JPH0765205A - 3D shape display - Google Patents

3D shape display

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JPH0765205A
JPH0765205A JP5210770A JP21077093A JPH0765205A JP H0765205 A JPH0765205 A JP H0765205A JP 5210770 A JP5210770 A JP 5210770A JP 21077093 A JP21077093 A JP 21077093A JP H0765205 A JPH0765205 A JP H0765205A
Authority
JP
Japan
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triangle
shape
triangles
display device
divided
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5210770A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuru Mizuguchi
充 水口
Akihiro Morita
昭弘 森田
Noriyuki Futagami
範之 二上
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.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 所望の形状を容易に表示することができる三
次元形状表示装置を提供する。 【構成】 形状データ管理部2に記憶されている三次元
形状データを入力部1で使用者が指示した変形処理に従
い、変形量計算部3で変形量を計算し、形状データ操作
部4で三次元形状データを変更する。三角形分割処理部
5では、変形処理に応じて三角形形状を構成する三角形
を再帰的に分割する。表示用データ計算部6は、形状デ
ータ管理部2に記憶されている三次元形状データをもと
に表示用のデータを計算し、表示部7で変形された形状
を表示する。
(57) [Summary] [Object] To provide a three-dimensional shape display device capable of easily displaying a desired shape. [Structure] The three-dimensional shape data stored in the shape data management unit 2 is calculated by a deformation amount calculation unit 3 in accordance with a deformation process instructed by a user through the input unit 1, and the three-dimensional shape data is calculated by the shape data operation unit 4. Change the original shape data. The triangle division processing unit 5 recursively divides the triangles forming the triangular shape according to the transformation processing. The display data calculation unit 6 calculates display data based on the three-dimensional shape data stored in the shape data management unit 2, and displays the deformed shape on the display unit 7.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、三次元形状表示装置に
関し、特に、三次元形状の変形を対話的に行なう三次元
形状表示装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional shape display device, and more particularly to a three-dimensional shape display device for interactively deforming a three-dimensional shape.

【0002】[0002]

【従来の技術】コンピュータグラフィックスやCADシ
ステムで三次元形状を対話的に変形するために、三次元
形状を三角形の集まりとして表現し、それらの三角形の
頂点を移動させることで形状を変形させる手法がある。
上記の変形手法として、特開平4−24876号公報に
開示されている手法では、三次元物体表面を二次元に展
開し、二次元パラメータ空間上に制御点を置き、制御点
を結ぶ二次元パラメータ空間を複数の三角形領域に分割
し、頂点の移動量が与えられたとき、三角形領域内の点
の移動量を、その三角形の頂点となっている制御点の移
動量を線形内挿することによって求めている。
2. Description of the Related Art In order to interactively deform a three-dimensional shape in computer graphics or a CAD system, a method of expressing the three-dimensional shape as a set of triangles and moving the vertices of the triangles to deform the shape. There is.
In the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-24876, a three-dimensional object surface is two-dimensionally developed, control points are placed on a two-dimensional parameter space, and two-dimensional parameters connecting the control points are used as the above-mentioned modification method. By dividing the space into multiple triangle regions and given the amount of movement of the vertices, by linearly interpolating the amount of movement of the points in the triangular region, the amount of movement of the control points that are the vertices of the triangle. Looking for.

【0003】また、他の形状変形手法として、特開平1
−297771号公報に開示されている手法では、複数
の格子点を持った格子をxy平面上で定義し、複数の格
子点のうちの少なくとも1つの点を基準点として選択
し、この基準点にz軸方向の移動量を与えたときに、基
準点の移動量に基づいて基準点周辺の格子点を移動さ
せ、基準点の移動量を周囲の格子点に伝搬させていくこ
とで、複数の格子点の移動を行なっている。
Further, as another shape transformation method, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 1
In the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 297771, a grid having a plurality of grid points is defined on the xy plane, and at least one of the plurality of grid points is selected as a reference point. When a movement amount in the z-axis direction is given, the grid points around the reference point are moved based on the movement amount of the reference point, and the movement amount of the reference point is propagated to the surrounding grid points. The grid points are being moved.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記の変形手法を用い
る従来の三次元形状装置では、移動対象となる頂点を明
示的に指示する必要があるため、所望の変形を実現する
ためには移動対象となるすべての頂点を明示的に指示す
る必要があり、操作が煩雑であった。また、指示した頂
点の移動量をもとに周囲の頂点の移動量を求める算出方
法が特定されているため、汎用性が低く、任意の形状を
容易に入力することができなかった。さらに、頂点の移
動量が大きくなった場合、三角形が移動後の形状を表わ
すには粗すぎる大きさになり、細かな変形状態を表示す
ることができず、任意の形状を表示することができなか
った。
In the conventional three-dimensional shape apparatus that uses the above-mentioned deformation method, it is necessary to explicitly indicate the vertex to be moved, and therefore the movement target is required to realize the desired deformation. It was necessary to explicitly specify all the vertices that would be required, and the operation was complicated. Further, since a calculation method for obtaining the movement amount of the surrounding vertices based on the designated movement amount of the vertices is specified, the versatility is low and an arbitrary shape cannot be easily input. Furthermore, when the amount of movement of the vertices becomes large, the triangle becomes too coarse to represent the shape after movement, and it is not possible to display the detailed deformation state, and it is possible to display any shape. There wasn't.

