JPH08123835A - 形状設計支援装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】表示されている映り込み画像を修正の対象と
し、修正された映り込み画像に基づいて、形状を変形さ
せることにより、形状の評価及び修正を容易に行うこと
ができる形状設計支援装置を提供する。 【構成】マウス等のポインティングデバイスを備える入
力部１９と、映り込み画像を生成するためのパラメータ
を作成する映り込み画像生成パラメータ作成部１２と、
作成されたパラメータおよびメモリ１０に記憶されてい
る形状データ１１から映り込み画像を生成する映り込み
画像生成部１３と、映り込み画像を表示する表示部１４
と、入力部１９を介して行なわれる、表示されている映
り込み画像に対する修正操作を受け付け、それに応じた
修正情報を作成する映り込み画像修正情報作成部１５
と、作成された修正情報を満足するように形状データ１
１を変形する形状修正部１６とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、計算機を用いた形状設
計／加工／解析支援装置等、例えば、機械系CAD（Compu
ter Aided Design）/CAM（Computer Aided Manufacturi
ng）/CAE（Computer Aided Engineering）装置や、CG
（Computer Graphics）装置に係り、特に、生成された
形状の修正機能を備える形状設計支援装置およびその方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】計算機を用いた形状設計支援装置により
製品等の形状を設計する際に、計算機内部で構築された
形状モデルが設計者の意図した通りの形状かどうかを確
認する方法として、３次元形状の場合、Gouraudシェー
ディング等のスムーズシェーディングを用いるのが一般
的である。しかし、３次元形状が自由曲面を含む場合、
スムーズシェーディングは、形状を滑らかに表示するこ
とを目的として開発されているため、概略形状を把握す
ることはできるが、自由曲面のうねり等の微小な形状的
な特徴を発見するには適さない。

【０００３】また、上記方法とは別の形状検証方法とし
て、NC（Numerical Control）機械等で試作モデルを作
成、検証する方法がある。ところが、この方法では、加
工作業を伴うために、検証や、その後の形状修正に多く
の時間を費やす。

【０００４】以上のことから、試作モデルを作成するこ
となく、CRT等の表示装置を用いて形状モデルを表示
し、これを実時間で検証できる、上記スムーズシェーデ
ィングよりも厳密な形状検証方法が望まれている。

【０００５】光学的な形状検証方法として、試作モデル
の表面を鏡面反射させた場合の、外部風景の形状表面へ
の映り込みを見る方法がある。例えば、自動車メーカで
は、自動車の形状を検証するために、車体の試作モデル
（クレイモデル）の表面に銀箔等を貼り付け、その表面
が鏡面反射するようにした試作モデルを、棒状の螢光灯
を配置した光源下に配置して、試作モデルの表面へ映っ
た螢光灯の状態、いわゆる、映り込みをチェックする。

【０００６】この映り込みは、一般には「ハイライトラ
イン」、あるいは「リフレクションライン」とよばれ、
計算機を用いたシミュレーションにより画像データとし
て生成、表示することが可能である。映り込み画像の生
成および表示機能を有するＣＡＤシステムとしては、例
えば、宮崎ほかによる「車体造形システム（自動車技
術、p18〜24、vol.46、No.11、1992）」に示されている
システムがある。

【０００７】映り込み画像を生成表示するには、例え
ば、ある視線方向から見たときの、形状モデルの表面で
反射された螢光灯などを含む予め設定された外部風景面
を表示する場合、表示画面上の各ピクセルについて、各
ピクセルに入射する光線を逆に辿っていき、前記形状モ
デル表面で反射されて、前記外部風景面に到達した位置
における、前記外部風景面の色または明るさを参照し
て、そのピクセルの色または明るさを算出する、いわゆ
るレイトレーシング法（光線追跡法）を用いることがで
きる。この方法を用いれば、処理時間はかかるが、現実
世界での形状への映り込みを、かなり正確にシミュレー
ションできる。

【０００８】また、簡略化した方法には、例えば、形状
モデルの表面曲面上の法線分布を等高線等で表示する方
法や、ある方向から見たときに、形状モデルの表面曲面
上の法線方向が等しい点群を結んだ線（疑似映り込み
線）を表示する方法等がある。これらの簡略化した方法
によれば、それほど大きな演算処理能力を持たないシス
テムでも、映り込み画像の生成表示を実時間で処理する
ことが可能となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにして得ら
れる、形状モデル表面への外部風景の映り込みが、設計
者の意図しない形状モデル表面のうねり等により乱れて
いる場合、設計者は、形状モデルの修正を行なう。上記
従来例に代表される従来技術のシステムでは、一般に、
以下の２つの方法のいずれかにより修正を行なう。

【００１０】（１）形状モデルを生成する際に用いた幾
何情報、例えば、境界曲線等を作り直し、形状モデルを
再生成する。

【００１１】（２）形状モデルの形状を制御するため
の、あるいは、前記形状を表現するための幾何情報、例
えば、制御点等を対話的に移動し、形状モデルの形状を
修正する。

【００１２】しかし、上記いずれの修正方法でも、前述
した方法で得られた映り込み画像のデータが直接用いら
れることはなく、修正後の結果を検証するために、修正
された形状から、新たに算出された映り込み画像が参照
されるのみである。

【００１３】さらに、形状モデルの形状を、具体的にど
のように修正すれば、所望の映り込み画像が得られるか
は、設計者の勘やノウハウによるところが大きい。この
ため、実際の修正処理には、多くの試行錯誤が必要であ
った。

【００１４】本発明の目的は、形状の修正に際して、表
示されている映り込み画像に対して行なわれる修正操作
を受け付け、その修正操作に応じて形状を修正すること
を可能とすることによって、形状修正処理を容易にし、
形状設計作業の効率化を図ることができる形状設計支援
装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、ユーザによ
る入力操作を受け付け、その操作に応じて、ユーザの所
望する形状を表現するための形状データを生成する形状
設計支援装置において、前記形状データにより表現され
る形状の表面への、予め定めた外部風景の映り込みを示
す映り込み画像を、前記形状データを用いて算出する映
り込み画像生成部と、前記映り込み画像を表示する表示
部と、前記表示部に表示されている前記映り込み画像に
対して行なわれる、前記映り込み画像を所望の形に修正
するためのユーザによる修正操作を受け付けて、修正さ
れた映り込み画像が生成されるように前記形状データを
修正する修正部とを有することを特徴とする形状設計支
援装置により達成される。

【００１６】また、上記目的は、ユーザによる入力操作
を受け付け、その操作に応じて、ユーザの所望する形状
を表現するための形状データを生成する形状設計支援方
法において、前記形状データにより表現される形状の表
面への、予め定めた外部風景の映り込みを示す映り込み
画像を、前記形状データを用いて算出して、表示し、前
記表示されている前記映り込み画像に対して行なわれ
る、前記映り込み画像を所望の形に修正するためのユー
ザによる修正操作を受け付けて、修正された映り込み画
像が生成されるように前記形状データを修正することを
特徴とする形状設計支援方法によっても達成される。

