JPH0981791A

JPH0981791A - 図形処理装置および図形処理方法

Info

Publication number: JPH0981791A
Application number: JP7241147A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Fukahori; 和生深堀
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-09-20
Filing date: 1995-09-20
Publication date: 1997-03-28

Abstract

(57)【要約】【目的】二次元ＣＡＤにおける設計方法と同様な方法
を三次元ＣＡＤで用いた場合にもソリッドモデルを簡単
に自動作成できる図形処理装置および図形処理方法を提
供することを目的とする。【構成】ソリッドモデルＭ１のエッジＥ１を選択する
要素選択手段２３と、選択したエッジＥ１を含む面Ｆ
１、Ｆ２を取得する構成情報取得手段２４と、取得した
面Ｆ１、Ｆ２のうちで所定平面と垂直に面する面Ｆ１を
取得する法線ベクトル取得手段２５と、取得した垂直に
面する面Ｃ１を引き伸ばす要素引伸ばし手段２６とを有
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は図形処理装置及び図形処
理方法に関し、特にＣＡＤ(Computer AidedDesign)シス
テム及びそのシステムにおける図形処理方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、複雑な形状の設計に伴い、ＣＡＤ
による作業が普及しており、特に機械系三次元ＣＡＤに
は、これまでの二次元ＣＡＤには無い高機能性を有する
ことや、解析やＮＣなどの後工程のアプリケーションツ
ールとのデータ渡しが簡易であることなどから、その需
要を大きく伸ばして来ている。

【０００３】図１７は従来の図形処理装置を示すブロッ
ク図である。図１７において、１は文字、数字などを入
力する入力装置、２は図形や文字を表示する表示装置、
３は表示装置２の画面上の座標や要素を選択するポイン
ティング装置、４は演算を行う中央処理装置、５は入力
された図形などを記憶しておく記憶装置、６は文字、数
字などを出力する出力装置、７は入力された情報を処理
するコンピュータ、８は入力装置１、ポインティング装
置３からのデータ入力を制御する入力制御手段、９は表
示装置２への表示を制御する表示制御手段である。この
ような図形処理装置においては、設計者は入力装置１と
ポインティング装置３とを用いて図形を作成していく。

【０００４】以上のように構成された図形処理装置につ
いて、以下その図形作成方法について述べる。図１８
（ａ）はワイヤーフレームモデルを示すモデル図であ
り、図１８（ｂ）はソリッドモデルを示すモデル図、図
１９（ａ）、図１９（ｂ）はソリッドモデルを示すモデ
ル図、図２０はソリッドモデルを示すモデル図、図２１
はダイアログ図を示す表示図である。中身の詰まったモ
デル（三次元空間上での各頂点の位置、各辺の長さなど
の情報を含むモデル）を一般的にはソリッドモデルとい
う。このソリッドモデルを使って図面を作成していくの
が三次元ＣＡＤである。ソリッドモデルを作成する方法
の１つに引伸ばしという手法がある。この引伸ばし手法
を図１８（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。引伸ばし手
法は、例えば図１８（ａ）に示すワイヤーフレームモデ
ルＷによりＸＹ平面に閉ざされた枠を作成し、その枠を
Ｚ軸方向に引き伸ばして図１８（ｂ）に示すようなソリ
ッドモデルＭを作成するという手法である。この引伸ば
し手法はソリッドモデルの面も引き伸ばすことが可能で
ある。これを図１９（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
図１９に示す手法においては、まず図１９（ａ）に斜線
で示すソリッドモデルの面を選択し、それを面の法線ベ
クトル方向に引き伸ばし、図１９（ｂ）に示すような新
たなソリッドモデルを作成することができる。このとき
の面を選択する方法について図２０を使って説明する。
まずユーザは、ポインティング装置３を使ってソリッド
モデルＭの引き伸ばしたい面のエッジＥを選択する。図
形処理装置たとえばＣＡＤシステム側では、このエッジ
Ｅを含んでいる面の情報を検索する。その結果、２つの
面Ｆ１、Ｆ２が得られる。まず、１つ目の面Ｆ１を青く
ハイライトさせ、必要とする面はどちらの面であるかの
判断をユーザに委ねるため、ダイアログ図を表示装置２
に表示する。図２１に示すように、ダイアログとは、了
解Ｂ１、次Ｂ２、取消Ｂ３の３つのボタンを持ったユー
ザインタフェースである。ユーザは、面Ｆ１が意図した
面であれば、了解ボタンＢ１をポインティング装置３で
選択する。ボタンＢ１の選択により面Ｆ１を黄色くハイ
ライトさせ、確定したことをユーザに知らせる。面Ｆ１
が意図した面でなければ、次ボタンＢ２を選択する。こ
のとき、面Ｆ１のハイライトを取り消し、面Ｆ２を青く
ハイライトさせる。ここで了解ボタンＢ１を押すと、そ
の面Ｆ２を黄色くハイライトさせる。このようにして面
を選択することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の構成では、面を引き伸ばすという概念がユーザに
は必要である。この面を引き伸ばすという概念は三次元
ＣＡＤユーザに属するものであり、このような概念は二
次元ＣＡＤユーザにはなく、ユーザが二次元ＣＡＤから
三次元ＣＡＤへ移行する場合のギャップとなり、移行が
困難な理由となっていた。ここで、二次元ＣＡＤユーザ
の判断について図２０、図２２を用いて説明する。図２
２はＸＹ平面を正面にしたモデル図である。例えば、図
２０に示すソリッドモデルＭを、図２２に示すようにＸ
Ｙ平面を正面にした見方（ビュー）で設計していくと、
二次元ＣＡＤユーザは、エッジＥの選択により意図した
面はＦ１であると判断する。このような判断は従来の三
次元ＣＡＤシステムでは不可であり、いちいち面の確定
をユーザに委ねる必要があるという問題点があった。ま
た、図２３（ａ）、（ｂ）および図２４はソリッドモデ
ルを示すモデル図であるが、図２３（ａ）に示すソリッ
ドモデルＭ１から図２３（ｂ）に示すソリッドモデルＭ
２を作成したい場合、ソリッドモデルＭ１の面Ｆ１に作
業平面（ＸＹ平面）を移動し、その面に、図２４に示す
ように、ワイヤーフレームＷ１で枠を作成し、それを引
き伸ばすといった作業が必要で、ソリッドモデルＭ１の
形状がもつ特徴は全くいかされず、二度手間になってい
た。

