JPH07134779A

JPH07134779A - 掃引体図形生成装置

Info

Publication number: JPH07134779A
Application number: JP5281432A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Fukuda; 善文福田; Norito Watanabe; 範人渡辺; Toshio Sakai; 俊雄坂井; Masanori Miyoshi; 雅則三好
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-11-10
Filing date: 1993-11-10
Publication date: 1995-05-23

Abstract

(57)【要約】【目的】掃引体を作成する場合、従来の構成要素であ
った掃引中心線と断面の他に新たに掃引補助線を付加す
ることによって、膨らみやくびれ、ねじれと行った従来
にない特徴を持つ掃引体図形の作成を行う。【構成】掃引補助線に関する情報を入力部１０１で受
付け、制御点情報記憶部１０４に制御点の座標を格納
し、掃引補助線データベース１０８に掃引補助線を構成
する制御点の順番に関する情報を格納する。図形生成部
１０６が、入力部１０１を介して掃引体作成の命令を受
け取ると、掃引中心線データベース１０７に格納されて
いる掃引中心線を構成する制御点の順番に関する情報、
断面境界線データベース１０６に格納されている断面を
構成する制御点の順番に関する情報とともに上記掃引補
助線に関する情報により、断面の拡大率及び回転角を変
化させながら掃引体図形を作成するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は図形の生成及び表示に関
し、特に掃引体図形の作成に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の自由曲面を描画する図形生成シス
テムでは、利用者はマウス等の入力機器で画面上の複数
の座標を指示し、さらに、計算機内の演算手続きを呼び
出し、３次元形状を作成・編集することができる。従来
の技術では、空間上に定義された図形である断面境界線
（線図形とも呼ばれる。）と掃引中心線（基準線）とよ
り掃引体（掃引体図形）を作成することもできた。ま
た、断面境界線を変更することにより、作成される図形
の断面を変更したり、掃引中心線を変更することによっ
て、作成される図形の掃引軌跡に変更を加えることがで
きた。３次元コンピュータ・グラフィックスにおける掃
引体図形生成の従来技術については、SECOND EDITION C
omputer Graphics PRINCIPLES AND PRACTICE、J.D.FOLEY
/A.VAN DAM/S.K.FEINER/J.F.HUGHES、(1990)、第５４０
頁から第５４１頁において論じられている。この文献に
よる掃引体図形生成では、掃引体図形の膨らみやくび
れ、あるいはねじれといった表現を行うことが不可能で
あった。これを解決する従来技術について、掃引体図形
の断面の大きさを変化させることに関しては、A Contro
l-Point-Based Sweeping Technique、Sabine Coquillar
t、IEEE CG&A Vol.7 No.11、November 1987、の第３６頁
から第４５頁において論じられている。この文献では、
図９に示すプロファイル曲線９０１と呼ばれる２次元曲
線を別途設定し、プロファイル曲線９０１で掃引体（本
図では、蛇を作成している）９０２の膨らみ及びくびれ
を表現している。なお、基準線は一般的には、自由曲線
であるが、自由曲線や自由曲面の表現方法に関しては、
制御点方式と呼ばれるものがある。制御点方式を利用し
た従来技術としては、与えられた制御点から生成した掃
引中心線の変曲点に新たに制御点を自動挿入することに
より、利用者の意図した図形により近いものを得る方法
が、特開平４−１１７５７２号公報「３次元立体形状生
成装置」において開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、掃引体は２つの
曲線、すなわち断面境界線と掃引中心線とから構成され
ており、少ない特徴量で３次元図形を表現するための有
用な方法であった。しかし掃引体には、特徴量が少ない
ために多様な表現が困難であるという欠点もあった。す
なわち、作成された掃引体の断面の大きさや形状は常に
一定なので、棒状の物体の表現は容易であるが、物体に
断面の膨らみやくびれをつけるのは不可能であった。ま
た、掃引方向に断面がねじれていることを表現すること
も不可能であった。これに対して、上記文献のうち、A
Control-Point-Based Sweeping Techniqueは、断面の膨
らみ及びくびれは表現可能としているが、断面のねじれ
の表現は不可能であった。また作成される掃引体図形９
０２とプロファイル曲線９０１とは、図９に示すように
画面内の別々の部分に表示しているため、プロファイル
曲線９０１の各点に対応する掃引体図形９０２の各点が
把握しずらく、利用者が対話的に掃引体図形の膨らみや
くびれ、あるいはねじれを変更するのは困難であった。
本発明は、掃引する断面の膨らみやくびれ、またはねじ
れといったものを利用者に判り易く表示できる掃引体図
形生成装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、図形を基準線に沿って移動させることにより、上記
図形が掃引する面を表面とする掃引体図形を生成する掃
引体図形生成装置において、上記図形が移動するときの
各位置における上記図形の大きさ及び回転角のうちの少
なくとも一方を制御するための補助線に関する情報を受
付ける入力部と、入力された上記補助線に関する情報
を、上記基準線との３次元的な位置関係がわかるように
表示する表示部と、上記基準線上の各点と、この点に対
応する上記補助線上の点とを結ぶ制御ベクトルを生成す
るベクトル演算部と、上記図形を上記基準線に沿って移
動させる際に、上記制御ベクトルの大きさと方向により
上記図形の大きさ及び回転角のうち少なくとも一方を制
御して、掃引体図形を生成する図形生成部とを有するこ
ととしたものである。