【００１７】また、上記目的は、ユーザによる入力操作
を受け付け、その操作に応じて、ユーザの所望する形状
を表現するための形状データを生成する形状設計支援装
置において、前記形状データにより表現される形状の表
面曲面の形状的な特徴を表わす特徴画像を、前記形状デ
ータを用いて算出する画像生成部と、前記特徴画像を表
示する表示部と、前記表示部に表示されている前記特徴
画像に対して行なわれる、前記特徴画像を所望の形に修
正するためのユーザによる修正操作を受け付けて、修正
された映り込み画像が生成されるように前記形状データ
を修正する修正部とを有することを特徴とする形状設計
支援装置によっても達成される。

【００１８】また、上記目的は、ユーザによる入力操作
を受け付け、その操作に応じて、ユーザの所望する形状
を表現するための形状データを生成する形状設計支援装
置において、前記形状データにより表現される形状の表
面曲面の形状的な特徴を示す特徴画像を生成するに必要
なパラメータ群を複数組作成するパラメータ作成部と、
前記複数組のパラメータ群に応じて、前記形状データの
１つから複数の特徴画像を生成する画像生成部と、前記
複数の特徴画像を表示する表示部と、前記表示部に表示
されている複数の特徴画像のうちの１つの特徴画像に対
して行なわれる、前記１つの特徴画像を所望の形に修正
するためのユーザによる修正操作を受け付けて、修正さ
れた特徴画像が生成されるように前記形状データを修正
する修正部とを有し、前記画像生成部は、前記形状修正
部での形状データの修正された後に、前記修正された形
状データから、前記複数組のパラメータ群に応じて、複
数の特徴画像を再び生成し、前記表示部に表示させるこ
とを特徴とする形状設計支援装置によっても達成され
る。

【００１９】

【作用】本発明は、ユーザによる入力操作を受け付け、
その操作に応じて、ユーザの所望する形状を表現するた
めの形状データを生成し、前記形状データにより表現さ
れる形状の表面への、予め定めた外部風景の映り込みを
示す映り込み画像や、その他の前記形状の表面の特徴を
示す特徴画像を、前記形状データを用いて算出し、表示
する形状設計支援装置である。

【００２０】本発明においては、表示されている前記映
り込み画像あるいは特徴画像に対して行なわれる、前記
映り込み画像あるいは特徴画像を所望の形に修正するた
めのユーザによる修正操作を受け付け、その修正操作の
結果得られる修正された映り込み画像あるいは特徴画像
が映り込み画像生成部で生成されるように、修正部が、
前記形状データを修正する。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を適用した形状設計支援装置の
一実施例について、図を用いて説明する。

【００２２】本実施例は、本発明を実現するための機能
構成として、図１に示すように、ユーザによる形状設計
および修正等に関する操作を受け付ける入力部１９と、
受け付けた操作に応じて形状データ１１を作成する形状
データ作成部（形状モデラ）１８と、作成された形状デ
ータ１１を記憶するメモリ１０とを有する。

【００２３】本実施例は、さらに、入力部１９が受け付
けた操作に応じて、映り込み画像を生成するための視線
方向等の画像生成パラメータを作成する映り込み画像生
成パラメータ作成部１２と、作成されたパラメータとメ
モリ１０に記憶されている形状データ１１とから映り込
み画像を生成する映り込み画像生成部１３と、生成され
た映り込み画像を表示する表示部１４とを有する。

【００２４】映り込み画像生成部１３は、さらに、上記
画像生成パラメータに応じた、形状に映し込まれる外部
風景として用いられる周辺の画像データの設定を行なう
と共に、形状データの修正後に、修正された形状データ
１７と上記画像生成パラメータとから、映り込み画像を
再生成し、その再生成した映り込み画像の特徴が、予め
定めた基準範囲内にあるかどうかの評価処理を行なう。

【００２５】本実施例は、さらに、本発明の特徴部分１
００として、入力部１９により受け付けられる、表示部
１４に表示されている映り込み画像に対する修正操作に
応じた修正情報を作成する映り込み画像修正情報作成部
１５と、作成された修正情報を満足するように形状デー
タ１１を変形し、変形後の形状データ１７をメモリ１０
へ記憶させる形状修正部１６とを有する。

【００２６】形状修正部１６は、例えば、前記修正情報
から、形状データ１１に含まれる点、線、ベクトル等の
幾何量に対する拘束条件を生成する幾何拘束情報生成部
と、生成された幾何拘束条件を満足するように、形状デ
ータ１１の形状を変形する形状変形部とから構成され
る。

【００２７】なお、本実施例では、メモリ１０内部の形
状データ１１と１７とは別々にしているが、同一のデー
タとして、形状データ１１を修正した時点で、形状デー
タ１７を上書きする構成としても良い。

【００２８】本実施例の装置構成は、例えば、図３に示
すように、記憶装置を備えた計算機３４と、計算機３４
に接続される表示装置３０、キーボード３５、およびマ
ウス３６とにより実現することができる。

【００２９】本実施例の形状設計支援装置の操作に際し
て、ユーザは、キーボード３５、マウス３６を入力装置
として、表示装置３０の表示画面３１上に表示されてい
る形状３２上にマッピングされた映り込み画像３３が、
所望の状態となるように、映り込み画像３３に対して修
正操作を行なう。なお、形状３２は、計算機３４の記憶
装置に記憶されている形状データ１１から生成されるも
のである。

【００３０】本実施例の処理手順の一例を、図２のフロ
ーチャートを参照して説明する。

【００３１】最初、入力部１９により受け付けた、形状
設計に関するユーザなどからの操作に応じて、形状デー
タ作成部１８が、形状モデルの形状を表現するための形
状データ１１を作成し、メモリ１０に記憶させる（ステ
ップ２０）。

【００３２】次に、入力部１９により受け付けた、映り
込み画像の生成に必要な画像生成パラメータを設定する
ためのユーザからの操作に応じて、映り込み画像生成パ
ラメータ作成部１２が、画像生成パラメータを作成する
（ステップ２１）。

【００３３】次に、映り込み画像生成部１３は、画像生
成パラメータにより設定される映り込み画像を生成し、
表示する（ステップ２２）。

【００３４】本実施例では、映り込み画像は、レイトレ
ーシング法により生成するものとする。この場合、映り
込み画像生成パラメータとしては、例えば、形状の表面
に映り込む周辺の画像データ（外部風景）の種類や、映
り込みの状態を見る視線方向等が挙げられる。

【００３５】周辺の画像データとしては、例えば、図４
ａに示されているような、天井一面に整列した棒状の螢
光灯列を示す面状の外部風景４７や、その他に、縞、格
子縞や碁盤縞の壁や床を、数値的に表わすことができる
データを設定する。

【００３６】レイトレーシング法により映り込み画像を
生成するには、最初、図４ａに示すように、形状データ
１１により表現される形状４０と、周辺の画像データに
より表現される面状の外部風景４７と、視点４３を含む
画面４２とを、作成されたパラメータに応じた所定の位
置関係で、仮想空間中に設定する。なお、画面４２は、
表示装置３０（表示部１４）の表示画面３１と一致する
ものであり、また、視点４３は、表示画面３１上にある
ものとする。

