JPH02109183A - Free curve generating method - Google Patents

Free curve generating method

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JPH02109183A
JPH02109183A JP63263502A JP26350288A JPH02109183A JP H02109183 A JPH02109183 A JP H02109183A JP 63263502 A JP63263502 A JP 63263502A JP 26350288 A JP26350288 A JP 26350288A JP H02109183 A JPH02109183 A JP H02109183A
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JP
Japan
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curve
control
free
point
free curve
Prior art date
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Pending
Application number
JP63263502A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuzo Kuragano
哲造 倉賀野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 A産業上の利用分野 B発明の概要 C従来の技術 り発明が解決しようとする問題点 E問題点を解決するための手段(第1図及び第4図) F作用(第1図及び第4図) G実施例 (G1)自由曲線の原理(第2図) (G2)自由曲線作成の実施例(第1図〜第4図)(G
3)他の実施例 H発明の効果 A産業上の利用分野 本発明は自由曲線作成方法に関し、例えばCAD (c
omputer aided design )におい
て生成された自由曲線の形状を変形する場合に適用して
好適なものである。
[Detailed description of the invention] A. Industrial field of application B. Outline of the invention C. Prior art Problems to be solved by the invention E. Means for solving the problems (Figures 1 and 4) F. Effects (Figures 1 and 4) G Example (G1) Principle of free curve (Figure 2) (G2) Example of free curve creation (Figures 1 to 4) (G
3) Other embodiments H Effects of the invention A Field of industrial application The present invention relates to a free curve creation method, for example CAD (c
This method is suitable for use when deforming the shape of a free curve generated in computer aided design.

3、発明の詳細な説明 B発明の概要 本発明は、自由曲線作成方法において、所定の1ffi
過点を通過するように制?ajmベクトルを生成するこ
とにより、簡易な操作で元の自由曲線を変形させること
ができる。
3. Detailed Description of the Invention B Summary of the Invention The present invention provides a free curve creation method in which a predetermined 1ffi
Control to pass the overpoint? By generating the ajm vector, the original free curve can be deformed with a simple operation.

C従来の技術 例えばCADの手法を用いて自由曲面をもった物体の形
状をデザインする場合(geometric mode
ling) 、一般にデザイナは、曲面が通るべき3次
元空間における複数の点(これを節点と呼ぶ)を指定し
、当該指定された複数の節点を結ぶ境界曲線網を所定の
ベクトル関数を用いてコンピュータによって演算させる
ことにより、いわゆるワイヤフレームで表現された曲面
を作成する。かくして境界曲線によって囲まれた多数の
枠組み空間を形成することができる(このような処理を
以下枠組み処理と呼ぶ)。
C Conventional technology For example, when designing the shape of an object with a free-form surface using a CAD method (geometric mode
In general, a designer specifies multiple points (these are called nodes) in a three-dimensional space through which a curved surface should pass, and uses a predetermined vector function to create a boundary curve network that connects the specified nodes. A curved surface expressed in a so-called wire frame is created by calculating the . In this way, it is possible to form a large number of framework spaces surrounded by boundary curves (such processing is hereinafter referred to as framework processing).

かかる枠組み処理によって形成された境界曲線網は、そ
れ自体デザイナがデザインしようとする大まかな形状を
表しており、各枠組み空間を囲む境界曲線を用いて所定
のベクトル関数によって表現できる曲面を補間演算する
ことができれば、全体としてデザイナがデザインした自
由曲面(2次関数で規定できないものをいう)を生成す
ることができる。ここで各枠組み空間に張られた曲面は
全体の曲面を構成する基本要素を形成し、これをバッチ
と呼ぶ。
The boundary curve network formed by such framework processing itself represents the rough shape that the designer intends to design, and a curved surface that can be expressed by a predetermined vector function is calculated using interpolation using the boundary curves surrounding each framework space. If it is possible to do so, it is possible to generate a free-form surface (which cannot be defined by a quadratic function) that is designed by the designer as a whole. Here, the curved surfaces stretched in each framework space form basic elements that constitute the entire curved surface, and these are called batches.