【０００５】

【作用】本発明では、従来からある断面境界線と掃引中
心線に加えて、掃引を補助する補助線を新たに掃引体図
形の作成のために付加したものである。掃引補助線（補
助線）は、掃引体の表面形状を規定するものであり、掃
引補助線と掃引中心線との間の距離及び掃引中心線に対
する掃引補助線の相対的な位置の変化を、断面の大きさ
及び断面境界線の回転角の変化として捉えることによ
り、掃引体で表現可能な図形の種類を拡張している。す
なわち、掃引中心線上の各点と、それに対応する掃引補
助線上の各点との間を結ぶ制御ベクトルにより、断面の
大きさや断面境界線の回転角が決定され、従来技術では
表現できなかった掃引体図形が作成される。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１は、
本発明による、制御点方式を採用した図形生成装置のブ
ロック図である。本装置は、入力部１０１と、計算機１
１２と、制御点情報記憶部１０４と、図形データベース
１０５と、表示部１１１とを有する。計算機１１２は、
命令処理部１０２と、図形管理部１０３と、図形生成部
１０９と、ベクトル演算部１１０とを有する。図形デー
タベース１０５は、断面境界線データベース１０６と、
掃引中心線データベース１０７と、掃引補助線データベ
ース１０８とを有する。利用者は、マウス、キーボード
などを含む入力部１０１を用いて、断面境界線生成や掃
引体作成などの図形生成命令を与えたり制御点の座標を
入力したりする。これらの情報は命令処理部１０２が受
け取る。命令処理部１０２では、編集メニュー等の表示
を表示部１１１に対して行い、また、表示された編集メ
ニューに関する入力部１０１からの入力を解釈する。こ
の解釈に従って、表示の変更や、図形管理部１０３との
図形情報の交換を行う。図形管理部１０３は、命令処理
部１０２からの指示に応じて制御点情報記憶部１０４に
対し断面境界線、掃引中心線、あるいは掃引補助線作成
のための制御点に関する情報の登録・読み出しを行った
り、図形データベース１０５内の図形情報（図形を構成
する点の位置情報や図形を作成するためのプログラム
等）を検索して、それぞれの結果を命令処理部１０２に
呈示する。また、図形生成部１０９に対して図形情報を
送出する。制御点情報記憶部１０４は、断面境界線、掃
引中心線、あるいは掃引補助線を作成するための制御点
の座標値等を保持し、図形管理部１０３からの要求に応
じて制御点情報の入出力を行う。図形データベース１０
５のうち、データベース１１３は、断面境界線データベ
ース１０６、掃引中心線データベース１０７、掃引補助
線データベース１０８に格納されているどの断面境界線
と、どの掃引中心線と、どの掃引補助線とが組み合わさ
れるかの情報、すなわち、掃引体などの図形を作成する
ために必要な曲線の組み合わせに関する情報を保持し、
図形管理部１０３からの要求に応じて図形情報を呈示す
る。断面境界線データベース１０６は、掃引体を構成す
る断面境界線がどの制御点から構成されるかの情報を、
その順番とともに保持し、図形管理部１０３からの要求
に応じてこの図形情報を提示する。掃引中心線データベ
ース１０７は、掃引体を構成する掃引中心線がどの制御
点から構成されるかの情報を、その順番とともに保持
し、図形管理部１０３からの要求に応じてこの図形情報
を提示する。掃引補助線データベース１０８は、掃引体
を構成する掃引補助線がどの制御点から構成されるかの
情報を、その順番とともに保持し、図形管理部１０３か
らの要求に応じてこの図形情報を提示する。図形生成部
１０９は、図形管理部１０３から受け取った情報を元
