KR20180006298A - 기록 매체, 복셀화 처리 방법 및 정보 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 3차원 형상으로부터의 빈 영역의 추출을 용이하게 행하는 것을 목적으로 한다.
실시형태의 복셀화 처리 프로그램은, 3차원 형상을 복셀화하여 3차원 형상에 대응하는 제1 복셀을 생성하는 처리를 컴퓨터에 실행시킨다. 또한, 복셀화 처리 프로그램은, 생성된 제1 복셀을 포함하는 입방체 또는 직방체의 각 면으로부터 입방체 또는 직방체의 내측을 향해, 제1 복셀에 충돌할 때까지 각 면에 수직인 선을 연장시킨 경우에, 적어도 서로 직교하는 3개의 면으로부터 연장시킨 선이 교차하는지의 여부에 따라 제1 복셀의 외주의 외측의 영역을 특정하는 처리를 컴퓨터에 실행시킨다. 또한, 복셀화 처리 프로그램은 특정된 외측의 영역을 제2 복셀로서 설정하는 처리를 컴퓨터에 실행시킨다. 또한, 복셀화 처리 프로그램은, 입방체 또는 직방체에 대해 복셀로서 설정된 영역과 복셀로서 설정되어 있지 않은 영역을 반전시키는 반전 처리를 실행시킨다.

Description

기록 매체, 복셀화 처리 방법 및 정보 처리 장치{RECORDING MEDIUM, VOXELIZATION PROCESSING METHOD, AND INFORMATION PROCESSING DEVICE}
본 발명의 실시형태는 복셀화 처리 프로그램, 복셀화 처리 방법 및 정보 처리 장치에 관한 것이다.
컴퓨터 기술을 활용하여 제품의 설계, 제조나 공정 설계의 사전 검토의 지원을 행하는 기술의 일례로서, CAE(Computer Aided Engineering)가 알려져 있다. CAE 분야에서는, 자동차 등의 설계 대상으로 하는 제품의 3차원 형상의 형상 데이터를 바탕으로 시뮬레이션함으로써, 대상 제품의 설계 단계부터 조립 공정 등을 검증할 수 있게 하고 있다.
일본 특허 공개 제2006-277672호 공보
그러나, 상기한 종래 기술에서는, 3차원 형상의 형상 데이터로부터 설계 대상으로 하는 제품 내의 빈 영역을 추출할 때에, 처리 부하가 증대하는 경우가 있다.
예컨대, 자동차 등의 제조 현장에서는, 제품 내의 빈 영역에 편입시키는 제품의 제조를 타사에 위탁하는 경우가 있다. 이와 같이 타사에 위탁하는 경우에는, 제품 내의 빈 영역의 형상을 나타내는 데이터를 추출하여 제공한다. 그러나, 자동차 등의 제품에 있어서는, 제품을 나타내는 3차원 형상을 나타내는 면 요소의 사이즈가 미세하고, 요소 수가 많아지기 때문에, 빈 영역의 형상을 나타내는 데이터의 추출에 다대한 처리 부하가 걸리게 된다.
일 측면에서는, 3차원 형상으로부터의 빈 영역의 추출을 용이하게 행할 수 있는 복셀화 처리 프로그램, 복셀화 처리 방법 및 정보 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
제1 안(案)에 있어서, 복셀화 처리 프로그램은, 3차원 형상을 복셀화(voxelizing)하여 3차원 형상에 대응하는 제1 복셀(voxel)을 생성하는 처리를 컴퓨터에 실행시킨다. 또한, 복셀화 처리 프로그램은, 생성된 제1 복셀을 포함하는 입방체 또는 직방체의 각 면으로부터 입방체 또는 직방체의 내측을 향해, 제1 복셀에 충돌할 때까지 각 면에 수직인 선을 연장시킨 경우에, 적어도 서로 직교하는 3개의 면으로부터 연장시킨 선이 교차하는지의 여부에 따라 제1 복셀의 외주의 외측의 영역을 특정하는 처리를 컴퓨터에 실행시킨다. 또한, 복셀화 처리 프로그램은, 특정된 외측의 영역을 제2 복셀로서 설정하는 처리를 컴퓨터에 실행시킨다. 또한, 복셀화 처리 프로그램은, 입방체 또는 직방체에 대해 복셀로서 설정된 영역과 복셀로서 설정되어 있지 않은 영역을 반전시키는 반전 처리를 실행시킨다.
본 발명의 일 실시양태에 의하면, 3차원 형상으로부터의 빈 영역의 추출을 용이하게 행할 수 있다.
도 1은 실시형태에 따른 정보 처리 장치의 기능 구성예를 도시한 블록도이다.
도 2는 실시형태에 따른 정보 처리 장치의 동작예를 도시한 흐름도이다.
도 3은 설정 화면을 설명하는 설명도이다.
도 4는 3차원 형상의 복셀화를 설명하는 설명도이다.
