JPH09147127A - Free-form curve generating method - Google Patents

Free-form curve generating method

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Publication number
JPH09147127A
JPH09147127A JP30611795A JP30611795A JPH09147127A JP H09147127 A JPH09147127 A JP H09147127A JP 30611795 A JP30611795 A JP 30611795A JP 30611795 A JP30611795 A JP 30611795A JP H09147127 A JPH09147127 A JP H09147127A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
curve
curves
input
knots
spline
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP30611795A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shiyuusaku Furushima
終作 古島
Yoshimasa Tokuyama
喜政 徳山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to JP30611795A priority Critical patent/JPH09147127A/en
Publication of JPH09147127A publication Critical patent/JPH09147127A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily generate and correct a smooth free-form curve by generating an intermediate shape between shapes before and after a knot of a B-spline curve is deleted. SOLUTION: Two B-spline curves 1 and 3 are equalized in the numbers of knots and control points by inserting knots into the B-spline curves 1 and 3 as many as required (S105). Then, a new control point P0 is generated on the straight line connecting corresponding control points of the two curves 1 and 3 at the position of the rate of an inputted parameter, and a curve 4 is formed from a new control point group. The curve 1 is inputted (S101), a smooth curve 2 is temporarily generated by removing knots from the curve 1 (S102), and knots are inserted again without changing the shape of the curve 2 to generate the curve 3 (S103). Then, the user inputs the parameter (S104) and control points of the curves 1 and 3 are interpolated to generate a curve 4 in an intermediate shape (S105).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自由曲線生成方
法、より詳細には、Bezier曲線やB−スプライン
曲線などの自由曲線を扱うことのできる2次元,3次元
のCGシステム、或いは、CADシステムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for generating a free curve, and more specifically, a two-dimensional or three-dimensional CG system or a CAD system capable of handling a free curve such as Bezier curve or B-spline curve. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、E.Cohen,T.Lyche,and R.F.Riesen
feld. Discrete B-splines and subdivision technique
s in computer aided geometric design and computer
graphics. Computer Graphics and Image Processing,1
4(2):87-111,1980などにおいて、B−スプライン曲線に
ノットを挿入して、曲線の形状を変えないままノットと
制御点の数を増やす方法が提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, E. Cohen, T. Lyche, and RFRiesen
feld.Discrete B-splines and subdivision technique
s in computer aided geometric design and computer
graphics. Computer Graphics and Image Processing, 1
4 (2): 87-111, 1980 and the like, a method is proposed in which knots are inserted in a B-spline curve to increase the number of knots and control points without changing the shape of the curve.

【0003】また、Lyche,T.Morken,K. Knot removal f
or parametric B-spline curves and surfaces. Comput
er Aided Geometric Design 4(1987)217-230などにおい
て、逆にB−スプライン曲線のノットを削除して曲線の
制御点の数を減らし、より滑らかな曲線を生成する方法
が提案されている。
Lyche, T. Morken, K. Knot removal f
or parametric B-spline curves and surfaces.Comput
In er Aided Geometric Design 4 (1987) 217-230 and the like, conversely, a method of deleting a knot of a B-spline curve to reduce the number of control points of the curve and generating a smoother curve has been proposed.

【0004】上述の方法を用いることにより、B−スプ
ライン曲線のデータ量を削減したり、点列をB−スプラ
イン曲線に近似させることができる。また、図2(A)
に示すような曲線のうねりを生じている部分のノットP
を、図2(B)に示すように削除することにより、図2
(B)に示すように、B−スプライン曲線の不必要なう
ねりを削除することができる。
By using the above-mentioned method, the data amount of the B-spline curve can be reduced, and the point sequence can be approximated to the B-spline curve. In addition, FIG.
Knot P of the part where the swell of the curve as shown in
2 by deleting as shown in FIG.
As shown in (B), unnecessary waviness of the B-spline curve can be eliminated.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、図2
に示したように、B−スプライン曲線の形状はノットを
削除する前と後の2つの状態しか存在しなかった。この
ため、曲線形状の設計に用いるには束縛が大きかった。
また、使用者が形状の変化する過程を確認できないた
め、形状の変化した部分を把握することが困難であっ
た。
According to the conventional method, as shown in FIG.
As shown in, the shape of the B-spline curve existed in only two states, before and after removing the knots. For this reason, the constraint was large for use in the design of curved shapes.
Further, since the user cannot confirm the process of changing the shape, it is difficult to grasp the portion where the shape has changed.

