JP3327734B2 - 図形処理方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の平面図形により
対応する３次元図形を作成する図形処理方法および装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＣＡＤ等の図形処理システムで
は、図形などで表現された複数の平面図形に基づいて３
次元の図形を作成する場合、面の形状を他の図形の対応
する面形状を指定して定義し、３次元化面（サーフェ
ス）モデル化の処理を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方式では、図面などで表現された図形を直接３次元化面
（サーフェス）モデル化して表示されるものではなかっ
た。

【０００４】即ち、従来は、面の形状を定義する際、対
応する面形状は１要素しか指定できなかったため、ま
ず、面を対応する面形状の幅で分割した後、３次元モデ
ルを作成する処理を行っていた。このため、３次元の図
形を作成するのに非常に手間がかかり、また、細やかな
作業が多くなるため、操作ミスなどによる図形の表示エ
ラーの発生原因にもなっていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決することを目的として成されたもので、上述の課題
を解決する一手段として以下の構成を備える。

【０００６】即ち、図形を３次元化する処理の対象とな
る閉領域を指示する閉領域指示手段と、前記閉領域指示
手段で指示した対象閉領域の面形状を定義する面形状定
義手段と、前記面形状定義手段で定義された面形状が複
数の面要素で定義されているか判定する判定手段と、前
記判定手段により前記面形状が複数の面要素で定義され
ていると判定された場合には、面要素が変更になる位置
を求める判別手段と、 前記判別手段により求めた面要素
が変更になる位置に基づいて前記閉領域を分割し、分割
した閉領域の面形状を再定義する再定義手段とを有する
ことを特徴とする。

【０００７】そして例えば、前記面形状定義手段は、前
記閉領域指示手段で指示された対象閉領域の面形状の定
義方法を指示し、続いて対象閉領域の面形状を定義する
要素を指示し、その後対象閉領域の面形状を定義するこ
とを特徴とする。また例えば、更に、前記再定義手段で
再定義された閉領域の面形状を３次元面化（サーフェ
ス）モデル表示する、あるいは前記判定手段で面形状が
単一の要素で定義されていると判定した場合には、再定
義を行わずに前記定義手段で定義された閉領域の面形状
を３次元面化（サーフェス）モデル表示する表示手段を
備えることを特徴とする。

【０００８】

【作用】以上の構成において、従来、不可能であった図
面などで表現された図形に基づいて、直接３次元化面
（サーフェス）モデル化した図形を作成して表示でき
る。これにより、３次元化モデルの図形を作成するため
の、形状入力等の手間を省略でき、その作成される３次
元図形の精度を大幅に向上できる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る一実施例
を詳細に説明する。

【００１０】図１は本発明に係る一実施例の複合面分割
方式が適用される図形処理システムの概略構成を示すブ
ロック図である。

【００１１】図１において、１１はキーボード装置及び
マウスなどを備えた入力装置であり、メニューの表示、
表示装置１４の画面上に表示されている要素の指示、画
面上の位置の指示及び、その他の入力機能を有してい
る。１２は半導体メモリ及び磁気ディスクなどを有する
記憶装置であり、処理の対象となる図面（上面図、底面
図、正面図、右側面図、左側面図、背面図等から成
る）、本実施例の前提とする閉領域、定義する面形状、
本実施例の図形処理システムが閉領域及び面形状から生
成する３次元面（サーフェス）モデル、その他の各種情
報を格納している。

【００１２】１３は本実施例装置全体の制御を司る中央
処理装置であり、本実施例の図形処理システムの各種制
御を実施するための制御プログラムがロードされ、記憶
装置１２に記憶されている種々のデータの読み込み、処
理、書込み、その他の各種制御を実行する。

【００１３】１４は表示装置であり、各種図面、閉領
域、面形状、メニュー、各種メッセージ、本実施例の図
形処理システムが閉領域及び面形状から生成する３次元
面（サーフェス）モデル、その他を表示する。

