JPH06103342A - 形状モデラ用形状復元装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 局所的アンドゥ法を実現して、素形材等の複
雑な形状モデルを作成する場合の形状の復元を無駄なく
容易に行い得るようにすることを目的とする。 【構成】 形状モデラ１が演算で形状を消滅させる際
に、残す領域と消滅させる領域との境界のエッジとそれ
に接続されたフェイスとの組にその消滅させる領域の前
記境界のエッジを特定し得るポインタを付与するポイン
タ付与手段３と、前記消滅させる領域をデッドシェルと
して、それを階層的に関連づけて複数保有し得るデッド
シェル保有手段４と、作成された形状モデルと復元する
領域との境界のエッジとそれに接続されるフェイスとの
組が指定されると、前記デッドシェルの内からその指定
された組に付帯するポインタで特定されたエッジを持つ
ものを捜し出し、そのデッドシェルの領域が形成する形
状を結合演算により前記形状モデルに結合して復元する
形状結合手段５と、を具えるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コンピュータ支援設
計（ＣＡＤ）装置等にて構成され、二つの図形から一つ
の図形を生成させる演算を繰り返し行って形状モデルを
作成する、立体もしくは曲面を取り扱うことができる形
状モデラに用いられ、該形状モデラが前記演算によって
消滅させた形状を、作成された形状モデル中に復元する
形状復元装置に関し、特には、鋳鍛造で形成する素形材
等の複雑な形状モデルを作成する形状モデラに好適な形
状復元装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上述の如き形状モデラによって形状モデ
ルを作成する際には、作成途中で図形操作の誤りを発見
した場合の修復や、作成後に設計変更が要求された場合
の対応や、座ぐり孔等の形状特徴のみの消去等の必要上
から、作成した形状モデル中に演算で消滅させた形状を
復元する必要が生ずる場合があり、かかる場合の形状復
元方法としては従来、例えば、その形状モデルを一旦御
破算とし、作成時の実行記録を利用して始めから上記形
状の消滅演算前まで再実行する方法（再実行法）や、形
状モデルの作成手順をオイラーオペレータ等の形で保存
しておき、その手順を逆に辿って上記演算の前の段階ま
で戻る方法（アンドゥ法)(特開平 2-83610号公報参照）
や、上記演算を基本図形の創成と集合を行うものとして
捉え、基本図形単位でその図形の付与や取消しの演算が
されなかった場合の形状に戻す方法（取消操作法）等が
知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、素形材
等を対象とした複雑な形状モデルを作成する場合には、
その形状モデルは通常、多数の図形の集合体となる。そ
れゆえ、上記再実行法で形状復元を行おうとすると、そ
の形状モデルの作成の全段階について実行記録を作成す
る必要があるためその作成自体に工数が嵩むという問題
がある。しかもこの方法では、僅かな変更でも始めから
やり直すことになるので、形状モデルの作成が最終段階
まで来ている場合には多大な工数がかかるという問題も
ある。

【０００４】また上記アンドゥ法では、消滅演算前へ逆
に辿るコマンドの実行に比較的時間がかかるという問題
があり、また形状モデル作成の初期の段階で付与した形
状の設計変更に対応しようとすると、殆ど全ての作業を
やり直すことになってしまうので、上記再実行法の方が
まだ工数が少なくて済むことになる。しかもこの方法で
は、一つの形状の影響を及ぼす範囲が小さい場合でも、
その演算と関係のない部分までその演算より後に実行さ
れたという理由だけで再度計算し直さなければならない
ので、無駄が多くなるという問題もある。

