JPH08221471A - Overlap-evading display method for mesh structure model and simulation device - Google Patents

Overlap-evading display method for mesh structure model and simulation device

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JPH08221471A
JPH08221471A JP7029772A JP2977295A JPH08221471A JP H08221471 A JPH08221471 A JP H08221471A JP 7029772 A JP7029772 A JP 7029772A JP 2977295 A JP2977295 A JP 2977295A JP H08221471 A JPH08221471 A JP H08221471A
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JP
Japan
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mesh structure
models
overlap
model
gravity
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Application number
JP7029772A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidetomo Sakaino
英朋 境野
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To evade the overlap of elastic models by translating the centroids of mesh structure models and a lattice point when the sum of average distances between both mesh structure models is larger than the distance between both centroids of the models. CONSTITUTION: The centroids c1 , c2 , etc., of (n) time steps are calculated for the particle models which are scattered in a lattice shape. Then, the average distance (radiuses R1 and R2 of virtual circles) between the centroid of each particle model and the outermost lattice point, e.g. the total length of segments c1 i1 , c1 j1 , c1 k1 , c1 , l1 ... is divided by the number of segments. Then, two particle models to be judged are selected and it is judged whether the sum of average distances (radiuses of virtual circles) of both particle models, e.g. the distance between the centroids of both particle models of (R1+R2) is larger than the length L12 of the segments c1 and c2 . If the distance (R1+R2) is larger than the length L12, the overlap evading processing of the particle models is carried out. Then, the centroid of a mesh structure model and the lattice point are translated along the line connecting together both centroids. As the result, the overlap is avoided among the elastic models.

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、数値シミュレーション
やコンピュータグラフィックスの分野において、数理物
理的な要因により力学的に変形するメッシュ構造モデル
同士が重なり合って表示されるのを回避することができ
るメッシュ構造モデルの重なり回避表示方法及びその方
法を実施するためのシミュレーション装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mesh capable of avoiding overlapping display of mesh structure models which are mechanically deformed by mathematical and physical factors in the fields of numerical simulation and computer graphics. The present invention relates to a method for avoiding overlapping of structural models and a simulation apparatus for implementing the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】自然界の様々無生物や生物などは、それ
ぞれ固有の属性を持っており、それらは弾性力学的な形
状変形を生じる場合が多い。近年、コンピュータグラフ
ィックス等を使用してその弾性力学的な挙動を数値シミ
ュレーションで解析したり、実験で探求したりする試み
がなされている。しかし、それらの強い非線形性ゆえ
に、未だに解明されていない点が多く残されている。ま
た、数値計算に求められた膨大なデータを視覚的に表現
することが重要な課題となっている。
2. Description of the Related Art Various inanimate objects and creatures in the natural world have their own unique attributes, and they often cause elastic-mechanical deformation. In recent years, attempts have been made to analyze the elasto-mechanical behavior by numerical simulation using computer graphics or the like, or to explore by experiments. However, due to their strong non-linearity, many unsolved points remain. In addition, it is an important issue to visually represent the enormous amount of data required for numerical calculation.

【0003】コンピュータグラフィックスの分野では、
例えば、ボールが地面に落ちたり、車が壁に衝突したり
する際の弾性力学的な変形、赤血球と血流との力学的な
相互作用、筋肉の伸縮運動等を視覚的に表現する試みが
注目されている。この場合、精緻な数値シミュレーショ
ンからビジュアライゼーションまでを視覚的に表現する
に当たり、表現対象物のメッシュ構造モデルの設計が解
の精度や視覚的表現の豊かさを大きく左右する。
In the field of computer graphics,
For example, attempts have been made to visually express elastic mechanical deformation when a ball falls on the ground or a car collides with a wall, mechanical interaction between red blood cells and blood flow, and stretching motion of muscles. Attention has been paid. In this case, the design of the mesh structure model of the object of expression has a great influence on the accuracy of the solution and the richness of the visual expression in visually expressing from the precise numerical simulation to the visualization.

【0004】また、モデル同士の衝突等をコンピュータ
グラフィックスにて表現する場合には、モデル同士に重
なり合いが生じて視覚的に不自然な感じを与える場合が
ある。さらに、物体の弾性運動方程式を用いて数値シミ
ュレーションをする場合には、メッシュ構造モデルに何
ら制約を課さないと、図8に示すように、ボールのモデ
ルM1が地面に到達した後、時間とともに実際よりも潰
れ過ぎて表現される場合がある。したがって、コンピュ
ータ技術の進歩とともに、モデル同士の重なりを回避す
る表現手法やモデルの極端な変形を抑える表現手法の研
究が進められている。
In the case of representing a collision between models with computer graphics, the models may overlap with each other, giving a visually unnatural feeling. Further, in the case of performing a numerical simulation using the elastic motion equation of an object, if no constraint is imposed on the mesh structure model, as shown in FIG. 8, after the ball model M1 reaches the ground, it is actually measured with time. It may be expressed too crushed. Therefore, along with the progress of computer technology, research on an expression method for avoiding the overlap between models and an expression method for suppressing the extreme deformation of the models is being advanced.

【0005】モデル同士の重なり合いを回避する表現手
法には、剛体の粒子モデル同士が衝突したか否かを随時
判定して、粒子モデル同士が重なり合わないように表現
する粒子モデル重なり合い回避法がある。この粒子モデ
ル重なり合い回避法は、図9に示すように、剛体の粒子
モデルM2(円又は球と仮定する)同士の衝突をシミュ
レーションする場合に使用されている。これは、双方の
粒子モデルM2の半径の大きさと重心間の距離との単純
な長短確認で衝突を判定し、事前に粒子モデルM2同士
が重なり合わないよう処理する方法を採用している。な
お、かかる方法では、時間の進み幅を大きくしてコンピ
ュータグラフィックスで表現すると、1回の補正だけで
は粒子モデルの重なり合いを完全に回避させることがで
きない。そこで、粒子モデルの半径よりも大きい仮想的
な円又は球を用いて衝突判定を行うようにしている。
As an expression technique for avoiding the overlap between the models, there is a particle model overlap avoidance method for judging whether or not the rigid particle models collide with each other at any time and expressing so as not to overlap the particle models. . This particle model overlap avoidance method is used when simulating a collision between rigid particle models M2 (assumed to be circles or spheres), as shown in FIG. In this method, a collision is determined by simply checking the length of the radius of both particle models M2 and the distance between the centers of gravity, and a process is performed in advance so that the particle models M2 do not overlap each other. In such a method, if the time advance width is increased and represented by computer graphics, it is not possible to completely avoid the overlap of the particle models with only one correction. Therefore, the collision determination is performed using a virtual circle or sphere larger than the radius of the particle model.