도 5는 외주를 메우는 처리를 설명하는 설명도이다.
도 6a는 X 방향으로부터 외주를 메우는 처리를 설명하는 설명도이다.
도 6b는 Y 방향으로부터 외주를 메우는 처리를 설명하는 설명도이다.
도 6c는 Z 방향으로부터 외주를 메우는 처리를 설명하는 설명도이다.
도 7은 공통 영역의 추출을 설명하는 설명도이다.
도 8은 중공 영역의 제거를 설명하는 설명도이다.
도 9는 구한 영역의 합침을 설명하는 설명도이다.
도 10은 역복셀화를 설명하는 설명도이다.
도 11은 구분 영역의 특정을 설명하는 설명도이다.
도 12는 구분 영역의 특정을 설명하는 설명도이다.
도 13은 추출한 영역을 설명하는 설명도이다.
도 14는 작은 구(球)로의 보정을 설명하는 설명도이다.
도 15는 보정 후의 영역을 설명하는 설명도이다.
도 16은 보정 후의 영역을 설명하는 설명도이다.
도 17은 표시 화면을 설명하는 설명도이다.
도 18은 표시 화면을 설명하는 설명도이다.
도 19는 실시형태에 따른 정보 처리 장치의 하드웨어 구성예를 도시한 블록도이다.
이하, 도면을 참조하여, 실시형태에 따른 복셀화 처리 프로그램, 복셀화 처리 방법 및 정보 처리 장치를 설명한다. 실시형태에 있어서 동일한 기능을 갖는 구성에는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명은 생략한다. 한편, 이하의 실시형태에서 설명하는 복셀화 처리 프로그램, 복셀화 처리 방법 및 정보 처리 장치는 일례를 나타내는 것에 불과하며, 실시형태를 한정하는 것이 아니다. 또한, 이하의 각 실시형태는, 모순되지 않는 범위 내에서 적절히 조합해도 좋다.
도 1은 실시형태에 따른 정보 처리 장치의 기능 구성예를 도시한 블록도이다. 도 1에 도시된 정보 처리 장치(1)는, 예컨대 PC(퍼스널 컴퓨터) 등을 적용할 수 있다. 정보 처리 장치(1)는, 예컨대, 계산기 상의 3차원 CAD(Computer Aided Design)로 작성한 제품의 3차원 형상 데이터를 접수한다. 그리고, 정보 처리 장치(1)는, 접수한 3차원 형상 데이터를 바탕으로 제품에 있어서의 빈 영역의 추출 등의 처리를 행하고, 처리 결과를 디스플레이 등에 출력한다.
여기서, 3차원 형상 데이터는, 제품을 구성하는 각 부품의 형상을 나타내는 데이터이며, BREP(Boundary REPresentation), 패싯(facet) 등을 적용할 수 있다. BREP는, 위상 정보(Body, Face, Loop, CoEdge, Edge, Vertex 등) 및 기하 정보(Base Surface, Base Curve, Base Point 등)로 제품의 3차원 형상을 표현한다. 패싯은, 미소한 삼각형(Body, Face, Triangles 등)의 집합으로 제품의 3차원 형상을 표현한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 정보 처리 장치(1)는, 제1 복셀화부(10), 제2 복셀화부(20), 역복셀화부(30), 영역 특정부(40), 출력부(50) 및 설정부(60)를 갖는다.
제1 복셀화부(10)는, 제품의 3차원 형상 데이터가 나타내는 제품의 3차원 형상을 복셀화하여 3차원 형상에 대응하는 복셀(제1 복셀)을 생성한다.
복셀은, XYZ 공간의 미소 입체(격자)의 집합으로 3차원 형상을 표현한다. 이와 같이, 복셀은, XYZ 공간 상(上)의 미소 입체의 유무에 따라 단순히 3차원 형상을 표현할 수 있기 때문에, BREP나 패싯 등의 3차원 형상 데이터와 비교하여 각종 연산에 따른 처리 부하를 억제할 수 있다.
제2 복셀화부(20)는 제1 복셀화부(10)가 생성한 복셀의 외주의 외측의 영역을 특정하고, 특정된 외측의 영역에 대응하는 복셀(제2 복셀)을 생성한다.
구체적으로, 제2 복셀화부(20)는, 제1 복셀화부(10)가 생성된 제1 복셀을 포함하는(둘러싸는) 입방체 또는 직방체의 내측을 향해 제1 복셀에 충돌할 때까지 선을 연장시킨다. 계속해서, 제2 복셀화부(20)는, 적어도 서로 직교하는 3개의 면으로부터 연장시킨 선이 교차하는지의 여부에 따라 제1 복셀화부(10)가 생성한 제1 복셀의 외주의 외측의 영역을 특정한다.