【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、二次元ＣＡＤにおける設計方法と同様な方法を三次
元ＣＡＤで用いた場合にもソリッドモデルを簡単に自動
作成できる図形処理装置、および二次元ＣＡＤにおける
設計方法と同様な方法を三次元ＣＡＤで用いた場合にも
ソリッドモデルを簡単に自動作成できる図形処理方法を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１記載の図形処理装置は、ソリッドモ
デルのエッジを選択する要素選択手段と、選択したエッ
ジを含む面を取得する構成情報取得手段と、取得した面
のうちで所定平面と垂直に面する面を取得する法線ベク
トル取得手段と、取得した垂直に面する面を引き伸ばす
要素引伸ばし手段とを有する構成を有している。

【０００８】請求項２記載の図形処理装置は、ソリッド
モデルのエッジを選択する要素選択手段と、選択したエ
ッジを含む面を取得する構成情報取得手段と、取得した
面のうちで所定平面と垂直に面する面を取得する法線ベ
クトル取得手段と、取得した垂直に面する面を複製する
要素複製手段と、複製した面のうちエッジ部分の面だけ
を抽出する要素干渉判定手段と、抽出された面を引き伸
ばす要素引伸ばし手段とを有する構成を有している。

【０００９】請求項３記載の図形処理装置は、ソリッド
モデルのエッジを選択する要素選択手段と、選択したエ
ッジの範囲を指定する要素上位置指定手段と、選択した
エッジを含む面を取得する構成情報取得手段と、取得し
た面のうちで所定平面と垂直に面する面を取得する法線
ベクトル取得手段と、取得した垂直に面する面を複製す
る要素複製手段と、複製した面の指定されたエッジ部分
だけを抽出する要素干渉判定手段と、抽出された面を引
き伸ばす要素引伸ばし手段とを有する構成を有してい
る。

【００１０】請求項４記載の図形処理方法は、ソリッド
モデルのエッジを選択する要素選択ステップと、選択し
たエッジを含む面を取得する構成情報取得ステップと、
取得した面のうちで所定平面と垂直に面する面を取得す
る法線ベクトル取得ステップと、取得した垂直に面する
面を引き伸ばす要素引伸ばしステップとを有する構成を
有している。

【００１１】請求項５記載の図形処理方法は、ソリッド
モデルのエッジを選択する要素選択ステップと、選択し
たエッジを含む面を取得する構成情報取得ステップと、
取得した面のうちで所定平面と垂直に面する面を取得す
る法線ベクトル取得ステップと、取得した垂直に面する
面を複製する要素複製ステップと、複製した面のうちエ
ッジ部分の面だけを抽出する要素干渉判定ステップと、
抽出された面を引き伸ばす要素引伸ばしステップとを有
する構成を有している。

【００１２】請求項６記載の図形処理方法は、ソリッド
モデルのエッジを選択する要素選択ステップと、選択し
たエッジの範囲を指定する要素上位置指定ステップと、
選択したエッジを含む面を取得する構成情報取得ステッ
プと、取得した面のうちで所定平面と垂直に面する面を
取得する法線ベクトル取得ステップと、取得した垂直に
面する面を複製する要素複製ステップと、複製した面の
指定されたエッジ部分だけを抽出する要素干渉判定ステ
ップと、抽出された面を引き伸ばす要素引伸ばしステッ
プとを有する構成を有している。

【００１３】

【作用】この構成によって、取得した面のうちで所定平
面と垂直に面する面を取得し、取得した垂直に面する面
を引き伸ばすようにしたので、引伸ばしを意図する面を
自動的に定めることができる。また、取得した垂直に面
する面を複製し、複製した面のエッジ部分だけを抽出
し、抽出された面を引き伸ばすようにしたので、エッジ
部分において引伸ばしを意図する面を自動的に定めるこ
とができる。さらに、取得した面のうちで所定平面と垂
直に面する面を取得し、取得した垂直に面する面を複製
し、複製した面の指定されたエッジ部分だけを抽出し、
抽出された面を引き伸ばすようにしたので、指定された
エッジ部分において引伸ばしを意図する面を自動的に定
めることができる。