【0006】対象物体のメッシュ構造モデルの変形を抑
える表現手法には、メッシュ構造モデルの格子間にバネ
モデルを組入れる弾性補正法等がある。
As an expression method for suppressing the deformation of the mesh structure model of the target object, there is an elasticity correction method in which a spring model is incorporated between the lattices of the mesh structure model.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記したモ
デル同士の重なりを回避する表現手法やモデルの極端な
変形を抑える表現手法には、以下の問題が生じている。
By the way, the following problems occur in the above-described expression method for avoiding the overlap between models and for the expression method for suppressing the extreme deformation of the models.

【0008】モデル同士の重なりを回避する前記重なり
回避法では、剛体の粒子同士の衝突に適用範囲が限定さ
れているので、図10に示すように、弾性的な粒子モデ
ルM3の重なり合いを適当に回避させて表現することが
できないという問題がある。
In the overlap avoiding method for avoiding the overlap between the models, since the applicable range is limited to the collision between the rigid particles, as shown in FIG. 10, the elastic particle models M3 are appropriately overlapped. There is a problem that it cannot be avoided and expressed.

【0009】モデルの極端な変形を抑える前記弾性補正
法では、演算速度を高めるために、メッシュ構造モデル
の格子点密度を低く抑えて、バネモデルのバネ定数が大
きい剛体的な変形をシュミレーションすると、外力の大
きさにより、メッシュ構造モデルが大変形するという問
題がある。
In the elasticity correction method for suppressing the extreme deformation of the model, in order to increase the calculation speed, if the lattice point density of the mesh structure model is suppressed to be low and the rigid deformation of the spring model having a large spring constant is simulated, an external force is applied. There is a problem that the mesh structure model is greatly deformed depending on the size of.

【0010】例えば、衝突する地面に凹凸が存在するよ
うな場合には、図11に示すようにモデルM4が分裂す
るか、非常に柔らかい属性として表現されてしまう場合
がある。弾性変形理論は微小変形問題と大変形問題の2
つに大別されるが、特に、後者の問題においては系を支
配する非線形微分方程式が複雑になるばかりではなく、
数値解法上の安定性の問題が同時に生じるためだと考え
られる。
For example, when there is unevenness on the colliding ground, the model M4 may be divided as shown in FIG. 11 or may be expressed as a very soft attribute. The theory of elastic deformation is divided into two, a small deformation problem and a large deformation problem.
Especially, in the latter problem, not only is the nonlinear differential equation that governs the system complicated, but
It is thought that this is because the stability problem in the numerical solution occurs at the same time.

【0011】ここにおいて本発明の解決すべき主要な目
的は、次の通りである。本発明の第1の目的は、数値シ
ミュレーションからビジュアライゼーションとしてのコ
ンピュータグラフィックスの分野で弾性体のモデルの重
なり合いを回避させて表現することができるメッシュ構
造モデルの重なり回避表示方法及びシミュレーション装
置を提供せんとするものである。
The main objects to be solved by the present invention are as follows. A first object of the present invention is to provide a mesh structure model overlap avoidance display method and a simulation device which can be represented by avoiding overlap of elastic body models in the field of computer graphics as visualization from numerical simulation. It is something to do.

【0012】本発明の第2の目的は、さらに弾性体のモ
デルの極端な変形を抑えて、物理的な様々な変形を表現
することができるメッシュ構造モデルの重なり回避表示
方法及びシミュレーション装置を提供せんとするもので
ある。
A second object of the present invention is to provide an overlap avoidance display method and a simulation device for a mesh structure model, which can suppress various extreme deformations of an elastic body model and express various physical deformations. It is something to do.

【0013】本発明の第3の目的は、演算コストを減少
させて物理的な変形を自然的に表現することができるメ
ッシュ構造モデルの重なり回避表示方法及びシミュレー
ション装置を提供せんとするものである。
A third object of the present invention is to provide a method for avoiding overlapping of mesh structure models and a simulation apparatus capable of reducing the calculation cost and naturally expressing the physical deformation. .

【0014】本発明のその他の目的は、明細書、図面、
特に特許請求の範囲の記載から自ずと明らかとなろう。
Other objects of the present invention include the specification, drawings,
In particular, it will be apparent from the description of the claims.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】前記課題の解決は、本発
明が次に列挙する新規な特徴的構成手法及び手段を採用
することにより前記目的を達成する。すなわち、本発明
方法の第1の特徴は、入力された外的因子及び対象物体
の諸条件をもとにコンピュータで移動及び変形するメッ
シュ構造モデルを生成して、力学的変形をシュミレーシ
ョン表示するコンピュータグラフィックスの画像処理に
当たり、前記各メッシュ構造モデルごとに重心を算出す
るとともに、当該重心と当該メッシュ構造モデルの最外
周上の格子点との平均距離(仮想円又は球の半径)を算
出し、2つの当該メッシュ構造モデルを選出して、双方
の当該メッシュ構造モデルの前記平均距離の和と双方の
重心間の距離の長さとを比較し、双方の当該メッシュ構
造モデルの前記平均距離の和が、双方の当該重心間の距
離よりも長いとき、当該メッシュ構造モデルの重心及び
前記格子点を双方の重心を結んだ線に沿って平行移動さ
せて、これらの重なり合いを回避するように補正するよ
うにしてなるメッシュ構造モデルの重なり回避表示方法
にある。
In order to solve the above-mentioned problems, the above-mentioned object is achieved by adopting the novel characteristic construction method and means listed below by the present invention. That is, a first feature of the method of the present invention is that a computer that generates a mesh structure model that moves and deforms by a computer based on input external factors and various conditions of a target object, and displays a dynamic deformation by simulation. In the image processing of graphics, the center of gravity is calculated for each of the mesh structure models, and the average distance between the center of gravity and the grid point on the outermost periphery of the mesh structure model (the radius of the virtual circle or sphere) is calculated, Two relevant mesh structure models are selected, the sum of the average distances of both the relevant mesh structure models is compared with the length of the distance between the centers of gravity of both, and the sum of the average distances of both the relevant mesh structure models is calculated. , When the distance between the two centers of gravity is longer, the center of gravity of the mesh structure model and the grid point are translated along the line connecting the two centers of gravity. Te, in overlap avoidance display method of the mesh structure model consisting be corrected so as to avoid overlapping thereof.