【0005】本発明は上記課題を解決するためのもので
あって、所望の形状を容易に表示することができる三次
元形状表示装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above problems, and an object thereof is to provide a three-dimensional shape display device capable of easily displaying a desired shape.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の三次元形
状表示装置は、三次元空間中の形状を複数の三角形で表
示する形状表示手段と、三角形を構成する構成点を移動
する移動手段と、構成点の移動量に応じて、前記三角形
をさらに複数の三角形に分割する分割手段とを含む。
A three-dimensional shape display device according to claim 1 is a shape display means for displaying a shape in a three-dimensional space by a plurality of triangles, and a moving means for moving constituent points forming the triangle. And dividing means for further dividing the triangle into a plurality of triangles according to the amount of movement of the constituent points.

【0007】請求項2記載の三次元形状表示装置は、三
次元空間中の形状を複数の三角形で表示する形状表示装
置と、三角形を構成する構成点の移動を指示するための
指示標識を入力する入力手段と、指示標識と構成点との
距離と所定のパラメータとで表わされる関数により構成
点の移動量を求める移動量算出手段と、パラメータを変
化させることにより構成点の移動量を制御する制御手段
と、構成点の移動量に応じて、構成点を移動させる移動
手段とを含む。
A three-dimensional shape display device according to a second aspect inputs a shape display device for displaying a shape in a three-dimensional space by a plurality of triangles and an instruction mark for instructing movement of constituent points forming the triangle. Input means, a movement amount calculation means for obtaining a movement amount of the constituent point by a function represented by a distance between the indicator sign and the constituent point and a predetermined parameter, and a movement amount of the constituent point is controlled by changing the parameter. The control unit includes a control unit and a moving unit that moves the constituent point according to the amount of movement of the constituent point.

【0008】請求項3記載の三次元形状表示装置は、三
次元空間中の形状を複数の三角形で表示する形状表示手
段と、三角形を構成する構成点における法線ベクトルを
周囲の三角形の法線ベクトルの面積による重み付平均と
して算出する算出手段と、算出手段により算出された法
線ベクトルを用いて、形状に所定の表示処理を行なう処
理手段とを含む。
A three-dimensional shape display device according to a third aspect of the present invention is a shape display means for displaying a shape in a three-dimensional space by a plurality of triangles, and a normal vector at a constituent point forming the triangle is a normal line of surrounding triangles. It includes a calculating means for calculating as a weighted average by the area of the vector, and a processing means for performing a predetermined display process on the shape by using the normal vector calculated by the calculating means.

【0009】[0009]

【作用】請求項1記載の三次元形状表示装置において
は、構成点の移動量に応じて、三次元空間中の形状を表
示する三角形をさらに複数の三角形に分割するので、細
かな変形状態を表示することができる。
In the three-dimensional shape display device according to the first aspect, the triangle for displaying the shape in the three-dimensional space is further divided into a plurality of triangles according to the amount of movement of the constituent points. Can be displayed.

【0010】請求項2記載の三次元形状表示装置におい
ては、関数のパラメータを変化させることにより構成点
の移動量を制御できるので、関数のパラメータの変更に
より構成点の移動に伴う形状の変形を任意に制御するこ
とができる。
In the three-dimensional shape display device according to the second aspect, the amount of movement of the constituent point can be controlled by changing the parameter of the function, so that the deformation of the shape due to the movement of the constituent point can be changed by changing the parameter of the function. It can be controlled arbitrarily.

【0011】請求項3記載の三次元形状表示装置におい
ては、周囲の三角形の法線ベクトルの面積による重み付
平均として算出された構成点における法線ベクトルを用
いて所定の表示処理を行なうので、三角形が局所的に細
かく分割されている場合でも、三角形の面積に応じた法
線ベクトルを用いることができ、良好な表示処理を行な
うことができる。
In the three-dimensional shape display device according to the third aspect, the predetermined display processing is performed by using the normal vectors at the constituent points calculated as the weighted average by the areas of the normal vectors of the surrounding triangles. Even when the triangle is locally finely divided, a normal vector according to the area of the triangle can be used, and good display processing can be performed.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の一実施例の三次元形状表示装
置について図面を参照しながら説明する。図1は、本発
明の一実施例の三次元形状表示装置の構成を示すブロッ
ク図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A three-dimensional shape display device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a three-dimensional shape display device according to an embodiment of the present invention.

