JPH0660153A

JPH0660153A - ３次元図形データの生成方法

Info

Publication number: JPH0660153A
Application number: JP4236527A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Tomiyama; 健富山; Takashi Hizuka; 隆肥塚
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-08-12
Filing date: 1992-08-12
Publication date: 1994-03-04

Abstract

(57)【要約】【目的】３つの面図に描かれた２次元図形データから
物体の３次元形状を表現するソリッドモデルを、従来技
術のように物体の形状を限定することなく、また虚の部
分を生成したり一旦得られたデータを再変換したりする
ことなく、自動的に生成することのできる３次元図形デ
ータ生成方法を提供する。【構成】３個の面図を構成する２次元図形データ入力
する処理（101)と、入力した３個の面図のそれぞれに含
まれる閉ループを検出し、凹状の閉ループについては凸
状にするための補助線を生成しながら凸状の閉ループに
ついて端点の座標値を含む特徴量を計算する処理（103
〜108)と、３個の面図のそれぞれについて得られた凸状
の閉ループどうしをそれぞれについて計算された特徴量
に基づき対応つけることにより対応する３個の凸状の閉
ループの組を作成する面図間対応処理（109)と、この閉
ループの組から基本形状立体を生成する処理(110) と、
この生成して基本形状立体が複数の場合相互の集合演算
を行う処理(111) とを含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、図面入力システムなど
に利用される３次元図形データの生成方法に関するもの
であり、特に、正面図，平面図，側面図などの２次元図
形データとしして表現された物体の３次元形状を自動的
にＣＡＤシステムに入力する場合などに利用される３次
元図形データの生成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】物体の３次元形状を表現するためのモデ
ルとしては、物体の形状特徴点である頂点と各頂点間を
結ぶ稜線とで表現するワイヤフレームモデルと、物体を
その表面形状で表現するサーフェィスモデルとが良く利
用されている。しかしながら、これらのモデルでは物体
と外部とを正確に区別して表現できないため用途は限定
される。

【０００３】これに対して、物体を表面だけではなく内
部をも含めて表現しかつ外部との区別を正確に表現しよ
うとするのがソリッドモデルである。このソリッドモデ
ルを用いた物体の表現方法には、Boundary Representat
ion (ＢーＲeps ）モデルと、Constructive Solid Geo
metry ( ＣＳＧ) モデルとがある。ＢーＲeps モデル
は、物体をこれと外部との境界面の組み合わせで表現す
るモデルである。図１４はＢーＲeps モデルを用いた
物体の表現方法を説明するための図である。図１４にお
いて、物体1409を表現するためには、この物体1409と外
部との境界面1401〜1408を与えれば良い。

【０００４】図１５は、ＣＳＧモデルによる物体の表現
を説明するための図である。図１５において、物体1503
を表現するためには、先ず基本形状立体であるプリミテ
ィブ1501, 1502を求め、次いでそれらの間に実行すべき
集合演算式を求める。図１５では、プリミティブ1501と
1502の間で減算を行うことにより、物体1503を表現する
ことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ソリッドモデルを用い
て物体を表現するには、上記いずれの方式でも組み合わ
せるべき境界面やプリミティブを求め、さらにそれらの
間の演算式を求めることが必要である。従来は、人間が
表現したい物体を考えながら境界面やプリミティブや演
算式を手作業で入力・指定しなければならないために、
極めて繁雑な作業を強いられていた。

【０００６】特に、機械部品のような物体は正投象図法
による３面図（空間に互いに直交する３つの投影面を定
義し、その投影面に物体の形状輪郭を平行投影した時に
得られる図形、例えば、正面図，平面図，側面図）に描
かれたものが従来から広く使われており、膨大な量の図
面データが蓄積されてきている。これらの図面をデータ
ベース化し３次元ＣＡＤシステムにおいて再利用したり
編集・加工・解析するためには、物体を表現するソリッ
ドモデルを生成することが必要になるが、これを人間が
手作業で入力しようとすれば、膨大な労力が必要にな
り、実現は到底困難である。

【０００７】正面図，平面図，側面図などの２次元の図
形データを用いて、自動的にソリッドモデルを生成させ
る方法の一つとして、例えば特開昭62-202271に開示さ
れた方法がある。この方法では、互いに直交する３つの
方向から見た第１，第２，第３の投影図を入力として、
投影図外形線を奥行き方向に投影して投影面を形成し外
形線と投影線とで画定される閉図形を各面とする多面体
を形成し、３つの投影図のそれぞれから得られる多面体
を論理積処理して物体のソリッドモデルを得ようとする
ものである。

【０００８】しかしながら、この方法では投影外形線を
奥行き方向に投影した投影面と投影線とで画定される多
面体しか用いないので、表現できる物体の形状が奥行き
方向に掃引してできるものに限られ、このため、適用で
きる物体の形状が著しく限定されるという問題点があ
る。

【０００９】他の方法として、例えば特開昭61-60173に
示された方法がある。この方法によれば、物体を構成す
る３次元上の線分が複数の投影面に投影された時の投影
図においてこの線分が投影面や座標軸に対して水平，垂
直，斜めのいずれの２次元上の線分として表れるかの関
係が予めテーブルに登録される。入力したい物体の投影
図形を２次元上の線分データとして記憶しておき、この
線分データの端点座標から投影面や座標軸に対して水
平，垂直，斜めのいずれであるかを計算して、上記関係
を登録しているテーブルを参照して３次元上の線分を求
める。全ての２次元上の線分に対して上述の処理を順次
行い、得られた３次元上の線分を用いて物体を表現す
る。

【００１０】しかしながら、２次元上の線分と３次元上
の線分とは必ずしも１対１に対応しないため、実際には
存在しないはずの３次元上の線分が表れ、その結果物体
にも実際には存在しないはずの虚の部分が表れる。従っ
て、この虚の部分を除去する処理を行わなければ正しい
物体を表現することができないという問題点がある。さ
らに、得られる結果は３次元上の線分であるから物体の
稜線は表現できるが、物体の表面と内部までは表現でき
ないので、ソリッドモデルを得るためには一旦得られた
データを再変換する必要がある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記従来の技術の問題点
を解決するための本発明は、物体の形状を正面図，平面
図，側面図などの３個の面図に描いた２次元図形データ
を入力する処理と、３個の各面図のそれぞれに含まれる
線分から閉ループを検出する処理と、検出した閉ループ
を凸図形となるように補助線を付加する処理と、凸図形
となした閉ループの特徴量を計算する処理と、各面図に
おける上記閉ループの各々を対応付ける処理と、この対
応付けた閉ループの組から基本形状立体を生成させる処
理と、上記生成させた基本形状立体の集合演算を行う処
理とを含んでいる。

【００１２】

【作用】本発明によれば、正面図，平面図，側面図など
３個の面図の２次元図形データを入力すれば、各面図に
おける物体輪郭を表わした閉ループを検出しその特徴量
を計算し、各面図間で互いに対応関係を持つ閉ループの
組から基本形状立体であるプリミティブを生成し、プリ
ミティブ間の集合演算の実行によって、２次元図形デー
タとして表された３次元物体の形状を表現するソリッド
モデルを、従来技術のように入力対象物体の形状に限定
することなく、また虚の部分を生成したり一旦得られた
データを再変換したりすることなく、自動的に生成させ
ることができる。本発明によって、既存の３面図に描か
れた３次元物体の形状を自動的に計算機上にデータベー
ス化できるので、３次元ＣＡＤシステムに容易に入力す
ることが可能となる。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明の一実施例に係わる３次元図
形データの生成方法を、各処理部に分解して示す概念図
である。各処理部は、電子計算機上を走行する処理ルー
チンや、専用のハードウエアなどによって実現される。

