JP2006195805A - Three-dimensional data processor, three-dimensional data processing system, three-dimensional data processing method and program for making computer execute the method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、既存の３次元ＣＡＤデータを活用して所望の３次元形状の最外郭形状データを抽出することにより、新たな図面やイラストレーションを一から起さずに作成することが可能となり、作業効率を大幅に上げることのできる３次元データ処理装置、３次元データ処理システム、３次元データ処理方法、およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムに関するものである。 The present invention makes it possible to create a new drawing or illustration without starting from scratch by extracting the outermost shape data of a desired three-dimensional shape by utilizing existing three-dimensional CAD data. The present invention relates to a three-dimensional data processing apparatus, a three-dimensional data processing system, a three-dimensional data processing method, and a program for causing a computer to execute the method.
従来より、機械製品の設計等で用いるために３次元ＣＡＤデータを作成することがあり、このデータには、一般に外装データだけでなく内部機構のデータも含まれている。このように精密に作られた３次元ＣＡＤデータは、本来の目的である機械製品の設計に用いるだけでなく、商品プレゼンテーションやユーザーマニュアル等の図面作成に流用できるなら、それらに用いる図面やイラストレーションを新たに作成する必要がなくなり、作業効率を大幅に向上させることができる。このため、設計以外のさまざまな部署において、既存の３次元ＣＡＤデータを有効活用することが望まれている。 Conventionally, three-dimensional CAD data is sometimes created for use in the design of mechanical products, etc., and this data generally includes not only exterior data but also internal mechanism data. If the 3D CAD data created in this way can be used not only for the design of mechanical products, which is the original purpose, but also for the creation of drawings for product presentations and user manuals, the drawings and illustrations used for them can be used. There is no need to create a new one, and the work efficiency can be greatly improved. For this reason, it is desired to make effective use of existing three-dimensional CAD data in various departments other than the design.
そこで、内部構造のデータを含む３次元ＣＡＤデータは、データ量が膨大となるため、編集・保存・転送などに時間がかかって扱い難くなることから、形状データを省略することでデータを簡略化するという３次元モデルの最適化装置および方法があった（特許文献１参照）。 Therefore, 3D CAD data including internal structure data has a huge amount of data, so it takes time to edit, save, and transfer, making it difficult to handle. Therefore, the data can be simplified by omitting shape data. There has been a three-dimensional model optimizing apparatus and method (see Patent Document 1).
しかしながら、このような背景技術にあっては、上記特許文献１の場合、物体の３次元モデルを構成する複数の形状から１つ以上の冗長な形状を検出すると、その冗長な形状に関する形状情報を削減し、残された形状情報を用いて物体の３次元モデルを再構築するものである。すなわち、複数の形状が互いに接する部分で集約を行なって、複数の要素を連結することにより、最終的に見える形状は同じでも形状を表現する情報を削減するようにする。 However, in such a background art, in the case of the above-described Patent Document 1, when one or more redundant shapes are detected from a plurality of shapes constituting a three-dimensional model of an object, shape information regarding the redundant shapes is obtained. The three-dimensional model of the object is reconstructed using the remaining shape information. That is, aggregation is performed at a portion where a plurality of shapes are in contact with each other, and a plurality of elements are connected to reduce information expressing the shape even if the shape finally seen is the same.
このように、上記特許文献１の場合、互いに接する部分の冗長な形状情報は削減できるが、例えば外装に囲まれた機械部品のように機械部品と外装との間に空間があると、冗長な形状情報として自動的に取り除くことができないため、形状情報の軽量化に限界があるという問題があった。 As described above, in the case of the above-mentioned Patent Document 1, redundant shape information of the portions that are in contact with each other can be reduced. However, if there is a space between the machine part and the exterior, such as a machine part surrounded by the exterior, the redundant information is Since shape information cannot be automatically removed, there is a problem that there is a limit to weight reduction of shape information.
そこで、外形に不要な内部構造を取り除けばよいという発想に到るが、この内部か外部かの判断を機械的に自動化することは非常に難しく、従来は人間によって判断するという分離作業が必要であった。しかし、一般的な機械製品の場合、部品点数が数千から数万点と膨大であって、それらの部品のうちどれが外部から見えるものか否かを判断し、手作業で振り分けて編集する必要があるため、人的および時間的に膨大なコストがかかるという問題があった。 Therefore, the idea is to remove the unnecessary internal structure from the external shape, but it is very difficult to mechanically automate the determination of whether it is internal or external, and conventionally a separate operation of determining by a human is necessary. there were. However, in the case of general machine products, the number of parts is enormous, thousands to tens of thousands, and it is judged manually which one of those parts can be seen from the outside, and edited manually. There is a problem in that it requires a huge amount of human and time costs.
また、内部部品か外部部品かの判断を人間が行う場合、内部構造に機密情報が含まれている機械製品については、セキュリティの面から外部に委託することができないという問題があった。 In addition, when a human determines whether it is an internal part or an external part, there is a problem that mechanical products whose internal structure contains confidential information cannot be outsourced from the viewpoint of security.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内部構造の形状データを含む複雑な３次元ＣＡＤデータの中から所望の３次元形状の最も外側を構成する外郭形状データを自動抽出可能として、人的／時間的なコストを低減し、セキュリティ管理を向上させることができると共に、自動抽出した判定結果をチェックし、その判定結果を任意に変更することが可能な３次元データ処理装置、３次元データ処理システム、３次元データ処理方法、およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and can automatically extract outline shape data constituting the outermost side of a desired three-dimensional shape from complicated three-dimensional CAD data including shape data of an internal structure. A three-dimensional data processing apparatus capable of reducing human / time costs, improving security management, checking automatically extracted determination results, and arbitrarily changing the determination results, It is an object to provide a three-dimensional data processing system, a three-dimensional data processing method, and a program for causing a computer to execute the method.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、内部構造の形状データを含む３次元形状データと視点データとを管理するデータベース手段と、前記データベース手段で管理されるデータに基づいて演算処理を行い、所望の３次元形状の最外郭形状データを自動抽出する演算手段とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the invention according to claim 1 is managed by database means for managing three-dimensional shape data including shape data of the internal structure and viewpoint data, and the database means. And an arithmetic means for automatically extracting outermost shape data of a desired three-dimensional shape by performing arithmetic processing based on the data to be obtained.
また、請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の３次元データ処理装置において、前記各手段を操作するための入力を行う操作入力手段と、前記データベース手段で管理するデータ、前記演算手段に基づく演算結果、および前記操作入力手段による入力画面を表示する表示手段とをさらに備えたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the three-dimensional data processing apparatus according to the first aspect, operation input means for performing input for operating each means, data managed by the database means, and the calculation means And a display means for displaying an input screen by the operation input means.
また、請求項３にかかる発明は、請求項１または２に記載の３次元データ処理装置において、前記演算手段は、前記３次元形状を構成する複数の形状要素のうち隣接する形状要素同士を和集合演算して形状要素間の境界に含まれる要素を取り除いて形状を簡略化すると共に、その他の不要な要素も和集合演算を用いて取り除いて最終的な最外郭形状を抽出することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the three-dimensional data processing apparatus according to the first or second aspect, the computing means sums adjacent shape elements among a plurality of shape elements constituting the three-dimensional shape. The shape is simplified by removing the elements included in the boundary between the shape elements by performing the set operation, and the final outermost shape is extracted by removing other unnecessary elements by using the union set operation. To do.
また、請求項４にかかる発明は、請求項３に記載の３次元データ処理装置において、前記演算手段は、前記３次元形状を構成する各形状要素の内部、あるいは前記演算手段によって和集合演算を終えた段階で形成された新たな形状内部に中空要素が存在するか否かを判定する中空判定手段をさらに備え、前記中空判定手段により中空要素が存在すると判定された場合に、当該中空要素の内外方向を反転させて和集合演算を実施し、最外郭形状の抽出に不要な中空要素を削除することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the three-dimensional data processing apparatus according to the third aspect, the calculation means performs union calculation inside each shape element constituting the three-dimensional shape or by the calculation means. A hollow determining means for determining whether or not a hollow element exists in the new shape formed at the finished stage is further provided, and when the hollow determining means determines that a hollow element exists, The union operation is performed by inverting the inner and outer directions, and the hollow elements unnecessary for extracting the outermost shape are deleted.
また、請求項５にかかる発明は、請求項４に記載の３次元データ処理装置において、前記演算手段は、前記中空内部に他の形状要素が含まれている場合に、中空要素の内外方向を反転させて和集合演算を実施し、最外郭形状の抽出に不要な中空要素とその内部の形状要素の両方を削除することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the three-dimensional data processing apparatus according to the fourth aspect of the present invention, when the calculation means includes other shape elements in the hollow interior, the inner and outer directions of the hollow elements are determined. The union operation is performed by inverting, and both the hollow element unnecessary for extracting the outermost shape and the shape element inside the hollow element are deleted.
また、請求項６にかかる発明は、請求項１または２に記載の３次元データ処理装置において、前記演算手段は、前記３次元形状を構成する要素がポリゴンで表現されている場合に、予め要素毎に固有の要素ＩＤを決定し、ある視点から前記３次元形状を見たときに描画可能な要素の全ての要素ＩＤを描画用メモリに書き出し、書き出した多数の要素ＩＤから成る面や立体要素を上位の構成要素として扱い、これらの構成要素を全て走査することで後ろに隠れる要素を除去していって外部に露出する要素のみを抽出し、その抽出処理を複数の視点から繰り返し行って最終的な最外郭形状の構成要素を抽出することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the three-dimensional data processing apparatus according to the first or second aspect, the computing means is configured to preliminarily store the elements when the elements constituting the three-dimensional shape are represented by polygons. A unique element ID is determined for each element, and all element IDs of elements that can be drawn when the three-dimensional shape is viewed from a certain viewpoint are written to the drawing memory. Is extracted as a higher-order component, and all these components are scanned to remove elements hidden behind them, and only the elements that are exposed to the outside are extracted, and the extraction process is repeated from multiple viewpoints. It is characterized by extracting a component of a typical outermost shape.
また、請求項７にかかる発明は、請求項２〜６のいずれか一つに記載の３次元データ処理装置において、前記演算手段は、前記３次元形状を構成する要素を内部要素と外部要素に分類し、前記表示手段は、前記演算手段で判定された内部要素だけを表示するようにして、３次元形状を編集するオペレータが前記表示手段を見ながら前記演算手段による内部要素と外部要素の判定の適否を確認することを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the three-dimensional data processing apparatus according to any one of the second to sixth aspects, the computing means converts the elements constituting the three-dimensional shape into internal elements and external elements. The display means displays only the internal elements determined by the calculation means, and an operator who edits the three-dimensional shape determines the internal elements and external elements by the calculation means while looking at the display means. It is characterized by confirming the suitability of.
また、請求項８にかかる発明は、請求項２〜６のいずれか一つに記載の３次元データ処理装置において、前記演算手段は、前記３次元形状を構成する要素を内部要素と外部要素に分類し、前記表示手段は、前記３次元形状を構成している各要素について名称やＩＤを使ってリスト表示を行い、各要素が内部と外部のどちらに判定されたかをリスト表示された文字列のフォントや色を変化させたり、リストの各要素にアイコンを付けるなどして視覚的に容易に判別可能としたことを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the three-dimensional data processing apparatus according to any one of the second to sixth aspects, the computing means converts the elements constituting the three-dimensional shape into internal elements and external elements. The display means performs a list display using the name and ID for each element constituting the three-dimensional shape, and a character string in which each element is determined to be internal or external is displayed as a list It is characterized by being easily distinguishable visually by changing the font and color of each item and attaching an icon to each element of the list.