바꿔 말하면, 제2 복셀화부(20)는, 제1 복셀화부(10)가 생성된 제1 복셀을 포함하는 특정한 3차원 공간의 영역(예컨대 입방체나 직방체) 중, 3축 방향 각각에 있어서, 특정한 3차원 공간의 영역의 외주로부터 연속해서 복셀이 설정되어 있지 않은 영역을 특정한다. 그리고, 제2 복셀화부(20)는, 특정된 영역 각각에 공통되는 공통 영역, 즉 제1 복셀의 외주의 외측에 있는 영역을 특정한다.
또한, 바꿔 말하면, 제2 복셀화부(20)는, 제1 복셀화부(10)가 생성된 제1 복셀을 포함하는 특정한 3차원 공간의 영역 중, 연장선 상에 제1 복셀이 존재하지 않고, 시점(始點)을 공유하는 서로 직교하는 3개의 벡터를 형성할 수 있는 영역을 특정한다. 즉, 제2 복셀화부(20)는, 제1 복셀의 외주의 외측에 있는 영역을 특정한다.
계속해서, 제2 복셀화부(20)는 특정된 외측의 영역에 대응하는 제2 복셀을 생성한다. 즉, 제2 복셀화부(20)는, 3차원 형상에 대응하는 제1 복셀의 외주의 외측에 있는 빈 영역을 제2 복셀로 메운다.
역복셀화부(30)는, 3차원 형상에 대응하는 제1 복셀을 둘러싸는 특정한 3차원 공간(예컨대 입방체 또는 직방체)에 대해 역복셀화를 행한다. 즉, 역복셀화부(30)는, 특정한 3차원 공간에 있어서, 복셀이 있는 영역을 복셀이 없는 영역으로 하고, 복셀이 없는 영역을 복셀이 있는 영역으로서 반전시키는 반전 처리를 실행한다. 이 역복셀화에 의해, 3차원 형상에 대응하는 제1 복셀로 둘러싸여 있는, 3차원 형상 내의 빈 영역이 복셀화되게 된다.
영역 특정부(40)는, 역복셀화부(30)에 의한 반전 처리 후에 복셀로서 설정된 영역 내에서, 특정한 크기의 구(球) 또는 입방체가 연속해서 통과 가능한 영역을 특정한다. 이에 의해, 역복셀화부(30)에 의한 반전 처리 후에 복셀화된 영역, 즉, 3차원 형상 내의 빈 영역이, 특정한 크기의 구 또는 입방체가 연속해서 통과 가능한 영역마다 분할된다. 예컨대, 3차원 형상 내의 빈 영역에 있어서, 특정한 크기의 구 또는 입방체보다 작은 간극으로 서로 접속해 있는 2개의 영역은, 2개의 구분 영역으로서 분할된다.
출력부(50)는, 역복셀화부(30)에 의해 복셀화되고, 영역 특정부(40)에 의해 특정된 영역에 대한 처리 결과, 즉 3차원 형상 데이터가 나타내는 3차원 형상 내의 빈 영역에 대응하는 복셀을 출력한다. 일례로서, 출력부(50)는, 복셀의 표시를 행하는 표시 데이터를 출력한다. 이에 의해, 사용자는, 3차원 형상 데이터가 나타내는 제품 내의 빈 영역의 형상을 복셀로 확인할 수 있다.
설정부(60)는, 사용자로부터의 각종 설정을 접수하는 사용자 인터페이스이다. 예컨대, 설정부(60)는, GUI(graphical user interface)를 디스플레이에 표시하여 사용자로부터의 조작을 GUI로 접수함으로써, 각종 설정을 행한다. 일례로서, 설정부(60)는, 제1 복셀화부(10), 제2 복셀화부(20) 및 역복셀화부(30)에서 복셀화를 행할 때의 설정이나, 영역 특정부(40)에서 영역을 특정할 때의 설정 등, 제품 내의 빈 영역의 추출에 관한 설정을 접수한다. 또한, 설정부(60)는, 출력부(50)에서 출력하는 표시 데이터에 대한 설정 등의 표시 설정을 접수한다.
다음으로, 정보 처리 장치(1)에 있어서의 처리의 상세에 대해 설명한다. 도 2는 실시형태에 따른 정보 처리 장치(1)의 동작예를 도시한 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 처리가 개시되면, 설정부(60)는, 설정 화면에 있어서의 사용자의 조작을 바탕으로, 제품 내의 빈 영역의 추출에 관한 추출 조건을 설정한다(S1).
도 3은 설정 화면을 설명하는 설명도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 설정 화면(200)은, 설정 영역(201, 202) 및 각종의 설정 버튼(203)을 갖는다.
설정 영역(201)은, 제1 복셀화부(10), 제2 복셀화부(20) 및 역복셀화부(30)에 있어서 복셀화를 행할 때의 설정 내용을 접수한다. 구체적으로는, 설정 영역(201)에서는, 제1 복셀화부(10), 제2 복셀화부(20) 및 역복셀화부(30)에 있어서의 복셀화의 피치 등의 설정을 접수한다.