従来この種のCADシステムにおいては、境界曲線網を
表現するベクトル関数として、計算が容易な例えばベジ
ェ(Bezrer)式、B−スプライン(B−Spl 
1ne)式でなる3次のテンソル積が用いられており、
例えば形状的に特殊な特徴がないような自由曲面を数式
表現するには最適であると考えられている。
Conventionally, in this type of CAD system, as a vector function expressing a boundary curve network, easy-to-calculate vector functions such as Bezrer equation and B-spline (B-Spline) are used.
A third-order tensor product consisting of the formula 1ne) is used,
For example, it is considered to be optimal for mathematically expressing free-form surfaces that have no special features in shape.

すなわち形状的に特殊な特徴がないような自由曲面は、
空間に与えられた点をxy平面上に投影したとき、当該
投影された点が規則的にマトリクス状に並んでいること
が多く、この投影点の数がmXnで表されるとき、当該
枠組み空間を3次のベジェ式で表される四辺形パッチを
用いて容易に張れることが知られている。
In other words, a free-form surface that has no special features in shape is
When points given in space are projected onto the xy plane, the projected points are often arranged regularly in a matrix, and when the number of projected points is expressed as mXn, the framework space It is known that it can be easily stretched using a quadrilateral patch expressed by a cubic Bezier equation.

しかしこの従来の数式表現は、形状的に特徴がある曲面
(例えば大きく歪んだ形状をもつ曲面)に適用する場合
には、バッチ相互間の接続方法に困難があり、高度な数
学的演算処理を実行する必要があるため、コンピュータ
による演算処理が複雑かつ膨大になると共に、演算時間
が長大になる問題があった。
However, when this conventional mathematical expression is applied to a curved surface with a characteristic shape (for example, a curved surface with a greatly distorted shape), it is difficult to connect batches together, and it requires advanced mathematical calculation processing. Since it is necessary to execute the method, there is a problem that the calculation processing by the computer becomes complicated and enormous, and the calculation time becomes long.

この問題を解決する方法として、隣合う枠組み空間の共
有境界について、接平面連続の条件を満足するような内
部の制御点を求め、当該内部の制御点によって決まる自
由曲面を表すベクトル関数によって、自由曲面でなるバ
ッチを張る方法が提案されている(特願昭60−277
448号、特願昭60−290849号、特願昭60−
298638号、特願昭61−15396号、特願昭6
1−33412号、特願昭61−59790号、特願昭
61−64560号、特願昭61−96368号、特願
昭61−69385号)。
As a way to solve this problem, we find internal control points that satisfy the condition of tangent plane continuity for the shared boundaries of adjacent framework spaces, and use a vector function that represents the free-form surface determined by the internal control points to A method of attaching a patch with a curved surface has been proposed (Patent Application No. 60-277).
No. 448, Patent Application No. 1984-290849, Patent Application No. 1983-
No. 298638, Japanese Patent Application No. 15396, 1983, Japanese Patent Application No. 1983
1-33412, Japanese Patent Application No. 61-59790, Japanese Patent Application No. 61-64560, Japanese Patent Application No. 61-96368, Japanese Patent Application No. 61-69385).

D発明が解決しようとする問題点 ところで、実際上デザイナのデザイン作業は、局所的な
修正を繰り返すことによってデザイナのイメージしてい
る形状に一歩一歩近づけて行くような作業をするのが普
通であり、上述のようにして生成された自由曲面におい
ても、デザイナがイメージする形状に近づくように繰り
返し修正される。
Problems that the invention aims to solve By the way, in reality, designers' design work usually involves repeating local corrections to move step by step closer to the shape that the designer envisions. The free-form surface generated as described above is also repeatedly modified to approximate the shape envisioned by the designer.

すなわちこのような自由曲面の修正方法として、デザイ
ナは表示画面上で自由曲面を所望の断面で切断し、これ
により得られる自由曲面の断面形状を目視確認して、局
所的に細部の修正を行った後、その断面形状に基づいて
再度自由曲面を生成するような手法が用いられている(
特願昭62−276925号、特願昭62−27869
4号)。
In other words, as a method for modifying such a free-form surface, the designer cuts the free-form surface at a desired cross section on the display screen, visually confirms the cross-sectional shape of the resulting free-form surface, and locally corrects the details. After that, a method is used to generate a free-form surface again based on the cross-sectional shape (
Patent Application No. 1982-276925, Patent Application No. 1982-27869
No. 4).