【０００５】そして上記取消操作法では、例えば溝底に
孔がある形状モデルの溝の形状を形成する基本図形を取
り消すとその形状モデルの内部に見えない孔だけが残留
する等、使用者の意図しない図形ができてしまう場合が
あり、かかる図形は使用者を混乱させる原因となる。し
かもこの方法では、戻す操作でも時間がかかってしまう
幾何図形の演算を行わなければならず、元に戻すのであ
れば、このような幾何図形の演算を省いた方が時間の節
約になる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、必要な部分
のみ局所的に上記アンドゥ法を行い得るようにして上記
課題を有利に解決した装置を提供することを目的とする
ものであり、この発明の形状モデラ用形状復元装置は、
二つの図形から一つの図形を生成させる演算を繰り返し
行って形状モデルを作成する、立体もしくは曲面を取り
扱うことができる形状モデラに用いられ、該形状モデラ
が前記演算によって消滅させた形状を、作成された形状
モデル中に復元するものであって、前記形状モデラが前
記演算で形状を消滅させる際に、その演算後の形状モデ
ルが有することになるエッジおよびフェイスの内の、前
記消滅させる形状を形成する領域との間の境界をなすエ
ッジと、そのエッジに接続されたフェイスとの組に、前
記消滅させる形状を形成する領域の前記境界をなすエッ
ジを特定し得るポインタを付与するポインタ付与手段
と、前記消滅させる形状を形成する領域をデッドシェル
として保有するとともに、前記デッドシェルとした領域
中のフェイスと他のエッジとの組に他のポインタが付与
されている場合にはそのポインタも併せて保有すること
により、複数のデッドシェルを階層的に関連づけて保有
し得るデッドシェル保有手段と、前記作成された形状モ
デルが有しているエッジおよびフェイスの内の、復元す
る形状を形成する領域との間の境界となるエッジと、そ
のエッジに接続されるフェイスとの組が指定されると、
前記デッドシェル保有手段が保有しているデッドシェル
の内からその指定されたフェイスとエッジとの組に付与
されている前記ポインタで特定されたエッジを持つデッ
ドシェルを捜し出し、そのデッドシェルとされた領域が
形成する形状を結合演算により、前記作成された形状モ
デルの前記指定されたエッジで分割された二つの領域の
内の前記フェイスを有する方の領域に、前記特定された
エッジを介し結合して、前記形状を復元する形状結合手
段と、を具えることを特徴とするものである。

【０００７】そしてこの発明の装置における前記形状結
合手段は、前記作成された形状モデルが有しているエッ
ジおよびフェイスの内の、前記指定されたフェイスとエ
ッジとの組のエッジが、環状に閉じていないか、または
前記作成された形状モデルが有している環状に閉じたエ
ッジ上の二点を結ぶものとなっていない場合には、その
環状に閉じることまたは二点を結ぶことを妨げている、
前記デッドシェルへのポインタを付与されたエッジを順
次検索することにより、階層的に関連づけられたデッド
シェルから、消滅させた形状を順次復元することを特徴
とするものであっても良い。なお本発明中「エッジ」と
は、エッジ列を含むものをいう。

【０００８】

【作用】かかる形状復元装置にあっては、形状モデラが
演算で形状を消滅させる際に、ポインタ付与手段が、そ
の演算後の形状モデルが有することになるエッジおよび
フェイスの内の、前記消滅させる形状を形成する領域と
の間の境界をなすエッジと、そのエッジに接続されたフ
ェイスとの組に、その消滅させる形状を形成する領域の
前記境界をなすエッジを特定し得るポインタを付与し、
デッドシェル保有手段が、前記消滅させる形状を形成す
る領域をデッドシェルとして保有するとともに、前記デ
ッドシェルとした領域中のフェイスと他のエッジとの組
に他のポインタが付与されている場合にはそのポインタ
も併せて保有することにより、必要に応じ複数のデッド
シェルを階層的に関連づけて保有する。

【０００９】そして、該装置の使用者によって、前記作
成された形状モデルが有しているエッジおよびフェイス
の内の、復元する形状を形成する領域との間の境界とな
るエッジと、そのエッジに接続されるフェイスとの組が
指定されると、形状結合手段が、デッドシェル保有手段
が保有しているデッドシェルの内から、指定されたフェ
イスとエッジとの組に付与されているポインタで特定さ
れたエッジを持つデッドシェルを捜し出し、そのデッド
シェルとされた領域が形成する形状を、結合演算によ
り、前記作成された形状モデルの指定されたエッジで分
割された二つの領域の内の前記フェイスを有する方の領
域に、前記特定されたエッジを介し結合して、所要の形
状を復元する。

【００１０】従って、この発明の装置によれば、作成し
た形状モデルのある箇所を変更したい場合に、その箇所
に関係のあるエッジと、そのエッジに接続されたフェイ
スとの組を指定することにて、当該箇所に関係のない部
分はそのままにしておき関係のある部分のみについて一
旦消去した形状を復元するという局所的アンドゥ法を行
い得るので、多数の図形の集合体となる、素形材等を対
象とした複雑な形状モデルを作成する場合でも、その形
状モデルの作成自体に工数が嵩むこともなく、しかも、
形状の復元ひいてはその変更を無駄なくかつ容易に行う
ことができる。そしてこの装置によれば、消去した図形
を、階層的に関連づけて保有しているデッドシェルから
取り出して復元するので、形状モデルの作成の際の局所
的な実行順序を逆に辿りながら逐次図形を復元し得て、
形状の復元に際し使用者の意図しない図形ができてしま
うことがなく、また、幾何図形の演算を行わずに図形間
の位相関係を用いて復元を行うので、図形の復元を短時
間で行うことができる。