【００１４】以上の構成を備える本実施例の動作を以下
説明する。

【００１５】図２は実施例の図形処理システムにおける
複合面分割処理を示すフローチャートである。図２の処
理を実行する制御プログラムは記憶装置１２に記憶され
ており、中央処理装置１３にロードされて実行される。

【００１６】本実施例においては、まずステップＳ１に
おいて記憶装置１２に記憶されている、例えば、図３に
示すような上面図３０、右側面図３１、平面図３２等か
ら成る図形情報（図面イメージ）を中央処理装置１３に
読み込む。次にステップＳ２において図面中の線分、円
弧等の図形要素の関係、即ち、隣接しているか、或は接
続しているか等を調べながら図形を閉領域化し、その結
果を記憶装置１２に格納し、表示装置１４に表示する。
ここでいう閉領域とは、例えば図４に示すような閉じた
ループで構成された領域のことで、外周ループを必ず１
個持ち、内周ループを０個以上持つ。

【００１７】次にステップＳ３で、面形状を表示装置１
４に表示されているメッセージやメニュー（ＰＬＡＮ
Ｅ，ＳＥＣＴＩＯＮ，ＲＯＴ）の指示に従い閉領域化さ
れた任意の閉領域を入力装置１１を用いて指示する。そ
して、続くステップＳ４において、ステップＳ３で指示
した閉領域に対応する形状要素をステップＳ２と同様の
表示装置１４の表示を確認しながら入力装置１１を用い
て指示し、記憶装置１２にこの定義方法を定義情報とし
て格納する。次にステップＳ５で、面形状の要素を表示
装置１４に表示されているメッセージやメニュー（ＰＬ
ＡＮＥ，ＳＥＣＴＩＯＮ，ＲＯＴ）の指示に従い入力装
置１１を用いて指示し、記憶装置１２に定義した面形状
情報を格納する。そして、ステップＳ６で、面形状の定
義を表示装置１４に表示されているメッセージやメニュ
ー（ＰＬＡＮＥ，ＳＥＣＴＩＯＮ，ＲＯＴ）の指示に従
い入力装置１１を用いて指示し、記憶装置１２に格納す
る。

【００１８】図５は、この閉領域の面形状を定義する画
面の一例を示す図であり、メニュー５１より定義方法の
ＳＥＣＴＩＯＮ（断面）を入力装置１１を用いて指示
し、上面図３０の閉領域５２の一点５３を指示し、閉領
域５２の面形状に対応する要素５４を右側面図３１より
指示して閉領域の面形状を定義したところを示してい
る。

【００１９】ここで、面形状の定義された閉領域には、
図６の（ａ）に示すように、閉領域６１の面形状が１つ
の形状６２で構成されているもの（以後、単一面と呼
ぶ）と、図６の（ｂ）に示すように、閉領域６３面形状
が同一直線上、同一円弧上、又は同一楕円上にない２つ
以上の異なった形状６４，６５で構成されているもの
（以後、複合面と呼ぶ）の２種類がある。

【００２０】ここまでの処理で複合面の分割に必要な閉
領域と面形状の準備ができたことになる。続くステップ
Ｓ７で、以上の処理により記憶装置１２に記憶されてい
る閉領域の定義情報から、閉領域が単一面か複合面かの
判定を行う。この処理では、まず、記憶装置１２に記憶
されている閉領域の定義情報を読み込み、中央処理装置
１３において面形状に指定された要素を始点、終点の座
標情報から連続に並び変える。

【００２１】例えば、図７に示すように、面形状が５つ
の要素（７１，７２，７３，７４，７５）を指定して定
義されている場合、始点、終点の距離により７２→７４
→７３→７１→７５に並び変えられる。

【００２２】次に、求められた順番に次の要素との要素
種別（線分、円弧、楕円弧）の比較、要素データ（始
点、終点、中心、長径、短径等の情報）より同一の要素
上（同一直線、同一円上、同一楕円上）判定を行い、要
素種別が異なる、又は同一要素種別でも同一要素上にな
い要素の数を面形状の構成要素数として求める。