ところがデザイナがこのような手法を用いて自由曲面の
修正を行う際に、所定の点(以下通過点と呼ぶ)を通過
するように、元の断面形状を修正したい場合がある。
However, when a designer uses such a method to modify a free-form surface, he or she may wish to modify the original cross-sectional shape so that it passes through a predetermined point (hereinafter referred to as a passing point).

このような場合、従来はその断面形状を表わす−6〜 自由曲線の各々の曲線セグメントについて、節点及び内
部の制御点等を任意の方向に移動して各曲線セグメント
毎に曲線形状を変形した後、再度隣接する曲線セグメン
トと接続し直して、所望の通過点を通過する自由曲線を
生成し直さなければならないため、デザイナにとって極
めて煩雑なデザイン作業が必要となる問題があった。
In such cases, conventionally, the cross-sectional shape of the curve is represented by -6~ For each curve segment of the free curve, the nodes and internal control points are moved in arbitrary directions to transform the curve shape for each curve segment. , the free curve passing through the desired passing point must be regenerated by reconnecting the adjacent curve segment, which poses a problem that requires extremely complicated design work for the designer.

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、闇易な操
作で元の自由曲線を所望の通過点をi1通するように変
形することができる自由曲線作成方法を提案しようとす
るものである。
The present invention has been made in consideration of the above points, and aims to propose a method for creating a free curve that can transform an original free curve so that it passes through a desired passing point i1 through a simple operation. It is.

E問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため本発明においては、第1及
び第2の節点P0及びP3と、第1及び第2の節点P0
及びP5間に設定された第1及び第2の制御点P、及び
P2を用いて所定のベクトル関数R(【)で表現される
自由曲線に、G、において、第1の節点P0から第1の
制御点P1に向かう接線ベクトルaを延長して制御線ベ
クトルPIN−p、を生成し、制御線ベクトルPIN 
 POで決まる新たな制御点p、Nと、 第1及び第2
の節点Po及びP3、第2の制御点P2を用いて表現さ
れる新たな自由曲線に、、、を生成することにより、所
望の通過点P7を通過する新たな自由曲線K 3GNを
得る。
E Means for Solving the Problem In order to solve this problem, in the present invention, the first and second nodes P0 and P3, and the first and second node P0
Using the first and second control points P and P2 set between P5 and P5, a free curve expressed by a predetermined vector function R([) is added from the first node P0 to the first A tangent vector a toward the control point P1 is extended to generate a control line vector PIN-p, and the control line vector PIN
New control points p, N determined by PO, and the first and second
By generating a new free curve expressed using the nodes Po and P3 and the second control point P2, a new free curve K3GN passing through the desired passing point P7 is obtained.

F作用 第1の節点P。から第1の制御点P、に向かう接線ベク
トルaを延長して、2つの制御線ベクトルの内1つの制
m線ベクトルP+wPoを生成するようにすれば、簡易
な操作で、当該制御線ベクトルP I N ’−P O
で決まる制御点PINが得られ、これにより、所定の通
過点P、を通過する自由曲線に、。を表現することがで
きる。
F action first node P. If the tangent vector a directed from to the first control point P is extended to generate the control line vector P+wPo, one of the two control line vectors, the control line vector P can be easily I N'-P O
A control point PIN determined by is obtained, which allows the free curve to pass through a predetermined passing point P. can be expressed.

G実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。G example An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

(G1)自由曲線の原理 この実施例において自由曲線は、第2図に示すように、
 任意の間隔で設定された節点P。及びPz(P+。、
。及びP、3.。、P、。、I及びP 1311、P、
。it及びPn+z)で区切られる複数の曲線セグメン
トKSG (Ksco 、Ksc+ 、Kscz )が
接続されてなる。
(G1) Principle of free curve In this example, the free curve is as shown in Figure 2.
Nodes P set at arbitrary intervals. and Pz(P+.,
. and P, 3. . ,P. , I and P 1311, P.
. it and Pn+z) are connected.

この曲線セグメントKsGは、3次のベジェ(bezi
er)式を用いて次式、 R(t)=(1,−t+tE)”Pa   −旧−(1
)で表されるパラメトリックな空間曲線R(t)で表現
される。
This curve segment KsG is a cubic Bezier (bezi)
er) using the following formula, R(t)=(1,-t+tE)"Pa -old-(1
) is expressed by a parametric spatial curve R(t).

