JPH0614344B2 - 三次元形状記憶装置 - Google Patents
三次元形状記憶装置Info
- Publication number
- JPH0614344B2 JPH0614344B2 JP61150380A JP15038086A JPH0614344B2 JP H0614344 B2 JPH0614344 B2 JP H0614344B2 JP 61150380 A JP61150380 A JP 61150380A JP 15038086 A JP15038086 A JP 15038086A JP H0614344 B2 JPH0614344 B2 JP H0614344B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- holding
- shape
- arc
- holding means
- skeleton
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は三次元形状記憶装置、特にアニメーション，グ
ラフィックデザイン，ＣＡＥ，土木／建築設計などに用
いる物体の三次元形状を表現するデータを情報システム
内に保持する装置に関する。
ラフィックデザイン，ＣＡＥ，土木／建築設計などに用
いる物体の三次元形状を表現するデータを情報システム
内に保持する装置に関する。
従来技術では三次元立体の形状を情報システム内に保持
する場合、（ｉ）立体を構成するすべての線分を保持す
る方法、（ｉｉ）立体を構成するすべての面要素を保持
する方法、（ｉｉｉ）立体を単体図形（以後プリミティ
ブという）の構造化された集合として保持する方法が提
案されている。
する場合、（ｉ）立体を構成するすべての線分を保持す
る方法、（ｉｉ）立体を構成するすべての面要素を保持
する方法、（ｉｉｉ）立体を単体図形（以後プリミティ
ブという）の構造化された集合として保持する方法が提
案されている。
第１の立体を構成するすべての線分を保持する方法で
は、複雑な形状やリアルな表現を実現するためには非常
に多くのデータ量が必要である。また、データの表示結
果があたかも立体のように見えるのみで、実際に面ある
いは立体としての認識を行うためには、データの構造化
が必要である。第２の立体を構成するすべての面要素を
保持する方法では、表示時にシェーディングを行うなど
により、比較的少ないデータの保持でリアルな表現が可
能であるが、立体としての認識を行うためには、データ
の構造化が必要である。また、複雑な形状を面表現とし
て分解し格納する方法では一般には難しく効率も悪い。
第３の立体を単体図形の構造化された集合として保持す
る方法では、単体図形間の接合状態の保持が難しい。ま
た、第２の方法と同様にリアルな表現は可能であるが、
図形間の衝突面の計算を表示時に行う必要があり、効率
上問題がある。
は、複雑な形状やリアルな表現を実現するためには非常
に多くのデータ量が必要である。また、データの表示結
果があたかも立体のように見えるのみで、実際に面ある
いは立体としての認識を行うためには、データの構造化
が必要である。第２の立体を構成するすべての面要素を
保持する方法では、表示時にシェーディングを行うなど
により、比較的少ないデータの保持でリアルな表現が可
能であるが、立体としての認識を行うためには、データ
の構造化が必要である。また、複雑な形状を面表現とし
て分解し格納する方法では一般には難しく効率も悪い。
第３の立体を単体図形の構造化された集合として保持す
る方法では、単体図形間の接合状態の保持が難しい。ま
た、第２の方法と同様にリアルな表現は可能であるが、
図形間の衝突面の計算を表示時に行う必要があり、効率
上問題がある。
本発明の目的は、以上述べた従来技術の欠点を軽減し、
リアルな表現を可能にする単純で維持更新の容易な三次
元形状の記憶装置を提供することである。
リアルな表現を可能にする単純で維持更新の容易な三次
元形状の記憶装置を提供することである。
本発明の三次元形状記憶装置は、物体の骨格形状の互い
の繋り方を保持する位相構造保持手段と、前記骨格形状
を構成するアークの形状を保持するアーク形状保持手段
と、前記アークを構成する線分の属性を保持するアーク
属性保持手段と、前記アークの両端点であるノードの属
性を保持するノード属性保持手段と、前記アークに軸を
通された三次元図形単体の形状を保持する図形形状保持
手段と、どのアーク上にどの三次元図形単体が存在する
かを表現してアーク上における三次元図形単体の位置を