また、請求項９にかかる発明は、請求項２〜６のいずれか一つに記載の３次元データ処理装置において、前記演算手段は、前記３次元形状を構成する要素を内部要素と外部要素に分類し、前記表示手段は、前記３次元形状を構成している各要素についてリスト表示を行い、各要素を内部と外部のどちらに判定したかの判定結果を表示すると共に、その判定結果を個別に切り換えられる切換スイッチを要素毎に設けて、前記操作入力手段を兼ねていることを特徴とする。 The invention according to claim 9 is the three-dimensional data processing device according to any one of claims 2 to 6, wherein the calculation means converts the elements constituting the three-dimensional shape into internal elements and external elements. The display means performs a list display for each element constituting the three-dimensional shape, displays a determination result indicating whether each element is determined to be internal or external, and individually displays the determination result. A change-over switch that can be switched to is provided for each element, and also serves as the operation input means.
また、請求項１０にかかる発明は、請求項２〜６のいずれか一つに記載の３次元データ処理装置において、前記表示手段は、前記３次元形状を構成している各要素を木構造で表すと共に、各要素単位で指定可能なチェックボックスを表示し、前記チェックボックスは、該当する要素が指定されると、その指定された要素の最外郭形状データを自動抽出するよう前記演算手段に指示すると共に、その抽出結果に応じた木構造に変更するよう前記表示手段に指示する操作入力手段を兼ねていることを特徴とする。
The invention according to
また、請求項１１にかかる発明は、内部構造の形状データを含む３次元形状データと視点データとを管理するデータベース装置と、前記データベース装置で管理されるデータに基づいて演算処理を行い、所望の３次元形状の最外郭形状データを自動抽出する演算装置と、前記各装置を操作するための入力を行う操作入力装置と、前記データベース装置で管理するデータ、前記演算装置に基づく演算結果、および前記操作入力装置による入力画面を表示する表示装置とを備え、前記各装置間の少なくとも一部がネットワークを介して接続されており、内部構造の形状データを含む複雑な３次元形状データから簡略化された最外郭形状データを自動抽出することを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a database device that manages three-dimensional shape data including shape data of an internal structure and viewpoint data, and performs arithmetic processing based on data managed by the database device, and performs desired processing. An arithmetic device that automatically extracts outermost shape data of a three-dimensional shape, an operation input device that performs input for operating each of the devices, data managed by the database device, an arithmetic result based on the arithmetic device, and the A display device for displaying an input screen by an operation input device, at least a part of which is connected via a network, and is simplified from complicated three-dimensional shape data including shape data of the internal structure The outermost shape data is automatically extracted.
また、請求項１２にかかる発明は、内部構造の形状データを含む３次元形状データと視点データとを管理するデータベースステップと、前記３次元形状データと視点データに基づいて演算処理を行い、所望の３次元形状の最外郭形状データを自動抽出する演算ステップとを含むことを特徴とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a database step for managing three-dimensional shape data including shape data of an internal structure and viewpoint data, and performing arithmetic processing based on the three-dimensional shape data and viewpoint data to obtain a desired And a calculation step of automatically extracting outermost shape data of a three-dimensional shape.
また、請求項１３にかかる発明は、請求項１２に記載の３次元データ処理方法において、前記各ステップ処理を操作するための入力を行う操作入力ステップと、前記データベースステップで管理するデータ、前記演算ステップに基づく演算結果、および前記操作入力ステップによる入力画面の表示を行う表示ステップとをさらに含むことを特徴とする。 The invention according to claim 13 is the three-dimensional data processing method according to claim 12, wherein an operation input step for performing an input for operating each step process, data managed in the database step, and the calculation It further includes a calculation step based on the step and a display step for displaying the input screen by the operation input step.
また、請求項１４にかかる発明は、請求項１２または１３に記載の３次元データ処理方法において、前記演算ステップは、前記３次元形状を構成する複数の形状要素のうち隣接する形状要素同士を和集合演算して形状要素間の境界に含まれる要素を取り除いて形状を簡略化すると共に、不要な部分を自動的に取り除いて最終的な最外郭形状を抽出することを特徴とする。 The invention according to claim 14 is the three-dimensional data processing method according to claim 12 or 13, wherein the calculating step sums adjacent shape elements among a plurality of shape elements constituting the three-dimensional shape. The shape is simplified by removing the elements included in the boundary between the shape elements by performing a set operation, and the final outermost shape is extracted by automatically removing unnecessary portions.
また、請求項１５にかかる発明は、請求項１４に記載の３次元データ処理方法において、前記演算ステップは、前記３次元形状を構成する各形状要素の内部、あるいは前記演算手段によって和集合演算を終えた段階で形成された新たな形状内部に中空要素が存在するか否かを判定する中空判定ステップをさらに含み、前記中空判定ステップにより中空要素が存在すると判定された場合に、当該中空要素の内外方向を反転させて和集合演算を実施し、最外郭形状の抽出に不要な中空要素を削除することを特徴とする。 The invention according to claim 15 is the three-dimensional data processing method according to claim 14, wherein the calculation step performs union calculation inside each shape element constituting the three-dimensional shape or by the calculation means. A hollow determination step for determining whether or not a hollow element exists in the new shape formed at the finished stage, and when the hollow determination step determines that the hollow element exists, The union operation is performed by inverting the inner and outer directions, and the hollow elements unnecessary for extracting the outermost shape are deleted.
また、請求項１６にかかる発明は、請求項１５に記載の３次元データ処理方法において、前記演算ステップは、前記中空内部に他の形状要素が含まれている場合に、中空要素の内外方向を反転させて和集合演算を実施し、最外郭形状の抽出に不要な中空要素とその内部の形状要素の両方を削除することを特徴とする。 Further, the invention according to claim 16 is the three-dimensional data processing method according to claim 15, wherein the calculation step determines the inner and outer directions of the hollow element when the hollow interior includes another shape element. The union operation is performed by inverting, and both the hollow element unnecessary for extracting the outermost shape and the shape element inside the hollow element are deleted.
また、請求項１７にかかる発明は、請求項１２または１３に記載の３次元データ処理方法において、前記演算ステップは、前記３次元形状を構成する要素がポリゴンで表現されている場合に、予め要素毎に固有の要素ＩＤを決定し、ある視点から前記３次元形状を見たときに描画可能な全ての要素ＩＤを描画用メモリに書き出し、書き出した多数の要素ＩＤから成る面や立体要素を上位の構成要素として扱い、これらの構成要素を全て走査することで後ろに隠れる要素を除去していって外部に露出する要素のみを抽出し、その抽出処理を複数の視点から繰り返し行って最終的な最外郭形状の構成要素を抽出することを特徴とする。 The invention according to claim 17 is the three-dimensional data processing method according to claim 12 or 13, wherein the calculation step is performed in advance when the elements constituting the three-dimensional shape are expressed by polygons. A unique element ID is determined for each, and all the element IDs that can be drawn when the three-dimensional shape is viewed from a certain viewpoint are written to the drawing memory. By scanning all these components, the hidden elements are removed and only the elements that are exposed to the outside are extracted, and the extraction process is repeated from multiple viewpoints. It is characterized by extracting the components of the outermost shape.
また、請求項１８にかかる発明は、請求項１３〜１７のいずれか一つに記載の３次元データ処理方法において、前記演算ステップは、前記３次元形状を構成する要素を内部要素と外部要素に分類し、前記表示ステップは、前記演算ステップで判定された内部要素だけを表示するようにして、３次元形状を編集するオペレータが前記表示ステップで表示された内部要素だけの表示を見ながら前記演算ステップで判定された内部要素と外部要素の判定の適否を確認することを特徴とする。 The invention according to claim 18 is the three-dimensional data processing method according to any one of claims 13 to 17, wherein the calculation step uses an element constituting the three-dimensional shape as an internal element and an external element. The display step displays only the internal elements determined in the calculation step, and the operator who edits the three-dimensional shape performs the calculation while viewing only the internal elements displayed in the display step. It is characterized by confirming whether or not the internal element and external element determined in the step are appropriate.
また、請求項１９にかかる発明は、請求項１３〜１７のいずれか一つに記載の３次元データ処理方法において、前記演算ステップは、前記３次元形状を構成する要素を内部要素と外部要素に分類し、前記表示ステップは、前記３次元形状を構成している各要素について名称やＩＤを使ってリスト表示を行い、各要素が内部と外部のどちらに判定されたかをリスト表示された文字列のフォントや色を変化させたり、リストの各要素にアイコンを付けるなどして視覚的に容易に判別可能としたことを特徴とする。 The invention according to claim 19 is the three-dimensional data processing method according to any one of claims 13 to 17, wherein the calculation step uses an element constituting the three-dimensional shape as an internal element and an external element. In the classification, the display step displays a list using names and IDs for each element constituting the three-dimensional shape, and a character string in which each element is determined to be internal or external is displayed as a list It is characterized by being easily distinguishable visually by changing the font and color of each item and attaching an icon to each element of the list.
また、請求項２０にかかる発明は、請求項１３〜１７のいずれか一つに記載の３次元データ処理方法において、前記演算ステップは、前記３次元形状を構成する要素を内部要素と外部要素に分類し、前記表示ステップは、前記３次元形状を構成している各要素についてリスト表示を行い、各要素を内部と外部のどちらに判定したかの判定結果を表示すると共に、その判定結果を個別に切り換えられる切換スイッチを要素毎に設けて、前記操作入力ステップを兼ねていることを特徴とする。
The invention according to
また、請求項２１にかかる発明は、請求項１３〜１７のいずれか一つに記載の３次元データ処理方法において、前記表示ステップは、前記３次元形状を構成している各要素を木構造で表すと共に、各要素単位で指定可能なチェックボックスを表示し、前記チェックボックスによる要素の指定は、その指定された要素の最外郭形状データを自動抽出するよう前記演算ステップに指示すると共に、その抽出結果に応じた木構造に変更するよう前記表示ステップに指示する操作入力ステップを兼ねていることを特徴とする。
The invention according to
また、請求項２２に記載の発明は、請求項１２〜２１のいずれか一つに記載された方法をコンピュータに実行させるプログラムである。
The invention described in
請求項１にかかる発明によれば、データベース手段により内部構造の形状データを含む３次元形状データと視点データとが管理され、そのデータベース手段で管理されるデータに基づいて演算手段により演算処理を行って、所望の３次元形状の最外郭形状データを自動抽出するようにしたため、既存の３次元ＣＡＤデータなどを使って３次元形状の最外郭形状データを人手を使わずに短時間で抽出できるようになり、人的／時間的なコストが低減できる上、人手が介在する部分が少なくて済むことからセキュリティ管理を向上させることができるという効果を奏する。 According to the first aspect of the invention, the three-dimensional shape data including the shape data of the internal structure and the viewpoint data are managed by the database means, and the arithmetic means performs arithmetic processing based on the data managed by the database means. Since the outermost shape data of the desired three-dimensional shape is automatically extracted, the outermost shape data of the three-dimensional shape can be extracted in a short time without using human hands by using existing three-dimensional CAD data. As a result, human / time costs can be reduced, and the number of manual interventions can be reduced, so that security management can be improved.
