JPH0540809A - 3次元形状モデル作成装置 - Google Patents

3次元形状モデル作成装置

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JPH0540809A
JPH0540809A JP3196564A JP19656491A JPH0540809A JP H0540809 A JPH0540809 A JP H0540809A JP 3196564 A JP3196564 A JP 3196564A JP 19656491 A JP19656491 A JP 19656491A JP H0540809 A JPH0540809 A JP H0540809A
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JP
Japan
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shape model
dimensional
data
dimensional shape
unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP3196564A
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English (en)
Inventor
Yoshifumi Kitamura
喜文 北村
Masatoshi Okutomi
正敏 奥富
Haruo Shimizu
治夫 清水
Osamu Yoshizaki
修 吉崎
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 異なった形式で入力される3次元データの種
類によらず、3次元形状モデルを作成し、その編集を行
うこと。 【構成】 3次元データ入力装置により入力された3次
元データのデータ形式を変換する3次元データ形式変換
部11と、変換部11により変換された3次元データを
処理する3次元データ処理部13と、3次元データ処理
部13によって処理された3次元データから3次元形状
モデルを作成する3次元形状モデル作成部15と、作成
部15によって作成された3次元形状モデルを編集し、
形状データに操作を加える3次元形状モデル編集部16
とを具える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、入力される3次元デー
タのデータ形式に依存することなく、物体の3次元形状
モデルを作成し、陰影などを加えて表示する3次元形状
モデル作成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の3次元形状モデル作成装置とし
て、例えば、クレイモデルなどの実物体の表面の3次元
位置データを、3次元デジタイザなどの接触型3次元座
標計測装置により入力し、この3次元データから3次元
形状モデルを作成しようとしたものや、空間切断方式な
どの3次元計測装置により入力し、この3次元データか
ら3次元形状モデルを作成しようとしたものがある。
【0003】この3次元形状モデル作成装置にあって
は、3次元データから3次元形状モデルを作成すること
ができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来の3次元形
状モデル作成装置によれば、3次元データは、3次元計
測装置に依存したデータ形式で入力されるため、異なっ
たデータ形式の3次元データを処理し、3次元形状モデ
ルを作成することはできなかった。また、いったん作成
した3次元形状モデルを他の3次元データの形式に変換
することができなかった。
【0005】本発明は上述した従来技術の欠点を除去す
るものであり、その目的とするところは異なった形式で
入力される3次元データの種類によらず、3次元形状モ
デルを作成し、その編集と陰影付け表示を可能とすると
ころにある。また、一旦作成した3次元形状モデルを他
の3次元データの形式に変換することを可能とするとこ
ろにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の形状モデル作成
装置は、上記の目的を達成するために、3次元データ入
力装置により入力された実物体の三次元位置データのデ
ータ形式を変換する3次元データ形式変換部と、該3次
元データ形式変換部により変換された3次元データを処
理する3次元データ処理部と、該3次元データ処理部に
よって処理された3次元データから3次元形状モデルを
形成する3次元形状モデル作成部と、該3次元形状モデ
ル作成部によって作成された3次元形状モデルを編集
し、形状データに操作を加える3次元形状モデル編集部
とを具え、さらに必要に応じて該3次元形状モデル作成
部により作成されるか、または該3次元形状モデル編集
部によって編集された3次元形状モデルに、陰影などを
加えてディスプレイなどに表示する3次元形状モデル表
示部と、該3次元データ形式変換部によって変換された
3次元データに対して各種計測処理を行う3次元データ
計測部と、該3次元形状モデル作成部により作成される
か、または該3次元形状モデル編集部によって編集され
た3次元形状モデルを、他の形式の3次元データに変換
する3次元形状モデル逆変換部とを具えたことを特徴と
する。
【0007】
【作用】本発明によれば、異なった形式で入力される3
次元データの種類によらず、3次元形状モデルが作成さ
れ、その編集が行なわれ、さらに必要に応じて陰影付け
表示され、作成した3次元形状モデルが他の3次元デー
タの形式に変換される。
【0008】
【実施例】以下、添付図面に従って本発明による実施例
を詳細に説明する。
【0009】図1は本発明実施例の3次元形状モデル作
成装置の構成を示す図である。
【0010】本図において、11は3次元データ入力装
置により入力された3次元データ12のデータ形式を変
換する3次元データ形式変換部、13は上記変換部11
により変換された3次元データを処理する3次元データ
処理部、14は上記変換部11によって変換された3次
元データに対して各種計測を行なう3次元データ計測
部、15は3次元処理部13によって処理された3次元