ここでtは、一方の節点P0から曲線セグメントKsr
、に沿う方向に他方の節点P、に至るまでの間に、次式 %式%(2) で表されるように値0から値1まで変化するパラメータ
である。
Here, t is the curve segment Ksr from one node P0
It is a parameter that changes from a value of 0 to a value of 1 as expressed by the following equation (2) in the direction along the direction until reaching the other node P.

このようにして3次のベジェ式で表される曲線セグメン
トに、Gは、シフト演算子已によって節点P0及び23
間に2つの制御点P1及びP2を指定することによって
曲線セグメントKSG上の各点が次式 %式%) の展開式によってxyz空間の原点Oからの位置ベクト
ルR(t)として表される。
In this way, in the curve segment represented by the cubic Bezier equation, G is set to the nodes P0 and 23 by the shift operator.
By specifying two control points P1 and P2 between them, each point on the curve segment KSG is expressed as a position vector R(t) from the origin O in the xyz space by the following expansion formula.

ここでシフト演算子Eは、曲線セグメントに、G上の制
御点P、に対して次式 %式% の関係をもつ。従って(1)式を展開して(4)式の関
係を代入すれば、次式 R(t)−(1 t+tE)”P。
Here, the shift operator E has a relationship between the curve segment and the control point P on G as expressed by the following equation. Therefore, by expanding equation (1) and substituting the relationship in equation (4), we get the following equation R(t)-(1 t+tE)''P.

1 〇− −((]、、 −t)3+3 (1−1)” t E+
3(1−t)t”E” 十t ”E 3) Pa −(1−t)3po+3(1〜t)”tEP0+3(1
−1)t”E2Po +t3E3p0=(1−1)’P
o+3(1−1)”LP++3(1−t)t2P2 +
 t’p。
1 〇- -((],, -t)3+3 (1-1)" t E+
3(1-t)t”E” 10t”E 3) Pa −(1-t)3po+3(1~t)”tEP0+3(1
-1)t”E2Po +t3E3p0=(1-1)'P
o+3(1-1)"LP++3(1-t)t2P2+
t'p.

・・・・・・ (6) のように演算することができ、その結果(32式%式% かくして自由曲線上の各曲線セグメントKsc、o、K
sa+ % Ksazは、  (3)式&、[づイテソ
レソれ2つの節点及び制御点 P、。、。〜2、P C
11゜〜2、Pai+。〜2及びP。10〜2によって
表すことができ、各曲線セグメントKsco −、Ks
c+ 、Ksczを用いて自由曲線を表現することによ
り、それぞれ各曲線セグメントKSG。、KsG+ 、
KsGtを表現する節点及び制御点Pco+o−z、P
(110−2、P(210yZ及びP(310−2を用
いて自由曲線を表現することができる。
・・・・・・ It can be calculated as shown in (6), and the result is (Formula 32%Formula%) Thus, each curve segment Ksc, o, K on the free curve
sa+ % Ksaz is expressed as (3) &, [Zite Sore Sore two nodes and control point P,. ,. ~2, P C
11°~2, Pai+. ~2 and P. 10 to 2, each curve segment Ksco −, Ks
Each curve segment KSG by representing the free curve using c+, Kscz, respectively. , KsG+ ,
Nodes and control points Pco+oz, P expressing KsGt
(110-2, P(210yZ and P(310-2) can be used to express a free curve.

(G2)自由曲線作成の実施例 この実施例において、自由曲線作成装置の中央処理装置
(CPtJ’)は、第1図に示す曲線変形処理プログラ
ムを実行して指定入力された通過点を通過するように、
所望の曲線セグメントを変形処理し、これにより当該曲
線セグメントで構成されかつ通過点を通過するように変
形処理された自由曲線を得るようムこなされている。
(G2) Example of free curve creation In this example, the central processing unit (CPtJ') of the free curve creation device executes the curve deformation processing program shown in Fig. 1 to pass through the specified input passing point. like,
A desired curve segment is deformed, thereby obtaining a free curve made up of the curve segment and deformed so as to pass through a passing point.

すなわち、自由曲線作成装置のCPUは、ステップSP
IからステップSP2に移って、変形処理する曲線セグ
メントの指定を待つ。
That is, the CPU of the free curve creation device performs step SP
The process moves from I to step SP2 and waits for the designation of a curve segment to be transformed.