【００３７】この仮想空間中において、画面４２上の視
点４３から画面４２の法線方向にのびる光線４４と形状
４０との交点４５を求め、さらに、交点４５での光線４
４と形状４０の曲面形状とから、交点４５からの反射光
線４６を決定する。さらに、反射光線４６と外部風景４
７との交点である参照点４８を求め、参照点４８での外
部風景４７の、色や明るさ等の画像データから、視点４
３にあるピクセルの色や明るさ等の表示データを求め
る。

【００３８】上記の処理を、画面４２上のすべてのピク
セルに対して行うことにより、画面４２から見たとき
に、形状４０の表面に映る映り込み画像４１を得る。こ
の映り込み画像４１を、表示装置３０の表示画面３１上
に表示する。

【００３９】次に、映り込み画像修正情報作成部１５
が、表示装置３０に表示された映り込み画像４１に対す
る入力部１９による修正操作を受け付け、その修正操作
に対応する修正情報を作成する（図２のステップ２
３）。具体的には、例えば、図１０に示すような、一連
の処理を行なう。

【００４０】本ステップでは、最初、映り込み画像の修
正がユーザにとって容易になるように、マウス３６等の
ポインティングデバイスにより修正操作が行ないやすい
形式に、映り込み画像４１の表示形式を変換しておく。

【００４１】すなわち、図５ａ、５ｂに示すように、図
２のステップ２２で得られた映り込み画像４１を、例え
ば、白黒のようなコントラストの強い２色にわける２値
化処理を行ない（図１０のステップ２３０１）、２値化
処理を施した映り込み画像４１のデータを利用して、輪
郭線５２を抽出する（ステップ２３０２）。

【００４２】輪郭線５２の抽出に際しては、例えば、図
５ｃに示すように、２値化処理された映り込み画像４１
上での境界部分に位置する１つのピクセル５３（白丸）
を初期点５４として、つねに進行方向左隣のピクセル５
３が異なった色（黒丸）になるように時計回りにピクセ
ル５３をトレースし、トレースしたピクセル５３の位置
データ（ｘ，ｙ座標等）を順次保存していく。ここで、
白いピクセルは、映り込み画像４１での螢光灯が映った
明るい部分に対応するものである。最終的に、初期点５
４に戻ったら輪郭線生成処理を終了する。

【００４３】次に、図５ｄに示すように、得られた輪郭
線５２を、所定の個数の通過点５５、およびそれら通過
点５５を結ぶ線分５５’に変換する（ステップ２３０
３）。線分５５’は、直線、あるいは任意の次数の自由
曲線を用いる。

【００４４】次に、輪郭線５２で表現された映り込み画
像４１に対して、マウス３６を用いて行なわれる修正操
作を受け付ける（ステップ２３０４）。ここで、修正操
作とは、ユーザによって行なわれる、修正すべき通過点
５５ａの指定、修正後の通過点５５ａ’の指定、およ
び、修正範囲の指定に関する操作である。

【００４５】例えば、ユーザが、輪郭線５２上の修正し
ようとする通過点５５ａを、マウス３６で選択し、その
通過点５５ａを所望の位置までドラッグすることで、修
正後の点５５ａ’の位置を決定する（図５ｅ参照）。

【００４６】さらに、ユーザは、修正する通過点５５ａ
の上下左右に位置する、修正を望まない複数の通過点５
５ｂを、マウス３６で選択することにより、映り込み画
像４１上の修正を行なう修正領域を限定する。ここで、
修正領域とは、上記で指定された修正を行なう通過点５
５ａを内部に含むものであり、形状修正においては、こ
の修正領域と対応する領域にある形状４０の一部が修正
される。

【００４７】本実施例では、後述する幾何拘束情報作成
における演算量を軽減するために、修正方向を、図６ｂ
に示すように、修正すべき通過点５５ａ、当該通過点５
５ａに対応する形状４０上の交点６５及び参照点６８
の、３点によって決定される、表示画面４２に垂直な断
面６０３上に限定する。すなわち、断面６０３は、表示
画面４２上では直線６０６として表示され、修正後の通
過点５５ａ’は、この直線６０６上で位置を変えること
とする。

【００４８】なお、修正する通過点５５ａ’のドラッグ
操作中には、ドラッグ対象の通過点５５ａを通過するよ
うに、折れ線や自由曲線により表現される線分５５’を
順次再生成して表示する構成としても良い。

【００４９】最後に、修正前の通過点５５ａ、修正後の
通過点５５ａ’、および、修正を行なわない通過点５５
ｂの画面４２上の位置に関する情報を、修正情報として
保存しておく。また、上記のような修正情報の代わり
に、修正前の通過点５５ａ、上記で定義された修正方
向、マウス３６の移動量から検出される修正量、および
修正しない通過点５５ｂの分布から求められる修正の範
囲を、修正情報として保存する構成としても良い。

【００５０】本実施例では、ポインティングデバイスと
してマウス３６を用いた例を説明しているが、本発明で
用いられるポインティングデバイスは、マウスに限定さ
れるものではなく、例えば、トラックボール等の他の形
態の入力装置でも良い。

【００５１】図２のフローチャートの説明に戻り、ステ
ップ２３で得られた修正情報を用いて、例えば、図１１
に示す処理フローに従って、形状修正部１５の幾何拘束
情報生成部が、幾何拘束情報を生成する（図２のステッ
プ２４）。

【００５２】すなわち、最初、修正後の通過点５５ａ’
に対応する３次元空間内での点の位置および法線方向を
決定する（図１１のステップ２４０１）。ここで、３次
元空間とは、モデル化しようする形状４０の存在する仮
想空間である。

【００５３】図６ａ、６ｂに示すように、修正後の通過
点５５ａ’に対応する、求めようとする修正後の形状４
０表面に位置する３次元空間での点を交点６０１、修正
後の形状４０の交点６０１での表面形状に対応する法線
方向を法線ベクトル６０５とし、さらに、交点６０１に
対応する外部風景４７の位置を参照点６８、通過点５５
ａ’から交点６０１までの方向ベクトルを光線ベクトル
６００、交点６０１から参照点６８までの方向ベクトル
を反射光線ベクトル６０２とすると、交点６０１では、
以下のような条件が満足される。

【００５４】なお、本実施例ではレイトレーシング法を
用いて映り込み画像を生成しているため、修正後の通過
点５５ａ’の位置は、修正前の通過点５５と、この通過
点５５に対応する形状４０上の交点６５および参照点６
８で決定される断面６０３上にあり、交点６０１、ベク
トル６００、６０２も、断面６０３上に位置する。

【００５５】交点６０１で満足される第１の条件は、光
線ベクトル６００と反射光線ベクトル６０２は、レイト
レーシング法における光の入射、反射の関係にあり、光
線ベクトル６００と、交点６０１の法線ベクトル６０５
とのなす角は、反射光線ベクトル６０２と法線ベクトル
６０５のなす角と等しい、という関係から導かれる。す
なわち、交点６０１においては、第１の条件として、以
下の式が成り立つ。

【００５６】 (V₆₀₅/|V₆₀₅|)・E＝(V₆₀₅/|V₆₀₅|)・((P₆₈−P₆₀₁)/|P₆₈−P₆₀₁|) ・・（１） ここで、V₆₀₅は法線ベクトル６０５、Ｅは光線ベクトル
６００と平行な単位ベクトル、P₆₈、P₆₀₁はそれぞれ参
照点６８、交点６０１の位置ベクトルである。