データから3次元形状モデルを作成する3次元形状モデ
ル作成部、16は上記作成部15によって作成された3
次元形状モデルを編集し、形状データに操作を加える3
次元形状モデル編集部、17は上記作成部15によって
作成されるか、または上記編集部16によって編集され
た3次元形状モデルに陰影などを加えてディスプレイ上
に表示する3次元形状モデル表示部、18は上記作成部
15によって作成されるか、または3次元形状モデル編
集部16によって編集された3次元形状モデルを他の形
式の3次元データ12′に逆変換する3次元形状モデル
逆変換部である。
【0011】以上の構成において、その作用を説明す
る。
【0012】3次元データ12が3次元データ変換部1
1に入力されると、3次元データ形式変換部11は、3
次元データ12のデータ形式に応じて、そのデータ形式
を標準データ形式に変換する。
【0013】〔例1〕以下、処理を具体例を挙げて説明
する。
【0014】いま、レーザ光の強度を変調したレーザビ
ームを発射して、対象に当たって反射してくる波と元の
波との位相差を検出することにより光の飛行時間を測定
して得られた3次元データがあるとする。
【0015】「3次元データ形式変換部11」はこの3
次元データを本システムの「標準データ形式」の1つで
ある、距離画像の形式に変換する。具体的には、位相差
の距離への変換と、座標系の変換,各軸の正規化を行
う。ここで、距離画像とは、各画素の値として、視点と
物体表面間の垂直距離を与えられた画像である。
【0016】「3次元データ処理部13」ではこの距離
画像から、平面や各種曲面領域の抽出や稜線抽出などの
セグメンテーション処理を行い、さらに曲率など画素の
属性値を計算する。次に属性値に基づく微小領域の除去
や領域併合,領域成長などのラベル画像処理を行う。
【0017】「3次元形状モデル作成部15」ではこの
「3次元データ処理部13」での処理結果を基に、ポリ
ゴンモデルやパラメトリックモデル,境界表現によるモ
デル,ソリッドモデルなどの3次元形状モデルを作成す
る。
【0018】一例としてポリゴンモデルの作成手順を概
説する。「3次元データ処理部13」で抽出された平面
領域には、その縁線上に頂点を持つ多角形をあてはめ、
曲面領域にはその曲面の種類と曲率の大きさに基づくあ
る間隔で選ばれた点を頂点とする多角形をあてはめる。
こうして作成された各多角形の頂点の座標と、これらの
接続関係を記録し、ポリゴンモデルを作成する。
【0019】「3次元形状モデル編集部16」は、「3
次元形状モデル作成部15」によって得られた3次元形
状モデルの形状パラメータを変更し、予め蓄えられてい
た複数の物体の形状モデルを組み合わせるなどの操作を
行う。
【0020】「3次元形状モデル表示部17」は「3次
元形状モデル作成部15」または「3次元形状モデル編
集部16」によって得られた3次元の形状モデルに対し
て、コンピュータグラフィクスにより視点,光源の位
置,物体表面の反射率,透明度,色などのパラメータを
与えることにより写実的にディスプレイに表示する。こ
こではそれぞれの形状モデルの種類に応じた表示ルーチ
ンを起動する。
【0021】「3次元データ計測部14」は「3次元デ
ータ形式変換部11」により作成された「標準データ形
式」に対して各種計測を行う。たとえば前出の距離画像
の場合、画像上で任意に与えられた2点間の3次元空間
内での距離を求めたり、画像上で描かれた任意の閉領域
の3次元空間内での面積,体積を計算する。
【0022】「3次元形状モデル逆変換部18」は「3
次元形状モデル作成部15」または「3次元形状モデル
編集部16」によって得られた3次元の形状モデルのデ
ータを他の形式の3次元データに変換する。
【0023】一例として、前出のポリゴンモデルから距
離画像に変換する方法を述べる。これは、隠面消去処理
の1つであるZバッファアルゴリズムを用いて、各点に
対するZの値を記録することにより、変換できる。
【0024】〔例2〕以下、処理を具体例を挙げて説明
する。
【0025】いま、3次元データとして、X線やNMR
により得られた複数枚の計算機断層像(CT像)がある
とする。
【0026】「3次元データ形式変換部11」はこの3
次元データを本システムの「標準データ形式」の1つで
ある、3次元画像の形式に変換する。具体的には、標本
化間隔(解像度)の変換を行う。ここで、3次元画像と
は、3次元空間を立方格子上に分割し、各小立方体に濃
度値を割り当てた画像である。
【0027】「3次元データ処理部13」ではこの3次
元画像に対して特徴領域の抽出や、表面抽出、さらに平
面や各種曲面領域の抽出や稜線抽出などのセグメンテー
ション処理を行う。
【0028】「3次元形状モデル作成部15」ではこの
「3次元データ処理部13」での処理結果を基に、ポリ
ゴンモデルやパラメトリックモデル,境界表現によるモ
デル,ソリッドモデルなどの3次元形状モデルを作成す
る。
【0029】一例としてソリッドモデルの作成手順を概
説する。「3次元データ処理部13」で抽出された特徴
領域に対し、その内部の小立方体には「占有」の符号
を、そうでない領域の小領域には「非占有」の符号を与
え、内部が詰まった小立方体の集合として物体のソリッ
ドモデルを作成する。
【0030】「3次元形状モデル編集部16」は、「3
次元形状モデル作成部15」によって得られた3次元形
状モデルの形状パラメータを変更し、予め蓄えられてい
た複数の物体の形状モデルを組み合わせるなどの操作を
行う。
【0031】「3次元形状モデル表示部17」は「3次
元形状モデル作成部15」または「3次元形状モデル編
集部16」によって得られた3次元の形状モデルに対し
て、コンピュータグラフィクスにより視点,光源の位
置,物体表面の反射率,透明度,色などのパラメータを
与えることにより写実的にディスプレイに表示する。こ
こではそれぞれの形状モデルの種類に応じた表示ルーチ
ンを起動する。
【0032】「3次元データ計測部14」は「3次元デ
ータ形式変換部11」により作成された「標準データ形
式」に対して各種計測を行う。たとえば前出の3次元画
像の場合、画像中で任意に与えられた2点間の3次元空
間内での距離を求めたり、画像中で描かれた任意の閉領
域の3次元空間内での面積,体積を計算する。
