JPH06180725A - パラメトリック曲面のb−スプライン曲面近似変換装置 - Google Patents

パラメトリック曲面のb−スプライン曲面近似変換装置

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JPH06180725A
JPH06180725A JP4353110A JP35311092A JPH06180725A JP H06180725 A JPH06180725 A JP H06180725A JP 4353110 A JP4353110 A JP 4353110A JP 35311092 A JP35311092 A JP 35311092A JP H06180725 A JPH06180725 A JP H06180725A
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JP
Japan
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curved surface
spline
data
parametric
mesh
Prior art date
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Pending
Application number
JP4353110A
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English (en)
Inventor
Hisashi Morisue
尚志 森末
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 近似変換処理の効率を向上させ、処理負荷の
軽減と処理の安定性を実現する。 【構成】 パラメトリック曲面を、及び、近似精度を入
力し、パラメータ方向経路決定部13でパラメトリック
曲面上の経路群を決定する。B−スプライン曲線近似変
換部14はパラメータ方向経路群をB−スプライン曲線
群に近似変換し、メッシュ状節点データ構成部15はB
−スプライン曲線群の節点データからメッシュ状節点デ
ータを構成する。B−スプライン曲面算出部16はメッ
シュ状節点データからB−スプライン曲面を算出し、B
−スプライン曲面誤差評価部17はB−スプライン曲面
の誤差評価を行う。メッシュ状節点データ再構成部18
は近似曲面の誤差が入力された精度以内でないときにメ
ッシュ状節点データの再構成を行い、B−スプライン曲
面出力部19はB−スプライン曲面を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ援用設計
(CAD)やコンピュータ援用生産(CAM)等の形状
処理分野において、パラメトリック曲面を別の種類のパ
ラメトリック曲面に変換する近似変換装置に関し、より
詳細には、パラメトリック曲面のB−スプライン曲面近
似変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】CAD/CAM等の形状処理分野におい
ては、パラメトリック曲面をB−スプライン曲面に変換
して各種形状処理を行なうことが一般的に行なわれてい
る。ある種類のパラメトリック曲面に対しては、B−ス
プライン曲面への理論的な変換が可能であるが、理論変
換不可能な場合は近似的に変換が行なわれる。近似変換
の一般的な方法としては、まず、パラメトリック曲面上
の点列を、例えば、u,v方向それぞれに対してパラメ
ータ等間隔に抽出し、抽出された点列を初期節点とする
B−スプライン曲面を算出する。さらに、パラメトリッ
ク曲面と算出されたB−スプライン曲面との誤差評価を
行ない、誤差の大きい箇所に対してパラメトリック曲面
上の点を節点として追加し、再びB−スプライン曲面を
算出する。上記処理を誤差が所定値以内になるまで繰り
返し、最終的に近似精度を満たしたB−スプライン曲面
を出力する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
B−スプライン曲面近似変換装置において、従来手法に
よって抽出された初期節点データは、必ずしも曲面形状
の特徴を良く表わしているとは言えず、近似変換の効率
が良くない。また、従来手法における誤差評価方法は、
点と曲面の距離計算をベースにしており、処理負荷が大
きく、収束計算による処理の不安定さという問題点があ
った。
【0004】本発明は、このように実情に鑑みてなされ
たもので、パラメトリック曲面形状の特徴を良く表わし
た初期節点データを抽出することにより近似変換処理の
効率を向上させ、更に、点と曲面の距離計算による誤差
評価回数をできるだけ少なくすることにより、処理負荷
の軽減と処理の安定性を実現したパラメトリック曲面の
B−スプライン曲面近似変換装置を提供することを目的
としている。
【0005】
