JPH07254013A - ３次元画像修正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】表示３次元画像を容易に修正できる３次元画像
修正方法を提供する。 【構成】３次元形状データに基づく３次元形状の投影画
像を表示手段の表示面上に表示し、表示された投影画像
中において２以上の断面位置を設定し、設定された断面
位置における断面形状を構成する点の位置データを記憶
すると共に断面形状を前記表示手段の表示面上に表示
し、表示された少なくとも１つの断面形状の所望部分の
形状を修正し修正された断面形状に基づき前記位置デー
タを更新し、更新された位置データに基づいて３次元形
状データを修正し修正された３次元形状データに基づく
３次元形状を表示手段の表示画面上に表示させるように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は３次元画像の修正をする
３次元画像修正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、設計者等は正面図、側面図、平面
図などの２次元図面に基づいて立体形状を想像し、想像
立体形状が希望のものと異なるとき２次元図面を修正し
て、修正された２次元図面から立体形状を想像するなど
の修正を繰り返して、想像立体形状が希望のものになる
ように修正を加えていた。また、これに代わる方法とし
て、ＣＲＴの画面上に３次元画像を表示して該画像に基
づく立体形状が希望のものと異なっているときに、表示
３次元画像を修正して所望の立体形状にすることも考え
られるが、この方法によるときは３次元画像の修正手順
が複雑であるため修正が容易に行えず、修正に時間がか
かるという問題点があった。この結果、設計作業の能率
の低下をきたすという問題が生じていた。また、設計者
にとっては２次元図面から断面位置を指定する方が、３
次元画像上で指定するよりも指定し易いとういう問題点
もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、表示３
次元画像を容易に修正できるようなＣＡＤシステムはな
かった。

【０００４】本発明は、表示３次元画像を容易に修正で
きる３次元画像修正方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の３次元画像修正
方法は、３次元形状データに基づく３次元形状の投影画
像を表示手段の表示面上に表示する第１の工程と、第１
の工程によって表示された投影画像中において２以上の
断面位置を設定する第２の工程と、第２の工程によって
設定された断面位置における断面形状を構成する点の位
置データを記憶すると共に断面形状を前記表示手段の表
示面上に表示する第３の工程と、第３の工程によって表
示された少なくとも１つの断面形状の所望部分の形状を
修正し修正された断面形状に基づき前記位置データを更
新する第４の工程と、第４の工程によって更新された位
置データに基づいて３次元形状データを修正し修正され
た３次元形状データに基づく３次元形状を表示手段の表
示画面上に表示させる第５の工程からなることを特徴と
する。

【０００６】

【作用】３次元形状データに基づく表示３次元画像の投
影画像が表示画面上に表示され、表示された投影画像中
において指定された断面位置の断面形状を修正すること
によって、修正された断面形状に基づく３次元画像に原
表示３次元画像が修正される。したがって、２次元表示
である断面形状の修正により３次元画像の修正が実質的
に行えることになって、従来の正面図、側面図、平面図
等の２次元図面を修正するのと同様に行える。

【０００７】

【実施例】以下、本発明方法を実施例により説明する。

【０００８】図１は本発明方法が適用される３次元画像
修正装置の一実施例の構成を示すブロック図である。

【０００９】本実施例の３次元画像修正装置２０は、中
央処理装置（ＣＰＵ）２、作業領域を有し処理途中のデ
ータを格納するＲＡＭと中央処理装置２における処理プ
ログラムが格納されたＲＯＭとからなる内部記憶装置４
と、複数の曲線形状、例えば円、楕円、その他の曲線に
対応するデータが格納されたハードディスクなどからな
る外部記憶装置６、中央処理装置２の制御のもとに画像
表示を行う表示装置としてのＣＲＴ８、数値、文字等の
入力のためのキーボード１０およびマウス、ファンクシ
ョンスイッチボード、デジタイザを含む図形入力装置１
２からなり、ＣＡＤシステムを構成している。

【００１０】上記のように構成された本実施例の３次元
画像修正装置２０の作用を図２ないし図５に示すフロー
チャートに基づいて、２輪車のカウル後部の３次元画像
の修正の場合を例に説明する。

【００１１】プログラムの実行が開始されると、２輪車
のカウル後部の３次元表示のためのＣＡＤデータが読み
込まれ、３次元形状データに変換されて内部記憶装置４
のＲＡＭに格納される（ステップＳ１）。内部記憶装置
４のＲＡＭに格納された３次元形状データに基づいてＣ
ＲＴ８の画面上に表示された３次元形状は図６に示すご
とくである。図６においてＣ１はカウルを、Ｃ２、Ｃ３
はカウルＣ１の支柱としてのパイプを示している。

