WO2016147441A1 - プログラム、情報処理装置、及びデータ処理方法 - Google Patents
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Abstract
実施形態のプログラムは、取得ステップと、第1の生成ステップと、第2の生成ステップと、第3の生成ステップと、をコンピュータに実行させる。取得ステップは、第1の3次元形状の表面位置の3次元座標を含む第1の点群データを取得する。第1の生成ステップは、第1の点群データで表される第1の3次元形状の表面形状を、3次元形状である要素形状を用いて変更した、第2の3次元形状の表面位置の3次元座標を含む第2の点群データを生成する。第2の生成ステップは、第2の点群データから、3次元形状の表面を曲面で表したサーフェスモデル又は3次元形状の体積を有するソリッドモデルで第2の3次元形状を示す第2の形状データを生成する。第3の生成ステップは、サーフェスモデル又はソリッドモデルの要素形状データと、第2の形状データと、を合成して、第1の3次元形状のサーフェスモデル又はソリッドモデルを表した第1の形状データを生成する。
Description
本発明の実施形態は、プログラム、情報処理装置、及びデータ処理方法に関する。
従来、3次元スキャナは、物質の3次元形状の表面の3次元座標を示した点群で構成される点群データを生成する。当該点群データは3次元処理に適さないことが多いため、サーフェスモデルやソリッドモデルの3次元形状データ(例えば、CADで用いる3次元CADモデルデータ)に変換してから用いることが多かった。
しかしながら、従来技術においては、点群データから、自由曲面形状等を用いて3次元形状データを生成する際に、穴部やツメ部などの箇所で適切にデータを変換するのが難しい場合もある。変換がうまくいかなかった場合は、オペレータが修正する必要があるため、作業の負担が生じる。
実施形態のプログラムは、取得ステップと、第1の生成ステップと、第2の生成ステップと、第3の生成ステップと、をコンピュータに実行させる。取得ステップは、第1の3次元形状の表面位置の3次元座標を含む第1の点群データを取得する。第1の生成ステップは、第1の点群データで表される第1の3次元形状の表面形状を、3次元形状である要素形状を用いて変更した、第2の3次元形状の表面位置の3次元座標を含む第2の点群データを生成する。第2の生成ステップは、第2の点群データから、3次元形状の表面を曲面で表したサーフェスモデル又は3次元形状の体積を有する固体情報として表したソリッドモデルで第2の3次元形状を示す第2の形状データを生成する。第3の生成ステップは、サーフェスモデル又はソリッドモデルで要素形状を示した要素形状データと、第2の形状データと、を合成して、第1の3次元形状のサーフェスモデル又はソリッドモデルを表した第1の形状データを生成する。
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるプログラム、情報処理装置、及びデータ処理方法の好適な実施形態を詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態の3次元オブジェクト生成システムの構成例を示した図である。図1に示されるように、3次元オブジェクト生成システムは、情報処理装置100と、3次元スキャナ170と、3次元プリンタ180と、で構成されている。
図1は、第1の実施形態の3次元オブジェクト生成システムの構成例を示した図である。図1に示されるように、3次元オブジェクト生成システムは、情報処理装置100と、3次元スキャナ170と、3次元プリンタ180と、で構成されている。
3次元スキャナ170は、スキャン対象の物体に基づいて、当該物体の3次元形状の表面位置を3次元座標として表した点群データを生成する。そして、3次元スキャナ170は、生成した点群データを、情報処理装置100に送信する。
本実施形態の3次元スキャナ170による、物体の3次元形状の表面位置を計測する手法としては、どのような手法を用いても良い。例えば、照射されたレーザを物体に対して照射した後、反射されたレーザを光学式センサが検出し、レーザが反射した位置を当該物体の表面とみなし、当該位置の座標を示す点の集まりを点群データとして取得する手法がある。また、光学式センサは、回転関節を複数組み合わせたアームの先端に設けられ、当該アームにより移動制御が行われる。