설정 영역(202)은, 영역 특정부(40)에서 영역을 특정할 때의 설정 내용을 접수한다. 구체적으로는, 설정 영역(202)에서는, 구 또는 입방체 중 어느 쪽의 입체로 영역을 특정할지의 선택 설정, 그 입체의 사이즈 등의 설정을 접수한다.
S1에 이어서, 제1 복셀화부(10)는, 제품의 3차원 형상 데이터가 나타내는 제품의 3차원 형상을, 설정된 추출 조건으로 복셀화(제1 복셀화)한다(S2).
도 4는 3차원 형상의 복셀화를 설명하는 설명도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 복셀화부(10)는, 3차원 형상 데이터가 나타내는 3차원 형상(300)에 대해 복셀화를 행하여, 3차원 형상(300)에 대응하는 복셀(301)을 생성한다. 이 복셀화에 대해서는, 예컨대 3차원 형상 데이터에 포함되는 패싯의 각 삼각형이 통과하는 영역을 "1(복셀 있음)"로 설정하는 등의 공지된 알고리즘을 이용하여 행한다.
계속해서, 제2 복셀화부(20)는, 제1 복셀화부(10)가 생성한 복셀(301)의 외주의 외측의 영역을 복셀(제2 복셀)로 메우는, 제2 복셀화를 행한다(S3).
도 5는 외주를 메우는 처리를 설명하는 설명도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 복셀화부(20)는, 제1 복셀화부(10)가 생성한 복셀(301)을 포함하는 입체(301a)의 내측을 향해 복셀(301)에 충돌할 때까지 선을 연장시킨다. 계속해서, 제2 복셀화부(20)는, 적어도 서로 직교하는 3개의 면으로부터 연장시킨 선이 교차하는지의 여부에 따라 제1 복셀화부(10)가 생성한 복셀(301)의 외주의 외측의 영역을 특정한다.
즉, 제2 복셀화부(20)는, X, Y, Z 방향으로부터 복셀(301)을 향해 외주를 메워 가서, X, Y, Z 방향의 모두에서 메워지는 공통 영역을 복셀(301)의 외주의 외측의 영역으로서 특정한다.
도 6a는 X 방향으로부터 외주를 메우는 처리를 설명하는 설명도이다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 제2 복셀화부(20)는, X 방향으로부터 복셀(301)을 향해 외주를 메워 감으로써, 영역(302a)을 얻는다.
도 6b는 Y 방향으로부터 외주를 메우는 처리를 설명하는 설명도이다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 제2 복셀화부(20)는, Y 방향으로부터 복셀(301)을 향해 외주를 메워 감으로써, 영역(302b)을 얻는다.
도 6c는 Z 방향으로부터 외주를 메우는 처리를 설명하는 설명도이다. 도 6c에 도시된 바와 같이, 제2 복셀화부(20)는, Z 방향으로부터 복셀(301)을 향해 외주를 메워 감으로써, 영역(302c)을 얻는다.
도 7은 공통 영역의 추출을 설명하는 설명도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 복셀화부(20)는, 얻어진 영역(302a, 302b, 302c)을 절충하여, 영역(302a, 302b, 302c)에 공통되는 공통 영역(302d)을 추출한다.
도 8은 중공 영역의 제거를 설명하는 설명도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 공통 영역(302d)에는, 복셀(301)의 내측에 있는 중공 영역(302e)도 포함되는 경우가 있다. 이 중공 영역(302e)은, 입체(301a)에 접해 있지 않다. 따라서, 제2 복셀화부(20)는, 공통 영역(302d) 중에서 적어도 일부가 입체(301a)의 외주에 접하는 영역을 특정하여 중공 영역(302e)을 제거한다. 이에 의해, 제2 복셀화부(20)는, 복셀(301)의 외주의 외측의 공통 영역(302)을 특정한다.
도 9는 구한 영역의 합침을 설명하는 설명도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 복셀화부(20)는, 복셀(301)과, 구한 공통 영역(302)을 합하여 3차원 형상의 외주를 메운 복셀(303)을 얻는다.
S3에 이어서, 역복셀화부(30)는, 복셀(303)을 역복셀화한다(S4). 도 10은 역복셀화를 설명하는 설명도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 역복셀화부(30)는, 입체(301a) 내에 있어서 복셀(303)의 있음/없음을 반전시킴으로써(역복셀화), 3차원 형상 내의 빈 영역에 대응하는 복셀(304)을 추출한다.
계속해서, 영역 특정부(40)는, 역복셀화 후의 복셀(304) 내에서, 설정 화면(200)의 설정 영역(202)에서 설정된 소정 사이즈의 구(또는 입방체)가 통과하는 영역을 특정한다. 계속해서, 영역 특정부(40)는, 역복셀화 후의 복셀(304) 내에서 특정된 영역마다 분할한다(S5). 이 분할에 의해, 영역 특정부(40)는, 복셀(304)로부터 1 또는 복수의 구분 영역을 특정한다.