【００１２】ステップＳ１において読み込まれたＣＡＤ
データに基づく３次元形状データから３角投影図法に基
づく正面図、側面図、平面図に対応する投影画像（投影
図とも記す）が２次元画面としてＣＲＴ８の画面上に表
示される（ステップＳ２）。ステップＳ２において表示
されたＣＲＴ８上の画面は図７に示すごとくである。図
７において（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は夫々正面図、平面
図、側面図に対応する投影画像を示す。

【００１３】ステップＳ２に続いて図７において表示さ
れた投影画像に対して断面を３角投影図法で作成する断
面図作成ルーチン（ステップＳ３）が実行される。

【００１４】ステップＳ３の断面図作成ルーチンは図３
に示すステップＳ３１〜Ｓ３５から構成されている。ス
テップ３の実行が開始されると、断面作成対象画像の指
定がなされる（ステップＳ３１）。

【００１５】本実施例においては、断面作成対象画像と
して正面図に対応する投影画像が指定されるものとす
る。ステップＳ３１に続いてステップＳ３１において指
定された画像上において断面個所を決定するライン（Ｌ
Ｎ１）の指定がなされる。指定された断面個所を決定す
るライン（ＬＮ１）による３次元形状の切断面の外形を
構成する各点の位置が基準座標に対して計数されて、計
数された各点の位置情報が内部記憶装置４のＲＡＭにラ
イン（ＬＮ１）およびライン（ＬＮ１）の３次元形状中
の位置データに対応させて格納される（ステップＳ３
２）。この場合のＲＡＭにおける格納データを模式的に
示せば図１０（ａ）および（ｂ）に示すごとくである。
図１０（ａ）はライン（ＬＮｎ）（ｎは自然数）とライ
ン（ＬＮｎ）の３次元形状中の位置データを示し、図１
０（ｂ）は断面上の図１０（ｄ）に示す各点（Ａ−Ａ
−）、（Ａ−Ａ＋）、（Ｂ−Ｂ−）、（Ｂ−Ｂ＋）…
…、すなわちその断面個所を決定するラインによる３次
元形状の切断面の外形を構成する各点に対する位置デー
タであり、したがって、ライン（ＬＮ１）の切り口にお
ける３次元形状の断面形状が実質的にＲＡＭに格納され
た状態となっている。

【００１６】ステップＳ３２に続いて、断面の視線方向
の設定がなされる（ステップＳ３３）。視線方向の設定
は模式的に示せば矢印Ａの方向か、矢印Ｂの方向かによ
って指定され（図７参照）、続いて断面形状表示のため
の表示位置の指定がなされる（ステップＳ３４）。ステ
ップＳ３４に続いて指定された視点方向から見た断面形
状がＣＲＴ８の画面上に表示され、かつ断面名が指定さ
れる（ステップＳ３５）。図７において表示位置をＰで
示す。図８（ｂ）は矢印Ａの方向に見たときのＣＲＴ８
の画面上に表示される断面形状例を示し、表示位置Ｐの
位置に表示される。図８（ａ）は正面図に対応する投影
画像であり、断面の表示と重複しないように表示位置Ｐ
が設定される。

【００１７】ステップＳ３３、Ｓ３４およびＳ３５にお
いて指定された視線方向、点位置および断面名はステッ
プＳ３２における格納データと関係づけて内部記憶装置
４のＲＡＭに格納される。これは検索を容易にするため
である。ステップＳ３を繰り返して異なるライン（ＬＮ
２）、（ＬＮ３）……を順次指定したときは、指定され
たラインの切り口における断面形状に基づくデータがラ
イン（ＬＮ２）、（ＬＮ３）…に夫々関係つけられて内
部記憶装置４のＲＡＭに順次格納され、また表示される
ことになる。通常１以上のラインが指定される。

【００１８】ステップＳ３による断面形状の表示に続い
て断面形状中の要素が３次元形状のどの要素から作成さ
れたかがチェックされる対象要素チェックルーチン（ス
テップＳ４）が実行される。ステップＳ４の対象要素チ
ェックルーチンは図４に示すようにステップＳ４１およ
びＳ４２から構成されている。

【００１９】ステップＳ４の実行が開始されると、ライ
ン（ＬＮｎ）が指定され、ライン（ＬＮｎ）の断面形状
がＣＲＴ８の画面上に表示され、表示された断面形状中
の要素が指定される（ステップＳ４１）。断面形状中の
要素の指定はマウスカーソルを指定する要素に移動させ
ることによって行われる。本実施例においては、例え
ば、図８に示すようにカウルＣ１中の太線によって表示
した部分が要素として指定されたものとする。その他、
パイプＣ２またはＣ３を指定してもよい。