【００１１】なおここで、作成された形状モデルが有し
ているエッジおよびフェイスの内の指定されたフェイス
とエッジとの組のエッジが、環状に閉じていないか、ま
たはその作成された形状モデルが有している環状に閉じ
たエッジ上の二点を結ぶものとなっていない場合に、形
状結合手段が、環状に閉じることまたは二点を結ぶこと
を妨げている、デッドシェルへのポインタを付与された
エッジを順次検索することにより、階層的に関連づけら
れたデッドシェルから、消滅させた形状を順次復元する
ようにすれば、環状に閉じていないエッジや、作成され
た形状モデルが有している環状に閉じたエッジ上の二点
を結ぶものとなっていないエッジを指定した場合でも、
実行不能状態に陥らずに復元を続けることができる。

【００１２】

【実施例】以下に、この発明の実施例を図面に基づき詳
細に説明する。図１は、この発明の形状モデラ用形状復
元装置の一実施例を示す構成図であり、図中１は、具体
的にはあらかじめ与えられたプログラムと使用者が入力
するデータとに基づき作動する通常のコンピュータ支援
設計（ＣＡＤ）装置によって構成されている形状モデ
ラ、また図中２は、その形状モデラ中に組み込まれた、
上記実施例の形状復元装置をそれぞれ示す。

【００１３】ここにおける形状モデラ１は、二つの図形
から一つの図形を生成させる、集合演算、分割結合演
算、曲面の分離およびフィレットの演算を所要に応じ適
宜繰り返し行って、曲面と立体とが共存する形状モデル
を作成するものであり、その取り扱う図形のデータとし
て、頂点、エッジ（稜線）およびフェイス（面分）を幾
何学的に表す幾何データと、それら頂点、エッジおよび
フェイスからなる位相要素間の接続関係を表す位相デー
タとを有し、その幾何データと位相データとに基づき、
使用者が取り扱う図形範囲である外部表現モデル（形状
モデル）として、境界を持つことを許容する二次元多様
体モデルを形成する。一方この形状モデラ１は、上記実
施例の形状復元装置２を具えることから、内部的に取り
扱う図形範囲である内部表現モデルとして、後述するデ
ッドシェルを含む非多様体モデルを構成する。かかる形
状モデラ１は、例えば本発明者が先に精密工学会誌に19
91年8月に発表した論文「曲面立体共存モデラの位相数
学モデルと集合演算」等で知られている。

【００１４】上記形状モデラ１が取り扱う位相データ
は、ウイングドエッジ構造を具えており、そのウイング
ドエッジ構造とは、図２に示すように、全てのエッジＥ
に対して、両側のフェイスＦ_R およびＦ_L と、両端の頂
点Ｖ₁ およびＶ₂ と、両側のフェイスＦ_R およびＦ_L に
それぞれ隣接するとともに当該エッジＥに接続するエッ
ジＥ_1R, Ｅ_1L, Ｅ_2RおよびＥ_2Lとの間の隣接関係を示す
データを付帯させ、エッジを中心として立体の位相構造
を表すようにしたデータ構造であって、スタンフォード
大学のBaumgart氏が1975年に初めて報告したものであ
り、該データ構造の詳細は、既に発表された他の幾つか
の論文に記載されている一方、本発明とは直接は関係が
ないため、ここでは説明を省略する。

【００１５】しかしてここにおける形状復元装置２は、
図１に示すように、ポインタ付与手段３と、デッドシェ
ル保有手段４と、形状結合手段５とを具えており、ここ
で、ポインタ付与手段３は、形状モデラ１が上記演算で
形状を消滅させる際に、その演算後の形状モデルが有す
ることになる、残存するエッジおよびフェイスのうち
の、上記消滅させる形状を形成する領域との間の境界を
なすエッジ（演算後の形状モデルとその消滅させる形状
を形成する領域との間で共有されるエッジ）と、そのエ
ッジに接続されたフェイスとの組に、上記消滅させる形
状を形成する領域の上記境界をなすエッジを特定し得る
ポインタ（探す側が保有する、探される側のデータの所
在地を示すアドレス）を付与する。これにより、エッジ
とフェイスの組は、その組との間でエッジを共有する特
定の消滅させる形状を形成する領域と一対一で対応する
ことになる。