他の例としては、光学センサを設けた3次元測定器で、物体の表面に接触して計測する手法や、光学式センサが複数設置された装置で、当該複数の光学式センサが、測定対象の周囲を移動し、撮影を行うことで、物体の表面までの距離を計測する手法などが考えられる。
本実施形態では、点群データとして、物体の3次元形状の表面上の各点の位置を3次元座標系(例えばXYZ軸座標系)の座標として含まれる例について説明するが、点群データとして、ポリゴン三角形の各頂点の位置を3次元座標として含まれるポリゴンデータを用いても良い。
3次元プリンタ180は、3次元CADモデルデータに従って材料を付着させることで、3次元形状の物体を生成する装置とする。
本実施形態の3次元プリンタ180による、物体の造形手法としてはどのような手法を用いても良く、例えば、押し出し堆積、材料噴射堆積、結合材噴射、シート堆積、液槽光重合、又は粉末床融結合などの方式を用いても良い。
また、本実施形態の3次元CADモデルデータは、3次元プリンタや3次元CADで使用可能な3次元形状データであって、物質の表面を自由曲面で3次元形状を表すサーフェスモデル、又は体積を有する3次元の固体として3次元形状を表すソリッドモデルで、3次元物体を表現するデータとする。
図1に示されるように、情報処理装置100は、ROM101と、RAM102と、記憶装置103と、CPU104と、第1の接続I/F105と、第2の接続I/F106と、入力デバイス107と、表示装置108と、を備えている。
例えば、情報処理装置100は、ROM101や記憶装置103に格納されているOSやプログラムを、CPU104で実行し、RAM102を作業領域として用いることで様々な処理を実行できる。
第1の接続I/F105、及び第2の接続I/F106は、例えば、USB(Universal Serial Bus)コントローラを内蔵したUSB規格のインタフェース等が考えられる。本実施形態の第1の接続I/F105は、3次元スキャナ170と接続し、第2の接続I/F106は、3次元プリンタ180と接続する。
本実施形態の情報処理装置100は、記憶装置103に格納されている、3次元CADモデル生成プログラム150を実行する。3次元CADモデル生成プログラム150は、第1の接続I/F105を介して接続されている3次元スキャナ170から入力された点群データを、3次元CADモデルデータに変換する。3次元CADモデル生成プログラム150は、3次元CADモデルデータに変換する際に、要素形状記憶DB160を参照する。
そして、3次元CADモデル生成プログラム150は、変換された3次元CADモデルデータを、第2の接続I/F106を介して接続されている3次元プリンタ180に出力する。これにより、3次元スキャナ170で読み込んだ3次元形状の物質を出力できる。
本実施形態は、3次元CADモデル生成プログラム150を単体のプログラムとして適用する例について説明するが、単体のプログラムに制限するものではなく、3次元CADプラグにアドインするプログラム等であっても良い。
入力デバイス107は、オペレータからの操作を受け付け、3次元CADモデル生成プログラム150に対して実行する処理の指示を行う。
表示装置108は、様々な情報を表示する。例えば、表示装置108は、読み込んだ点群データや3次元CADモデルデータによる3次元形状を表示する。
図2は、本実施形態における記憶装置103の構成例を示したブロック図である。図2に示されるように、3次元CADモデル生成プログラム150は、取得部201と、指定受付部202と、補完データ生成部203と、3次元モデル生成部204と、3次元モデル合成部205と、を備えている。そして、CPU104が、記憶装置103に記憶された、3次元CADモデル生成プログラム150を読み込むことで、図2に示される各構成が処理を行う。また、記憶装置103は、3次元CADモデル生成プログラム150が利用するための要素形状記憶データベース160を記憶する。
本実施形態の3次元CADモデル生成プログラム150は、3次元スキャナ170から読み込んだ点群データを、3次元プリンタ180が読み込み可能な3次元CADモデルデータに変換する。