ここで第2図に示すように、自由曲線においては、共通
の節点P (0) l (P tau o)、  P+
o+z(PI3)l>において、接線が一致するように
接続された例えば3つの曲線セグメン) KSGO、K
SCI、K!162で構成され、これにより自由曲線全
体として滑らかに曲線形状が変化するようになされてい
る。
Here, as shown in Fig. 2, in the free curve, common nodes P (0) l (P tau o), P+
o+z(PI3)l>, for example, three curve segments connected such that their tangents coincide) KSGO, K
SCI, K! 162, so that the curve shape of the entire free curve changes smoothly.

自由曲線作成装置においては、デザイナが例えばマウス
を用いて第1の曲線セグメントKsGt上にカーソルを
移動させた後、当該マウスをクリックすると、変形処理
する曲線セグメントの入力を受け、続いてステップSP
3に移って通過点P1の入力を待つ。
In the free curve creation device, when the designer uses a mouse, for example, to move the cursor over the first curve segment KsGt and then clicks the mouse, the input of the curve segment to be deformed is received, and then step SP
3 and waits for input of passing point P1.

このとき第3図に示すように、CPUにおいては、曲線
セグメントに3G+ の節点P0、P、及び制御点p、
 、p、を通る平面がxy平面になるように座標変換し
た後、当該曲線セグメントKsGlを節点P、 、P3
及び制御点PI、Ptと共に表示する。
At this time, as shown in FIG. 3, in the CPU, 3G+ nodes P0 and P and control points p,
After coordinate transformation so that the plane passing through , p becomes the xy plane, the curve segment KsGl is transformed into nodes P, , P3
and control points PI and Pt.

さらに、節点P。から制御点P、に延長する直線と、節
点P、から制御点P2に延長する直線との交点QXを得
、当該交点Qxと節点Po、P:+とを結ぶ線分L1及
びL2を、曲線セグメントに3G+ と同時に表示する
Furthermore, the node P. Obtain the intersection point QX of the straight line extending from to the control point P, and the straight line extending from the node P to the control point P2, and draw the line segments L1 and L2 connecting the intersection Qx and the nodes Po, P:+ as a curved line. Display 3G+ on the segment at the same time.

実際上、3次のベジェ式で表される曲線セグメントKs
G+について制御点P+、Pzを再設定して変形処理す
る場合、節点P0から制御点P、に延長する直線と節点
P8から制御点P2に延長する直線とが、それぞれ節点
P0及びI’、lにおける曲線セグメントの接線を表し
てなることから、隣接する曲線セグメントK11(i。
In practice, a curve segment Ks expressed by a cubic Bezier equation
When deforming G+ by resetting control points P+ and Pz, the straight line extending from node P0 to control point P, and the straight line extending from node P8 to control point P2, become nodes P0 and I', l, respectively. , the adjacent curve segment K11(i.

及びKsa□と接線が一致する状態を保持したまま、曲
線セグメントに、、、を変形処理するためには、当該直
線上に制御点を再設定する必要がある。
In order to transform , , into a curved segment while maintaining the state in which the tangent line coincides with Ksa□ and Ksa□, it is necessary to reset the control point on the straight line.

さらにこのとき、節点P0から制御点P1に延長する直
線と、節点P、から制御点P2に延長する直線上におい
て、それぞれMIl1点が線分り、及びLx以外の直線
上に再設定されると、その再設定された制御点で表現さ
れる曲線セグメントがループを描いたりする問題があり
、 実用上曲線セグメント)(sGtの大まかな形状を
保持したまま変形処理するためには、制御点の再設定位
置は線分L+及びり、上に制限される。
Furthermore, at this time, on the straight line extending from the node P0 to the control point P1 and the straight line extending from the node P to the control point P2, if the MIl1 point is reset to a line segment and a straight line other than Lx, respectively, There is a problem that the curve segment expressed by the reset control points may draw a loop, so in order to perform deformation processing while maintaining the rough shape of the curve segment (sGt), it is necessary to reset the control points. The position is limited to and above the line segment L+.

従って、曲線セグメン)KSGIにおいては、節点P0
及びP3と交点Qxを結ぶ三角形の領域からはみだすよ
うには変形処理し得す、結局通過点Ptを指定入力する
位置は、当該三角形の領域に制限される。
Therefore, in the curve segment) KSGI, the node P0
The deformation process may be performed so as to protrude from the triangular area connecting P3 and the intersection point Qx.In the end, the position where the passing point Pt is designated and input is limited to the triangular area.