【００１４】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の一実施例における図形処理
装置について図を用いて説明する。図１は本実施例にお
ける図形処理装置を示す機能ブロック図である。図１に
おいて、１は入力装置、２は表示装置、３はポインティ
ング装置、４は中央処理装置、５は記憶装置、６は出力
装置、８は入力制御手段、９は表示制御手段であり、こ
れらは図１７と同様のものなので、同一符号を付して説
明は省略する。７Ａは入力情報を処理するコンピュー
タ、２１は図形を作成する図形作成手段、２２は構成情
報を登録する構成情報登録手段、２３は要素を選択する
要素選択手段、２４は構成情報を取得する構成情報取得
手段、２５は面の法線ベクトルを得る法線ベクトル取得
手段、２６は要素を引き伸ばす要素引伸ばし手段、２７
は要素を複製する要素複製手段、２８は要素を分割する
要素分割手段、２９は要素の干渉を判定する要素干渉判
定手段、３０は要素上の位置を指定する要素上位置指定
手段である。

【００１５】図２は本実施例における図形処理装置の装
置ブロック図である。図２において、１は入力装置、２
は表示装置、３はポインティング装置、５は記憶装置、
６は出力装置、７Ａはコンピュータであり、これらは図
１と同様のものなので、同一符号を付して説明は省略す
る。１０は図形を作成するためのグラフィックス領域、
１１は位置を指示するためのカーソル、１２はコマンド
メニューが表示されるコマンドメニュー領域である。

【００１６】以上のように構成された図形処理装置につ
いて、以下その動作を図面を用いて説明する。図３は本
実施例における図形処理装置の動作を説明するフローチ
ャートであり、図４はあるソリッドモデルＭ１を示すモ
デル図、図５はソリッドモデルＭ１の構成情報を階層的
に示す構成情報図、図６は他のソリッドモデルＭ１、Ｍ
２を示すモデル図である。まず、準備として、図形作成
手段２１は、図４に示すソリッドモデルＭ１を表示装置
２のグラフィックス領域１０（図２参照）の任意の位置
に作成する。ソリッドモデルとは中身の詰まった図形モ
デルのことを言い、ワイヤーフレームモデルとは線だけ
で作られた図形モデルのことを言う。このとき構成情報
登録手段２２は、ソリッドモデルＭ１の構成情報を自動
的に記憶装置５に記憶する。この構成情報は、図形を構
成するそれぞれの核に対してユニークなＩＤ（識別記
号）が構成情報登録手段２２により付けられ、階層的に
登録されるものである。ソリッドモデルＭ１の構成情報
は、まずソリッドモデルＭ１という核が存在し、その下
に、このソリッドモデルＭ１を形成する面、エッジ、点
というように構成されている。また、点には位置座標も
登録される。図５において、ソリッドモデルＭ１にはＩ
Ｄ番号＝１００が割り当てられ、同様に、面、エッジ、
点にもＩＤ番号が割り当てられている。

【００１７】次に、図４に示すソリッドモデルＭ１の面
Ｆ１をＸ軸の正方向へ引き伸ばす処理について説明す
る。まず、要素選択手段２３は、ソリッドモデルＭ１の
エッジＥ１を選択する（Ｓ１、要素選択ステップ）。こ
のエッジＥ１とはソリッドモデルＭ１の稜線を意味し、
ソリッドモデルＭ１の一部分である。エッジＥ１の選択
は、要素選択時にエッジＥ１のみを選択できるようにあ
らかじめ設定し、ポインティング装置３によりカーソル
１１をソリッドモデルＭ１のエッジＥ１上に動かすこと
により行う。選択されたエッジＥ１は選択されたことを
認識できるように黄色くハイライトされる。このエッジ
Ｅ１は、あらかじめソリッドモデルＭ１の構成情報内に
登録されているために、構成情報取得手段２４によりエ
ッジＥ１がもつＩＤ番号を取得できる。エッジＥ１のＩ
Ｄ番号は１１１である。図５に示す構成情報図の階層か
ら、エッジＥ１の親にあたる核は面であることがわか
る。

【００１８】次に、構成情報取得手段２４は、エッジＥ
１のＩＤ番号＝１１１を持つ面を検索することで、エッ
ジＥ１を含む面を探し出すことができる（Ｓ２、構成情
報取得ステップ）。こうして、構成情報取得手段２４
は、エッジＥ１の親にあたる面のＩＤ番号を取得する。
ソリッドモデルＭ１であるため、１つのエッジを含む面
は２つあることになる。図４においては、２つの面Ｆ１
（ＩＤ番号＝１１０）、Ｆ２（ＩＤ番号＝１２０）が取
得される。ここで必要な面（意図する面、または条件を
満たす面）は、作業平面であるＸＹ平面（所定平面）に
垂直に面する面であるとする。そこで、２つの面から条
件を満たすものを選び出す処理を行う。条件を満たすに
は、面の持つ法線ベクトルがＸＹ平面の法線ベクトルと
垂直に交わることが分かればよい。面の法線ベクトルを
得るための法線ベクトル取得手段２５は、面Ｆ１、Ｆ２
のそれぞれの法線ベクトルＶ１（１、０、０）、Ｖ２
（０、０、１）を得る。ＸＹ平面の法線ベクトルはＸＹ
（０、０、１）である。ベクトルが垂直に交わっている
かどうかは、内積を求めることで判定できる。内積は、
それぞれのベクトルのｘ成分同士、ｙ成分同士、ｚ成分
同士の積を足すことによって求められ、内積がゼロのと
き、そのベクトル同士が垂直に交わっていると証明でき
る。まず、法線ベクトルＶ１とＸＹ平面の法線ベクトル
ＸＹの内積Ｖ１・ＸＹを求める。