請求項２にかかる発明によれば、各手段を操作するための入力を行う操作入力手段と、データベース手段で管理するデータ、演算手段に基づく演算結果、および操作入力手段による入力画面などを表示する表示手段とをさらに備えているため、オペレータが演算手段による最外郭形状データの自動抽出結果を表示手段に表示させ、その判定結果が正しいか否かをチェックしたり、その判定結果を変更する場合は、操作入力手段を使って変更操作が行えるという効果を奏する。また、データベース手段で管理するデータを表示手段に表示する際に、木構造などを使って部品を階層的にわかり易く表示したり、表示された中から部品を指定することにより所望の部品の最外郭形状データを選択的に求めることができるという効果を奏する。さらに、操作入力手段による入力画面を表示手段に表示することにより、オペレータは表示内容を見ながら確実に操作入力を行うことができるという効果を奏する。 According to the second aspect of the present invention, the operation input means for performing input for operating each means, the data managed by the database means, the calculation result based on the calculation means, the input screen by the operation input means, etc. are displayed. In addition, the operator further includes a display means, so that the operator can display the result of automatic extraction of the outermost shape data by the computing means on the display means and check whether the judgment result is correct or change the judgment result. Has an effect that a change operation can be performed using the operation input means. In addition, when displaying data managed by the database means on the display means, the parts are displayed hierarchically in an easy-to-understand manner using a tree structure, etc., or by specifying the part from the displayed outermost contour of the desired part There is an effect that the shape data can be selectively obtained. Further, by displaying the input screen by the operation input means on the display means, there is an effect that the operator can surely input the operation while viewing the display contents.
請求項３にかかる発明によれば、演算手段により３次元形状を構成する複数の形状要素のうち、隣接する形状要素同士の和集合演算を行って形状要素間の境界に含まれる要素を取り除くと共に、その他の不要な要素も和集合演算を用いて取り除いて最終的な最外郭形状を抽出するようにしたため、演算手段によって最外郭形状データを自動抽出することができるという効果を奏する。 According to the invention of claim 3, among the plurality of shape elements constituting the three-dimensional shape by the calculation means, the union operation between adjacent shape elements is performed to remove elements included in the boundary between the shape elements. Since other unnecessary elements are removed using union operation and the final outermost shape is extracted, the outermost shape data can be automatically extracted by the calculation means.
請求項４にかかる発明によれば、演算手段は、３次元形状を構成する各形状要素の内部、あるいは和集合演算を終えた段階で形成された新たな形状内部に中空要素が存在するか否かを判定する中空判定手段を備え、その中空判定手段によって中空要素が存在すると判定されると、当該中空要素の内外方向を反転させて和集合演算を実施し、最外郭形状の抽出に不要な中空要素を削除するようにしたため、中空要素であっても形状要素と同様に和集合演算を使うことで削除できるという効果を奏する。 According to the invention of claim 4, the calculation means determines whether or not there is a hollow element inside each shape element constituting the three-dimensional shape, or inside a new shape formed after the union operation is completed. If it is determined by the hollow determination means that a hollow element exists, the inner and outer directions of the hollow element are inverted to perform a union operation, which is unnecessary for extracting the outermost shape. Since the hollow element is deleted, there is an effect that even the hollow element can be deleted by using the union operation in the same manner as the shape element.
請求項５にかかる発明によれば、中空内部に他の形状要素が含まれている場合、演算手段は中空要素の内外方向を反転させて和集合演算を実施し、最外郭形状の抽出に不要な中空要素とその内部の形状要素を削除するようにしたため、和集合演算を使って中空要素と内部形状要素の両方が削除できるという効果を奏する。 According to the invention of claim 5, when another shape element is included in the hollow interior, the calculation means performs the union operation by inverting the inner and outer directions of the hollow element, and is not necessary for extracting the outermost shape. Since the hollow element and the shape element inside the hollow element are deleted, there is an effect that both the hollow element and the internal shape element can be deleted using the union operation.
請求項６にかかる発明によれば、３次元形状を構成する要素がポリゴンで表現されている場合、予め要素毎に固有の要素ＩＤを決定しておき、演算手段はある視点から３次元形状を見たときに描画可能な全ての要素の要素ＩＤを描画用メモリに書き出し、その書き出した多数の要素ＩＤから成る面や立体要素を上位の構成要素として扱うようにし、これらの構成要素を全て走査して後ろに隠れる要素を除去していって、外部に露出する要素のみを抽出し、この抽出処理を全周囲の複数の視点から繰り返し行うことにより、最終的な最外郭形状の構成要素を抽出するようにする。このため、３次元形状を構成する要素がポリゴンで表現されている場合であっても、演算手段を用いて最外郭形状の構成要素を抽出することができるという効果を奏する。 According to the invention of claim 6, when the elements constituting the three-dimensional shape are expressed by polygons, a unique element ID is determined for each element in advance, and the calculation means calculates the three-dimensional shape from a certain viewpoint. The element IDs of all the elements that can be drawn when viewed are written to the drawing memory, and the planes and solid elements consisting of the many element IDs that have been written out are handled as upper components, and all these components are scanned. Then, elements that are hidden behind are removed, only the elements that are exposed to the outside are extracted, and this extraction process is repeated from multiple viewpoints around the entire area to extract the components of the final outermost shape To do. For this reason, even if it is a case where the element which comprises 3D shape is expressed by the polygon, there exists an effect that the component of outermost shape can be extracted using a calculating means.
請求項７にかかる発明によれば、演算手段によって３次元形状を構成する要素を内部要素と外部要素に分類した場合に、演算手段で内部要素と判定された内部要素だけを表示手段に表示させ、３次元形状を編集するオペレータがその表示を見ながら演算手段による内部要素と外部要素の判定の適否を確認するようにしたため、内部要素の中に外部要素が混在していれば容易に誤判定要素を見つけ出すことができるという効果を奏する。 According to the invention of claim 7, when the elements constituting the three-dimensional shape are classified into internal elements and external elements by the calculation means, only the internal elements determined as internal elements by the calculation means are displayed on the display means. The operator who edits the 3D shape checks the appropriateness of the judgment of the internal element and the external element by the calculation means while looking at the display. Therefore, if the external element is mixed in the internal element, it is easy to make a misjudgment. The effect is that the element can be found.
請求項８にかかる発明によれば、演算手段によって３次元形状を構成する要素を内部要素と外部要素に分類した場合に、表示手段に３次元形状を構成している各要素について名称やＩＤを使ってリスト表示を行う際に、各要素が内部と外部のどちらに判定されたかをリスト表示された文字列のフォントや色を変化させたり、リストの各要素にアイコンを付けて視覚的に判別可能なようにしたため、３次元形状を編集するオペレータが表示手段に表示されたリスト表示を見るだけで内部要素か外部要素かが判断可能となり、オペレータが判定結果をチェックしたり、３次元形状を編集する際に使い易くなるという効果を奏する。 According to the invention according to claim 8, when the elements constituting the three-dimensional shape are classified into the internal elements and the external elements by the calculating means, the name and ID of each element constituting the three-dimensional shape are displayed on the display means. When displaying a list, it is possible to visually determine whether each element has been determined to be internal or external by changing the font or color of the displayed character string or attaching an icon to each element in the list. As a result, the operator who edits the three-dimensional shape can determine whether it is an internal element or an external element simply by looking at the list display displayed on the display means. There is an effect that it is easy to use when editing.
請求項９にかかる発明によれば、演算手段によって３次元形状を構成する要素を内部要素と外部要素に分類した場合に、表示手段に３次元形状を構成している各要素についてのリスト表示を行い、各要素を内部と外部のどちらに判定したかの判定結果を表示すると共に、その判定結果を個別に切り換えられる切換スイッチを要素毎に設けて、操作入力手段を兼用させたため、３次元形状を編集するオペレータが表示手段に表示されたリスト表示を見ながら内部要素と外部要素の判定結果をチェックし、判定結果が誤っていたり、編集の都合によって内部と外部を切り換えたい場合は、要素毎に設けられた切換スイッチを使って判定結果が容易に変更できるという効果を奏する。 According to the invention of claim 9, when the elements constituting the three-dimensional shape are classified into internal elements and external elements by the computing means, a list display for each element constituting the three-dimensional shape is displayed on the display means. 3D shape because each element is provided with a change-over switch that can switch the determination result individually, and the operation input means is also used. The operator who edits checks the judgment result of the internal element and external element while looking at the list displayed on the display means. It is possible to easily change the determination result using the changeover switch provided in.
請求項１０にかかる発明によれば、表示手段は３次元形状を構成している各要素を木構造で表すと共に、各要素単位で指定可能なチェックボックスを表示させ、指定されたチェックボックスに該当する要素の最外郭形状データを自動抽出するように演算手段を指示すると共に、抽出結果に応じた木構造に変更するように表示手段を指示する操作入力手段を兼用しているため、３次元形状を編集するオペレータが表示手段に表示された木構造を見ながら、最外郭形状を求めたい要素のチェックボックスを指定するだけで、所望の要素の最外郭形状データを自動抽出できると共に、抽出結果に基づく木構造が表示できるという効果を奏する。
According to the invention of
請求項１１にかかる発明によれば、データベース装置により内部構造の形状データを含む３次元形状データと視点データとが管理され、演算装置によりデータベース装置で管理されるデータに基づいて演算処理を行って、所望の３次元形状の最外郭形状データを自動抽出し、操作入力装置により各装置を操作するための入力を行い、表示装置によりデータベース装置で管理するデータ、演算装置に基づく演算結果、および操作入力装置による入力画面を表示し、各装置間の少なくとも一部がネットワークを介して接続されていて、内部構造の形状データを含む複雑な３次元形状データから簡略化された最外郭形状データを自動抽出するようにする。このため、既存の３次元ＣＡＤデータなどから３次元形状の最外郭形状データを短時間で自動抽出可能となり、人的／時間的なコストが低減できると共に、セキュリティ管理を向上させることができ、部品データや最外郭形状データの抽出結果などを表示装置に表示させて判定結果が正しいか否かをチェックしたり、操作入力装置を使って設定変更などの操作が行えるという効果を奏する。 According to the invention of claim 11, the database device manages the three-dimensional shape data including the shape data of the internal structure and the viewpoint data, and the arithmetic device performs arithmetic processing based on the data managed by the database device. The outermost shape data of a desired three-dimensional shape is automatically extracted, input for operating each device is performed by the operation input device, the data managed by the database device by the display device, the calculation result based on the calculation device, and the operation The input screen by the input device is displayed, and at least a part of each device is connected via a network, and the outermost shape data simplified from the complicated three-dimensional shape data including the shape data of the internal structure is automatically Try to extract. This makes it possible to automatically extract 3D outermost shape data from existing 3D CAD data, etc. in a short time, which can reduce human / time costs and improve security management. Data, the outermost shape data extraction results, and the like are displayed on the display device to check whether the determination result is correct, and operations such as setting change can be performed using the operation input device.