かくしてデザイナにおいては、当該曲線セグメンhKs
G+を変形処理する通過点p、を当該線分Ll及びL2
を基準にして指定入力し得、これにより変形処理作業を
簡略化することができる。
Thus, in the designer, the curve segment hKs
The passing point p at which G+ is transformed is the corresponding line segment Ll and L2
This can simplify the transformation process.

CP 1.Jは、通過点Pアが入力されると、続いてス
テップSP4に移って、曲線セグメントKsG+が通過
点ptを通るように制御点を再設定する。
CP 1. When the passing point Pa is input, the controller J then proceeds to step SP4 and resets the control points so that the curve segment KsG+ passes through the passing point pt.

第4図に示すようにこの実施例においては、節点P0か
ら制御点P、に向かうベクトルPIPa  (すなわち
節点P。における接線ベクトルを表し以下節点P。の制
御線ベクトルと呼ぶ)を延長し、延長された制御線ベク
トルPINFOで決まる点に制御点PINを設定する。
As shown in FIG. 4, in this embodiment, the vector PIPa (that is, the tangent vector at the node P., hereinafter referred to as the control line vector of the node P.) directed from the node P0 to the control point P is extended; A control point PIN is set at a point determined by the control line vector PINFO.

これにより、2つの制御点PI及びP2の内、1つの制
御点P、について線分L1上に制御点PI、Iを再設定
し、隣接する曲線セグメントKsc。
As a result, the control points PI and I are reset on the line segment L1 for one control point P among the two control points PI and P2, and the adjacent curve segment Ksc is set again.

及びに、6□と共有の節点P。及びP3において接線が
一致する状態を保持したまま、通過点PTを通るように
曲線セグメントKsc+を変形する。
and a node P shared with 6□. and P3, the curve segment Ksc+ is deformed so as to pass through the passing point PT while maintaining the state in which the tangents coincide.

この場合新たに設定される制御点P1Nは、節点P0の
制御線ベクトルP IP oについて、jB位ベクトル
をaとおき、スカラ量ucを用いて単位ベクトルaに対
する延長量を表現すると、次式%式%(7) 従って、当該制御点P、N、節点P、及びP2、制御点
P2で表される曲線セグメン)K3GNは、パラメータ
tに代えて値θ〜」の間で変化するパラメータucを用
いると共に(7)式を用いて、(3)式から、次式 R(u、+ue)=(t−u、)”P。
In this case, the newly set control point P1N is calculated by the following formula %, where the control line vector P IP o of the node P0 is set as the jB-order vector as a, and the extension amount for the unit vector a is expressed using the scalar quantity uc. Equation % (7) Therefore, the curve segment (K3GN) represented by the control points P, N, the nodes P, and P2, and the control point P2 is expressed as follows: instead of the parameter t, the parameter uc that changes between the values θ and From equation (3), using equation (7), the following equation R(u,+ue)=(tu,)''P.

+3 (1ui)”us (PO+a、・uC)+ 3
(1us)uiz Pz +u、3 P3 ・・・・・・ (8) で表される。
+3 (1ui)”us (PO+a,・uC)+3
(1us) uiz Pz +u, 3 P3 ...... (8) It is expressed as follows.

従って、当該曲線セグメントK 3ONが通過点P1を
通るためには、次式 %式%(9) が成り立てばよく、この関係を満足するスカラ量ucを
得るようにすれば、(7)式から新たな制御点PINの
座標データを得ることができる。
Therefore, in order for the curve segment K3ON to pass through the passing point P1, the following equation % (9) only needs to hold, and if a scalar quantity uc that satisfies this relationship is obtained, then from equation (7) Coordinate data of a new control point PIN can be obtained.

ところで、実際上(9)式から3次元空間上の座標デー
タを得る場合、非線型の3次式を解かなければならず、
この種の演算処理を実行する場合においては、繰り返し
演算を実行して処理時間が長大になる問題がある。
By the way, in practice, when obtaining coordinate data in a three-dimensional space from equation (9), a nonlinear cubic equation must be solved,
When performing this type of arithmetic processing, there is a problem in that the processing time becomes long due to repeated calculations.