図3は、本実施形態の点群データで表される3次元形状を例示した図である。図3に示されるように、当該3次元形状300には、複数の要素形状で構成されている。
3次元形状300においては、長穴部301やツメ部302に示されるような、局所的に変化している要素形状(本実施形態では、点群データで表される3次元形状を構成する要素である3次元形状、又は点群データで表される3次元形状の一部を補完する要素となる3次元形状を、要素形状と称する)を含んでいる。これら要素形状を含んだ3次元形状300の点群データを、3次元CADモデルデータに変換すると、これら要素形状の影響で、面の変形や、曲面の欠落が生じる。場合によっては、面が作成できないような状況も存在する。これは、要素形状の部分において自由曲面又は固体として連続性を保つのが難しいために生じるものである。
このような状況が生じた場合、従来、オペレータが、3次元CAD等を用いて3次元CADモデルを修正していた。このため、作業負担が生じると共に、作業に時間を要することも多かった。
そこで、本実施形態の3次元CADモデル生成プログラム150では、データ変換を行う前に、3次元形状から、局所的に変化している要素形状を取り除くこととした。そして、3次元CADモデル生成プログラム150は、当該要素形状を取り除いた3次元形状の点群データと、要素形状の点群データと、の各々についてデータ変換を行い、3次元CADモデルデータを生成する。そして、生成した各々の3次元CADモデルを合成して、元の3次元形状の3次元CADモデルデータを生成する。
本実施形態では、要素形状を取り除いた3次元形状と、当該要素形状と、を別の点群データとして処理することで、自由曲面又は固体として連続性を保つのが容易となり、精度の高い3次元CADモデルデータを生成することができる。
なお、本実施形態の3次元CADモデルデータは、3次元CAD等のアプリケーションや3次元プリンタ等で読み込み可能なデータであって、サーフェスモデル又はソリッドモデルにより3次元形状を保持している。サーフェスモデルは、3次元形状の表面を表した自由曲面の集合で、3次元形状を表すモデルとする。ソリッドモデルは、体積情報を有する3次元座標系上の固体として3次元形状を表すモデルとする。次に、3次元CADモデル生成プログラム150の構成について説明する。
図2に戻り、取得部201は、3次元CADモデルデータの生成の対象となる、点群データを取得する。本実施形態の取得部201は、3次元スキャナ170から、点群データを取得するが、点群データの取得先を3次元スキャナ170に制限するものではなく、公衆ネットワークを介して接続された情報処理装置等から取得しても良い。
指定受付部202は、入力デバイス107を介して、取得部201が取得した点群データで示される3次元形状から取り除く要素形状を指定する操作を受け付ける。また、指定受付部202は、当該3次元形状に追加する要素形状を指定する操作を受け付ける。
例えば、図3で示される例では、指定受付部202は、長穴部301やツメ部302を選択し、長穴部301やツメ部302を埋める、換言すれば3次元形状に追加する要素形状を指定する操作を受け付ける。
本実施形態では、指定受付部202が要素形状を指定した際に、指定受付部202は、当該要素形状を示す点群データと、当該要素形状が配置されていた位置を示した位置情報と、をRAM102に記憶する。位置情報で示される、当該要素形状が配置されていた位置は、3次元CADモデルデータを合成する際に用いる。
また、指定受付部202は、当該要素形状を示す点群データを、要素形状記憶データベース160に記憶する。これにより、指定受付部202は、これから先、取得部201が点群データを取得した場合に、当該点群データの3次元形状の一部と形状が近似した要素形状の点群データが、要素形状記憶データベース160に記憶されている場合に、当該要素形状を表示装置108に表示する。
そして、指定受付部202は、表示装置108に、当該要素形状を指定するか否かのメッセージ画面を表示する。そして、指定受付部202は、要素形状を指定する旨の操作を受け付けた場合に、(要素形状記憶データベース160に記憶されていた点群データの)当該要素形状を、取得部201が取得した点群データの3次元形状を補完するために用いる。
