JPH0581377A - 三次元形状モデル化方法 - Google Patents
三次元形状モデル化方法Info
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- JPH0581377A JPH0581377A JP3245497A JP24549791A JPH0581377A JP H0581377 A JPH0581377 A JP H0581377A JP 3245497 A JP3245497 A JP 3245497A JP 24549791 A JP24549791 A JP 24549791A JP H0581377 A JPH0581377 A JP H0581377A
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- shape model
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- dimensional
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】三次元形状のモデル化に関し、特に詳細な形状
モデルから、より簡単な三次元形状モデルを生成する。 【構成】詳細形状モデル１０１と形状が類似している三
次元のパラメトリック曲面・多面体等からなる初期形状
モデル１０２を入力し、詳細形状モデル１０１との偏差
が最小となるよう順次変形して近似した形状モデル１０
３を生成する。
モデルから、より簡単な三次元形状モデルを生成する。 【構成】詳細形状モデル１０１と形状が類似している三
次元のパラメトリック曲面・多面体等からなる初期形状
モデル１０２を入力し、詳細形状モデル１０１との偏差
が最小となるよう順次変形して近似した形状モデル１０
３を生成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコンピュータによって三
次元モデルを表示するコンピュータグラフィックス技術
に係わり、特に既知の初期形状モデルを３次元計測等で
得られた詳細な形状モデルを近似するように変形せしめ
るようにした物体の形状モデリング処理に関する。
次元モデルを表示するコンピュータグラフィックス技術
に係わり、特に既知の初期形状モデルを３次元計測等で
得られた詳細な形状モデルを近似するように変形せしめ
るようにした物体の形状モデリング処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＧ（コンピュータグラフィックス）の
技術の進歩は目ざましく、レイトレーシング，ラジオシ
ティ法等を用いて写真と同等程度の画像の生成が可能と
なりつつある。しかし、三次元形状の入力に関しては有
効な方法がなく、膨大な工数が必要とされているのが現
実である。
技術の進歩は目ざましく、レイトレーシング，ラジオシ
ティ法等を用いて写真と同等程度の画像の生成が可能と
なりつつある。しかし、三次元形状の入力に関しては有
効な方法がなく、膨大な工数が必要とされているのが現
実である。
【０００３】現在三次元形状の入力方法としては（１）
対話的な入力，（２）デジタイズの２つの方法がある。
対話的な入力，（２）デジタイズの２つの方法がある。
【０００４】対話による入力においては形状をユーザが
逐一入力する必要がある。これは多面体モデルでは、各
頂点の３次元座標の入力、パラメトリック曲面モデルで
は制御点の３次元座標の入力を行なうことに相当し、例
えば人体等の複雑な形状を入力することは事実上不可能
である。
逐一入力する必要がある。これは多面体モデルでは、各
頂点の３次元座標の入力、パラメトリック曲面モデルで
は制御点の３次元座標の入力を行なうことに相当し、例
えば人体等の複雑な形状を入力することは事実上不可能
である。
【０００５】デジタイズの方法としては、レーザーを用
いる非接触型の方法（光切断法）、モアレ法、格子投影
法、電磁波を用いた接触型の方法等がある。このうち、
光切断法は計測の速度、精度等の点で他の方法に比べて
現状優れており、３次元計測手段として実用化されつつ
ある。しかし、この方法では数万から数十万点の測定デ
ータが得られるため、ＣＧで処理することは非常に困難