【0016】本発明方法の第2の特徴は、前記本発明方
法の第1の特徴におけるメッシュ構造モデル同士の重な
りを回避する補正が、その前処理として、メッシュ構造
モデルの周方向の格子点間の長さの伸張を所定範囲に保
持して弾性的な変形を局所的に補正するようにしてなる
メッシュ構造モデルの重なり回避表示方法にある。
The second feature of the method of the present invention is that the correction for avoiding the overlapping of the mesh structure models in the first feature of the method of the present invention is carried out as a pre-processing, between the grid points in the circumferential direction of the mesh structure model. Is a display method for avoiding overlap of mesh structure models, in which the elastic deformation is locally corrected by keeping the expansion of the length within a predetermined range.

【0017】本発明方法の第3の特徴は、前記本発明方
法の第1又は第2の特徴におけるメッシュ構造モデル同
士の重なりを回避する補正が、その量を、当該メッシュ
構造モデルの重心と、当該メッシュ構造モデルの最外周
の格子点との最小距離にてなるメッシュ構造モデルの重
なり回避表示方法にある。
A third feature of the method of the present invention is that the correction for avoiding the overlap between the mesh structure models in the first or second feature of the method of the present invention determines the amount thereof as the center of gravity of the mesh structure model, This is a display method for avoiding overlapping of the mesh structure models, which is the minimum distance from the outermost grid points of the mesh structure model.

【0018】本発明方法の第4の特徴は、前記本発明方
法の第1、第2又は第3の特徴におけるメッシュ構造モ
デル同士の重なりを回避する補正が、双方のメッシュ構
造モデルの前記平均距離の和が双方の重心間の距離より
も短くなるまで反復的に実行してなるメッシュ構造モデ
ルの重なり回避表示方法にある。
A fourth feature of the method of the present invention is that the correction for avoiding the overlapping of the mesh structure models in the first, second or third feature of the method of the present invention is performed by the average distance of both mesh structure models. Is a method of avoiding overlapping of mesh structure models, which is repeatedly executed until the sum of is shorter than the distance between the centers of gravity.

【0019】本発明方法の第5の特徴は、前記本発明方
法の第1、第2、第3又は第4の特徴におけるメッシュ
構造モデルが、粒子形状からなるメッシュ構造モデルの
重なり回避表示方法にある。
The fifth feature of the method of the present invention is that the mesh structure model according to the first, second, third or fourth feature of the method of the present invention is a display method for avoiding overlap of mesh structure models consisting of particle shapes. is there.

【0020】本発明方法の第6の特徴は、前記本発明方
法の第1、第2、第3、第4又は第5の特徴におけるメ
ッシュ構造モデルが、平面構造又は立体構造をしてなる
メッシュ構造モデルの重なり回避表示方法にある。
A sixth feature of the method of the present invention is that the mesh structure model in the first, second, third, fourth or fifth feature of the method of the present invention has a plane structure or a three-dimensional structure. There is a display method for avoiding overlapping of structural models.

【0021】本発明装置の第1の特徴は、操作装置、画
像表示装置、画像記憶装置、及び画像処理装置を有する
シュミレーション装置において、前記画像処理装置が、
外的因子及び対象物体の諸条件にもとづいて移動及び変
形するメッシュ構造モデルを生成するモデル生成手段
と、当該メッシュ構造モデル自体の格子点間の長さの伸
張を所定範囲に保持する局所的補正手段と、当該メッシ
ュ構造モデル同士の幾何学的な重なりを回避する重なり
回避手段とを備え、当該重なり回避手段が、当該各メッ
シュ構造モデルごとに重心を算出するとともに、当該重
心と最外周上の前記各格子点との平均距離(仮想円又は
球の半径)を算出し、2つの前記メッシュ構造モデルを
選出して、双方のメッシュ構造モデルの前記平均距離の
和と双方の重心間の距離の長さとを比較し、双方の当該
メッシュ構造モデルの前記平均距離の和が、双方の当該
重心間の距離よりも長いとき、当該メッシュ構造モデル
の重心及び前記格子点を双方の重心を結んだ線に沿って
平行移動させて、これらの重なり合いを回避自在に補正
するアルゴリズムからなるシミュレーション装置にあ
る。
A first feature of the device of the present invention is a simulation device having an operating device, an image display device, an image storage device, and an image processing device, wherein the image processing device comprises:
Model generation means for generating a mesh structure model that moves and deforms based on external factors and various conditions of the target object, and local correction for keeping the expansion of the length between the lattice points of the mesh structure model itself within a predetermined range. Means and an overlap avoiding means for avoiding geometrical overlap between the mesh structure models, the overlap avoiding means calculates a center of gravity for each mesh structure model, and the center of gravity and the outermost circumference. An average distance (radius of a virtual circle or a sphere) to each of the grid points is calculated, two mesh structure models are selected, and the sum of the average distances of both mesh structure models and the distance between the centers of gravity of both mesh structures are calculated. When the sum of the average distances of both mesh structure models is longer than the distance between the centroids of both mesh structures, the centroids of the mesh structure models and the grid are compared. It was allowed to translate along a line connecting the center of gravity of both, in the simulation apparatus consisting of an algorithm for avoiding freely correct these overlap.

【0022】本発明装置の第2の特徴は、前記本発明装
置の第1の特徴における重なり回避手段が、その補正量
を、メッシュ構造モデルの重心と、最外周の格子点との
最小距離としてなるシミュレーション装置にある。
A second feature of the device of the present invention is that the overlap avoiding means in the first feature of the device of the present invention sets the correction amount as the minimum distance between the center of gravity of the mesh structure model and the outermost grid point. There is a simulation device.

【0023】本発明装置の第3の特徴は、前記本発明装
置の第1又は第2の特徴における局所的補正手段及び重
なり回避手段が、メッシュ構造モデル同士の重なり合い
がなくなるまで反復的に実行自在に構成してなるシミュ
レーション装置にある。
A third feature of the device of the present invention is that the local correction means and the overlap avoiding means in the first or second feature of the invention device can be repeatedly executed until the mesh structure models do not overlap each other. It is in a simulation device configured as described above.

【0024】本発明装置の第4の特徴は、前記本発明装
置の第1、第2又は第3の特徴におけるメッシュ構造モ
デルが、粒子形状からなるシミュレーション装置にあ
る。
A fourth feature of the device of the present invention resides in a simulation device in which the mesh structure model in the first, second or third feature of the device of the present invention has a particle shape.

【0025】本発明装置の第5の特徴は、前記本発明装
置の第1、第2、第3又は第4の特徴におけるメッシュ
構造モデルが、平面構造又は立体構造をしてなるシミュ
レーション装置にある。
The fifth feature of the device of the present invention resides in a simulation device in which the mesh structure model in the first, second, third or fourth feature of the device of the present invention has a planar structure or a three-dimensional structure. .