【００１６】すなわち、例えば図３（ａ）に示すような
二つの図形Ｐ₁(Ｐ₁ ＝Ａ₁₁∪Ａ₁₂）およびＰ₂(Ｐ₂ ＝Ａ
₂₁∪Ａ₂₂）を結合する演算を行って、図３（ｂ）に実線
で示すような中央部が折れた図形Ｐ₃(Ｐ₃ ＝Ａ₁₁∪
Ａ₂₁）を作成する場合には、図形Ｐ₁ について見ると、
二つの図形Ｐ₁,Ｐ₂ の交線であるエッジＥ₁ で分割され
た右側の領域Ａ₁₂は消滅させる形状を形成し、また、そ
のエッジＥ₁ で分割された左側の領域Ａ₁₁は演算後も残
存して、図形Ｐ₃ が有するものとなるが、上記ポインタ
付与手段３はその演算の際に、上記領域Ａ₁₁の上記エッ
ジＥ₁ とそれに接続されたフェイスＦ₁₁との組のウイン
グドエッジ構造をなす位相データに、上記消滅させる形
状を形成する領域Ａ₁₂の、残存する領域Ａ₁₁との間で共
用されるエッジＥ₁ を特定するポインタＢ₁ を付与す
る。従ってエッジＥ₁ の位相データは、そのエッジＥ₁
と例えばフェイスＦ_L となるフェイスＦ₁₁との組に付与
されたポインタＢ₁ を付帯することになる。

【００１７】この一方、図形Ｐ₂ について見ると、上記
エッジＥ₁ で分割された上側の領域Ａ₂₂は消滅させる形
状を形成し、また、そのエッジＥ₁ で分割された下側の
領域Ａ₂₁は演算後も残存して、図形Ｐ₃ が有するものと
なるが、上記ポインタ付与手段３は上記演算の際に、上
記領域Ａ₂₁の上記エッジＥ₁ とそれに接続されたフェイ
スＦ₂₁との組のウイングドエッジ構造をなす位相データ
に、上記消滅させる形状を形成する領域Ａ₂₂の、残存す
る領域Ａ₂₁との間で共用されるエッジＥ₁ を特定するポ
インタＢ₃ を付与する。従って、エッジＥ₁ の位相デー
タはさらに、そのエッジＥ₁ と例えばフェイスＦ_R とな
るフェイスＦ₂₁との組に付与されたポインタＢ₃ を付帯
することになる。

【００１８】またここで、上記デッドシェル保有手段４
は、形状モデラ１が上記演算で形状を消滅させる際に、
その消滅させる形状を形成する領域をデッドシェルDSと
いう属性を付して保有するとともに、そのデッドシェル
とした領域中のフェイスと他のエッジとの組に他のポイ
ンタが付与されている場合には、そのポインタも併せて
保有することにより、複数のデッドシェルを階層的に関
連づけて保有する。なお、残存する領域には、ライブシ
ェルLSという属性を付し、このライブシェルLSが形状モ
デルを形成する。

【００１９】すなわち、例えば上記図３に示す例では、
デッドシェル保有手段４は、消滅させる形状を形成する
領域Ａ₁₂, Ａ₂₂を、図３（ｂ）中破線で示すように、そ
れぞれデッドシェルDS₁, DS₃として保有し、それらの内
の、例えばデッドシェルDS₁とした領域Ａ₁₂中のフェイ
スＦ₁₂とエッジＥ₂ との組に、他の例えばデッドシェル
DS₂ と共用されるエッジＥ₂ を特定する他のポインタＢ
₂ が付与されている場合には、そのポインタＢ₂ も併せ
て保有する。これによりデッドシェル保有手段４は、複
数のデッドシェルDS、例えばDS₁, DS₂を階層的に関連づ
けて保有することができ、かかるデッドシェル保有手段
４が保有するデッドシェルDSと、形状モデルを形成する
ライブシェルLSとは、例えば図４に示すように、ツリー
型の接続関係を有し、それらは全体として非多様体を構
成する。

【００２０】従って、ライブシェルLSに繋がる最初の階
層でもそれ以降の階層でも、デッドシェルDSは、指定さ
れたフェイスとエッジとの組が異なれば互いに異なるも
のとなるため、複数存在できるが、最初の階層で互いに
別のデッドシェルDS、例えば図４ではDS₁ とDS₃ からそ
れぞれ延びた別なツリーに属するデッドシェルDS間、例
えば図４ではDS₂ とDS₄ との間では、エッジや頂点の位
相的な接続関係は存在しない。

【００２１】ところで、ここにおけるライブシェルLSは
多様体を構成するので、一つのエッジとフェイスとの組
は本来は常に一つのポインタしか付帯せず、それゆえ一
つのデッドシェルしか特定しない。しかしながら、一回
前の図形演算で同一のエッジを境界として別の領域を消
滅させた場合には、そのエッジとそれに接続されたフェ
イスとの組は二つのデッドシェルを特定する必要があ
る。かかる場合には、今回の演算で消滅させてデッドシ
ェルとする領域の、その境界となるエッジと組んだフェ
イスの位置にダミーフェイスがあると考え、そのダミー
フェイスとその境界となるエッジとの組に、一回前の図
形演算でデッドシェルとした領域を特定するポインタを
付帯させれば良く、この方法をダミーフェイス法と呼
ぶ。この方法によれば、従来からの二次元多様体モデラ
の構成の延長としてデッドシェル保有手段４を容易に構
成することができる。