請求項１２にかかる発明によれば、データベースステップにより内部構造の形状データを含む３次元形状データと視点データとが管理され、そのデータベースステップで管理されるデータに基づいて演算ステップにより演算処理を行って、所望の３次元形状の最外郭形状データを自動抽出するようにしたため、既存の３次元ＣＡＤデータなどを使って３次元形状の最外郭形状データを人手を使わずに短時間で抽出できるようになって、人的／時間的なコストが低減できる上、人手が介在する部分が少ないことからセキュリティ管理を向上させることができるという効果を奏する。 According to the twelfth aspect of the invention, the database step manages the three-dimensional shape data including the shape data of the internal structure and the viewpoint data, and performs the arithmetic processing by the arithmetic step based on the data managed in the database step. Since the outermost shape data of the desired three-dimensional shape is automatically extracted, the outermost shape data of the three-dimensional shape can be extracted in a short time without using human hands by using existing three-dimensional CAD data. Thus, it is possible to reduce human / time costs and to improve security management because there are few parts where human intervention is involved.
請求項１３にかかる発明によれば、各ステップ処理を操作するための入力を行う操作入力ステップと、データベースステップで管理するデータ、演算ステップに基づく演算結果、および操作入力ステップによる入力画面などを表示する表示ステップとをさらに含んでいるため、オペレータが演算ステップによる最外郭形状データの自動抽出結果を表示ステップで表示させ、その判定結果が正しいか否かをチェックしたり、その判定結果を変更する場合は、操作入力ステップで変更操作を行うことができるという効果を奏する。また、データベースステップで管理するデータを表示ステップで表示する際に、木構造などを使って部品を階層的にわかり易く表示したり、表示された中から部品を指定することによって所望の部品の最外郭形状データを選択的に求めることができるという効果を奏する。さらに、操作入力ステップによる入力画面を表示ステップで表示することにより、オペレータは表示内容を見ながら確実に操作入力を行うことができるという効果を奏する。 According to the invention of claim 13, an operation input step for performing input for operating each step process, data managed in the database step, an operation result based on the operation step, an input screen by the operation input step, and the like are displayed. The display step further includes an operator to display the result of automatic extraction of the outermost shape data in the calculation step in the display step, and check whether the determination result is correct or change the determination result. In this case, there is an effect that the change operation can be performed in the operation input step. Also, when displaying data managed in the database step in the display step, the parts are displayed hierarchically in an easy-to-understand manner using a tree structure, etc., or by specifying the part from the displayed outermost contour of the desired part There is an effect that the shape data can be selectively obtained. Furthermore, by displaying the input screen in the operation input step in the display step, there is an effect that the operator can surely input the operation while viewing the display content.
請求項１４にかかる発明によれば、演算ステップにより３次元形状を構成する複数の形状要素のうち、隣接する形状要素同士の和集合演算を行って形状要素間の境界に含まれる要素を取り除くと共に、その他の不要な要素も和集合演算を用いて取り除いて最終的な最外郭形状を抽出するようにしたため、演算ステップによって最外郭形状データを自動抽出することができるという効果を奏する。 According to the invention of claim 14, among the plurality of shape elements constituting the three-dimensional shape by the calculation step, the union operation between adjacent shape elements is performed to remove elements included in the boundary between the shape elements. Since other unnecessary elements are removed using union operation and the final outermost shape is extracted, the outermost shape data can be automatically extracted by the calculation step.
請求項１５にかかる発明によれば、演算ステップは、３次元形状を構成する各形状要素の内部、あるいは和集合演算を終えた段階で形成された新たな形状内部に中空要素が存在するか否かを判定する中空判定ステップを含み、その中空判定ステップによって中空要素が存在すると判定されると、当該中空要素の内外方向を反転させて和集合演算を実施し、最外郭形状の抽出に不要な中空要素を削除するようにしたため、中空要素であっても形状要素と同様に和集合演算を使うことで削除できるという効果を奏する。 According to the fifteenth aspect of the present invention, in the calculation step, whether or not a hollow element exists in each shape element constituting the three-dimensional shape or in a new shape formed at the stage when the union operation is finished. If the hollow determination step determines that a hollow element is present, the inner set operation is performed by inverting the inner and outer directions of the hollow element, which is not necessary for extracting the outermost shape. Since the hollow element is deleted, there is an effect that even the hollow element can be deleted by using the union operation in the same manner as the shape element.
請求項１６にかかる発明によれば、中空内部に他の形状要素が含まれている場合、演算ステップは中空要素の内外方向を反転させて和集合演算を実施し、最外郭形状の抽出に不要な中空要素とその内部の形状要素を削除するようにしたため、和集合演算を使って中空要素と内部形状要素の両方が削除できるという効果を奏する。 According to the invention of claim 16, when another shape element is included in the hollow interior, the calculation step performs the union operation by inverting the inner and outer directions of the hollow element, and is not necessary for extracting the outermost shape. Since the hollow element and the shape element inside the hollow element are deleted, there is an effect that both the hollow element and the internal shape element can be deleted using the union operation.
請求項１７にかかる発明によれば、３次元形状を構成する要素がポリゴンで表現されている場合、予め要素毎に固有の要素ＩＤを決定しておき、演算ステップである視点から３次元形状を見たときに描画可能な全ての要素の要素ＩＤを描画用メモリに書き出し、その書き出した多数の要素ＩＤから成る面や立体要素を上位の構成要素として扱うようにし、これらの構成要素を全て走査して後ろに隠れる要素を除去していって、外部に露出する要素のみを抽出し、この抽出処理を全周囲の複数の視点から繰り返し行うことにより、最終的な最外郭形状の構成要素を抽出するようにする。このため、３次元形状を構成する要素がポリゴンで表現されている場合であっても、演算ステップによって最外郭形状の構成要素を抽出することができるという効果を奏する。 According to the seventeenth aspect of the present invention, when the elements constituting the three-dimensional shape are expressed by polygons, a unique element ID is determined for each element in advance, and the three-dimensional shape is determined from the viewpoint that is the calculation step. The element IDs of all the elements that can be drawn when viewed are written to the drawing memory, and the planes and solid elements consisting of the many element IDs that have been written out are handled as upper components, and all these components are scanned. Then, elements that are hidden behind are removed, only the elements that are exposed to the outside are extracted, and this extraction process is repeated from multiple viewpoints around the entire area to extract the components of the final outermost shape To do. For this reason, even if the elements constituting the three-dimensional shape are expressed by polygons, the outermost shape constituent elements can be extracted by the calculation step.
請求項１８にかかる発明によれば、演算ステップによって３次元形状を構成する要素を内部要素と外部要素に分類した場合に、演算ステップで内部要素と判定された内部要素だけを表示ステップで表示させて、３次元形状を編集するオペレータがその表示を見ながら演算ステップによる内部要素と外部要素の判定の適否を確認するようにしたため、内部要素の中に外部要素が混在していれば容易に誤判定要素を見つけ出すことができるという効果を奏する。 According to the invention of claim 18, when the elements constituting the three-dimensional shape are classified into the internal elements and the external elements by the calculation step, only the internal elements determined as the internal elements in the calculation step are displayed in the display step. Since the operator who edits the 3D shape checks the appropriateness of the internal element and external element determination by the calculation step while looking at the display, it is easy to mistake if there are external elements in the internal element. There is an effect that the determination element can be found.
請求項１９にかかる発明は、演算ステップによって３次元形状を構成する要素を内部要素と外部要素に分類した場合に、表示ステップで３次元形状を構成している各要素について名称やＩＤを使ってリスト表示を行う際に、各要素が内部と外部のどちらに判定されたかをリスト表示された文字列のフォントや色を変化させたり、リストの各要素にアイコンを付けて視覚的に判別可能なようにしたため、３次元形状を編集するオペレータが表示ステップで表示されたリスト表示を見るだけで内部要素か外部要素かが判断可能となり、オペレータが判定結果をチェックしたり、３次元形状を編集する際に使い易くなるという効果を奏する。 The invention according to claim 19 uses the name and ID for each element constituting the three-dimensional shape in the display step when the elements constituting the three-dimensional shape are classified into the internal element and the external element by the calculation step. When displaying a list, it is possible to visually determine whether each element has been determined to be internal or external by changing the font or color of the displayed character string or adding an icon to each element in the list. As a result, the operator who edits the 3D shape can determine whether it is an internal element or an external element simply by looking at the list display displayed in the display step, and the operator can check the determination result or edit the 3D shape. There is an effect that it is easy to use.
請求項２０にかかる発明によれば、演算ステップによって３次元形状を構成する要素を内部要素と外部要素に分類した場合に、表示ステップで３次元形状を構成している各要素についてリスト表示を行い、各要素を内部と外部のどちらに判定したかの判定結果を表示すると共に、その判定結果を要素毎に設けた切換スイッチにより個別に切り換え可能として、操作入力ステップを兼用しているため、３次元形状を編集するオペレータが表示ステップで表示されたリスト表示を見ながら内部要素と外部要素の判定結果をチェックし、判定結果が誤っていたり、編集の都合によって内部と外部を切り換えたい場合は、要素毎に設けられた切換スイッチを使って判定結果を容易に変更できるという効果を奏する。
According to the invention of
請求項２１にかかる発明によれば、表示ステップで３次元形状を構成している各要素を木構造で表すと共に、各要素単位で指定可能なチェックボックスを表示させて、指定されたチェックボックスに該当する要素の最外郭形状データを自動抽出するよう演算手段に指示すると共に、抽出結果に応じた木構造に変更するよう表示ステップに対して指示する操作入力ステップを兼用したため、３次元形状を編集するオペレータが表示ステップで表示された木構造を見ながら、最外郭形状を求めたい要素のチェックボックスを指定するだけで、所望の要素の最外郭形状データを自動抽出できると共に、抽出結果に基づく木構造が表示できるという効果を奏する。
According to the invention of
請求項２２にかかる発明によれば、請求項１２〜２１のいずれか一つに記載された方法をコンピュータに実行させることができるという効果を奏する。
According to the
以下に、本発明にかかる３次元データ処理装置、３次元データ処理システム、３次元データ処理方法、およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムの最良な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Exemplary embodiments of a three-dimensional data processing apparatus, a three-dimensional data processing system, a three-dimensional data processing method, and a program for causing a computer to execute the method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の３次元データ処理装置の基本原理を説明する原理説明図である。本発明の３次元データ処理装置は、例えば機械製品の商品プレゼンテーション図面やユーザーマニュアル図面を作成する際に、新たに作成するのではなく、当該機械製品の設計で使用される３次元ＣＡＤデータで表現された複数の形状要素（部品群）のうち、用途の多い外装部分のみを自動抽出することにより、それらの図面を効率良く作成可能としたものである。なお、本明細書中における最外郭形状とは、複数の部品から構成される３次元形状の最も外側部分の形状であって、任意の方向から３次元形状を見たときに他の部品から隠されることなく見える部品もしくは部品を構成する面などからなる集合のことをいう。
(First embodiment)
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating the basic principle of the three-dimensional data processing apparatus of the present invention. The three-dimensional data processing apparatus of the present invention, for example, when creating a product presentation drawing or user manual drawing of a machine product, does not create a new one, but expresses it with three-dimensional CAD data used in the design of the machine product. By automatically extracting only the exterior parts that have many uses among the plurality of shape elements (parts group) that have been made, those drawings can be efficiently created. The outermost shape in this specification is the shape of the outermost part of a three-dimensional shape composed of a plurality of parts, and is hidden from other parts when the three-dimensional shape is viewed from an arbitrary direction. This refers to a set of parts that can be seen without failure or the surfaces that make up the parts.