【0026】[0026]

【作用】本発明は、前記のような新規な手法及び手段を
講じているので、以下のような作用をなす。
The present invention takes the following actions because it takes the novel method and means as described above.

【0027】本発明では、重なり回避手段が、メッシュ
構造モデルの重心と最外周上の各格子点との平均距離を
半径とした仮想円又は球を用いて幾何学的に重なり合い
を判定し、これらの重なり合いを回避処理する。その結
果、シミュレーションの対象物体が剛体のみならず、弾
性体であっても重なり合いを回避処理することが可能と
なる。
In the present invention, the overlap avoiding means geometrically determines the overlap using a virtual circle or sphere whose radius is the average distance between the center of gravity of the mesh structure model and each lattice point on the outermost periphery, and these Avoid overlapping. As a result, it is possible to avoid the overlap even if the simulation target object is not only a rigid body but also an elastic body.

【0028】また、本発明では、外的因子によるモデル
変形を補正するに当たり、メッシュ構造モデルの周方向
の格子点間の長さの伸張を所定範囲に保持する局所的補
正手段が用いられている。その結果、弾性体のモデルの
極端な変形を抑え、しかも物理的な様々な変形を自然的
に表現することが可能となる。
Further, in the present invention, when correcting the model deformation due to an external factor, a local correction means for holding the extension of the length between the lattice points in the circumferential direction of the mesh structure model within a predetermined range is used. . As a result, it is possible to suppress the extreme deformation of the elastic body model and to naturally express various physical deformations.

【0029】さらに、格子点密度の低いメッシュ構造モ
デルにて、物理的な様々な変形を自然的に表現できるの
で、シミュレーション時の演算コストを低く抑えること
ができる。なお、本明細書中「メッシュ構造モデル」と
は、対象物体が格子状に表現されたモデルをいう。
Further, since various physical deformations can be naturally expressed by the mesh structure model having a low lattice point density, the calculation cost at the time of simulation can be kept low. In the present specification, the “mesh structure model” refers to a model in which the target object is expressed in a grid pattern.

【0030】[0030]

【実施例】以下、添付図面を参照し、本発明をその装置
例及び方法例に基づいて、より詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings on the basis of its apparatus and method.

【0031】(装置例)図1は本発明の装置例に係るシ
ミュレーション装置の構成を示している。シミュレーシ
ョン装置Aは、操作装置1、画像処理装置2、画像記憶
装置3、及び画像表示装置4から構成されている。
(Example of Apparatus) FIG. 1 shows the configuration of a simulation apparatus according to an example of the apparatus of the present invention. The simulation device A includes an operating device 1, an image processing device 2, an image storage device 3, and an image display device 4.

【0032】操作装置1は、数値シミュレーションを行
う対象物の各種データ及びシミュレーションの物理的条
件(外的因子)を画像処理装置2に入力したり、シミュ
レーションを操作したりする端末として機能する。
The operating device 1 functions as a terminal for inputting various data of an object to be numerically simulated and physical conditions (external factors) of the simulation to the image processing device 2 and for operating the simulation.

【0033】画像処理装置2は、モデル生成手段2a、
局所的補正手段2b、及び重なり回避手段2cを備えて
いる。モデル生成手段2aは、操作装置1から受信した
外的因子及び対象物体の諸条件のデータをもとに移動及
び変形するメッシュ構造モデルを生成して中段の局所的
補正手段2bに送信する。
The image processing apparatus 2 includes model generation means 2a,
It has a local correction means 2b and an overlap avoidance means 2c. The model generation means 2a generates a mesh structure model that moves and deforms based on the external factors and the data of various conditions of the target object received from the operation device 1, and transmits it to the local correction means 2b in the middle stage.

【0034】局所的補正手段2bは、図5に示すよう
に、例えば、各メッシュ構造モデルの周方向の格子点間
の長さ(線分i1 1 等)の伸張を所定範囲に保持でき
るように画像データを処理して後段の重なり回避手段2
cに送信する。ここで図5は本装置例及び方法例で用い
るメッシュ構造モデルの具体的な構成を示している。
As shown in FIG. 5, the local correction means 2b can hold the expansion of the length (line segment i 1 j 1 etc.) between lattice points in the circumferential direction of each mesh structure model within a predetermined range, for example. Image data is processed as described above, and the overlap avoiding means 2 in the latter stage is processed.
Send to c. Here, FIG. 5 shows a specific configuration of the mesh structure model used in the present apparatus example and method example.

【0035】重なり回避手段2cは、メッシュ構造モデ
ル同士の幾何学的な重なりを回避するように画像データ
を処理した後、このデータを画像記憶装置3に送信す
る。なお、メッシュ構造モデル同士の重なり合いが1回
の処理で回避できない場合には、局所的補正手段2b及
び重なり回避手段2cの処理を反復的に実行する。
The overlap avoiding means 2c processes the image data so as to avoid geometrical overlap between the mesh structure models, and then transmits this data to the image storage device 3. When the overlapping of the mesh structure models cannot be avoided by one processing, the processing of the local correction means 2b and the overlapping avoidance means 2c is repeatedly executed.

【0036】画像記憶装置3は、画像処理装置2にて作
成された画像データを蓄積するとともに、操作装置1か
らシミュレーションの開始信号Sを受けると、蓄積され
画像データを適当なタイミングで画像表示装置4に送信
する。
The image storage device 3 stores the image data created by the image processing device 2 and, when receiving the simulation start signal S from the operating device 1, stores the stored image data in the image display device at an appropriate timing. Send to 4.

【0037】画像表示装置4は、モニタ画面上に受信し
た画像データを再構成したメッシュ構造モデルを表示す
る。
The image display device 4 displays a mesh structure model obtained by reconstructing the received image data on the monitor screen.

【0038】(方法例)次に、上述した装置例のシミュ
レーション装置Aに適用するメッシュ構造モデルの重な
り回避表示方法の方法例について、図面を参照して具体
的に説明する。ここで、図2は本方法例の全体的な処理
手順を示し、図3はメッシュ構造モデル同士の重なり合
いを判定する判定手順を示し、図4はメッシュ構造モデ
ル同士の重なり合いの具体的な回避処理手順を示してい
る。なお、本方法例では対象物体として弾性体の粒子モ
デルを用いたが、本発明はこれに限定されるものではな
く、他の形状モデルを用いた場合にも適用することがで
きる。
(Example of Method) Next, an example of a method for displaying overlap avoidance of mesh structure models applied to the simulation apparatus A of the above-described apparatus example will be specifically described with reference to the drawings. Here, FIG. 2 shows an overall processing procedure of the present method example, FIG. 3 shows a determination procedure for judging overlapping of mesh structure models, and FIG. 4 is a concrete avoidance processing of overlapping of mesh structure models. Shows the procedure. In this method example, the particle model of the elastic body is used as the target object, but the present invention is not limited to this and can be applied to the case of using another shape model.