도 11, 도 12는 구분 영역의 특정을 설명하는 설명도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 영역 특정부(40)는, 복셀(304) 내에서 구(305)를 연속해서 이동시킴으로써, 구(305)가 통과 가능한 구분 영역(304a)을 특정한다. 계속해서, 영역 특정부(40)는, 복셀(304) 내에서 구분 영역(304a)을 제외한 영역에서 구(305)를 연속해서 이동시켜, 구(305)가 통과 가능한 구분 영역(304b)을 특정한다.
또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 영역 특정부(40)는, 구(305)의 직경을 단계적으로 작게 하여 구분 영역을 특정해도 좋다. 일례로서, 영역 특정부(40)는, 처음에 직경 60 ㎜의 구(305)가 통과하는 구분 영역(304a)을 특정한다. 계속해서, 영역 특정부(40)는, 직경을 40 ㎜로 하는 구(305)가 통과하는 구분 영역(304b)을 특정한다. 계속해서, 영역 특정부(40)는, 직경을 20 ㎜로 하는 구(305)가 통과하는 구분 영역(304c)을 특정한다. 이와 같이, 구(305)의 직경을 단계적으로 작게 함으로써, 보다 작은 구분 영역을 단계적으로 특정할 수 있다.
도 13은 추출한 영역을 설명하는 설명도이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 영역 특정부(40)에 의해, 3차원 형상 내의 빈 영역에 대응하는 복셀(304) 내에 있어서 소정의 간극으로 접속하는 2개의 영역(룸)에 대해서는, 구분 영역(304a, 304b)으로서 분할되어, 추출된다.
추출된 구분 영역(304a, 304b)은, 구(305)의 크기에 따라 거친 형상이 된다. 따라서, 영역 특정부(40)는, S5에 이어지는 처리에서, 구분 영역(304a, 304b)마다, 그 외주에 있어서 구(305)보다 작은 구(또는 입방체)가 연속해서 통과하는 영역으로 보정한다(S6).
도 14는 작은 구로의 보정을 설명하는 설명도이다. 도 14에 도시된 바와 같이, 영역 특정부(40)는, 구분 영역(304a)의 외주에 있어서 구(305)보다 작은 구(306)가 통과하는 영역으로 구분 영역(304a)을 보정한다. 한편, 영역 특정부(40)는, 구분 영역(304b)에 대해서도 동일하게 보정을 행한다.
도 15, 도 16은 보정 후의 영역을 설명하는 설명도이다. 도 15에 도시된 바와 같이, S6에 의한 보정에 의해, 구분 영역(304a, 304b)의 형상을 보다 세밀하게 할 수 있다.
도 16에 있어서, 케이스(C1)는, 복셀(304) 내에서 구(305)가 통과 가능한 구분 영역(304a, 304b)을 특정한 후에, 구(305)보다 작은 구(306)로 보정하는 경우를 도시한다. 또한, 케이스(C2)는, 처음부터 구(305)보다 작은 구(306)를 이용하여 구분 영역을 특정하는 경우를 도시한다. 케이스(C2)가 나타내는 바와 같이, 처음부터 구(306)를 이용하여 구분 영역을 특정하면, 하나로 연결된 구분 영역(304a)이 특정된다. 이에 비해, 케이스(C1)에서는, 처음에 큰 구(305)를 이용하여 구분 영역을 특정한 후에, 작은 구(306)를 이용하여 보정하기 때문에, 2개의 구분 영역(304a, 304b)을 특정한 후에, 구분 영역(304a, 304b)의 형상을 세밀하게 보정할 수 있다.
도 2로 되돌아가서, S6에 이어서, 출력부(50)는, S6까지의 처리 결과를 출력한다(S7). 구체적으로는, 출력부(50)는, 3차원 형상 데이터가 나타내는 3차원 형상 내의 빈 영역[구분 영역(304a, 304b) 등]에 대응하는 복셀을 표시 화면 등에 출력한다.
도 17, 도 18은 표시 화면을 설명하는 설명도이다. 도 17에 도시된 바와 같이, 표시 화면(400)은, 조작 영역(401)과, 트리 표시 영역(402)과, 3차원 형상 표시 영역(403)을 갖는다.
조작 영역(401)은, 각종의 조작 버튼을 갖는 영역이며, 사용자로부터의 조작 지시를 접수한다. 트리 표시 영역(402)은, 3차원 형상 표시 영역(403)에 표시하는 표시 부재를 트리 형식으로 표시하는 영역이다. 트리 표시 영역(402)의 트리(402a)에는, 3차원 형상 표시 영역(403)에 표시하는 표시 부재마다 브랜치(branch; 402b)가 설정되어 있다. 사용자는, 브랜치(402b)에 있어서의 체크 박스를 온/오프함으로써, 3차원 형상 표시 영역(403)에 있어서의 표시 부재의 표시의 있음/없음을 지시할 수 있다.