【0013】図1において、三次元形状表示装置は、入
力部1、形状データ管理部2、変形量計算部3、形状デ
ータ操作部4、三角形分割処理部5、表示用データ計算
部6、表示部7、制御部8を含む。
In FIG. 1, the three-dimensional shape display device includes an input unit 1, a shape data management unit 2, a deformation amount calculation unit 3, a shape data operation unit 4, a triangulation processing unit 5, a display data calculation unit 6, and a display. The unit 7 and the control unit 8 are included.

【0014】入力部1は、使用者による入力を受付け、
操作指令等の入力データを制御部8へ出力する。形状デ
ータ管理部2は、形状データ操作部4から出力される三
角形の集合で表現された三次元形状のデータを管理す
る。変形量計算部3は、制御部8の制御指令に基づき、
形状データ管理部2で管理されている形状データの変形
量を計算し、形状データ操作部4へ出力する。形状デー
タ操作部4は、制御部8の制御指令に基づき、形状デー
タ管理部2に記憶されている形状データの操作を行な
う。三角形分割処理部5は、制御部8の制御指令に基づ
き、形状データ管理部2に記憶されている形状データを
もとに三次元形状を構成する三角形を複数の三角形に分
割する処理を行ない、形状データ操作部4へ出力する。
表示用データ計算部6は、制御部8の制御指令に基づ
き、形状データ管理部2に記憶されている形状データか
ら表示用のデータを計算し、表示用のデータを表示部7
へ出力する。表示部7は、制御部8の制御指令に基づ
き、表示用データ計算部6で計算された表示用のデータ
に対応した形状を表示する。制御部8は、各ブロックに
接続され、各ブロックの動作を制御する。
The input unit 1 receives an input from a user,
Input data such as an operation command is output to the control unit 8. The shape data management unit 2 manages the three-dimensional shape data represented by the set of triangles output from the shape data operation unit 4. The deformation amount calculation unit 3 is based on the control command of the control unit 8,
The amount of deformation of the shape data managed by the shape data management unit 2 is calculated and output to the shape data operation unit 4. The shape data operation unit 4 operates the shape data stored in the shape data management unit 2 based on the control command from the control unit 8. The triangle division processing unit 5 divides a triangle forming a three-dimensional shape into a plurality of triangles based on the shape data stored in the shape data management unit 2 based on a control command from the control unit 8. It is output to the shape data operation unit 4.
The display data calculation unit 6 calculates display data from the shape data stored in the shape data management unit 2 based on the control command of the control unit 8, and displays the display data.
Output to. The display unit 7 displays a shape corresponding to the display data calculated by the display data calculation unit 6 based on the control command from the control unit 8. The control unit 8 is connected to each block and controls the operation of each block.

【0015】次に、上記の三次元形状表示装置の動作に
ついて説明する。図2は、図1に示す三次元形状表示装
置の動作を説明するためのフローチャートである。
Next, the operation of the above three-dimensional shape display device will be described. FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the three-dimensional shape display device shown in FIG.

【0016】まず、ステップS1において、入力部1に
おいて使用者が指示した変形の方法に基づき、変形量計
算部3において各頂点の移動量を算出する。
First, in step S1, the amount of movement of each vertex is calculated in the deformation amount calculation unit 3 based on the deformation method instructed by the user in the input unit 1.

【0017】次に、ステップS2において、形状データ
操作部4は、ステップS1で算出された各頂点の移動量
に基づき、形状データ管理部2に記憶されている各頂点
の座標を変更する。
Next, in step S2, the shape data operating unit 4 changes the coordinates of each vertex stored in the shape data managing unit 2 based on the amount of movement of each vertex calculated in step S1.

【0018】次に、ステップS3において、三角形分割
処理部5は、形状データ管理部2に記憶されている形状
データを参照して形状データを表わす三角形の分割の必
要性をチェックする。
Next, in step S3, the triangulation processing unit 5 refers to the shape data stored in the shape data management unit 2 to check the necessity of dividing the triangle representing the shape data.

【0019】次に、ステップS4において、分割の対象
となった三角形の分割を行なう。次に、ステップS5に
おいて、後述する分割した三角形に隣接する三角形の処
理を行なう。
Next, in step S4, the triangles to be divided are divided. Next, in step S5, the triangles adjacent to the divided triangles, which will be described later, are processed.

【0020】次に、ステップS6において、表示用デー
タ計算部6は、形状データ管理部2に記憶されている形
状データを参照して、シェーディング処理、たとえば、
グーロシェーディング等の形状の表示に必要な各頂点に
おける法線ベクトルを周囲の三角形の法線ベクトルの面
積による重み付平均として算出する。
Next, in step S6, the display data calculation unit 6 refers to the shape data stored in the shape data management unit 2 to perform shading processing, for example,
The normal vector at each vertex required for displaying a shape such as Guro shading is calculated as a weighted average by the areas of the normal vectors of the surrounding triangles.

【0021】次に、ステップS7において、上記の処理
により作成された形状データ等に基づき、表示部7にお
いて、形状を表示する。
Next, in step S7, the shape is displayed on the display unit 7 based on the shape data and the like created by the above processing.