に、表示部１１１に表示する各種図形を生成する。特に
本発明により拡張された掃引体を生成する場合、ここで
は本発明における断面の拡大率と回転角も合わせて計算
される。表示部１１１では、命令処理部１０２より与え
られる編集作業の状況を表示したり、図形生成部１０９
から受け取った図形を表示し、利用者に呈示する。ここ
で、本発明における図形生成部１０９での掃引体の作成
処理の実施例を示す。この処理において本実施例では図
２のような流れで処理を行う。図２は、掃引体の作成時
に本発明による掃引補助線を付加して拡張した掃引体を
作成するためのフローチャートである。従来のシステム
では、ステップ２０１、ステップ２０４、ステップ２０
６、及びステップ２０７のみを実現しているが、本発明
ではここにステップ２０２、ステップ２０３、及びステ
ップ２０５を追加している。掃引を開始すると、ステッ
プ２０１において掃引中心線の位置が読み出される。ス
テップ２０２では同様にして、掃引中心線に対応する掃
引補助線の位置を読み出す。上記掃引中心線の位置及び
掃引補助線の位置を元に、ステップ２０３では掃引中心
線から掃引補助線への方向ベクトルを算出する。ステッ
プ２０４では、ステップ２０３において得られたベクト
ルより、該当する掃引位置における断面の座標系を決定
する。この座標系は、世界座標系に対して任意に定めら
れるものであり、この座標系から断面の回転角が決定さ
れる。ステップ２０５では、ステップ２０３において算
出されたベクトルの長さをもって、断面の拡大率を決定
する。ステップ２０６では、ステップ２０４及びステッ
プ２０５で求められた断面の回転角及び拡大率を基に、
掃引体の部分を描画する。ステップ２０７では掃引中心
線の終端判定を行い、掃引中心線の終端まで上記の処理
を終えていない場合にはステップ２０１から処理を繰り
返す。本発明における掃引体作成の様子を、図３を用い
て示す。図３は、本発明の実施例において掃引補助線を
用いて断面の拡大率や回転角を変化させて掃引体を作成
する様子を表した図である。図３（ａ）から（ｅ）は表
示部１１１における画面表示と処理の流れを表し、
（ｆ）は作成する掃引体の断面である。ここでは３次元
空間上で３角形の断面を直線に沿って掃引し、掃引する
間の断面の拡大率及び回転角を掃引補助線によって変化
させながら掃引体を作成している。まず空間上に断面境
界線３０１、掃引中心線３０２、及び掃引補助線３０３
を図３（ａ）のように設定する。次に掃引開始の命令を
図形生成装置に与えると、図形生成部は、図２における
ステップ２０１からステップ２０６までの処理を、掃引
中心線の始端から終端まで繰り返す。図３（ｂ）に、ス
テップ２０１から２０３までの処理を行う様子を示す。
掃引中心線に沿った掃引が点３０４の位置まで来た場
合、図２のステップ２０１において掃引中心線の位置、
すなわち点３０４が読み出される。続いてステップ２０
２において、掃引中心線上の３０４に対応する位置、こ
こでは、点３０４における掃引中心線３０２の接線を法
線とし、さらに点３０４を含む平面が掃引補助線３０３
と交わる点３０５の位置が読み出される。これら２つの
点３０４及び３０５を基に、ステップ２０３において点
３０４から点３０５への方向ベクトル３０６を算出す
る。図３（ｃ）に、ステップ２０４の処理を行う様子を
示す。断面を空間上に設定するための基準となる座標系
を決定するために、ステップ２０３で算出した方向ベク
トル３０６の方向にｘ軸をとり、点３０４における掃引
中心線の接線方向にｚ軸をとる。さらにｘ軸、ｚ軸の双
方に直交する軸としてｙ軸を空間上にとる。上記の処理
により、座標系３０７を決定する。座標系３０７と、基