【００１４】図１において、入力の対象とする物体の形
状が、外形線と隠れ線とを主な要素とする正面図，平面
図，側面図による２次元図形データとして２次元図形デ
ータ入力部101 によって読み込まれる。

【００１５】図２は２次元データ入力部101 によって読
み込まれる正面図の一例であり、図２に対応する２次元
図形データの内容を表１に示す。

【００１６】ただし、ａ：面図の識別子（０：正面図、１：平面図、２：側
面図）ｂ：この面図に含まれる線分の総数ｃ：各線分の識別番号ｄ：各線分の種類に関する識別子（０：外形線、１：
隠れ線）ｅ：各線分の始点の座標ｆ：各線分の終点の座標ｇ：各線分の始点に接続する他の線分の総数ｈ：各線分の始点に接続する他の線分の識別番号ｉ：各線分の終点に接続する他の線分の総数ｊ：各線分の終点に接続する他の線分の識別番号

【００１７】このような２次元図形データは、２次元Ｃ
ＡＤを用いて作成してもよいし、エディタを用いて電子
計算機上にテキストファイルとして作成してもよい。あ
るいは、図面そのものをイメージスキャナ等の画像入力
装置を用いて画像処理装置に入力し、外形線と隠れ線を
分離・抽出し、寸法値の認識をおこなっけ外形線と隠れ
線の長さを自動判定することにより２次元図形データを
生成することも可能である。

【００１８】さらに、予め登録されている基本形状立体
であるモデルプリミティブのラベルと、このモデルプリ
ミティブの形状を表した正面図，平面図，側面図中の外
形線と隠れ線とから構成されるモデルプリミティブ図形
と、その幾何学的パラメータから成るモデルプリミティ
ブデータが、図１のモデルプリミティブデータ入力部10
2 によって読み込まれる。そのようなモデルプリミティ
ブとしては、例えば、直方体、角柱、角錐、球、円柱、
円錐、トロイダルなどが適している。

【００１９】表２は、直角三角柱のモデルプリミティブ
データを示す。モデルプリミティブ図形とは、モデルプ
リミティブの形状を正面図，平面図，側面図を用いて表
現した時に、外形線と隠れ線から構成される図形のラベ
ルである。

【００２０】

【００２１】ただし、ａ：識別番号ｂ：モデルプリミティブのラベルｃ：形状パラメータｄ：モデルプリミティブ図形の組み合せの総数ｅ：モデルプリミティブ図形のラベルの組み合せｆ：特徴的なモデルプリミティブ図形のラベル

【００２２】ここで、モデルプリミティブ図形について
図３を用いて説明する。なお、正面図，平面図，側面図
についてはその順序を考慮せずに、各面図に表れる図形
の種類の組み合わせのみに注目する。

【００２３】図３において、直角三角柱301 について
は、Ａ．いずれか１つの面図に１つの直角三角形が表れ、他
の２つの面図にそれぞれ１つずつの長方形が表れる場合
（正面図302 ，平面図303 ，側面図304 の組を参照）Ｂ．いずれか１つの面図に１つの直角三角形が表れ、他
の２つの面図に互いに一辺を共有する２個の長方形が表
れる場合（正面図305 ，平面図306 ，側面図307 の組を
参照）Ｃ．いずれか１つの面図に１つの直角三角形が表れ、い
ずれか１つの面図に１つの長方形が表れ、かついずれか
１つの面図に互いに一辺を共有する２個の長方形が表れ
る場合（正面図308 ，平面図309 ，側面図310 の組を参
照）の３つの異なる組み合わせが考えられる。

【００２４】これらの組み合わせにおける、直角三角形
や長方形という図形の名称をモデルプリミティブ図形の
ラベルと称する。幾何学的なパラメータは、直角三角柱
の形状を一意に決定するために用いられるものであり、
例えば、高さと、直角三角形の直交する２辺の長さであ
る。

【００２５】図１の正面図データ検索部103 では、２次
元図形データ入力部101 から入力された２次元図形デー
タの内容が検査され、正面図のデータのみが抽出され、
正面図閉ループ特徴量計算部106 に送られる。正面図特
徴量計算部106 では、表３に示す閉ループ特徴量が全て
の閉ループについて計算される。

【００２６】

【００２７】ただし、ａ：識別番号ｂ：面図内横軸座標の最大値，最小値ｃ：面図内縦軸座標の最大値，最小値ｄ：凹凸判定結果ｅ：形状判定結果ｆ：再帰深さｇ：属性

【００２８】平面図と側面図についても、正面図と同様
の処理が実行される。なお、正面図閉ループ特徴量計算
部106 については後に詳細に説明する。図１の面図間対
応処理部109 においては、各面図の閉ループ特徴量に基
づき互いに対応関係を持つ閉ループの組が抽出される。
図４は、各面図に表れる閉ループ間の対応付けの方法を
説明するための図である。

【００２９】図４において、401 は正面図、402 は平面
図、403 は側面図である。404,405,406 は各面図に含ま
れる閉ループの１つである。閉ループ404,405,406 が対
応付けられるための条件は、例えば閉ループ404 のＸ軸
座標の存在範囲と閉ループ405 のＸ軸座標の存在範囲と
が一致し、閉ループ405 のＺ軸座標の存在範囲と閉ルー
プ406 のＺ軸座標の存在範囲とが一致し、かつ閉ループ
406 のＹ軸座標の存在範囲と閉ループ404 のＹ軸座標の
存在範囲が一致することである。この条件を満たすかど
うかは、例えば閉ループ404 〜406 に関して表３に示し
た面図内座標値の最小・最大値が等しいかどうかを調べ
ることによって判定できる。

【００３０】図１の候補プリミティブ生成部110 では、
面図間対応処理部109 において抽出された閉ループの組
み合わせの各々について、モデルプリミティブデータと
の照合が行われ、照合のとれた組み合わせが候補プリミ
ティブとして保存され、照合のとれなかったものについ
ては廃棄される。そして、候補プリミティブについては
表４に示す候補プリミティブデータが生成される。な
お、表４のデータの中で候補プリミティブの再帰深さと
属性を決定する方法については後に詳述する。

【００３１】ただし、ａ：識別番号ｄ位置のパ
ラメータｂ：ラベルｅ再帰深さｃ：大きさのパラメータｆ属性

【００３２】図１の集合演算処理部111 では、候補プリ
ミティブのソリッドモデルとその属性とに基づき３次元
空間内での立体の集合演算が実行される。候補プリミテ
ィブどうしの集合演算は、表４に示した候補プリミティ
ブの再帰深さの深い順に、属性の値に応じて定まる演算
式に基づき実行される。

【００３３】集合演算処理部111 の演算結果がソリッド
モデル生成部112 によって取り込まれ、最終的結果であ
る入力対象の物体の形状を表現するソリッドモデルが生
成され、TVモニタの画面に表示されたり、データ蓄積装
置にソリッドモデルとして蓄積される。さらに、得られ
たソリッドモデルが３次元CADシステムに入力すること
により、陰影をつけたり隠面を消去したりしてグラフィ
ック表示を行ったり、形状の加工や編集を行うことが可
能となる。