S7에서는, 3차원 형상 데이터가 나타내는 3차원 형상(300) 내의 빈 영역[구분 영역(304a, 304b)]에 대응하는 복셀이 3차원 형상 표시 영역(403)에 표시된다. 이에 의해, 사용자는, 3차원 형상 데이터가 나타내는 3차원 형상(300) 내의 빈 영역을 복셀로 확인할 수 있다. 또한, 사용자는, 트리 표시 영역(402)의 브랜치(402b, 402c)에 있어서의 체크 박스를 온/오프함으로써, 3차원 형상(300) 및 복셀의 표시를 전환할 수 있다.
구체적으로는, 도 18에 도시된 바와 같이, 브랜치(402c)의 체크 박스를 온으로 하고, 브랜치(402b)의 체크 박스를 오프로 함으로써, 3차원 형상(300)을 없애고 복셀을 표시할 수 있다.
이상과 같이, 정보 처리 장치(1)는, 3차원 형상을 복셀화하여 3차원 형상에 대응하는 제1 복셀을 생성하고, 제1 복셀의 외주의 외측의 영역을 특정하며, 특정된 외측의 영역을 제2 복셀로서 설정한다. 그리고, 정보 처리 장치(1)는, 복셀로서 설정된 영역과 복셀로서 설정되어 있지 않은 영역을 반전시키는 반전 처리(역복셀화)를 실행하여, 3차원 형상 내의 빈 영역에 대응한 형상(복셀)을 특정한다. 이와 같이, 정보 처리 장치(1)는, 단순히 3차원 형상을 표현할 수 있는 복셀을 이용하여 3차원 형상 내의 빈 영역에 대응한 형상을 특정하기 때문에, BREP나 패싯 등의 3차원 형상 데이터와 비교하여 각종 연산에 따른 처리 부하를 억제하고, 빈 영역의 추출을 용이하게 행할 수 있다.
한편, 도시한 각 장치의 각 구성 요소는, 반드시 물리적으로 도시한 바와 같이 구성되어 있는 것을 요하지 않는다. 즉, 각 장치의 분산·통합의 구체적 형태는 도시된 것에 한정되지 않고, 그 전부 또는 일부를, 각종의 부하나 사용 상황 등에 따라, 임의의 단위로 기능적 또는 물리적으로 분산·통합하여 구성할 수 있다.
또한, 정보 처리 장치(1)에 의해 행해지는 각종 처리 기능은, CPU[또는 MPU, MCU(Micro Controller Unit) 등의 마이크로컴퓨터] 상에서, 그 전부 또는 임의의 일부를 실행하도록 해도 좋다. 또한, 각종 처리 기능은, CPU(또는 MPU, MCU 등의 마이크로컴퓨터)에 의해 해석 실행되는 프로그램 상, 또는 와이어드 로직에 의한 하드웨어 상에서, 그 전부 또는 임의의 일부를 실행하도록 해도 되는 것은 물론이다. 또한, 정보 처리 장치(1)에 의해 행해지는 각종 처리 기능은, 클라우드 컴퓨팅에 의해, 복수의 컴퓨터가 협동하여 실행해도 좋다.
그런데, 상기한 실시형태에서 설명한 각종의 처리는, 미리 준비된 프로그램을 컴퓨터에서 실행함으로써 실현될 수 있다. 그래서, 이하에서는, 상기한 실시형태와 동일한 기능을 갖는 프로그램을 실행하는 컴퓨터(하드웨어)의 일례를 설명한다. 도 19는 실시형태에 따른 정보 처리 장치(1)의 하드웨어 구성예를 도시한 블록도이다.
도 19에 도시된 바와 같이, 정보 처리 장치(1)는, 각종 연산 처리를 실행하는 CPU(101)와, 데이터 입력을 접수하는 입력 장치(102)와, 모니터(103)와, 스피커(104)를 갖는다. 또한, 정보 처리 장치(1)는, 기억 매체로부터 프로그램 등을 판독하는 매체 판독 장치(105)와, 각종 장치와 접속하기 위한 인터페이스 장치(106)와, 유선 또는 무선에 의해 외부 기기와 통신 접속하기 위한 통신 장치(107)를 갖는다. 또한, 정보 처리 장치(1)는, 각종 정보를 일시 기억하는 RAM(108)과, 하드 디스크 장치(109)를 갖는다. 또한, 정보 처리 장치(1) 내의 각부(101∼109)는 버스(110)에 접속된다.