補完データ生成部203は、取得部201が取得した点群データで表される3次元形状の表面形状が、要素形状を用いて変更された補完点群データを生成する。当該要素形状は、指定受付部202により指定された要素形状でも良いし、要素形状記憶データベース160に点群データとして記憶されていた要素形状でも良い。
なお、本実施形態の要素形状は、取得部201が取得した点群データで表される3次元形状の表面の穴部、凸部、又は凹部を補完する要素形状とする。例えば、当該3次元形状の表面に有する穴部や凹部を埋める要素形状や、当該表面に有する凸部を除去する要素形状が考えられる。
また、指定受付部202により指定された要素形状が、まだ要素形状記憶データベース160に登録されていない場合、補完データ生成部203は、当該要素形状を表した点群データを生成する。そして、生成された点群データは、要素形状記憶データベース160に記憶される。
要素形状記憶データベース160は、要素形状を示した点群データを記憶している。要素形状記憶データベース160に記憶される点群データは、指定受付部202により指定された要素形状の点群データの他、予め要素形状の点群データを記憶していても良い。また、要素形状記憶データベース160は、形状等の修正を行った要素形状の点群データ等であっても良い。
3次元モデル生成部204は、補完点群データから、補完3次元CADモデルデータを生成する。補完3次元CADモデルデータは、要素形状で補完された3次元形状を表している3次元CADモデルデータとする。
さらに、3次元モデル生成部204は、要素形状を示した点群データから、要素形状を表した要素3次元CADモデルデータを生成する。
3次元モデル合成部205は、補完3次元CADモデルデータと、要素3次元CADモデルデータと、に基づいて、取得部201が取得した点群データで表された3次元形状のサーフェスモデル又はソリッドモデルを表した、3次元CADモデルデータを生成する。
例えば、要素3次元CADモデルデータが、3次元形状の穴部を埋める要素形状を表している場合、3次元モデル合成部205は、補完3次元CADモデルデータで示される3次元形状から、要素3次元CADモデルデータで示された要素形状を取り除くことで、穴部が設けられた3次元形状の3次元CADモデルデータを生成する。なお、要素形状を取り除く位置は、指定受付部202によりRAM102に記憶された、当該要素形状が配置されていた位置とする。
他の例としては、要素3次元CADモデルデータが、3次元形状から取り除かれた凸部の要素形状を表している場合、3次元モデル合成部205は、補完3次元CADモデルデータで示される3次元形状に、要素3次元CADモデルデータで示された要素形状を追加することで、凸部が設けられた3次元形状の3次元CADモデルデータを生成する。
図4は、本実施形態の3次元CADモデル生成プログラム150が行う処理の概念を例示した図である。図4(A)は、取得部201が取得した、穴部401が設けられた3次元形状400を表した点群データである。このような点群データを3次元CADモデルデータに変換する場合、穴部401の周辺で形状の変換が適切に行われない可能性がある。
そこで、図4(B)に示されるように、補完データ生成部203が、当該穴部401を埋めた3次元形状410の補完点群データを生成する。また、補完データ生成部203が、穴部401の3次元形状411を示した点群データも生成する。
そして、図4(C)に示されるように、3次元モデル生成部204が、補完点群データに対してデータ変換を行い、穴部401が埋められた3次元形状420を表した補完3次元CADモデルデータを生成する。さらに、3次元モデル生成部204は、点群データに対してデータ変換を行い、穴部401の3次元形状421を表した要素3次元CADモデルデータを生成する。
そして、図4(D)に示されるように、3次元モデル合成部205が、補完3次元CADモデルデータで示される3次元形状430に、要素3次元CADモデルデータで示される穴部431を設けて、3次元CADモデルデータを生成する。
本実施形態では、3次元形状の表面が急峻に変化している箇所を要素形状として分けてから、点群データを3次元CADモデルデータに変換することで、面の欠落や面のゆがみが生じるのを抑止できる。次に具体的な3次元形状を用いて説明する。
図5は、本実施形態の3次元CADモデル生成プログラム150による処理に基づく3次元形状の遷移を例示した図である。