【００１９】Ｖ１・ＸＹ＝１・０＋０・０＋０・１＝０次に、法線ベクトルＶ２とＸＹ平面の法線ベクトルＸＹ
の内積Ｖ２・ＸＹを求める。

【００２０】Ｖ２・ＸＹ＝０・０＋０・０＋１・１＝１上記結果から、内積がゼロとなったのは法線ベクトルＶ
１である。つまり、法線ベクトル取得手段２５は、ＸＹ
平面と垂直な面は面Ｆ１であることを確定する（Ｓ３、
法線ベクトル取得ステップ）。もし、ここで、２つの面
Ｆ１、Ｆ２共にＸＹ平面と垂直でなかった場合は、２つ
の面の確定をユーザに委ねる。

【００２１】以上の処理で引き伸ばす面が限定されたの
で、次に、引伸ばし処理について説明する。面が確定し
たら、その面を黄色くハイライトさせ、この面を引き伸
ばすという意図を表現する。引き伸ばす面の確定後、引
き伸ばす距離を入力装置１により指定する。ここでは距
離を“１”と指定する。引き伸ばす方向は、面Ｆ１の法
線ベクトルＶ１を正の方向とすると、法線ベクトルＶ１
の逆の方向としての負の方向がある。これはＸ軸の正方
向と負の方向（逆の方向）とに対応するものである。入
力された距離が正の数であれば正方向、負の数であれば
負方向というように定める。ここでは入力された数値は
正の数“１”であるため、正の方向に引き伸ばす。要素
引伸ばし手段２６は、入力装置１により距離が指定され
たら、正の方向に距離“１”だけ面Ｆ１を引き伸ばし
て、図６のモデル図に示すソリッドモデルＭ２を作成す
る（Ｓ４、要素引伸ばしステップ）。

【００２２】以上のように本実施例によれば、要素選択
手段２３がソリッドモデルＭ１のエッジＥ１を選択し、
構成情報取得手段２４が選択したエッジＥ１を含む面Ｆ
１、Ｆ２を取得し、法線ベクトル取得手段２５が上記取
得した面Ｆ１、Ｆ２のうちでＸＹ平面（所定平面）と垂
直に面する面Ｆ１（Ｘ軸に垂直な面）を取得し、要素引
伸ばし手段２６が上記取得した垂直に面する面Ｆ１を引
き伸ばすこととしたので、引伸ばしを意図する面を自動
的に定めることができる。

【００２３】（実施例２）以下、本発明の第２の実施例
における図形処理装置について説明する。第２の実施例
における図形処理装置は図１と同様の構成であるので、
その説明は省略する。

【００２４】次に、第２の実施例における図形処理装置
について、以下その動作を図面を用いて説明する。図７
は第２の実施例における図形処理装置の動作を説明する
ためのフローチャートであり、図８、図９はソリッドモ
デルＭ１を示すモデル図、図１０は複製面だけをグラフ
ィックス領域上に表示させたときの表示図、図１１は複
製面を無限直線Ｌ１、Ｌ２で分割した複製面分割図であ
る。ここで、図８に示すソリッドモデルＭ１があらかじ
め作成されているものとする。図７のフローチャート
は、図８に示すソリッドモデルＭ１の面Ｆ１を利用して
図９に示すソリッドモデルＭ２を作成するときの動作を
説明するものである。ソリッドモデルＭ２は、ソリッド
モデルＭ１のエッジＥ１部分だけを引き伸ばした形状の
図形モデルである。また、ここでは、図９から分かるよ
うに、引き伸ばす方向がＸＹ平面に平行であることが条
件である。

【００２５】まず、要素選択手段２３は、ソリッドモデ
ルＭ１のエッジＥ１を選択する（Ｓ１１、要素選択ステ
ップ）。エッジＥ１の選択が終わったら、引き伸ばす面
の取得処理を行う。構成情報取得手段２４は、エッジＥ
１を含むソリッドモデルＭ１の面Ｆ１、Ｆ２を取得する
（Ｓ１２、構成情報取得ステップ）。次に、面の法線ベ
クトルを得るための法線ベクトル取得手段２５は、面Ｆ
１、Ｆ２の法線ベクトルとＸＹ平面の法線ベクトルとを
取得する。法線ベクトル取得手段２５は、上記処理で得
られた法線ベクトルの内積を算出して、ＸＹ平面に垂直
に面する面Ｆ１を得る（Ｓ１３、法線ベクトル取得ステ
ップ）。次に、要素複製手段２７は、面Ｆ１を同位置に
複製した面Ｃ１を作成する（Ｓ１４、要素複製ステッ
プ）。図１０は、上述したように、上記複製面Ｃ１だけ
をグラフィックス領域１０上に表示させたときの表示図
である。複製面Ｃ１はソリッドモデルＭ１の一部分では
なく、サーフェスモデルとして１つのモデルとなる。つ
まり、複製面Ｃ１が作成されたとき、構成情報登録手段
２２により、この面Ｃ１はソリッドモデルＭ１とは独立
して記憶装置５に登録される。サーフェスモデルとは、
ここでは厚みのないソリッドモデルＭ１を意味する。