【0039】先ず、オペレータは、操作装置1を使用し
て画像処理装置2に対象物体の外的因子及び対象物体の
諸条件を入力する(ST1)。本方法例では、弾性体の
粒子形状、配置、変形条件、粒子数などの初期条件を入
力する。
First, the operator inputs the external factors of the target object and various conditions of the target object to the image processing apparatus 2 by using the operation device 1 (ST1). In this method example, initial conditions such as the particle shape of the elastic body, the arrangement, the deformation conditions, and the number of particles are input.

【0040】初期条件の入力が終了すると、画像処理装
置2のモデル生成手段2aでは、外的因子及び対象物体
の諸条件にもとづいてn時間ステップの移動及び変形し
た粒子モデルが生成される(ST2)。
When the input of the initial conditions is completed, the model generating means 2a of the image processing apparatus 2 generates a particle model that has moved and deformed in n time steps based on external factors and various conditions of the target object (ST2). ).

【0041】画像処理装置2では、次に、局所的補正手
段2bにて個々の粒子モデルの不自然な大変形を抑える
ための補正処理を行う(ST3)。なお、局所的補正手
段2bでは、粒子モデルの周方向の格子点間の長さ(図
5の線分i1 1 、j1 1、k1 1 、l1 1 等)
の伸張を所定範囲に保持する局所形状保存法が用いられ
ている。かかる補正処理は、補正量がある微小量以下に
なるまで、各粒子モデルの周方向の全ての格子点間にて
繰り返して実行される。
In the image processing apparatus 2, the local correction means 2b then performs a correction process for suppressing unnatural large deformation of each particle model (ST3). In the local correction means 2b, the length between the lattice points in the circumferential direction of the particle model (line segments i 1 j 1 , j 1 k 1 , k 1 l 1 , l 1 m 1, etc. in FIG. 5).
A local shape preserving method is used to keep the expansion of a. The correction process is repeatedly executed between all the lattice points in the circumferential direction of each particle model until the correction amount becomes a certain amount or less.

【0042】このように画像処理装置2では、局所形状
保存法による幾何学的な補正が実行される。よって、見
かけ上粒子モデルの変形は、格子点回りの自由度が大き
く、周方向の格子点間の距離が初期の長さと近似的に一
定になるように変形する。
As described above, the image processing apparatus 2 performs the geometrical correction by the local shape preservation method. Therefore, apparently the particle model is deformed so that the degree of freedom around the lattice points is large and the distance between the lattice points in the circumferential direction is approximately constant with the initial length.

【0043】続いて、画像処理装置2では、重なり回避
手段2c(後述する)にて、粒子モデル同士の重なりが
あるか否かを判定し(ST4)、重なりがあると判定す
ると、重なり回避処理を実行する(後述する)(ST
5)。そして、重なりが無いと判定すると、n+1時間
ステップの処理に移行する(ST7)。
Then, in the image processing apparatus 2, the overlap avoiding means 2c (described later) determines whether or not the particle models overlap each other (ST4). Is executed (described later) (ST
5). Then, when it is determined that there is no overlap, the process proceeds to the process of n + 1 time step (ST7).

【0044】前記ST2〜ST5までの処理は、全時間
のステップが終了するまで繰り返し行われ(ST6)、
シミュレーションの全画像データは画像記憶装置3に蓄
積される。
The processing from ST2 to ST5 is repeated until the steps of the entire time are completed (ST6),
All image data of the simulation are stored in the image storage device 3.

【0045】次に、前記ST4にて行う粒子モデル同士
の重なり判定処理の方法について説明する。図3は粒子
モデル同士の重なり判定処理の手順を示し、図6は粒子
モデル同士の重なり状態を示している。
Next, a method of determining whether or not the particle models overlap with each other in ST4 will be described. FIG. 3 shows the procedure of the overlap determination processing of particle models, and FIG. 6 shows the overlapping state of particle models.

【0046】先ず、格子状に離散化した粒子モデルのn
時間ステップにおける重心(図6のc1 、c2 等)を算
出する(ST4a)。続いて、各粒子モデルにおける重
心と最外周の格子点との平均距離(仮想円の半径R1、
R2)、例えば、線分c1 1 、c1 1 、c1 1
1 1 ・・・の長さの総和を線分の数で割った値を算
出する(ST4b)。
First, n of a particle model discretized in a lattice pattern
The center of gravity (c 1 , c 2, etc. in FIG. 6) at the time step is calculated (ST4a). Then, the average distance between the center of gravity and the outermost grid point in each particle model (radius R1 of the virtual circle,
R2), for example, line segments c 1 i 1 , c 1 j 1 , c 1 k 1 ,
A value is calculated by dividing the total length of c 1 l 1 ... By the number of line segments (ST4b).

【0047】続いて、判定対象の粒子モデルを2つ選出
し(ST4c)、双方の粒子モデルの平均距離(仮想円
の半径)の和、例えば、R1+R2が双方の粒子モデル
の重心間の距離、線分c1 2 の長さL12よりも長い
か否かを判定する(ST4d)。そして、R1+R2>
L12の場合には粒子モデルの重なり回避処理を実行
し、R1+R2<L12の場合には全ての粒子モデルに
ついて重なり合い判定をしたか否かのチェックをする
(ST4e)。
Next, two particle models to be judged are selected (ST4c), and the sum of the average distances (radius of virtual circles) of both particle models, for example, R1 + R2 is the distance between the center of gravity of both particle models, It is determined whether the line segment c 1 c 2 is longer than the length L12 (ST4d). And R1 + R2>
In the case of L12, the particle model overlap avoidance processing is executed, and in the case of R1 + R2 <L12, it is checked whether or not the overlap determination has been made for all the particle models (ST4e).

【0048】そして、ST4eのチェックの結果、否の
場合にはST4cに戻り、全ての粒子モデルについて重
なりが無くなるまで粒子モデル同士の重なり判定を実行
する。
Then, if the result of the check in ST4e is NO, the process returns to ST4c, and the overlap determination of the particle models is executed until all the particle models have no overlap.

【0049】次に、前記ST5にて行う粒子モデル同士
の重なり回避処理の方法について説明する。図4は粒子
モデル同士の重なり合い回避処理の手順を示している。
Next, a method of avoiding overlap between particle models performed in ST5 will be described. FIG. 4 shows the procedure of the overlap avoidance processing between particle models.