保持する位置関係保持手段と、物体の名称および登録日
などを管理するオブジェクト管理手段と、前記保持手段
へ入力情報を蓄積する入力情報格納手段と、前記保持手
段から必要な物体の形状を抽出する形状検索手段とを有
して構成される。
の繋り方を保持する位相構造保持手段と、前記骨格形状
を構成するアークの形状を保持するアーク形状保持手段
と、前記アークを構成する線分の属性を保持するアーク
属性保持手段と、前記アークの両端点であるノードの属
性を保持するノード属性保持手段と、前記アークに軸を
通された三次元図形単体の形状を保持する図形形状保持
手段と、どのアーク上にどの三次元図形単体が存在する
かを表現してアーク上における三次元図形単体の位置を
保持する位置関係保持手段と、物体の名称および登録日
などを管理するオブジェクト管理手段と、前記保持手段
へ入力情報を蓄積する入力情報格納手段と、前記保持手
段から必要な物体の形状を抽出する形状検索手段とを有
して構成される。
本発明の三次元形状記憶装置は、物体の三次元形状をそ
の物体の骨格形状（以下、スケルトンという。）とスケ
ルトンに通された三次元図形単体として保持する。従っ
て、物体が動いた場合の形状の変化や、形状の変形を表
現する場合に、スケルトンの更新と三次元単体図形の変
形を独立に扱うことができ、効率的で融通性の高いデー
タの維持・更新が可能である。また、スケルトンを構成
するアークの属性として長さ，伸縮性などを保持可能で
あり、スケルトン部の属性の違いにより、同じトポロジ
ーを持ちかつ同じ三次元単体図形を利用しながら、異な
る形状を持つ物体の表現が容易行える。
の物体の骨格形状（以下、スケルトンという。）とスケ
ルトンに通された三次元図形単体として保持する。従っ
て、物体が動いた場合の形状の変化や、形状の変形を表
現する場合に、スケルトンの更新と三次元単体図形の変
形を独立に扱うことができ、効率的で融通性の高いデー
タの維持・更新が可能である。また、スケルトンを構成
するアークの属性として長さ，伸縮性などを保持可能で
あり、スケルトン部の属性の違いにより、同じトポロジ
ーを持ちかつ同じ三次元単体図形を利用しながら、異な
る形状を持つ物体の表現が容易行える。
以下、本発明による三次元形状記憶装置について図面を
参照しながら説明する。
参照しながら説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す機能ブロック図であ
る。同図において４は物体の名称，登録日，位相構造保
持手段５（後述する。）と位置関係保持手段９（後述す
る。）へのポインターなどを管理するオブジェクト管理
手段、５は三次元物体のスケルトンの互いの繋ぎ方を保
持する位相構造保持手段、６はスケルトンを構成するア
ークの形状を、アークの両端点であるノードの座標とし
て保持するアーク形状保持手段である。７はアークの属
性である長さ，伸縮性などをアーク毎に保持するアーク
属性保持手段であり、８はノード自体が図形単体をつな
げる可能性があるかどうかを示す図形単体の止め具機能
（図形ストッパー機能）の有無，ノードにおけるスケル
トンの上下，左右の曲りと自身の回転からなる動きの自
由度などを保持するノード属性保持手段である。１０は
三次元単体図形の形状を標準の三次元プリミティブの種
別とパラメータ値（たとえば、円ならば中心などプリミ
ティブの位置決定を行なう場合などに基準となる点（プ
リミティブ基準点），プリミティブにスケルトンを軸と
して通す場合のプリミティブ上の軸を通す場所の情報
（軸情報））として保持する図形形状保持手段であり、
９はスケルトンと図形形状の貫通関係，位置関係を保持
する位置関係保持手段である。２は前記各保持手段へ、
入力情報を蓄積する入力情報格納手段であり、３は前記
保持手段に保持されている物体の三次元形状情報を制御
手段１の指示に従って抽出する形状検索手段である。１
は前記各手段間のデータおよび制御の受け渡しをコント
ロールする三次元形状記憶装置全体の制御手段である。
る。同図において４は物体の名称，登録日，位相構造保
持手段５（後述する。）と位置関係保持手段９（後述す
る。）へのポインターなどを管理するオブジェクト管理
手段、５は三次元物体のスケルトンの互いの繋ぎ方を保
持する位相構造保持手段、６はスケルトンを構成するア
ークの形状を、アークの両端点であるノードの座標とし
て保持するアーク形状保持手段である。７はアークの属
性である長さ，伸縮性などをアーク毎に保持するアーク
属性保持手段であり、８はノード自体が図形単体をつな