【００２６】次に、複製面Ｃ１のエッジＥ１部分だけを
抽出する処理を行う。ここでは、面Ｃ１のうち、エッジ
Ｅ１の両端点を通り、ＸＹ平面に垂直な線に挟まれた部
分を引き伸ばすものとする。構成情報取得手段２４は、
エッジＥ１のこの端点Ｑ１（２０、３０、１０）、Ｑ２
（２０、４０、１０）を得る。図形作成手段２１は、こ
の端点Ｑ１、Ｑ２を通り、ＸＹ平面に垂直な無限直線Ｌ
１、Ｌ２を作成する。図１１は、複製面Ｃ１をこの端点
Ｑ１、Ｑ２を通る無限直線Ｌ１、Ｌ２で分割した複製面
分割図である。図１１では、面Ｃ１を正面（Ｘ方向）か
ら見ている。なお、無限直線Ｌ１、Ｌ２とは、架空の空
間を持つ三次元空間上の限界値を両端として持つ有限直
線のことである。

【００２７】上述したように面Ｃ１は独立した面であ
り、ソリッドモデルＭ１として扱えるので、分割が可能
となるのである。この面Ｃ１を上述したような無限直線
Ｌ１、Ｌ２で分割していくのであるが、まず、要素を直
線で分割するための要素分割手段２８は面Ｃ１を無限直
線Ｌ１で分割する。この分割処理は、面を一旦ワイヤー
フレームモデルに変換し、面と直線と２つの接点を結ぶ
直線を２つ作成し、接点部分で直線を分割し、再度各ワ
イヤーフレームを繋ぎあわせて２つに分類し、それぞれ
をサーフェスモデルに変換し、新たな面Ｃ２、Ｃ３を２
つ作成する処理である。この処理を施すことで、面Ｃ１
は分割され、面Ｃ２、Ｃ３という互いに独立した面が作
成される。面Ｃ２、Ｃ３のどちらを残すかの判定には要
素干渉判定手段２９を用いる。この処理は、２つの要素
が三次元空間上で同座標位置に存在しているか否かを調
べることにより、要素が互いに接しているかを判定す
る。目的の面は無限直線Ｌ１、Ｌ２とに挟まれた面であ
るから、２つの直線が共に接している面を選び出すこと
になる。面Ｃ２、Ｃ３は無限直線Ｌ１で分割した面であ
るため、無限直線Ｌ１と接するのは明らかである。よっ
て、無限直線Ｌ２と面が接するか否かを判定する。要素
干渉判定手段２９により、面Ｃ３が無限直線Ｌ２と接す
ることが判明した。すなわち、要素干渉判定手段２９
は、複製した面Ｃ３のエッジＥ１部分だけを抽出するこ
とができた（Ｓ１５、要素干渉判定ステップ）。面Ｃ２
はここで排除される。同様に面Ｃ３を無限直線Ｌ２で分
割する。しかし、面Ｃ３のエッジＥ１と無限直線Ｌ２と
が平行に接しているために分割はできないので、面の抽
出処理はここで終了する。このようにして、目的の面Ｃ
３が抽出された。要素引伸ばし手段２６は、面Ｃ３を引
き伸ばしてソリッドモデルＭ２を作成する（Ｓ１６、要
素引伸ばしステップ）。

【００２８】以上のように本実施例によれば、要素選択
手段２３がソリッドモデルＭ１のエッジＥ１を選択し、
構成情報取得手段２４が選択したエッジＥ１を含む面Ｆ
１、Ｆ２を取得し、法線ベクトル取得手段２５が上記取
得した面Ｆ１、Ｆ２のうちでＸＹ平面（所定平面）と垂
直に面する面Ｆ１を取得し、要素複製手段２７が上記取
得した垂直に面する面Ｃ１を複製し、要素干渉判定手段
２９が複製した面Ｃ１のエッジＥ１部分だけを抽出し、
要素引伸ばし手段２６が抽出された面Ｃ３を引き伸ばす
こととしたことにより、エッジＥ１部分において引伸ば
しを意図する面を自動的に定めることができる。

【００２９】（実施例３）以下、本発明の第３の実施例
における図形処理装置について説明する。第３の実施例
における図形処理装置は図１と同様の構成であるので、
その説明は省略する。

【００３０】次に、第３の実施例における図形処理装置
について、以下その動作を図面を用いて説明する。図１
２は第３の実施例における図形処理装置の動作を説明す
るためのフローチャートであり、図１３、図１４はソリ
ッドモデルＭ１を示すモデル図、図１５、図１６は指定
位置を通るＸＹ平面に垂直な無限直線Ｌ１、Ｌ２を示す
複製面分割図である。ここで、図１３に示すソリッドモ
デルＭ１があらかじめ作成されているものとする。図１
２のフローチャートは、図１３に示すソリッドモデルＭ
１の面Ｆ１を利用して図１４に示すソリッドモデルＭ２
を作成するときの動作を説明するものである。ソリッド
モデルＭ２は、ソリッドモデルＭ１のエッジＥ１の或る
部分だけを引き伸ばした形状の図形モデルである。ま
た、ここでは、図１４から分かるように、引き伸ばす方
向がＸＹ平面に平行であることが条件である。