であった。このため、上記の大量のデータを削減するた
めに、３次元測定データから適当な代表点を選択し、こ
れらを接続して形状モデルを得ていた。
いる非接触型の方法（光切断法）、モアレ法、格子投影
法、電磁波を用いた接触型の方法等がある。このうち、
光切断法は計測の速度、精度等の点で他の方法に比べて
現状優れており、３次元計測手段として実用化されつつ
ある。しかし、この方法では数万から数十万点の測定デ
ータが得られるため、ＣＧで処理することは非常に困難
であった。このため、上記の大量のデータを削減するた
めに、３次元測定データから適当な代表点を選択し、こ
れらを接続して形状モデルを得ていた。
【０００６】以上の代表点の選択と接続処理は複雑であ
り、処理に長時間がかかるという問題点があった。この
問題点を解消するために特開平1−311371 号に記載され
ているように、あらかじめモデリング済みの初期モデル
を３次元形状の測定データによって変形処理し、しかも
３次元形状の測定と同時に処理する方法が提案されてい
る。
り、処理に長時間がかかるという問題点があった。この
問題点を解消するために特開平1−311371 号に記載され
ているように、あらかじめモデリング済みの初期モデル
を３次元形状の測定データによって変形処理し、しかも
３次元形状の測定と同時に処理する方法が提案されてい
る。
【０００７】しかし、この方法では初期モデルの変形方
法として円柱座標系あるいは極座標系を仮定したもので
あり、分岐のあるモデルには適応することが不可能であ
った。
法として円柱座標系あるいは極座標系を仮定したもので
あり、分岐のあるモデルには適応することが不可能であ
った。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は初期モ
デルの変形方法として円柱座標系あるいは極座標系を仮
定したものであり、分岐のあるモデルには適応すること
が不可能であった。本発明の目的は分岐を含む複雑な測
定データあるいは詳細な形状モデルを近似する簡単な形
状モデルを生成する方法を提供することである。
デルの変形方法として円柱座標系あるいは極座標系を仮
定したものであり、分岐のあるモデルには適応すること
が不可能であった。本発明の目的は分岐を含む複雑な測
定データあるいは詳細な形状モデルを近似する簡単な形
状モデルを生成する方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的は、入力したい
複雑な詳細形状モデルに対して、該詳細形状に類似して
いる三次元の初期形状モデルから、前記初期モデル上の
各頂点を移動して変形されたモデルと前記詳細形状モデ
ルとの差が最小になるように変形することによって達成
される。
複雑な詳細形状モデルに対して、該詳細形状に類似して
いる三次元の初期形状モデルから、前記初期モデル上の
各頂点を移動して変形されたモデルと前記詳細形状モデ
ルとの差が最小になるように変形することによって達成
される。
【００１０】
【作用】三次元形状変形プログラムは、ユーザによって
与えられた３次元詳細モデルと３次元の初期形状モデル
を入力とし、前記初期形状モデルの各頂点が前記の詳細
モデル上に存在するように初期形状モデルを変形する。
このため、３次元詳細モデルと３次元の初期形状モデル
を示すだけで所望の形状を入力することができる。
与えられた３次元詳細モデルと３次元の初期形状モデル
を入力とし、前記初期形状モデルの各頂点が前記の詳細
モデル上に存在するように初期形状モデルを変形する。
このため、３次元詳細モデルと３次元の初期形状モデル
を示すだけで所望の形状を入力することができる。
【００１１】
【実施例】以下、本実施例を図２により説明する。図２
は本実施例の構成図である。まず３次元デジタイザ等で
物体の詳細な形状モデルすなわち詳細形状モデル１０１
を作成する（１１１）。この処理は公知の三次元デジタ
イズ処理で実現できる。次に、ユーザは三次元形状初期
モデル１０２を用意する（１１２）。三次元形状初期モ
デル１０２はモデル化したい物体をおおまかに近似する
ものである。これは、多面体あるいは自由曲面で与える
ことができる。以下、簡単のため初期モデル１０２は多
面体で定義されているものとする。この初期モデルはユ
ーザがあらかじめモデル化したものを用いる。このため
