JPH06348792A - Boundary condition generator for curved surface - Google Patents

Boundary condition generator for curved surface

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JPH06348792A
JPH06348792A JP5133292A JP13329293A JPH06348792A JP H06348792 A JPH06348792 A JP H06348792A JP 5133292 A JP5133292 A JP 5133292A JP 13329293 A JP13329293 A JP 13329293A JP H06348792 A JPH06348792 A JP H06348792A
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boundary
curve
curved surface
vector
boundary condition
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Kotaro Ogasawara
耕太郎 小笠原
Koichi Ueda
耕市 上田
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Abstract

PURPOSE:To provide a boundary condition generator for a curved surface capable of both calculating a boundary traverse vector from a general parametric curve/curved surface and calculating the boundary traverse vector on which the shape of an area to be interpolated is reflected. CONSTITUTION:This generator is equipped with a boundary condition setting part 12 which sets a designated curve/curved surface as the boundary condition of a curved surface to be interpolated, a boundary curve approximate calculation part 13 which calculates by approximating a boundary curve from the boundary condition set by the boundary condition setting part, a reference curve calculation part 14 which calculates a reference curve based on the boundary curve obtained by the boundary curve approximate calculation part, and a boundary traverse vector approximate calculation part 15 which calculates by approximating the boundary traverse vector by referring to the reference curve obtained by the reference curve calculation part.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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、隣合う曲面と滑らかに接続された曲
面を生成する際に用いる境界条件の生成に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to boundary conditions used in generating curved surfaces smoothly connected to adjacent curved surfaces in the field of shape processing such as computer aided design (CAD) and computer aided production (CAM). Regarding generation.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、境界横断ベクトルを算出する
際、曲面を内挿しようとしている領域(以降、内挿領域
と言う)の境界部分が曲面で定義されている場合(図1
0(a)参照)は、その曲面の境界横断ベクトルをその
まま取り出し、内挿領域の境界横断ベクトルとする。曲
面がベジェ曲面のように制御頂点により定義される曲面
である場合は、境界曲線部分を表す制御頂点列と、その
境界曲線部分に横断方向に接続する制御頂点列とによ
り、境界横断ベクトルを与えることができる。
2. Description of the Related Art Generally, when a boundary crossing vector is calculated, a boundary portion of a region where a curved surface is to be interpolated (hereinafter referred to as an interpolation region) is defined by the curved surface (see FIG. 1).
For 0 (a), the boundary crossing vector of the curved surface is taken out as it is and is used as the boundary crossing vector of the interpolation area. When the curved surface is a curved surface defined by control vertices, such as a Bezier surface, the boundary crossing vector is given by the control vertex string representing the boundary curve part and the control vertex string connected in the cross direction to the boundary curve part. be able to.

【0003】また、内挿領域の境界部分が曲線で与えら
れている場合(図10(b)参照)は、共立出版株式会
社刊、鳥谷浩志・千代倉弘明・著「3次元CADの基礎
と応用」に述べられているように、境界曲線上に以下の
接平面連続条件を表す式 i(v)∂Sb(0,v)/∂u= k(v)∂S
a(0,v)/∂u+ h(v)∂Sa(0,v)/∂v (但し、i(v)、k(v)、h(v)はvをパラメー
タとするスカラー関数を表す)を与えて、境界横断ベク
トルを求めるのが一般的であった。その際、スカラー関
数としては、以下のような線形の関数が用いられる。
Also, the boundary part of the interpolation area is given by a curve.
If it is (see Figure 10 (b)), Kyoritsu Publishing Stock Association
Published by Hiroshi Toriya, Hiroaki Chiyokura, "The basics of 3D CAD"
On the boundary curve as described in
Expression expressing tangential plane continuity condition i (v) ∂Sb(0, v) / ∂u = k (v) ∂S
a(0, v) / ∂u + h (v) ∂Sa(0, v) / ∂v (However, i (v), k (v), h (v) are parameters of v
, Which represents the scalar function
It was common to ask for Tor. At that time, the scalar function
As the number, the following linear function is used.

【0004】i(v)=1 k(v)=k0 (1−v)+k1 v h(v)=h0 (1−v)+h1 v ここで、k0 ,k1 ,h0 ,h1 は、任意のスカラー定
数を表す。
I (v) = 1 k (v) = k 0 (1-v) + k 1 v h (v) = h 0 (1-v) + h 1 v where k 0 , k 1 , h 0 , H 1 represents an arbitrary scalar constant.