【0022】次に、図2に示すステップS3の三角形の
分割の必要性のチェックの処理について詳細に説明す
る。図3は、図2に示すステップS3における三角形の
分割の必要性のチェック処理を説明するフローチャート
である。
Next, the process of checking the necessity of dividing the triangle in step S3 shown in FIG. 2 will be described in detail. FIG. 3 is a flowchart for explaining the check processing of the necessity of dividing the triangle in step S3 shown in FIG.

【0023】まず、ステップS8において、分割の必要
性をチェックする三角形の法線ベクトルと隣接する三角
形の法線ベクトルとの内積を計算する。
First, in step S8, the inner product of the normal vector of the triangle for checking the necessity of division and the normal vector of the adjacent triangle is calculated.

【0024】次に、ステップS9において、ステップS
8で計算された内積と予め設定された所定のしきい値と
を比較し、内積がしきい値より大きい場合はステップS
10へ移行し、その他の場合はステップS11へ移行す
る。
Next, in step S9, step S
The inner product calculated in step 8 is compared with a predetermined threshold value set in advance, and if the inner product is larger than the threshold value, step S
If not, the process proceeds to step S11.

【0025】次に、ステップS9において内積がしきい
値より大きいと判断された場合、ステップS10におい
て、分割の必要性をチェックしている三角形の分割フラ
グをオンにする。この分割フラグがオンの場合、上述し
た図2に示すステップS4において、分割対象の三角形
と判断され所定の分割処理が施される。
Next, when it is determined in step S9 that the inner product is larger than the threshold value, in step S10, the division flag of the triangle for which the necessity of division is checked is turned on. When this division flag is ON, in step S4 shown in FIG. 2 described above, it is determined that the triangle is a division target and a predetermined division process is performed.

【0026】一方、ステップS9で内積がしきい値より
大きくないと判断された場合、ステップS11におい
て、分割の必要性をチェックしている三角形に隣接する
すべての三角形についてチェックしたか否かを確認す
る。すべての三角形についてチェックしていなければ、
ステップS8へ移行し、以降の処理を継続する。すべて
の三角形をチェックした場合はステップS12へ移行す
る。
On the other hand, if it is determined in step S9 that the inner product is not greater than the threshold value, then in step S11 it is checked whether all triangles adjacent to the triangle whose necessity for division is checked are checked. To do. If you haven't checked all triangles,
The process proceeds to step S8, and the subsequent processing is continued. If all triangles are checked, the process proceeds to step S12.

【0027】次に、ステップS12において、すべての
三角形に関して分割の必要性をチェックしたか否かを確
認する。すべての三角形に関して分割の必要性がチェッ
クされていない場合は、ステップS8へ移行し、以降の
処理を継続する。すべての三角形に関してチェックが完
了している場合は処理を終了する。
Next, in step S12, it is confirmed whether or not the necessity of division has been checked for all triangles. If the necessity of division is not checked for all triangles, the process proceeds to step S8 and the subsequent processes are continued. If the check is completed for all triangles, the process ends.

【0028】上記の三角形の分割の必要性のチェック処
理は、一例を示すものであり、単に三角形の面積を所定
値と比較する等の他の三角形の分割の必要性のチェック
処理でもよい。
The above-mentioned processing for checking the necessity of dividing the triangle is an example, and it may be a processing for checking the necessity of dividing another triangle, such as simply comparing the area of the triangle with a predetermined value.

【0029】次に、図2に示すステップS4、S5にお
ける三角形の分割および分割された三角形に隣接する三
角形の処理について説明する。
Next, the division of triangles and the processing of triangles adjacent to the divided triangles in steps S4 and S5 shown in FIG. 2 will be described.

【0030】図4は、図2に示すステップS4、S5の
三角形の分割および分割された三角形に隣接する三角形
の処理を説明するフローチャートである。
FIG. 4 is a flow chart for explaining the division of triangles and the processing of triangles adjacent to the divided triangles in steps S4 and S5 shown in FIG.

【0031】まず、ステップS13において、注目する
三角形の分割フラグがオンされているか否かを判断す
る。オンされていればステップS14へ移行し、されて
いなければステップS19へ移行する。
First, in step S13, it is determined whether or not the division flag of the triangle of interest is turned on. If it is turned on, the process proceeds to step S14, and if not, the process proceeds to step S19.

【0032】三角形の分割フラグがオンしている場合、
ステップS14において、三角形の三辺の中点を生成す
る。
When the triangle division flag is on,
In step S14, the midpoints of the three sides of the triangle are generated.

【0033】次に、ステップS15において、生成した
中点を結び、4つの三角形に分割する。
Next, in step S15, the generated midpoints are connected and divided into four triangles.