準である図３（ｆ）に示す座標系とを比較して制御ベク
トルの回転角を決める。図３（ｄ）に、ステップ２０５
の処理を行う様子を示す。本実施例では、基準である図
３（ｆ）に示す距離３１１の大きさを１とする。座標系
ステップ２０３で算出した方向ベクトルの距離を、断面
の拡大率３０８とし、断面が存在する座標系の原点から
断面とｘ軸との交点３１２までの距離３１１に拡大率３
０８を乗じてできる断面３０９を得る。図３（ｅ）に、
ステップ２０６で作成された掃引体の様子を示す。図３
（ｅ）では点３０４の位置まで掃引が行われた状態で、
すでに作成されている掃引体を表示している。次に、断
面の座標系の決定方法を変更した別の実施例について、
図４を用いて示す。図４は、掃引中心線と掃引補助線と
の間のベクトルを決定する一方法を説明した図である。
ここでは、掃引中心線と掃引補助線の全長を求めてお
き、掃引中心線と掃引補助線の端点から制御ベクトルを
求める点までの掃引中心線の長さを求めて、内分する比
率を決定する。つぎに掃引補助線上の内分する比率の等
しい点を制御ベクトルの終点とする。以下、図４により
説明する。掃引処理が点４０１まで至った時、掃引補助
線における点４０１の対応位置の点４０２の読み出しを
行う。図２ではステップ２０２に相当し、図３（ｂ）に
当たる処理であるが、この実施例では、次のようにして
点４０２を決定する。すなわち、点４０１が掃引中心線
４０３を内分する比率を計算し、これと同等の比率で掃
引補助線４０４を内分する点を決定する。これが点４０
２となる。２つの点４０１及び４０２から方向ベクトル
４０５を算出して、以降図３の実施例と同じ処理を行
い、点４０１における断面の座標系を決定する。さら
に、別の方法で断面の座標系を決定する実施例につい
て、図５を用いて示す。図５は、掃引中心線と掃引補助
線との間のベクトルを決定する一方法を説明した図であ
る。断面境界線や掃引中心線、掃引補助線は、多くの場
合曲線である。また、曲線を表すための関数として用い
られるのはＢ−スプライン曲線であることが多い。Ｂ−
スプライン曲線は複数の制御点とを空間上に設定するこ
とにより作成できるが、作成された曲線上には、制御点
は存在するとは限らない。しかし、制御点の数と位置に
対応してノットと呼ばれる節点は、作成された曲線上に
存在する。このノットを利用して掃引体の断面の座標系
を決定する。この方法を実現する前提として、掃引中心
線と掃引補助線とは同数の制御点から作成されている必
要がある。掃引中心線５０３上にあるノット５０１にお
ける断面の座標系を算出するため、ノット５０１に対応
する掃引補助線５０４上のノット５０２の位置を読み出
し、方向ベクトル５０５を算出する。その後の処理は、
図２のステップ２０４以降に準ずる。図５を用いた上記
実施例では、掃引中心線５０３と掃引補助線５０４とは
同数の制御点から作成されている必要がある。これを簡
単に行うために、掃引中心線の作成に伴う掃引補助線の
自動生成を考える。この実施例を図６に示す。図６は、
掃引中心線の作成と同時に自動的に掃引補助線を作成す
る様子を示した図である。ここで、ノットと制御点とは
正確な対応関係があるので、図６ではノットを用いて説
明している。図６（ａ）において、掃引中心線の制御点
を増設し、最初のノット６０１を画面６０９に表示させ
る。ここで、画面６０９は利用者の視野を平面上に表示
している。次に図６（ｂ）において、制御点を増設し、
次のノット６０３を表示させる。ここで図形管理部１０
３により曲線を構成する制御点の座標が図形生成部１０
９に送出され、掃引中心線６０７が作成される。この時