【0005】この方法では境界曲線としてベジェ曲線が
用いられ、スカラー定数k0 ,k1,h0 ,h1 は境界
曲線の両端点に接続する制御頂点(図10(b)におけ
るa0,b0,c0、及びa3,b3,c2)により与
えられる。
In this method, a Bezier curve is used as a boundary curve, and scalar constants k 0 , k 1 , h 0 , h 1 are control vertices connected to both end points of the boundary curve (a0, b0, in FIG. 10B). c0 and a3, b3, c2).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の方法では、境界横断ベクトルを求める曲線ネッ
ト及び曲面が、特定の曲面式、例えばベジェ曲線/曲面
のような曲面式に限られてしまうため、一般のパラメト
リック曲線/曲面には適用できないという問題点があっ
た。
However, in the above-mentioned conventional method, the curved net and the curved surface for obtaining the boundary crossing vector are limited to a specific curved surface equation, for example, a curved surface equation such as Bezier curve / curved surface. However, there is a problem that it cannot be applied to general parametric curves / curved surfaces.

【0007】また、境界条件が曲面の場合には、その曲
面の境界横断ベクトルがそのまま内挿領域の境界横断ベ
クトルと設定されるため、境界横断ベクトルが内挿領域
の形状をよく表していない場合(図11(a)参照)
は、歪んだ形状が生成されてしまうという問題点があっ
た。
When the boundary condition is a curved surface, the boundary crossing vector of the curved surface is directly set as the boundary crossing vector of the interpolation area. Therefore, when the boundary crossing vector does not well represent the shape of the interpolation area. (See FIG. 11 (a))
Has a problem that a distorted shape is generated.

【0008】更に、境界条件が曲線ネットとして与えら
れる場合には、スカラー関数により横断ベクトルの変化
量が与えられるので曲面の時よりは内挿領域の形状に合
った境界横断ベクトルが求まるが、一般に用いられるス
カラー関数は線形の関数であり、横断ベクトルの変化の
仕方を表すスカラー定数は境界曲線の両端点に接続する
制御頂点のみにより決定されるため、両端点に接続する
制御頂点により表現しきれない形状(図11(b)参
照)に関しては、曲面の場合と同様に、歪んだ形状が生
成されてしまうという問題点があった。
Further, when the boundary condition is given as a curved net, the change amount of the crossing vector is given by the scalar function, so that the boundary crossing vector more suited to the shape of the interpolation area can be obtained than when the curved surface is used. The scalar function used is a linear function, and since the scalar constant that expresses the way the crossing vector changes is determined only by the control vertices connected to the endpoints of the boundary curve, it cannot be represented by the control vertices connected to the endpoints. As for the non-existent shape (see FIG. 11B), there is a problem that a distorted shape is generated as in the case of the curved surface.

【0009】本発明の目的は、一般のパラメトリック曲
線/曲面から境界横断ベクトルを算出でき、内挿する領
域の形状を反映した境界横断ベクトルを算出できる曲面
の境界条件生成装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a boundary condition generating device for a curved surface, which can calculate the boundary crossing vector from a general parametric curve / curved surface and can calculate the boundary crossing vector reflecting the shape of the area to be interpolated. .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、指定さ
れた曲線/曲面を内挿される曲面の境界条件として設定
する境界条件設定手段と、境界条件設定手段で設定され
た境界条件から境界曲線を近似算出する境界曲線近似算
出手段と、境界曲線近似算出手段で得られた境界曲線に
基づいて参照曲線を算出する参照曲線算出手段と、参照
曲線算出手段で得られた参照曲線を参照して境界横断ベ
クトルを近似算出する境界横断ベクトル近似算出手段と
を備えている曲面の境界条件生成装置によって達成され
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to set boundary condition setting means for setting a specified curve / curved surface as a boundary condition of a curved surface to be interpolated, and boundary conditions set by the boundary condition setting means. Boundary curve approximation calculation means for approximating a curve, reference curve calculation means for calculating a reference curve based on the boundary curve obtained by the boundary curve approximation calculation means, and reference curve obtained by the reference curve calculation means And a boundary boundary vector approximating means for approximating and calculating a boundary boundary vector.