【0034】次に、ステップS16において、分割した
三角形に隣接する三角形の3辺とも中点が生成されてい
るか否かを確認する。周囲の三角形が既に分割されてい
るため中点が生成されている場合はステップS18へ移
行し、その他の場合はステップS17へ移行する。
Next, in step S16, it is confirmed whether or not the midpoints have been generated on the three sides of the triangle adjacent to the divided triangle. If the midpoint is generated because the surrounding triangles have already been divided, the process proceeds to step S18, and otherwise the process proceeds to step S17.

【0035】中点が生成されていない場合、ステップS
17において、分割した三角形に隣接する三角形の辺の
いずれかが2回以上分割されているか否かを確認する。
分割されている場合は、ステップS18へ移行し、その
他の場合はステップS19へ移行する。
If no midpoint has been generated, step S
At 17, it is confirmed whether or not any of the sides of the triangle adjacent to the divided triangle is divided twice or more.
If it is divided, the process proceeds to step S18, and otherwise, the process proceeds to step S19.

【0036】ステップS16で中点が生成されていると
判断され、または、ステップS17で2回以上分割され
ていると判断された場合は、ステップS18において、
隣接する三角形を分割する。この分割処理は、既に述べ
たステップS14、S15の処理に準じて行なわれる。
If it is determined in step S16 that the midpoint has been generated, or if it is determined in step S17 that the midpoint has been divided twice or more, then in step S18,
Split adjacent triangles. This division processing is performed according to the processing of steps S14 and S15 already described.

【0037】次に、ステップS19において、隣接する
すべての三角形について上記の処理が行なわれたか否か
を判断する。処理が終了していなければステップS16
へ移行し以降の処理を継続し、終了していればステップ
S20へ移行する。
Next, in step S19, it is determined whether or not the above processing has been performed for all adjacent triangles. If the processing is not completed, step S16
The process proceeds to step S20 and the subsequent processes are continued. If completed, the process proceeds to step S20.

【0038】次に、ステップS20において、すべての
三角形について分割フラグをチェックしたか否かを判断
する。すべての三角形についてチェックが終了していな
ければステップS13へ移行し、終了していれば処理を
終了する。
Next, in step S20, it is determined whether or not the division flags have been checked for all triangles. If the check is not completed for all triangles, the process proceeds to step S13, and if it is completed, the process ends.

【0039】次に、上記の処理による三次元形状変形状
態について説明する。図5は、三次元形状の変形状態を
説明する図である。図5において、●で示されている点
は各三角形の頂点であり、×で示された点は変形の指示
点である。
Next, the three-dimensional shape deformation state by the above processing will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating a deformed state of a three-dimensional shape. In FIG. 5, the points indicated by ● are the vertices of each triangle, and the points indicated by × are the points of deformation.

【0040】まず、図5の(a)で示すように、変形の
指示点が指定されると、各頂点の移動量は、変形の指示
点と各頂点との距離の関数で表わすことができ、たとえ
ば以下の式で表わすことができる。
First, as shown in FIG. 5 (a), when the deformation instructing point is designated, the movement amount of each vertex can be expressed by a function of the distance between the deformation instructing point and each vertex. , For example, can be expressed by the following formula.

【0041】[0041]

【数1】 [Equation 1]

【0042】上記の数式により、Dで変形の影響を受け
る範囲を、aで変形の広がりを、kで全体の変形の大き
さを表わすことができるので、各パラメータを変更する
ことにより各頂点の移動量を制御し、所望の三次元形状
の変形を容易に実現することが可能となる。この結果、
変形対象となる形状の材質の特性等も表現することがで
きる。上記の関数の形式は任意であり、変形の指示点
も、点だけでなく、線や面とすることも可能である。
From the above equations, it is possible to express the range affected by the deformation by D, the spread of the deformation by a, and the magnitude of the entire deformation by k. Therefore, by changing each parameter, each vertex can be changed. It is possible to easily realize a desired three-dimensional shape deformation by controlling the movement amount. As a result,
The characteristics of the material of the shape to be deformed can also be expressed. The form of the above-mentioned function is arbitrary, and the point of transformation may be not only a point but also a line or a surface.

【0043】上記の関数式により、各頂点の移動量を計
算することができ、図5の(b)に示すように、矢印で
示される各頂点の移動量が算出される。
The amount of movement of each apex can be calculated by the above functional expression, and the amount of movement of each apex indicated by the arrow is calculated as shown in FIG. 5 (b).

【0044】計算された移動量をもとに、各頂点を移動
させると、図5の(c)の形状となり、1つの指示点を
指定するだけで三次元形状の変形を行なうことができ、
所望の形状を容易に表示することができる。また、変形
の状態は、上記の関数の各パラメータを変形することに
より制御することができる。
When each vertex is moved based on the calculated amount of movement, the shape shown in FIG. 5C is obtained, and the three-dimensional shape can be deformed by designating one designated point.
The desired shape can be easily displayed. The state of deformation can be controlled by deforming each parameter of the above function.

【0045】次に、移動量に応じた三角形の分割の効果
について説明する。図6は、三角形の分割の効果を説明
する図である。
Next, the effect of dividing a triangle according to the amount of movement will be described. FIG. 6 is a diagram for explaining the effect of dividing a triangle.

