JPH04309187A - 立体モデルのマッピング方法 - Google Patents

立体モデルのマッピング方法

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JPH04309187A
JPH04309187A JP3075097A JP7509791A JPH04309187A JP H04309187 A JPH04309187 A JP H04309187A JP 3075097 A JP3075097 A JP 3075097A JP 7509791 A JP7509791 A JP 7509791A JP H04309187 A JPH04309187 A JP H04309187A
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JP
Japan
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mapping
shape
point
coordinates
mesh
Prior art date
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JP3075097A
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English (en)
Inventor
Manabu Kobayashi
学 小林
Mina Ogata
緒方 みな
Naohiko Seiyama
清山 尚彦
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JAPAN SMALL CORP
Original Assignee
JAPAN SMALL 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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はCADシステムを使って
つくられた多項式サーフェイスで構成され立体モデルに
文字又は2次元形状をマッピングする方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来C
ADシステムにより生成された多項式サーフェイスで構
成される立体モデルに文字又は2次元形状をマッピング
する場合には、その立体モデルを実際に作成してその表
面に手作業で文字又は2次元形状のマッピング形状を彫
ったり或いはマッピング形状を貼り付けたりしていた。 このため、作業が面倒であると共に、高精度にマッピン
グすることができないという問題点があった。
【0003】本発明は、CADシステムを利用して多項
式サーフェイスで構成され立体モデルに文字又は2次元
形状を自動的にマッピングする立体モデルのマッピング
方法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の1つの態様によ
る立体モデルのマッピング方法は次の工程を有する。 (1) CADシステムにより生成された多項式サーフ
ェイスで構成される立体モデルにマッピング位置を指定
する工程。
【0005】(2) マッピング領域が指定された立体
モデルをXY平面上に展開する工程。
【0006】(3) マッピング形状の大きさとマッピ
ング領域とからスケールを求める工程。 (4) マッピング形状を前記スケールに基づいて拡大
又は縮小して、前記マッピング領域に重ねてXY平面上
の座標を求める工程。
【0007】(5) マッピング形状を形成する各点が
、メッシュに分割されて展開された立体モデルのどのメ
ッシュに入るかをサーチする工程。
【0008】(6) 各点が位置するメッシュが分かっ
た後、各点の多項式サーフェイスの座標を求める工程。
【0009】(7) 各点の多項式サーフェイスの座標
とメッシュのパッチ番号とから立体モデル上の各点の座
標を求める工程。
【0010】(8) 前記各点の座標を3次元データに
変換して、変換後の各点を結んで立体モデル上のマッピ
ング形状を生成する工程と (9) 立体モデル上に生成されたマッピング形状の内
、任意又は全てのマッピング形状を立ち上げて立体モデ
ル上において曲面を生成する工程。
【0011】また、本発明の他の態様による立体モデル
のマッピング方法においては、マッピング形状としては
、文字又は2次元形状が用いられる。
【0012】また、本発明の他の態様による立体モデル
のマッピング方法においては、同一のマッピング形状が
1又は複数個のパッチ毎に所定数繰り返してマッピング
される。
【0013】
【実施例】図1は本発明の一実施例の曲面の形成方法の
概要を示したブロック図である。 (a) マッピング形状の作成 マッピング形状の作成に際しては、ポイント、ライン、
カーブ、サークル等の要素で構成される形状を作成する
。その作成に際しては付加された属性情報例えば色、太
さ等はマッピング後の生成形状にも反映されるようにす
る。繰り返しのオペレーションを避けるため、同じ高さ
にたち上げる時は同じ属性を持たせてることにより一括
処理を行なうことかできるようにする。これらのマッピ
ング形状の情報は、一度作成したならば2次元図形ライ
ブラリー、文字フォントライブラリ等に格納しておいて
必要に応じて読み出すようにする。また、マッピング形
状自体の作成に際してもCADシステムを使用して作成
してもよい。
【0014】(b) マッピング方法 マッピング方法は次のふたつがある。
【0015】b1)マルチ・マッピングマッピング形状
をマッピング対象であるサーフェイス曲面にマッピング
するが、その際、曲面の各パッチ又は指定された各パッ
チに自動的にマッピングする。この方法は繰返し模様を
マッピングするときに有用である。
【0016】b2)シングル・マッピングマッピング対