げる可能性があるかどうかを示す図形単体の止め具機能
（図形ストッパー機能）の有無，ノードにおけるスケル
トンの上下，左右の曲りと自身の回転からなる動きの自
由度などを保持するノード属性保持手段である。１０は
三次元単体図形の形状を標準の三次元プリミティブの種
別とパラメータ値（たとえば、円ならば中心などプリミ
ティブの位置決定を行なう場合などに基準となる点（プ
リミティブ基準点），プリミティブにスケルトンを軸と
して通す場合のプリミティブ上の軸を通す場所の情報
（軸情報））として保持する図形形状保持手段であり、
９はスケルトンと図形形状の貫通関係，位置関係を保持
する位置関係保持手段である。２は前記各保持手段へ、
入力情報を蓄積する入力情報格納手段であり、３は前記
保持手段に保持されている物体の三次元形状情報を制御
手段１の指示に従って抽出する形状検索手段である。１
は前記各手段間のデータおよび制御の受け渡しをコント
ロールする三次元形状記憶装置全体の制御手段である。
第２図（ａ）および（ｂ）は人間をモデル物体として、
そのスケルトンとスケルトン上へプリミティブを通した
例である。第３図は第２図に示した人間の形状に関し
て、位相構造保持手段５を構成した例である。第４図〜
第８図は、それぞれ第２図の人間の形状の一部に関し
て、アーク形状保持手段６，アーク属性保持手段７，ノ
ード属性保持手段８，位置関係保持手段９，図形形状保
持手段１０を構成した例である。
そのスケルトンとスケルトン上へプリミティブを通した
例である。第３図は第２図に示した人間の形状に関し
て、位相構造保持手段５を構成した例である。第４図〜
第８図は、それぞれ第２図の人間の形状の一部に関し
て、アーク形状保持手段６，アーク属性保持手段７，ノ
ード属性保持手段８，位置関係保持手段９，図形形状保
持手段１０を構成した例である。
上記のような三次元形状記憶装置において、入力情報格
納手段２と形状検索手段３による情報の蓄積と抽出過程
を第９図の流れ図に沿って説明する。
納手段２と形状検索手段３による情報の蓄積と抽出過程
を第９図の流れ図に沿って説明する。
第９図（ａ）は、入力情報格納手段２による情報の蓄積
過程を示したものである。まず、ステップ２１では、座
標入力デバイスなどにより作成されたスケルトン情報を
読み込む。次に、このスケルトンが表現する物体の名
称，作成日などをオブジェクト管理手段４に格納する
（ステップ２２）。そして、先に入力されたスケルトン
情報からアーク形状を表現するノードの座標値をアーク
形状保持手段６に格納する（ステップ２３）。また、入
力された情報からアーク同士の接続関係をマトリックス
として生成し、位相構造保持手段５に格納する（ステッ
プ２４）。さらに、入力された情報からアークの属性，
ノードの属性に関する情報を分離し、コードと属性値の
組として表形式でアーク属性保持手段７，ノード属性保
持手段８にそれぞれ格納する（ステップ２５）。次に、
ステップ２６〜２８ではスケルトンに通すべき三次元図
形単体を読み込み、図形形状保持手段１０に形状を表現
するプリミティブ種別、パラメータ、プリミティブ基準
点、軸情報などを格納するとともに、スケルトン上での
位置を計算し、位置関係保持手段９に格納する。ステッ
プ２６〜２８をすべての図形を格納し終るまで繰返し、
一つのオブジェクトに関する三次元形状の蓄積処理を終
了する。
過程を示したものである。まず、ステップ２１では、座
標入力デバイスなどにより作成されたスケルトン情報を
読み込む。次に、このスケルトンが表現する物体の名
称，作成日などをオブジェクト管理手段４に格納する
（ステップ２２）。そして、先に入力されたスケルトン
情報からアーク形状を表現するノードの座標値をアーク
形状保持手段６に格納する（ステップ２３）。また、入
力された情報からアーク同士の接続関係をマトリックス
として生成し、位相構造保持手段５に格納する（ステッ
プ２４）。さらに、入力された情報からアークの属性，
ノードの属性に関する情報を分離し、コードと属性値の
組として表形式でアーク属性保持手段７，ノード属性保
持手段８にそれぞれ格納する（ステップ２５）。次に、
ステップ２６〜２８ではスケルトンに通すべき三次元図
形単体を読み込み、図形形状保持手段１０に形状を表現
するプリミティブ種別、パラメータ、プリミティブ基準
点、軸情報などを格納するとともに、スケルトン上での
位置を計算し、位置関係保持手段９に格納する。ステッ
プ２６〜２８をすべての図形を格納し終るまで繰返し、
一つのオブジェクトに関する三次元形状の蓄積処理を終