【0033】「3次元形状モデル逆変換部18」は「3
次元形状モデル作成部15」または「3次元形状モデル
編集部16」によって得られた3次元の形状モデルのデ
ータを他の形式の3次元データに変換する。
【0034】一例として、前出のソリッドモデルから距
離画像に変換する方法を述べる。これは、隠面消去処理
の1つであるZバッファアルゴリズムを用いて、各点に
対するZの値を記録することにより、変換できる。
【0035】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明による3次元
形状モデル作成装置によれば異なった形式で入力される
3次元データの種類によらず、3次元形状モデルを作成
し、その編集を行なうことができ、さらに必要に応じて
陰影付け表示する事ができる。さらにまた、一旦形成し
た3次元形状モデルを他の3次元データの形式に変換す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
11 3次元データ形式変換部 12,12′ 3次元データ 13 3次元データ処理部 14 3次元データ計測部 15 3次元形状モデル作成部 16 3次元形状モデル編集部 17 3次元形状モデル表示部 18 3次元形状モデル逆変換部
フロントページの続き (72)発明者 吉崎 修 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 3次元データ入力装置により入力された
    実物体の三次元位置データのデータ形式を変換する3次
    元データ形式変換部と、 該3次元データ形式変換部により変換された3次元デー
    タを処理する3次元データ処理部と、 該3次元データ処理部によって処理された3次元データ
    から3次元形状モデルを形成する3次元形状モデル作成
    部と、 該3次元形状モデル作成部によって作成された3次元形
    状モデルを編集し、形状データに操作を加える3次元形
    状モデル編集部とを具えたことを特徴とする3次元形状
    モデル作成装置。
  2. 【請求項2】 前記3次元形状モデル編集部によって編
    集された3次元形状モデルに陰影を加えてディスプレイ
    上に表示する3次元形状モデル表示部を有することを特
    徴とする請求項1に記載の3次元形状モデル作成装置。
  3. 【請求項3】 前記3次元形状モデル編集部によって編
    集された3次元形状モデルを他の形式の3次元データに
    逆変換する3次元形状モデル逆変換部を有することを特
    徴とする請求項1に記載の3次元形状モデル作成装置。
JP3196564A 1991-08-06 1991-08-06 3次元形状モデル作成装置 Pending JPH0540809A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3196564A JPH0540809A (ja) 1991-08-06 1991-08-06 3次元形状モデル作成装置
DE69232403T DE69232403T2 (de) 1991-08-06 1992-08-05 Dreidimensionales Modellverarbeitungsverfahren und -gerät
EP92113328A EP0526881B1 (en) 1991-08-06 1992-08-05 Three-dimensional model processing method, and apparatus therefor
US08/401,296 US5936628A (en) 1991-08-06 1995-03-09 Three-dimensional model processing method, and apparatus therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3196564A JPH0540809A (ja) 1991-08-06 1991-08-06 3次元形状モデル作成装置

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JPH0540809A true JPH0540809A (ja) 1993-02-19

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ID=16359834

Family Applications (1)

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JP3196564A Pending JPH0540809A (ja) 1991-08-06 1991-08-06 3次元形状モデル作成装置

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JP (1) JPH0540809A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3202843A1 (de) * 1981-02-06 1982-08-19 Società Italiana Catene Calibrate Regina S.p.A., Milano Spann- und fuehrungsvorrichtung fuer antriebsglieder, beispielsweise rollenketten, riemen und dergleichen
JP2005114733A (ja) * 2003-10-07 2005-04-28 Global Nuclear Fuel Americas Llc モンテカルロモデル化における幾何学構成体及びその方法
JP2010079453A (ja) * 2008-09-24 2010-04-08 Canon Inc 位置姿勢推定用モデル生成装置、位置姿勢算出装置、画像処理装置及びそれらの方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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