【００５７】第２の条件は、交点６０１近傍での、形状
４０の表面が滑らかであるという条件である。すなわ
ち、ステップ２３で入力された、修正する通過点５５
ａ’の上下に位置する、修正を行なわない通過点５５ｂ
に対応する、断面６０３上に位置する形状４０上での交
点を交点６０７、６０８とすると、交点６０７、６０８
と交点６０１とを通る修正後の断面線６１１’は、交点
６０７、６０８間の修正区間内で滑らかで、かつ変曲点
がないものとする、という条件である。

【００５８】交点６０７、６０８における、断面６０３
上の法線ベクトルを法線ベクトル６０９、６１０とし、
さらに、法線ベクトル６０９、６１０、および交点６０
１での法線ベクトル６０５と、光線ベクトル６００とな
す角度を、それぞれ、θ₆₀₉、θ₆₁₀、θ₆₀₅とすると、
断面線６１１’が、交点６０７と交点６０８との間の変
形区間内で変曲点がないという条件から、 θ₆₀₉＜θ₆₀₅＜θ₆₁₀、あるいは、θ₆₁₀＜θ₆₀₅＜θ₆₀₉ ・・・・(２) を満たす必要がある。さらに、断面線６１１’の変形区
間内の曲線が滑らかという条件から、例えば、交点６０
７と交点６０１との間、交点６０１と交点６０８との間
の直線距離の比ａ：ｂを用いて、線形補間により、以下
の式が成り立つものとする。

【００５９】 V₆₀₅＝（ｂ・V₆₀₉/|V₆₀₉|＋ａ・V₆₁₀/|V₆₁₀|）/（ａ＋ｂ） ・・・（３） ここで、V₆₀₉、V₆₁₀は、それぞれ、法線ベクトル６０
９、６１０を表わすものとする。

【００６０】よって、上記（１）式および（３）式を連
立させて、（２）式を満足するようなＰ₆₀₁、Ｖ₆₀₅を求
めることにより、交点６０１の３次元空間での位置、お
よび交点６０１での法線方向を決定する。

【００６１】次に、上記で求められた交点６０１の位置
と交点６０１での法線方向とから、交点６０１を通る断
面線６１１’を決定する（ステップ２４０２）。

【００６２】具体的には、求められた交点６０７、６０
１、６０８での法線方向から、これら交点での接線ベク
トル方向をそれぞれ求める。さらに、断面線６１１の変
形区間内における曲線が滑らかで、かつ変曲点を持たな
いように、例えば、３次のHermite補間処理を行なうこ
とにより、これら交点における接線ベクトルの大きさを
決定し、これら接線ベクトルの方向、大きさから断面線
６１１’を求める。

【００６３】または、３次のBezier曲線を２セグメント
用い、第１のセグメントの始点、終点を交点６０７、６
０１とし、第２のセグメントの始点、終点を交点６０
１、６０８として、各交点における接線上に、４点のシ
ョルダーポイントを定めることにより、各交点での接線
ベクトルの大きさを決定し、断面線６１１’を求める構
成としても良い。ショルダーポイントは、交点６０７お
よび交点６０７の接線と交点６０１の接線との交点の
間、交点６０７の接線と交点６０１の接線との交点およ
び交点６０１との間、交点６０１および交点６０１の接
線と交点６０８の接線との交点の間、交点６０１の接線
と交点６０８の接線との交点および交点６０８の間にそ
れぞれ定めるものとする。

【００６４】最後に、ステップ２３で指定された、修正
を行なわない通過点５５ｂの位置から、後述する形状変
形処理で必要となる、変形領域を決定する（ステップ２
４０３）。

【００６５】上記ステップ２４０２では、修正後の通過
点５５ａ’を通り、図５ｅにおいて上下方向に伸びる断
面線６１１’を求めた。本ステップでは、この断面線６
１１’とは直交する方向における変形領域を決定するも
のである。

【００６６】具体的には、図８に示すように、修正を行
なう通過点５５ａの左右側に位置している、修正を行な
わない２つの通過点５５ｂをそれぞれ通るように、断面
線６１１’が含まれる断面６０３に平行な断面を２つ求
め、これら２つの断面に挾まれる領域を、変形領域とし
て設定する。

【００６７】図２のフローチャートの説明に戻り、次
に、ステップ２５では、ステップ２４で得られた断面線
６１１’と設定された変形領域とを幾何拘束条件とし
て、断面線６１１’が面上曲線となるように、形状修正
部１６の形状変形部が、例えば図１２に示された処理フ
ローに従い、形状４０を変形する。

【００６８】最初、ステップ２４で設定した変形領域内
に、図８に示すように、形状４０を表現するための、複
数個の通過点８１を発生させる（図１２のステップ２５
０１）。

【００６９】本実施例において、通過点の算出方法は、
特に限定されないが、例えば、形状４０がBezier曲面、
B-spline曲面等の自由曲面であり、予め定めた複数の制
御点により定義されている場合は、以下の式のように、
所定の変換行列を用いて、複数の制御点から、複数の通
過点８１を生成する。

【００７０】Ｐ＝ＮＱ ここで、Ｑは一群の制御点の座標値等を含む行列、Ｎは
変換行列、Ｐは一群の通過点の座標値等を含む行列を表
わす。また、求める通過点の個数は、修正前および修正
後の形状４０を、所定の形状精度で復元できる以上の数
とする。

【００７１】次に、生成した通過点８１のそれぞれの位
置を、ステップ２４で求めた幾何拘束条件を満足するよ
うに、予め定めた方向へ移動させる（ステップ２５０
２）。各通過点８１での移動量は、ステップ２４で求め
られた修正後の断面線６１１’を含む断面６０３から当
該通過点８１までの距離や、断面６０３上に投影された
当該通過点８１の位置近くにある、断面線６１１’の部
分での修正量等に応じて決定される。

【００７２】通過点８１の移動方法の一例を、図８を用
いて説明する。

【００７３】本例では、上記ステップ２４で求められた
断面６０３上に単位移動ベクトルｍ８４を設定し、この
ベクトルｍ８４により示される方向へ、各通過点８１を
移動するものとする。各通過点８１での移動量と方向と
を表わすベクトルＶｍｉ８２は、以下の式から求める。

【００７４】Ｖｍｉ＝（ｆ（ｒ）・Δｄ）ｍ ここで、Δｄは、通過点８１から断面６０３に対して垂
線を下ろし、その垂線の足８１’から単位ベクトルｍ８
３の方向に直線をのばしたときの、その直線と断面線６
１１’との交点と、その直線と修正前の形状４０（修正
前の断面線６１１）との交点との間の距離である。

【００７５】関数ｆ（ｒ）は、断面６０３と垂直な方向
での、断面６０３から通過点８１までの垂直距離ｒの関
数であり、最大値がｆ（０）＝１で、ｒが増加するに従
い、その値が連続的に減少するものである。さらに、関
数ｆ（ｒ）は、ステップ２４で設定した変形領域を設定
する断面までの垂直距離ｒ_max以上では、ｆ（ｒ（≧ｒ
_max））＝０とする。これは、変形領域の外側では、通
過点の移動は行なわないようにするためである。