図5(A)は、取得部201が取得した点群データで示される3次元形状を例示している。図5(A)に示される3次元形状500においては、長穴部502や、ツメ部501を有している。これら長穴部502や、ツメ部501を有した状態で3次元CADモデルデータに変換すると、当該長穴部502の輪郭領域で曲面の欠落や、ツメ部501が設けられた箇所で曲面の変形などが生じる可能性がある。
そこで、図5(B)に示されるように、補完データ生成部203が、長穴部502やツメ部501と同じ形状の要素形状を配置して、3次元形状510を補完する。補完データ生成部203は、3当該要素形状の3次元形状を示した点群データの他に、要素形状が配置される3次元形状510上の位置も記憶する。
そして、図5(C)に示されるように、3次元モデル生成部204が、補完データ生成部203により補完された後の3次元形状510を示した補完点群データを変換し、補完3次元CADモデルデータ520を生成する。なお、3次元モデル生成部204は、長穴部502やツメ部501と同じ形状の要素形状を示す点群データを変換し、要素3次元CADモデルデータを生成する。当該データ変換においては、図5(A)に示されるような長穴部502やツメ部501のような急峻に表面が変化する部分がないため、曲面の欠落や、曲面の変形は生じない。
そして、図5(D)に示されるように、3次元モデル合成部205が、補完3次元CADモデルデータで示される3次元形状530に対して、要素3次元CADモデルデータで表される要素形状(例えば長穴部531やツメ部)を配置する。なお、当該配置は、図5(B)で記憶された位置に基づいて行われる。当該配置を自動的に実行できるので、オペレータの作業負担を軽減できる。
これにより、図5(E)に示されるような、取得部201が取得した点群データの3次元形状540が示された3次元CADモデルデータを生成できる。このように3次元CADモデルデータのデータ変換を別々に行った後に合成することで、曲面の欠落や曲面の変形が生じていない3次元形状の3次元CADモデルデータを生成できる。
次に、本実施形態の3次元オブジェクト生成システムにおける全体的な処理について説明する。図6は、本実施形態の3次元オブジェクト生成システムにおける上述した処理の手順を示すフローチャートである。
まず、3次元スキャナ170が、物体をスキャンして、当該物体の表面位置を3次元座標で示した点群データを生成する(S601)。
そして、3次元スキャナ170は、生成された点群データを、情報処理装置100に送信する(S602)。
情報処理装置100の取得部201は、第1の接続I/F105を介して、3次元スキャナ170から送信された点群データを取得する(S611)。
次に、情報処理装置100の3次元CADモデル生成プログラム150は、取得した点群データによる3次元形状を、表示装置108に表示する(S612)。
そして、指定受付部202は、表示されている3次元形状に、要素形状記憶DB160に記憶されている要素形状が含まれているか否かを判定する(S613)。含まれていないと判定した場合(S613:No)、S615の処理に進む。
一方、指定受付部202は、表示されている3次元形状に、要素形状記憶DB160に記憶されている要素形状が含まれていると判定した場合(S613:Yes)、当該要素形状を表示する(S614)。これにより、オペレータは、表示されている要素形状を、3次元形状を補完する要素形状として指定できる。
次に、指定受付部202は、表示されている3次元形状のうち、補完する要素形状の指定を受け付ける(S615)。なお、要素形状を指定する操作は、例えば、3次元CAD等で行われている要素形状を指定する操作と同様の操作であっても良い。
補完データ生成部203は、S614及びS615のうちいずれか一つ以上で指定された要素形状で補完された3次元形状を示す補完点群データを生成する(S616)。また、補完データ生成部203は、必要に応じて、指定された要素形状を示す要素点群データを生成する。
補完データ生成部203は、生成された要素点群データと、当該要素点群データで示された要素形状の、元の3次元形状上における位置情報と、をRAM102上に記憶する(S617)。また、補完データ生成部203は、必要に応じて、生成した要素点群データを、要素形状記憶DB160に記憶する。
3次元モデル生成部204は、要素形状を示した要素点群データに対してデータ変換を行い、要素形状を示した要素3次元CADモデルデータを生成する(S618)。