【0046】図6の(a)において、●で示された頂点
が矢印の方向に移動するとき、三角形を分割せずに移動
を行なうと、図6の(b)に示すように、頂点の箇所で
三角形間の角度が小さくなり鋭く尖ったような形状にな
ってしまい、使用者が意図した形状とは異なる変形にな
る場合がある。しかし、本発明の三次元形状表示装置で
は、移動量に応じて三角形を分割しているので、図6の
(c)、(d)に示すように、使用者が意図した微妙な
形状を容易に表現することが可能となる。
In FIG. 6 (a), when the vertex indicated by ● moves in the direction of the arrow, if it is moved without dividing the triangle, as shown in (b) of FIG. In some places, the angle between the triangles becomes small, resulting in a sharply pointed shape, which may result in deformation different from the shape intended by the user. However, in the three-dimensional shape display device of the present invention, since the triangles are divided according to the movement amount, it is possible to easily create a delicate shape intended by the user, as shown in (c) and (d) of FIG. Can be expressed in.

【0047】上記の三角形を分割するタイミングとして
は、図3で説明した三角形の分割の必要性のチェック処
理だけでなく、たとえば、頂点の移動量が一定値以上に
なったとき、隣接する三角形との面間角度が一定値以上
になったとき、使用者が指示したとき等に分割してもよ
い。
The timing of dividing the above triangles is not limited to the process of checking the necessity of dividing the triangles described with reference to FIG. It may be divided when the angle between the surfaces becomes equal to or larger than a certain value or when the user gives an instruction.

【0048】次に、1つの三角形を4つの三角形に分割
する場合について説明する。図7は、1つの三角形を4
つの三角形に分割する方法を説明する図である。
Next, the case of dividing one triangle into four triangles will be described. Figure 7 shows one triangle
It is a figure explaining the method of dividing into one triangle.

【0049】図7の(a)に示した三角形の各辺の中点
に、図7の(b)に示すように○で示すように頂点を生
成する。次に、図7の(c)に示すように頂点を結び直
して4つの三角形にする。これらの分割された三角形を
さらに分割する場合も同様の方法で行なうことができ
る。
At the midpoint of each side of the triangle shown in FIG. 7A, vertices are generated as shown by ◯ as shown in FIG. 7B. Next, as shown in FIG. 7C, the vertices are reconnected to form four triangles. The same method can be used to further divide these divided triangles.

【0050】次に、分割された三角形に隣接する三角形
の取扱いについて説明する。図8は、分割された三角形
に隣接する三角形の扱いを説明する第1の図である。
Next, the handling of triangles adjacent to the divided triangles will be described. FIG. 8 is a first diagram illustrating how to handle a triangle adjacent to a divided triangle.

【0051】図8の(a)に示すように、隣接する三角
形の1つが分割されている場合、図8(b)に示すよう
に、その三角形は破線で分けられる2つの三角形として
取扱われる。
When one of the adjacent triangles is divided as shown in FIG. 8A, the triangle is treated as two triangles separated by a broken line as shown in FIG. 8B.

【0052】図9は、分割された三角形に隣接する三角
形の取扱いを説明する第2の図である。図8の(b)に
示したように、破線で分けられる2つの三角形として取
扱う場合、図9の(a)に示すように、矢印で示される
方向に頂点が移動されたされた場合でも、図9の(b)
に示すように、破線で分けられる2つの三角形として取
扱うので、平面性を保つことが可能となる。
FIG. 9 is a second diagram for explaining how to handle a triangle adjacent to a divided triangle. When handled as two triangles divided by a broken line as shown in FIG. 8B, even when the apex is moved in the direction shown by the arrow as shown in FIG. 9A, FIG. 9B
As shown in (2), since it is handled as two triangles divided by a broken line, it is possible to maintain flatness.

【0053】次に、隣接する三角形の1つが分割されて
いる三角形を分割する場合について説明する。図10
は、分割された三角形に隣接する三角形の取扱いを説明
する第3の図である。図10の(a)に示すように、既
に頂点が存在する場合は、図10の(b)に示すように
存在する頂点を使用し、○で示した頂点を新たに生成し
て三角形の分割を行なう。
Next, the case of dividing a triangle in which one of the adjacent triangles is divided will be described. Figure 10
[Fig. 8] is a third diagram for explaining how to handle a triangle adjacent to a divided triangle. As shown in (a) of FIG. 10, when the vertices already exist, the existing vertices are used as shown in (b) of FIG. Do.

【0054】次に、隣接する三角形の2つが分割されて
いる場合の取扱いについて説明する。図11は、隣接す
る三角形の2つが分割されている場合の取扱いを説明す
る図である。
Next, the handling when two adjacent triangles are divided will be described. FIG. 11 is a diagram for explaining the handling when two adjacent triangles are divided.

