JPH10208081A - 図形処理装置および図形処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２次元化表示において不必要な線分を自動的
に削除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。 【解決手段】 情報を処理する中央処理装置１と、図形
要素等を表示する表示装置２と、データを入力する入力
装置３と、オペレーティングシステム等の実行中のプロ
グラムを記憶する主記憶装置４と、入力図形等を記憶す
る二次記憶装置５とを有する図形処理装置であって、二
次記憶装置は、ソリッドモデルの稜線を取得する稜線取
得部６と、その稜線で結合された２面を取得する接面取
得部７と、その稜線上の任意の点座標を取得する点座標
取得部８と、取得した任意の点での接面の法線ベクトル
を取得する法線ベクトル取得部９と、その法線ベクトル
を比較するベクトル比較部１０と、その比較結果に基づ
いて取得した稜線を削除、残置する稜線削除部１１とを
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＣＡＤシステム等の
図形処理装置およびその図形処理装置における図形処理
方法に関する。

【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きている。ＣＡＤ作業におけるコ
マンドの操作ステップ数はＣＡＤシステム自体の操作性
を示すものである。

【０００３】３次元ＣＡＤシステムにおいて、３次元物
体を設計した後、２次元的な表記により３面図等の図面
化を行うのが通常である。しかし、ソリッドモデルの稜
線等の３次元データ特有の線分が存在する場合があり、
この場合、処理対象である線分が図面化した時の正規形
状を表す線分であるか、あるいは３次元表示特有の線分
であるかを区別することが困難である。このような場合
には設計者は、複雑な３次元データから２次元化に不必
要な線分を自分の目で探すことを余儀なくされ、これに
より設計工数が増加し、作業効率が低下していた。ま
た、すべての不必要な線分を探し出したのかを確認する
方法が無く、精度の低い２次元図面に仕上がる可能性が
あった。このことについて図５、図６を用いて説明す
る。

【０００４】図５は従来の図形処理装置を示すブロック
図である。図５において、１は要求された情報を処理す
る中央処理装置、２はウィンドウ、図形要素、文字など
を表示する表示装置、３は文字、数値、位置などのデー
タを入力するキーボード、タブレット、マウス等の入力
装置、４はオペレーティングシステム、ウィンドウシス
テムなどの実行中のプログラムを記憶する主記憶装置、
５ａは入力された図形等を記憶する二次記憶装置、１１
はソリッドモデル内の稜線を削除する稜線削除部、１２
は３次元データの形状を確認するために、物体の見える
方向を変更したりスケールを変えたりする画面操作部で
ある。図５に示すように、二次記憶装置５ａは、稜線削
除部１１、画面操作部１２から成る。

【０００５】以上のように構成された図形処理装置につ
いて、その動作を図６を用いて説明する。図６は、図５
の図形処理装置の動作を示すフローチャートであり、設
計者が実際に不必要な線分を探しだして削除する場合の
処理を示すものである。

【０００６】まず、設計者は、表示装置２および入力装
置３を用いて表示した３次元物体に対して、Ｒ面や円柱
の曲面を結合する稜線等の不要線分を形状を確認しなが
ら探す作業を行う（Ｓ１１）。必要であれば、画面操作
部１２を用い、３次元物体を画面上で回転、移動させる
といったような画面操作を行い、探索を続ける（Ｓ１
２）。不要線分が見つかると、稜線削除部１１を用い、
その線分を一つずつ設計者が削除する（Ｓ１３）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の図形処理装置および図形処理方法では、３次元物体
を２次元表示させる際の不必要な線分を設計者が自分で
探しだして削除するが、３次元物体の形状が複雑になれ
ばなるほど設計工数がかかり、また見落としにより図面
精度が低下するという問題点を有していた。