【0011】[0011]

【作用】本発明の境界横断ベクトル近似生成装置では、
境界条件設定手段は、内挿領域の境界部分を表す空間上
の曲線または曲面の稜線やその一部分が入力され、入力
された要素の種類に応じた境界条件を設定し、境界曲線
近似算出手段は、設定された境界条件から境界曲線を近
似的方法を用いて算出し、参照曲線算出手段は、算出さ
れた境界曲線を用いて境界曲線と共に境界横断ベクトル
の方向を与える参照曲線を算出し、境界横断ベクトル近
似算出手段は、参照曲線と境界曲線の差ベクトルを境界
曲線上の境界条件が持つ曲面の法線ベクトルに定義され
る平面上に投影して境界横断ベクトルを算出する。
In the boundary crossing vector approximation generator of the present invention,
The boundary condition setting means inputs a curved line or a ridgeline of a curved surface or a part thereof on the space representing the boundary portion of the interpolation area, sets the boundary condition according to the type of the input element, and the boundary curve approximation calculating means A boundary curve is calculated from the set boundary conditions by using an approximate method, and the reference curve calculation means calculates a reference curve that gives the direction of the boundary crossing vector together with the boundary curve using the calculated boundary curve, The crossing vector approximation calculating means calculates the boundary crossing vector by projecting the difference vector between the reference curve and the boundary curve onto a plane defined by the normal vector of the curved surface of the boundary condition on the boundary curve.

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の境界横断ベク
トル近似生成装置の実施例を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the boundary crossing vector approximation generation device of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】図1は、本発明の境界横断ベクトル近似生
成装置の一実施例の構成を示す。
FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the boundary crossing vector approximation generation device of the present invention.

【0014】図1の境界横断ベクトル近似生成装置は、
CADシステム等を用いて選択された内挿領域を囲む曲
線及び曲面を入力する入力部10、入力部10に接続さ
れており後述する各部12〜15を制御する制御部1
1、制御部11に接続されており内挿領域の境界部分を
表わす曲線及び曲面を内挿する領域の境界条件として設
定する境界条件設定部12、制御部11に接続されてお
り境界曲線を近似により算出する境界曲線近似算出部1
3、制御部11に接続されており境界横断ベクトルを算
出する際に使用される参照曲線を算出する参照曲線算出
部14、制御部11に接続されており境界横断ベクトル
を近似により算出する境界横断ベクトル近似算出部1
5、制御部11に接続されておりCADシステム等の処
理部(図示省略)に境界横断ベクトルを出力する出力部
16によって構成されている。
The boundary crossing vector approximation generation device of FIG.
An input unit 10 for inputting a curved line and a curved surface surrounding an interpolation area selected by using a CAD system or the like, and a control unit 1 connected to the input unit 10 and controlling each unit 12 to 15 described later.
1. A boundary condition setting unit 12, which is connected to the control unit 11 and which sets the boundary condition of a curve and a curved surface that represents the boundary portion of the interpolation region, and a boundary condition which is connected to the control unit 11 and approximates the boundary curve. Boundary curve approximation calculation unit 1 calculated by
3. Reference curve calculation unit 14 connected to the control unit 11 for calculating a reference curve used when calculating the boundary crossing vector, boundary crossing connected to the control unit 11 for calculating the boundary crossing vector by approximation Vector approximation calculator 1
5. The output unit 16 is connected to the control unit 11 and outputs the boundary crossing vector to a processing unit (not shown) such as a CAD system.

【0015】次に、図2のフローチャートを参照して、
図1の境界横断ベクトル近似生成装置の処理動作を説明
する。
Next, referring to the flowchart of FIG.
The processing operation of the boundary crossing vector approximation generation device in FIG. 1 will be described.

【0016】まず、CADシステム等の処理部に接続さ
れている入力部10は、CADシステム等を用いて選択
された内挿領域を囲む曲線及び曲面を入力する。
First, the input unit 10 connected to a processing unit such as a CAD system inputs a curve and a curved surface surrounding an interpolation area selected by using the CAD system or the like.

【0017】入力部10に入力された曲線及び曲面は、
制御部11を介して境界条件設定部12に送られる。
The curves and curved surfaces input to the input unit 10 are
It is sent to the boundary condition setting unit 12 via the control unit 11.

【0018】境界条件設定部12は、境界条件を設定す
る(ステップS1)。境界条件設定部12で設定される
境界条件としては、(a)曲面の境界稜線、(b)曲
線、(c)縮退稜線(長さゼロの稜線)の3種類があ
る。設定された境界条件は、制御部11を介して境界曲
線近似算出部13に送られる。
The boundary condition setting unit 12 sets boundary conditions (step S1). There are three types of boundary conditions set by the boundary condition setting unit 12: (a) curved boundary ridge line, (b) curved line, and (c) degenerate ridge line (ridge line of zero length). The set boundary condition is sent to the boundary curve approximation calculation unit 13 via the control unit 11.