【００３４】ここで、図１の正面図閉ループ特徴量計算
部106 の処理について図５を参照しながら詳細に説明す
る。なお、平面図閉ループ特徴量計算部107 と側面図特
徴量計算部108 は、入力データと出力データが異なる点
を除けば構成と処理の内容が正面図閉ループ特徴量計算
部106 と同一であるため、正面図閉ループ特徴量計算部
106 の説明によって各面図特徴量計算部についての説明
を代表する。

【００３５】図５の最外周閉ループ検出部501 によっ
て、処理対象の正面図の２次元図形データを構成する表
１に示したような外形線と隠れ線の端点座標や接続関係
に基づき、最も外側に存在する閉ループの検出が行われ
る。この閉ループの検出は、例えば、線分の接続関係を
辿って探索木を生成し、深さ優先の探索によって探索を
開始した線分の端点に戻った時に既に辿られた線分の端
点を抜き出す方法が用いればよい。もちろん他の適宜な
方法を用いることができる。また最外周であるかどうか
は、例えばその閉ループの面図内座標の最小・最大値が
元の２次元図形データにおける面図内座標の最小値・最
大値に等しくかつ面積が最大となるものを各閉ループに
ついて調べることによって容易に決定できる。

【００３６】このようにして検出された最外周の閉ルー
プの凹凸が、最外周閉ループ凹凸判定部502 によって判
定される。凹凸の判定方法としては、例えば、閉ループ
を構成する２端点を結んだ任意の線分が全て閉ループの
内部に存在すればその閉ループは凸であり、その他の場
合は凹であると判定する方法がある。もちろん他の適宜
な方法を用いることができる。

【００３７】最外周閉ループが凸と判定された場合は、
次の最外周閉ループ形状判定部512において、この最外
周閉ループの形状がモデルプリミティブ図形であるかど
うかの判定が行われる。例えば、直角三角形であるか否
かを判定するには、閉ループ内に線分が３つ以上存在
し、互いに平行でない３つの直線上に線分の組が存在し
かつ端点を共有する線分の１組が直交するかどうかを判
定すれば良い。その他にも、閉ループの形状特徴量であ
る面積や周囲長などを用いてより複雑な形状を判定する
適宜な方法を用いることが可能である。

【００３８】当該最外周閉ループが形状判定可能と判定
された場合には、元の２次元図形データがそのまま保持
され、閉ループ検出部504 に入力される。当該最外周閉
ループが形状判定不可と判定された場合や、最外周閉ル
ープ凹凸判定部502 によって最外周閉ループが凹である
と判定された場合は、最外周閉ループ補助線生成部503
において最外周閉ループが凸となるように補助線が生成
され、この生成された補助線が元の２次元図形データに
付加された新たな２次元図形データが生成され閉ループ
検出部504 に入力される。

【００３９】図６は、上記補助線生成部503 による補助
線の生成方法を説明するための図である。図６におい
て、閉ループ601 を構成する線分データの端点座標から
座標値が最大又は最小となる端点とその座標軸が求めら
れ、閉ループ601 を包含しかつ各辺が面図内座標軸に平
行又は垂直となるような外接長方形が生成される。この
処理によって新たに生成された線分が補助線602 , 603
であり、これらの補助線602 , 603 が交差する点が端点
604 である。このように補助線生成部503 で生成される
新たな２次元図形データ、すなわち補助線602 , 603 と
端点604 は、対象とする物体に本来属していないもので
ある。これに対して、外形線と隠れ線は対象とする物体
に属しているものである。

【００４０】図５の閉ループ検出部504 では、２次元図
形データから全ての閉ループの検出が行われる。この閉
ループの検出は、前述した最外周閉ループの検出方法と
同様に行われる。また、検出された閉ループが既に検出
済みの閉ループと重複する場合にはその閉ループが閉ル
ープ廃棄処理部509 に送られる。

【００４１】図５の特徴量初期設定部505 では、検出さ
れた全ての閉ループについて特徴量の初期設定が行われ
る。すなわち、表３中の再帰深さが０に初期化され、正
面図内２次元座標の最大値・最小値が計算される。

【００４２】検出さた閉ループの凹凸が凹凸判定部506
によって判定される。この凹凸の判定は、前述の最外周
閉ループの判定方法と同様の方法によって行われる。形
状判定部507 では、凹凸判定部506 で凸と判定された閉
ループについて、この閉ループを構成する線分の端点座
標に基づき予め登録されているモデルプリミティブ図形
に一致するか否かの判定が行われる。この形状の判定
は、前述の最外周閉ループの判定方法と同様にして行わ
れる。特徴量計算部508 では、形状判定部507 が形状判
定可能と判定した閉ループに対して、属性と面図内２次
元座標の最大値・最小値が計算される。

【００４３】閉ループ特徴量に含まれる属性の計算方法
については後に詳しく説明する。閉ループ廃棄処理部50
9 においては、形状判定部507 において形状判定が不可
能であると判定された閉ループと、閉ループ検出部504
において重複して検出された閉ループは廃棄され、以降
の処理対象から除外される。

【００４４】補助線生成部510 では、凹凸判定部506 に
より凹であると判定された閉ループに対し、この閉ルー
プが凸になるようにこの閉ループを構成する２次元図形
データに補助線が付加される。この補助線を付加する処
理は、前述した最外周閉ループ補助線生成部503 の処理
と同様である。

【００４５】再帰処理制御部511 は、補助線生成部510
で補助線が付加された２次元図形データのみを対象に、
閉ループ検出部504 、特徴量初期設定部505 、凹凸判定
部506 、形状判定部507 、特徴量計算部508 、閉ループ
廃棄処理部509 及び補助線生成部510 の一連の処理を再
帰的に反復させると共に、処理対象の閉ループに対し補
助線生成部510 の処理が実行されるたびに表３に示すこ
の閉ループの再帰深さを単位量１だけ増加させる。この
再帰深さは、後に詳述するように、面図間で対応付けら
れる閉ループどうしの属性を再計算するためと、集合演
算処理における候補プリミティブの演算順序を決定する
ために用いられる。

【００４６】ここで、凹凸判定部506 と形状判定部507
で凸でかつ形状判定が可能であると判定された閉ループ
について、閉ループ特徴量計算部508 で行われる属性の
設定方法を説明する。本発明における閉ループとは、物
体の形状輪郭を互いに直交する３つの投影面に対して平
行投影した時に得られる、物体とこれ以外の空間とを区
別する面の輪郭線の集合をいう。この閉ループを構成す
る外形線は、物体に対して投影面と反対側に置いた視点
から直接見ることのできる面の輪郭線であり、隠れ線は
上記視点から直接には見ることのできない面の輪郭線で
ある。

【００４７】ところで、ＣＳＧモデルを用いた物体の３
次元形状の表現方法は、対象とする形状の物体であるオ
ブジェクトを、より簡単な形状の物体であるプリミティ
ブの集合で表現する方法である。従って、オブジェクト
の形状にはプリミティブの形状の全体か一部分が必ず現
れているから、オブジェクトの形状をある投影面に平行
投影した時に得られるオブジェクトの面の輪郭線、すな
わち外形線と隠れ線とから構成される閉ループは、プリ
ミティブの面の全体もしくは一部分の輪郭線となる。

【００４８】ＣＳＧモデルにおいてプリミティブの集合
演算からオブジェクトを構成するには、各プリミティブ
がこの集合演算において加算対象となる「＋」の属性を
有するか、減算対象となる「−」の属性を有するかを決
定しなければならない。本発明は、オブジェクトの形状
輪郭を投影面に投影して得られる図形中の閉ループの属
性から各プリミティブの属性を自動的に求める方法を含
んでおり、その原理を以下に詳細に説明する。

