直線６０１，６
０２を結ぶ曲線６０３が定義され、直線６０１，６０２
がばらばらに拡大されることがなくなる。

【００３７】上述の例は、図形が拡大される場合である
が、曲線情報を扱うＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ及びＣＧシ
ステムで、上記図５における点５０４，５０５，５０６
のごとく、２点の位置とその中間点の曲率を規定するこ
とにより、曲線を定義し、表示させることもできる。ま
た、上記の例では、特徴情報として、直線の接線ベクト
ルＴＶ，法線ベクトルＮＶや曲線の曲率、点の方向を示
すベクトルなどの微分幾何学的特徴情報が用いられてい
るが、物体表面の光の反射や吸収の程度を表す光学的特
徴量、あるいは、図形の形状から測定できる地理学的特
徴量などを形状データに付加して図形データを処理し、
処理後の図形データにもそれらの特徴量を保持させるこ
とにより、利用者の意図を表現した形状を定義したり、
利用者の意図を保持した状態で図形の表現形式を変更す
ることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上、説明したごとく本発明によれば、
図形要素やその集合に関する作成者の意図や特徴を図形
データに付加して記述しておき、図形データの処理に際
してそれらの特徴情報を参照することで、計算機内にお
ける形状データの正確な表現や利用者の意図に沿った形
状作成や変換を行うことが容易になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の要部構成を示すブロック図で
ある。

【図２】本発明が適用される図形の例を示す平面図であ
る。

【図３】図２に示された図形の幾何学的属性を表す図形
要素データ及びその集合データの例を示す図である。

【図４】本発明が適用される図形の例を示す図である。

【図５】本発明の実施例を示す説明図である。

【図６】従来技術の例を示す説明図である。

【符号の説明】

１情報入出力装置２情報処理装置３情報蓄積装置（磁気ディスク，光ディスク，半導体
メモリ）４図形処理手段５重要度記述手段６特徴情報入力手段７特徴情報抽出手段８特徴情報記述手段９特徴情報を参照して図形処理を行う手段１０円弧１１直線１２交点１３真円１４平面１５２次元直線図形１６曲率を与えられ３次元化された２次元図形