【００２０】ステップＳ４１によって指定がなされた要
素が３次元形状のどの要素から作成されたのかが検索さ
れる。この検索は指定されたライン（ＬＮｎ）を参照し
てライン（ＬＮｎ）による断面に対応するデータが格納
された、ＲＡＭ中の部分が検索され、この検索に続いて
ステップＳ４１において指定された要素の位置に対応す
る位置のデータが検索されたＲＡＭ中の部分中から検索
される。この検索された位置のデータに対応する、３次
元形状上の要素部分における表示輝度が増加させられて
表示される（ステップＳ４２）。この結果の表示の一例
を図９に示す。斜線部分が輝度が増加して表示されてい
る部分を示す。ステップＳ４を実行するのは断面形状中
の指定された要素が３次元形状のどの部分にあたるかの
確認を容易ならしめるためである。

【００２１】ステップＳ４に続いて、断面形状内の要素
の３次元形状への投影ルーチン（ステップＳ５）が実行
される。ステップＳ５の３次元形状への投影ルーチンは
図５に示すステップＳ５１〜Ｓ５３から構成されてい
る。

【００２２】ステップＳ５が実行されると、断面形状を
修正することによってカウル形状を修正したい部分に対
応するライン（ＬＮｎ）の指定がなされる（ステップＳ
５１）。この指定によってライン（ＬＮｎ）による切り
口の断面形状がＣＲＴ８の画面上に表示される。ライン
（ＬＮｎ）に代わって断面名によって呼び出してもよ
い。呼び出された断面形状は例えば、図８に示すごとく
である。ステップＳ５１に続いて修正したい形状範囲が
指定される（ステップＳ５２）。この指定はステップＳ
４１と同様に行うことができる。

【００２３】ステップＳ５２に続いて修正したい形状範
囲に対して置換する曲線形状の指定がなされて、指定さ
れた曲線形状のデータが外部記憶装置６から読み出さ
れ、修正したい形状範囲に対して、指定がなされた曲線
形状が置換され、この置換により断面形状の一部が修正
されて、修正された断面形状がＣＲＴ８の表示画面上に
表示される。この修正が不都合のときはさらに異なる曲
線形状に修正がなされ、修正の終了が指示されると、Ｒ
ＡＭにおける格納データ中の修正された断面形状に対応
する部分の格納データが修正された曲線形状に基づくデ
ータに更新される。

【００２４】この修正について説明すれば、内部記憶装
置４のＲＡＭにおける格納データ中の、修正したい範囲
の断面形状に対応する部分の格納データが修正された曲
線形状に基づくデータに更新される。この時のＲＡＭ内
の格納データは例えば図１０（ｃ）に示すごとくにな
る。図１０（ｃ）は図１０（ｅ）において破線によって
示すように一方側、例えば図の左側の膨らみを少なくし
た曲線形状に修正する場合を示しＲＡＭ内データとして
（Ａ−Ａ−）（Ｂ−Ｂ−）……のみが更新されて、更新
されたデータに基づく断面形状がＣＲＴ８の画面上に表
示される。

【００２５】上記においてはライン（ＬＮｎ）による断
面図中の一部の形状のみを修正したが他の部分の形状も
併せて修正することもできる。

【００２６】上記による断面形状の修正はライン（ＬＮ
ｎ）について説明したが他のライン（ＬＮｍ）について
の断面形状の修正についても同様に行われる。

【００２７】ライン（ＬＮｎ）についての断面形状の修
正に続いてライン（ＬＮｍ）、（ＬＮｌ）についての断
面形状も修正して、両断面形状間の連結を指示すること
によって、ライン（ＬＮｎ）についての修正された断面
形状とライン（ＬＮｍ）についての修正された断面形状
とライン（ＬＮｌ）についての修正された断面形状との
間が円滑面によって連結され、その結果の３次元形状の
表示がＣＲＴ８の画面上になされる。この表示によって
断面形状修正結果が３次元形状上でどのように変化した
かを容易に設計者が判定することができる。かかる３次
元形状の修正は断面形状の修正によって行えるため、容
易に行うことができる。