【0050】局所的補正処理後の各粒子モデルにおい
て、重心と最外周の各格子点との距離(線分c1 1
1 1 、c1 1 、c1 1 ・・・の値)を算出した
後、最小距離Rmin をも求める(ST5a)。続いて、
重なり合っている粒子モデルの重心位置を最小距離Rmi
n だけ移動補正する(ST5b)。この場合の補正方向
は、例えば、重なり合っている粒子モデルの重心を結ん
だ線c1 2 に沿って、重心c1 の位置座標を重心c2
の位置座標を離す方向とする。
In each particle model after the local correction processing, the distance between the center of gravity and each lattice point on the outermost periphery (line segment c 1 i 1 ,
After calculating the values of c 1 j 1 , c 1 k 1 , c 1 l 1, ..., The minimum distance Rmin is also obtained (ST5a). continue,
The minimum distance Rmi for the position of the center of gravity of overlapping particle models
The movement is corrected by n (ST5b). The correction direction in this case is, for example, the position coordinate of the center of gravity c 1 along the line c 1 c 2 connecting the centers of gravity of the overlapping particle models.
The position coordinates of are to be separated.

【0051】そして、粒子モデルの格子点、例えば、i
1 、j1 、k1 、l1 ・・の位置座標を重心c1 と同じ
方向、同じ量だけ移動補正(平行移動補正)する(ST
5c)。なお、局所的補正手段2b及び重なり回避手段
2cは、粒子モデル同士の重なり合いがなくなるまで反
復的に実行される。
Then, the lattice points of the particle model, for example, i
The position coordinates of 1 , j 1 , k 1 , l 1, ... Are corrected in the same direction and by the same amount as the center of gravity c 1 (parallel movement correction) (ST
5c). The local correction unit 2b and the overlap avoiding unit 2c are repeatedly executed until the particle models do not overlap each other.

【0052】以上説明した本装置例及び方法例を使用し
て、多数の粒子モデルMを血管内部Bに浮遊させるシミ
ュレーションを行うこととした。その結果、図7に示す
ように、各粒子モデルはそれぞれに変形をし、特に狭窄
部Pで細長くなりながら、重なり合うことなく、通り抜
けるグラフィックス表現が可能となった。
Using the example of the apparatus and the example of the method described above, it was decided to perform a simulation in which a large number of particle models M are suspended in the inside B of the blood vessel. As a result, as shown in FIG. 7, each of the particle models was deformed, and in particular, it became possible to perform a graphic representation of passing through without narrowing while becoming elongated at the narrowed portion P.

【0053】(応用例)次に本発明を用いた具体的な粒
子モデルの重なり回避表現の応用例の結果を、模式図
(図12乃至図16)を参照して説明する。なお、これ
ら模式図のカラー原図は、本出願書類の物件提出書に添
付されている。
(Application Example) Next, the results of an application example of the concrete particle model overlap avoidance expression using the present invention will be described with reference to schematic diagrams (FIGS. 12 to 16). The original color drawings of these schematic drawings are attached to the property submission form of this application document.

【0054】[応用例1]図12(参考カラー図面1)
には、本発明を用いない場合の粒子モデルの重なり合い
(衝突)状況が表され、図13(参考カラー図面2)に
は、本発明を用いた場合の粒子モデルの重なり合いの回
避状況が表されている。
[Application Example 1] FIG. 12 (reference color drawing 1)
Shows the overlapping (collision) situation of the particle models when the present invention is not used, and FIG. 13 (reference color drawing 2) shows the avoidance situation of the overlapping of the particle models when the present invention is used. ing.

【0055】本応用例では、障害物のある流れの中を初
期に10個の粒子モデルを入り口付近に配置し、粒子モ
デルが狭くなっている間を抜けていく際、本発明のメッ
シュ構造モデルの重なり回避表示方法を用いない場合と
本発明を用いた場合をシミュレーションで表現すること
とした。なお、流路におけるベクトルは、流れの方向と
大きさを示し、流れの速度に比例させてベクトル長を表
している。
In this application example, 10 particle models are initially arranged in the vicinity of the entrance in a flow with obstacles, and when the particle model is passing through while it is narrowing, the mesh structure model of the present invention is used. The case where the overlap avoidance display method is not used and the case where the present invention is used are represented by simulation. The vector in the flow path indicates the direction and magnitude of the flow, and represents the vector length in proportion to the velocity of the flow.

【0056】図12及び図13から理解できるように、
本発明を用いた場合(b)の方は、重なり合い回避処理
がなされているので、10個の粒子モデルのうち8個
(円形が7個で、変形が1個)だけがモニタ画面上に表
示された。また、これらの図から粒子モデルが、近傍の
流れ場に沿って変形、移動している様子を確認すること
ができる。さらに、狭窄部では、流れる速度が大きくな
るので、障害物の背後に澱み領域が認められた。
As can be seen from FIGS. 12 and 13,
In the case of using the present invention (b), since the overlap avoidance process is performed, only 8 (10 circles and 1 deformation) of 10 particle models are displayed on the monitor screen. Was done. Also, from these figures, it is possible to confirm that the particle model is deforming and moving along the nearby flow field. In addition, a stagnation region was found behind the obstacle because the flow velocity increased in the stenosis.

【0057】[応用例2]図14、図15、図16は本
発明を用いた場合の粒子モデルの重なり合いの回避表
現、及び流体内における粒子モデルの変形、移動、動態
を示している。
[Application 2] FIGS. 14, 15 and 16 show the avoidance expression of the overlap of the particle models and the deformation, movement and dynamics of the particle models in the fluid when the present invention is used.

【0058】本応用例では、障害物のある流れの中を初
期に17個の粒子モデルを入り口付近に故意に重ねて配
置し、モデル変形と重なり回避処理を確認することとし
た。図14の(a)(b)(参考カラー図面3、4)に
は、初期状態、第2ステップのモデル変形と重なり回避
処理の様子が、図15の(c)(d)(参考カラー図面
5、6)には、第6ステップ、第8ステップのモデル変
形と重なり回避処理の様子が、図16の(e)(参考カ
ラー図面7)には第10ステップのモデル変形と重なり
回避処理の様子が表されている。
In this application example, 17 particle models are intentionally placed near the entrance in the flow with obstacles to confirm the model deformation and overlap avoidance processing. In (a) and (b) of FIG. 14 (reference color drawings 3 and 4), the states of the initial state, model deformation in the second step, and overlap avoidance processing are shown in (c) and (d) of FIG. 15 (reference color drawings). 5 and 6) show the model deformation and the overlap avoidance process in the sixth and eighth steps, and FIG. 16E (reference color drawing 7) shows the model deformation and the overlap avoidance process in the tenth step. The situation is shown.