하드 디스크 장치(109)에는, 상기한 실시형태에서 설명한 제1 복셀화부(10), 제2 복셀화부(20), 역복셀화부(30), 영역 특정부(40), 출력부(50) 및 설정부(60)에 있어서의 각종의 처리를 실행하기 위한 프로그램(111)이 기억된다. 또한, 하드 디스크 장치(109)에는, 프로그램(111)이 참조하는 각종 데이터(112)(예컨대 3차원 형상 데이터 등)가 기억된다. 입력 장치(102)는, 예컨대, 정보 처리 장치(1)의 조작자로부터 조작 정보의 입력을 접수한다. 모니터(103)는, 예컨대, 조작자가 조작하는 각종 화면[예컨대 설정 화면(200), 표시 화면(400) 등]을 표시한다. 인터페이스 장치(106)는, 예컨대 인쇄 장치 등이 접속된다. 통신 장치(107)는, LAN(Local Area Network) 등의 통신 네트워크와 접속되어, 통신 네트워크를 통한 외부 기기와의 사이에서 각종 정보를 교환한다.
CPU(101)는, 하드 디스크 장치(109)에 기억된 프로그램(111)을 읽어내고, RAM(108)에 전개하여 실행함으로써, 각종의 처리를 행한다. 한편, 프로그램(111)은, 하드 디스크 장치(109)에 기억되어 있지 않아도 좋다. 예컨대, 정보 처리 장치(1)가 판독 가능한 기억 매체에 기억된 프로그램(111)을 읽어내어 실행하도록 해도 좋다. 정보 처리 장치(1)가 판독 가능한 기억 매체는, 예컨대, CD-ROM이나 DVD 디스크, USB(Universal Serial Bus) 메모리 등의 휴대형 기록 매체, 플래시 메모리 등의 반도체 메모리, 하드 디스크 드라이브 등이 대응한다. 또한, 공중 회선, 인터넷, LAN 등에 접속된 장치에 이 프로그램(111)을 기억시켜 두고, 정보 처리 장치(1)가 이들로부터 프로그램(111)을 읽어내어 실행하도록 해도 좋다.
1: 정보 처리 장치 10: 제1 복셀화부
20: 제2 복셀화부 30: 역복셀화부
40: 영역 특정부 50: 출력부
60: 설정부 101: CPU
102: 입력 장치 103: 모니터
104: 스피커 105: 매체 판독 장치
106: 인터페이스 장치 107: 통신 장치
108: RAM 109: 하드 디스크 장치
110: 버스 111: 프로그램
112: 각종 데이터 200: 설정 화면
201, 202: 설정 영역 203: 설정 버튼
300: 3차원 형상 301: 복셀 형상
301a: 입체 302: 공통 영역
302a∼302c: 영역 302d: 공통 영역
302e: 중공 영역 303, 304: 복셀
304a∼304c: 구분 영역 305, 306: 구
400: 표시 화면 401: 조작 영역
402: 트리 표시 영역 403: 3차원 형상 표시 영역
402a: 트리 402b, 402c: 브랜치
C1, C2: 케이스

Claims (10)

  1. 3차원 형상을 복셀화(voxelizing)하여 상기 3차원 형상에 대응하는 제1 복셀(voxel)을 생성하고,
    생성된 상기 제1 복셀을 포함하는 입방체 또는 직방체의 각 면으로부터 상기 입방체 또는 직방체의 내측을 향해, 상기 제1 복셀에 충돌할 때까지 각 면에 수직인 선을 연장시킨 경우에, 적어도 서로 직교하는 3개의 면으로부터 연장시킨 선이 교차하는지의 여부에 따라 상기 제1 복셀의 외주의 외측의 영역을 특정하며,
    특정된 상기 외측의 영역을 제2 복셀로서 설정하고,
    상기 입방체 또는 직방체에 대해 복셀로서 설정된 영역과 복셀로서 설정되어 있지 않은 영역을 반전시키는 반전 처리를 실행하는
    처리를 컴퓨터에 실행시키는 것을 특징으로 하는 복셀화 처리 프로그램을 저장하는 기록 매체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복셀화 처리 프로그램은 또한, 상기 반전 처리 후에 복셀로서 설정된 영역 내에서, 특정한 크기의 구(球) 또는 입방체가 연속해서 통과 가능한 영역을 특정하는 처리를 컴퓨터에 실행시키는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 반전 처리 후에 특정하는 처리는, 상기 특정한 크기의 구 또는 입방체가 연속해서 통과 가능한 영역마다, 상기 영역의 외주에 있어서 상기 특정한 크기의 구 또는 입방체보다 작은 구 또는 입방체가 연속해서 통과 가능한 영역으로 보정하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  4. 3차원 형상을 복셀화하여 상기 3차원 형상에 대응하는 제1 복셀을 생성하고,
    생성된 상기 제1 복셀을 포함하는 특정한 3차원 공간의 영역 중, 3축 방향 각각에 있어서, 상기 특정한 3차원 공간의 영역의 외주로부터 연속해서 복셀이 설정되어 있지 않은 영역을 특정하고, 특정된 상기 영역 각각에 공통되는 공통 영역을 특정하며,
    특정된 상기 공통 영역을 제2 복셀로서 설정하고,
    상기 특정한 3차원 공간의 영역에 대해 복셀로서 설정된 영역과 복셀로서 설정되어 있지 않은 영역을 반전시키는 반전 처리를 실행하는
    처리를 컴퓨터에 실행시키는 것을 특징으로 하는 복셀화 처리 프로그램을 저장하는 기록 매체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 공통 영역은, 적어도 일부가 상기 특정한 3차원 공간의 영역의 외주에 접하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  6. 3차원 형상을 복셀화하여 상기 3차원 형상에 대응하는 복셀을 생성하고,
    생성된 상기 복셀을 포함하는 특정한 3차원 공간의 영역 중, 연장선 상에 상기 복셀이 존재하지 않고, 시점(始點)을 공유하는 서로 직교하는 3개의 벡터를 형성할 수 있는 영역을 특정하며,
    특정된 상기 영역을 복셀로서 설정하고,
    상기 특정한 3차원 공간의 영역에 대해 복셀로서 설정된 영역과 복셀로서 설정되어 있지 않은 영역을 반전시키는 반전 처리를 실행하는
    처리를 컴퓨터에 실행시키는 것을 특징으로 하는 복셀화 처리 프로그램을 저장하는 기록 매체.