【００４９】まず、閉ループについて「＋」、「−」の
属性を考える。閉ループについての「＋」の属性とは、
１つの面図においてこの閉ループを面の輪郭線として持
つプリミティブが「＋」の属性を持つ、すなわちこのプ
リミティブが物体に属すると判断できることを意味す
る。また、閉ループに関する「−」は、１つの面図にお
いてこの閉ループを面の輪郭線として持つプリミティブ
が「−」の属性を持つ、すなわちこのプリミティブが物
体に属さないと判断できることを意味する。

【００５０】さらに、１つの面図だけでは「＋」とも
「−」とも判断できない場合がある点を考慮して、
「０」という第３の属性を考える。その理由は、本来３
次元の情報量を持つ形状データが２次元の投影面に投影
されることによって２次元に縮退し情報量を失うことが
あるからである。図７は、そのような３次元の形状情報
が２次元に縮退する例を説明するための図である。図７
において、701 の図形だけが与えられている場合、物体
の３次元的な形状としては702,703,704 の形状が推測さ
れるだけではなく、702 と704 のように凹凸が逆になる
形状さえ推測されることがある。

【００５１】閉ループの属性を設定するために、製図規
則に加えて、外形線と隠れ線は物体に属すが補助線は物
体に属さないという性質を利用して、次のような属性設
定規則を設定する。この属性設定規則は、各再帰深さに
おいて、１．最外周の閉ループについては属性「＋」を設定し、２．最外周の閉ループ以外の閉ループであって、２ー１．補助線を一部に含むものについては属性「−」
を設定し、２ー２．隠れ線を一辺に持ち、かつこの隠れ線がこの閉
ループを包含する最外周閉ループに包含される外形線と
端点を共有するものについては属性「＋」を設定し、２ー２．前記２ー１．にも２ー２にも該当しないものに
ついては属性「０」する。これらの属性設定規則を適用することにより、閉ループ
の属性を一意に設定することができる。

【００５２】次いで、図１の面図間対応処理部109 にお
いて対応付けを行うことができた閉ループの組と、この
組を構成する各閉ループの属性とを用いて、候補プリミ
ティブの属性を決定する方法について詳しく説明する。

【００５３】候補プリミティブを生成できた閉ループの
組について、この組を構成する各閉ループの再帰深さを
比較する。この比較の結果、再帰深さが全て等しい値で
あれば閉ループの属性としてそのままの値を保持させ
る。再帰深さの中で一つでも異なる値のものがあれば、
最も小さい値の再帰深さを基準とし、次に述べるような
方法を用いて閉ループの属性の再計算を行う。

【００５４】ゼロ以上の整数ｉ，ｊ，ｋをそれぞれ正面
図，平面図，側面図の対応する閉ループの再帰深さであ
るとし、ｓ，ｔ，ｕをそれぞれの閉ループの属性である
とする。ｉ< ｊ（１）ｉ< ｋ（２）であれば、正面図の閉ループの再帰深さｉを基準値と
し、平面図，側面図に含まれる閉ループの属性ｔ、ｕ
を、上記再帰深さの基準値ｉと当該閉ループの再帰深さ
ｊ、ｋとの差を用いて次のような属性t'、u'に変更す
る。

【００５５】 t' = t・ (− 1) ^j-i （３） u' = u・ (− 1) ^k-i （４）この計算により、例えば属性ｔが「＋」でありかつ（ｊ
−i ) が奇数であれば属性t'は「−」となる。属性ｔが
「０」でありかつ（ｊ−i ) が奇数であれば属性t'を
「０」となる。

【００５６】さらに、候補プリミティブの属性を変更後
の閉ループの属性であるｓ、t'、u'を用いて表５のよう
に計算する。

【００５７】

【００５８】さらに、候補プリミティブにも再帰深さを
考え、この補プリミティブを構成する閉ループの再帰
深さの最大値をこの候補プリミティブの再帰深さとして
設定する。

【００５９】次に、具体的な物体の３面図に適用した場
合を例にとって、説明を補足する。まず、最初の具体例
を図８、図９及び図１０を用いて説明する。なお、図８
において、 depth は点線で囲んだ閉ループの再帰深さ
を表している。

【００６０】正面図801 について、これを構成する２次
元図形データである外形線に基づきまず、最外周閉ルー
プ検出部501 により最外周の閉ループ804 が検出され
る。この最外周の閉ループ804 は長方形であるから、最
外周閉ループ凹凸判定部502 において凸と判定される。
また、この長方形は形状判定が可能であるため、正面図
801 の２次元図形データは、最外周閉ループ形状判定部
512 により長方形の判定を受けてそのまま閉ループ検出
部504 に入力される。この閉ループ検出部504 におい
て、全ての閉ループ804,805,806 が検出され、各閉ルー
プの再帰深さ depthが初期値０に設定される。

【００６１】凹凸判定部506 において閉ループ804 は凸
と判定され、閉ループ805,806 は凹と判定される。凸と
判定された閉ループ804 は、形状判定部507 において長
方形と判定され、特徴量計算部508 において表３に示す
特徴量が計算される。計算される特徴量のうち属性につ
いては、この閉ループ804 が再帰深さ０における最外周
の閉ループであるため、前述した属性設定の規則１．に
基づき「＋」の属性が設定される。

【００６２】凹と判定された閉ループ805,806 について
は、補助線生成部510 で補助線850〜854 が生成され、
閉ループ805 の２次元図形データに補助線850 が付加さ
れ、閉ループ806 の２次元図形データには補助線851 〜
854 が付加される。再帰処理制御部511 では、補助線が
付加された各閉ループのの再帰深さ depth が初期値０
から単位量だけ増加されて１となり、閉ループ検出部50
4 以降の処理が再帰的に反復される。

【００６３】その結果、閉ループ検出部504 において、
閉ループ805 に補助線850 が付加された長方形から閉ル
ープ807 と808 が検出され、閉ループ806 に補助線851
〜854 が付加さた長方形から閉ループ809,810,811 が検
出される。閉ループ807,808と閉ループ809 〜811 は、
いずれも凹凸判定部506 において凸と判定され、形状判
定部507 においていずれも長方形と判定され、特徴量計
算部508 において表３に示すような特徴量が計算され
る。

【００６４】計算される各特徴量のうち属性について
は、閉ループ807 は再帰深さ１における最外周の閉ルー
プに該当するため、属性設定規則１．に基づき属性
「＋」が設定される。閉ループ808 については、これが
再帰深さ１における最外周の閉ループに該当せずかつ補
助線を一部に持つため、属性設定規則２ー１. に基づき
属性「−」が設定される。以下同様にして、閉ループ80
9 については、これが再帰深さ１における最外周の閉ル
ープに該当するため、属性設定規則１. に基づき属性
「＋」が設定され、閉ループ810,811 については、いず
れも再帰深さ１における最外周の閉ループに該当せずか
つ補助線を一部に持つため、属性設定規則２ー１に基づ
きいずれも属性「−」が設定される。

【００６５】図８の平面図802 については、これを構成
する２次元図形データの外形線から、まず最外周閉ルー
プ検出部501 において最外周の閉ループ812 が検出され
る。この最外周の閉ループ812 は長方形であるから、最
外周凹凸判定部502 において凸と判定され、この平面図
802 の２次元図形データは最外周閉ループ形状判定部51
2 を経てそのまま閉ループ検出部504 に入力され、ここ
で全ての閉ループ812〜825 が検出され、各閉ループの
再帰深さdepth が初期値０に設定される。