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者篠塚義昭茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者石田智利茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者織田村元視茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者新井茂神奈川県横浜市戸塚区戸塚町5030番地株式会社日立製作所ソフトウエア工場内 (72)発明者山田健雄神奈川県横浜市戸塚区戸塚町5030番地株式会社日立製作所ソフトウエア工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】形状データを入出力する情報入出力装置
と、該情報入出力装置で入力された形状データを蓄積す
る情報蓄積装置とを含んでなり、計算機内で形状表現を
行う形状データ処理装置において、前記形状データに、
幾何記述や位相記述及び幾何学的状態記述を拘束するよ
うな幾何学的意味を記述するデータを付加する手段を含
んでなることを特徴とする形状データ処理装置。
【請求項２】形状データを入出力する情報入出力装置
と、該情報入出力装置で入力された形状データを蓄積す
る情報蓄積装置とを含んでなり、計算機内で形状表現を
行う形状データ処理装置において、前記形状データに、
幾何記述と位相記述及び幾何学的状態記述を行うデータ
に加え、形状の幾何記述や位相記述及び幾何学的状態記
述を拘束する幾何学的意味を数理的に記述するデータを
付加する手段を含んでなることを特徴とする形状データ
処理装置。
【請求項３】形状データを入出力する情報入出力装置
と、該情報入出力装置で入力された形状データを蓄積す
る情報蓄積装置と、該情報蓄積装置に蓄積された形状デ
ータを処理する図形処理手段を備えた情報処理装置とを
含んでなり、計算機内で形状表現を行う形状データ処理
装置において、前記情報処理装置が、前記情報蓄積装置
内にある図形要素及び図形要素の集合に対して任意の特
徴情報を該情報蓄積装置内のデータに関係づけて与える
特徴情報入力手段と、前記特徴情報入力手段より得られ
た各特徴情報を前記情報蓄積装置内に格納されている図
形要素及び図形要素の集合の形状データと関係付けて該
情報蓄積装置に当該形状データと共に蓄積する特徴情報
記述手段と、前記情報蓄積装置内にある図形要素及び図
形要素の集合の形状データを取り出して処理を行う時、
これら形状データと関係付けられている特徴情報を参照
しながら形状データを処理する特徴情報を参照して図形
処理を行う手段とを含んでなることを特徴とする形状デ
ータ処理装置。
【請求項４】形状データを入出力する情報入出力装置
と、該情報入出力装置で入力された形状データを蓄積す
る情報蓄積装置と、該情報蓄積装置に蓄積された形状デ
ータを処理する図形処理手段を備えた情報処理装置とを
含んでなり、計算機内で形状表現を行う形状データ処理
装置において、前記情報蓄積装置内にある図形要素及び
図形要素の集合からそれぞれの特徴を少なくとも一つ抽
出する特徴情報抽出手段と、特徴情報抽出手段より得ら
れた各特徴情報を前記情報蓄積装置内に格納されている
図形要素及び図形要素の集合の形状データと関係付けて
該情報蓄積装置に当該形状データと共に蓄積する特徴情
報記述手段と、前記情報蓄積装置内にある図形要素及び
図形要素の集合の形状データを取り出して処理を行う
時、これら形状データと関係付けられている特徴情報を
参照しながら形状データを処理する特徴情報を参照して
図形処理を行う手段とを含んでなることを特徴とする形
状データ処理装置。
【請求項５】形状データを入出力する情報入出力装置
と、該情報入出力装置で入力された形状データを蓄積す
る情報蓄積装置と、該情報蓄積装置に蓄積された形状デ
ータを処理する図形処理手段を備えた情報処理装置とを
含んでなり、計算機内で形状表現を行う形状データ処理
装置において、前記情報蓄積装置内にある図形要素及び
図形要素の集合に対して任意の特徴情報を該情報蓄積装
置内のデータに関係づけて与える特徴情報入力手段と、
前記情報蓄積装置内にある図形要素及び図形要素の集合