3次元モデル生成部204は、要素形状で補完された3次元形状を示した補完点群データに対してデータ変換を行い、要素形状で補完された3次元形状を示した補完3次元CADモデルデータを生成する(S619)。
3次元モデル合成部205は、3次元CADモデルデータを合成する(S620)。本実施形態の3次元モデル合成部205は、補完3次元CADモデルデータで示される3次元形状に対して、要素3次元CADモデルデータで示される要素形状を、S617で記憶された位置情報で示される位置に配置した、3次元形状を示す3次元CADモデルデータを生成する。
そして、3次元CADモデル生成プログラム150は、S620で合成された3次元CADモデルデータを、3次元プリンタ180に送信する(S621)。
3次元プリンタ180は、情報処理装置100から、3次元CADモデルデータを受信する(S631)。
3次元プリンタ180は、受信した3次元CADモデルデータに基づいて、3次元オブジェクトを出力する(S632)。
本実施形態の3次元オブジェクト生成システムでは、上述した処理手順により、3次元CADモデルに対して曲面の変形や欠落等を修正する負担を軽減した上で、精度の高い3次元オブジェクトを出力できる。
本実施形態の3次元オブジェクト生成システムでは、要素形状記憶データベース160が、要素形状を示した点群データを記憶する例について説明した。しかしながら、本実施形態は、記憶する要素形状を、点群データに制限するものではない。変形例としては、要素形状記憶DB160が、要素形状を示した点群データと、要素形状を示した3次元CADモデルデータ(要素3次元CADモデルデータ)と、を対応付けて記憶しても良い。このような変形例では、第1の実施形態と同様の手順で、要素形状で補完された3次元形状を示した補完3次元CADモデルデータの生成まで行う。その後、変形例の3次元モデル合成部205が、補完3次元CADモデルデータと、予め記憶されていた要素3次元CADモデルデータと、を合成する。これにより、第1の実施形態と同様の効果を得られる。
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、情報処理装置100において、3次元スキャナ170が生成する点群データを、3次元プリンタ180で読み込み可能な3次元CADモデルデータに変換する例について説明した。しかしながら、データの変換は、情報処理装置で行う場合に制限するものではない。そこで、第2の実施形態では、3次元スキャナでデータ変換を行う例について説明する。
第1の実施形態では、情報処理装置100において、3次元スキャナ170が生成する点群データを、3次元プリンタ180で読み込み可能な3次元CADモデルデータに変換する例について説明した。しかしながら、データの変換は、情報処理装置で行う場合に制限するものではない。そこで、第2の実施形態では、3次元スキャナでデータ変換を行う例について説明する。
図7は、第2の実施形態の3次元スキャナ、及び3次元プリンタの構成例を示した図である。図7に示されるように、3次元スキャナ700と、3次元プリンタ180と、が接続されているものとする。
3次元スキャナ700は、3次元スキャナ部701と、制御部702と、記憶部703と、接続I/F704と、入力部705と、表示装置706と、を備えている。なお、第1の実施形態と同様の構成は、第1の実施形態と同様の符号を割り当て、説明を省略する。
3次元スキャナ部701は、光学式センサ711と、センサ移動制御部712と、を備え、物体の3次元形状を読み取って、点群データを生成する。例えば、センサ移動制御部712が、光学式センサ711の移動制御を行うと共に、光学式センサ711が物体の3次元形状の表面の位置を検出することで、点群データを生成する。
記憶部703は、3次元CADモデル生成プログラム150と、要素形状記憶データベース160と、を記憶する。
制御部702は、図示しないCPUとROMとRAMとを備えており、記憶部703に記憶された3次元CADモデル生成プログラム150を実行することで、第1の実施形態の図2と同様の構成を実現する。