に、あらかじめ作成しておいた形状ライブラリーを用い
ることも可能であるし、対話的に形状を作成することも
可能である。次に、ユーザは詳細モデル１０１の近傍に
初期モデル１０２を配置する（１１３）。三次元形状変
形プログラム１１４は初期形状モデル１０２を変形し
て、変形された形状モデルの頂点が詳細モデル１０１の
面の近傍に存在するようにする。変形された初期形状モ
デルを変形モデルと呼ぶ。この変形モデルはメモリ１０
３に格納される。変形モデル１０３は画像生成プログラ
ム１１５によって表示される。
は本実施例の構成図である。まず３次元デジタイザ等で
物体の詳細な形状モデルすなわち詳細形状モデル１０１
を作成する（１１１）。この処理は公知の三次元デジタ
イズ処理で実現できる。次に、ユーザは三次元形状初期
モデル１０２を用意する（１１２）。三次元形状初期モ
デル１０２はモデル化したい物体をおおまかに近似する
ものである。これは、多面体あるいは自由曲面で与える
ことができる。以下、簡単のため初期モデル１０２は多
面体で定義されているものとする。この初期モデルはユ
ーザがあらかじめモデル化したものを用いる。このため
に、あらかじめ作成しておいた形状ライブラリーを用い
ることも可能であるし、対話的に形状を作成することも
可能である。次に、ユーザは詳細モデル１０１の近傍に
初期モデル１０２を配置する（１１３）。三次元形状変
形プログラム１１４は初期形状モデル１０２を変形し
て、変形された形状モデルの頂点が詳細モデル１０１の
面の近傍に存在するようにする。変形された初期形状モ
デルを変形モデルと呼ぶ。この変形モデルはメモリ１０
３に格納される。変形モデル１０３は画像生成プログラ
ム１１５によって表示される。
【００１２】図８に多面体データのデータ構造を示す。
多面体データは多角形テーブル351と頂点テーブル３５
２から構成される。この例では簡単のためすべて多角形
は四角形としている。多角形テーブル３５１には各多角
形の頂点を指す頂点番号が格納されている。頂点テーブ
ル３５２には頂点の三次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が格納さ
れている。この多角形データ構造は、詳細形状モデル１
０１，初期形状モデル１０２，変形形状モデル１０３に
共通のものである。なお、初期形状モデル102と変形形
状モデル１０３は、頂点の座標のみが変更されているも
のであり、多角形テーブルは同じものを用いる。
多面体データは多角形テーブル351と頂点テーブル３５
２から構成される。この例では簡単のためすべて多角形
は四角形としている。多角形テーブル３５１には各多角
形の頂点を指す頂点番号が格納されている。頂点テーブ
ル３５２には頂点の三次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が格納さ
れている。この多角形データ構造は、詳細形状モデル１
０１，初期形状モデル１０２，変形形状モデル１０３に
共通のものである。なお、初期形状モデル102と変形形
状モデル１０３は、頂点の座標のみが変更されているも
のであり、多角形テーブルは同じものを用いる。
【００１３】図３に、本実施例のハードウェア構成を示
す。電子制御装置２２０は全体の処理を制御するもので
ある。電子制御装置２２０にはこれを対話的に制御する
ためにキーボード２０１が接続されている。ユーザはキ
ーボード２０１を用いて電子制御装置２２０に指示を送
る。三次元デジタイザ２０２は実在する物体を精密に測
定するためのものである。三次元デジタイザ２０２を用
いて物体を測定し詳細形状モデル１０１を作成し、電子
制御装置２２０に転送する。電子制御装置220は入力ポ
ート２０６，ＣＰＵ２０７，ＲＯＭ２０８，ＲＡＭ２０
９，ディスクコントローラ２１１，ＣＲＴコントローラ
２１２，ビデオＲＡＭ２１０から構成される。三次元デ
ジタイザ２０２によって測定された物体の測定データは
入力ポート２０６を経てＲＡＭ２０９に格納される。こ
のデータはディスクコントローラ２１１を経てディスク
装置２０４にも格納される。ディスク装置２０４には初
期形状モデルとして使用可能なモデリング済みの形状モ
デルのライブラリーを有しており、ユーザは適宜、適当
