JPH08249497A - ３次元モデル構築方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スケッチ画に基づく３次元座標値の生成後の
面やメッシュのグルーピングを自動的に行うことができ
る３次元モデル構築方法を提供することを目的とする。 【構成】 ２次元画を画像読取装置により読み取って得
た画像データから２次元線データを抽出し、この２次元
線データを空間座標にデータ変換する３次元モデル構築
方法において、前記画像データからグループ化情報とし
て色情報を抽出し（ステップ１２）、このグループ化情
報によって前記の空間座標に変換したデータをグループ
化し（ステップ１６）、このグループ化されたデータご
とに面の作成およびメッシュの作成を行う（ステップ１
７〜２０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デザイナーによって描
かれた一枚或いは何枚かのスケッチ画を画像読取装置で
読み取り、読み取った画像データを演算処理して前記ス
ケッチ画の３次元モデルを構築する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】製品のデザイン設計は、通常、デザイナ
ーがイメージをスケッチ画により２次元的に表し、次い
で加工が容易な発泡材を削るなどしてイメージに基づく
立体的モデルを製作することにより行っている。しか
し、デザイナーのイメージした通りに発泡材を削ること
は容易でないため、デザイナーのイメージとそれを具現
化した立体モデルとの間に相違が生じがちであり、製品
のデザイン設計を効率的に行うことが困難であった。

【０００３】そこで、近年、デザイナーによって描かれ
たスケッチ画をスキャナーで読み取り、そのデータを用
いて演算処理を実行して前記スケッチ画の３次元モデル
をＣＡＤシステム上に構築する方法が考えられている。
その手法としては、例えば、物体の鏡面対称性を利用し
て３次元モデルを作成する方法や、スケッチ画に描かれ
た物体の対称性という拘束条件と２枚の異なる方向から
描いたスケッチ図の合成によって３次元モデルを作成す
る方法などが知られている（特開平３−１５４９７２号
公報参照 Ｇ０６Ｆ１５／６０）。

【０００４】ところで、このようにして２次元のスケッ
チ画に基づいて３次元モデルをＣＡＤシステム上に構築
し、更に、ＣＡＤシステム上の３次元モデルをＣＧ（コ
ンピューターグラフィック）システムに展開し、デザイ
ンされたモデルが例えば自動車であれば、自動車と背景
との関係を見るためにレンダリングを行ったり、風景画
と合成して自動車が走行する様子をディスプレイ上に表
すアニメーション処理を行ってデザインの再検討を行う
ことが考えられる。

【０００５】図１１は、スケッチ画から３次元モデルを
作成してＣＧに展開するための処理工程を示したフロー
チャートである。まず、スケッチ画をスキャナーで読み
取り（ステップ１）、読み取った画像データからエッジ
画像（２値画像）を生成する（ステップ２）。次に、こ
のエッジ画像からエッジラインを抽出し（ステップ
３）、このエッジラインの２次元曲線を算出する（ステ
ップ４）。そして、前述した公知の２次元スケッチ→３
次元モデル生成手法を用い、上記２次元曲線から３次元
座標値を生成する（ステップ５）。

【０００６】次に、上記３次元座標値に基づいてサーフ
ェースモデルを作成する（ステップ６）。そして、サー
フェースモデルの面に対するメッシュ（三角パッチ）の
作成を行う（ステップ７）。その後、メッシュのグルー
ピング、例えば、自動車のバンパー部分に属している一
群の三角パッチ、或いは、自動車のタイヤ部分に属して
いる一群の三角パッチについて、共通の属性を付与する
処理を行う（ステップ８）。このグルーピングにより、
バンパー部分について色変更等の処理を一括して行うこ
と等が可能となり、その後に行う各部の色／質感の変更
や陰影付け等のレンダリングの処理（ステップ９）を容
易に行うことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したメッシュのグ
ルーピングは、各三角パッチについてデザイナーがモニ
ター上で手動操作により個々にグループ指定をすること
により行っている。しかし、その作業には労力と時間が
必要であり、デザイン設計の効率化が阻害されるという
問題点がある。

【０００８】本発明は、上記の事情に鑑み、スケッチ画
に基づく３次元座標値の生成後の面やメッシュのグルー
ピングを自動的に行うことができる３次元モデル構築方
法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の３次元モデル構
築方法は、上記の課題を解決するために、２次元画を画
像読取装置により読み取って得た画像データから２次元
線データを抽出し、この２次元線データを空間座標にデ
ータ変換する３次元モデル構築方法において、前記画像
データからグループ化情報を抽出し、このグループ化情
報によって前記の空間座標に変換したデータをグループ
化し、このグループ化されたデータごとに面の作成およ
びメッシュの作成を行うことを特徴とする。

【００１０】前記グループ化情報としては、前記２次元
画から読み取られた色情報や濃淡情報を用いることがで
きる。

【００１１】

【作用】色或いは濃淡を付けて描いたスケッチ画を画像
読取装置で読み取るとき、エッジラインの他に色情報や
濃淡情報を得ることができる。そして、例えばスケッチ
画の青色部分を囲む２次元線データに青色といったグル
ープ化情報を与え、この２次元線データに基づく空間座
標変換後のデータをグループ化する。このグループ化し
たデータごとに面の作成およびメッシュの作成が自動的
に行われるため、デザイナーが手動操作によりグループ
指定をする必要がなくなる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図に基づい
て説明する。