からそれぞれの特徴を少なくとも一つ抽出する特徴情報
抽出手段と、前記特徴情報入力手段または特徴情報抽出
手段より得られた各特徴情報を前記情報蓄積装置内に格
納されている図形要素及び図形要素の集合の形状データ
と関係付けて該情報蓄積装置に当該形状データと共に蓄
積する特徴情報記述手段と、前記情報蓄積装置内にある
図形要素及び図形要素の集合の形状データを取り出して
処理を行う時、これら形状データと関係付けられている
特徴情報を参照しながら形状データを処理する特徴情報
を参照して図形処理を行う手段とを含んでなることを特
徴とする形状データ処理装置。
【請求項６】形状データを入出力する情報入出力装置
と、該情報入出力装置で入力された形状データを蓄積す
る情報蓄積装置と、該情報蓄積装置に蓄積された形状デ
ータを処理する図形処理手段を備えた情報処理装置とを
含んでなり、計算機内で形状表現を行う形状データ処理
装置において、前記情報処理装置が、前記情報蓄積装置
内に形状データとして格納されている図形要素及び図形
要素の集合に対して処理の優先権度合を与える重要度記
述手段と、前記情報蓄積装置内にある図形要素及び図形
要素の集合からそれぞれの特徴を少なくとも一つ抽出す
る特徴情報抽出手段と、特徴情報抽出手段より得られた
各特徴情報を前記情報蓄積装置内に格納されている図形
要素及び図形要素の集合の形状データと関係付けて該情
報蓄積装置に当該形状データと共に蓄積する特徴情報記
述手段と、前記情報蓄積装置内にある図形要素及び図形
要素の集合の形状データを取り出して処理を行う時、こ
れら形状データと関係付けられている特徴情報を参照
し、且つ前記処理の優先権度合として与えられている重
要度を考慮しながら形状データを処理する特徴情報を参
照して図形処理を行う手段とを含んでなることを特徴と
する形状データ処理装置。
【請求項７】形状データを入出力する情報入出力装置
と、該情報入出力装置で入力された形状データを蓄積す
る情報蓄積装置と、該情報蓄積装置に蓄積された形状デ
ータを処理する図形処理手段を備えた情報処理装置とを
含んでなり、計算機内で形状表現を行う形状データ処理
装置において、前記情報処理装置が、前記情報蓄積装置
内に形状データとして格納されている図形要素及び図形
要素の集合に対して処理の優先権度合を与える重要度記
述手段と、前記情報蓄積装置内にある図形要素及び図形
要素の集合に対して任意の特徴情報を該情報蓄積装置内
のデータに関係づけて与える特徴情報入力手段と、前記
特徴情報入力手段より得られた各特徴情報を前記情報蓄
積装置内に格納されている図形要素及び図形要素の集合
の形状データと関係付けて該情報蓄積装置に当該形状デ
ータと共に蓄積する特徴情報記述手段と、前記情報蓄積
装置内にある図形要素及び図形要素の集合の形状データ
を取り出して処理を行う時、これら形状データと関係付
けられている特徴情報を参照し、且つ前記処理の優先権
度合として与えられている重要度を考慮しながら形状デ
ータを処理する特徴情報を参照して図形処理を行う手段
とを含んでなることを特徴とする形状データ処理装置。
【請求項８】形状データを入出力する情報入出力装置
と、該情報入出力装置で入力された形状データを蓄積す
る情報蓄積装置と、該情報蓄積装置に蓄積された形状デ
ータを処理する図形処理手段を備えた情報処理装置とを
含んでなり、計算機内で形状表現を行う形状データ処理
装置において、前記情報処理装置が、前記情報蓄積装置
内に形状データとして格納されている図形要素及び図形
要素の集合に対して処理の優先権度合を与える重要度記
述手段と、前記情報蓄積装置内にある図形要素及び図形
要素の集合に対して任意の特徴情報を該情報蓄積装置内
のデータに関係づけて与える特徴情報入力手段と、前記
情報蓄積装置内にある図形要素及び図形要素の集合から
それぞれの特徴を少なくとも一つ抽出する特徴情報抽出
手段と、前記特徴情報入力手段または特徴情報抽出手段
より得られた各特徴情報を前記情報蓄積装置内に格納さ
れている図形要素及び図形要素の集合の形状データと関
係付けて該情報蓄積装置に当該形状データと共に蓄積す
る特徴情報記述手段と、前記情報蓄積装置内にある図形
要素及び図形要素の集合の形状データを取り出して処理