【００２２】さらにここで、上記形状結合手段５は、作
成された形状モデルが有しているエッジおよびフェイス
のうちの、復元する形状を形成する領域との間の境界と
なるエッジと、そのエッジに接続されるフェイスとの組
が指定されると、デッドシェル保有手段４が保有してい
るデッドシェルDSのうちから、その指定されたフェイス
とエッジとの組に付与されて付帯しているポインタで特
定されたエッジを持つデッドシェルDSを捜し出し、その
デッドシェルとされた領域が形成する形状を、結合演算
により、上記作成された形状モデルの上記指定されたエ
ッジで分割された二つの領域のうち、上記指定されたフ
ェイスを有する方の領域に、上記特定されたエッジを介
し結合して、元の形状を復元する。

【００２３】すなわち、例えば上記図３に示す例で、領
域Ａ₁₂が形成する形状を復元する場合に、該装置の使用
者が、作成された形状モデルである図形Ｐ₃ が有してい
るエッジおよびフェイスのうちの、領域Ａ₁₂との間の境
界となるエッジＥ₁ と、そのエッジＥ₁ に接続されるフ
ェイスＦ₁₁との組を指定すると、形状結合手段５は、デ
ッドシェル保有手段４が保有しているデッドシェルのう
ちから、その指定されたフェイスＦ₁₁とエッジＥ₁ との
組に付与されているポインタＢ₁ で特定されたエッジＥ
₁ を持つデッドシェルDS₁ を図３（ｂ）中矢印で示す如
く捜し出し、そのデッドシェルDS₁ とされた領域Ａ₁₂が
形成する形状を、結合演算により、上記図形Ｐ₃ の、上
記指定されたエッジＥ₁ で分割された二つの領域Ａ₁₁,
Ａ₂₁のうちの、上記フェイスＦ₁ を有する方の領域Ａ₁₁
に、上記特定されたエッジＥ₁ を介し結合して、元の形
状を復元する。

【００２４】なお、上記結合演算の過程で、図形Ｐ₃ の
領域Ａ₁₁と復元する領域Ａ₁₂との結合に先立って、その
復元する領域Ａ₁₂と重なることになる図形Ｐ₃ のもう一
方の領域Ａ₂₁は除去される。また逆に、図形Ｐ₃ から領
域Ａ₂₂を復元する場合には、その結合演算の過程で、図
形Ｐ₃ の領域Ａ₂₁と復元する領域Ａ₂₂との結合に先立っ
て、その復元する領域Ａ₂₂と重なることになる図形Ｐ₃
のもう一方の領域Ａ₁₁が除去される。かかる演算は、セ
ルオペレーター（先に記した1991年 8月精密工学会誌発
表の論文「曲面立体共存モデラの位相数学モデルと集合
演算」参照）を用いることにより、位相の完全性を保障
しつつ実現することができる。

【００２５】図５（ａ）〜（ｃ）は、上記実施例の形状
復元装置２を用いて形状復元を行う他の例を示す説明図
であり、ここでは、先ず同図（ａ）に示す如き図形Ｓ₁
と図形Ｓ₂ との集合和を求める演算（Ｓ₁ ∪Ｓ₂ →
Ｓ_A ）を行って同図（ｂ）に示す如き二階建ての図形Ｓ
_A （Ｓ_A ＝Ｓ_A1∪Ｓ_A2）を作成し、次にその図形Ｓ_A と
縦長の図形Ｓ_B との集合和を求める演算（Ｓ_A ∪Ｓ_B →
Ｓ_C ）を行って作成した、同図（ｃ）に示す如き図形Ｓ
_C （Ｓ_C ＝Ｓ_C1∪Ｓ_C2）から、図形Ｓ_A と図形Ｓ_Bを復
元し、さらに図形Ｓ₁ と図形Ｓ₂ を復元する。

【００２６】かかる場合には、先ず図形Ｓ₁ と図形Ｓ₂
との集合和を求める演算の際に、図５（ｂ）に示す如
く、ポインタ付与手段３が、図形Ｓ₁ から消滅する図形
Ｓ₁₂を特定するポインタｂ₁ を、図形Ｓ₁ と図形Ｓ₂ と
の境界となるエッジｅ₁ と、それに接続される図形Ｓ_A1
のフェイスｆ₁ との組に付与するとともに、図形Ｓ₂ か
ら消滅する図形Ｓ₂₂を特定するポインタｂ₂ を、そのエ
ッジｅ₁ と、それに接続される図形Ｓ_A2のフェイスｆ₂
との組に付与し、この一方、デッドシェル保有手段４
が、それらの図形Ｓ₁₂および図形Ｓ₂₂をそれぞれデッド
シェルとして保有する。