な初期形状モデルを取り出すことが可能である。後述す
る変形処理によって変形モデルが生成され、このＣＧ画
像がビデオRAM210に格納され、ＣＲＴコントローラ２１
２を介してＣＲＴディスプレイ２０５に画像として表示
される。
す。電子制御装置２２０は全体の処理を制御するもので
ある。電子制御装置２２０にはこれを対話的に制御する
ためにキーボード２０１が接続されている。ユーザはキ
ーボード２０１を用いて電子制御装置２２０に指示を送
る。三次元デジタイザ２０２は実在する物体を精密に測
定するためのものである。三次元デジタイザ２０２を用
いて物体を測定し詳細形状モデル１０１を作成し、電子
制御装置２２０に転送する。電子制御装置220は入力ポ
ート２０６，ＣＰＵ２０７，ＲＯＭ２０８，ＲＡＭ２０
９，ディスクコントローラ２１１，ＣＲＴコントローラ
２１２，ビデオＲＡＭ２１０から構成される。三次元デ
ジタイザ２０２によって測定された物体の測定データは
入力ポート２０６を経てＲＡＭ２０９に格納される。こ
のデータはディスクコントローラ２１１を経てディスク
装置２０４にも格納される。ディスク装置２０４には初
期形状モデルとして使用可能なモデリング済みの形状モ
デルのライブラリーを有しており、ユーザは適宜、適当
な初期形状モデルを取り出すことが可能である。後述す
る変形処理によって変形モデルが生成され、このＣＧ画
像がビデオRAM210に格納され、ＣＲＴコントローラ２１
２を介してＣＲＴディスプレイ２０５に画像として表示
される。
【００１４】入力とする詳細形状モデル１０１の例を図
４に示す。ここでは人間の顔の形状をモデル化すること
を例として説明する。この詳細形状モデル１０１は公知
の３次元デジタイザーによって得られる。この詳細形状
モデル１０１は通常数万点以上の頂点からなる多面体で
ある。
４に示す。ここでは人間の顔の形状をモデル化すること
を例として説明する。この詳細形状モデル１０１は公知
の３次元デジタイザーによって得られる。この詳細形状
モデル１０１は通常数万点以上の頂点からなる多面体で
ある。
【００１５】三次元形状初期モデル１０２とは、モデル
化したい形状の概略的な形状を与えるものである。初期
形状モデル１０２は、多角形の集合で与える。これは、
詳細なものである必要はない。円筒や球等を多面体近似
したものでよい。また例えば人間の顔のように個体差は
あるが形状の概略が不変のものに関しては標準的な顔の
形状を与えることも可能である。
化したい形状の概略的な形状を与えるものである。初期
形状モデル１０２は、多角形の集合で与える。これは、
詳細なものである必要はない。円筒や球等を多面体近似
したものでよい。また例えば人間の顔のように個体差は
あるが形状の概略が不変のものに関しては標準的な顔の
形状を与えることも可能である。
【００１６】初期形状モデル１０２の例を図５に示す。
推定したい形状が顔であることがわかっているため、初
期形状モデル１０２を球でモデル化している。すなわち
球を近似する多面体モデルを生成する。
推定したい形状が顔であることがわかっているため、初
期形状モデル１０２を球でモデル化している。すなわち
球を近似する多面体モデルを生成する。
【００１７】初期形状モデル１０２を修正して、与えら
れた詳細形状モデル１０１に適合するモデルを得るため
に、ユーザは三次元形状初期モデル１０２を移動して、
詳細形状モデル１０１の近傍に移動する。この配置は厳
密なものである必要はない。ユーザが３次元グラフィッ
ク・ディスプレイを用いて対話的に指定する。
れた詳細形状モデル１０１に適合するモデルを得るため
に、ユーザは三次元形状初期モデル１０２を移動して、
詳細形状モデル１０１の近傍に移動する。この配置は厳
密なものである必要はない。ユーザが３次元グラフィッ
ク・ディスプレイを用いて対話的に指定する。
【００１８】次に変形プログラム１１４は、初期モデル
１０２の各頂点を移動して、変形モデル１０４を生成す
る。この変形は変形モデル１１４が詳細モデル１０１を
よりよく近似するように行なう。すなわち変形モデルの
各頂点と詳細モデルの面との距離が最小となるように変
形する。この変形方法は本発明を特徴付ける部分であり
後に詳しく説明する。得られた変形モデル１０４は詳細
モデルをよく近似したものであり、なおかつデータ量は