【００７６】関数ｆ（ｒ）の具体的な形式として、例え
ば、 ｆ（ｒ）＝（１＋ｃｏｓ（ｒ／ｒ_max×π））／２ あるいは、 ｆ（ｒ）＝（（ｒ_max−ｒ）／ｒ_max）² が挙げられる。ただし、両関数とも、ｒ＞ｒ_maxのとき
ｆ（ｒ）＝０とする。

【００７７】最後に、移動された通過点８１の３次元空
間位置に基づいて、画面６０３上の修正された断面線６
１１’に一致するように、形状４０を変形する（ステッ
プ２５０３）。

【００７８】形状４０の変形では、上述したように形状
４０が制御点により定義されている場合、制御点から通
過点８１を生成する変換の逆変換により、移動後の通過
点から制御点を、以下の式により、求めることができ
る。

【００７９】Ｑ’＝Ｎ^-1Ｐ’ ここで、Ｎ^-1は上記変換行列Ｎの逆行列、Ｐ’は移動後
の通過点の座標値等を含む行列、Ｑ’は変形後の形状を
定義する制御点の座標値等を含む行列である。このよう
にして求められた制御点群Ｑ’から、形状４０の変形後
の曲面形状を求める。

【００８０】通過点数と制御点数とが異なる場合は、例
えば、形状４０において、修正前の制御点数よりも多く
の個数の通過点を発生させ、それら通過点について過剰
連立方程式をたて、この連立方程式を最小２乗条件のも
とで解くことにより、修正領域内にある制御点の近似解
が得られる。

【００８１】図２のフローチャートの説明に戻り、次
に、ステップ２５で得られた変形後の形状４０を用い
て、ステップ２２と同様にして、上記ステップ２１で作
成された画像生成パラメータに従い、映り込み画像生成
部１３により映り込み画像を生成して、再表示する（ス
テップ２６）。

【００８２】最後に、再表示された映り込み画像を、映
り込み画像生成部１３により、予め定めた規則に従って
評価し、その評価結果が、予め定めた基準を満足してい
れば（ステップ２７でＧＯＯＤ）処理を終了し、そうで
ない場合には（ステップ２７でＮＯ ＧＯＯＤ）、ステ
ップ２３へ戻り変形処理を再開する。

【００８３】具体的には、例えば、再表示された映り込
み画像に示されているリフレクションラインや、その輪
郭線または等高線等の、変形後の形状４０の曲面形状の
特徴を表わす形状特徴線を求め、形状特徴線が予め定め
た評価基準を満足するかどうかを、所定のアルゴリズム
に従い判断する。

【００８４】評価基準としては、例えば、１）形状特徴
線に折れがなく、直線、あるいは滑らかな曲線であるこ
と、２）隣合った２本の形状特徴線の間隔が、始点から
終点までほぼ一定、あるいは単調に増加または減少して
いること、または、３）複数本の形状特徴線間の間隔が
粗密なく、ほぼ一定、あるいは単調に増加または減少し
ていることが挙げられる。

【００８５】本実施例によれば、表示装置３０に表示さ
れている映り込み画像に対して、マウス３６等のポイン
ティングデバイスを用いて行なわれる修正操作を受け付
けることで、修正された映り込み画像を生成するような
表面形状を有するように、形状４０を変形させることが
できる。このため、従来は、映り込み画像の生成、表示
処理と形状の変形処理との間で情報の流れがないため、
ユーザの勘やノウハウで行なわれていた処理を不要と
し、所望の映り込み画像を得るように形状４０を修正す
ることができる形状設計支援装置を提供することができ
る。

【００８６】さらに、本実施例における修正操作では、
輪郭線５２中に生成される通過点５５（図５参照）に対
して行なわれるため、ユーザにとって、修正操作が非常
に容易となるという効果がある。

【００８７】また、修正対象として通過点５５を用いな
くとも、本実施例と同様な処理を行なうことも可能であ
る。すなわち、輪郭線を構成する所定の個数のピクセル
群を直接に特定し、動かして修正する構成としても良
い。この場合、入力部１９としては、マウスの代わり
に、適当な曲率半径を有する、例えば、へら形のカーソ
ルを輪郭線に当て、所望の曲率を得るように、輪郭線を
押すようにして、輪郭線の形状を変形させる構成として
も良い。

【００８８】また、映り込み画像の輪郭線を修正対象と
するかわりに、映り込み画像の特徴を表わす他の形態の
特徴線、例えば、外部風景に含まれる１本の螢光灯を１
本の線分として表わすような特徴線を用いても良い。

【００８９】また、本実施例では、図２に示される処理
フローにおいて、ステップ２７で評価がＮＯ ＧＯＯＤ
の場合、ステップ２３に戻っていたが、本発明での処理
手順はこれに限定されるものではなく、例えば、ステッ
プ２３に戻るかわりに、ステップ２４へ戻り、異なる幾
何拘束情報を生成して、ステップ２５以降を再実行する
構成としても良い。

【００９０】また、本実施例では、幾何拘束情報として
修正後の断面線６１１’を用いたが、これを形状４０の
表面形状の凹凸を表わす等高線と置き換え、本実施例と
同様の方法でこの等高線を修正し、修正後の等高線が面
上曲線になるように、形状４０を変形する構成としても
良い。

【００９１】また、本実施例では、映り込み画像を利用
した形状修正について説明したが、本発明で利用できる
画像は、映り込み画像に限定されない。例えば、映り込
み画像とは異なる表示形態を有する、形状４０の表面形
状を示す等高線表示画像や、形状４０の表面の形状的特
徴を複数の形状特徴線の分布により表現した画像等の特
徴画像を表示し、その表示されている特徴画像に対して
行なわれる修正操作を受け付けることで、本実施例と同
様に形状修正を行なう構成としても良い。

【００９２】次に、本発明を適用した形状設計支援装置
の他の実施例を、図２、図４ｂおよび図７を用いて説明
する。

【００９３】本実施例は、上記実施例と同じ構成（図１
参照）を有し、上記実施例での処理フローと基本的には
同じ処理フローを実行する。ただし、本実施例では、映
り込み画像として、形状表面にマッピングされた疑似映
り込み線を利用するものである。以下では、上記実施例
と異なる部分についてだけ説明し、同じ部分についての
詳細説明は省略する。

【００９４】本実施例の処理フローを、図２のフローチ
ャートを用いて説明する。

【００９５】本実施例では、最初、上記実施例のステッ
プ２０、２１と同じように、形状データ作成部１８が、
映り込み画像を映し込むための形状４０を表わす形状デ
ータを作成し、映り込み画像生成パラメータ作成部１２
が、映り込み画像生成のための画像生成パラメータを作
成する。

【００９６】次に、ステップ２２では、作成された画像
生成パラメータに応じて、映り込み画像生成部１３が、
図４ｂに示すように、映り込み画像として、ある視線方
向４０１から見たときに、形状４０上の法線ベクトル４
９の方向が等しい点群を、折線または自由曲線で結んだ
線、いわゆる、疑似映り込み線４００を生成する。な
お、疑似映り込み線４００と呼ぶのは、得られた線が、
疑似的に、棒状の螢光灯のような線光源の映り込みと考
えることができるからである。