図１に示す３次元データ処理装置１０は、ある機械製品の３次元ＣＡＤデータ（３次元形状データや視点データなどを含む）を演算部２０に入力することにより、演算部２０が本発明に特徴的な演算処理を行うことで、当該機械製品の最外郭形状データを抽出したり、その内部にある所望の部品の外郭形状データを抽出したりすることが可能となる。演算部２０における具体的な演算処理方法については、以下の各実施の形態で詳細に説明する。
The three-dimensional
図２は、第１の実施の形態にかかる３次元データ処理装置の構成ブロック図である。図２に示す３次元データ処理装置１０は、演算手段としての演算部２０、データベース手段としてのデータベース部３０、表示手段としての表示部４０、および操作入力手段としての操作入力部５０などで構成されている。
FIG. 2 is a configuration block diagram of the three-dimensional data processing apparatus according to the first embodiment. A three-dimensional
演算部２０は、データベース部３０で管理されている３次元形状データや視点データからなる３次元ＣＡＤデータに基づいて、対象となる３次元形状と視線との干渉計算、構成部品同士の集合演算、および視点の変更操作等の演算処理などを行って、３次元形状の最外郭形状を抽出するものである。
The
データベース部３０は、最外郭形状を抽出するための対象となる３次元形状データやそれを表示するための視点データなどの３次元ＣＡＤデータを管理するもので、上記演算部２０に対して必要なデータを供給したり、その演算結果を受け取って管理したりする。
The
表示部４０は、データベース部３０で管理するデータ、演算部２０による演算結果、あるいは操作入力部５０による入力画面をディスプレイ画面等に表示するもので、オペレータがこれを見て処理すべきデータ内容を把握することができ、３次元データ処理装置を適切に操作することができる。
The
操作入力部５０は、マウス、キーボード、あるいは表示部４０の画面上に貼り付けたタッチパネルなどを使ってオペレータからの指示を入力し、各種設定やデータ処理を指示するものである。
The
このように、第１の実施の形態によれば、データベース部３０などで管理されている作成済みの３次元ＣＡＤデータを本発明の演算部２０に入力すると、所定の演算処理が自動的に行われて、所望の３次元形状の最外郭形状データを容易に抽出することが可能となる。
Thus, according to the first embodiment, when the created three-dimensional CAD data managed by the
（第２の実施の形態）
図３は、第２の実施の形態に係る３次元データ処理システムの構成を説明するブロック図である。図３に示す３次元データ処理システム６０は、バス８０などを介して演算装置としてのＣＰＵ２１、メモリ２２、データベース装置としての外部記憶装置３１、表示装置としての表示装置４１、操作入力装置としての入力装置５１、およびネットワークインタフェース（ネットワークＩ／Ｆ）７０などが相互に接続され、さらにそのネットワークＩ／Ｆ７０を介して外部のネットワーク７１と接続されている。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of the three-dimensional data processing system according to the second embodiment. A three-dimensional data processing system 60 shown in FIG. 3 includes a
この３次元データ処理システム６０は、各機能部が独立した装置で構成されていて、それぞれの装置間がバス８０を介して接続されており、相互にデータをやりとりしながら本発明に係る３次元データ処理を行うものである。
In this three-dimensional data processing system 60, each functional unit is composed of independent devices, and the respective devices are connected via a
上記第１の実施の形態では、３次元形状データや視点データなどを含む３次元ＣＡＤデータがデータベース部３０で管理されていて、そこから供給されるデータを使って演算処理を行っている。しかし、本第２の実施の形態では、必ずしもこれに限定されず、外部からネットワーク７１を経由し、ネットワークＩ／Ｆ７０を介して供給される３次元ＣＡＤデータを使ってＣＰＵ２１が本発明の演算処理を行い、所望の３次元形状の最外郭形状データを自動抽出するようにしたものである。
In the first embodiment, three-dimensional CAD data including three-dimensional shape data and viewpoint data is managed by the
このように、第２の実施の形態によれば、各構成部が独立していて、バスやネットワークを介して相互に接続されることにより全体としてシステムが構成され、相互にデータをやり取りしながら３次元データを処理することにより、３次元ＣＡＤデータから３次元形状の最外郭形状データを自動抽出することができる。 As described above, according to the second embodiment, the components are independent, and are connected to each other via a bus or a network to constitute a system as a whole, while exchanging data with each other. By processing the three-dimensional data, the outermost shape data of the three-dimensional shape can be automatically extracted from the three-dimensional CAD data.
（第３の実施の形態）
本第３の実施の形態では、上記第１の実施の形態における演算手段としての演算部２０、および第２の実施の形態における演算装置としてのＣＰＵ２１で行われる３次元ＣＡＤデータを使った具体的な演算処理手順について説明する。ここでは、ソリッドモデルによる３次元形状表現における集合演算を利用し、最外郭形状データを自動抽出するようにしたもので、２つの図形同士の和集合を計算する和集合演算を繰り返し行って、隣接する部品の境界部分の要素を取り除き、最終的に求めたい最外郭形状データのみを抽出するようにしたものである。
(Third embodiment)
In the present third embodiment, a specific example using three-dimensional CAD data performed by the
図４は、第３の実施の形態における演算処理手順を説明するフローチャートであり、図５−１は、最外郭形状抽出前の機械製品の全体形状を示す斜視図であり、図５−２は、図５−１のＡ方向矢指図であり、図５−３は、図５−１のＢ方向矢指図であり、図５−４は、図５−１のＣ方向矢指図であり、図６は、図５−１の２個の下部部品を接合した状態を示す斜視図であり、図７は、図６の２個の下部部品データを和集合演算した結果形状を示す斜視図であり、図８は、図７の演算結果形状と図５−１の上部部品とを和集合演算した結果の形状を示す斜視図であり、図９は、図８内部に生成された中空形状の裏表を反転した状態を説明する斜視図であり、図１０は、図９の最外郭形状と反転した中空形状とを和集合演算して中空部を取り除いた結果形状を示す斜視図であり、図１１は、図１０の結果形状と中空部内に存在する円筒部品とを示す斜視図であり、図１２は、図１０の結果形状と図１１の円筒部品とを和集合演算した結果の形状を示す斜視図である。 FIG. 4 is a flowchart for explaining a calculation processing procedure in the third embodiment, FIG. 5-1 is a perspective view showing an overall shape of a machine product before outermost shape extraction, and FIG. FIG. 5A is an A direction arrow diagram of FIG. 5-1, FIG. 5-3 is a B direction arrow diagram of FIG. 5-1, FIG. 5-4 is a C direction arrow diagram of FIG. 6 is a perspective view showing a state where the two lower parts shown in FIG. 5A are joined, and FIG. 7 is a perspective view showing a shape resulting from the union operation of the two lower part data shown in FIG. 8 is a perspective view showing the shape of the result of union operation of the calculation result shape of FIG. 7 and the upper part of FIG. 5-1, and FIG. 9 is the back and front of the hollow shape generated inside FIG. FIG. 10 is a perspective view illustrating a state in which the hollow portion is reversed, and FIG. 10 is the union operation of the outermost shape of FIG. 9 and the reversed hollow shape to remove the hollow portion. FIG. 11 is a perspective view showing the result shape, FIG. 11 is a perspective view showing the result shape of FIG. 10 and the cylindrical part existing in the hollow portion, and FIG. 12 is a result of FIG. 10 and the cylindrical part of FIG. It is a perspective view which shows the shape of the result of carrying out the union operation of.
図５−１に示す機械製品９０は、内側に空間を形成するための切り欠き部９４が形成された２つの下部部品９１，９２と、その下部部品９１，９２の上に載置され、内側に空間を形成するための切り欠き部９４が形成された上部部品９３と、下部部品９１，９２と上部部品９３の切り欠き部によって中空部が形成され、その内部に配置された円筒状部品９５とにより構成されている。各部の詳細な位置関係については、図５−２、図５−３、図５−４に示す三面図のようになっている。
A
次に、図４に示すフローチャートに基づいて、上記図５−１に示す機械製品の３次元ＣＡＤデータを使い、最外郭形状データを自動抽出するまでの処理について説明する。まず、上記演算部２０やＣＰＵ２１では、図２のデータベース部３０に格納されている機械製品の３次元ＣＡＤデータや外部から供給される３次元ＣＡＤデータの中からある部品データを取り出し（ステップＳ１）、これと隣接する次の部品データを取り出して（ステップＳ２）、和集合演算を行う（ステップＳ３）。
Next, based on the flowchart shown in FIG. 4, the process until the outermost shape data is automatically extracted using the three-dimensional CAD data of the machine product shown in FIG. First, the
これを図６を使って具体的に説明すると、まず下部部品９１のデータを取り出し、これに隣接する下部部品９２のデータを取り出して和集合演算を行うと、隣接する部品の境界部分の要素が取り除かれ、図７に示す下部部品１００の形状データが得られる。その際、下部部品９１，９２の切り欠き部９４同士が結合して、より大きな切り欠き部１０１となる。
This will be specifically described with reference to FIG. 6. First, the data of the
次に、図４のフローチャートのステップＳ４では、中空要素の有無を判定する。中空要素の有無の判定方法としては、種々のものがあるが、ここでは切り欠き部９４や切り欠き部１０１を構成する内側面に垂直な法線を立て、その延長線上に対向する面が存在しない場合、中空要素は無いと判定するものである。例えば、これを図７で見ると、切り欠き部１０１の側面に法線を立てると必ず対向面が存在するが、切り欠き部１０１の底面に立てた法線の延長線上には対向面が無いため、中空要素は無いと判定される。
Next, in step S4 of the flowchart of FIG. 4, the presence or absence of a hollow element is determined. There are various methods for determining the presence / absence of a hollow element. Here, there is a surface that is perpendicular to the inner surface of the
図４のステップＳ４において、中空要素が無いと判定されると、ステップＳ７に移行し、全ての部品に対して処理されたか否かが判定される。図７の場合、上部部品９３や円筒状部品９５などの処理がまだ残っているため、ステップＳ２に戻って、上記処理が繰り返される。
If it is determined in step S4 in FIG. 4 that there is no hollow element, the process proceeds to step S7, and it is determined whether or not all parts have been processed. In the case of FIG. 7, the process for the
具体的には、図７の和集合演算された下部部品１００に隣接する次なる部品としては、図５−１に示す上部部品９３があり、このデータを取り出して和集合演算が行われる（ステップＳ３）。この和集合演算の結果は、図８に示すように境界部分の要素が取り除かれ、内部に中空部１１１が形成された立方体部品１１０の形状データを得ることができる。ここで、演算部２０またはＣＰＵ２１が内部空間を中空部１１１と判定したのは、図４のステップＳ４において、上部部品９３と下部部品１００の切り欠き部同士が合わさって形成された空間の内側面に垂直な法線を形成し、その延長線上に対向する面が存在するか否かを３次元ＣＡＤデータの演算処理によって対向面の存在が確認できることから、中空要素有りと判断できるからである。
Specifically, the next part adjacent to the
このように、ステップＳ４で中空要素有りと判断されると、ステップＳ５に移行して、中空部１１１の裏表を反転する処理が行われる。すなわち、図８の中空部１１１に相当する領域を図９に示すような立方体部品１１２とする演算処理が行われる。これによって、立方体部品１１０の中に立方体部品１１２が組み込まれた状態となる。
As described above, when it is determined in step S4 that there is a hollow element, the process proceeds to step S5, and processing for inverting the front and back of the
続くステップＳ６では、反転した中空部（立方体部品１１２）と元形状である立方体部品１１０との和集合演算を行うことにより、図１０に示すような中空要素が除去された立方体部品１１０が得られる。
In the subsequent step S6, the
そして、ステップＳ７において、処理していない部品の有無を判断する。ここでは、図５−１および図１１に示すように、円筒状部品９５がまだ残っているため、ステップＳ２に戻って、円筒状部品９５のデータを３次元ＣＡＤデータの中から取り出し（ステップＳ２）、立方体部品１１０との間で和集合演算を行う（ステップＳ３）。これにより、図１２に示すように、円筒状部品９５が除去された立方体部品１１０を得ることができる。この立方体部品１１０の形状データは、すなわち図５−１の機械製品９０の最外郭形状である。
In step S7, it is determined whether there is a component that has not been processed. Here, as shown in FIGS. 5A and 5B, since the
この時点では内部に中空要素が存在しないため、ステップＳ４からステップＳ７に移行し、全ての部品に対する処理が行われていることから、演算処理が終了する。 At this time, since there is no hollow element inside, the process proceeds from step S4 to step S7, and the processing for all the parts is performed, and thus the calculation process ends.