【0006】本発明では、B−スプライン曲線のノット
を削除する前の形状と削除した後の形状との中間的な形
状を生成する方法を提供することによって、前記の問題
を解決するようにしたものである。
The present invention has been made to solve the above problems by providing a method for generating an intermediate shape between the shape before the knot of the B-spline curve is deleted and the shape after the knot is deleted. It is a thing.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、入力
された2本のB−スプライン曲線に対して必要な分だけ
ノットを挿入することによって2本の曲線のノットと制
御点の数を等しくし、次に、2本の曲線の対応する制御
点を結んだ直線上の、入力されたパラメータの比率の位
置に新しい制御点を生成し、その新しい制御点群より曲
線を生成することを特徴とするものである。
According to the invention of claim 1, the knots of two curves and the number of control points are inserted by inserting as many knots as necessary for the two input B-spline curves. And then generate a new control point at the position of the ratio of the input parameters on the straight line connecting the corresponding control points of the two curves, and generate a curve from the new control point group. It is characterized by.

【0008】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、入力された1本のB−スプライン曲線とその曲線か
ら任意のノットを除去したより滑らかな曲線の、2本の
曲線を入力とすることを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, two B-spline curves input and two smoother curves obtained by removing arbitrary knots from the curves are input. It is characterized by doing.

【0009】請求項3の発明は、請求項1と等価な操作
をBezier曲線を用いて行うこと、すなわち、2本
のBezier曲線中の曲線を適当に分割することによ
って2本の曲線列の曲線の数を等しくし、次に、2本の
曲線列の対応するBezier曲線の制御点を結んだ直
線上の、入力されたパラメータの比率の位置に新しい制
御点を生成し、その新しい制御点群より曲線列を生成す
ることを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, an operation equivalent to that of the first aspect is performed using a Bezier curve, that is, the curves in the two Bezier curves are appropriately divided to form a curve of two curve strings. Are equalized, and then a new control point is generated at the position of the ratio of the input parameters on the straight line connecting the control points of the corresponding Bezier curves of the two curve strings, and the new control point group It is characterized in that a curve sequence is generated more.

【0010】請求項4の発明は、請求項3の発明におい
て、請求項2と等価な操作をBezier曲線を用いて
行うこと、すなわち、入力された1本のBezier曲
線列と、その曲線列をより少ない数のBezier曲線
によって表現した滑らかな曲線列の、2本の曲線列を入
力とすることを特徴とするものである。
According to the invention of claim 4, in the invention of claim 3, the operation equivalent to that of claim 2 is performed by using a Bezier curve, that is, one inputted Bezier curve sequence and its curve sequence are It is characterized in that two curve sequences, which are smooth curve sequences represented by a smaller number of Bezier curves, are input.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の処理の流れを示
す図で、まず、ステップS101でノットを削除する曲
線1を入力する。曲線1には有理、または、非有理のB
−スプライン曲線を入力する。次に、ステップS102
で曲線1からノットPを削除した曲線2を一時的に生成
する。削除するノットは目的に応じて自動的に決めても
良いし、使用者が直接指定しても良い。次に、ステップ
S103で、ステップS102で削除したノットPを曲
線2に挿入する。この結果、形状は曲線2に等しく、制
御点の数とノットが曲線1に等しい曲線3が生成され
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagram showing the flow of processing of the present invention. First, in step S101, a curve 1 for deleting knots is input. Curve 1 has rational or non-rational B
-Enter the spline curve. Next, step S102
The curve 2 in which the knot P is deleted from the curve 1 is temporarily generated. The knot to be deleted may be automatically determined according to the purpose, or may be directly specified by the user. Next, in step S103, the knot P deleted in step S102 is inserted into the curve 2. The result is a curve 3 whose shape is equal to curve 2 and whose number of control points and knots are equal to curve 1.