【００６６】凹凸判定部506 において、閉ループ812 〜
819 は凸と判定され、閉ループ820〜825 は凹と判定さ
れる。凸と判定された閉ループ812 〜819 は、形状判定
部507 において長方形と判定され、特徴量計算部におい
て表３に示すような特徴量が計算される。この算定され
る特徴のうち属性に関しては、閉ループ812 は再帰深さ
０における最外周の閉ループであるため属性設定規則
１. に基づき属性「＋」が設定される。閉ループ813 〜
819 については、これらが全て再帰深さ０における最外
周の閉ループ812 に該当せずかつ外形線のみで構成され
ているため、属性設定規則２ー３. に基づき属性「０」
が設定される。

【００６７】一方、凹と判定された閉ループ820 〜825
については、補助線生成部510 において補助線が生成・
付加され、再帰処理制御部511 において再帰深さ depth
が初期値０から１に歩進され、閉ループ検出部504 以
降の処理が再帰的に反復される。その結果、閉ループ検
出部504 において、閉ループ820 〜825 と、既に検出済
みの閉ループ814 〜819 と同一の閉ループのそれぞれが
検出される。すなわち、例えば、閉ループ820 に補助線
が付加された凸状の閉ループについて検出が反復される
と、閉ループ820 自身と、閉ループ814,816 と同一の閉
ループが検出される。これらの閉ループは、既に検出済
みの閉ループ820,814,816 と重複する。この検出の重複
は、閉ループ821 〜825 と同一の閉ループについても同
様である。このため、閉ループ廃棄処理部509 におい
て、全ての閉ループ820 〜825 が廃棄され、処理対象か
ら除外される。

【００６８】側面図803 については、これを構成する２
次元図形データの外形線から、まず、最外周閉ループ検
出部501 において最外周の閉ループが検出され、この最
外周の閉ループは最外周閉ループ凹凸判定部502 におい
て凹と判定される。このため、最外周閉ループ補助線生
成部503 において補助線855,856 が生成・付加された２
次元図形データが、閉ループ検出部504 に入力される。

【００６９】閉ループ検出部504 においては、全ての閉
ループ826 〜831 が検出され、各閉ループの再帰深さ d
epth が初期値０に設定される。検出された閉ループの
うち826 〜829 については、いずれも凹凸判定部506 で
凸と判定され、形状判定部507 で長方形と判定され、特
徴量計算部508 で表３に示すような特徴量が計算され
る。計算される特徴量のうち属性については、閉ループ
826 は再帰深さ０における最外周の閉ループに該当する
から属性設定規則１. に基づき属性「＋」が設定され
る。

【００７０】閉ループ827 と829 については、いずれも
再帰深さ０における最外周の閉ループ826 に該当せずか
つ補助線を一部に持つため、属性設定規則２ー１. に基
づき属性「−」が設定され、閉ループ828 については最
外周の閉ループ826 に該当せずかつ外形線のみで構成さ
れているので属性設定規則２ー３. に基づき属性「０」
が設定される。

【００７１】一方、閉ループ830 と831 は凹であるため
補助線生成部510 で補助線が生成・付加され、再帰処理
制御部511 において再帰深さ depth が初期値０から１
に歩進され閉ループ検出部504 以降の各処理が再帰的に
反復される。その結果、閉ループ検出部504 において、
閉ループ830 〜831 と、既に検出済みの閉ループ827と8
29 と同一の閉ループが検出される。例えば、閉ループ8
30 に補助線を付加した凸状の閉ループついて実行され
る閉ループ検出により、閉ループ830 自身と、検出済み
の閉ループ829 と同一の閉ループが検出される。これら
はいずれも検出済みの閉ループと重複する。この閉ルー
プの重複検出は、閉ループ831 についても同様である。
従って、閉ループ830 と831 は閉ループ廃棄処理部509
において廃棄され、処理対象から除外される。

【００７２】上述のような各面図に対する処理を経て、
最終的には、正面図801 からは閉ループ804 と807 〜81
1 が、平面図802 からは閉ループ812 〜819 が、側面図
803からは閉ループ826 〜829 がそれぞれ検出されると
共にこれらの閉ループについての特徴量が計算される。

【００７３】図９は、図８に示した正面図, 平面図, 側
面図から検出された閉ループに対して、図１の面図間対
応処理部109 において実行される面図間の対応付けを説
明するための図である。図８に例示した検出済みの各閉
ループ間と図９中の各閉ループとの対応関係を表６に示
す。

【００７４】

【００７５】面図間対応処理部109 において、図９に示
す閉ループ901 〜909 の特徴量に含まれる面図内座標の
最大・最小値が比較され、閉ループの組〔901,904,907
〕と、閉ループの組〔902,905,908 〕と、閉ループの
組〔903,906,909 〕とにそれぞれ対応付けされる。対応
付けられた閉ループの組の属性は、閉ループの組〔901,
904,907 〕については個々の閉ループの再帰深さがいず
れも０であるため、そのままの属性が保持される。

【００７６】閉ループの組〔902,905,908 〕について
は、閉ループ902 のみが再帰深さが１でありその他は０
であるため、閉ループ902 の属性は元の値「＋」が反転
されて「−」となり、他の閉ループ905,908 の属性は元
の値が保持される。閉ループの組〔903,906,909 〕につ
いては、閉ループ903 のみが再帰深さが１でありその他
は０であるため、閉ループ903 の属性は元の値「−」が
反転されて「＋」となり、他の閉ループ906,909 の属性
は元の値を保持する。

【００７７】図９に示すように対応付けられた閉ループ
の組について、個々の閉ループの形状データがモデルプ
リミティブ図形のラベルや形状パラメータと照合され、
この照合結果に基づき候補プリミティブが生成される。
図１のソリッドモデル生成部112 では、この生成された
候補プリミティブのソリッドモデルの集合演算に基づ
き、入力対象物体の形状を表現するソリッドモデルが生
成される。

【００７８】図１０は、図９に示した対応付けの結果得
られた候補プリミティブのソリッドモデルからソリッド
モデルを生成させる方法を説明するための図である。図
１０において、候補プリミティブ1001は図９に示した閉
ループの組〔901,904,907 〕と、個々の閉ループの形状
と面図内座標値とに基づき生成した直方体のモデルプリ
ミティブであり、このプリミティブモデルは３つの長方
形をモデルプリミティブ図形のラベルとして有してい
る。

【００７９】候補プリミティブ1001の各稜線の長さは閉
ループの長方形の一辺の長さに等しく、各頂点の３次元
空間での位置座標は、対応する閉ループの頂点の面図内
座標を当該３次元空間の座標に展開して得られる。同様
に、候補プリミティブ1002は図９に示した閉ループの組
〔902,905,908 〕と、各閉ループの形状と面図内座標値
とに基づき生成した直方体のモデルプリミティブであ
り、候補プリミティブ1003は、図９に示した閉ループの
組〔903,906,909 〕と、各閉ループの形状と面図内座標
値とに基づき生成した直方体のモデルプリミティブであ
る。