【００２７】そして図形Ｓ_A と図形Ｓ_B との集合和を求
める演算の際には、図５（ｃ）に示すように、ポインタ
付与手段３が、図形Ｓ_A から消滅する図形Ｓ_AXを特定す
るポインタｂ₃ を、図形Ｓ_A と図形Ｓ_B との境界となる
エッジｅ_a と、それに接続される図形Ｓ_C1のフェイスｆ
_a との組に付与するとともに、図形Ｓ_B から消滅する図
形Ｓ_BXを特定するポインタｂ₄ を、そのエッジｅ_a と、
それに接続される図形Ｓ_C2のフェイスｆ_b との組に付与
し、この一方、デッドシェル保有手段４が、それらの図
形Ｓ_AXおよび図形Ｓ_BXをそれぞれデッドシェルとして保
有する。

【００２８】しかして、上記図形Ｓ_C から図形Ｓ_A また
はＳ_B を復元する際には、形状結合手段５が、デッドシ
ェル保有手段４が保有している複数のデッドシェルのう
ちから、図形Ｓ_C の上記エッジｅ_a で分割される二つの
領域Ｓ_C1, Ｓ_C2の一方とそのエッジｅ_a との組の指定に
基づき定まるポインタｂ₃ またはｂ₄ を用いて、図形Ｓ
_AXまたはＳ_BXを形成するデッドシェルを捜し出し、その
デッドシェルが形成する形状を、結合演算（Ｓ_C1＋Ｓ_AX
→Ｓ_A またはＳ_C2＋Ｓ_BX→Ｓ_B ）により、上記図形Ｓ_C
の二つの領域Ｓ_C1, Ｓ_C2の内の上記指定されたフェイス
を有する方の領域に上記エッジｅ_a を介し結合して、元
の図形Ｓ_A またはＳ_B を復元する。

【００２９】さらに上記図形Ｓ_A から図形Ｓ₁ またはＳ
₂ を復元する際には、形状結合手段５が、デッドシェル
保有手段４が保有している複数のデッドシェルのうちか
ら、図形Ｓ_A の上記エッジｅ₁ で分割される二つの領域
Ｓ_A1, Ｓ_A2の一方とそのエッジｅ₁ との組の指定に基づ
き定まるポインタｂ₁ またはｂ₂ を用いて、図形Ｓ₁₂ま
たはＳ₂₂を形成するデッドシェルを捜し出し、そのデッ
ドシェルが形成する形状を、結合演算（Ｓ_A1＋Ｓ₁₂→Ｓ
₁ またはＳ_A2＋Ｓ₂₂→Ｓ₂ ）により、上記図形Ｓ_A の二
つの領域Ｓ_A1, Ｓ_A2の内の上記指定されたフェイスを有
する方の領域に上記エッジｅ₁ を介し結合して、元の図
形Ｓ₁ またはＳ₂ を復元する。

【００３０】図６は、上記実施例の形状復元装置２を、
自動変速機のオイルポンプハウジングの設計の際の形状
復元に適用した例を示すものであり、この例では、一旦
作成したハウジング形状モデルＭ₁ （図中右上に示す）
中に、作成途中で消滅させた半径方向のリブＬ₁ を一本
付加した後（図中左下に示す）、その形状モデルＭ₂の
他のリブＬ₂ に設けた円柱状部Ｃ₁ を除去して元のリブ
Ｌ₂ の壁部と底部の形状を復元し（図中右下に示す）、
所望のハウジング形状モデルＭ₃ を作成している。なお
図６では判りやすいように、作成したモデルを表示上は
ワイヤフレームの形で示している。

【００３１】上述の如くしてこの実施例の形状復元装置
２によれば、作成した形状モデルのある箇所を変更した
い場合に、その箇所に関係のあるエッジと、そのエッジ
に接続されたフェイスとの組を指定することにて、当該
箇所に関係のない部分はそのままにしておき関係のある
部分のみについて一旦消去した形状を復元するという局
所的アンドゥ法を行い得るので、多数の図形の集合体と
なる、素形材等を対象とした複雑な形状モデルを作成す
る場合でも、その形状モデルの作成自体に工数が嵩むこ
ともなく、しかも、形状の復元ひいてはその変更を無駄
なくかつ容易に行うことができる。

【００３２】そしてこの実施例の装置によれば、消去し
た図形を、階層的に関連づけて保有しているデッドシェ
ルから取り出して復元するので、形状モデルの作成の際
の局所的な実行順序を逆に辿りながら逐次図形を復元し
得て、形状の復元に際し使用者の意図しない図形ができ
てしまうことがなく、また、幾何図形の演算を行わずに
図形間の位相関係を用いて復元を行うので、図形の復元
を短時間で行うことができ、さらに、新たに非多様体モ
デラを作らなくても従来の形状モデラからの拡張により
容易に該装置を追加できるので、その追加を低コストで
行うことができる。