【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、2つのパラメータの写像として定義され
るパラメトリック曲面をB−スプライン曲面に近似的に
変換する近似変換装置において、パラメトリック曲面デ
ータを入力する曲面入力手段と、近似変換されたB−ス
プライン曲面の前記パラメトリック曲面に対する誤差を
一定範囲内にするための精度を入力する近似精度入力手
段と、前記入力されたパラメトリック曲面データからパ
ラメトリック曲面上の複数本のパラメータ方向経路を決
定する経路決定手段と、前記決定された複数本のパラメ
ータ方向経路をB−スプライン曲線群に近似変換する曲
線近似変換手段と、前記近似変換されたB−スプライン
曲線群の節点データから節点座標及び各節点におけるパ
ラメータからなるメッシュ状節点データを構成する節点
データ構成手段と、前記構成されたメッシュ状節点デー
タからB−スプライン曲面データを算出する曲面算出手
段と、前記算出されたB−スプライン曲面データを前記
入力された精度を用いて誤差評価を行う曲面誤差評価手
段と、前記誤差評価において近似曲面の誤差が前記入力
された精度以内でないときにメッシュ状節点データの再
構成を行う節点データ再構成手段と、前記再構成された
メッシュ状節点データからB−スプライン曲面データを
算出する曲面再算出手段と、前記算出されたB−スプラ
イン曲面データを出力する曲面出力手段とを備えたこと
を特徴とするものである。
【0006】
【作用】曲面入力手段はパラメトリック曲面データを入
力し、近似精度入力手段は近似変換されたB−スプライ
ン曲面のパラメトリック曲面に対する誤差を一定範囲内
にするための精度データを入力し、経路決定手段は入力
されたパラメトリック曲面データからパラメトリック曲
面上の複数本のuあるいはv方向経路を決定し、曲線近
似変換手段は決定された複数本のuあるいはv方向経路
をB−スプライン曲線群に近似変換し、節点データ構成
手段は近似変換されたB−スプライン曲線群の節点デー
タから節点座標及び各節点における(u,v)パラメー
タからなるメッシュ状節点データを構成し、曲面算出手
段は構成されたメッシュ状節点データからB−スプライ
ン曲面データを算出し、曲面誤差評価手段は算出された
B−スプライン曲面データを入力された精度を用いて誤
差評価を行い、節点データ再構成手段は誤差評価におい
て近似曲面の誤差が入力された精度以内でないときにメ
ッシュ状節点データの再構成を行い、曲面再算出手段は
再構成されたメッシュ状節点データからB−スプライン
曲面データを算出し、曲面出力手段は算出されたB−ス
プライン曲面データを出力する。このように、パラメト
リック曲面形状の特徴を良く表わした節点データを用い
て近似B−スプライン曲面を算出するので、近似変換処
理の効率の向上が図れる。
【0007】
【実施例】実施例について、図面を参照して以下に説明
する。図1は、本発明によるパラメトリック曲面のB−
スプライン曲面近似変換装置の一実施例を説明するため
の構成図で、図中、11はパラメトリック曲面入力部、
12は近似精度入力部、13はuあるいはv方向経路決
定部、14はB−スプライン曲線近似変換部、15はメ
ッシュ状節点データ構成部、16はB−スプライン曲面
算出部、17はB−スプライン曲面誤差評価部、18は
メッシュ状節点データ再構成部、19はB−スプライン
曲面出力部、20は制御部である。
【0008】パラメトリック曲面入力部11は、近似変
換を行うパラメトリック曲面データを入力する。近似精
度入力部12は、算出されるB−スプライン曲面の誤差
を一定範囲内にするための精度を入力する。uあるいは
v方向経路決定部13は、入力されたパラメトリック曲
面上の複数本のuあるいはv方向に平行な経路を決定す
る。B−スプライン曲線近似変換部14は、複数本のu
あるいはv方向経路をB−スプライン曲線群に近似変換
する。メッシュ状節点データ構成部15は、近似B−ス
プライン曲線群の節点データから節点座標及び各節点に
おける(u,v)パラメータからなるメッシュ状節点デ
ータを構成する。B−スプライン曲面算出部16は、メ
ッシュ状節点データから近似B−スプライン曲面データ
を算出する。B−スプライン曲面誤差評価部17は、近
似B−スプライン曲面データを入力された精度データを
用いて誤差評価を行う。メッシュ状節点データ再構成部
18は、近似B−スプライン曲面の誤差が入力された精
度以内でないときに節点データを追加し、メッシュ状節
点データの再構成を行う。B−スプライン曲面出力部1
9は、入力された近似精度を満たすB−スプライン曲面
データを出力する。制御部20は、前記各部11〜19
に接続され処理の流れを制御する。
【0009】図2は、本発明によるB−スプライン曲面
近似変換装置の動作を説明するためのフローチャートで
ある。以下、各ステップに従って順に説明する。まず、
パラメトリック曲面入力部11において、近似変換を行
うパラメトリック曲面データを入力する(S1)。この