了する。
第９図（ｂ）は、形状検索手段３による情報の抽出過程
を示したものである。まず、ステップ３１では、制御手
段１によって指示されるオブジェクトの名称や表示画面
上からの指示座標値から検索対象の解析を行う。次に、
ステップ３１の解析結果に基づきオブジェクト管理手段
４からオブジェクト情報を抽出し、本情報を用いて、物
体のスケルトン情報の抽出を行う（ステップ３２，３
３）。そして、このスケルトンを構成するアークの形状
を抽出し、さらに位置関係保持手段９に保持されている
アークと図形単体の関係をたどり、該アークに通されて
いる図形の情報を抽出する（ステップ３４，３５）。ス
テップ３４〜３５の処理を物体を構成するすべてのアー
クに関して繰返し、一つのオブジェクトに関する情報の
検索処理を終了する。
を示したものである。まず、ステップ３１では、制御手
段１によって指示されるオブジェクトの名称や表示画面
上からの指示座標値から検索対象の解析を行う。次に、
ステップ３１の解析結果に基づきオブジェクト管理手段
４からオブジェクト情報を抽出し、本情報を用いて、物
体のスケルトン情報の抽出を行う（ステップ３２，３
３）。そして、このスケルトンを構成するアークの形状
を抽出し、さらに位置関係保持手段９に保持されている
アークと図形単体の関係をたどり、該アークに通されて
いる図形の情報を抽出する（ステップ３４，３５）。ス
テップ３４〜３５の処理を物体を構成するすべてのアー
クに関して繰返し、一つのオブジェクトに関する情報の
検索処理を終了する。
以上述べた三次元形状の保持，格納，検索の処理を、制
御手段１がコントロールしており、さらに制御手段１は
情報の入力系，情報の表示系とのインタフェイスも管理
している。
御手段１がコントロールしており、さらに制御手段１は
情報の入力系，情報の表示系とのインタフェイスも管理
している。
以上詳細に説明した様に、この発明によれば物体の三次
元形状を物体のスケルトン情報と、スケルトンに通され
たプリミティブの形状情報、および該２情報の関連情報
として保持することができる。したがってこのような三
次元形状記憶装置により物体の形状を保持することによ
り、利用者はスケルトンの更新とプリミティブの更新を
独立に行うことができ、効率的で、融通性の高いデータ
の維持・管理ができる。
元形状を物体のスケルトン情報と、スケルトンに通され
たプリミティブの形状情報、および該２情報の関連情報
として保持することができる。したがってこのような三
次元形状記憶装置により物体の形状を保持することによ
り、利用者はスケルトンの更新とプリミティブの更新を
独立に行うことができ、効率的で、融通性の高いデータ
の維持・管理ができる。
また、本発明によれば、物体の変形や動画の作成におい
ても、スケルトン情報の変化あるいはプリミティブの変
形としても扱うことができ、この三次元形状記憶装置
を、データベースとして用いることにより、表現力の高
いシステムの構築が可能になる。
ても、スケルトン情報の変化あるいはプリミティブの変
形としても扱うことができ、この三次元形状記憶装置
を、データベースとして用いることにより、表現力の高
いシステムの構築が可能になる。
第１図は本発明による三次元形状記憶装置の一実施例を
示す機能ブロック図、第２図は人間をモデル物体とし
て、そのスケルトンとスケルトン上へプリミティブを通
して作成したオブジェクトを表現する図、第３図はスケ
ルトンを構成するアークの接続関係を保持する位相構造
保持手段の構成例を示す図、第４図はアーク形状保持手
段の構成例を示す図、第５図はアーク属性保持手段の構
成例を示す図、第６図はノード属性保持手段の構成例を
示す図、第７図は位置関係保持手段の構成例を示す図、
第８図は図形形状保持手段の構成例を示す図、第９図は
入力情報格納手段と形状検索手段による、情報の蓄積と
検索の過程を示す流れ図である。 １……制御手段、２……入力情報格納手段、３……形状
検索手段、４……オブジェクト管理手段、５……位相構
造保持手段、６……アーク形状保持手段、７……アーク
属性保持手段、８……ノード属性保持手段、９……位置
関係保持手段、１０……図形形状保持手段。
示す機能ブロック図、第２図は人間をモデル物体とし
て、そのスケルトンとスケルトン上へプリミティブを通
して作成したオブジェクトを表現する図、第３図はスケ
ルトンを構成するアークの接続関係を保持する位相構造
保持手段の構成例を示す図、第４図はアーク形状保持手
段の構成例を示す図、第５図はアーク属性保持手段の構