【0019】境界曲線近似算出部13は、境界条件に応
じた内挿領域の境界曲線を後述する近似方法を用いて生
成する(ステップS2)。境界曲線近似算出部13で算
出された境界曲線は、境界条件と共に制御部11を介し
て参照曲線算出部14に送られる。
The boundary curve approximation calculating unit 13 generates a boundary curve of the interpolation area according to the boundary condition by using an approximation method described later (step S2). The boundary curve calculated by the boundary curve approximation calculating unit 13 is sent to the reference curve calculating unit 14 via the control unit 11 together with the boundary condition.

【0020】参照曲線算出部14は、入力された境界曲
線を用いて、境界横断ベクトルの向きを与える参照曲線
を算出する(ステップS3)。参照曲線算出部14にお
いて算出された参照曲線は、境界条件、境界曲線と共に
境界横断ベクトル近似算出部15に送られる。
The reference curve calculation unit 14 uses the input boundary curve to calculate a reference curve that gives the direction of the boundary crossing vector (step S3). The reference curve calculated by the reference curve calculation unit 14 is sent to the boundary crossing vector approximation calculation unit 15 together with the boundary condition and the boundary curve.

【0021】境界横断ベクトル近似算出部15は、入力
された境界条件、境界曲線、及び参照曲線を用いて後述
する近似方法により境界横断ベクトルを算出する(ステ
ップS4)。境界横断ベクトル近似算出部15で算出さ
れた境界横断ベクトルは、制御部11を介して出力部1
6に送られて、出力部16によりCADシステム等の処
理部に出力される。
The boundary crossing vector approximation calculating unit 15 calculates the boundary crossing vector by the approximation method described later using the input boundary condition, boundary curve, and reference curve (step S4). The boundary crossing vector calculated by the boundary crossing vector approximation calculation unit 15 is output to the output unit 1 via the control unit 11.
6 is output to the processing unit such as the CAD system by the output unit 16.

【0022】次に、上記各ステップS2(境界曲線の算
出)、ステップS3(参照曲線の算出)及びステップS
4(境界横断ベクトルの算出)の各処理を詳述する。
Next, each of the above steps S2 (calculation of the boundary curve), step S3 (calculation of the reference curve) and step S
Each processing of 4 (calculation of boundary crossing vector) will be described in detail.

【0023】まず、図3のフローチャートを参照して境
界曲線の算出処理を説明する。
First, the boundary curve calculation processing will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0024】境界条件設定部12で設定された境界条件
で与えられる曲線の両端の接線ベクトルを求める(ステ
ップS201)。境界条件で与えられる曲線とは、曲面
の境界稜線や曲線である。次に、任意の分割数で境界条
件で与えられる曲線を点列群に分割する(ステップS2
02)。この点列群の一部が境界曲線の通過点となる。
ステップS202で求めた点列群をパラメトリック曲線
により近似することにより、境界曲線を生成する(ステ
ップS203)。ここでは、境界曲線を表す曲線式とし
て、3次のビー・スプライン(B−Spline)曲線
を用いる。
The tangent vectors at both ends of the curve given by the boundary conditions set by the boundary condition setting unit 12 are obtained (step S201). The curve given by the boundary condition is a boundary edge or a curve of a curved surface. Next, the curve given by the boundary condition is divided into a point sequence group with an arbitrary division number (step S2).
02). A part of this point sequence group becomes a passing point of the boundary curve.
A boundary curve is generated by approximating the point sequence group obtained in step S202 by a parametric curve (step S203). Here, a cubic B-Spline curve is used as the curve expression representing the boundary curve.

【0025】点列群を3次のB−Spline曲線で近
似する方法としては、特開平4−143919号公報に
示された方法を用いる。
As a method for approximating the point sequence group by a cubic B-Spline curve, the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 143919/1992 is used.

【0026】また、3次のB−Spline曲線は、ス
テップS201で求めた接線ベクトルと通過点から、日
刊工業新聞社刊、山口富士夫・著「コンピュータディス
プレイによる形状処理工学[II]」に示される方法を
用い生成する。
The cubic B-Spline curve is shown in "Shape engineering [II] by computer display [II]" by Fujio Yamaguchi, published by Nikkan Kogyo Shimbun, from the tangent vector and passing point obtained in step S201. Generate using the method.

【0027】本処理部に向かい合う境界条件が同時に入
力された場合は、この2つの境界条件で与えられる曲線
を特開平4−143919号公報に示される方法を用
い、同時に境界曲線を算出する。このように同時に求め
た方が、少ない通過点のB−Spline曲線が生成で
きると共に、複数のB−Spline曲線から曲面を生
成する際に必要となるノットを揃える処理が不要にな
る。
When the boundary conditions facing the present processing unit are simultaneously input, the curves given by these two boundary conditions are calculated at the same time by using the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 143919/1992. In this way, it is possible to generate a B-Spline curve with a small number of passing points by the simultaneous determination, and the process of aligning the knots required when generating a curved surface from a plurality of B-Spline curves becomes unnecessary.