このように、第３の実施の形態によれば、主に和集合演算を使って部品同士の境界部分の要素を除去すると共に、内部に存在する中空要素を確認し、これを反転処理することで中空要素を除去していって、全ての部品に対する演算処理が終わった時点で、機械製品の最外郭形状を自動抽出することができる。 As described above, according to the third embodiment, the element at the boundary between parts is mainly removed by using the union operation, the hollow element existing inside is confirmed, and this is inverted. Thus, when the hollow element is removed and the calculation processing for all the parts is completed, the outermost shape of the machine product can be automatically extracted.
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態は、対象となる機械製品の３次元形状を構成する要素がポリゴン（多角形）で表現されている場合であり、描画を行なうためのメモリであるフレームバッファに対して個々のポリゴンに予め持たせた固有の要素ＩＤを書き出すことで表示される要素を判定できるようにし、ポリゴンモデルによる３次元形状表現におけるポリゴンのＩＤとフレームバッファとを利用して最外郭形状データを自動抽出できるようにした点に特徴がある。
(Fourth embodiment)
The fourth embodiment is a case where the elements constituting the three-dimensional shape of the target machine product are expressed by polygons (polygons), and are individually provided for a frame buffer that is a memory for drawing. The element to be displayed can be determined by writing out the unique element ID previously assigned to the polygon, and the outermost shape data is automatically used by using the polygon ID and the frame buffer in the three-dimensional shape representation by the polygon model. The feature is that it can be extracted.
図１３は、第４の実施の形態に係るポリゴンモデルによる３次元形状の最外郭形状データを自動抽出する際の処理手順を説明するフローチャートである。図１３に示すように、まず、機械製品の３次元形状を構成する個々の要素（ポリゴン）に対応するように、演算部２０、あるいはＣＰＵ２１は、提供される３次元ＣＡＤデータに基づいて固有の要素ＩＤをポリゴン毎に自動付加する（ステップＳ１１）。
FIG. 13 is a flowchart for explaining a processing procedure when automatically extracting outermost shape data of a three-dimensional shape by a polygon model according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 13, first, the
続いて、ある視点から３次元形状を見た場合に、そこから見えるポリゴンの要素ＩＤを形状を描画するためのメモリであるフレームバッファに書き出すようにする（ステップＳ１２）。フレームバッファは、通常は形状の色を意味するＲＧＢ値などを書き出すことに用いられているが、これに代えて、あるいはこれと並行してポリゴンの要素ＩＤを書き出すようにする。これにより、表示されている要素を判定することができる。 Subsequently, when the three-dimensional shape is viewed from a certain viewpoint, the element ID of the polygon visible from the viewpoint is written out to a frame buffer which is a memory for drawing the shape (step S12). The frame buffer is normally used for writing out RGB values or the like indicating the color of the shape, but instead of or in parallel with this, the polygon element ID is written out. Thereby, the displayed element can be determined.
全てのポリゴンに対してステップＳ１２の処理が行われたか否かを判定し（ステップＳ１３）、まだ書き出していないポリゴンがある場合は、ステップＳ１２の要素ＩＤの書き出し処理が繰り返される。 It is determined whether or not the process of step S12 has been performed for all the polygons (step S13). If there is a polygon that has not yet been written, the element ID writing process of step S12 is repeated.
フレームバッファに書き出されたポリゴンの要素ＩＤのうち、１つの面や立体要素が多数のポリゴンの要素ＩＤで構成されることがある。これは、３次元形状を構成する個々の要素を三角形を基本とするポリゴンで切り分けた場合、面や立体要素の形状によって細かく分割されてしまうことがあるからである。しかし、この状態で次のステップのオーバーライト処理が施されると、誤差によって面がつぶれたり、隙間や穴の開いた最外郭形状データが抽出される可能性がある。そこで、ステップＳ１４では、多数のポリゴンで構成された対象を上位の構成要素である面や立体要素として扱うことで、誤差により面がつぶれたり、隙間や穴の開いた最外郭形状データが抽出されるのを防止することができる。 Of the polygon element IDs written in the frame buffer, one surface or three-dimensional element may be composed of a large number of polygon element IDs. This is because, when individual elements constituting a three-dimensional shape are separated by polygons based on triangles, they may be finely divided depending on the shape of a surface or a three-dimensional element. However, if the overwrite process of the next step is performed in this state, there is a possibility that the surface is crushed due to an error, or the outermost shape data with gaps or holes is extracted. Therefore, in step S14, by treating a target composed of a large number of polygons as a higher-order component surface or a three-dimensional element, the outermost shape data with the surface being crushed or having gaps or holes extracted is extracted. Can be prevented.
対象が多数のポリゴンで構成されている場合、ステップＳ１４では、これをさらに上位の構成要素である面や立体要素として扱うように自動処理することができる。これは、ＣＡＤデータが一般的にトポロジー（位相）情報を持っていて、内部の要素（立体とか面とか）を管理しているためであり、ポリゴンについても立体や面と同様に管理することが可能である。例えば、対象となる立体が面と稜線と頂点とで構成されている場合に、立体を面と稜線と頂点とからなる木構造で表すことが可能となり、この面と稜線はさらにポリゴンに置き換えることができる。このような木構造を用いて立体要素の関係を管理すると、ポリゴンの要素ＩＤがわかればその木構造の枝から幹に遡っていくだけで、あるポリゴンがどの面やどの立体に属しているかを容易かつ自動的に調べることができる。 When the target is composed of a large number of polygons, in step S14, this can be automatically processed so as to be handled as a higher-order component or a three-dimensional element. This is because CAD data generally has topology (phase) information and manages internal elements (solids and surfaces), and polygons can be managed in the same way as solids and surfaces. Is possible. For example, if the target solid is composed of faces, ridges, and vertices, it is possible to represent the solid with a tree structure consisting of faces, ridges, and vertices. Can do. When managing the relationship of solid elements using such a tree structure, if the element ID of a polygon is known, it will be easy to trace back to the trunk from the branch of the tree structure, and it is easy to determine which face or solid belongs to a polygon. And you can check automatically.
また、仮に上記のような木構造を利用しない場合であっても、ポリゴンＩＤと面や立体との対応関係をテーブルとして持たせるようにしておけば、ポリゴンの属する面や立体を容易かつ自動的に検索できるようになる。 Even if the tree structure as described above is not used, if the correspondence between the polygon ID and the surface or solid is given as a table, the surface or solid to which the polygon belongs can be easily and automatically assigned. Will be able to search.
このように、ステップＳ１３では、ある視点からの全てのポリゴンの要素ＩＤをフレームバッファに書き出し、ステップＳ１４では、細分割された要素ＩＤを上位の構成要素として扱い、ステップＳ１５では、そのフレームバッファの内容を全て走査することでオーバーライトが行なわれる。このオーバーライト処理は、３次元空間の奥行き方向に複数の要素（ポリゴン）が存在している場合に、手前側のポリゴンによって奥側のポリゴンが遮蔽されて見えなくなるものを描画対象から除外するために行なわれるもので、オブジェクトの後ろに隠れているオブジェクトを除去する機能として、オクルージョン・カリング（Occlusion Culling）と呼ばれている。この処理を行うことにより、不要なポリゴンデータが除去され、ある視点から見た最外郭形状データのみを自動抽出すると共に、データ量が大幅に削減されるため、描画処理も軽くすることができる。 As described above, in step S13, the element IDs of all polygons from a certain viewpoint are written to the frame buffer. In step S14, the subdivided element IDs are handled as upper constituent elements. Overwriting is performed by scanning the entire contents. In this overwriting process, when there are a plurality of elements (polygons) in the depth direction of the three-dimensional space, the polygons on the back side are obstructed by the polygons on the near side and are excluded from being drawn. This function is called occlusion culling as a function for removing objects hidden behind objects. By performing this process, unnecessary polygon data is removed, and only the outermost shape data viewed from a certain viewpoint is automatically extracted, and the data amount is greatly reduced, so that the drawing process can be lightened.
ステップＳ１５で自動抽出されたある視点から見た最外郭形状データである外部に露出した要素ＩＤをテーブル（メモリ）に保存する（ステップＳ１６）。このステップＳ１２〜ステップＳ１６までの処理は、ある視点から見た最外郭形状データを抽出する処理であるため、３次元形状の場合は複数の視点から処理を行わないと、全ての最外郭形状データは抽出できない。このため、ステップＳ１７では、複数の視点から処理されたか否かが判断され、処理されていない場合はステップＳ１２に戻って、各視点ごとに最外郭形状データの抽出処理が繰り返し行なわれる。ここで、複数の視点とは、対象となる３次元形状にもよるが、図５−１に示すような立方体であれば、少なくとも対角線上の２つの視点から６面方向から見た６つの視点までが考えられるが、できるだけ少ない視点で抽出できればその分処理を迅速化することができる。 The element ID exposed to the outside, which is the outermost shape data viewed from a certain viewpoint automatically extracted in step S15, is stored in a table (memory) (step S16). Since the processing from step S12 to step S16 is processing for extracting the outermost shape data viewed from a certain viewpoint, all the outermost shape data must be processed from a plurality of viewpoints in the case of a three-dimensional shape. Cannot be extracted. Therefore, in step S17, it is determined whether or not the processing has been performed from a plurality of viewpoints. If the processing has not been performed, the process returns to step S12, and the outermost shape data extraction processing is repeatedly performed for each viewpoint. Here, the plurality of viewpoints depends on the target three-dimensional shape, but in the case of a cube as shown in FIG. 5-1, at least six viewpoints viewed from six diagonal directions from two viewpoints on the diagonal line. However, if it can be extracted from as few viewpoints as possible, processing can be speeded up accordingly.