【００１３】図１は、本発明の３次元モデル構築方法を
用いたスケッチ／３Ｄ変換システムの概念を示した模式
図である。また、図２は、スケッチ画から３次元モデル
を作成してＣＧに展開するための処理工程を示したフロ
ーチャートである。

【００１４】デザイナーは、例えば、図４に示すような
色付きのスケッチ画１を描く。そして、このデザイナー
により描かれたスケッチ画１を画像読取装置であるスキ
ャナー２にセットし、その画像を読み取らせて画像デー
タを生成する（ステップ１１）。スキャナー２は、色情
報をも含めたスケッチ画の画像データを生成する。スキ
ャナー２にて読み取られた画像データは、３Ｄ変換装置
３に供給される。

【００１５】３Ｄ変換装置３は、前記画像データから色
情報の抽出（ステップ１２）と、エッジ画像（２値画
像）の生成を行う（ステップ１３）。次に、前記エッジ
画像から、図５に示すように、エッジラインを抽出し
（ステップ１４）、このエッジラインの２次元曲線デー
タを算出する（ステップ１５）。そして、図６に観念的
に示すように、前記画像データから抽出した色情報に基
づいて２次元曲線データを色別にグループ化する（ステ
ップ１６）。

【００１６】図３（ａ）は、前記グループ化した２次元
曲線データのデータ構造を示した説明図である。例え
ば、青色部分を囲むエッジラインから算出された２次元
ラインＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，…にＧ１というグルー
プ化情報を与え、白色部分を囲むエッジラインから算出
された２次元ラインＬ２１，Ｌ２２，Ｌ２３，…にＧ２
というグループ化情報を与える。各２次元ラインＬ…
は、例えば、始点（Ｓ）と終点（Ｅ）のそれぞれの２次
元座標および始点と終点を結ぶ線が直線かどのような曲
線か等を示すデータから成る。なお、青色と白色の境界
線上にある２次元ラインについては、両グループに跨が
って属することになる。

【００１７】次に、２次元スケッチ→３次元モデル生成
手法を用い、上記２次元曲線のデータに基づき、図７に
示すように、３次元座標値を生成する（ステップ１
７）。そして、上記３次元座標値に基づくサーフェース
モデルの作成を、前記グループ化情報により、図８に示
すように、グループ別に行う（ステップ１８）。更に、
サーフェースモデルの面に対するメッシュ（三角パッ
チ）の作成、及びそのグルーピングを前記グループ化情
報に基づいて行う（ステップ１９，２０）。

【００１８】図３（ｂ）は、前記グループ化した三角パ
ッチのデータ構造を示した説明図である。同図（ａ）に
示したグループ化情報（Ｇ１）を持つ２次元曲線のデー
タを基礎として作成された三角パッチは、Ｇ１というグ
ループ化情報を引き継いで持ち、メッシュの段階でもグ
ループを形成する。図９は、このようにグループ化され
た三角パッチにより構成された画像を示している。

【００１９】次に、図１０に示すように、各部の色／質
感の変更や陰影付け等のレンダリングを行う（ステップ
２１）。

【００２０】このように、グループ化したデータごとに
面の作成およびメッシュの作成が自動的に行われるた
め、デザイナーが手動操作によりグループ指定をする必
要がなくなる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、２次元線データが
グループ化情報を持つため、面やメッシュを自動的にグ
ループ化して作成することができ、従来手動で行ってい
たグループ化処理の労力や時間が軽減されるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の３次元モデル構築方法を用いたスケッ
チ／３Ｄ変換システムの概念を示した模式図である。

【図２】本発明のスケッチ画から３次元モデルを作成し
てＣＧに展開するための処理工程を示したフローチャー
トである。

【図３】本発明のデータ構造を示す説明図である。

【図４】本発明のスケッチ画を示す説明図である。

【図５】本発明のエッジ画像を示す説明図である。

【図６】本発明のグループ化を示す説明図である。

【図７】本発明のスケッチ画から生成した３次元モデル
を示す図である。

【図８】本発明のグループ別の面作成を示す説明図であ
る。

【図９】本発明のグループ別の面に対するメッシュの作
成を示す説明図である。

【図１０】本発明の３次元モデルに対するレンダリング
の一例を示す説明図である。

【図１１】従来のスケッチ画から３次元モデルを作成し
てＣＧに展開するための処理工程を示したフローチャー
トである。

【符号の説明】

１ スケッチ画 ２ スキャナー（画像読取装置） ３ ３Ｄ変換装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西條 淳夫 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２次元画を画像読取装置により読み取っ
   て得た画像データから２次元線データを抽出し、この２
   次元線データを空間座標にデータ変換する３次元モデル
   構築方法において、前記画像データからグループ化情報
   を抽出し、このグループ化情報によって前記の空間座標
   に変換したデータをグループ化し、このグループ化され
   たデータごとに面の作成およびメッシュの作成を行うこ
   とを特徴とする３次元モデル構築方法。
2. 【請求項２】 前記グループ化情報は前記２次元画から
   読み取られた色情報であることを特徴とする請求項１に
   記載の３次元モデル構築方法。
3. 【請求項３】 前記グループ化情報は前記２次元画から
   読み取られた濃淡情報であることを特徴とする請求項１
   に記載の３次元モデル構築方法。