【0059】図14(b)の第2ステップ目と(a)の
初期状態と粒子モデルの配置を比べると、重なり回避処
理のアルゴリズムの作用により、縦と横方向に粒子モデ
ルが広がっているのを確認することができる。また、総
合的に粒子モデルの極端な変形が抑えられ、粒子モデル
の流れの変化が自然的に表現されているのを確認するこ
とができた。
Comparing the second step of FIG. 14 (b) with the initial state of FIG. 14 (a) and the arrangement of the particle model, it can be seen that the particle model spreads in the vertical and horizontal directions due to the action of the algorithm of the overlap avoidance processing. Can be confirmed. In addition, it was confirmed that the extreme deformation of the particle model was suppressed comprehensively, and the flow change of the particle model was naturally expressed.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、数
値シミュレーションからビジュアライゼーションとして
のコンピュータグラフィックスの分野で、弾性体のモデ
ルの重なり合いを回避させて表現できるという効果を奏
する。特に、本発明の装置等によれば、シミュレーショ
ン時の演算コストを低く抑えたまま、弾性体のモデルの
極端な変形を抑えることが可能となり、しかも物理的な
様々な変形を自然的に表現することも可能となる。
As described above, according to the present invention, in the field of computer graphics as a visualization from numerical simulation, it is possible to avoid the overlapping of elastic body models and to represent them. In particular, according to the device of the present invention, it is possible to suppress the extreme deformation of the elastic body model while keeping the calculation cost during simulation low, and to naturally express various physical deformations. It is also possible.

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

【図1】本発明の装置例に係るシミュレーション装置の
ブロック構成を示した概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a block configuration of a simulation apparatus according to an apparatus example of the present invention.

【図2】本方法例の全体的な処理手順を示した説明図で
ある。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an overall processing procedure of the method example.

【図3】本方法例のメッシュ構造モデル同士の重なり合
いを判定する判定手順を示した説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a determination procedure for determining overlap between mesh structure models according to this method example.

【図4】本方法例のメッシュ構造モデル同士の重なり合
いの具体的な回避処理手順を示した説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a concrete procedure for avoiding overlapping of mesh structure models of this method example.

【図5】本方法例でシミュレーション表示する粒子モデ
ルの構成を示す概略図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of a particle model displayed by simulation in this method example.

【図6】本方法例でシミュレーション表示する粒子モデ
ル同士の重なり状態を示す概略図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing an overlapping state of particle models displayed by simulation in this method example.

【図7】本装置例及び方法例を使用してシミュレーショ
ン表示した一例である。
FIG. 7 is an example of a simulation display using the present apparatus example and method example.

【図8】従来のシミュレーションにてモデルが潰れた状
態を示した図である。
FIG. 8 is a diagram showing a state in which a model is crushed in a conventional simulation.

【図9】従来のシミュレーションにて剛体の粒子モデル
同士の衝突状態を示した図である。
FIG. 9 is a diagram showing a collision state between rigid particle models in a conventional simulation.

【図10】従来のシミュレーションにて弾性体の粒子モ
デル同士の衝突状態を示した図である。
FIG. 10 is a diagram showing a collision state between elastic particle models in a conventional simulation.

【図11】従来のシミュレーションにてメッシュ構造モ
デルの大変形状態をした図である。
FIG. 11 is a diagram showing a large deformation state of a mesh structure model in a conventional simulation.

【図12】本発明の方法を使用しないで表された粒子モ
デルの重なり合い(衝突)状況の模式図である。
FIG. 12 is a schematic diagram of the overlapping (collision) situation of particle models represented without using the method of the present invention.

【図13】本発明の方法を使用して得られた粒子モデル
の重なり合い(衝突)状況の模式図である。
FIG. 13 is a schematic diagram of the overlapping (collision) situation of particle models obtained using the method of the present invention.

【図14】(a)は初期状態のモデル変形と重なり回避
処理の様子を示した模式図、(b)は第2ステップのモ
デル変形と重なり回避処理の様子を示した模式図であ
る。
FIG. 14A is a schematic diagram showing a model deformation and an overlap avoidance process in an initial state, and FIG. 14B is a schematic diagram showing a model deformation and an overlap avoidance process in the second step.

【図15】(c)は第6ステップのモデル変形と重なり
回避処理の様子を示した模式図、(d)は第8ステップ
のモデル変形と重なり回避処理の様子を示した模式図で
ある。
FIG. 15C is a schematic diagram showing the state of the model deformation and the overlap avoidance process in the sixth step, and FIG. 15D is a schematic diagram showing the state of the model deformation and the overlap avoidance process in the eighth step.

【図16】(e)は第10ステップのモデル変形と重な
り回避処理の様子を示した模式図である。
FIG. 16E is a schematic view showing the state of model deformation and overlap avoidance processing in the tenth step.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…操作装置 2…画像処理装置 3…画像記憶装置 4…画像表示装置 2a…モデル生成手段 2b…局所的補正手段 2c…重なり回避手段 A…シミュレーション装置 B…血管内部 P…狭窄部 M…粒子モデル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Operating device 2 ... Image processing device 3 ... Image storage device 4 ... Image display device 2a ... Model generation means 2b ... Local correction means 2c ... Overlap avoiding means A ... Simulation device B ... Blood vessel inside P ... Stenosis M ... Particles model