初期モデルと同一である。このため、データ量の多い詳
細モデルをデータ量の少ない変形モデルで近似すること
が可能となる。次に変形プログラム１０３の動作の詳細
について図６を用いて説明する。
１０２の各頂点を移動して、変形モデル１０４を生成す
る。この変形は変形モデル１１４が詳細モデル１０１を
よりよく近似するように行なう。すなわち変形モデルの
各頂点と詳細モデルの面との距離が最小となるように変
形する。この変形方法は本発明を特徴付ける部分であり
後に詳しく説明する。得られた変形モデル１０４は詳細
モデルをよく近似したものであり、なおかつデータ量は
初期モデルと同一である。このため、データ量の多い詳
細モデルをデータ量の少ない変形モデルで近似すること
が可能となる。次に変形プログラム１０３の動作の詳細
について図６を用いて説明する。
【００１９】変形プログラム１０３は三次元形状初期モ
デル１０２のすべての頂点Ｖを三次元空間上で移動し、
変形モデル１０４を生成する。このとき、変形モデル１
０４と詳細形状１０１との誤差Ｅを最小にする。
デル１０２のすべての頂点Ｖを三次元空間上で移動し、
変形モデル１０４を生成する。このとき、変形モデル１
０４と詳細形状１０１との誤差Ｅを最小にする。
【００２０】三次元形状初期モデル１０２上の各頂点Ｖ
の移動方法を説明する。まず、各頂点Ｖに関して詳細モ
デル１０１の表面上の点で最も点Ｖに近い点Ｗを求め
る。これは、詳細モデル１０１が多角形の集合で定義さ
れているため、詳細モデル101を構成する各多角形と点
Ｖとの距離計算によって実現できる。初期モデル１０２
上の点ＶをベクトルＶＷの方向に移動する。この移動を
ベクトルＶＷとすれば、変形モデル上の頂点は詳細モデ
ルの面上に移動する。しかし、一度に頂点Ｖを詳細モデ
ルの面上に移動すると、面の大きさや位相等が崩れる場
合がある。このため、頂点Ｖの移動量はベクトルＶＷに
ある一定の係数ｋを掛たものを用いる。すなわち、頂点
Ｖの移動後の位置をＶ’とすると、 Ｖ′＝Ｖ＋ｋ・ＷＶ （１） となる。以上の処理を初期モデル１０２上の各頂点Ｖに
対して行なうと、生成された変形モデル１０３は詳細モ
デル１０１を近似したものとなる。一回の変形で十分な
近似が行なえない場合には、変形されたモデルを再度変
形することによってよりよい近似が得られる。このた
め、変形されたモデル１０３と詳細モデル１０１との誤
差Ｅを定義しておき、この誤差が一定の値Ｅ０よりも大
きい場合には変形を繰り返すようにする。誤差Ｅの例と
しては各頂点と詳細形状モデルの表面との差の平均を用
いることができる。変形されたモデルの例を図７に示
す。
の移動方法を説明する。まず、各頂点Ｖに関して詳細モ
デル１０１の表面上の点で最も点Ｖに近い点Ｗを求め
る。これは、詳細モデル１０１が多角形の集合で定義さ
れているため、詳細モデル101を構成する各多角形と点
Ｖとの距離計算によって実現できる。初期モデル１０２
上の点ＶをベクトルＶＷの方向に移動する。この移動を
ベクトルＶＷとすれば、変形モデル上の頂点は詳細モデ
ルの面上に移動する。しかし、一度に頂点Ｖを詳細モデ
ルの面上に移動すると、面の大きさや位相等が崩れる場
合がある。このため、頂点Ｖの移動量はベクトルＶＷに
ある一定の係数ｋを掛たものを用いる。すなわち、頂点
Ｖの移動後の位置をＶ’とすると、 Ｖ′＝Ｖ＋ｋ・ＷＶ （１） となる。以上の処理を初期モデル１０２上の各頂点Ｖに
対して行なうと、生成された変形モデル１０３は詳細モ
デル１０１を近似したものとなる。一回の変形で十分な
近似が行なえない場合には、変形されたモデルを再度変
形することによってよりよい近似が得られる。このた
め、変形されたモデル１０３と詳細モデル１０１との誤
差Ｅを定義しておき、この誤差が一定の値Ｅ０よりも大
きい場合には変形を繰り返すようにする。誤差Ｅの例と
しては各頂点と詳細形状モデルの表面との差の平均を用
いることができる。変形されたモデルの例を図７に示
す。
【００２１】なお、変形されたモデルの頂点のばらつき
や位相等が崩れる場合があるため、これを抑制するため
に弾性体モデルによる弛緩処理を加えることも可能であ
る。すなわち、初期モデル１０２を弾性体モデルとし、
各頂点間にスプリングモデルを与える。このモデルの各
頂点に式（１）で与えられた方向に外力が与えられたと