【0028】図4、図5(a)、図5(b)及び図5
(c)に示す境界条件の配置例、及び図6に示すB−S
pline曲面の制御頂点を用いて、参照曲線の算出処
理を詳細に説明する。
FIG. 4, FIG. 5 (a), FIG. 5 (b) and FIG.
An arrangement example of the boundary condition shown in (c) and BS shown in FIG.
The reference curve calculation process will be described in detail using the control vertices of the plane curved surface.

【0029】境界曲線近似算出部13で求められた境界
曲線が、図4に示すように向かい合う2本の曲線の場合
であれば、お互いに相手の境界曲線を自分の参照曲線と
する。
If the boundary curve obtained by the boundary curve approximation calculation unit 13 is two curves facing each other as shown in FIG. 4, the boundary curves of the other parties are used as their own reference curves.

【0030】境界条件が、図5(a)に示すように閉じ
た2本の境界曲線、図5(b)に示すように閉じた3本
の境界曲線、及び図5(c)に示すように閉じた4本の
境界曲線である場合は、以下のようにして参照曲線を算
出する。
The boundary conditions are two closed boundary curves as shown in FIG. 5 (a), three closed boundary curves as shown in FIG. 5 (b), and as shown in FIG. 5 (c). In the case of four boundary curves closed at 1, the reference curve is calculated as follows.

【0031】境界曲線が2本の場合は、境界曲線がお互
いに接続されている頂点に、縮退した3次のB−Spl
ine曲線(制御頂点が全て同一の頂点位置にある曲
線)を生成する。
When there are two boundary curves, the degenerate cubic B-Spl is formed at the vertex where the boundary curves are connected to each other.
An ine curve (a curve in which all control vertices are at the same vertex position) is generated.

【0032】境界曲線が3本の場合は、頂点のいずれか
一つの位置に縮退した3次のB−Spline曲線を同
様に生成する。
When there are three boundary curves, a B-Spline curve of third order degenerated at any one of the vertices is similarly generated.

【0033】上記のように縮退稜線を新たに生成・追加
することにより、境界曲線が2本、3本の場合は、以
降、境界曲線が4本の場合と同様の処理により扱える。
By newly generating and adding the degenerate ridge lines as described above, when the number of boundary curves is two and three, the same processing as in the case of four boundary curves can be handled thereafter.

【0034】境界曲線が4本の場合は、まず、境界曲線
を用いて3次のB−Spline曲面を生成する。生成
方法は、G.Farin著、木村文彦監修、山口泰監
訳、共立出版株式会社刊、「CAGDのための曲線・曲
面理論実践的利用法」に述べられている双一次あるいは
双三次クーンズブレンドを境界曲線の制御頂点に施すこ
とにより、B−Spline曲面の制御頂点を求めるこ
とができる。
When there are four boundary curves, first, a cubic B-Spline curved surface is generated using the boundary curves. The generation method is as described in G. Farin, supervised by Fumihiko Kimura, translated by Yasushi Yamaguchi, published by Kyoritsu Shuppan Co., Ltd., "Practical Usage of Curve / Surface Theory for CAGD". By applying it, the control vertex of the B-Spline curved surface can be obtained.

【0035】図6に示すB−Spline曲面の制御頂
点の、図中の太線で示される各境界曲面と平行に隣接す
る制御頂点列を取り出す。この制御頂点列を持つ3次の
B−Spline曲線を参照曲線とする。
A control vertex row of control vertices of the B-Spline curved surface shown in FIG. 6 which are adjacent to each other in parallel with the respective boundary curved surfaces indicated by thick lines in the drawing is taken out. A cubic B-Spline curve having this control vertex array is used as a reference curve.

【0036】次に、図7のフローチャートを参照して境
界横断ベクトル近似算出処理を詳細に説明する。
Next, the boundary crossing vector approximation calculation processing will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

【0037】まず、境界曲線の両端の接線ベクトルを求
める(ステップS401)。次に、上記ステップS20
2で求めた点列群地点の境界横断ベクトルを表すベクト
ルを境界曲線と参照曲線を用いて算出する(ステップS
402)。
First, the tangent vectors at both ends of the boundary curve are obtained (step S401). Next, step S20 described above.
A vector representing the boundary crossing vector of the point sequence group point obtained in 2 is calculated using the boundary curve and the reference curve (step S
402).