  7. 3차원 형상을 복셀화하여 상기 3차원 형상에 대응하는 제1 복셀을 생성하고,
    생성된 상기 제1 복셀을 포함하는 입방체 또는 직방체의 각 면으로부터 상기 입방체 또는 직방체의 내측을 향해, 상기 제1 복셀에 충돌할 때까지 각 면에 수직인 선을 연장시킨 경우에, 적어도 서로 직교하는 3개의 면으로부터 연장시킨 선이 교차하는지의 여부에 따라 상기 제1 복셀의 외주의 외측의 영역을 특정하며,
    특정된 상기 외측의 영역을 제2 복셀로서 설정하고,
    상기 입방체 또는 직방체에 대해 복셀로서 설정된 영역과 복셀로서 설정되어 있지 않은 영역을 반전시키는 반전 처리를 실행하는
    처리를 컴퓨터가 실행하는 것을 특징으로 하는 복셀화 처리 방법.
  8. 3차원 형상을 복셀화하여 상기 3차원 형상에 대응하는 제1 복셀을 생성하고,
    생성된 상기 제1 복셀을 포함하는 특정한 3차원 공간의 영역 중, 3축 방향 각각에 있어서, 상기 특정한 3차원 공간의 영역의 외주로부터 연속해서 복셀이 설정되어 있지 않은 영역을 특정하고, 특정된 상기 영역 각각에 공통되는 공통 영역을 특정하며,
    특정된 상기 공통 영역을 제2 복셀로서 설정하고,
    상기 특정한 3차원 공간의 영역에 대해 복셀로서 설정된 영역과 복셀로서 설정되어 있지 않은 영역을 반전시키는 반전 처리를 실행하는
    처리를 컴퓨터가 실행하는 것을 특징으로 하는 복셀화 처리 방법.
  9. 3차원 형상을 복셀화하여 상기 3차원 형상에 대응하는 제1 복셀을 생성하는 제1 복셀화부와,
    생성된 상기 제1 복셀을 포함하는 입방체 또는 직방체의 각 면으로부터 상기 입방체 또는 직방체의 내측을 향해, 상기 제1 복셀에 충돌할 때까지 각 면에 수직인 선을 연장시킨 경우에, 적어도 서로 직교하는 3개의 면으로부터 연장시킨 선이 교차하는지의 여부에 따라 상기 제1 복셀의 외주의 외측의 영역을 특정하고, 특정된 상기 외측의 영역을 제2 복셀로서 설정하는 제2 복셀화부와,
    상기 입방체 또는 직방체에 대해 복셀로서 설정된 영역과 복셀로서 설정되어 있지 않은 영역을 반전시키는 반전 처리를 실행하는 역복셀화부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 처리 장치.
  10. 3차원 형상을 복셀화하여 상기 3차원 형상에 대응하는 제1 복셀을 생성하는 제1 복셀화부와,
    생성된 상기 제1 복셀을 포함하는 특정한 3차원 공간의 영역 중, 3축 방향 각각에 있어서, 상기 특정한 3차원 공간의 영역의 외주로부터 연속해서 복셀이 설정되어 있지 않은 영역을 특정하고, 특정된 상기 영역 각각에 공통되는 공통 영역을 특정하며, 특정된 상기 공통 영역을 제2 복셀로서 설정하는 제2 복셀화부와,
    상기 특정한 3차원 공간의 영역에 대해 복셀로서 설정된 영역과 복셀로서 설정되어 있지 않은 영역을 반전시키는 반전 처리를 실행하는 역복셀화부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 처리 장치.
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