【０００８】この図形処理装置および図形処理方法で
は、３次元物体の形状が複雑でも設計工数がかからず、
また見落としも無いことが要求されている。

【０００９】本発明は、２次元化表示において不必要な
線分を自動的に削除できる図形処理装置および２次元化
表示において不必要な線分を自動的に削除する図形処理
方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の図形処理装置は、要求された情報を処理する
中央処理装置と、ウィンドウ、図形要素、文字などを表
示する表示装置と、文字、数値、位置などのデータを入
力するキーボード、タブレット、マウス等の入力装置
と、オペレーティングシステム、ウィンドウシステムな
どの実行中のプログラムを記憶する主記憶装置と、入力
された図形等を記憶する二次記憶装置とを有する図形処
理装置であって、二次記憶装置は、ソリッドモデルの稜
線を取得する稜線取得部と、取得した稜線により結合さ
れている２面を取得する接面取得部と、取得した稜線上
の任意の点の座標を取得する点座標取得部と、取得した
任意の点での取得した２面の法線ベクトルを取得する法
線ベクトル取得部と、取得した２面の法線ベクトルを比
較するベクトル比較部と、ベクトル比較部での比較結果
に基づいて取得した稜線を削除または残置する稜線削除
部とを有する構成を備えている。

【００１１】これにより、２次元化表示において不必要
な線分を自動的に削除できる図形処理装置が得られる。

【００１２】この課題を解決するための本発明の図形処
理方法は、要求された情報を処理する中央処理装置と、
ウィンドウ、図形要素、文字などを表示する表示装置
と、文字、数値、位置などのデータを入力するキーボー
ド、タブレット、マウス等の入力装置と、オペレーティ
ングシステム、ウィンドウシステムなどの実行中のプロ
グラムを記憶する主記憶装置と、入力された図形等を記
憶する二次記憶装置とを有する図形処理装置における図
形処理方法であって、ソリッドモデルの稜線を取得する
稜線取得ステップと、取得した稜線により結合されてい
る２面を取得する接面取得ステップと、取得した稜線上
の任意の点の座標を取得する点座標取得ステップと、取
得した任意の点での取得した２面の法線ベクトルを取得
する法線ベクトル取得ステップと、取得した２面の法線
ベクトルを比較するベクトル比較ステップと、２面の法
線ベクトルの比較結果に基づいて取得した稜線を削除ま
たは残置する稜線削除残置ステップとを有する構成を備
えている。

【００１３】これにより、２次元化表示において不必要
な線分を自動的に削除する図形処理方法が得られる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、要求された情報を処理する中央処理装置と、ウィン
ドウ、図形要素、文字などを表示する表示装置と、文
字、数値、位置などのデータを入力するキーボード、タ
ブレット、マウス等の入力装置と、オペレーティングシ
ステム、ウィンドウシステムなどの実行中のプログラム
を記憶する主記憶装置と、入力された図形等を記憶する
二次記憶装置とを有する図形処理装置であって、二次記
憶装置は、ソリッドモデルの稜線を取得する稜線取得部
と、取得した稜線により結合されている２面を取得する
接面取得部と、取得した稜線上の任意の点の座標を取得
する点座標取得部と、取得した任意の点での取得した２
面の法線ベクトルを取得する法線ベクトル取得部と、取
得した２面の法線ベクトルを比較するベクトル比較部
と、ベクトル比較部での比較結果に基づいて取得した稜
線を削除または残置する稜線削除部とを有することとし
たものであり、稜線により結合されている２面における
稜線上の任意の点での法線ベクトルの比較結果に基づい
て稜線が削除され、あるいは残置されるという作用を有
する。

【００１５】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、稜線削除部は、取得した２面の法線ベ
クトルが等しい場合には取得した稜線は不要であると判
定して削除し、取得した２面の法線ベクトルが等しくな
い場合には取得した稜線は必要であると判定して残置す
ることとしたものであり、取得した２面の法線ベクトル
が等しいか等しくないかに応じて削除したり残置したり
するという作用を有する。

【００１６】請求項３に記載の発明は、要求された情報
を処理する中央処理装置と、ウィンドウ、図形要素、文
字などを表示する表示装置と、文字、数値、位置などの
データを入力するキーボード、タブレット、マウス等の
入力装置と、オペレーティングシステム、ウィンドウシ
ステムなどの実行中のプログラムを記憶する主記憶装置
と、入力された図形等を記憶する二次記憶装置とを有す
る図形処理装置における図形処理方法であって、ソリッ
ドモデルの稜線を取得する稜線取得ステップと、取得し
た稜線により結合されている２面を取得する接面取得ス
テップと、取得した稜線上の任意の点の座標を取得する
点座標取得ステップと、取得した任意の点での取得した
２面の法線ベクトルを取得する法線ベクトル取得ステッ
プと、取得した２面の法線ベクトルを比較するベクトル
比較ステップと、２面の法線ベクトルの比較結果に基づ
いて取得した稜線を削除または残置する稜線削除残置ス
テップとを有することとしたものであり、稜線により結
合されている２面における稜線上の任意の点での法線ベ
クトルの比較結果に基づいて稜線が削除され、あるいは
残置されるという作用を有する。