このように、第４の実施の形態によれば、対象となる機械製品の３次元形状を構成する要素がポリゴンで表現されている場合であっても、３次元ＣＡＤデータの中から最外郭データのみを容易に自動抽出することが可能となり、これによって不要なデータが除去されるため、描画処理も軽くできる。特に、３次元形状の面や立体要素の状態によって多数のポリゴンに分割される場合があっても、オーバーライト処理の誤差による面つぶれ、あるいは隙間や穴の開いた最外郭形状データが抽出されるのを防止することが可能となる。 As described above, according to the fourth embodiment, even if the elements constituting the three-dimensional shape of the target machine product are expressed by polygons, the outermost contour data is selected from the three-dimensional CAD data. Thus, it is possible to easily extract only the data, and unnecessary data is removed thereby, so that the drawing process can be lightened. In particular, even when there are cases where a polygon is divided into a large number of polygons depending on the state of a three-dimensional surface or a three-dimensional element, the outermost shape data with surface crushing or gaps or holes due to errors in the overwrite processing is extracted Can be prevented.
（第５の実施の形態）
第５の実施の形態は、上述した各実施の形態における演算・判定結果を図２の表示部４０や図３の表示装置４１上に表示させて、容易に編集できるようにした点に特徴がある。
(Fifth embodiment)
The fifth embodiment is characterized in that the calculation / determination results in the above-described embodiments are displayed on the
図１４は、３次元形状を構成する要素を木構造により相互に関連付けてリスト表示した表示例を示す図である。図１４に示すように、リスト表示された各要素を表すＩＤ番号（Ｐ０００＊＊）の先頭部には、演算し判定した結果を反転文字で内部パーツか外部パーツかを表すと共に、これを押すと「内部」と「外部」の切り替えが容易に行なえるようにしたトグルスイッチからなるユーザーインターフェースで構成されている。 FIG. 14 is a diagram showing a display example in which elements constituting a three-dimensional shape are displayed in a list in association with each other by a tree structure. As shown in FIG. 14, at the head of the ID number (P000 **) representing each element displayed in the list, the result of the calculation and determination is indicated by an inverted character indicating whether it is an internal part or an external part, and this is pressed. And “inside” and “outside” can be switched easily, and it consists of a user interface consisting of a toggle switch.
例えば、３次元形状の各要素を木構造で一覧表示した際に、演算・判定結果が誤っている場合、あるいは、判定結果自体は正しいが、抽出したい最外郭形状の対象を変えたい場合に、リスト表示されたトグルスイッチを押下して内部／外部の切り替えを行なうようにする。 For example, when displaying each element of a three-dimensional shape in a tree structure, if the calculation / determination result is incorrect, or the determination result itself is correct but you want to change the target of the outermost shape to be extracted, Press the toggle switch displayed in the list to switch between internal and external.
このように、第５の実施の形態によれば、３次元形状を構成する各要素を木構造でリスト表示するため、各要素の相互の関係が把握し易く、一覧表示することで全体と部分との関係が明確になる。また、「内部」と「外部」の切り替えが行なえるトグルスイッチを利用することにより、オペレータが演算・判定結果を容易に編集することが可能となる。 As described above, according to the fifth embodiment, since the elements constituting the three-dimensional shape are displayed in a list in a tree structure, the mutual relationship between the elements can be easily grasped, and the whole and parts can be displayed by displaying the list. The relationship with is clarified. Further, by using a toggle switch capable of switching between “internal” and “external”, the operator can easily edit the calculation / determination result.
（第６の実施の形態）
第６の実施の形態は、一般の機械製品が製品システム全体を機能ごとの構成モジュールに分割して設計、製造、管理されることから、各モジュール、あるいはサブモジュール単位で最外郭形状が求められることが多いため、必要なモジュール単位での最外郭形状抽出指定が容易に行なえるようにした点に特徴がある。
(Sixth embodiment)
In the sixth embodiment, a general machine product is designed, manufactured, and managed by dividing the entire product system into component modules for each function. Therefore, the outermost shape is required for each module or submodule. Since there are many cases, the feature is that the outermost shape extraction designation can be easily performed in a necessary module unit.
図１５は、モジュール単位で最外郭抽出を指定するためのユーザインターフェース例を示す図であり、図１６は、図１５における指定後に最外郭形状を抽出した後の状態を示す図である。図１５に示すように、システム全体は下位の機能モジュールで構成され、機能モジュールは更に下位のサブ機能モジュールで構成されるというような木構造として表現されている。ここでは、木構造で表示されたモジュール単位での最外郭形状抽出指定の具体的な方法について説明する。なお、図１５および図１６に示すユーザインターフェース例は、図２の表示部４０や図３の表示装置４１上に表示させて編集できるようにしたものである。
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a user interface for designating outermost contour extraction in module units, and FIG. 16 is a diagram illustrating a state after the outermost contour shape is extracted after designation in FIG. As shown in FIG. 15, the entire system is expressed as a tree structure in which lower functional modules are configured, and functional modules are further configured in lower sub functional modules. Here, a specific method for specifying the outermost shape extraction in module units displayed in a tree structure will be described. Note that the user interface examples shown in FIGS. 15 and 16 are displayed on the
図１５に示すように、システム全体であるトップモジュール１２０以下にモジュールＡ１２１、モジュールＢ１２２、モジュールＣ１２３が配置されている。さらに下位モジュールとして、モジュールＡ１２１の下には、サブモジュールａ１２１１、サブモジュールｂ１２１２、サブモジュールｃ１２１３で構成され、モジュールＢ１２２の下には、サブモジュールｄ１２２１で構成され、モジュールＣ１２３の下には、サブモジュールｅ１２３１、サブモジュールｆ１２３２、サブモジュールｇ１２３３、サブモジュールｈ１２３４で構成されていることがわかる。
As shown in FIG. 15, a
まず、システム全体の最外郭形状データを抽出する場合は、チェックボックス等に何もチェックを入れる必要はない。しかし、サブモジュール単位で最外郭を抽出する場合は、図１５に示すように、それぞれのモジュールやサブモジュールに表示されているチェックボックスをＯＮする。ここでは、モジュールＡ１２１、モジュールＣ１２３、およびサブモジュールｈ１２３４のチェックボックスにチェックがつけられている。なお、トップモジュール１２０には、チェックをつけなくても他のモジュールのチェック具合に応じてグループ１３０が形成される。
First, when extracting the outermost shape data of the entire system, it is not necessary to check anything in check boxes. However, when extracting the outermost contour in units of submodules, as shown in FIG. 15, the check boxes displayed for the respective modules and submodules are turned ON. Here, the check boxes of the module A121, the module C123, and the submodule h1234 are checked. In the
このため、ＯＮされたモジュールやサブモジュールは、その上位のモジュールからは切り分けられ、独立した一つの単位として最外郭形状抽出の対象となり、それぞれ破線で囲ったグループ１３０〜１３３の単位に切り分けられる。例えば、ＯＮされたモジュールＣ１２３に所属しているさらに下位のサブモジュールｈ１２３４がＯＮされると、モジュールＣ１２３から独立したグループ１３３となり、サブモジュールｈ１２３４の最外郭形状を求めることができる。
For this reason, the modules and submodules that are turned on are separated from the higher-order modules, are subjected to outermost shape extraction as independent units, and are separated into units of
すなわち、図１５に示すように、破線で囲まれたモジュールＡ１２１とそれ以下のサブモジュールからなるグループ１３１、サブモジュールｈ１２３４を除くモジュールＣ１２３以下のサブモジュールからなるグループ１３２、サブモジュールｈ１２３４からなるグループ１３３、およびそれ以外のトップモジュール１２０を含むモジュール群からなるグループ１３０の４群にわかれて最外郭形状の算出対象とされる。
That is, as shown in FIG. 15, a
その結果、図１５に示すチェックボックスの指定後に最外郭形状を抽出した後は、図１６に示すような状態となり、モジュールＡ１２１とモジュールＣ１２３、およびその下のサブモジュールｈ１２３４とは、それぞれ独立した部品として最外郭形状が求められた後、トップモジュール１２０の直下に配置されることになる。つまり、モジュールＡ１２１は、サブモジュールａ，ｂ，ｃのそれぞれが結合されて最外郭形状が抽出された後の形状であり、モジュールＣ１２３は、サブモジュールｅ，ｆ，ｇのそれぞれが結合されて最外郭形状が抽出された後の形状であり、サブモジュールｈ１２３４はそれ自体が独立した単体の部品として最外郭形状が抽出されたものとなる。
As a result, after the outermost shape is extracted after the check box shown in FIG. 15 is specified, the state shown in FIG. 16 is obtained, and the
このように、第６の実施の形態によれば、最外郭形状データを求める３次元形状をモジュール単位の木構造によって一覧表示するため、全体と部分との関係が把握し易くなり、これらのモジュール構成の各チェックボックスをＯＮするだけで、所望のモジュール単位の最外郭形状を容易に求めることが可能となる。 As described above, according to the sixth embodiment, since the three-dimensional shape for obtaining the outermost shape data is displayed as a list by the tree structure of the module unit, it becomes easy to grasp the relationship between the whole and the parts, and these modules It is possible to easily obtain the outermost shape of a desired module unit simply by turning on each check box of the configuration.
なお、上記処理を行なうプログラムが組み込まれた３次元データ処理装置１０や３次元データ処理システム６０には、演算・制御機能を有する演算部（ＣＰＵ）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭなどからなるメモリと、ＨＤＤ、ＣＤドライブ装置などのデータベース部（外部記憶装置）と、ディスプレイ装置などの表示部（表示装置）と、キーボードやマウスなどの操作入力部（入力装置）などを備えている。
The three-dimensional
そして、上記第１〜第６の実施の形態において実行されるプログラムは、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することができる。 The programs executed in the first to sixth embodiments are files in an installable format or an executable format, and are CD-ROM, flexible disk (FD), CD-R, DVD (Digital Versatile Disk). And the like can be provided by being recorded on a computer-readable recording medium.
また、上記第１〜第６の実施の形態に係る３次元データ処理装置や３次元データ処理システムで実行されるプログラム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。 In addition, a program executed by the three-dimensional data processing apparatus or the three-dimensional data processing system according to the first to sixth embodiments is stored on a computer connected to a network such as the Internet and downloaded via the network. You may comprise so that it may provide.
また、上記第１〜第６の実施の形態に係る３次元データ処理装置や３次元データ処理システムで実行されるプログラム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。 The program executed by the three-dimensional data processing apparatus or the three-dimensional data processing system according to the first to sixth embodiments may be provided or distributed via a network such as the Internet.
また、上記第１〜第６の実施の形態に係る３次元データ処理装置や３次元データ処理システムで実行されるプログラムをＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。 The program executed by the three-dimensional data processing apparatus or the three-dimensional data processing system according to the first to sixth embodiments may be provided by being incorporated in advance in a ROM or the like.