場合、パラメトリック曲面データ及び(u,v)パラメ
ータから対応する曲面上の1点の座標値を得ることがで
きれば、パラメトリック曲面の種類及びデータ形式はど
のようなものであってもよい。次に、近似精度入力部1
2において、B−スプライン曲面の近似精度を決定する
ための精度データを入力する(S2)。この場合、曲面
内部の精度データと曲面の境界曲線の精度データを別々
に与えてもよい。
【0010】次に、uあるいはv方向経路決定部13に
おいて、図3(a)のようにv方向に平行なパラメトリ
ック曲面上の経路を、例えば、uパラメータ等間隔で複
数本決定する(S3)。次に、B−スプライン曲線近似
変換部14において、図3(b)のように各v方向経路
に対してB−スプライン曲線近似を行い、各曲線の節点
座標を算出する(S4)。但し、各曲線のノットベクト
ルが等しくなるように調整を行いながら近似変換を行っ
ていく。B−スプライン曲線近似の方法としては、例え
ば、特開平4−143919号公報に示された方法及び
「コンピュータディスプレイによる形状処理工学[I
I]」(山口富士夫著、日刊工業新聞社、6.16節“B
−スプライン曲線による点列の補間”)に示された方法
を用いる。各B−スプライン曲線のノットベクトルを等
しくする方法としては、例えば、E.Cohen,T.Lyche,and
R.F.Riesenfeld.「Discrete B-splines and Subdivisio
n Techniques in Computer-Aided Geometric Design an
d Computer Graphics.」(Computer Graphicsand Image
Processing 14,87-111.1980)に示された方法を用い
る。
【0011】次に、uあるいはv方向経路決定部13に
おいて、図3(c)のようにv方向近似B−スプライン
曲線の対応する節点を通るu方向に平行なパラメトリッ
ク曲面上の経路をu方向経路として決定する(S5)。
次に、B−スプライン曲線近似変換部14において、図
3(d)のように各u方向経路に対してB−スプライン
曲線近似を行い、各曲線の節点を抽出する(S6)。近
似変換方法は、前記S4における各v方向経路の近似変
換方法と同様である。次に、メッシュ状節点データ構成
部15において、図3(e)のようにu方向近似B−ス
プライン曲線群の節点データを抽出してメッシュ状節点
データを構成する(S7)。
【0012】次に、B−スプライン曲面算出部16にお
いて、図3(f)のようにメッシュ状節点データからB
−スプライン曲面データを算出する(S8)。B−スプ
ライン曲面データの算出方法としては、例えば、「コン
ピュータディスプレイによる形状処理工学[II]」(山
口富士夫著、日刊工業新聞社、6.16節“B−スプラ
イン曲線による点列の補間”)に示された方法をB−ス
プライン曲面に対して応用することによって算出する。
次に、B−スプライン曲面誤差評価部17において、誤
差評価処理を行う(S9)。誤差評価方法の一例として
は、メッシュ状節点列のu及びv方向の隣り合う点であ
る4点、すなわち各メッシュの4隅の点のパラメータの
平均をとったパラメータにおけるパラメトリック曲面上
の点(評価点)と近似B−スプライン曲面との距離をニ
ュートン−ラプソン(Newtom-Raphson)法を用いて収束
計算により算出し、その距離が前記S2で入力された所
定値以内にあるかどうかを判定する(S10)。全メッ
シュに対して距離が所定値以内にあれば、B−スプライ
ン曲面出力部19において近似B−スプライン曲面デー
タを出力する(S12)。距離が所定値より大きいメッ
シュに対しては、メッシュ状節点データ再構成部18に
おいて、図4(g)のように評価点を節点データとして
追加し、図4(h)のように節点データがメッシュ状と
なるよう節点データの再構成を行う(S11)。さら
に、前記S8に戻り、再びB−スプライン曲面算出部1
6において、図4(i)のようにB−スプライン曲面デ
ータを算出する。
【0013】なお、境界曲線の精度のみを満たしていれ
ば良く、曲面内部の精度が問われない場合は、図2のフ
ローチャートのS9からS11を省略し、S8の近似B
−スプライン曲面データ算出後にS12の近似B−スプ
ライン曲面データ出力を行うことにより、処理負荷を更
に軽減させることができる。また、前記S3において、
v方向に平行なパラメトリック曲面上の経路を決定する
かわりに、u方向に平行な経路を先に決定してもよい。
その場合、以降の処理はuとvが入れ替わることにな
る。
【0014】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、以下のような効果がある。すなわち、パラメ
トリック曲面データを入力する曲面入力手段と、近似変
換されたB−スプライン曲面の前記パラメトリック曲面
に対する誤差を一定範囲内にするための精度を入力する
近似精度入力手段と、入力されたパラメトリック曲面デ