【００２８】また、円滑面は、例えばスプライン補間に
よって得られる。その一例は、次のようである。ライン
（ＬＮｎ）、ライン（ＬＮｍ）、ライン（ＬＮｌ）につ
いて修正された断面形状外周上に図１１に示す如くそれ
ぞれ同数の点列（Ｑ_n1，Ｑ_n2，…，Ｑ_nn）、（Ｑ_m1，Ｑ
_m2，…，Ｑ_mn）、（Ｑ_l1，Ｑ_l2，…，Ｑ_ln）を生成し、
各断面形状外周上に生成された（Ｑ_n1，Ｑ_m1，Ｑ_l1）の
点列を通るスプライン曲線、（Ｑ_n2，Ｑ_m2，Ｑ_l2）の点
列を通るスプライン曲線、…、（Ｑ_nn，Ｑ_mn，…，
Ｑ_ln）の点列を通るスプライン曲線を形成することによ
って円滑面を得る。

【００２９】さらにまた、ライン（ＬＮｎ）についての
修正された断面形状とライン（ＬＮｍ）についての修正
された断面形状とライン（ＬＮｌ）についての修正され
た断面形状との間を連結する円滑面の形状を変えること
によっても３次元形状が修正される。また、ラインの数
を増加させても同様である。

【００３０】なお、ライン（ＬＮｍ）またはライン（Ｌ
Ｎｌ）のいずれか、または両方共についての断面を修正
せず、ライン（ＬＮｍ）およびライン（ＬＮｌ）の指定
のみを行ってもよい。この場合はライン（ＬＮｎ）につ
いての修正された断面形状とライン（ＬＮｍ）について
の両断面形状ライン（ＬＮｌ）についての修正された断
面形状との間が円滑面によって連結され、その結果の３
次元形状がＣＲＴ８の画面上に表示されることになる。
また、この場合、相互を連結する円滑面の形状を変える
ことによっても３次元形状が修正される。

【００３１】上記した実施例では、正面図に対応する投
影画面上において断面するラインが設定される場合につ
いて説明したが、平面図に対応する投影画面上におい
て、または側面図に対応する投影画面上において断面す
るラインを設定する場合についても同様である。この場
合にライン（ＬＮｎ）とライン（ＬＮｍ）との距離を選
択することによって３次元形状が変更されることにもな
る。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の３次元画像
修正方法によれば、３次元形状データに基づく表示３次
元画像の投影画像を表示画面上に表示し、表示された投
影画像中において指定された断面位置の断面形状を修正
し、修正された断面形状に基づく３次元画像を表示画面
上に表示するようにしたため、２次元表示である断面形
状を修正することによって３次元画像の修正が行えて、
３次元画像の修正が容易に行えるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法が適用されるＣＡＤシステムの一実
施例の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明方法の説明に供するフローチャートであ
る。

【図３】本発明方法の説明に供するフローチャートであ
る。

【図４】本発明方法の説明に供するフローチャートであ
る。

【図５】本発明方法の説明に供するフローチャートであ
る。

【図６】本発明方法による３次元画像修正の説明に供す
る３次元形状モデルを示す図である。

【図７】図７（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、図６に示
す３次元形状モデルの３角投影法による正面図、平面図
および側面図である。

【図８】図８（ａ）および（ｂ）は、図６に示す３次元
形状モデルの正面図および断面図である。

【図９】図６に示す３次元形状モデル上での要素指定の
説明に供する模式図である。

【図１０】図１０（ａ）乃至（ｄ）は、断面形状の変更
の場合の内部記憶装置のＲＡＭにおける記憶データの説
明に供する模式図である。

【図１１】本発明における円滑面生成の説明に供する模
式図である。

【符号の説明】

２…中央処理装置 ４…内部記憶
装置 ６…外部記憶装置 ８…ＣＲＴ １０…キーボード Ｃ１…カウル Ｃ２、Ｃ３…パイプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】３次元形状データに基づく３次元形状の投
   影画像を表示手段の表示面上に表示する第１の工程と、
   第１の工程によって表示された投影画像中において２以
   上の断面位置を設定する第２の工程と、第２の工程によ
   って設定された断面位置における断面形状を構成する点
   の位置データを記憶すると共に断面形状を前記表示手段
   の表示面上に表示する第３の工程と、第３の工程によっ
   て表示された少なくとも１つの断面形状の所望部分の形
   状を修正し修正された断面形状に基づき前記位置データ
   を更新する第４の工程と、第４の工程によって更新され
   た位置データに基づいて３次元形状データを修正し修正
   された３次元形状データに基づく３次元形状を表示手段
   の表示画面上に表示させる第５の工程からなることを特
   徴とする３次元画像修正方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の３次元画像修正方法におい
   て、第５の工程は第４の工程において形状が修正された
   断面形状と、該断面の断面位置に隣接する断面位置の断
   面形状との間を補間して３次元形状データを修正する工
   程を含むことを特徴とする３次元画像修正方法。