従ってこの実施例においては、ステップSP2において
曲線セグメントKsG+ のm 点P o 、P s及
び制御点P+、Pzを通る平面がxy平面になるように
座標変換することにより、y軸及びy軸についての座標
データだけを得るようにする。
Therefore, in this embodiment, in step SP2, the coordinates of the y-axis and the Obtain only coordinate data.

さらに(9)式を線型化してニュートンラブソンの手法
を用いて演算処理することにより、短時間の内に座標デ
ータを得るようにする。
Furthermore, by linearizing equation (9) and performing arithmetic processing using Newton-Labson's method, coordinate data can be obtained within a short time.

すなわち(9)式をテーラ展開して、その2次以降の項
を消去することにより、次式 %式%) が得られ、これを変形して、次式 −P t  R(u *  + u c)が得られる。
In other words, by performing Taylor expansion on equation (9) and eliminating its quadratic and subsequent terms, the following equation (%) is obtained, and by transforming this, the following equation -P t R (u * + u c) is obtained.

従って(II)式をy軸及びy軸成分に分解して、各成
分を添え字を付して示すと、次式 +3(1,−u、)11.”  Pz +u、’P3 のようにマトリックス化することができる。
Therefore, if formula (II) is decomposed into y-axis and y-axis components and each component is shown with a subscript, the following formula +3(1, -u,)11. ” Pz +u, 'P3.

ここで、マトリックスの各成分については、(8)から
次式 %式%) かくして、(13)、(14)及び(]5)式をX及び
y軸成分に分解して(12)式に代入した後、U、及び
ucに初期値を代入すると共に、順次Δu1及びΔuc
を代入する。
Here, for each component of the matrix, from (8), the following formula % formula %) Thus, formulas (13), (14), and (]5) are decomposed into X and y axis components to form formula (12). After the assignment, initial values are assigned to U and uc, and sequentially Δu1 and Δuc
Substitute.

これにより (12)式を収束させるΔU、及びΔuc
を得、 当該値ΔU、及びΔucとU、及びucの初期
値から、スカラ量ucを得ることができる。
This allows ΔU and Δuc to converge equation (12)
The scalar quantity uc can be obtained from the value ΔU, Δuc, U, and the initial value of uc.

かくして当該スカラ量ucに基づいて、新たな制御点P
INを設定し得、当該制御点PINと制御点Pt及び節
点Po、Psで表される曲線セグメントに3GNを得る
ことにより、指定入力された通過点Pアを通る自由曲線
を得ることができる。
Thus, based on the scalar quantity uc, a new control point P
By setting IN and obtaining 3GN for the curve segment represented by the control point PIN, control point Pt, and nodes Po and Ps, it is possible to obtain a free curve that passes through the designated input passing point Pa.

ちなみに、2つの制御点P1及びP2の双方について、
制御点を再設定して通過点PTを遣るように曲線セグメ
ントを変形処理する方法も考えられるが、実際上この方
法においては、再設定される制御点を一義的に決定する
ことが困難な問題があり、この実施例のように2つの制
御点P1及びPtの内、1つの制御点Plだけを再設定
すれば、通過点P、を通る自由曲線を簡易かつ確実に得
ることができる。
By the way, for both the two control points P1 and P2,
A method of deforming the curve segment by resetting the control points and using the passing points PT is also considered, but in practice, this method has the problem that it is difficult to unambiguously determine the control points to be reset. By resetting only one control point Pl out of the two control points P1 and Pt as in this embodiment, a free curve passing through the passing point P can be easily and reliably obtained.

CPUは、新たな制御点P1Nが得られると、新たな制
御点PIN%制御点P2及び節点P。、P3を元の3次
元空間上の座標データに変換する。
When the new control point P1N is obtained, the CPU sets the new control point PIN% control point P2 and node P. , P3 into coordinate data on the original three-dimensional space.

同時に、当該制御点PlNで表される変形処理された曲
線セグメン)KSGNを新たな制御点P、N、制御点P
2及び節点P。、Psと共に表示した後、ステップSP
5に移って当該変形処理手順を終了する。
At the same time, the deformed curve segment) KSGN represented by the control point PIN is converted to new control points P, N, control point P
2 and node P. , Ps, and then step SP
The process moves to step 5 to end the transformation processing procedure.