して、形状を変形する。このとき、初期モデルは弾性体
モデルであるため、近傍の頂点群はその位相的な関係及
び幾何学的な距離の関係を保存するように変形される。
このように弾性体モデルを導入することで、生成される
モデルはよりよいものとなる。
や位相等が崩れる場合があるため、これを抑制するため
に弾性体モデルによる弛緩処理を加えることも可能であ
る。すなわち、初期モデル１０２を弾性体モデルとし、
各頂点間にスプリングモデルを与える。このモデルの各
頂点に式（１）で与えられた方向に外力が与えられたと
して、形状を変形する。このとき、初期モデルは弾性体
モデルであるため、近傍の頂点群はその位相的な関係及
び幾何学的な距離の関係を保存するように変形される。
このように弾性体モデルを導入することで、生成される
モデルはよりよいものとなる。
【００２２】以上の処理のＰＡＤ図を図１に示す。
【００２３】まず、詳細形状データ１０１を三次元デジ
タイザーを用いて入力する(２５１)。つぎに、詳細形状
データ１０１を近似するための原形となる初期形状モデ
ル１０２を指定する（２５２）。これは、あらかじめモ
デル化した図形データベースに記録してある形状ライブ
ラリーから選択することも可能であるし、簡単な図形で
あれば対話的に指定することも可能である。さらにこの
初期形状モデルの三次元空間上の位置，回転角度，スケ
ール等を対話的に設定する（２５３）。次に近似の精度
を示す誤差Ｅを無限大に設定する（２５４）。ユーザは
近似の精度の上限値Ｅ０を与える。初期形状モデル１０
２を変形モデル１０５にコピーする（２５５）。誤差Ｅ
がＥ０よりも大きい間、（２５７）以降の変形処理を繰
り返す（２５６）。変形形状モデル１０２上のすべての
頂点Ｖに対して、（２５８）以降の変形処理を繰り返す
（２５６）、詳細形状モデル１０１の表面上で最も近い
点Ｗを求める（２５８）。頂点Ｖを頂点Ｗの方向に移動
するような外力Ｆを求める（２５９）。外力Ｆによって
変形モデル１０３を変形する（２６０）。変形されたモ
デル１０５と詳細形状との誤差Ｅを求める（２６１）。
もし、誤差ＥがＥ０よりも小さかったら、変形は終了す
る。
タイザーを用いて入力する(２５１)。つぎに、詳細形状
データ１０１を近似するための原形となる初期形状モデ
ル１０２を指定する（２５２）。これは、あらかじめモ
デル化した図形データベースに記録してある形状ライブ
ラリーから選択することも可能であるし、簡単な図形で
あれば対話的に指定することも可能である。さらにこの
初期形状モデルの三次元空間上の位置，回転角度，スケ
ール等を対話的に設定する（２５３）。次に近似の精度
を示す誤差Ｅを無限大に設定する（２５４）。ユーザは
近似の精度の上限値Ｅ０を与える。初期形状モデル１０
２を変形モデル１０５にコピーする（２５５）。誤差Ｅ
がＥ０よりも大きい間、（２５７）以降の変形処理を繰
り返す（２５６）。変形形状モデル１０２上のすべての
頂点Ｖに対して、（２５８）以降の変形処理を繰り返す
（２５６）、詳細形状モデル１０１の表面上で最も近い
点Ｗを求める（２５８）。頂点Ｖを頂点Ｗの方向に移動
するような外力Ｆを求める（２５９）。外力Ｆによって
変形モデル１０３を変形する（２６０）。変形されたモ
デル１０５と詳細形状との誤差Ｅを求める（２６１）。
もし、誤差ＥがＥ０よりも小さかったら、変形は終了す
る。
【００２４】以上のようにして変形モデル１０３の各頂
点の変形量が求められる。上記の処理を初期形状上のす
べての点について行うことにより、与えられた詳細モデ
ルを近似するような三次元形状モデル１０３を構成でき
る。
点の変形量が求められる。上記の処理を初期形状上のす
べての点について行うことにより、与えられた詳細モデ
ルを近似するような三次元形状モデル１０３を構成でき
る。
【００２５】以上の変形方法においては、詳細モデルお
よび初期モデルの形状になんら制約はない。すなわち、
従来の方法でモデル化が困難であった分岐を有する複雑
な物体についても変形が可能であり、モデル化できる。
よび初期モデルの形状になんら制約はない。すなわち、
従来の方法でモデル化が困難であった分岐を有する複雑
な物体についても変形が可能であり、モデル化できる。
【００２６】以上のように本発明によれば、詳細形状モ
デルと初期形状モデルの指定から、三次元の形状を再構