【００１７】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の発明において、稜線削除残置ステップにおいて、取得
した２面の法線ベクトルが等しい場合には取得した稜線
は不要であると判定して削除し、取得した２面の法線ベ
クトルが等しくない場合には取得した稜線は必要である
と判定して残置することとしたものであり、取得した２
面の法線ベクトルが等しいか等しくないかに応じて削除
したり残置したりするという作用を有する。

【００１８】以下、本発明の実施の形態について、図１
〜図４を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の実施の形態１による図
形処理装置を示すブロック図である。図１において、中
央処理装置１、表示装置２、入力装置３、主記憶装置４
は図５と同様のものなので、同一符号を付し、説明は省
略する。５は入力された図形等を記憶しておく二次記憶
装置、６はソリッドモデルの稜線を取得する稜線取得
部、７は稜線取得部６で取得した稜線により結合されて
いる２面を取得する接面取得部、８は稜線取得部６で取
得した稜線上の任意の点の座標を取得する点座標取得
部、９は点座標取得部８で取得した任意の点での２面の
法線ベクトルを取得する法線ベクトル取得部、１０は法
線ベクトル取得部９で取得した２面の法線ベクトルを比
較するベクトル比較部、１１はベクトル比較部１０での
比較結果に基づいて取得した稜線を削除または残置する
稜線削除部である。図１に示すように、二次記憶装置５
は、稜線取得部６、接面取得部７、点座標取得部８、法
線ベクトル取得部９、ベクトル比較部１０、稜線削除部
１１から成る。

【００１９】以上のように構成された図形処理装置につ
いて、その動作を図２〜図４を用いて説明する。図２
は、図１の図形処理装置の動作を示すフローチャートで
あり、稜線により結合されている２面の法線ベクトルの
比較により、２次元表示での表示の有無を判定し、不必
要な線分を削除する一連の動作を示すものである。

【００２０】図２において、まず、稜線取得部６は、３
次元空間にあるソリッドモデルの１つの稜線を取得する
（Ｓ１、稜線取得ステップ）。次に、接面取得部７は、
ステップ１で取得した稜線により結合されている２つの
面を取得する（Ｓ２、接面取得ステップ）。次に、点座
標取得部８は、ステップ１で取得した稜線上の任意の１
点の３次元座標を取得する（Ｓ３、点座標取得ステッ
プ）。次に、法線ベクトル取得部９は、ステップ３で得
た点におけるステップ２で得た２面の法線ベクトルをそ
れぞれ算出する（Ｓ４、法線ベクトル取得ステップ）。
次に、ステップ２で得た２面の法線ベクトルが等しいか
否かを判定する（Ｓ５、ベクトル比較ステップ）。２面
の法線ベクトルが等しい場合にはステップ１で取得した
稜線は２次元表示上は不必要な線分であると判定し（Ｓ
６）、２面の法線ベクトルが等しくない場合にはステッ
プ１で取得した稜線は２次元表示上も必要な線分である
と判定する（Ｓ７）。ステップ１で取得した稜線が不必
要な線分である判定したときには２次元表示上その稜線
を削除する（Ｓ８、稜線削除残置ステップ）。ステップ
１で取得した稜線が必要な線分である判定したときには
２次元表示上その稜線を残置する（稜線削除残置ステッ
プ）。次に、対象ソリッドモデルの全ての稜線に対する
チェックが終了したか否かを判定し（Ｓ９）、終了して
いないと判定したときにはステップ１に戻り、再度稜線
チェックを行う。

【００２１】次に、稜線により結合されている２つの面
すなわち接面の法線ベクトルの比較により２次元表示の
有無を判断して削除、残置する方法について、図３、図
４を用いて説明する。