【0012】次に、ステップS104で使用者が実数の
パラメータtを入力する。通常、コンピュータに接続さ
れたマウスやダイヤルの動きに合わせてtの値が設定さ
れる。次に、ステップS105で、ステップS104で
入力されたパラメータtに応じて曲線1と曲線3の中間
的な形状を持つ曲線4を生成する。すなわち、曲線1と
曲線3の対応する制御点を直線で結び、曲線1の制御点
からt:1−tの比率の位置P0に曲線4の制御点を生
成する。曲線1が有理形式のときには、制御点の重みも
同じ比率で補間させた値を用いる。この結果、曲線4の
形状は、tが0のときには曲線1に等しく、tが大きく
なるにつれて曲線3の形状に近付き、tが1のときには
曲線3に等しくなる。
Next, in step S104, the user inputs a real number parameter t. Usually, the value of t is set according to the movement of a mouse or dial connected to the computer. Next, in step S105, a curve 4 having an intermediate shape between the curves 1 and 3 is generated according to the parameter t input in step S104. That is, the corresponding control points of the curve 1 and the curve 3 are connected by a straight line, and the control point of the curve 4 is generated from the control point of the curve 1 at the position P 0 having a ratio of t: 1−t. When the curve 1 is in the rational form, the weights of the control points are also values interpolated at the same ratio. As a result, the shape of the curve 4 is equal to the curve 1 when t is 0, approaches the shape of the curve 3 as t increases, and is equal to the curve 3 when t is 1.

【0013】次に、ステップS106で使用者が曲線4
の形状を確認して、その形状に満足したかどうかを入力
する。形状に満足できない時には、再びステップS10
4に戻ってパラメータの入力を行う。満足できた時に
は、ステップS107でこの時点の曲線4を出力とす
る。通常、使用者によって何らかのアクションが起こさ
れるまでの判定はNoであるものとしておき、マウスや
ダイヤルの動きに合わせて曲線4の形状が連続的に変化
するようにする。なお、ステップS103からステップ
S105までの操作が請求項1に相当し、ステップS1
01,ステップS102の操作が請求項2に相当する。
Next, in step S106, the user sets the curve 4
Check the shape of and enter if you are satisfied with the shape. If the shape is not satisfactory, step S10 is performed again.
Return to step 4 and input parameters. When satisfied, the curve 4 at this point is output in step S107. Normally, the determination until the user takes some action is set to No, and the shape of the curve 4 is continuously changed according to the movement of the mouse or dial. Note that the operations from step S103 to step S105 correspond to claim 1, and step S1
The operation of 01 and step S102 corresponds to claim 2.