【００３１】まず、要素選択手段２３は、ソリッドモデ
ルＭ１のエッジＥ１を選択する（Ｓ２１、要素選択ステ
ップ）。次に、エッジＥ１上の範囲の指定方法を説明す
る。ここでは、エッジＥ１上の位置を２点指定し、その
２点で挟まれたエッジＥ１部分を引き伸ばす処理を行
う。要素上位置指定手段３０は、エッジＥ１上に、引き
伸ばすエッジＥ１の範囲を指定する（Ｓ２２、要素上位
置指定ステップ）。操作としては、ポインティング装置
３により、カーソル１１をソリッドモデルＭ１のエッジ
Ｅ１上に動かし、位置を指定する。指定された位置は三
次元座標位置として得られる。ここでは、図１３に示す
ように、２点指定位置Ｐ１、Ｐ２を指定し、座標位置が
それぞれ指定位置Ｐ１（２０、２０、２０）、Ｐ２（２
０、３０、２０）が得られた。範囲指定が終わったら、
引き伸ばす面の取得処理を行う。構成情報取得手段２４
は、エッジＥ１を含むソリッドモデルＭ１の面Ｆ１、Ｆ
２を取得する（Ｓ２３、構成情報取得ステップ）。面の
法線ベクトルを得るための法線ベクトル取得手段２５
は、面Ｆ１、Ｆ２の法線ベクトルとＸＹ平面の法線ベク
トルとを取得する。法線ベクトル取得手段２５は、上記
処理で得られた法線ベクトルの内積を算出して、ＸＹ平
面に垂直に面する面Ｆ１を得る（Ｓ２４、法線ベクトル
取得ステップ）。次に、要素複製手段２７は、面Ｆ１を
同位置に複製した面Ｃ１を作成する（Ｓ２５、要素複製
ステップ）。

【００３２】次に、複製面Ｃ１のエッジＥ１の指定され
た範囲部分だけを抽出する処理を行う。ここでは、面Ｃ
１のうち、エッジＥ１の指定位置を通り、ＸＹ平面に垂
直な線に挟まれた部分を引き伸ばすものとする。上記指
定位置Ｐ１（２０、２０、２０）、Ｐ２（２０、３０、
２０）を通り、ＸＹ平面に垂直な無限直線を作成する。
図１５、図１６は指定位置Ｐ１又は指定位置Ｐ２を通る
ＸＹ平面に垂直な無限直線Ｌ１、Ｌ２を示す複製面分割
図である。指定位置Ｐ１又は指定位置Ｐ２を通る無限直
線Ｌ１、Ｌ２は図形作成手段２１により作成される。こ
の無限直線Ｌ１、Ｌ２を利用して面Ｃ１を分割してい
く。まず、要素を直線で分割するための要素分割手段２
８は面Ｃ１を無限直線Ｌ１で分割する。これにより、面
Ｃ１は分割され、面Ｃ２、Ｃ３という互いに独立した面
が作成される。図１５は、面Ｃ１を無限直線Ｌ１で分割
したものを正面から見た図である。面Ｃ２、Ｃ３のどち
らを残すかの判定には要素干渉判定手段２９を用いる。
目的の面は無限直線Ｌ１、Ｌ２とに挟まれた面であるか
ら、２つの直線が共に接している面を選び出すことにな
る。面Ｃ２、Ｃ３は無限直線Ｌ１で分割した面であるた
め、無限直線Ｌ１と接するのは明らかである。よって、
無限直線Ｌ２と面が接するか否かを判定する。要素干渉
判定手段２９により、面Ｃ３が無限直線Ｌ２と接するこ
とが判明した。面Ｃ２はここで排除される。同様に面Ｃ
３を無限直線Ｌ２で分割する。図１６は、面Ｃ３を無限
直線Ｌ２で分割したものを正面から見た図である。面Ｃ
３は分割され、面Ｃ４、Ｃ５が作成される。次に、面Ｃ
４、Ｃ５のどちらを残すかの判定を行う。これらの面は
無限直線Ｌ２で分割したため、今度は無限直線Ｌ１に接
する面を選び出す。要素干渉判定手段２９は、上記条件
を満たすものとして、面Ｃ４を選び出す（Ｓ２６、要素
干渉判定ステップ）。よって、この面Ｃ４は引き伸ばす
面として抽出され、面Ｃ５は排除される。図１６は、面
Ｃ３を無限直線Ｌ２で分割した面Ｃ４、Ｃ５を正面から
見た図である。要素引伸ばし手段２６は、無限直線Ｌ
１、Ｌ２とに挟まれた面面Ｃ４を引き伸ばしてソリッド
モデルＭ２を作成する（Ｓ２７、要素引伸ばしステッ
プ）。