そして、3次元CADモデル生成プログラム150は、3次元スキャナ部701により生成された点群データから、3次元CADモデルデータを生成する。なお、3次元CADモデル生成プログラム150が3次元CADモデルデータを生成する手順は、第1の実施形態と同様の処理を行うものとして説明を省略する。その際に、第1の実施形態と同様に、表示装置706に3次元形状を表示すると共に、入力部705が、要素形状の指定する操作を受け付ける。
そして、3次元スキャナ700は、生成した3次元CADモデルデータを、3次元プリンタに送信する。
本実施形態の3次元スキャナ700は、上述した構成を備えることで、第1の実施形態の情報処理装置100と同様の処理を実現し、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第3の実施形態)
第2の実施形態では、3次元スキャナ700側で、点群データを、3次元CADモデルにデータ変換する例について説明した。第3の実施形態では、3次元プリンタ側で実行する例について説明する。
第2の実施形態では、3次元スキャナ700側で、点群データを、3次元CADモデルにデータ変換する例について説明した。第3の実施形態では、3次元プリンタ側で実行する例について説明する。
本実施形態においては、3次元スキャナと、3次元プリンタと、が接続されている。そして、3次元スキャナが、点群データを生成し、生成した点群データを3次元プリンタに送信する。
3次元プリンタは、第2の実施形態の3次元スキャナ700と同様に制御部702と、記憶部703と、入力部705と、表示装置706と、を備えている。その他に、3次元プリンタは、3次元出力部を、備えている。なお、第2の実施形態と同様の構成は同一の符号を付与し、説明を省略する。
これにより、3次元プリンタの制御部702は、実行された3次元CADモデル生成プログラム150に従って、3次元スキャナから受信した点群データから、3次元CADデータを生成する。
そして、3次元出力部は、3次元CADモデル生成プログラム150により生成された3次元CADデータに基づいて、3次元CADモデルデータの3次元形状を構成する物体オブジェクトを形成する。
本実施形態の3次元プリンタは、上述した構成を備えることで、第1の実施形態の情報処理装置100と同様の処理を実現し、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、上述した実施形態では、点群データの3次元形状を補完する要素形状の指定を、オペレータが行う例について説明したが、オペレータが手動で行うことに制限するものではなく、3次元CADモデル生成プログラム150が、3次元形状のうち、曲面の変形や曲面の欠落が生じそうな箇所を閾値等に基づいて特定し、当該特定した箇所の要素形状を指定するよう制御を行っても良い。
上述した実施形態においては、点群データから、3次元CADモデルデータを生成する際に、要素形状を別の点群データにした上で、これら点群データからそれぞれ別の3次元CADモデルデータに変換してから、これら3次元CADモデルデータを合成する。これにより、データ変換の際に生じていた曲面の変形や、曲面の欠落などを抑止できる。従って、曲面を修正する際の負担を軽減できるほか、精度のよい3次元CADモデルデータを生成できる。
本実施形態の情報処理装置100で実行される3次元CADモデル生成プログラム150は、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD-ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD-R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供してもよい。
また、本実施形態の情報処理装置100で実行される3次元CADモデル生成プログラム150を、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の情報処理装置100で実行される3次元CADモデル生成プログラム150をインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
また、本実施形態の3次元CADモデル生成プログラム150を、ROM等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
Claims (9)