【００８０】各候補プリミティブの稜線の長さは個々の
閉ループの長方形の一辺の長さに等しく、各頂点の３次
元空間での位置座標は、対応する閉ループの頂点の面図
内座標を当該３次元空間の座標に展開して得られること
も候補プリミティブ1001の場合と同様である。さらに各
候補プリミティブの属性は、図９に示した閉ループの属
性、すなわち図８に示した閉ループの属性と表５に示す
属性の設定規則に基づき表７のように求められる。

【００８１】

【００８２】ただしＡ：図１０の候補プリミティブの番号Ｂ：図９の閉ループの番号Ｃ：図１０の候補プリミティブのラベルＤ：図９の閉ループの属性Ｅ：図１０の候補プリミティブの属性Ｆ：図１０の候補プリミティブの再帰深さ

【００８３】その結果、候補プリミティブ1001に対して
は「＋」、1002に対しては「−」、1003に対しては
「＋」の属性がそれぞれ設定される。図１の集合演算処
理部111では、候補プリミティブの集合演算が再帰深さ
の大きなものから小さな順に実行される。すなわち、ま
ず、再帰深さが１の候補プリミティブ1002と1003どうし
の空間的な集合演算が行われ、その中間結果として属性
「−」を持つソリッドモデル1004が生成される。次に、
このソリッドモデル1004と再帰深さが０の候補プリミテ
ィブ1001との間の空間的な集合演算が実行され、最終的
なソリッドモデル1005が生成される。

【００８４】このソリッドモデル1005を３面図に描いた
図形は、図８に示す正面図，平面図，側面図に一致す
る。すなわち、図８の正面図，平面図，側面図の２次元
図形データから、本発明の方法に従って対象物体の正し
い３次元形状を表現するソリッドモデルを自動的に生成
させることができる。

【００８５】本発明の他の具体例を図１１、図１２及び
図１３を用いて説明する。なお、図１１において、dept
h は点線で囲んだ閉ループの再帰深さを表している。正
面図1101については、これを構成する２次元図形データ
の外形線から、まず最外周閉ループ検出部501 において
最外周の閉ループが検出され、最外周閉ループ凹凸判定
部502 において凹と判定される。従って、この最外周の
閉ループについては最外周閉ループ補助線生成部503 に
おいて、この最外周閉ループを囲む外接長方形を生成す
ることにより補助線1151が生成され、付加される。

【００８６】補助線1151が付加された正面図1101の２次
元図形データが閉ループ検出部504に入力され、ここで
全ての閉ループ1104〜1116が検出され、特徴量初期設定
部505 において各閉ループの再帰深さ depth が初期値
０に設定される。凹凸判定部506 において、閉ループ11
04〜1110は凸と判定され、閉ループ1111〜1116は凹と判
定される。

【００８７】凸と判定された閉ループ1104〜1108のそれ
ぞれは、形状判定部507 において同順に長方形, 長方
形, 三角形, 台形及び三角形と判定され、特徴量計算部
508 において表３に示すような特徴量が計算される。計
算される各特徴量のうち属性に関して説明すれば、閉ル
ープ1104についてはこれが再帰深さ０における最外周の
閉ループであるから属性設定規則１. に基づき属性
「＋」が設定される。

【００８８】閉ループ1105, 1106, 1108については、こ
れらが最外周の閉ループ1104に該当せずかつ補助線を一
部に持つため、属性設定規則２ー１. に基づき属性
「−」が設定される。閉ループ1107については、これが
最外周の閉ループ1104に該当せずかつこれらを包含する
最外周の閉ループに包含される外形線と端点を共有する
隠れ線を持つため、属性設定規則２ー２. に基づき属性
「＋」が設定される。

【００８９】閉ループ1109と1110については、これらが
モデルプリミティブ図形として登録されていないため、
形状判定部507 において形状判定不可の判定が行われ、
閉ループ廃棄処理部509 に送られて廃棄される。閉ルー
プ1111〜1116については、いずれも凹であるため補助線
生成部510 において補助線が生成・付加され、再帰処理
制御部511 を経て閉ループ1111〜1116の閉ループ検出部
504 以降の処理が再帰的に反復される。これらの閉ルー
プのうち1111〜1114については、自身も含めて既に検出
済みの閉ループと重複して検出されるため、閉ループ廃
棄処理部509 において処理対象から除外される。

【００９０】一方、閉ループ1115と1116 については、
補助線1152, 1153と1154〜1157が生成・付加され、再帰
深さ depth が初期値0 から１に歩進され、閉ループ検
出部504 以降の処理が再帰的に反復される。その結果、
閉ループ検出部504 において、閉ループ1115に補助線11
52と1153が付加された凸状の閉ループから閉ループ1117
と1118が検出され、閉ループ1116に補助線1154〜1157が
付加された凸状の閉ループから閉ループ1119〜1121が検
出される。閉ループ1117, 1118と閉ループ1119〜1121
は、いずれも凹凸判定部506 では凸と判定される。形状
判定部507 では、閉ループ1117, 1119, 1120はいずれも
長方形と判定され、閉ループ1118と1121はいずれも三角
形と判定され、各閉ループについて特徴量計算部508 に
おいて表３に示すような内容の特徴量が計算される。

【００９１】計算される特徴量のうち属性に関して説明
すれば、閉ループ1117と1119については、これらががい
ずれも再帰深さ１における最外周の閉ループであるため
属性設定規則１. に基づき属性「＋」が設定される。ま
た、閉ループ1118，1120，1121については、これらがい
ずれも最外周の閉ループに該当せずかつ補助線を一部に
持つため、属性設定規則２ー１. に基づき属性「−」が
設定される。

【００９２】図１１の平面図1102については、これを構
成する２次元図形データの外形線から、まず最外周閉ル
ープ検出部501 において最外周の閉ループ1122が検出さ
れ、この最外周の閉ループ1122が長方形であるため、最
外周閉ループ凹凸判定部502において凸と判定される。
従って、平面図1102の２次元図形データはそのまま閉ル
ープ検出部504 に入力され、ここで全ての閉ループ1122
〜1134が検出され、特徴量初期設定部505 において各閉
ループの再帰深さ depth が初期値０に設定される。

【００９３】閉ループ1122〜1134のうち1122〜1128は凹
凸判定部506 で凸と判定され、閉ループ1129〜1134は凹
と判定される。凸と判定された閉ループ1122〜1128は形
状判定部507 でそれぞれ長方形と判定され、特徴量計算
部508 において表３に示すような特徴量が計算される。
計算される特徴量のうち属性に関して説明すれば、閉ル
ープ1122については、これが再帰深さ０における最外周
の閉ループで該当するため、属性設定規則１. に基づき
属性「＋」が設定される。閉ループ1123〜1128について
は、これらが全て最外周の閉ループ1122に該当せずかつ
外形線のみで構成されるため、属性設定規則２ー３. に
基づき属性「０」が設定される。

【００９４】一方、凹と判定された閉ループ1129〜1134
については、補助線生成部510 で補助線が生成・付加さ
れ、再帰深さ depth が再帰処理制御部511 で初期値０
から1 に歩進され、閉ループ検出部504 以降の処理が再
帰的に反復される。その結果、閉ループ1129〜1133につ
いては、自身と既に検出済みの閉ループ1123〜1128と同
一の閉ループがそれぞれ検出される。このため、閉ルー
プ廃棄処理部509 において閉ループ1129〜1133は廃棄さ
れ、処理対象から除外される。