ータからパラメトリック曲面上の複数本のuあるいはv
方向経路を決定する経路決定手段と、前記決定された複
数本のuあるいはv方向経路をB−スプライン曲線群に
近似変換する曲線近似変換手段と、前記近似変換された
B−スプライン曲線群の節点データから節点座標及び各
節点における(u,v)パラメータからなるメッシュ状
節点データを構成する節点データ構成手段と、前記構成
されたメッシュ状節点データからB−スプライン曲面デ
ータを算出する曲面算出手段と、算出されたB−スプラ
イン曲面データを入力された精度を用いて誤差評価を行
う曲面誤差評価手段と、誤差評価において近似曲面の精
度が所定値以内でないときにメッシュ状節点データの再
構成を行う節点データ再構成手段と、再構成されたメッ
シュ状節点データからB−スプライン曲面データを算出
する曲面再算出手段と、算出されたB−スプライン曲面
データを出力する曲面出力手段とを備えており、初期節
点データをu及びv方向経路のB−スプライン曲線近似
変換処理によって抽出するので、パラメトリック曲面の
形状を良く表わした初期節点となり、近似変換処理の効
率を向上させることができる。それに伴い、点と曲面の
距離計算により誤差評価の回数が減少するので処理負荷
の軽減と処理の安定性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるB−スプライン曲面近似変換装置
の一実施例を説明するための構成図である。
【図2】本発明によるB−スプライン曲面近似変換装置
の動作を説明するためのフローチャートである。
【図3】本発明によるB−スプライン曲面近似変換装置
の動作を説明するための図(その1)である。
【図4】本発明によるB−スプライン曲面近似変換装置
の動作を説明するための図(その2)である。
【符号の説明】
11…パラメトリック曲面入力部、12…近似精度入力
部、13…uあるいはv方向経路決定部、14…B−ス
プライン曲線近似変換部、15…メッシュ状節点データ
構成部、16…B−スプライン曲面算出部、17…B−
スプライン曲面誤差評価部、18…メッシュ状節点デー
タ再構成部、19…B−スプライン曲面出力部、20…
制御部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2つのパラメータの写像として定義され
    るパラメトリック曲面をB−スプライン曲面に近似的に
    変換する近似変換装置において、パラメトリック曲面デ
    ータを入力する曲面入力手段と、近似変換されたB−ス
    プライン曲面の前記パラメトリック曲面に対する誤差を
    一定範囲内にするための精度を入力する近似精度入力手
    段と、前記入力されたパラメトリック曲面データからパ
    ラメトリック曲面上の複数本のパラメータ方向経路を決
    定する経路決定手段と、前記決定された複数本のパラメ
    ータ方向経路をB−スプライン曲線群に近似変換する曲
    線近似変換手段と、前記近似変換されたB−スプライン
    曲線群の節点データから節点座標及び各節点におけるパ
    ラメータからなるメッシュ状節点データを構成する節点
    データ構成手段と、前記構成されたメッシュ状節点デー
    タからB−スプライン曲面データを算出する曲面算出手
    段と、前記算出されたB−スプライン曲面データを前記
    入力された精度を用いて誤差評価を行う曲面誤差評価手
    段と、前記誤差評価において近似曲面の誤差が前記入力
    された精度以内でないときにメッシュ状節点データの再
    構成を行う節点データ再構成手段と、前記再構成された
    メッシュ状節点データからB−スプライン曲面データを
    算出する曲面再算出手段と、前記算出されたB−スプラ
    イン曲面データを出力する曲面出力手段とを備えたこと
    を特徴とするパラメトリック曲面のB−スプライン曲面
    近似変換装置。
JP4353110A 1992-12-11 1992-12-11 パラメトリック曲面のb−スプライン曲面近似変換装置 Pending JPH06180725A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002123838A (ja) * 2000-10-17 2002-04-26 Mitsubishi Electric Corp 3次元自由曲面データ圧縮転送方式
KR100936648B1 (ko) * 2006-07-21 2010-01-14 다솔 시스템므 소정의 대칭 오퍼레이션에 대해 대칭인 파라메트릭 표면의생성 방법
KR101398306B1 (ko) * 2006-07-21 2014-05-26 다솔 시스템므 파라메트릭 표면을 생성하기 위한 컴퓨터-구현 프로세스

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