- 第1の3次元形状の表面位置の3次元座標を含む第1の点群データを取得する取得ステップと、
前記第1の点群データで表される前記第1の3次元形状の表面形状を、3次元形状である要素形状を用いて変更した、第2の3次元形状の表面位置の3次元座標を含む第2の点群データを生成する第1の生成ステップと、
前記第2の点群データから、3次元形状の表面を曲面で表したサーフェスモデル又は3次元形状の体積を有する固体情報として表したソリッドモデルで前記第2の3次元形状を示す第2の形状データを生成する第2の生成ステップと、
サーフェスモデル又はソリッドモデルで前記要素形状を示した要素形状データと、前記第2の形状データと、を合成して、前記第1の3次元形状のサーフェスモデル又はソリッドモデルを表した第1の形状データを生成する合成ステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。 - 前記第2の生成ステップは、さらに、前記要素形状を示す点群データから、サーフェスモデル、又はソリッドモデルで前記要素形状データを生成する、
請求項1に記載のプログラム。 - 前記第1の生成ステップは、当該第1の3次元形状の表面に有する穴部、凸部、又は凹部を補完する前記要素形状を用いて、穴部、凸部、又は凹部が補完された前記第2の3次元形状の表面位置を示した前記第2の点群データを生成する、
請求項1又は2に記載のプログラム。 - 前記コンピュータは、前記要素形状を示す点群データを記憶する記憶部を備え、
前記第1の生成ステップは、前記第1の点群データで表される前記第1の3次元形状の表面形状が、前記記憶部に記憶された前記点群データで示された前記要素形状を用いて変更された、前記第2の点群データを生成する、
請求項1乃至3のいずれか一つに記載のプログラム。 - 前記要素形状を指定する操作を受け付ける受付ステップを、さらに実行し、
前記第1の生成ステップは、前記第1の3次元形状の表面形状が、前記受付ステップで指定された前記要素形状を用いて変更された、前記第2の3次元形状の位置の座標を含む第2の点群データを生成する、
請求項1乃至4のいずれか一つに記載のプログラム。 - 第1の3次元形状の表面位置の3次元座標を含む第1の点群データを取得する取得部と、
前記第1の点群データで表される前記第1の3次元形状の表面形状を、3次元形状である要素形状を用いて変更した、第2の3次元形状の表面位置の3次元座標を含む第2の点群データを生成する第1の生成部と、
前記第2の点群データから、3次元形状の表面を曲面で表したサーフェスモデル又は3次元形状の体積を有する固体情報として表したソリッドモデルで前記第2の3次元形状を示す第2の形状データを生成する第2の生成部と、
サーフェスモデル又はソリッドモデルで前記要素形状を示した要素形状データと、前記第2の形状データと、を合成して、前記第1の3次元形状のサーフェスモデル又はソリッドモデルを表した第1の形状データを生成する合成部と、
を備える情報処理装置。 - 物体の前記第1の3次元形状を読み取って、前記第1の点群データを生成する3次元読取部を、さらに備え、
前記取得部は、前記3次元読取部により生成された前記第1の点群データを取得する、
請求項6に記載の情報処理装置。 - 前記合成ステップにより生成された前記第1の形状データに基づいて、前記第1の3次元形状を表した物体を形成する3次元出力部を、
さらに備える請求項6に記載の情報処理装置。 - 情報処理装置で実行されるデータ処理方法であって、
第1の3次元形状の表面位置の3次元座標を含む第1の点群データを取得し、
前記第1の点群データで表される前記第1の3次元形状の表面形状を、3次元形状である要素形状を用いて変更した、第2の3次元形状の表面位置の3次元座標を含む第2の点群データを生成し、
前記第2の点群データから、3次元形状の表面を曲面で表したサーフェスモデル又は3次元形状の体積を有する固体情報として表したソリッドモデルで前記第2の3次元形状を示す第2の形状データを生成し、
サーフェスモデル又はソリッドモデルで前記要素形状を示した要素形状データと、前記第2の形状データと、を合成して、前記第1の3次元形状のサーフェスモデル又はソリッドモデルを表した第1の形状データを生成する、
データ処理方法。
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