【００２３】例えば、図８（ａ）に示すように、並び変
えた順（７２→７４→７３→７１→７５）に要素種別の
比較、同一形状上判定を行う。まず要素７２と要素７４
の比較では、要素種別が同一（線分）であり、要素デー
タ（始点・終点の情報）から同一直線上８１にあると求
まるため、同一形状であると判定し、要素７２と要素７
４を結合した要素８２を求める。次に結合した要素８２
と次の要素７３との比較を行う。要素８２と要素７３は
要素種別が線分と円弧で異なるため同一形状でないと判
定し、要素８２を１つめの構成要素とし、次からは要素
７３との要素比較を行っていく。

【００２４】このように、要素７１、要素７５の比較を
行い図８（ｂ）に示すような、構成要素（８２，７３，
８３）を求める。ここで求められた構成要素の数が２つ
以上の閉領域を複合面、１つの閉領域を単一面と判定す
る。ステップＳ７での判定の結果、単一面であると判別
すると後述するステップＳ１０に進む。

【００２５】一方、ステップＳ７で複合面であると判定
された場合にはステップＳ８に進み、閉領域の分割処理
を行う。この処理では、中央処理装置１３において閉領
域を求められた構成要素の長さで区切り、複合面を単一
面に分割する。

【００２６】例えば、図９の（ａ）に示すように、閉領
域７０の面形状の構成要素が８２，７３，８３の場合、
まず構成要素８２と７３の交点９１、７３と８３の交点
９２を求める。次に、図９の（ｂ）に示すように、平面
図、上面図の関係から閉領域７０を交点９１、交点９２
に対応する線分９３，９４で分割し、各面形状構成要素
（８２，７３，８３）に対応する閉領域（９５，９６，
９７）を線分、円弧等の図形要素の隣接関係、接続状態
等を調べながら求める。

【００２７】次にステップＳ９に進み、分割した閉領域
の面形状を再定義する。この処理では、ステップＳ８の
閉領域分割処理で分割されたもとの閉領域７０の閉領域
情報及び面形状定義情報を記憶装置１２より削除し、新
たに求められた閉領域（９５，９６，９７）の閉領域情
報及び面形状定義情報を記憶装置１２に格納する。

【００２８】こうして記憶装置１２上に格納された閉領
域の面形状と、定義情報より３次元化の処理が行なわ
れ、３次元化面（サーフェス）モデルを生成し、記憶装
置１２に格納される そしてステップＳ１０で、図１０に示すように、表示装
置１４に記憶装置１２上に定義された３次元化面モデル
を表示する。

【００２９】以上説明した様に本実施例の面形状定義方
法によれば、図面などに表現された図形を３次元化する
処理の対象となる閉領域を指示するステップと、対象閉
領域の面形状の定義方法を指示するステップと、対象閉
領域の面形状を定義する要素を指示するステップと、対
象閉領域の面形状を定義するステップを有する面形状定
義方式において、閉領域の面形状が複数の要素で定義さ
れているか判定するステップと、閉領域を面形状数で分
割するステップと、分割した閉領域の面形状を再定義す
るステップと、定義及び再定義された閉領域を３次元面
化（サーフェス）モデル表示するステップとを有するこ
とにより、従来、不可能であった図面などで表現された
図形に基づいて、直接３次元化面（サーフェス）モデル
化した図形を作成して表示できる。

【００３０】これにより、３次元化モデルの図形を作成
するための、形状入力等の手間を省略でき、その作成さ
れる３次元図形の精度を大幅に向上できるという効果が
得られる。

【００３１】なお、本発明は、複数の機器から構成され
るシステムに適用しても、１つの機器から成る装置に適
用しても良い。また、本発明はシステムあるいは装置に
プログラムを供給することによって達成される場合にも
適用できることはいうまでもない。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来、不可能であった図面などで表現された図形に基づい
て、直接３次元化面（サーフェス）モデル化した図形を
作成して表示できる。これにより、３次元化モデルの図
形を作成するための、形状入力等の手間を省略でき、そ
の作成される３次元図形の精度を大幅に向上できる。