【００３３】またここにおける形状モデラ１によれば、
先に記した貫通孔やドリル孔、座面等の形状特徴を、作
成した形状モデル中から上記形状復元装置２の形状復元
機能で一旦消去した後、形状モデルとしては実現されて
いないが形状特徴を曖昧さなく規定できる表現である陰
表現（形状特徴論でいうimplicit representation)、例
えば形状特徴を生成し得る操作とそのパラメータとの組
等での表現として蓄えられた操作データを参照し、パラ
メータを変更してその操作を再実行することにより、形
状特徴の変更や移動を容易に行うことができる。

【００３４】ところで上記実施例の形状復元装置２は、
形状復元を行うに際し、作成された形状モデル（ライブ
シェルLS）を指定されたエッジで二つの領域に分割し
て、それらの内の指定されたフェイスを有する方の領域
に、そのエッジとフェイスとの組のポインタから辿った
デッドシェルが形成する形状を結合するので、その指定
されたエッジは本来、ライブシェルLSを二つに分割し得
るように、図７（ａ）に示すエッジｅ₁₀の如き環状に閉
じたものか、または同図（ｂ）に示すライブシェルLSが
有している環状に閉じたエッジｅ₁₁上の二点を結ぶエッ
ジｅ₁₂の如きものである必要がある。

【００３５】しかしながら該装置の使用者が復元しよう
とする図形によっては、図７（ｃ）に示すエッジｅ₁₃の
如き、あるいは図５に示す例の、エッジｅ_a で一部が切
り取られたエッジｅ₁ の如き、環状に閉じていないか、
または作成された形状モデルが有している環状に閉じた
エッジ上の二点を結ぶものとなっていないエッジが指定
される場合があり、かかる場合にはそのままでは形状復
元ができない。

【００３６】このような場合に、この実施例の形状復元
装置２では、形状結合手段５が、その環状に閉じること
または二点を結ぶことを妨げている、デッドシェルへの
ポインタを付与されたエッジを順次検索して、デッドシ
ェル保有手段４が保有している階層的に関連づけられた
デッドシェルから、消滅させた形状を順次復元する。

【００３７】すなわち、例えば図５（ｃ）に示す形状モ
デルＳ_C から図形Ｓ₂ を復元するため、上記エッジｅ₁
とフェイスｆ₁ との組が指定されると、エッジｅ₁ は環
状に閉じていないが、そのウイングドエッジデータには
エッジｅ_a との接続関係が記されているので、形状結合
手段５は、次にエッジｅ_a を検索し、そのエッジｅ_aは
閉じているので、そのエッジｅ_a から図形Ｓ_AXを復元し
てエッジｅ₁ を環状に繋ぎ、しかる後そのエッジｅ₁ か
ら図形Ｓ₂ を復元する。

【００３８】従って、この実施例の形状復元装置２によ
れば、作成された形状モデルが有しているエッジおよび
フェイスの内の指定されたフェイスとエッジとの組のエ
ッジが、環状に閉じていないか、またはその作成された
形状モデルが有している環状に閉じたエッジ上の二点を
結ぶものとなっていない場合でも、実行不能状態に陥ら
ずに復元を続けることができる。

【００３９】以上、図示例に基づき説明したが、この発
明は上述の例に限定されるものでなく、例えばポインタ
を付与する位相データとして、上記ウイングドエッジ構
造の代わりに、その変形であるスプリットエッジ構造あ
るいはハーフエッジ構造を用いても良く、他に、リング
構造等を用いても良い。

【００４０】

【発明の効果】かくしてこの発明の形状復元装置によれ
ば、多数の図形の集合体となる、素形材等を対象とした
複雑な形状モデルを作成する場合でも、その形状モデル
の作成自体に工数が嵩むこともなく、しかも、形状の復
元ひいてはその変更を無駄なくかつ容易に行うことがで
きる。そしてこの装置によれば、消去した図形を、階層
的に関連づけて保有しているデッドシェルから取り出し
て復元するので、形状モデルの作成の際の局所的な実行
順序を逆に辿りながら逐次図形を復元し得て、形状の復
元に際し使用者の意図しない図形ができてしまうことが
なく、また、幾何図形の演算を行わずに図形間の位相関
係を用いて復元を行うので、図形の復元を短時間で行う
ことができる。