成することが可能であり、効率よく形状のモデル化が可
能である。
デルと初期形状モデルの指定から、三次元の形状を再構
成することが可能であり、効率よく形状のモデル化が可
能である。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、ユーザは三次元デジタ
イザー等で得られる詳細な三次元形状モデルに対して、
簡単な初期形状モデルを与えるだけで、詳細な三次元形
状を近似するモデルを作成することが可能であり、複雑
でデータ量の多い測定データをデータ量の少ないモデル
で近似することができる。
イザー等で得られる詳細な三次元形状モデルに対して、
簡単な初期形状モデルを与えるだけで、詳細な三次元形
状を近似するモデルを作成することが可能であり、複雑
でデータ量の多い測定データをデータ量の少ないモデル
で近似することができる。
【図１】本発明の一実施例の処理内容を示すＰＡＤ図で
ある。
ある。
【図２】本発明の一実施例の処理内容を示す構成図であ
る。
る。
【図３】本発明の一実施例のハードウェア構成図であ
る。
る。
【図４】三次元詳細形状モデルを示す説明図である。
【図５】三次元形状初期モデルを示す説明図である。
【図６】変形方法を示す説明図である。
【図７】変形された変形形状モデルを示す説明図であ
る。
る。
【図８】多角形データを説明する説明図である。
１０１‥三次元詳細形状モデル、１０２‥三次元初期形
状モデル、１０３‥三次元変形形状モデル、１１４‥変
形プログラム。
状モデル、１０３‥三次元変形形状モデル、１１４‥変
形プログラム。
Claims (9)
- 【請求項１】三次元物体の詳細形状モデルと、該三次元
物体モデルのおおまかな形状を有する初期形状モデルを
入力とし、前記詳細形状モデルとの差が最小となるよう
に前記初期形状モデルを変形して、所望の形状モデルを
生成することを特徴とする三次元形状モデル化方法。 - 【請求項２】前記初期形状モデルとして、パラメトリッ
ク曲面を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の三次元形状モデル化方法。 - 【請求項３】前記初期形状モデルとして、多面体モデル
を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
三次元形状モデル化方法。 - 【請求項４】前記初期形状モデルの変形方法として、前
記初期形状モデルの各制御点を前記詳細形状モデル上の
点に近付けることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
載の三次元形状モデル化方法。 - 【請求項５】前記初期形状モデルの変形方法として、前
記初期形状モデルの各頂点を前記詳細形状モデル上の点
に近付けることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
の三次元形状モデル化方法。 - 【請求項６】前記初期形状モデルの変形方法として、前
記初期形状モデルの各制御点Ｖからもっとも近い前記詳
細形状モデルの表面上の上の点Ｗを求め、各制御点Ｖを
点Ｗの方向に移動することを特徴とする特許請求の範囲
第４項記載の三次元形状モデル化方法。 - 【請求項７】前記初期形状モデルの変形方法として、前
記初期形状モデルの各頂点Ｖからもっとも近い前記詳細
形状モデルの表面上の上の点Ｗを求め、各頂点Ｖを点Ｗ
の方向に移動することを特徴とする特許請求の範囲第５
項記載の三次元形状モデル化方法。 - 【請求項８】前記初期形状モデルの変形方法として、初
期形状モデルを弾性変形するモデルとし、前記初期形状
モデルの各制御点Ｖからもっとも近い前記詳細形状モデ
ルの表面上の上の点Ｗを求め、各制御点Ｖに点Ｗの方向
に向かう力を与えて、弾性変形によって前記初期形状モ
デルを変形することを特徴とする特許請求の範囲第４項
記載の三次元形状モデル化方法。 - 【請求項９】前記初期形状モデルの変形方法として、初
期形状モデルを弾性変形するモデルとし、前記初期形状
モデルの各頂点Ｖからもっとも近い前記詳細形状モデル
の表面上の上の点Ｗを求め、各頂点Ｖに点Ｗの方向に向
かう力を与えて、弾性変形によって前記初期形状モデル
を変形することを特徴とする特許請求の範囲第４項記載