【0038】ここで、図8のフローチャートを参照して
境界横断ベクトル算出処理を説明する。
Here, the boundary crossing vector calculation processing will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0039】まず、境界曲線と参照曲線により定義され
る境界横断ベクトル関数の、各点列地点のベクトルを求
める(ステップS421)。本実施例で生成される曲線
/曲面は、全て両端で階数分だけの多重度を持つB−S
pline曲線/曲面により定義されるので、境界横断
ベクトルを表す関数は、境界曲線と参照曲線の制御頂点
間の差ベクトルを制御頂点として持つB−Spline
曲線として定義できる。次に、各点列地点の境界条件で
ある曲面の法線ベクトルを求めて平面を定義し(ステッ
プS422)、各点列地点の投影方向ベクトルを求める
(ステップS423)。これは、上記ステップS421
で求めた各地点のベクトルとその地点の境界曲線の接線
ベクトル間の外積ベクトルをこの投影方向ベクトルとし
て与える。そして、上記ステップS421で求めたベク
トルを、上記ステップS422で求めた平面上に、投影
方向を上記ステップS422で求めた投影ベクトルとし
て投影する(ステップS424)。この投影されたベク
トルが、各点列地点の内挿される曲線が持つ境界横断ベ
クトルとなる。
First, the vector of each point sequence point of the boundary crossing vector function defined by the boundary curve and the reference curve is obtained (step S421). All the curves / curved surfaces generated in this embodiment have BS with multiplicity equal to the number of orders at both ends.
Since it is defined by the pline curve / curved surface, the function expressing the boundary crossing vector has a B-Spline having a difference vector between the control vertices of the boundary curve and the reference curve as a control vertex.
It can be defined as a curve. Next, the normal vector of the curved surface, which is the boundary condition of each point sequence point, is obtained to define the plane (step S422), and the projection direction vector of each point sequence point is obtained (step S423). This is the above step S421.
The outer product vector between the vector of each point and the tangent vector of the boundary curve at that point is given as this projection direction vector. The vector obtained in step S421 is projected on the plane obtained in step S422 as the projection vector obtained in step S422 (step S424). This projected vector becomes the boundary crossing vector of the curve to be interpolated at each point sequence point.

【0040】ここで、図7を再び参照して、ステップS
403に処理を移行する。但し、境界条件が曲線または
縮退稜線の場合は、図8に示す処理を行なわずにステッ
プS403に処理が移る。
Now, referring again to FIG. 7, step S
The processing shifts to 403. However, if the boundary condition is a curve or a degenerate ridgeline, the process proceeds to step S403 without performing the process shown in FIG.

【0041】次に、ステップS403では、入力された
境界曲線の通過点を、境界横断ベクトルを表すB−Sp
line曲線の通過(即ち、ノット)の初期点として点
列リストに登録する。上記ステップS403で生成され
た点列リストに基づいて、収束法により境界横断ベクト
ルを近似的に求める(ステップS404)。求める境界
横断ベクトルは、上記ステップS421の箇所の説明で
述べたように、2本のB−Spline曲線(うち1本
は境界曲線を表す)により与えられるので、ステップS
404で作成される境界横断ベクトルとは、2本のB−
Spline曲線のことである。
Next, in step S403, the passing point of the input boundary curve is represented by B-Sp representing the boundary crossing vector.
It is registered in the point sequence list as an initial point of passage (that is, knot) of the line curve. Based on the point sequence list generated in step S403, the boundary crossing vector is approximately obtained by the convergence method (step S404). Since the boundary crossing vector to be obtained is given by two B-Spline curves (one of which represents a boundary curve) as described in the description of the step S421 above, step S421
The boundary crossing vector created in 404 is two B-
It is a Spline curve.

【0042】次に、図9のフローチャートを参照して、
上記ステップS404の境界横断ベクトル算出処理を詳
細に説明する。但し、境界条件が曲線または縮退稜線の
場合は、以下の処理を行なわない。この場合、最終的に
出力される曲線は、境界曲線のみである。
Next, referring to the flowchart of FIG.
The boundary crossing vector calculation processing in step S404 will be described in detail. However, if the boundary condition is a curve or a degenerate edge line, the following processing is not performed. In this case, the finally output curve is only the boundary curve.

【0043】まず、点列リストに格納されている通過点
を、両端点のベクトルを上記ステップ401で求めた接
線ベクトルとして補間する3次のB−Spline曲線
を生成する(ステツプS441)。ここで、補間方法と
しては日刊工業新聞社刊、山口富士夫・著、「コンピュ
ータディスプレイによる形状処理工学[II]」に記載
されている方法を用いる。最終的にこの曲線が境界曲線
となる。以降、この曲線をwireと表す。
First, a cubic B-Spline curve that interpolates the passing points stored in the point sequence list as the tangent vectors obtained at step 401 using the vectors of both end points is generated (step S441). Here, as the interpolation method, the method described in "Shape Processing Engineering by Computer Display [II]" by Fujio Yamaguchi, published by Nikkan Kogyo Shimbun, is used. Finally, this curve becomes the boundary curve. Hereinafter, this curve will be referred to as wire.