【００９７】さらに、疑似映り込み線４００をその表面
に含む形状４０を、視線方向４０１と所定の角度関係に
ある表示画面４２上に射影することで、形状４０の表面
における疑似映り込み線４００を、表示部１５の表示画
面４２に表示する。

【００９８】法線ベクトル４９は、例えば、形状４０
と、視線方向４０１に垂直な断面とを交差させてできる
断面線上に、所定間隔で複数の点を設定し、その点にお
ける、当該断面上での法線方向を算出することにより決
定する。

【００９９】次に、ステップ２３では、映り込み画像修
正情報作成部１５が、上記実施例と同様に、表示されて
いる疑似映り込み線に対して、マウス３６により行なわ
れる、修正範囲の設定操作、および、修正対象となる疑
似映り込み線の修正に関する操作等を、修正操作として
受け付け、この修正操作に応じた修正情報を作成する。

【０１００】すなわち、最初、修正の範囲を設定するた
めの、ユーザからの修正操作を受け入れて、その修正操
作に応じた修正情報を作成する。修正の範囲を設定する
には、図７ａに示すように、修正を行なわない疑似映り
込み線（例えば、疑似映り込み線７２、７４）を選択す
るために行なわれる、マウス３６を用いての選択操作を
受け付ける。選択された疑似映り込み線７２、７４は、
修正の範囲を限定する変形境界線として保存されるもの
で、具体的には、疑似映り込み線７２、７４を構成する
点、あるいはその点における法線ベクトル等の幾何情報
が保存される。

【０１０１】さらに、修正の対象となる疑似映り込み線
７３上での、修正範囲を限定するために、映り込み線７
３上の修正を行なわない点（例えば、点７０４、７０
５）に対する選択操作を受け付ける。

【０１０２】次に、上記疑似映り込み線７３上での修正
範囲内において、修正後の点７０３の位置を特定する操
作を受け付ける。さらに、この受け付けた修正後の点７
０３を通るように、疑似映り込み線７２、７３、７４を
求めるときに用いた、視線方向４０１と平行な法線ベク
トルを有する平面で、形状４０を切ることで得られる断
面６０３を設定する。

【０１０３】断面６０３上の形状４０の断面線６１１と
疑似映り込み線７２、７３、７４との交点７６、７７、
７８における法線ベクトルを断面６０３に射影した射影
ベクトル７００’、７０１’、７０２’の方向は、疑似
映り込み線の定義から、断面６０３の位置にかかわら
ず、常に一定である。ただし、断面６０３の法線ベクト
ルは、その位置に係らず一定であるとする。

【０１０４】本実施例において、ユーザのマウス３６操
作により選択、修正される点としては、疑似映り込み線
上の法線ベクトル４９が生成されている点とする。ま
た、ユーザの行なう修正操作をユーザにとってより容易
にするために、疑似映り込み線から、多くの通過点を生
成し、これらの通過点を修正対象とする構成としても良
い。

【０１０５】次に、ステップ２４では、ステップ２３で
得られた修正情報に基づき、形状修正部１６が、幾何拘
束情報を生成する。

【０１０６】本実施例では、すでに、形状４０が存在す
る３次元空間での点および線分で構成された疑似映り込
み線を形状データとして利用している。このため、上記
実施例のように、映り込み画像データから輪郭線５２
（図５参照）を生成し、さらにその輪郭線５２上の修正
する通過点５５ａに対応する、３次元空間上の交点６０
１を決定する必要がない。

【０１０７】本ステップでは、幾何拘束情報として修正
後の断面線６１１’を求めるために、最初、図７ｂに示
されている、修正後の点７０３を断面６０３上に射影し
たときの点７０７の位置および点７０７での法線方向を
決定する。

【０１０８】点７０７での法線方向は、修正後の点７０
３も修正前の点７７も、同じ疑似映り込み線７３上にあ
るため、疑似映り込み線の定義から、点７７での法線方
向と同じである。すなわち、修正前の点７７での法線ベ
クトルの断面６０３への射影ベクトル７０１’（図７
ａ）も、修正後の点７０３での法線ベクトルの断面６０
３への射影ベクトル７０７’（図７ｂ）と同じ方向であ
る。よって、射影ベクトル７０１’を求めることによ
り、点７０７での法線方向が決定される。

【０１０９】点７０３の３次元空間位置は、点７０３か
ら画面４２の法線方向に延長した直線７０６ａ（図示せ
ず）上にある。また、断面線６１１’が、点７６、７８
を断面６０３上に射影した点７００、７０２間の変形区
間内で、滑らかで、かつ変曲点を持たないという条件を
満たすものであれば、点７０３を断面６０３上へ射影し
た点７０７の位置は、直線７０６ａ上に任意に決定する
ことができる。

【０１１０】例えば、断面６０３上において、点７０
０、７０２を結んだ直線と直線７０６ａを断面６０３上
に射影した直線７０６との交点をＰａ、点７００、７０
２の接線と直線７０６との交点のうち交点Ｐａに近い方
を交点Ｐｂとし、直線７０６上で、かつ交点ＰａとＰｂ
との間に位置するように、点７０７の位置を決定する。

【０１１１】交点Ｐａ、Ｐｂ間の区間内における点７０
３の位置は、予め交点Ｐａ、Ｐｂ間の区間を内分する比
の値を（例えば、１：１）決めておくか、あるいは、ユ
ーザが上記区間内で、任意に指定できる構成としても良
い。

【０１１２】なお、疑似映り込み線を最も良く観察でき
るのは画面４２と断面６０３とが直交するときであり、
このとき、直線７０６ａは、断面６０３上にある。

【０１１３】以上により、断面線６１１’の変形区間内
における曲線を拘束するための点７００、７０７、７０
２の位置と、それぞれの点での法線ベクトルの方向か
ら、各点での接線ベクトルの方向とが得られる。

【０１１４】上記の各交点の位置等の情報に基づいて、
変形区間内の曲線形状が滑らかで、かつ変曲点がないよ
うに、点７００、７０７、７０２での接線ベクトルの大
きさを決定することにより、上記実施例と同様に、幾何
拘束情報として断面線６１１’の形状を求めることがで
きる。

【０１１５】さらに、ステップ２３で作成された修正領
域に関する修正情報から、疑似映り込み線７２、７４、
点７０３を通り断面６０３と平行な平面、および、点７
０４を通り断面６０３に平行な平面で囲まれる領域を、
幾何拘束情報としての変形領域として設定する。

【０１１６】次に、ステップ２５では、以上のようにし
て求められた断面線６１１’及び変形領域についての幾
何拘束情報に基づき、上記実施例と同様に、形状修正部
１６が、形状４０の変形を実行し、変形された形状４０
に対応する形状データ１７をメモリ１０に記憶させる。

【０１１７】最後に、上記実施例と同様に、ステップ２
６〜２７で、映り込み画像生成部１３が、変形された形
状４０に対する映り込み画像を再生成、再表示すると共
に、再生成された映り込み画像を、予め定めた評価基準
により評価する。

【０１１８】本実施例によれば、表示されている疑似映
り込み線を修正することにより、形状４０の変形を行な
うことができる。さらに、本実施例では、疑似映り込み
線を利用しているため、レイトレーシング法よりも処理
を簡略化することができると共に、レイトレーシング法
のような画面上の各ピクセルから光線を逆に辿っていく
際の形状との大量な交点計算処理を必要としないため、
高速に画像を生成することができる。