【００３３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例の図形処理システム構成
ブロック図である。

【図２】本実施例における複合面分割処理を示すフロー
チャートである。

【図３】入力図面例を示す図である。

【図４】本実施例における閉領域の構造例を示す図であ
る。

【図５】本実施例における対象閉領域の面形状定義例を
示す図である。

【図６】本実施例における単一面・複合面を説明する図
である。

【図７】本実施例における面形状の定義要素を示す図で
ある。

【図８】本実施例における複合面判定例を示す図であ
る。

【図９】本実施例における複合面分割例を示す図であ
る。

【図１０】３次元化面（サーフェス）モデル表示例を示
す図である。

【符号の説明】

１１ 入力装置 １２ 記憶装置 １３ 中央処理装置 １４ 表示装置

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記憶手段に記憶されている図形を３次元
   化する処理の対象となる閉領域を指示する閉領域指示工
   程と、前記閉領域指示工程により指示された閉領域を表示手段
   に表示する閉領域表示工程と、 前記閉領域表示工程により前記表示手段に表示された対
   象閉領域の面形状を指示手段の指示に基づき定義する面
   形状定義工程と、 前記面形状定義工程で定義された面形状が複数の面要素
   で定義されているか判定手段により判定する判定工程
   と、 前記判定工程により前記面形状が複数の面要素で定義さ
   れていると判定された場合には、面要素が変更になる位
   置を演算手段により求める判別工程と、 前記判別工程により求めた面要素が変更になる位置に基
   づいて前記 閉領域を分割し、分割した閉領域の面形状を
   再定義する再定義工程とを有することを特徴とする図形
   処理方法。
2. 【請求項２】 前記面形状定義工程は前記指示手段の指
   示に基づき、前記閉領域指示工程で指示された対象閉領
   域の面形状の定義方法を指示し、続いて対象閉領域の面
   形状を定義する要素を指示し、その後対象閉領域の面形
   状を定義することを特徴とする請求項１記載の図形処理
   方法。
3. 【請求項３】 更に、前記再定義工程で再定義された閉
   領域の面形状を前記表示手段に３次元面化（サーフェ
   ス）モデル表示する表示制御工程を有することを特徴と
   する請求項１又は２のいずれかに記載の図形処理方法。
4. 【請求項４】 前記判定工程で面形状が単一の要素で定
   義されていると判定した場合には、前記再定義工程を行
   わずに前記定義工程で定義された閉領域の面形状を前記
   表示手段に３次元面化（サーフェス）モデル表示する表
   示制御工程を有することを特徴とする請求項１又は２の
   いずれかに記載の図形処理方法。
5. 【請求項５】 図形を３次元化する処理の対象となる閉
   領域を指示する閉領域指示手段と、 前記閉領域指示手段で指示した対象閉領域の面形状を定
   義する面形状定義手段と、 前記面形状定義手段で定義された面形状が複数の面要素
   で定義されているか判定する判定手段と、 前記判定手段により前記面形状が複数の面要素で定義さ
   れていると判定された場合には、面要素が変更になる位
   置を求める判別手段と、 前記判別手段により求めた面要素が変更になる位置に基
   づいて前記 閉領域を分割し、分割した閉領域の面形状を
   再定義する再定義手段とを有することを特徴とする図形
   処理装置。
6. 【請求項６】 前記面形状定義手段は、前記閉領域指示
   手段で指示された対象閉領域の面形状の定義方法を指示
   し、続いて対象閉領域の面形状を定義する要素を指示
   し、その後対象閉領域の面形状を定義することを特徴と
   する請求項５記載の図形処理装置。
7. 【請求項７】 更に、前記再定義手段で再定義された閉
   領域の面形状を３次元面化（サーフェス）モデル表示す
   る表示手段を有することを特徴とする請求項５又は６の
   いずれかに記載の図形処理装置。
8. 【請求項８】 前記判定手段で面形状が単一の要素で定
   義されていると判定した場合には、前記再定義手段を行
   わずに前記定義手段で定義された閉領域の面形状を３次
   元面化（サーフェス）モデル表示する表示手段を有する
   ことを特徴とする請求項５又は６のいずれかに記載の図
   形処理装置。