【0044】点列リストに格納されている点地点の上記
ステップS402で求めたベクトルを補間する3次のB
−Spline曲線を生成する(ステップS442)。
補間方法は、同様に「コンピュータディスプレイによる
形状処理工学[II]」に記載されている方法を用い
る。以降、この曲線をbdwireと表す。
A cubic B for interpolating the vector obtained in step S402 of the point points stored in the point sequence list
-Generate a Spline curve (step S442).
As the interpolation method, the method described in “Shape processing engineering by computer display [II]” is also used. Hereinafter, this curve will be referred to as bdwire.

【0045】次に、点列リストに格納されている各点列
間の真中の地点のwire、bdwireの値、及びそ
の地点の境界条件である曲面を評価する(ステップS4
43)。wireからは、その地点の座標値(以降、p
osと言う)及び接線ベクトル(以降、tvecと言
う)が得られ、bdvecからはその地点の境界横断ベ
クトル(以降、bdvecと言う)が得られ、そして、
曲面からは法線ベクトル(以降、nrmと言う)が得ら
れる。
Next, the values of wire and bdwire at the center point between the point sequences stored in the point sequence list and the curved surface which is the boundary condition of the point are evaluated (step S4).
43). From the wire, the coordinate value of the point (hereinafter, p
os) and a tangent vector (hereinafter tvec), a boundary crossing vector (hereinafter bdvec) at that point is obtained from bdvec, and
A normal vector (hereinafter referred to as nrm) is obtained from the curved surface.

【0046】tvecとbdvecの外積ベクトルを求
め、このベクトルとnrmとがある閾値内で同じ向きを
向いているかどうか調べる(ステップS444)。同じ
向きでなければ、posを点列リストに挿入して(ステ
ップS445)、後述するステップS446に進む。ま
た、上記ステップS444で、同じ向きであれば、後述
するステップS446に進む。
An outer product vector of tvec and bdvec is obtained, and it is checked whether this vector and nrm are in the same direction within a certain threshold value (step S444). If they are not in the same direction, pos is inserted in the point sequence list (step S445), and the process proceeds to step S446 described later. If the same direction is determined in step S444, the process proceeds to step S446 described later.

【0047】点列リストに存在する全ての点の法線ベク
トルの精度がすべて満足しているかどうか調べる(ステ
ップS446)。満足していれば処理を終り、また、全
て満足していなければ上記ステップS441に戻る。
It is checked whether or not the accuracy of the normal vector of all the points existing in the point sequence list is satisfied (step S446). If satisfied, the process is terminated, and if not satisfied, the process returns to step S441.

【0048】上述したように構成されているので、本発
明の曲面の境界条件生成装置は、境界条件として使用さ
れる曲線/曲面はある特殊な曲線/曲面に限定されてい
ないので、パラメータにより評価の行なえる一般のパラ
メトリック曲線/曲面であればどのような曲線/曲面に
も適用可能であり、そのため、どのようなCADシステ
ムにおいても利用可能である。また、本発明の曲面の境
界条件生成装置により生成される境界横断ベクトルは、
B−Spline曲線であるため、この曲線式は、この
分野において業界標準的な表現式であるため、同様に、
CADシステムとの新和性がよい。生成される曲線の有
理性も非有理で、次数も3次であるため、有理式による
処理の複雑さや高次による処理の不安定さの問題もな
い。
Since the curved boundary condition generating device of the present invention is configured as described above, the curve / curved surface used as the boundary condition is not limited to a particular special curved surface / curved surface, and therefore evaluation is performed by parameters. It can be applied to any curve / curved surface as long as it is a general parametric curve / curved surface that can be used, and therefore can be used in any CAD system. Further, the boundary crossing vector generated by the curved surface boundary condition generation device of the present invention is
Since it is a B-Spline curve, this curve equation is an industry standard expression in this field, and thus,
Good compatibility with CAD system. Since the rationality of the generated curve is also unrational and the order is cubic, there is no problem of complexity of processing by rational expression and instability of processing by higher order.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明の曲面の境界条件生成装置は、指
定された曲線/曲面を内挿される曲面の境界条件として
設定する境界条件設定手段と、境界条件設定手段で設定
された境界条件から境界曲線を近似算出する境界曲線近
似算出手段と、境界曲線近似算出手段で得られた境界曲
線に基づいて参照曲線を算出する参照曲線算出手段と、
参照曲線算出手段で得られた参照曲線を参照して境界横
断ベクトルを近似算出する境界横断ベクトル近似算出手
段とを備えているので、境界横断ベクトルの向きを決め
る際、参照曲線を用いているのでより良く内挿領域の形
状を反映した境界横断ベクトルが生成することができ
る。その結果、より滑らかな曲面を生成することができ
る。
EFFECT OF THE INVENTION The boundary condition generating device for a curved surface according to the present invention comprises a boundary condition setting means for setting a designated curve / curved surface as a boundary condition for an interpolated curved surface, and a boundary condition set by the boundary condition setting means. Boundary curve approximation calculating means for approximating a boundary curve, reference curve calculating means for calculating a reference curve based on the boundary curve obtained by the boundary curve approximating means,
Since the boundary crossing vector approximation calculating means for approximating the boundary crossing vector with reference to the reference curve obtained by the reference curve calculating means is provided, the reference curve is used when determining the direction of the boundary crossing vector. A boundary crossing vector that better reflects the shape of the interpolation area can be generated. As a result, a smoother curved surface can be generated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の曲面の境界条件生成装置の一実施例の
構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a curved surface boundary condition generation device of the present invention.