【0014】図1では、ステップS101における入力
をB−スプライン曲線に限定していたが、入力がBez
ier曲線であっても同等の操作を行うことができる。
すなわち、ステップS101で複数のBezier曲線
を連結したBezier曲線列1を入力し、次に、ステ
ップS102で曲線列1の中の複数のBezier曲線
を1本のBezier曲線で表すことにより、曲線の数
が減らされた滑らかな曲線列2を一時的に生成し、ステ
ップS103で曲線列2中のBezier曲線を再び分
割することによって、滑らかではあるが曲線の数がもと
の曲線列1と等しい曲線列3を生成すればよい。ステッ
プS105では、曲線列1と曲線列3のそれぞれ対応す
るBezier曲線の制御点を補間させて中間的な形状
を持つ曲線列4を生成すればよい。なお、入力がBez
ier曲線列であるときのステップS103からステッ
プS105までの操作が請求項3に相当し、ステップS
101,ステップS102の操作が請求項4に相当す
る。
Although the input in step S101 is limited to the B-spline curve in FIG. 1, the input is Bez.
The same operation can be performed with an ier curve.
That is, in step S101, the Bezier curve sequence 1 in which a plurality of Bezier curves are connected is input, and then, in step S102, the plurality of Bezier curves in the curve sequence 1 are represented by one Bezier curve, thereby obtaining the number of curves. Is temporarily generated, and the Bezier curve in the curve sequence 2 is divided again in step S103 to obtain a smooth curve having the same number of curves as the original curve sequence 1. Column 3 may be generated. In step S105, the control points of the Bezier curves corresponding to the curve sequence 1 and the curve sequence 3 may be interpolated to generate the curve sequence 4 having an intermediate shape. The input is Bez
The operation from step S103 to step S105 when it is an ier curve sequence corresponds to claim 3, and step S
The operation of 101 and step S102 corresponds to claim 4.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上、述べた自由曲線の生成方法によ
り、B−スプライン曲線のノットを削除する前の形状
と、削除した後の形状との中間的な形状を生成すること
が可能になる。本発明を2次元、および、3次元のCA
DシステムやCGシステムで実現すれば、曲線を滑らか
にするときの形状の自由度が増し、また、形状の変化す
る過程を確認しやすくできるので、設計やデザインを容
易に行うことができる。
According to the above-described method of generating a free curve, it becomes possible to generate an intermediate shape between the shape before deleting the knots of the B-spline curve and the shape after deleting the knots. The present invention can be applied to two-dimensional and three-dimensional CA.
If it is realized by the D system or the CG system, the degree of freedom of the shape when smoothing the curve is increased, and since the process of changing the shape can be easily confirmed, the design and the design can be easily performed.

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

【図1】 本発明による処理の流れを説明するための図
である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a flow of processing according to the present invention.

【図2】 スプライン曲線のノットの削除を説明するた
めの図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining deletion of knots on a spline curve.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力された2本のB−スプライン曲線に
対して必要な分だけノットを挿入することによって2本
の曲線のノットと制御点の数を等しくし、次に、2本の
曲線の対応する制御点を結んだ直線上の、入力されたパ
ラメータの比率の位置に新しい制御点を生成し、その新
しい制御点群より曲線を生成することを特徴とする自由
曲線生成方法。
1. The number of knots and control points of two curves is made equal by inserting as many knots as necessary for the two input B-spline curves, and then the two curves are equalized. A method for generating a free curve, characterized in that a new control point is generated at a position of a ratio of input parameters on a straight line connecting the corresponding control points, and a curve is generated from the new control point group.
【請求項2】 入力された1本のB−スプライン曲線と
その曲線から任意のノットを除去したより滑らかな曲線
の、2本の曲線を入力とすることを特徴とする請求項1
に記載の自由曲線生成方法。
2. The two input curves, one input B-spline curve and a smoother curve obtained by removing arbitrary knots from the input curve, are input.
Free curve generation method described in.
【請求項3】 2本のBezier曲線中のBezie
r曲線を適当に分割することによって2本の曲線列の曲
線の数を等しくし、次に、2本の曲線列の対応するBe
zier曲線の制御点を結んだ直線上の、入力されたパ
ラメータの比率の位置に新しい制御点を生成し、その新
しい制御点群より曲線列を生成することを特徴とする自
由曲線生成方法。
3. Bezier in two Bezier curves
The number of curves in the two curve series is made equal by dividing the r-curve appropriately, and then the corresponding Be of the two curve series is
A free curve generation method characterized in that a new control point is generated at a position of a ratio of input parameters on a straight line connecting control points of a zier curve, and a curve string is generated from the new control point group.
【請求項4】 入力された1本のBezier曲線列
と、その曲線列をより少ない数のBezier曲線によ
って表現した滑らかな曲線列の、2本の曲線列を入力と
することを特徴とする請求項3に記載の自由曲線生成方
法。
4. A two-curve sequence, one input Bezier curve sequence and a smooth curve sequence represented by a smaller number of Bezier curves, is input. The free curve generation method according to Item 3.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7084882B1 (en) * 2000-12-05 2006-08-01 Navteq North America, Llc Method to provide smoothness for road geometry data at intersections
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