を行う時、これら形状データと関係付けられている特徴
情報を参照し、且つ前記処理の優先権度合として与えら
れている重要度を考慮しながら形状データを処理する特
徴情報を参照して図形処理を行う手段とを含んでなるこ
とを特徴とする形状データ処理装置。
【請求項９】情報入出力装置を介して形状データを入
出力し、前記情報入出力装置で入力された形状データを
情報蓄積装置に蓄積し、該情報蓄積装置に蓄積された形
状データを図形処理手段を備えた情報処理装置で処理し
て計算機内で形状表現を行う形状データ処理方法におい
て、前記情報処理装置の処理手順が、前記情報蓄積装置
内にある図形要素及び図形要素の集合に対して任意の特
徴情報を該情報蓄積装置内のデータに関係づけて与える
手順と、前記手順により得られた各特徴情報を前記情報
蓄積装置内に格納されている図形要素及び図形要素の集
合の形状データと関係付けて該情報蓄積装置に当該形状
データと共に蓄積する手順と、前記情報蓄積装置内にあ
る図形要素及び図形要素の集合の形状データを取り出し
て処理を行う時、これら形状データと関係付けられてい
る特徴情報を参照しながら形状データを処理する手順と
を含んでなることを特徴とする形状データ処理方法。
【請求項１０】情報入出力装置を介して形状データを
入出力し、前記情報入出力装置で入力された形状データ
を情報蓄積装置に蓄積し、該情報蓄積装置に蓄積された
形状データを図形処理手段を備えた情報処理装置で処理
して計算機内で形状表現を行う形状データ処理方法にお
いて、前記情報処理装置の処理手順が、前記情報蓄積装
置内にある図形要素及び図形要素の集合からそれぞれの
特徴を少なくとも一つ抽出する手順と、前記手順により
得られた各特徴情報を前記情報蓄積装置内に格納されて
いる図形要素及び図形要素の集合の形状データと関係付
けて該情報蓄積装置に当該形状データと共に蓄積する手
順と、前記情報蓄積装置内にある図形要素及び図形要素
の集合の形状データを取り出して処理を行う時、これら
形状データと関係付けられている特徴情報を参照しなが
ら形状データを処理する手順とを含んでなることを特徴
とする形状データ処理方法。
【請求項１１】情報入出力装置を介して形状データを
入出力し、前記情報入出力装置で入力された形状データ
を情報蓄積装置に蓄積し、該情報蓄積装置に蓄積された
形状データを図形処理手段を備えた情報処理装置で処理
して計算機内で形状表現を行う形状データ処理方法にお
いて、前記情報蓄積装置内にある図形要素及び図形要素
の集合に対して任意の特徴情報を該情報蓄積装置内のデ
ータに関係づけて与える手順と、前記情報蓄積装置内に
ある図形要素及び図形要素の集合からそれぞれの特徴を
少なくとも一つ抽出する手順と、前記手順により得られ
た各特徴情報を前記情報蓄積装置内に格納されている図
形要素及び図形要素の集合の形状データと関係付けて該
情報蓄積装置に当該形状データと共に蓄積する手順と、
前記情報蓄積装置内にある図形要素及び図形要素の集合
の形状データを取り出して処理を行う時、これら形状デ
ータと関係付けられている特徴情報を参照しながら形状
データを処理する手順とを含んでなることを特徴とする
形状データ処理方法。
【請求項１２】情報入出力装置を介して形状データを
入出力し、前記情報入出力装置で入力された形状データ
を情報蓄積装置に蓄積し、該情報蓄積装置に蓄積された
形状データを図形処理手段を備えた情報処理装置で処理
して計算機内で形状表現を行う形状データ処理方法にお
いて、前記情報処理装置の処理手順が、前記情報蓄積装
置内に形状データとして格納されている図形要素及び図
形要素の集合に対して処理の優先権度合を与える手順
と、前記情報蓄積装置内にある図形要素及び図形要素の
集合からそれぞれの特徴を少なくとも一つ抽出する手順
と、前記手順により得られた各特徴情報を前記情報蓄積
装置内に格納されている図形要素及び図形要素の集合の
形状データと関係付けて該情報蓄積装置に当該形状デー
タと共に蓄積する手順と、前記情報蓄積装置内にある図
形要素及び図形要素の集合の形状データを取り出して処
理を行う時、これら形状データと関係付けられている特
徴情報を参照し、且つ前記処理の優先権度合として与え
られている重要度を考慮しながら形状データを処理する