【００４１】さらに、作成された形状モデルが有してい
るエッジおよびフェイスの内の指定されたフェイスとエ
ッジとの組のエッジが、環状に閉じていないか、または
その作成された形状モデルが有している環状に閉じたエ
ッジ上の二点を結ぶものとなっていない場合に、形状結
合手段が、環状に閉じることまたは二点を結ぶことを妨
げている、デッドシェルへのポインタを付与されたエッ
ジを順次検索することにより、階層的に関連づけられた
デッドシェルから、消滅させた形状を順次復元するよう
にすれば、環状に閉じていないエッジや、作成された形
状モデルが有している環状に閉じたエッジ上の二点を結
ぶものとなっていないエッジを指定した場合でも、実行
不能状態に陥らずに復元を続けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の形状モデラ用形状復元装置の一実施
例を示す構成図である。

【図２】上記実施例の装置が取り扱う位相データの構造
を示す説明図である。

【図３】上記実施例の装置のポインタ付与手段がポイン
タを付与する方法を示す説明図である。

【図４】上記実施例の装置のデッドシェル保有手段がデ
ッドシェルを保有する状態を示す説明図である。

【図５】（ａ）〜（ｃ）は、上記実施例の装置による形
状復元の手順を示す説明図である。

【図６】上記実施例の装置による形状復元の他の例を示
す説明図である。

【図７】（ａ）〜（ｃ）は、形状復元のために指定され
るエッジの例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 形状モデラ ２ 形状復元装置 ３ ポインタ付与手段 ４ デッドシェル保有手段 ５ 形状結合手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本多 正人 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 谷本 茂樹 東京都港区赤坂２丁目17番51号 日本ユニ シス株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二つの図形から一つの図形を生成させる
   演算を繰り返し行って形状モデルを作成する、立体もし
   くは曲面を取り扱うことができる形状モデラ（１）に用
   いられ、該形状モデラが前記演算によって消滅させた形
   状を、作成された形状モデル中に復元する形状復元装置
   （２）において、 前記形状モデラが前記演算で形状を消滅させる際に、そ
   の演算後の形状モデルが有することになるエッジおよび
   フェイスの内の、前記消滅させる形状を形成する領域
   （Ａ₁₂）との間の境界をなすエッジ（Ｅ₁)と、そのエッ
   ジ（Ｅ₁)に接続されたフェイス（Ｆ₁₁）との組に、前記
   消滅させる形状を形成する領域（Ａ₁₂）の前記境界をな
   すエッジ（Ｅ₁)を特定し得るポインタ（Ｂ₁)を付与する
   ポインタ付与手段（３）と、 前記消滅させる形状を形成する領域（Ａ₁₂）をデッドシ
   ェル（DS₁)として保有するとともに、前記デッドシェル
   とした領域（Ａ₁₂）中のフェイス（Ｆ₁₂）と他のエッジ
   （Ｅ₂)との組に他のポインタ（Ｂ₂)が付与されている場
   合にはそのポインタも併せて保有することにより、複数
   のデッドシェル（DS₁, DS₂) を階層的に関連づけて保有
   し得るデッドシェル保有手段（４）と、 前記作成された形状モデルが有しているエッジおよびフ
   ェイスの内の、復元する形状を形成する領域（Ａ₁₂）と
   の間の境界となるエッジ（Ｅ₁)と、そのエッジ（Ｅ₁)に
   接続されるフェイス（Ｆ₁₁）との組が指定されると、前
   記デッドシェル保有手段が保有しているデッドシェルの
   内からその指定されたフェイス（Ｆ₁₁）とエッジ（Ｅ₁)
   との組に付与されている前記ポインタ（Ｂ₁)で特定され
   たエッジ（Ｅ₁)を持つデッドシェル（DS₁)を捜し出し、
   そのデッドシェル（DS₁)とされた領域（Ａ₁₂）が形成す
   る形状を結合演算により、前記作成された形状モデルの
   前記指定されたエッジ（Ｅ₁)で分割された二つの領域の
   内の前記フェイス（Ｆ₁₁）を有する方の領域に、前記特
   定されたエッジ（Ｅ₁)を介し結合して、前記形状を復元
   する形状結合手段（５）と、を具えることを特徴とす
   る、形状モデラ用形状復元装置。
2. 【請求項２】 前記形状結合手段（５）は、前記作成さ
   れた形状モデルが有しているエッジおよびフェイスの内
   の、前記指定されたフェイスとエッジとの組のエッジ
   （Ｅ₁)が、環状に閉じていないか、または前記作成され
   た形状モデルが有している環状に閉じたエッジ上の二点
   を結ぶものとなっていない場合には、その環状に閉じる
   ことまたは二点を結ぶことを妨げている、前記デッドシ
   ェルへのポインタを付与されたエッジを順次検索するこ
   とにより、階層的に関連づけられたデッドシェル（DS₁,
   DS₂) から、消滅させた形状を順次復元することを特徴
   とする、請求項１記載の形状モデラ用形状復元装置。