象である多項式サーフェイスの位置、角度、スケールな
どを正確に指示してマッピングする。
【0017】また、キャラクター・マッピングをする場
合には、2次元形状のマッピングの場合と同様に、ポイ
ント、ライン、カーブ、サークルで構成される文字をプ
ログラム又はオペレーションにより作成する。CADシ
ステムのもつフォントから選ぶことも、ユーザー独自の
フォントを作成することも可能である。
【0018】(c) 要素のたち上げ サーフェイス曲面上にマッピングされたカーブ及びポイ
ントに高さ及び方向を与え、立ち上げる。2次元形状を
作成した時に、指示した要素ごとに立ち上げる。また、
立ち上げと同時に、立体形状の側面にサーフェイスを生
成することもできる。シングル、マルチ・マッピングと
もにマッピング形状の全ての要素を立ち上げて、サーフ
ェイスを生成することができる。
【0019】(d) 曲面作成 多項式表現のサーフェイス上の任意の要素にサーフェイ
ス曲面を生成する。次に、上述の処理の詳細を図2のフ
ローチャートに基づいて説明する。
【0020】(1) ステップ(S1)マッピング対象
サーフェイスに対してマッピング方法を指定する。マッ
ピング方法には、指示した2点で1つのマッピングをす
る方法とサーフェイスの各パッチ毎にマッピングする方
法とがあるが、ここでは前者のマッピング方法を指定し
た場合について説明する。図3に示すように、画面上に
立体表示されているマッピング対象サーフェイスのどの
位置にマッピングするかを2つの点で指定する。 (2) ステップ(S2) その後、図4に示すように、マッピングの位置が特定さ
れたマッピング対象サーフェイスを2次元平面(XY平
面)に展開する。そして、図5に示すように、展開され
たサーフェイス上における指定された2つの点の座標値
を求める。例えばそれらの座標を(AX,AY)、(B
X,BY)とする。なお、マッピング対象サーフェイス
は、2次元平面に展開した際の図示のパッチデータを予
めもっている。
【0021】そして、図6に示す2つの点の間の距離A
を次式により求める。
【0022】A={(AX−BX)2+(AY−BY)
2}1/2 (3) ステップ(S3) マッピング形状の最大値及び最小値を求める。図7に示
す例ではマッピング形状が直線要素のみで構成されてい
るので、両端の座標値全てを取り出して、X座標に関す
る最大値(XMAX)及び最小値(XMIN)、並びに
Y座標に関する最大値(YMAX)及び最小値(YMI
N)をそれぞれ求める。そして、マッピング形状のX方
向の長さA´を求める。
【0023】A´=XMAX−XMINマッピング形状
を配置するときのスケールを次式により求める。
【0024】SCALE=A/A´ マッピング形状を配置するときの回転角度D(図8参照
)を次式により求める。
【0025】XT=BX−AX YT=BY−BY D=arctan(XT/YT) 次に、マッピング形状の大きさからサーフェイス展開面
での座標を求める。
【0026】XX=XMIN×SCALE  YY={
YMIN+(YMAX−YMIN)/2}×SCALE
次に、図9に示される原点位置XO,YOを求める。
【0027】XO=AX−cosD×XX−sinD×
YY YO=AY−sinD×XX−cosD×YY次に、図
10に示されるように、マッピング形状のポイントP1
(PX,PY)を取り出して、展開サーフェイス上にス
ケール及び回転角度を考慮したポイントP1´を求める
。なお、マッピング形状のポイントはマッピング形状を
適当に等分割して得られるポイントである。
【0028】XS=PX×SCALE YS=PY×SCALE PX1=XO+cosD×XS−sinD×YSPY1
=YO+sinD×XS−cosD×YS以上の計算に
よりマッピング形状のポイントP1の座標(PX,PY
)が展開されたサーフェイス上のポイントP1´の座標
(PX1,PY1)に変換される。このような処理をマ
ッピング形状の他のポイントP2、…にも適用して展開
されたサーフェイス上のポイントの座標を図12に示す
ように求める。
【0029】以上の処理によりサーフェイスとマッピン
グ形状との相対的な位置関係が特定される。
【0030】(4) ステップ(S4)次にマッピング
形状の各ポイントP1´、P2´…が展開されたサーフ
ェイス上のどのメッシュに入るかを調べる。図13のポ
イントP1´についてみると、サーチに際しては、図1
4に示すように、点に交差するように4本の直線を引い
てメッシュラインとの交点を求める。この例では交点が
4点あるのでそのメッシュ内にあるものとして把握され
る。ところが、図15に示されるよう例では、メッシュ
No. 1.2では線n1とn4との交点は求まるが他
の直線n2,n3の交点は求まらないので、次のメッシ
ュをサーチする。次のメッシュNo.2.2では交点が
3点あるのでそのメッシュ内にあるものとして把握され
る。しかし、線n4の交点はそのメッシュラインからは
ずれているので、後述するように各メッシュラインから
の比率を求めて交点を求め直す。
【0031】(5) ステップ(S5),(S6)交点
がメッシュライン上にあるかどうか判断し、メッシュラ
イン上にあるときには後述する処理が不要なのでその処
理を省略して次の処理に移る。交点がメッシュライン上
にない場合には次の処理をする。
【0032】図17の斜線部分のメッシュ内に交点があ
るときには、図18に示すようにX軸方向及びY軸方向
ともにその点とメッシュラインとの比率を求める。そし
て、図19に示すように、メッシュライン上にその比率
の点を求める。その点を結んだラインを引いて、その交
点がメッシュ内にあればそのときの比率を求める。図示
の例では、パラメータU=a/(a+b)、パラメータ
V=d/(c+d)としてパラメータU,Vを求める。
【0033】(6) ステップ(S7)メッシュ番号か
らパッチ番号を求める。図20に示すように斜線の領域