以上の方法によれば、延長した制御線ベクトルで決まる
制御点で曲線セグメントを表現することにより、共有の
節点において互いに接線が一致するように接続された曲
線セグメントの1つを、当該接線が一致する条件を維持
したまま、指定入力した通過点を通過するように変形処
理し得、かくして簡易な操作で所望の通過点を通過する
ように自由曲線を変形処理することができる。
According to the above method, by expressing a curve segment with a control point determined by an extended control line vector, one of the curve segments connected so that the tangent lines coincide with each other at a common node can be The free curve can be transformed so as to pass through the designated passing point while maintaining the conditions for the curve, and thus the free curve can be transformed so as to pass through the desired passing point with a simple operation.

(G3)他の実施例 (1)  なお上述の実施例においては、任意の平面上
に張られた3次のベジェ式で表される曲線セグメントを
変形処理する場合について述べたが、数式の次数はこれ
に限らず、4次以」二にしても良い。
(G3) Other embodiments (1) In the above embodiments, a case has been described in which a curve segment expressed by a cubic Bezier equation stretched on an arbitrary plane is deformed. is not limited to this, and may be 4th or higher.

=21 (2)  さらに上述の実施例においては、共有の節点
で接線が一致するように接続された曲線セグメントの1
つを、通過点を通るように変形処理する場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、接線が不一致の状態で
接続された曲線セグメントの1つを変形処理する場合、
さらには独立した曲線セグメントを変形処理する場合等
広く適用することができる。
=21 (2) Furthermore, in the above embodiment, one of the curved segments connected such that the tangents coincide at the shared node
Although the present invention is not limited to this case, the present invention is not limited to this, and when deforming one of the connected curve segments with mismatched tangents,
Furthermore, it can be widely applied when deforming independent curve segments.

(3)  さらに上述の実施例においては、指定入力し
た通過点を通るように自由曲線を変形処理する場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、他の自由曲線上
の点を通過するように変形処理する場合等広く適用する
ことができる。
(3) Furthermore, in the above embodiment, a case was described in which a free curve is deformed so that it passes through a specified input passing point, but the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this, but the present invention It can be widely applied to cases such as deformation processing.

H発明の効果 上述のように本発明によれば、延長した制御線ベクトル
で決まる制御点で曲線セグメントを表現することにより
、簡易な操作で所定の通過点を通過するように曲線セグ
メントを変形処理し得、かくして当該通過点を通過する
自由曲線を得ることができる。
H Effects of the Invention As described above, according to the present invention, by expressing a curve segment with control points determined by an extended control line vector, the curve segment can be transformed so as to pass through a predetermined passing point with a simple operation. Thus, a free curve passing through the passing point can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示すフローチャート、第2
図は曲線セグメントの説明に供する路線図、第3図及び
第4図は第1の曲線セグメントの変形の説明に供する路
線図である。 Ksa+ 、KsGz 、K11G3 、KSGN・・
・・・・曲線セグメント、P(。H〜8、PL3目〜3
、P(。1N −48%P (3128+l)l ’・
・・・・節点、P(Ill−3、P C!l 1−3、
P(111)l・・・・・・制御点。
FIG. 1 is a flowchart showing one embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a route map for explaining the curved segment, and FIGS. 3 and 4 are route maps for explaining the deformation of the first curved segment. Ksa+, KsGz, K11G3, KSGN...
...Curve segment, P(.H ~ 8, PL 3rd ~ 3
, P(.1N -48%P (3128+l)l'・
...Node, P(Ill-3, P C!l 1-3,
P(111)l... Control point.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 第1及び第2の節点と、上記第1及び第2の節点間に設
定された第1及び第2の制御点を用いて所定のベクトル
関数で表現される自由曲線において、 上記第1の節点から上記第1の制御点に向かう接線ベク
トルを延長して制御線ベクトルを生成し、上記制御線ベ
クトルで決まる新たな制御点と、上記第1及び第2の節
点、上記第2の制御点を用いて表現される新たな自由曲
線を生成することにより、所望の通過点を通過する上記
新たな自由曲線を得るようにした ことを特徴とする自由曲線作成方法。
[Claims] In a free curve expressed by a predetermined vector function using first and second nodes and first and second control points set between the first and second nodes. , Generate a control line vector by extending a tangent vector from the first node to the first control point, and generate a new control point determined by the control line vector, the first and second nodes, and the control line vector. A method for creating a free curve, characterized in that the new free curve that passes through a desired passing point is obtained by generating a new free curve expressed using second control points.
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