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力された外的因子及び対象物体の諸条件
をもとにコンピュータで移動及び変形するメッシュ構造
モデルを生成して、力学的変形をシュミレーション表示
するコンピュータグラフィックスの画像処理に当たり、 前記各メッシュ構造モデルごとに重心を算出するととも
に、当該重心と当該メッシュ構造モデルの最外周上の格
子点との平均距離(仮想円又は球の半径)を算出し、 2つの当該メッシュ構造モデルを選出して、双方のメッ
シュ構造モデルの前記平均距離の和と双方の重心間の距
離の長さとを比較し、 双方の当該メッシュ構造モデルの前記平均距離の和が、
双方の当該重心間の距離よりも長いとき、当該メッシュ
構造モデルの重心及び前記格子点を双方の重心を結んだ
線に沿って平行移動させて、これらの重なり合いを回避
するように補正する、 ことを特徴とするメッシュ構造モデルの重なり回避表示
方法。
1. A computer graphics image processing for generating and displaying a mechanical deformation by generating a mesh structure model which moves and deforms by a computer based on an inputted external factor and various conditions of a target object, The center of gravity is calculated for each of the mesh structure models, and the average distance (virtual circle or sphere radius) between the center of gravity and the grid point on the outermost periphery of the mesh structure model is calculated, and two mesh structure models are calculated. Select and compare the sum of the average distance of both mesh structure models and the length of the distance between the center of gravity of both, the sum of the average distance of both mesh structure models,
When it is longer than the distance between the two centers of gravity, the center of gravity of the mesh structure model and the grid point are translated along the line connecting the two centers of gravity, and correction is performed so as to avoid these overlapping. Method for avoiding overlapping of mesh structure models.
【請求項2】メッシュ構造モデル同士の重なりを回避す
る補正は、 その前処理として、メッシュ構造モデルの周方向の格子
点間の長さの伸張を所定範囲に保持して弾性的な変形を
局所的に補正する、 ことを特徴とする請求項1に記載のメッシュ構造モデル
の重なり回避表示方法。
2. The correction for avoiding the overlap between mesh structure models is performed as a pre-processing by keeping the expansion of the length between lattice points in the circumferential direction of the mesh structure models within a predetermined range to locally elastically deform the mesh structure models. The overlap avoidance display method of the mesh structure model according to claim 1, wherein the overlap structure avoidance display method is performed.
【請求項3】メッシュ構造モデル同士の重なりを回避す
る補正は、 その量を、当該メッシュ構造モデルの重心と、当該メッ
シュ構造モデルの最外周の格子点との最小距離とした、 ことを特徴とする請求項1又は2に記載のメッシュ構造
モデルの重なり回避表示方法。
3. The correction for avoiding the overlap between mesh structure models is characterized in that the amount is set as a minimum distance between the center of gravity of the mesh structure model and the outermost grid point of the mesh structure model. The overlap avoidance display method for mesh structure models according to claim 1 or 2.
【請求項4】メッシュ構造モデル同士の重なりを回避す
る補正は、 双方のメッシュ構造モデルの前記平均距離の和が、双方
の重心間の距離よりも短くなるまで反復的に実行する、 ことを特徴とする請求項1、2又は3に記載のメッシュ
構造モデルの重なり回避表示方法。
4. The correction for avoiding the overlap between mesh structure models is repeatedly executed until the sum of the average distances of both mesh structure models becomes shorter than the distance between the centers of gravity of both mesh structure models. The overlap avoidance display method for mesh structure models according to claim 1, 2 or 3.
【請求項5】メッシュ構造モデルは、 粒子形状からなる、 ことを特徴とする請求項1、2、3又は4に記載のメッ
シュ構造モデルの重なり回避表示方法。
5. The mesh structure model overlap avoidance display method according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the mesh structure model has a particle shape.
【請求項6】メッシュ構造モデルは、 平面構造又は立体構造をしてなる、 ことを特徴とする請求項1、2、3、4又は5に記載の
メッシュ構造モデルの重なり回避表示方法。
6. The mesh structure model overlap avoidance display method according to claim 1, 2, 3, 4, or 5, wherein the mesh structure model has a planar structure or a three-dimensional structure.
【請求項7】操作装置、画像表示装置、画像記憶装置、
及び画像処理装置を有するシュミレーション装置におい
て、 前記画像処理装置は、外的因子及び対象物体の諸条件に
もとづいて移動及び変形するメッシュ構造モデルを生成
するモデル生成手段と、当該メッシュ構造モデル自体の
格子点間の長さの伸張を所定範囲に保持する局所的補正
手段と、当該メッシュ構造モデル同士の幾何学的な重な
りを回避する重なり回避手段とを備え、 当該重なり回避手段は、当該各メッシュ構造モデルごと
に重心を算出するとともに、当該重心と最外周上の前記
各格子点との平均距離(仮想円又は球の半径)を算出
し、 2つの前記メッシュ構造モデルを選出して、双方の当該
メッシュ構造モデルの前記平均距離の和と双方の重心間
の距離の長さとを比較し、 双方の当該メッシュ構造モデルの前記平均距離の和が、
双方の重心間の距離よりも長いとき、当該メッシュ構造
モデルの重心及び前記格子点を双方の重心を結んだ線に
沿って平行移動させて、これらの重なり合いを回避自在
に補正するアルゴリズムからなる、 ことを特徴とするシミュレーション装置。
7. An operating device, an image display device, an image storage device,
And a simulation device having an image processing device, wherein the image processing device is a model generation unit that generates a mesh structure model that moves and deforms based on external factors and various conditions of the target object, and a grid of the mesh structure model itself. The apparatus includes local correction means for holding the extension of the length between points within a predetermined range, and overlap avoiding means for avoiding geometrical overlap between the mesh structure models, and the overlap avoiding means is provided for each mesh structure. The center of gravity is calculated for each model, and the average distance (virtual circle or sphere radius) between the center of gravity and each of the grid points on the outermost circumference is calculated, and two mesh structure models are selected. Comparing the sum of the average distances of the mesh structure models and the length of the distance between the center of gravity of both, the sum of the average distances of both the mesh structure models is ,
When it is longer than the distance between the center of gravity of both meshes, the center of gravity of the mesh structure model and the lattice points are translated along a line connecting the center of gravity of both meshes, and an algorithm for correcting these overlaps in a freely avoidable manner, A simulation device characterized by the above.
【請求項8】重なり回避手段は、 その補正量を、メッシュ構造モデルの重心と、最外周の
格子点との最小距離とした、 ことを特徴とする請求項7に記載のシミュレーション装
置。
8. The simulation apparatus according to claim 7, wherein the overlap avoiding means sets the correction amount to a minimum distance between the center of gravity of the mesh structure model and the outermost grid point.
【請求項9】局所的補正手段及び前記重なり回避手段
は、 メッシュ構造モデル同士の重なり合いがなくなるまで反
復的に実行自在に構成する、 ことを特徴とする請求項7又は8に記載のシミュレーシ
ョン装置。
9. The simulation apparatus according to claim 7, wherein the local correction means and the overlap avoiding means are configured to be repeatedly executable until mesh structure models do not overlap each other.
【請求項10】メッシュ構造モデルは、 粒子形状からなる、 ことを特徴とする請求項7、8又は9に記載のシミュレ
ーション装置。
10. The simulation apparatus according to claim 7, wherein the mesh structure model has a particle shape.
【請求項11】メッシュ構造モデルは、 平面構造又は立体構造をしてなる、 ことを特徴とする請求項7、8、9又は10に記載のシ
ミュレーション装置。
11. The simulation apparatus according to claim 7, wherein the mesh structure model has a planar structure or a three-dimensional structure.
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