【００３３】以上のように本実施例によれば、要素選択
手段２３がソリッドモデルＭ１のエッジＥ１を選択し、
要素上位置指定手段３０が選択したエッジＥ１の範囲を
指定し、構成情報取得手段２４が選択したエッジＥ１を
含む面Ｆ１、Ｆ２を取得し、法線ベクトル取得手段２５
が上記取得した面Ｆ１、Ｆ２のうちでＸＹ平面（所定平
面）と垂直に面する面Ｆ１を取得し、要素複製手段２７
が上記取得した垂直に面する面Ｆ１を複製し、要素干渉
判定手段２９が複製した面Ｃ１のエッジＥ１の指定範囲
部分だけを抽出し、要素引伸ばし手段２６が抽出された
面Ｃ４を引き伸ばすこととしたことにより、エッジＥ１
の指定範囲部分において引伸ばしを意図する面を自動的
に定めることができる。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明は、ソリッドモデル
のエッジを選択する要素選択手段と、選択したエッジを
含む面を取得する構成情報取得手段と、取得した面のう
ちで所定平面と垂直に面する面を取得する法線ベクトル
取得手段と、取得した垂直に面する面を引き伸ばす要素
引伸ばし手段とを有することにより、取得した垂直に面
する面を引き伸ばすことができるので、引伸ばしを意図
する面を自動的に定めることが可能で操作性及び作業性
に富む優れた図形処理装置を実現することができる。

【００３５】また、ソリッドモデルのエッジを選択する
要素選択手段と、選択したエッジを含む面を取得する構
成情報取得手段と、取得した面のうちで所定平面と垂直
に面する面を取得する法線ベクトル取得手段と、取得し
た垂直に面する面を複製する要素複製手段と、複製した
面のうちエッジ部分の面だけを抽出する要素干渉判定手
段と、抽出された面を引き伸ばす要素引伸ばし手段とを
有することにより、複製した面のうちエッジ部分の面だ
けを抽出し、抽出された面を引き伸ばすようにすること
ができるので、エッジ部分において引伸ばしを意図する
面を自動的に定めることが可能で操作性及び作業性に富
む優れた図形処理装置を実現することができる。

【００３６】さらに、ソリッドモデルのエッジを選択す
る要素選択手段と、選択したエッジの範囲を指定する要
素上位置指定手段と、選択したエッジを含む面を取得す
る構成情報取得手段と、取得した面のうちで所定平面と
垂直に面する面を取得する法線ベクトル取得手段と、取
得した垂直に面する面を複製する要素複製手段と、複製
した面の指定されたエッジ部分だけを抽出する要素干渉
判定手段と、抽出された面を引き伸ばす要素引伸ばし手
段とを有することにより、複製した面のうち指定された
エッジ部分の面だけを抽出し、抽出された面を引き伸ば
すようにすることができるので、エッジの指定範囲部分
において引伸ばしを意図する面を自動的に定めることが
可能で操作性及び作業性に富む優れた図形処理装置を実
現することができる。

【００３７】さらに、ソリッドモデルのエッジを選択す
る要素選択ステップと、選択したエッジを含む面を取得
する構成情報取得ステップと、取得した面のうちで所定
平面と垂直に面する面を取得する法線ベクトル取得ステ
ップと、取得した垂直に面する面を引き伸ばす要素引伸
ばしステップとを有することにより、取得した垂直に面
する面を引き伸ばすことができるので、引伸ばしを意図
する面を自動的に定めることが可能で操作性及び作業性
に富む優れた図形処理方法を実現することができる。

【００３８】さらに、ソリッドモデルのエッジを選択す
る要素選択ステップと、選択したエッジを含む面を取得
する構成情報取得ステップと、取得した面のうちで所定
平面と垂直に面する面を取得する法線ベクトル取得ステ
ップと、取得した垂直に面する面を複製する要素複製ス
テップと、複製した面のエッジ部分だけを抽出する要素
干渉判定ステップと、抽出された面を引き伸ばす要素引
伸ばしステップとを有することにより、複製した面のう
ちエッジ部分の面だけを抽出し、抽出された面を引き伸
ばすようにすることができるので、エッジ部分において
引伸ばしを意図する面を自動的に定めることが可能で操
作性及び作業性に富む優れた図形処理方法を実現するこ
とができる。

【００３９】さらに、ソリッドモデルのエッジを選択す
る要素選択ステップと、選択したエッジの範囲を指定す
る要素上位置指定ステップと、選択したエッジを含む面
を取得する構成情報取得ステップと、取得した面のうち
で所定平面と垂直に面する面を取得する法線ベクトル取
得ステップと、取得した垂直に面する面を複製する要素
複製ステップと、複製した面の指定されたエッジ部分だ
けを抽出する要素干渉判定ステップと、抽出された面を
引き伸ばす要素引伸ばしステップとを有することによ
り、複製した面の指定されたエッジ部分だけを抽出し、
抽出された面を引き伸ばすようにすることができるの
で、エッジの指定範囲部分において引伸ばしを意図する
面を自動的に定めることが可能で操作性及び作業性に富
む優れた図形処理方法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例における図形処理装置を示す機能ブロ
ック図