ノット６０１における掃引中心線の接線を計算し、それ
を法線としてノット６０１を含む平面を空間上に置い
て、画面６０９に平行でノット６０１を含む平面と交わ
る部分でできる直線を算出する。この直線上、断面の径
３１１の距離だけノット６０１から離れた場所に、掃引
補助線のノット６０２を置く。同様にして、ノット６０
３と掃引中心線６０７より、ノット６０４の位置を定
め、対応するノット６０４を作成する。さらに、ノット
６０２及び６０４の位置を図形管理部１０３に与えるこ
とにより、図形生成部に座標を与え、掃引補助線６０８
を作成する。さらに図６（ｃ）において、掃引中心線の
新たなノット６０５を設定する。ここでは、図６（ｂ）
と同様な方法で掃引中心線６０７を描画する。さらに図
６（ｂ）と同様な方法でノット６０６の位置を定めた
後、掃引補助線６０８を作成するが、図６（ｃ）では図
６（ｂ）に比べノット６０３における掃引中心線の接線
の方向が変化しているため、図形管理部１０３に新たな
接線の方向が送出されて、すでに空間上に設定されてい
る掃引補助線のノット６０４の位置を変化させる。変更
されたノット６０４と、ノット６０２及び新たに作成さ
れたノット６０６を用いて掃引補助線６０８を作成す
る。上記図６の実施例は掃引中心線と掃引補助線の制御
点の数を同一にするための方法を説明しているが、同様
にこの方法を図３及び図４で説明した実施例に応用し
て、各実施例における掃引補助線の作成を自動化するこ
とが可能である。ここまでは断面として２次元の図形を
使用してきたが、ここで断面を拡張し、３次元の図形を
断面として使用する実施例を図７に示す。図７は、断面
を３次元の図である形として掃引体を作成する様子を示
した図である。図３の例では断面は図３（ｆ）のように
２次元の図形であるが、断面を掃引するために図３
（ｃ）で作成した座標系は３次元なので、この座標系を
基に３次元の図形を空間上に設定することができる。そ
こで図７では、図７（ａ）のような３次元の図形７０１
を用いて掃引体を作成する。処理の流れは図２と同様で
ある。図７（ｂ）に示したように、３次元図形である断
面７０１を、掃引中心線７０２に沿って掃引し、断面の
拡大率及び回転角を掃引補助線７０３で決定し、掃引体
７０４を作成する。次に、利用者が対話的に掃引体を作
成する際に有用となる掃引体作成方法について、図８を
用いて示す。図８は、断面の持つ座標系に変換を加えて
断面と掃引補助線との位置関係を把握しやすくする様子
を示した図である。ここでは図８（ａ）のような断面を
掃引する。対話的に掃引体を作成する場合、利用者は断
面境界線、掃引中心線、及び掃引補助線を用いて画面上
に掃引体を描画し、所望の図形が得られるまで各線に変
形を加えるという手順で操作を行う。最初に図形８０１
のように断面を作成すると、断面の径を決定するための
参照点は８０４になるが、この後利用者が対話的に掃引
補助線の変更を行う場合、直線の中途である点８０４を
参照しながらの操作では、直感的に各線の位置関係を把
握することができない。座標系８０２に対して座標変換
を施し、掃引補助線に参照させる座標系を８０３のよう
にする。これにより、断面の径の参照点は８０５のよう
に図形の角の部分に重なり、掃引補助線を操作する場合
にも断面との位置関係が把握しやすい。利用者はこの座
標系の変換を任意に定め、その変換値は命令処理部１０
２を通して図形管理部１０３に与えられ、断面の図形と
ともに制御点情報記憶部１０４に記憶される。画面上に
図８（ｂ）のように掃引中心線８０６及び掃引補助線８
０７を設定すると、制御点情報記憶部１０４の値を基に
８０８のような掃引体図形が作成される。