【０１１９】次に、本発明を適用した形状設計支援装置
の他の実施例を、図９、図１３を用いて説明する。

【０１２０】本実施例は、互いに異なる複数の画像生成
パラメータに応じて、単一の形状データから、複数の異
なる映り込み画像や等高線表示画像等の異なる形態の画
像を作成し、表示するものである。以下では、複数の映
り込み画像や等高線表示画像等を総称して、マルチビュ
ー画像と呼ぶ。

【０１２１】本実施例は、上記図１の実施例と基本的に
同じ構成を有する。ただし、本実施例においては、上記
図１の実施例で行なわれていた映り込み画像に対する生
成、修正などの処理を、マルチビュー画像、すなわち、
表示されるすべての形態の画像について行なう構成を有
する。

【０１２２】本実施例の処理フローについて、図１３の
フローチャートと、図９とを用いて説明する。

【０１２３】本実施例の処理フローは、基本的には図１
の実施例の処理フロー（図２参照）と同じである。ま
た、図９には、本実施例の機能的な特徴を示してある。

【０１２４】最初、単一の形状データ９１を作成し、メ
モリ１０に記憶し（ステップ１３００）、映り込み画像
９４や等高線表示画像９３等のマルチビュー画像生成の
ための異なる画像作成パラメータを作成する（ステップ
１３０１）。

【０１２５】画像作成パラメータとしては、例えば、上
記図１の実施例で説明した映り込み画像生成パラメータ
の他に、映り込み画像か等高線表示画像かの表示形態を
指定するパラメータ等がある。

【０１２６】次に、上記パラメータに応じて、メモリ１
０に記憶されている単一の形状データ９１から、異なる
複数の映り込み画像９２や、等高線表示画像９３を生
成、表示する（ステップ１３０３）。

【０１２７】次に、表示されている複数の画像のうちの
いずれかの画像に対して、マウス等のポインティングデ
バイスにより行なわれる修正操作を、上記図１の実施例
と同様に受け入れ、修正情報を作成する（ステップ１３
０３）。この修正情報を用いて、上記図１の実施例と同
様に、幾何拘束情報を作成し（ステップ１３０４）、形
状データ９１を変形する（ステップ１３０５）。

【０１２８】次に、変形後の形状データから、ステップ
１３０１で作成された複数の画像作成パラメータに応じ
て、複数の映り込み画像や等高線表示画像を再生成し、
再表示し（ステップ１３０６）、さらに、上記図１の実
施例と同様に、予め定められた評価基準により、再生成
された画像の一部または全部を評価する（ステップ１３
０７）。

【０１２９】複数の画像の再生成するには、例えば、複
数の映り込み画像９２等のそれぞれに対する画像生成お
よび表示処理を、それぞれ１つの処理プロセス９４とし
て割り当て、このような処理プロセス９４を複数個、並
行して実行する（図９参照）。ここで、処理プロセスと
は、処理の実行単位を意味する。

【０１３０】各処理プロセス９４は、例えば、上記修正
操作により形状データ９１が変形され、メモリ１０に書
き込みが発生した場合、それぞれこのイベントを検知
し、前記書き込み処理の終了後に、メモリ１０から形状
データ９１を読み込み、再処理（再生成、再表示）を行
う。

【０１３１】本実施例によれば、複数の映り込み画像や
等高線表示画像などの、複数の表示形態を用いた多面的
な形状評価ができると共に、これら複数の画像のうち任
意の画像を選択し、その画像に対して修正を行なうこと
で、形状の変形が容易にできる。

【０１３２】さらに、本実施例によれば、変形された形
状から、新たに、複数の表示形態による画像を生成、表
示することができる。このため、従来、１形状に対して
一度に一つの評価、修正しかできなかったのに比べ、本
実施例によれば、多面的な形状評価、および形状の修正
が、ユーザにとって容易に実行できる。

【０１３３】

【発明の効果】本発明によれば、表示されている映り込
み画像に対する修正操作を受け付け、その操作に応じて
作成された修正情報を利用して形状を変形することが可
能となる形状設計支援装置を提供することができる。

【０１３４】さらに、本発明によれば、形状の修正が容
易に行なえ、形状の設計作業の効率化を図ることが可能
な形状設計支援装置を提供することができる。

【０１３５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による形状設計支援装置の一実施例の機
能構成を示すブロック図。

【図２】図１の実施例における処理手順例を示すフロー
チャート。

【図３】図１の実施例のハードウエア構成例を示す説明
図。

【図４】図４ａ：レイトレーシング法による映り込み画
像の生成方法の説明図。 図４ｂ：疑似映り込み線による映り込み画像の生成方法
の説明図。

【図５】図５ａ：本発明における映り込み画像例を示す
説明図。 図５ｂ：映り込み画像から生成された輪郭線を示す説明
図。 図５ｃ：輪郭線生成方法の説明図。 図５ｄ：輪郭線の通過点に対する修正処理についての説
明図。 図５ｅ：修正後の輪郭線を示す説明図。