手順とを含んでなることを特徴とする形状データ処理方
法。
【請求項１３】情報入出力装置を介して形状データを
入出力し、前記情報入出力装置で入力された形状データ
を情報蓄積装置に蓄積し、該情報蓄積装置に蓄積された
形状データを図形処理手段を備えた情報処理装置で処理
して計算機内で形状表現を行う形状データ処理方法にお
いて、前記情報処理装置の処理手順が、前記情報蓄積装
置内に形状データとして格納されている図形要素及び図
形要素の集合に対して処理の優先権度合を与える手順
と、前記情報蓄積装置内にある図形要素及び図形要素の
集合に対して任意の特徴情報を該情報蓄積装置内のデー
タに関係づけて与える手順と、前記手順により得られた
各特徴情報を前記情報蓄積装置内に格納されている図形
要素及び図形要素の集合の形状データと関係付けて該情
報蓄積装置に当該形状データと共に蓄積する手順と、前
記情報蓄積装置内にある図形要素及び図形要素の集合の
形状データを取り出して処理を行う時、これら形状デー
タと関係付けられている特徴情報を参照し、且つ前記処
理の優先権度合として与えられている重要度を考慮しな
がら形状データを処理する手順とを含んでなることを特
徴とする形状データ処理方法。
【請求項１４】情報入出力装置を介して形状データを
入出力し、前記情報入出力装置で入力された形状データ
を情報蓄積装置に蓄積し、該情報蓄積装置に蓄積された
形状データを図形処理手段を備えた情報処理装置で処理
して計算機内で形状表現を行う形状データ処理方法にお
いて、前記情報処理装置の処理手順が、前記情報蓄積装
置内に形状データとして格納されている図形要素及び図
形要素の集合に対して処理の優先権度合を与える手順
と、前記情報蓄積装置内にある図形要素及び図形要素の
集合に対して任意の特徴情報を該情報蓄積装置内のデー
タに関係づけて与える手順と、前記情報蓄積装置内にあ
る図形要素及び図形要素の集合からそれぞれの特徴を少
なくとも一つ抽出する手順と、前記手順により得られた
各特徴情報を前記情報蓄積装置内に格納されている図形
要素及び図形要素の集合の形状データと関係付けて該情
報蓄積装置に当該形状データと共に蓄積する手順と、前
記情報蓄積装置内にある図形要素及び図形要素の集合の
形状データを取り出して処理を行う時、これら形状デー
タと関係付けられている特徴情報を参照し、且つ前記処
理の優先権度合として与えられている重要度を考慮しな
がら形状データを処理する手順とを含んでなることを特
徴とする形状データ処理方法。
【請求項１５】形状データを与えて形状を定義する形
状データ処理方法において、前記形状データに、形状の
微分幾何学的な特徴量や光学的な特徴量、形状から測量
できる地理学的な特徴量、幾何学的特徴量、位相的特徴
量、幾何学的状態特徴量、経験的特徴量などの特徴量の
うち少なくとも一つを与えて、形状を定義する形状デー
タ処理方法。
【請求項１６】形状データを与えて形状を定義する形
状データ処理方法において、前記形状データに、形状の
微分幾何学的な特徴量や光学的な特徴量、形状から測量
できる地理学的な特徴量、幾何学的特徴量、位相的特徴
量、幾何学的状態特徴量、経験的特徴量などの特徴量の
うち少なくとも一つを与えて、形状の表現形式を変換す
ることを特徴とする形状データ処理方法。
【請求項１７】曲線情報を扱うＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡ
Ｅ及びＣＧシステムで、通過点及び通過点間の曲率情報
を入力し、記憶し、かつ該通過点間の曲率情報を用いて
図形処理を行う形状データ処理方法。
【請求項１８】計算機内で形状表現を行うデータ処理
方法において、形状データの微分幾何学的な特徴量や光
学的な特徴量あるいは地理学的な特徴量などの特徴量を
自動抽出し、これを形状表現時あるいは内部処理により
形状を編集・作成するときの拘束情報とすることを特徴
とする形状データ処理方法。
【請求項１９】計算機内に蓄積されている、または計
算機と連結された表示装置に表示されている２次元図形
を指示し、当該２次元図形に少なくとも一つの微分幾何
学的な特徴量や光学的な特徴量あるいは地理学的な特徴
量などの特徴量を与えて、２次元図形を３次元形状に変
換する形状データ処理方法。