【０００７】次に、掃引中心線（基準線）を表す曲線と
掃引補助線を表す曲線とが同一のパラメータを有する場
合について述べる。基準線上の各点の３次元座標を表す
式が

【０００８】

【数１】

【０００９】で表され、補助線上の各点の３次元座標を
表す式が、

【００１０】

【数２】

【００１１】で表されるとする。ｔがパラメータであ
り、基準線と補助線の両方について、ｔ＝０が始点に対
応し、ｔ＝１が終点に対応する。すなわち、ｔ＝０の場
合、それぞれの式によって基準線及び補助線の始端の座
標値を求めることができ、ｔ＝１の場合、それぞれの式
によって基準線及び補助線の終端の座標値を求めること
ができる。これらの式を利用して、ｔを０から１まで連
続的に変化させることにより、基準線の各座標値に対応
する補助線の座標値を求めることができる。

【００１２】次に、上記の数１、数２が特別な関数、例
えば、Ｂ−スプライン曲線を表すＢ−スプライン関数で
ある場合について述べる。Ｂ−スプライン曲線は、次の
ような式で表される。

【００１３】

【数３】

【００１４】ただし、Ｐｉ（ｔ）は曲線上の点のベクト
ルＮは３次のＢ−スプライン関数Ｑは曲線定義ベクトル（制御点。曲線定義ベクトルの個
数が（ｎ＋１）のとき、ｉ＝１，２，・・・・・，ｎ−
２である。）ｔがパラメータ値であり、Ｐｉ（ｔ）は、ｔの値を０か
ら１まで連続的に変化させることによって、曲線上のｉ
番目のノット（Ｐｉ）と（ｉ＋１）番目のノット（Ｐｉ
＋１）の間における曲線の座標値を表す。ＰｉとＰｉ
（ｔ）とは以下の関係がある。

【００１５】

【数４】

【００１６】制御点とノットとの関係は、図１０に示す
ような位置関係に有り、制御点は、Ｂ−スプライン曲線
である基準線または補助線上にあるとは限らない。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したごとく、膨らみやくびれ、
あるいはねじれといった拡張を施した掃引体を作成する
ことができる。これにより、多面体を接続して図形を作
成する場合に比べ少ない特徴量で、また回転体では作成
が不可能な様々な図形を表現することができる。

【００１８】さらに掃引するための断面を３次元の図形
に拡張することにより、ふくらみやくびれのない通常の
掃引体では表現できない形状を作成することができる。

【００１９】利用者が対話的に掃引体を作成する場合に
も、利用者が書く図形の位置関係を従来のプロファイル
曲線を用いた方法に比べて把握しやすい環境で操作を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による掃引体図形生成装置のブロック
図。