【００９５】一方、閉ループ1134については、補助線11
58と1159が生成・付加され、再帰深さ depth が初期値
０から1 に歩進され、閉ループ検出部504 以降の処理が
再帰的に反復される。その結果、閉ループ1135と1136が
検出され、閉ループ特徴量計算部508 において表３に示
すような特徴量が計算される。計算される特徴量のうち
属性について説明すれば、閉ループ1135は再帰深さ１に
おける最外周の閉ループに該当するため、属性設定規則
１. に基づき属性「＋」が設定され、閉ループ1136につ
いては、これが最外周の閉ループに該当せずかつ補助線
を一部に持つため、属性設定規則２ー１. に基づき属性
「−」が設定される。

【００９６】側面図1103については、これを構成する２
次元図形データの外形線と隠れ線から、最外周閉ループ
検出部501 において最外周の閉ループ1137が検出され
る。この検出された最外周の閉ループ1137は最外周閉ル
ープ凹凸判定部502 において凸と判定され、そのまま閉
ループ検出部504 に入力される。閉ループ検出部504 で
は全ての閉ループ1137〜1143が検出され、各閉ループの
再帰深さ depth が初期値０に設定される。閉ループ11
37〜1143のうち閉ループ1137〜1141については、凹凸判
定部506 でいずれも凸と判定され、形状判定部507 でい
ずれも長方形と判定され、閉ループ特徴量計算部508 に
おいて表３に示すような特徴量が計算される。

【００９７】計算される特徴量のうち属性について説
明すれば、閉ループ1137については、これが再帰深さ０
における最外周の閉ループに該当するため、属性設定規
則１. に基づき属性「＋」が設定される。また、閉ルー
プ1139については、これが最外周の閉ループに該当せず
かつ外形線のみから成るため属性設定規則２ー３. に基
づき属性「０」が決定され、閉ループ1140と1141につい
ては、これが最外周の閉ループに該当せずかつ隠れ線を
辺の一部として持つもののこの隠れ線が辺の一部に過ぎ
ないため、属性設定規則２ー３. に基づき属性「０」が
設定される。閉ループ1138については、これが最外周の
閉ループ1137に該当せず、隠れ線を一辺にもち、かつ、
この隠れ線が最外周の閉ループ1137に包含される外形線
と端点を共有するため、属性設定規則２ー２に基づき属
性「＋」が設定される。

【００９８】一方、閉ループ1142，1143は凹であるた
め、補助線生成部510 において補助線が生成・付加さ
れ、再帰深さ depthが初期値０から1 に歩進され、閉ル
ープ検出部504 以降の処理が再帰的に反復される。その
結果、閉ループ検出部504 においては閉ループ1142, 11
43自身と既に検出済みの閉ループ1138, 1139と同一の閉
ループがそれぞれ検出され、これらはいずれも検出済み
の閉ループと重複するため、閉ループ廃棄処理部509 に
おいて閉ループ1142, 1143が廃棄される。

【００９９】最終的には、正面図1101からは閉ループ11
04〜1108と1117〜1121が、平面図1102からは閉ループ11
22〜1128, 1135, 1136が、側面図1103からは閉ループ11
37〜1141がそれぞれ検出され、それぞれについて特徴量
が計算される。

【０１００】図１２は、図１１に示した正面図，平面
図，側面図から得られる閉ループについて、図１の面図
間対応処理部109 において実行される面図間の対応付け
を説明するための図である。図１２において、図１１の
閉ループに対する図１２の閉ループの関係を表８に示す
ようなものとなる。

【０１０１】

【０１０２】図１２において、閉ループ1201〜1209の特
徴量の中で面図内座標の最大・最小値を比較することに
より面図間対応処理部において、閉ループの組〔1201,1
204,1207〕と、閉ループの組〔1202，1205，1208〕と、
閉ループの組〔1203，1206，1209〕が対応付けられる。
対応付けられた各閉ループの組の属性については、これ
ら全ての閉ループの組において個々の閉ループの再帰深
さがいずれも等しい（０）ため、そのままの値が保持さ
れる。

【０１０３】図１２に示すように対応付けられた閉ルー
プの組から、それぞれの閉ループの形状データをモデル
プリミティブ図形のラベルや形状パラメータと照合する
ことにより候補プリミティブが生成され、候補プリミテ
ィブのソリッドモデルの集合演算によって入力対象物体
の形状を表現するソリッドモデルが生成される。

【０１０４】図１３は、図１２に示した対応結果から得
られる候補プリミティブのソリッドモデルから入力対象
物体のソリッドモデルを生成させる方法を説明するため
の図である。図１３において、候補プリミティブ1301
は、図１２における閉ループの組〔1201，1204，1207〕
と個々の各閉ループの形状と面図内座標値とに基づき生
成された、３つの長方形をモデルプリミティブ図形のラ
ベルとしてもつ直方体のモデルプリミティブである。

【０１０５】各稜線の長さは閉ループの長方形の一辺の
長さに等しく、各頂点の３次元空間での位置座標は、対
応する閉ループの頂点の面図内座標を当該３次元空間の
座標に展開して得られる。同様に、候補プリミティブ13
02は、図１２における閉ループの組〔1202，1205，120
8〕の組み合わせと各閉ループの形状と面図内座標値に
基づき生成される３つの長方形をモデルプリミティブ図
形のラベルとしてもつ直方体のモデルプリミティブであ
る。

【０１０６】候補プリミティブ1304は、図１２における
閉ループの組〔1203，1206，1209〕の組み合わせと各閉
ループの形状と面図内座標値とに基づき生成された２つ
の長方形と１つの直角三角形をモデルプリミティブ図形
のラベルとしてもつ直角三角柱のモデルプリミティブで
ある。各稜線の長さは、閉ループの長方形や三角形の一
辺の長さに等しく、各頂点の３次元空間での位置座標
は、対応する閉ループの頂点の面図内座標を当該３次元
空間の座標に展開して得られることも候補プリミティブ
1301の場合と同様である。さらに各候補プリミティブの
属性は、図１２における閉ループの属性、即ち図１１に
おける閉ループの属性及び表５に示す属性の計算方法を
用いて表９のように求められる。

【０１０７】

【０１０８】ただし、Ａ：図１３中候補プリミティブＢ：図１２中の閉ループの組み合せＣ：候補プリミティブのラベルＤ：閉ループの属性の組み合せＥ：候補プリミティブの属性Ｆ：候補プリミティブの再帰深さ

【０１０９】その結果、候補プリミティブ1301は
「＋」、1302は「−」、1303は「−」の属性を持ちかつ
再帰深さはいずれも等しい０であるから、集合演算処理
部においてどの候補プリミティブどうしの空間的な集合
演算から開始してもよい。例えば、候補プリミティブ13
01のソリッドモデルと1302のソリッドモデル間の空間的
な差の演算が実行され、その中間結果として1304のソリ
ッドモデルが得られる。さらに1304のソリッドモデルと
候補プリミティブ1303のソリッドモデルとの間には空間
的な差の演算が実行され、最終的なソリッドモデル1305
が得られる。

【０１１０】ソリッドモデル1305を３面図で表現すると
図１１に示す正面図，平面図，側面図に一致するから、
本発明により図１１の正面図，平面図，側面図の２次元
図形データから対象物体の正しい３次元形状を表わした
ソリッドモデルを自動的に得ることができる。

【０１１１】以上、候補プリミティブを生成する際に、
集合演算の符号に該当する属性を同時に発生させる構成
を例示した。しかしながら、そのような属性を伴わない
候補プリミティブのみを発生させて、図１０に示す候補
プリミティブ1001,1002,1004のように画面表示させ、発
生させた候補プリミティブどうしの演算の符号「＋」や
「−」を作業者がキーボードから入力することにより、
集合演算の際の符号を指定する構成とすることもでき
る。