の三次元形状モデル化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3245497A JPH0581377A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 三次元形状モデル化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3245497A JPH0581377A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 三次元形状モデル化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0581377A true JPH0581377A (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=17134551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3245497A Pending JPH0581377A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 三次元形状モデル化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0581377A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002015310A (ja) * | 2000-06-30 | 2002-01-18 | Minolta Co Ltd | 点群に面をフィッティングする方法およびモデリング装置 |
| JP2003058911A (ja) * | 2001-08-09 | 2003-02-28 | Minolta Co Ltd | ３次元物体の表面形状モデリング装置、方法、プログラム |
| US6992665B2 (en) | 2000-03-29 | 2006-01-31 | Minolta Co., Ltd. | Method and device for fitting surface to point group, modeling device, and computer program |
| US7123254B2 (en) | 2000-06-30 | 2006-10-17 | Minolta Co., Ltd. | Method of and device for modifying standard model |
| JP2011008816A (ja) * | 2010-08-23 | 2011-01-13 | Konica Minolta Holdings Inc | 標準モデルの変形方法およびモデリング装置 |
| US10435878B2 (en) | 2015-08-31 | 2019-10-08 | Lixil Corporation | Flush toilet |
-
1991
- 1991-09-25 JP JP3245497A patent/JPH0581377A/ja active Pending
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| JP4635392B2 (ja) * | 2001-08-09 | 2011-02-23 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | ３次元物体の表面形状モデリング装置、および、プログラム |
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| US10435878B2 (en) | 2015-08-31 | 2019-10-08 | Lixil Corporation | Flush toilet |
| US11193266B2 (en) | 2015-08-31 | 2021-12-07 | Lixil Corporation | Flush toilet |
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