【００２２】図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、３次元物
体を３面図等の図面に図面化する時の表示要素特定方法
を説明するための説明図である。図３において、１２は
ソリッドモデル、１３、１４は稜線である。図３（ａ）
におけるソリッドモデル１２は、ソリッドモデルである
ボックスの１つのエッジに曲面Ｒを付けた形状である。

【００２３】３次元物体であるソリッドモデル１２を矢
印ＡＲ１方向から見たときには図３（ｂ）に示すような
見え方となる。図３（ｃ）を用いて２次元表示の有無を
判定する方法を説明する。稜線１３により結合されてい
る２つの面Ｆ１、Ｆ２において稜線１３はそれぞれの面
のエッジとなっている。よって、稜線１３上の任意の点
ｐ１での面Ｆ１、Ｆ２の法線ベクトルｎ１、ｎ２は等し
いものとなる。各法線ベクトルが等しいので、面Ｆ１と
面Ｆ２は滑らかに結合されており、稜線１３は２次元表
示において不必要であると判定される。稜線１４におい
ても接面の法線ベクトルは等しいので、２次元表示は不
必要であると判定される。

【００２４】図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、更に別の
３次元物体を３面図等の図面に図面化する時の表示要素
特定方法を説明するための説明図である。図４におい
て、１５はソリッドモデル、１６は稜線である。図４
（ａ）のソリッドモデル１５は３つのエッジに曲面を付
けている。図３の場合と同様に矢印ＡＲ２方向から見た
ときにはソリッドモデル１５は図４（ｂ）に示すような
見え方となる。この場合、稜線１６における接面Ｆ４、
Ｆ５の法線ベクトルは等しく、また、Ｆ３とＦ４、Ｆ４
とＦ６、Ｆ５とＦ７、Ｆ６とＦ８、Ｆ７とＦ９、Ｆ８と
Ｆ９の各稜線上での接面の法線ベクトルは等しく、２次
元表示の際には不必要である。よって、図２に示す方法
により図面化を行った際には必要な線分のみが特定さ
れ、図４（ｃ）に示すような表示となる。

【００２５】図３、図４に示すような曲面の無い立体た
とえば直方体の場合には、接面の法線ベクトルは互いに
直交するベクトルとなって等しくないので、すべての稜
線が必要な線分となる。

【００２６】以上のように本実施の形態によれば、稜線
により結合されている２面である接面における稜線上の
任意の点での２つの法線ベクトルを比較し、２つの法線
ベクトルが等しい場合には不必要な線分であるとして削
除し、２つの法線ベクトルが等しくない場合には必要な
線分であるとして残置するようにしたことにより、３次
元物体を２次元化表示する場合において不必要な線分を
自動的に削除できると共に必要な線分を残置することが
できる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明の図形処理装置によ
れば、稜線により結合されている２面である接面におけ
る稜線上の任意の点での２つの法線ベクトルを比較し、
その比較結果に基づいて稜線（線分）を削除または残置
するようにしたことにより、３次元物体を２次元化表示
する場合において不必要な線分の削除または必要な線分
の残置を自動的に行うことができるという有利な効果が
得られる。

【００２８】また、稜線削除部は、取得した２面の法線
ベクトルが等しい場合には取得した稜線は不要であると
判定して削除し、取得した２面の法線ベクトルが等しく
ない場合には取得した稜線は必要であると判定して残置
することにより、不必要な線分の削除と必要な線分の残
置とを自動的に行うことができるという有利な効果が得
られる。

【００２９】本発明の図形処理方法によれば、稜線によ
り結合されている２面である接面における稜線上の任意
の点での２つの法線ベクトルを比較し、その比較結果に
基づいて稜線（線分）を削除または残置するようにした
ことにより、３次元物体を２次元化表示する場合におい
て不必要な線分の削除または必要な線分の残置が自動的
に行われるという有利な効果が得られる。

【００３０】また、稜線削除残置ステップにおいて、取
得した２面の法線ベクトルが等しい場合には取得した稜
線は不要であると判定して削除し、取得した２面の法線
ベクトルが等しくない場合には取得した稜線は必要であ
ると判定して残置することにより、不必要な線分の削除
と必要な線分の残置とが自動的に行われるという有利な
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による図形処理装置を示
すブロック図