以上のように、本発明にかかる３次元データ処理装置、３次元データ処理システム、３次元データ処理方法、およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムは、３次元ＣＡＤデータなどを用いて商品プレゼンテーションやユーザマニュアル等の図面作成に必要な最外郭形状データを自動抽出可能とする３次元データ処理装置、３次元データ処理システム、３次元データ処理方法、およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムに適している。 As described above, the three-dimensional data processing apparatus, the three-dimensional data processing system, the three-dimensional data processing method, and the program that causes the computer to execute the method are used for product presentations and users using three-dimensional CAD data. The present invention is suitable for a three-dimensional data processing apparatus, a three-dimensional data processing system, a three-dimensional data processing method, and a program for causing a computer to execute the method, which can automatically extract outermost shape data necessary for creating a drawing such as a manual.
１０ ３次元データ処理装置
２０ 演算部
２１ ＣＰＵ
２２ メモリ
３０ データベース部
３１ 外部記憶装置
４０ 表示部
４１ 表示装置
５０ 操作入力部
５１ 入力装置
６０ ３次元データ処理システム
７０ ネットワークＩ／Ｆ
７１ ネットワーク
８０ バス
９０ 機械製品
９１ 下部部品
９２ 下部部品
９３ 上部部品
９４ 切り欠き部
９５ 円筒状部品
１００ 下部部品
１０１ 切り欠き部
１１０ 立方体部品
１１１ 中空部
１１２ 立方体部品
１２０ トップモジュール
１２１ モジュールＡ
１２１１ サブモジュールａ
１２１２ サブモジュールｂ
１２１３ サブモジュールｃ
１２２ モジュールＢ
１２２１ サブモジュールｄ
１２３ モジュールＣ
１２３１ サブモジュールｅ
１２３２ サブモジュールｆ
１２３３ サブモジュールｇ
１２３４ サブモジュールｈ
１３０〜１３３ グループ
10 3D
22
71
1211 Submodule a
1212 Submodule b
1213 Submodule c
122 Module B
1221 Submodule d
123 Module C
1231 Submodule e
1232 submodule f
1233 Submodule g
1234 Submodule h
130-133 groups
Claims (22)
前記データベース手段で管理されるデータに基づいて演算処理を行い、所望の３次元形状の最外郭形状データを自動抽出する演算手段と
を備えたことを特徴とする３次元データ処理装置。 Database means for managing the three-dimensional shape data including the shape data of the internal structure and the viewpoint data;
A three-dimensional data processing apparatus comprising: arithmetic means for performing arithmetic processing based on data managed by the database means and automatically extracting outermost shape data of a desired three-dimensional shape.
前記データベース手段で管理するデータ、前記演算手段に基づく演算結果、および前記操作入力手段による入力画面を表示する表示手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の３次元データ処理装置。 Operation input means for performing input for operating each of the means;
The three-dimensional data processing apparatus according to claim 1, further comprising: display means for displaying data managed by the database means, a calculation result based on the calculation means, and an input screen by the operation input means. .
前記中空判定手段により中空要素が存在すると判定された場合に、当該中空要素の内外方向を反転させて和集合演算を実施し、最外郭形状の抽出に不要な中空要素を削除することを特徴とする請求項３に記載の３次元データ処理装置。 The computing means determines whether or not there is a hollow element inside each shape element constituting the three-dimensional shape, or inside a new shape formed when the union operation is finished by the computing means. A hollow determination means;
When it is determined by the hollow determination means that a hollow element exists, the union operation is performed by inverting the inner and outer directions of the hollow element, and the hollow element unnecessary for the extraction of the outermost shape is deleted. The three-dimensional data processing apparatus according to claim 3.
前記表示手段は、前記演算手段で判定された内部要素だけを表示するようにして、
３次元形状を編集するオペレータが前記表示手段を見ながら前記演算手段による内部要素と外部要素の判定の適否を確認することを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載の３次元データ処理装置。 The computing means classifies elements constituting the three-dimensional shape into internal elements and external elements,
The display means displays only the internal elements determined by the calculation means,
The three-dimensional shape according to any one of claims 2 to 6, wherein an operator who edits a three-dimensional shape confirms whether or not an internal element and an external element are determined by the calculation means while looking at the display means. Data processing device.
前記表示手段は、前記３次元形状を構成している各要素について名称やＩＤを使ってリスト表示を行い、各要素が内部と外部のどちらに判定されたかをリスト表示された文字列のフォントや色を変化させたり、リストの各要素にアイコンを付けるなどして視覚的に容易に判別可能としたことを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載の３次元データ処理装置。 The computing means classifies elements constituting the three-dimensional shape into internal elements and external elements,
The display means displays a list using names and IDs for each element constituting the three-dimensional shape, and displays a font of a character string displayed as a list indicating whether each element is determined to be internal or external. The three-dimensional data processing apparatus according to any one of claims 2 to 6, wherein the three-dimensional data processing apparatus can be easily distinguished visually by changing a color or attaching an icon to each element of the list.
前記表示手段は、前記３次元形状を構成している各要素についてリスト表示を行い、各要素を内部と外部のどちらに判定したかの判定結果を表示すると共に、その判定結果を個別に切り換えられる切換スイッチを要素毎に設けて、前記操作入力手段を兼ねていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載の３次元データ処理装置。 The computing means classifies elements constituting the three-dimensional shape into internal elements and external elements,
The display means displays a list of each element constituting the three-dimensional shape, displays a determination result indicating whether each element is determined to be internal or external, and can switch the determination result individually. The three-dimensional data processing apparatus according to claim 2, wherein a selector switch is provided for each element and also serves as the operation input unit.
前記チェックボックスは、該当する要素が指定されると、その指定された要素の最外郭形状データを自動抽出するよう前記演算手段に指示すると共に、その抽出結果に応じた木構造に変更するよう前記表示手段に指示する操作入力手段を兼ねていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載の３次元データ処理装置。 The display means displays each element constituting the three-dimensional shape with a tree structure, and displays a check box that can be specified for each element unit,
When the corresponding element is designated, the check box instructs the computing means to automatically extract the outermost shape data of the designated element, and changes the tree structure according to the extraction result. The three-dimensional data processing apparatus according to any one of claims 2 to 6, further serving as an operation input means for instructing the display means.
前記データベース装置で管理されるデータに基づいて演算処理を行い、所望の３次元形状の最外郭形状データを自動抽出する演算装置と、
前記各装置を操作するための入力を行う操作入力装置と、
前記データベース装置で管理するデータ、前記演算装置に基づく演算結果、および前記操作入力装置による入力画面を表示する表示装置と
を備え、前記各装置間の少なくとも一部がネットワークを介して接続されており、内部構造の形状データを含む複雑な３次元形状データから簡略化された最外郭形状データを自動抽出することを特徴とする３次元データ処理システム。 A database device for managing 3D shape data including shape data of the internal structure and viewpoint data;
An arithmetic device that performs arithmetic processing based on data managed by the database device and automatically extracts outermost shape data of a desired three-dimensional shape;
An operation input device for performing input for operating each of the devices;
A display device for displaying data managed by the database device, a calculation result based on the arithmetic device, and an input screen by the operation input device, and at least a part between the devices is connected via a network A three-dimensional data processing system for automatically extracting simplified outermost shape data from complicated three-dimensional shape data including shape data of an internal structure.
前記３次元形状データと視点データに基づいて演算処理を行い、所望の３次元形状の最外郭形状データを自動抽出する演算ステップと
を含むことを特徴とする３次元データ処理方法。 A database step for managing the three-dimensional shape data including the shape data of the internal structure and the viewpoint data;
A three-dimensional data processing method comprising: an arithmetic step of performing arithmetic processing based on the three-dimensional shape data and viewpoint data and automatically extracting outermost shape data of a desired three-dimensional shape.
前記データベースステップで管理するデータ、前記演算ステップに基づく演算結果、および前記操作入力ステップによる入力画面の表示を行う表示ステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の３次元データ処理方法。 An operation input step for performing input for operating each of the step processes;
The three-dimensional data processing method according to claim 12, further comprising a display step of displaying data managed in the database step, a calculation result based on the calculation step, and an input screen by the operation input step. .
前記中空判定ステップにより中空要素が存在すると判定された場合に、当該中空要素の内外方向を反転させて和集合演算を実施し、最外郭形状の抽出に不要な中空要素を削除することを特徴とする請求項１４に記載の３次元データ処理方法。 In the calculation step, it is determined whether or not a hollow element exists in each shape element constituting the three-dimensional shape or in a new shape formed when the union operation is finished by the calculation means. A hollow determination step,
When it is determined by the hollow determination step that a hollow element exists, the union operation is performed by inverting the inner and outer directions of the hollow element, and the hollow element unnecessary for extraction of the outermost shape is deleted. The three-dimensional data processing method according to claim 14.
前記表示ステップは、前記演算ステップで判定された内部要素だけを表示するようにして、
３次元形状を編集するオペレータが前記表示ステップで表示された内部要素だけの表示を見ながら前記演算ステップで判定された内部要素と外部要素の判定の適否を確認することを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか一つに記載の３次元データ処理方法。 The calculation step classifies elements constituting the three-dimensional shape into internal elements and external elements,
In the display step, only the internal elements determined in the calculation step are displayed.
The operator who edits the three-dimensional shape checks whether or not the internal element and the external element determined in the calculation step are appropriate while viewing only the display of the internal element displayed in the display step. 18. The three-dimensional data processing method according to any one of -17.
前記表示ステップは、前記３次元形状を構成している各要素について名称やＩＤを使ってリスト表示を行い、各要素が内部と外部のどちらに判定されたかをリスト表示された文字列のフォントや色を変化させたり、リストの各要素にアイコンを付けるなどして視覚的に容易に判別可能としたことを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか一つに記載の３次元データ処理方法。 The calculation step classifies elements constituting the three-dimensional shape into internal elements and external elements,
The display step displays a list using the name and ID of each element constituting the three-dimensional shape, and displays a font of a character string displayed as a list indicating whether each element is determined to be internal or external The three-dimensional data processing method according to any one of claims 13 to 17, wherein the three-dimensional data processing method can be easily distinguished visually by changing a color or attaching an icon to each element of the list.
前記表示ステップは、前記３次元形状を構成している各要素についてリスト表示を行い、各要素を内部と外部のどちらに判定したかの判定結果を表示すると共に、その判定結果を個別に切り換えられる切換スイッチを要素毎に設けて、前記操作入力ステップを兼ねていることを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか一つに記載の３次元データ処理方法。 The calculation step classifies elements constituting the three-dimensional shape into internal elements and external elements,
The display step displays a list for each element constituting the three-dimensional shape, displays a determination result of whether each element is determined to be internal or external, and can switch the determination result individually. The three-dimensional data processing method according to any one of claims 13 to 17, wherein a selector switch is provided for each element and also serves as the operation input step.
前記チェックボックスによる要素の指定は、その指定された要素の最外郭形状データを自動抽出するよう前記演算ステップに指示すると共に、その抽出結果に応じた木構造に変更するよう前記表示ステップに指示する操作入力ステップを兼ねていることを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか一つに記載の３次元データ処理方法。 In the display step, each element constituting the three-dimensional shape is represented by a tree structure, and a check box that can be specified for each element is displayed.
Designation of an element by the check box instructs the calculation step to automatically extract outermost shape data of the designated element and instructs the display step to change to a tree structure according to the extraction result. The three-dimensional data processing method according to any one of claims 13 to 17, further comprising an operation input step.
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-
2005
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