【0055】図11の(a)に示すように、隣接する三
角形の2つが分割されている場合、図11の(b)、
(c)に示す2つの取扱いが考えられる。表示に関して
はどちらを選ぶかは任意である。頂点における法線ベク
トルを計算する場合は、それぞれ○で示した頂点に関し
て計算を行なう。
As shown in FIG. 11A, when two adjacent triangles are divided, FIG. 11B,
Two treatments shown in (c) can be considered. Regarding display, which one is selected is arbitrary. When calculating the normal vector at each vertex, the calculation is performed for each vertex indicated by ○.

【0056】次に、隣接する3角形の2つが分割されて
いるような三角形を分割する方法について説明する。図
12は、隣接する三角形の2つが分割されている三角形
を分割する方法を説明する図である。この場合は、既に
生成されている2つの頂点を使用し、頂点の存在しない
辺は○で示すように中点に新たな頂点を生成しこれらの
頂点を用いて三角形の分割を行なう。また、上記の方法
以外に、隣接する三角形のうち2つが分割された時点で
三角形を分割してもよい。また、隣接する三角形が3つ
とも分割されている場合は既に生成されている頂点を使
用し、三角形を分割する。
Next, a method of dividing a triangle in which two adjacent triangles are divided will be described. FIG. 12 is a diagram illustrating a method of dividing a triangle in which two adjacent triangles are divided. In this case, the two vertices that have already been generated are used, a new vertex is generated at the midpoint as shown by a circle for the side where no vertex exists, and triangles are divided using these vertices. In addition to the above method, the triangle may be divided when two of the adjacent triangles are divided. When all three adjacent triangles are divided, the already generated vertices are used to divide the triangle.

【0057】次に、隣接する三角形が分割されており、
そのうちの1つの三角形がさらに分割される場合の取扱
いについて説明する。図13は、隣接する三角形が分割
されており、そのうちの1つがさらに分割される場合の
取扱いを説明する図である。
Next, the adjacent triangles are divided,
The handling when one of the triangles is further divided will be described. FIG. 13 is a diagram for explaining the handling when adjacent triangles are divided and one of them is further divided.

【0058】図13の(a)から図13の(b)に示す
ように分割が行なわれた場合、図13の(c)に示すよ
うに隣接する三角形を1回分割する。図13において、
○は新たに生成された頂点であり、破線は、図8で示し
たものと同様である。
When division is performed as shown in FIGS. 13A to 13B, adjacent triangles are divided once as shown in FIG. 13C. In FIG.
Circles are newly generated vertices, and broken lines are the same as those shown in FIG.

【0059】次に、三角形の頂点の法線ベクトルを法線
ベクトルの面積による重み付平均として算出する方法に
ついて説明する。法線ベクトルの三角形の面積による重
み付平均は次式により計算できる。
Next, a method of calculating the normal vector of the vertices of a triangle as a weighted average by the areas of the normal vectors will be described. The weighted average by the area of the triangle of the normal vector can be calculated by the following formula.

【0060】[0060]

【数2】 [Equation 2]

【0061】上式を使用して、一部が分割された三角形
群の頂点における法線ベクトルを計算する方法を図14
に示す。図14の(a)に示されている局面を、図14
の(b)に示すように複数の三角形で表現しているとす
る。ここで、図14に示す矢印は各三角形の法線ベクト
ルである。図14の(b)の○で示された点での法線ベ
クトルを求める場合、○の頂点に属する三角形の法線ベ
クトルの単純平均を求めると、図14の(c)に示すよ
うになり、誤差が大きくなる場合がある。そこで、各法
線ベクトルに上記のように三角形の面積を掛けたものを
足し合わせた後、規格化することにより、図14の
(d)に示すように三角形の面積に応じた法線ベクトル
を算出することができ、良好なシューティング等の表示
処理を行なうことができ、形状の表示を品質よく行なう
ことが可能となる。
FIG. 14 shows a method of calculating the normal vector at the vertices of a partially divided triangle group using the above equation.
Shown in. The phase shown in (a) of FIG.
It is assumed that it is represented by a plurality of triangles as shown in (b). Here, the arrow shown in FIG. 14 is a normal vector of each triangle. When obtaining the normal vector at the point indicated by ◯ in FIG. 14B, the simple average of the normal vectors of the triangles belonging to the vertices of ◯ is obtained as shown in FIG. , The error may increase. Therefore, after adding the values obtained by multiplying the respective normal vectors by the area of the triangle as described above, and normalizing, the normal vector corresponding to the area of the triangle is obtained as shown in (d) of FIG. It is possible to calculate, display processing such as good shooting can be performed, and the shape can be displayed with high quality.

【0062】[0062]

【発明の効果】請求項1記載の三次元表示装置において
は、構成点の移動量に応じて三次元空間中の形状を表示
する三角形を複数の三角形に分割し、細かな変形状態を
表示することができるので、所望の形状を容易に表示す
ることが可能となる。
According to the three-dimensional display device of the first aspect, the triangle for displaying the shape in the three-dimensional space is divided into a plurality of triangles according to the movement amount of the constituent points, and the fine deformation state is displayed. Therefore, it is possible to easily display a desired shape.