【図２】図１の図形処理装置の動作を示すフローチャー
ト

【図３】（ａ）３次元物体を３面図等の図面に図面化す
る時の表示要素特定方法を説明するための説明図 （ｂ）３次元物体を３面図等の図面に図面化する時の表
示要素特定方法を説明するための説明図 （ｃ）３次元物体を３面図等の図面に図面化する時の表
示要素特定方法を説明するための説明図

【図４】（ａ）更に別の３次元物体を３面図等の図面に
図面化する時の表示要素特定方法を説明するための説明
図 （ｂ）更に別の３次元物体を３面図等の図面に図面化す
る時の表示要素特定方法を説明するための説明図 （ｃ）更に別の３次元物体を３面図等の図面に図面化す
る時の表示要素特定方法を説明するための説明図

【図５】従来の図形処理装置を示すブロック図

【図６】図５の図形処理装置の動作を示すフローチャー
ト

【符号の説明】

１ 中央処理装置 ２ 表示装置 ３ 入力装置 ４ 主記憶装置 ５ 二次記憶装置 ６ 稜線取得部 ７ 接面取得部 ８ 点座標取得部 ９ 法線ベクトル取得部 １０ ベクトル比較部 １１ 稜線削除部 １２、１５ ソリッドモデル １３、１４、１６ 稜線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】要求された情報を処理する中央処理装置
   と、ウィンドウ、図形要素、文字などを表示する表示装
   置と、文字、数値、位置などのデータを入力するキーボ
   ード、タブレット、マウス等の入力装置と、オペレーテ
   ィングシステム、ウィンドウシステムなどの実行中のプ
   ログラムを記憶する主記憶装置と、入力された図形等を
   記憶する二次記憶装置とを有する図形処理装置であっ
   て、前記二次記憶装置は、ソリッドモデルの稜線を取得
   する稜線取得部と、前記取得した稜線により結合されて
   いる２面を取得する接面取得部と、前記取得した稜線上
   の任意の点の座標を取得する点座標取得部と、前記取得
   した任意の点での前記取得した２面の法線ベクトルを取
   得する法線ベクトル取得部と、前記取得した２面の法線
   ベクトルを比較するベクトル比較部と、前記ベクトル比
   較部での比較結果に基づいて前記取得した稜線を削除ま
   たは残置する稜線削除部とを有することを特徴とする図
   形処理装置。
2. 【請求項２】前記稜線削除部は、前記取得した２面の法
   線ベクトルが等しい場合には前記取得した稜線は不要で
   あると判定して削除し、前記取得した２面の法線ベクト
   ルが等しくない場合には前記取得した稜線は必要である
   と判定して残置することを特徴とする請求項１に記載の
   図形処理装置。
3. 【請求項３】要求された情報を処理する中央処理装置
   と、ウィンドウ、図形要素、文字などを表示する表示装
   置と、文字、数値、位置などのデータを入力するキーボ
   ード、タブレット、マウス等の入力装置と、オペレーテ
   ィングシステム、ウィンドウシステムなどの実行中のプ
   ログラムを記憶する主記憶装置と、入力された図形等を
   記憶する二次記憶装置とを有する図形処理装置における
   図形処理方法であって、ソリッドモデルの稜線を取得す
   る稜線取得ステップと、前記取得した稜線により結合さ
   れている２面を取得する接面取得ステップと、前記取得
   した稜線上の任意の点の座標を取得する点座標取得ステ
   ップと、前記取得した任意の点での前記取得した２面の
   法線ベクトルを取得する法線ベクトル取得ステップと、
   前記取得した２面の法線ベクトルを比較するベクトル比
   較ステップと、前記２面の法線ベクトルの比較結果に基
   づいて前記取得した稜線を削除または残置する稜線削除
   残置ステップとを有することを特徴とする図形処理方
   法。
4. 【請求項４】前記稜線削除残置ステップにおいて、前記
   取得した２面の法線ベクトルが等しい場合には前記取得
   した稜線は不要であると判定して削除し、前記取得した
   ２面の法線ベクトルが等しくない場合には前記取得した
   稜線は必要であると判定して残置することを特徴とする
   請求項３に記載の図形処理方法。