【図２】掃引体の作成時に本発明による掃引補助線を付
加して拡張した掃引体を作成するためのフローチャー
ト。

【図３】掃引補助線を用いて断面の拡大率や回転角を変
化させて掃引体を作成する様子を表した説明図。

【図４】掃引中心線と掃引補助線との間のベクトルを決
定する一方法を説明した説明図。

【図５】掃引中心線と掃引補助線との間のベクトルを決
定する一方法を説明した説明図。

【図６】掃引中心線の作成と同時に自動的に掃引補助線
を作成する様子を示した説明図。

【図７】断面を３次元の図形として掃引体を作成する様
子を示した説明図。

【図８】断面の持つ座標系に変換を加えて断面と掃引補
助線との位置関係を把握しやすくする様子を示した説明
図。

【図９】従来技術の説明図。

【図１０】制御点とノットとの位置関係の説明図。

【符号の説明】

１０１入力部１０２命令処理部１０３図形管理部１０４制御点情報記憶部１０５図形データベース１０６断面境界線データベース１０７掃引中心線データベース１０８掃引補助線データベース１０９図形生成部１１０ベクトル演算部１１１表示部１１２計算機３０１断面３０２掃引中心線３０３掃引補助線３０４掃引中心線上の点３０５掃引中心線に対応する掃引補助線上の点３０６掃引中心線から掃引補助線へのベクトル３０７断面の座標軸３０８拡大された断面の径３０９拡大された断面３１０掃引体３１１断面の径３１２参照点４０１掃引中心線上の点４０２掃引中心線に対応する掃引補助線上の点４０３掃引中心線４０４掃引補助線４０５掃引中心線から掃引補助線へのベクトル５０１掃引中心線上の点５０２掃引中心線に対応する掃引補助線上の点５０３掃引中心線５０４掃引補助線５０５掃引中心線から掃引補助線へのベクトル６０１ノット１６０２ノット２６０３ノット３６０４ノット４６５０ノット５６０６ノット６６０７掃引中心線６０８掃引補助線７０１断面７０２掃引中心線７０３掃引補助線７０４掃引体８０１断面８０２初期座標系８０３変換後座標系８０４初期参照点８０５変換後参照点８０６掃引中心線８０７掃引補助線８０８掃引体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０６Ｔ 3/40 8420−5ＬＧ０６Ｆ 15/66 ３５０Ａ 8420−5Ｌ３５５Ｋ (72)発明者三好雅則茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】図形を基準線に沿って移動させることによ
り、上記図形が掃引する面を表面とする掃引体図形を生
成する掃引体図形生成装置において、上記図形が移動するときの各位置における上記図形の大
きさ及び回転角のうちの少なくとも一方を制御するため
の補助線に関する情報を受付ける入力部と、入力された上記補助線に関する情報を、上記基準線との
３次元的な位置関係がわかるように表示する表示部と、上記基準線上の各点と、この点に対応する上記補助線上
の点とを結ぶ制御ベクトルを生成するベクトル演算部
と、上記図形を上記基準線に沿って移動させる際に、上記制
御ベクトルの大きさと方向により上記図形の大きさ及び
回転角のうち少なくとも一方を制御して、掃引体図形を
生成する図形生成部とを有することを特徴とする掃引体
図形生成装置。
【請求項２】図形を基準線に沿って移動させることによ
り、上記図形が掃引する面を表面とする掃引体図形を生
成する掃引体図形生成装置において、上記図形が移動するときの各位置における上記図形の、
少なくとも回転角を制御するための補助線に関する情報
を受付ける入力部と、上記基準線上の各点と、この点に対応する上記補助線上
の点とを結ぶ制御ベクトルを生成するベクトル演算部
と、上記図形を上記基準線に沿って移動させる際に、上記制
御ベクトルの方向により上記図形の少なくとも回転角を
制御して、掃引体図形を生成する図形生成部とを有する
ことを特徴とする掃引体図形生成装置。
【請求項３】請求項１または２記載の掃引体図形生成装
置において、上記ベクトル演算部は、上記制御ベクトルの始点を、上記基準線上の点とし、上
記制御ベクトルの終点を、上記制御ベクトルの始点での
上記基準線の接線に直交し、上記始点を通る平面と上記
補助線との交点とすることを特徴とする掃引体図形生成
装置。
【請求項４】請求項１または２記載の掃引体図形生成装
置において、上記ベクトル演算部は、上記制御ベクトルの始点を、上記基準線上の点とし、上
記制御ベクトルの終点を、上記制御ベクトルの始点が上
記基準線を内分する比率と同じ比率で上記補助線を内分
する点とすることを特徴とする掃引体図形生成装置。
【請求項５】請求項１または２記載の掃引体図形生成装
置において、上記ベクトル演算部は、上記基準線を表す第１の関数と上記補助線を表す第２の
関数があり、上記関数の双方が同一のパラメータの関数
である場合、上記制御ベクトルの始点を、上記基準線上の点とし、上
記制御ベクトルの始点に対応する、第１の関数のパラメ
ータの値に対応する第２の関数で表現される補助線上の
点を、上記制御ベクトルの終点とすることを特徴とする
掃引体図形生成装置。
【請求項６】上記第５項の掃引体図形生成装置におい
て、上記パラメータの関数は、スプライン関数であることを
特徴とする掃引体図形生成装置。
【請求項７】請求項１、２、３、４、５または６記載の
掃引体図形生成装置において、上記基準線上の各点における上記図形の大きさを決定す
るときは、各点における上記制御ベクトルの長さの比
が、各点における上記図形の大きさの比と同じくなるよ
うに上記図形の大きさを決定することを特徴とする掃引
体図形生成装置。
【請求項８】請求項１、２、３、４、５、６または７記
載の掃引体図形生成装置において、上記基準線上の各点における上記図形の回転角を決定す
るときは、予め定められた方向から計った上記制御ベク
トルの方向の回転角により上記図形の回転角を決定する
ことを特徴とする掃引体図形生成装置。