【０１１２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、入力対象物体の形状を描いた３この面図の２次元
図形データから閉ループを検出し、これら２次元図形デ
ータから検出される凸状の閉ループについて特徴量を計
算し、各面図間での対応付けを行って対応する閉ループ
を構成面の輪郭線として持つ候補プリミティブを生成さ
せ、当該候補プリミティブの属性を当該プリミティブを
構成する閉ループの属性から計算し、候補プリミティブ
の属性を用いて候補プリミティブのソリッドモデルの空
間的な集合演算を実行することによって、入力対象物体
の形状を限定することなく、また虚の図形を生成したり
一旦得られたデータを再変換することなく、入力対象物
体の３次元形状を表現したソリッドモデルを自動的に生
成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる３次元図形データの
生成方法を処理部に分解して示す概念図である。

【図２】正面図の２次元図形データの一例を示す図であ
る。

【図３】直角三角柱のモデルプリミティブ図形を示す図
である。

【図４】閉ループの面図間での対応付けの方法を説明す
るための図である。

【図５】図１の正面図閉ループ特徴量計算部106 処理の
内容を説明するための図である。

【図６】補助線を生成する方法を説明するための図であ
る。

【図７】３次元形状が２次元に縮退することを説明する
ための図である。

【図８】本発明を適用した第１の具体例を説明するため
の図

【図９】本発明を適用した上記第１の具体例を説明する
ための図

【図１０】本発明を適用した上記第１の具体例を説明す
るための図

【図１１】本発明を適用した第２の具体例を説明するた
めの図である。

【図１２】本発明を適用した上記第２の具体例を説明す
るための図である。

【図１３】本発明を適用した上記第２の具体例を説明す
るための図である。

【図１４】従来のＢーＲepモデルを説明するための図で
ある。

【図１５】従来のＣＧＳモデルを説明するための図であ
る。

【符合の説明】

101 ２次元図形データ入力部 102 モデルプリミティブデータ入力部 103 正面図データ検索部 104 平面図データ検索部 105 側面図データ検索部 106 正面図閉ループ特徴量計算部 107 平面図閉ループ特徴量計算部 108 側面図閉ループ特徴量計算部 109 面図間対応処理部 110 候補プリミティブ生成部 111 集合演算処理部 112 ソリッドモデル生成部 501 最外周閉ループ検出部 502 最外周閉ループ凹凸判定部 503 最外周閉ループ補助線生成部 504 閉ループ検出部 505 特徴量初期設定部 506 凹凸判定部 507 形状判定部 508 特徴量計算部 509 閉ループ棄却処理部 510 補助線生成部 511 再帰処理制御部 512 最外周閉ループ形状判定部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３次元形状を有する物体を互いに直交する
３つの平面に投影して得られる３個の面図を構成する２
次元図形データを入力する２次元図形データ入力処理
と、前記３個の面図のそれぞれについて、前記２次元図形デ
ータに含まれる閉ループを検出する閉ループ検出処理
と、前記３個の面図のそれぞれについて、前記検出された閉
ループが凹状であればこれに補助線を付加することによ
り凸状にする補助線付加処理と、前記３個の面図のそれぞれについて、前記閉ループ検出
手段で検出された凸状の閉ループ及び前記補助線が付加
された凸状の閉ループについて、端点の座標値を含む特
徴量を計算する特徴量計算処理と、前記３個の面図のそれぞれについて得られた凸状の閉ル
ープどうしを、それぞれについて計算された前記特徴量
に基づき対応付けることにより対応する３個の凸状の閉
ループの組を作成する面図間対応処理と、前記対応付けた３個の凸状の閉ループの組から基本形状
立体を生成する基本形状立体生成処理と、前記生成させた基本形状立体が複数の場合相互の集合演
算を行う処理とを含むことを特徴とする３次元図形デー
タの生成方法。
【請求項２】請求項１において、前記閉ループ検出処理は、前記各面図について、まず最
外周閉ループを検出する第１の閉ループ検出処理と、次
いでこの検出された最外周閉ループに包含される閉ルー
プを検出する第２の閉ループ検出処理とを含むことを特
徴とする３次元図形データの生成方法。
【請求項３】請求項２において、前記第２の閉ループ検出処理は、前記補助線付加処理に
よる補助線の付加を介在させながら反復されることを特
徴とする３次元図形データの生成方法。
【請求項４】請求項３において、前記第２の閉ループ検出処理は、既に検出済みの閉ルー
プと同一の閉ループを生じさせた凹状の閉ループを廃棄
する処理を含むことを特徴とする３次元図形データの生
成方法。
【請求項５】請求項４において、前記特徴量は、所定の属性設定規則に基づき生成される
属性を含むことを特徴とする３次元図形データの生成方
法。
【請求項６】請求項５において、前記特徴量は、前記第２の閉ループ検出処理に伴う補助
線の付加の反復回数を再帰深さとして含むことを特徴と
する３次元図形データの生成方法。
【請求項７】請求項６において、前記所定の属性設定規則は、前記各再帰深さにおいて、１．最外周の閉ループについては属性「＋」を設定し、２．最外周の閉ループ以外の閉ループであって、２ー１．補助線を一部に含むものについては属性「−」
を設定し、２ー２．隠れ線を一辺に持ち、かつこの隠れ線がこの閉
ループを包含する最外周閉ループに包含される外形線と
端点を共有するものについては属性「＋」を設定し、２ー２．前記２ー１．にも２ー２にも該当しないものに
ついては属性「０」を設定するものであることを特徴とする３次元図形データの生成方
法。
【請求項８】請求項７において、前記基本形状立体生成処理は、生成する基本形状立体が
前記集合演算処理において他の基本形状立体に加算され
ることを示す演算符号「＋」又は他の基本立体から減算
されることを示す演算符号「−」を、前記対応付けられ
た３個の凸状の閉ループの属性に基づき生成する演算符
号の生成処理を含むことを特徴とする３次元図形データ
の生成方法。
【請求項９】請求項８において、前記各閉ループの属性に基づく演算符号の生成処理は、前記対応付けられた３個の凸状の閉ループのうち少なく
とも一つが属性「−」を有するか又は全てが属性「０」
を有する場合には前記演算符号「−」を生成し、その他
の場合には前記演算符号「＋」を生成処理を含むことを
特徴とする３次元図形データの生成方法。
【請求項１０】請求項９において、前記各閉ループの属性に基づく演算符号の生成処理は、各閉ループについての再帰深さをゼロ以上の整数ｉ，
ｊ，ｋ、ただしｉ≦ｊ≦ｋ、とした場合、最小の再帰深さｉの閉ループについては元の属性を、再
帰深さｊの閉ループについては元の属性を（−１）^j-i
倍した属性を、再帰深さｋの閉ループについては元の属
性を（−１）^K-i倍した属性をそれぞれ用いることを特
徴とする３次元図形データの生成方法。
【請求項１１】請求項８乃至９において、前記生成される基本形状立体は、前記対応付けられる３
個の凸状の閉ループのそれぞれが有する再帰深さのうち
最大のものをこの基本形状立体の再帰深さとして有し、
前記生成された基本形状立体どうしの集合演算は各基本
形状立体の再帰深さの大きなものから小さなものへと順
番に行われることを特徴すとる３次元図形データの生成
方法。