のパッチ番号はIU=2,IV=1とする。そして、多
項式サーフェイスのパラメータU,VとIU,IVとか
ら各点の3次元座標を求めておく。このとき、立ち上げ
るためのノーマル方向のベクトルも計算し、点にベクト
ルを持たせておく。
【0034】(7) ステップ(S8),(S9),(
S10)エレメントはポイントかどうかを判断し、ポイ
ントでない場合には求めたポイントを点列データにセッ
トする。 そして、最後のポイントでなければ再びステップ(S4
)に戻ってマッピング形状の次のポイントについて上述
の処理を繰り返す。マッピング形状の全てのポイントに
ついて上述の処理が終了したならば、得られたデータに
基づいてならしカーブを生成する。ここでは、マッピン
グ形状もその要素の一部又は全てを、サーフェイスから
ノーマル方向に指示された方向に与えられた高さだけ立
ち上げて3次元形状として表示される。
【0035】(8) ステップ(S12)エレメントが
ポイントの場合、或いは上記のならしカーブの生成の後
、選ばれたカーブ、ラインをとおる多項式サーフェイス
曲面が自動的に生成される。
【0036】図22は上述の演算処理に得られた図形マ
ッピングの例を、図23は要素を立ち上げて曲面を生成
した例を、図24は文字マッピングの例をそれぞれ示し
いる。
【0037】なお、上述の実施例はシングル・マッピン
グの例であるが、マルチ・マッピングも基本的には同様
であり、所定数のパッチ単位に処理が繰り返されて例え
ば繰り返し模様が生成される。
【0038】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、立体モデ
ルの任意の位置に自動的にマッピングすることができる
ので、加工精度が必要な装飾、自動車のハイライトなど
に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の概要を示したフローチャー
トである。
【図2】前記実施例の詳細を示したフローチャートであ
る。
【図3】マッピング対象物にマッピングの位置を指定し
た状態を示す斜視図である。
【図4】マッピング対象物のサーフェイスを2次元平面
に展開した状態を示す説明図である。
【図5】2次元平面に展開されたサーフェイス上のマッ
ピングの位置を求める際の状態を示す説明図である。
【図6】2次元平面に展開されたサーフェイス上に指定
された2つの点の距離を求める際の状態を示す説明図で
ある。
【図7】マッピング形状の説明図である。
【図8】マッピングする際の回転角度を求める際の説明
図である。
【図9】マッピングする際の原点位置を求める際の説明
図である。
【図10】マッピング形状のポイントの説明図である。
【図11】マッピング形状のポイントを展開されたサー
フェイス上の座標に変換する際のの説明図である。
【図12】マッピング形状のポイントを展開されたサー
フェイス上の座標に変換する際のの説明図である。
【図13】展開されたサーフェイス上のマッピング形状
のポイントがどのメッシュに入っているかをサーチする
際の説明図である。
【図14】展開されたサーフェイス上のマッピング形状
のポイントがどのメッシュに入っているかをサーチする
方法の説明図である。
【図15】展開されたサーフェイス上のマッピング形状
のポイントがどのメッシュに入っているかをサーチする
方法の説明図である。
【図16】展開されたサーフェイス上のマッピング形状
のポイントがどのメッシュに入っているかをサーチする
方法の説明図である。
【図17】サーフェイスのメッシュ内の座標を求める際
の説明図である。
【図18】サーフェイスのメッシュ内の座標を求める方
法の説明図である。
【図19】サーフェイスのメッシュ内の座標を求める方
法の説明図である。
【図20】パラメータU,Vを求める際の説明図である
。
【図21】パラメータU,Vを求める方法の説明図であ
る。
【図22】図形マッピングの表示画面の例を示す説明図
である。
【図23】要素を立ち上げて曲面を生成した例の表示画
面を示す説明図である。
【図24】文字マッピングの表示画面を示す説明図であ
る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  CADシステムにより生成された多項
    式サーフェイスで構成される立体モデルにマッピング位
    置を指定する工程と、マッピング領域が指定された立体
    モデルをXY平面上に展開する工程と、マッピング形状
    の大きさとマッピング領域とからスケールを求める工程
    と、マッピング形状を前記スケールに基づいて拡大又は
    縮小して、前記マッピング領域に重ねてXY平面上の座
    標を求める工程と、マッピング形状を形成する各点が、
    メッシュに分割されて展開された立体モデルのどのメッ
    シュに入るかをサーチする工程と、各点が位置するメッ
    シュが分かった後、各点の多項式サーフェイスの座標を
    求める工程と、各点の多項式サーフェイスの座標とメッ
    シュのパッチ番号とから立体モデル上の各点の座標を求
    める工程と、立体モデル上に生成されたマッピング形状
    の内、任意又は全てのマッピング形状を立ち上げて立体
    モデル上において曲面を生成する工程とを有する立体モ
    デルのマッピング方法。
  2. 【請求項2】  マッピング形状は文字又は2次元形状
    である請求項1記載の立体モデルのマッピング方法。
  3. 【請求項3】  同一のマッピング形状を所定数のパッ
    チ単位で繰り返してマッピングする請求項1又は2記載
    の立体モデルのマッピング方法。
JP3075097A 1991-04-08 1991-04-08 立体モデルのマッピング方法 Pending JPH04309187A (ja)

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