【図６】図６ａ：本発明における幾何拘束情報の生成方
法の一例を示す説明図。 図６ｂ：断面線の修正処理についての説明図。

【図７】図７ａ：疑似映り込み線を用いた場合の幾何拘
束情報の生成方法の一例を示すもので、修正前の状態を
示す説明図。 図７ｂ：修正後の状態を示す説明図。

【図８】本発明における形状の変形処理例についての説
明図。

【図９】本発明による形状設計支援装置の他の実施例の
特徴的機能を示す説明図。

【図１０】図２のステップ２３での具体的な処理手順例
を示すフローチャート。

【図１１】図２のステップ２４での具体的な処理手順例
を示すフローチャート。

【図１２】図２のステップ２５での具体的な処理手順例
を示すフローチャート。

【図１３】図９の実施例の処理手順例を示すフローチャ
ート。

【符号の説明】

１０…メモリ、１１…形状データ、１２…映り込み画像
生成パラメータ作成部、１３…映り込み画像生成部、１
４…表示部、１５…映り込み画像修正情報作成部、１６
…形状修正部、１７…形状データ、１８…形状データ作
成部、１９…入力部、３０…表示装置、３３…映り込み
画像、３４…計算機、３５…キーボード、３６…マウ
ス、３７…マウスカーソル、４０…形状、４１…映り込
み画像、４２…画面、４３…視点、４４…光線、４５…
交点、４６…反射光線、４７…外部風景（螢光灯）、４
８…参照点、４９…法線ベクトル、５２…輪郭線、５３
…ピクセル、５４…初期点、５５…通過点、５５’…線
分、５５ａ…修正を行なう点、５５ａ’…修正後の点、
５５ｂ…修正を行なわない点、６４…光線、６５…交
点、６６…反射光線、６８…参照点、７２、７３、７４
…疑似映り込み線、７６、７７、７８…疑似映り込み線
７２、７３、７４と断面６０３との交点、８１…通過
点、８１’…通過点８１から断面６０３へ降ろした垂線
の足の位置、８２…通過点８１の移動ベクトル、８４…
単位移動ベクトル、９１…形状データ、９２…映り込み
画像、９３…等高線表示画像、９４…処理プロセス、４
００…疑似映り込み線、４０１視線方向６００…光線
（修正後）、６０１…交点（修正後）、６０２…反射光
線（修正後）、６０３…断面、６０４…法線ベクトル、
６０５…法線ベクトル（修正後）、６０６…直線、６０
７、６０８…断面線上で変形区間を限定する点、６０
９、６１０…点６０７、６０８における法線ベクトル、
６１１…断面線、６１１’…断面線（修正後）、７０
０、７０２…断面線上で変形区間を限定する点、７０１
…点７７から画面法線方向に延長した直線と断面線６１
１との交点、７０３…点７７の修正後の点、７０４、７
０５…疑似映り込み線７３上の修正範囲を限定する点、
７０６…点７０３から画面法線方向へ延長した直線、７
０７…直線７０６と修正後の断面６１１’との交点。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ユーザによる入力操作を受け付け、その操
   作に応じて、ユーザの所望する形状を表現するための形
   状データを生成する形状設計支援装置において、 前記形状データにより表現される形状の表面への、予め
   定めた外部風景の映り込みを示す映り込み画像を、前記
   形状データを用いて算出する映り込み画像生成部と、 前記映り込み画像を表示する表示部と、 前記表示部に表示されている前記映り込み画像に対して
   行なわれる、前記映り込み画像を所望の形に修正するた
   めのユーザによる修正操作を受け付けて、修正された映
   り込み画像が生成されるように前記形状データを修正す
   る修正部とを有することを特徴とする形状設計支援装
   置。
2. 【請求項２】ユーザによる入力操作を受け付け、その操
   作に応じて、ユーザの所望する形状を表現するための形
   状データを生成する形状設計支援方法において、 前記形状データにより表現される形状の表面への、予め
   定めた外部風景の映り込みを示す映り込み画像を、前記
   形状データを用いて算出して、表示し、 前記表示されている前記映り込み画像に対して行なわれ
   る、前記映り込み画像を所望の形に修正するためのユー
   ザによる修正操作を受け付けて、修正された映り込み画
   像が生成されるように前記形状データを修正することを
   特徴とする形状設計支援方法。
3. 【請求項３】ユーザによる入力操作を受け付け、その操
   作に応じて、ユーザの所望する形状を表現するための形
   状データを生成する形状設計支援装置において、 前記形状データにより表現される形状の表面曲面の形状
   的な特徴を表わす特徴画像を、前記形状データを用いて
   算出する画像生成部と、 前記特徴画像を表示する表示部と、 前記表示部に表示されている前記特徴画像に対して行な
   われる、前記特徴画像を所望の形に修正するためのユー
   ザによる修正操作を受け付けて、修正された特徴画像が
   生成されるように前記形状データを修正する修正部とを
   有することを特徴とする形状設計支援装置。
4. 【請求項４】ユーザによる入力操作を受け付け、その操
   作に応じて、ユーザの所望する形状を表現するための形
   状データを生成する形状設計支援装置において、 前記形状データにより表現される形状の表面曲面の形状
   的な特徴を示す特徴画像を生成するに必要なパラメータ
   群を複数組作成するパラメータ作成部と、 前記複数組のパラメータ群に応じて、前記形状データの
   １つから複数の特徴画像を生成する画像生成部と、 前記複数の特徴画像を表示する表示部と、 前記表示部に表示されている複数の特徴画像のうちの１
   つの特徴画像に対して行なわれる、前記１つの特徴画像
   を所望の形に修正するためのユーザによる修正操作を受
   け付け、修正された特徴画像が生成されるように前記形
   状データを修正する修正部とを有し、 前記画像生成部は、前記修正部での形状データの修正さ
   れた後に、前記修正された形状データから、前記複数組
   のパラメータ群に応じて、複数の特徴画像を再び生成
   し、前記表示部に表示させることを特徴とする形状設計
   支援装置。
5. 【請求項５】請求項１において、 前記修正部は、 前記修正操作を受け付け、前記修正操作に応じて修正さ
   れた映り込み画像に関する修正情報を作成する映り込み
   画像修正情報作成部と、 前記修正情報に応じて、修正後の形状データにより表わ
   される形状が満足すべき幾何的条件に対応する幾何拘束
   情報を作成し、前記幾何拘束情報に従って前記形状デー
   タを修正する形状修正部とを有することを特徴とする形
   状設計支援装置。
6. 【請求項６】請求項５において、 前記形状修正部は、前記幾何拘束情報として、前記修正
   後の形状データにより表わされる形状の断面線を作成
   し、前記断面線が前記形状に含まれるように前記形状デ
   ータを修正することを特徴とする形状設計支援装置。
7. 【請求項７】請求項５において、 前記映り込み画像修正情報作成部は、前記映り込み画像
   生成部で生成された映り込み画像中の前記外部風景の形
   状的特徴を表わす輪郭線を抽出し、前記輪郭線を含む映
   り込み画像を前記表示部に表示させ、前記表示されてい
   る輪郭線を修正するためのユーザからの操作を、前記修
   正操作として受け付けることを特徴とする形状設計支援
   装置。
8. 【請求項８】請求項７において、 ユーザからの入力操作に応じて、前記表示部の表示画面
   上の位置を特定するポインティング装置をさらに有し、 前記映り込み画像修正情報作成部は、前記輪郭線の表示
   に際して、前記輪郭線を代表する複数の通過点と、前記
   複数の通過点を通る線分とにより前記輪郭線を表示し、
   前記ポインティング装置による、前記表示されている複
   数の通過点のうちのひとつを特定する選択操作と、前記
   特定された通過点の前記表示画面上の別な位置へ移動さ
   せる移動操作とを、前記修正操作として受け付けること
   を特徴とする形状設計支援装置。
9. 【請求項９】請求項５において、 前記映り込み画像修正情報作成部は、前記表示されてい
   る映り込み画像中の修正される領域の範囲を指定する操
   作を受け付け、前記修正される領域の範囲を示す情報を
   前記修正情報として作成するものであり、 前記形状修正部は、前記修正情報に応じて、前記修正さ
   れる領域の範囲に対応する、前記形状データ中の修正さ
   れる領域の範囲を示す情報を、前記幾何拘束情報として
   作成することを特徴とする形状設計支援装置。
10. 【請求項１０】請求項９において、 ユーザからの入力操作に応じて、前記表示部の表示画面
    上の位置を特定するポインティング装置をさらに有し、 前記映り込み画像修正情報作成部は、前記ポインティン
    グ装置による、前記修正される領域の範囲を指定するた
    めの操作を、前記修正操作として受け付けることを特徴
    とする形状設計支援装置。
11. 【請求項１１】請求項３において、 前記画像生成部は、前記特徴画像として、前記形状の表
    面曲面の形状的な特徴を表わす複数の形状特徴線を算出
    し、前記複数の形状特徴線の分布を示す画像を算出する
    ことを特徴とする形状設計支援装置。
12. 【請求項１２】請求項１１において、 前記画像生成部は、前記形状特徴線として、前記形状の
    表面にマッピングされた疑似映り込み線を算出すること
    を特徴とする形状設計支援装置。