【図２】本実施例における図形処理装置の装置ブロック
図

【図３】本実施例における図形処理装置の動作を説明す
るフローチャート

【図４】あるソリッドモデルを示すモデル図

【図５】ソリッドモデルの構成情報を階層的に示す構成
情報図

【図６】他のソリッドモデルを示すモデル図

【図７】第２の実施例における図形処理装置の動作を説
明するためのフローチャート

【図８】ソリッドモデルを示すモデル図

【図９】ソリッドモデルを示すモデル図

【図１０】複製面だけをグラフィックス領域上に表示さ
せたときの表示図

【図１１】複製面を無限直線で分割した複製面分割図

【図１２】第３の実施例における図形処理装置の動作を
説明するためのフローチャート

【図１３】ソリッドモデルを示すモデル図

【図１４】ソリッドモデルを示すモデル図

【図１５】指定位置を通るＸＹ平面に垂直な無限直線を
示す複製面分割図

【図１６】指定位置を通るＸＹ平面に垂直な無限直線を
示す複製面分割図

【図１７】従来の図形処理装置を示すブロック図

【図１８】（ａ）ワイヤーフレームモデルを示すモデル
図（ｂ）ソリッドモデルを示すモデル図

【図１９】（ａ）ソリッドモデルを示すモデル図（ｂ）ソリッドモデルを示すモデル図

【図２０】ソリッドモデルを示すモデル図

【図２１】ダイアログ図を示す表示図

【図２２】ＸＹ平面を正面にしたモデル図

【図２３】（ａ）ソリッドモデルを示すモデル図（ｂ）ソリッドモデルを示すモデル図

【図２４】ソリッドモデルを示すモデル図

【符号の説明】

１入力装置２表示装置３ポインティング装置４中央処理装置５記憶装置６出力装置７Ａコンピュータ８入力制御手段９表示制御手段１０グラフィックス領域１１カーソル１２コマンドメニュー領域２１図形作成手段２２構成情報登録手段２３要素選択手段２４構成情報取得手段２５法線ベクトル取得手段２６要素引伸ばし手段２７要素複製手段２８要素分割手段２９要素干渉判定手段３０要素上位置指定手段Ｍ１、Ｍ２ソリッドモデルＥ１エッジＶ１、Ｖ２法線ベクトルＦ１、Ｆ２、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５面Ｑ１、Ｑ２端点Ｐ１、Ｐ２指定位置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ソリッドモデルのエッジを選択する要素選
択手段と、前記選択したエッジを含む面を取得する構成
情報取得手段と、前記取得した面のうちで所定平面と垂
直に面する面を取得する法線ベクトル取得手段と、前記
取得した垂直に面する面を引き伸ばす要素引伸ばし手段
とを有することを特徴とする図形処理装置。
【請求項２】ソリッドモデルのエッジを選択する要素選
択手段と、前記選択したエッジを含む面を取得する構成
情報取得手段と、前記取得した面のうちで所定平面と垂
直に面する面を取得する法線ベクトル取得手段と、前記
取得した垂直に面する面を複製する要素複製手段と、前
記複製した面のうちエッジ部分の面だけを抽出する要素
干渉判定手段と、前記抽出された面を引き伸ばす要素引
伸ばし手段とを有することを特徴とする図形処理装置。
【請求項３】ソリッドモデルのエッジを選択する要素選
択手段と、前記選択したエッジの範囲を指定する要素上
位置指定手段と、前記選択したエッジを含む面を取得す
る構成情報取得手段と、前記取得した面のうちで所定平
面と垂直に面する面を取得する法線ベクトル取得手段
と、前記取得した垂直に面する面を複製する要素複製手
段と、前記複製した面の前記指定されたエッジ部分だけ
を抽出する要素干渉判定手段と、前記抽出された面を引
き伸ばす要素引伸ばし手段とを有することを特徴とする
図形処理装置。
【請求項４】ソリッドモデルのエッジを選択する要素選
択ステップと、前記選択したエッジを含む面を取得する
構成情報取得ステップと、前記取得した面のうちで所定
平面と垂直に面する面を取得する法線ベクトル取得ステ
ップと、前記取得した垂直に面する面を引き伸ばす要素
引伸ばしステップとを有することを特徴とする図形処理
方法。
【請求項５】ソリッドモデルのエッジを選択する要素選
択ステップと、前記選択したエッジを含む面を取得する
構成情報取得ステップと、前記取得した面のうちで所定
平面と垂直に面する面を取得する法線ベクトル取得ステ
ップと、前記取得した垂直に面する面を複製する要素複
製ステップと、前記複製した面のうちエッジ部分の面だ
けを抽出する要素干渉判定ステップと、前記抽出された
面を引き伸ばす要素引伸ばしステップとを有することを
特徴とする図形処理方法。
【請求項６】ソリッドモデルのエッジを選択する要素選
択ステップと、前記選択したエッジの範囲を指定する要
素上位置指定ステップと、前記選択したエッジを含む面
を取得する構成情報取得ステップと、前記取得した面の
うちで所定平面と垂直に面する面を取得する法線ベクト
ル取得ステップと、前記取得した垂直に面する面を複製
する要素複製ステップと、前記複製した面の前記指定さ
れたエッジ部分だけを抽出する要素干渉判定ステップ
と、前記抽出された面を引き伸ばす要素引伸ばしステッ
プとを有することを特徴とする図形処理方法。