成例を示す図、第６図はノード属性保持手段の構成例を
示す図、第７図は位置関係保持手段の構成例を示す図、
第８図は図形形状保持手段の構成例を示す図、第９図は
入力情報格納手段と形状検索手段による、情報の蓄積と
検索の過程を示す流れ図である。 １……制御手段、２……入力情報格納手段、３……形状
検索手段、４……オブジェクト管理手段、５……位相構
造保持手段、６……アーク形状保持手段、７……アーク
属性保持手段、８……ノード属性保持手段、９……位置
関係保持手段、１０……図形形状保持手段。
Claims (1)
- 【請求項１】物体の骨格形状の互いの繋り方を保持する
位相構造保持手段と、前記骨格形状を構成するアークの
形状を保持するアーク形状保持手段と、前記アークを構
成する線分の属性を保持するアーク属性保持手段と、前
記アークの両端点であるノードの属性を保持するノード
属性保持手段と、前記アークに軸を通された三次元図形
単体の形状を保持する図形形状保持手段と、どのアーク
上にどの三次元図形単体が存在するかを表現してアーク
上における三次元図形単体の位置を保持する位置関係保
持手段と、物体の名称および登録日などを管理するオブ
ジェクト管理手段と、前記保持手段へ入力情報を蓄積す
る入力情報格納手段と、前記保持手段から必要な物体の
形状を抽出する形状検索手段とを有することを特徴とす
る三次元形状記憶装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61150380A JPH0614344B2 (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 三次元形状記憶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61150380A JPH0614344B2 (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 三次元形状記憶装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS635478A JPS635478A (ja) | 1988-01-11 |
| JPH0614344B2 true JPH0614344B2 (ja) | 1994-02-23 |
Family
ID=15495731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61150380A Expired - Lifetime JPH0614344B2 (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 三次元形状記憶装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0614344B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0485766A3 (en) * | 1990-11-06 | 1993-06-30 | Biomechanics Corporation Of America | Anthropometric computer aided design method and system |
| JPH0995289A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Honda Motor Co Ltd | 補助動力装置付き自転車 |
| JP3034483B2 (ja) * | 1997-04-21 | 2000-04-17 | 核燃料サイクル開発機構 | オブジェクト探索方法およびその方法を用いた装置 |
| WO2002093497A1 (fr) | 2001-05-14 | 2002-11-21 | Netdimension Corporation | Systeme de distribution d'informations et procede de distribution d'informations |
-
1986
- 1986-06-25 JP JP61150380A patent/JPH0614344B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS635478A (ja) | 1988-01-11 |
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