【図2】図1の曲面の境界条件生成装置の動作を説明す
るためのフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the curved surface boundary condition generation device of FIG.

【図3】図1の境界曲線近似算出部の動作を説明するた
めのフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of a boundary curve approximation calculation unit in FIG.

【図4】2本の境界曲線の3次元空間上での配置の説明
図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an arrangement of two boundary curves in a three-dimensional space.

【図5】閉じた境界曲線の3次元空間上での配置の説明
図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of arrangement of a closed boundary curve in a three-dimensional space.

【図6】図1の参照曲線算出部の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a reference curve calculation unit in FIG.

【図7】図1の境界横断ベクトル近似算出部の動作を説
明するためのフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the boundary crossing vector approximation calculation unit in FIG.

【図8】境界横断ベクトル算出処理を説明するためのフ
ローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating a boundary crossing vector calculation process.

【図9】境界横断ベクトル算出処理を説明するためのフ
ローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart illustrating a boundary crossing vector calculation process.

【図10】従来の境界横断ベクトル生成の説明図であ
る。
FIG. 10 is an explanatory diagram of conventional boundary crossing vector generation.

【図11】従来の方法の問題点の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of a problem of the conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 入力部 11 制御部 12 境界条件設定部 13 境界曲線近似算出部 14 参照曲線算出部 15 境界横断ベクトル近似算出部 16 出力部 10 Input Section 11 Control Section 12 Boundary Condition Setting Section 13 Boundary Curve Approximation Calculation Section 14 Reference Curve Calculation Section 15 Boundary Crossing Vector Approximation Calculation Section 16 Output Section

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の曲線及び曲面に囲まれた領域に、
境界部分での連続性を満足した曲面を内挿する曲面生成
装置に用いられる曲面の境界条件生成装置であって、指
定された曲線/曲面を内挿される曲面の境界条件として
設定する境界条件設定手段と、前記境界条件設定手段で
設定された前記境界条件から境界曲線を近似算出する境
界曲線近似算出手段と、前記境界曲線近似算出手段で得
られた前記境界曲線に基づいて参照曲線を算出する参照
曲線算出手段と、前記参照曲線算出手段で得られた前記
参照曲線を参照して境界横断ベクトルを近似算出する境
界横断ベクトル近似算出手段とを備えていることを特徴
とする曲面の境界条件生成装置。
1. A region surrounded by a plurality of curves and curved surfaces,
A boundary condition generation device for a curved surface used in a curved surface generation device for interpolating a curved surface satisfying continuity at a boundary portion, and setting a specified curve / curved surface as a boundary condition for the curved surface to be interpolated. Means, a boundary curve approximation calculation means for approximating a boundary curve from the boundary conditions set by the boundary condition setting means, and a reference curve based on the boundary curve obtained by the boundary curve approximation calculation means. Boundary condition generation of curved surface, comprising reference curve calculation means and boundary crossing vector approximation calculation means for approximating a boundary crossing vector with reference to the reference curve obtained by the reference curve calculation means. apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014233598A (en) * 2013-06-05 2014-12-15 国立大学法人山口大学 Auscultatory cardiac sound signal processing method, auscultatory cardiac sound signal processing apparatus, and auscultatory cardiac sound signal processing program

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