【0063】請求項2記載の三次元形状表示装置におい
ては、関数のパラメータの変更により構成点の移動に伴
う形状の変形を制御することができるので、所望の形状
を容易に表示することが可能となる。
In the three-dimensional shape display device according to the second aspect, the deformation of the shape due to the movement of the constituent points can be controlled by changing the parameter of the function, so that the desired shape can be easily displayed. Becomes

【0064】請求項3記載の三次元形状表示装置におい
ては、周囲の三角形の法線ベクトルの面積による重み付
平均として算出された構成点における法線ベクトルを用
いて良好な表示処理を行なうことができるので、三角形
が局地的に細かく分割されている場合でも、所望の形状
を容易に表示することが可能となる。
In the three-dimensional shape display device according to the third aspect, good display processing can be performed by using the normal vectors at the constituent points calculated as the weighted average by the areas of the normal vectors of the surrounding triangles. Therefore, even if the triangle is locally finely divided, it is possible to easily display a desired shape.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の三次元形状表示装置の構成
を説明するブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a three-dimensional shape display device according to an exemplary embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す三次元形状表示装置の動作を説明す
るためのフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the three-dimensional shape display device shown in FIG.

【図3】図2に示す三角形の分割の必要性のチェック処
理を説明するフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a check process of necessity of dividing the triangle shown in FIG.

【図4】図2に示す三角形の分割および分割された三角
形に隣接する三角形の処理について説明するフローチャ
ートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating processing of dividing the triangle shown in FIG. 2 and processing of a triangle adjacent to the divided triangle.

【図5】図1に示す三次元形状表示装置の三次元形状の
変形状態を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a deformed state of a three-dimensional shape of the three-dimensional shape display device shown in FIG.

【図6】図1に示す三次元形状表示装置の三角形の分割
の効果を説明する図である。
6A and 6B are diagrams illustrating an effect of dividing a triangle in the three-dimensional shape display device illustrated in FIG.

【図7】図1に示す三次元形状表示装置の1つの三角形
を4つの三角形に分割する方法を説明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a method of dividing one triangle into four triangles of the three-dimensional shape display device shown in FIG.

【図8】図1に示す三次元形状表示装置の分割された三
角形に隣接する三角形の取扱いを説明する第1の図であ
る。
FIG. 8 is a first diagram for explaining how to handle a triangle adjacent to a divided triangle of the three-dimensional shape display device shown in FIG.

【図9】図1に示す三次元形状表示装置の分割された三
角形に隣接する三角形の取扱いを説明する第2の図であ
る。
9 is a second diagram for explaining how to handle a triangle adjacent to a divided triangle of the three-dimensional shape display device shown in FIG.

【図10】図1に示す三次元形状表示装置の分割された
三角形に隣接する三角形の取扱いを説明する第3の図で
ある。
10 is a third diagram for explaining how to handle a triangle adjacent to a divided triangle in the three-dimensional shape display device shown in FIG.

【図11】図1に示す三次元形状表示装置の隣接する三
角形の2つが分割されている場合の取扱いを説明する図
である。
FIG. 11 is a diagram for explaining the handling of the three-dimensional shape display device shown in FIG. 1 when two adjacent triangles are divided.

【図12】図1に示す三次元形状表示装置の隣接する三
角形の2つが分割されている三角形を分割する方法を説
明する図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a method of dividing a triangle in which two adjacent triangles of the three-dimensional shape display device shown in FIG. 1 are divided.

【図13】図1に示す三次元形状表示装置の隣接する三
角形が分割されそのうちの1つの三角形がさらに分割さ
れる場合の取扱いを説明する図である。
FIG. 13 is a diagram for explaining the handling when the adjacent triangles of the three-dimensional shape display device shown in FIG. 1 are divided and one of the triangles is further divided.

【図14】図1に示す三次元形状表示装置の一部が分割
された三角形群の頂点における法線ベクトルを計算する
方法を説明する図である。
14 is a diagram illustrating a method of calculating a normal vector at a vertex of a triangular group obtained by dividing a part of the three-dimensional shape display device illustrated in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力部 2 形状データ管理部 3 変形量計算部 4 形状データ操作部 5 三角形分割処理部 6 表示用データ計算部 7 表示部 8 制御部 1 Input Section 2 Shape Data Management Section 3 Deformation Calculation Section 4 Shape Data Operation Section 5 Triangulation Processing Section 6 Display Data Calculation Section 7 Display Section 8 Control Section

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 7623−5L G06F 15/60 400 D ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location 7623-5L G06F 15/60 400 D

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 三次元空間中の形状を複数の三角形で表
示する形状表示手段と、 前記三角形を構成する構成点を移動する移動手段と、 前記構成点の移動量に応じて、前記三角形をさらに複数
の三角形に分割する分割手段とを含む三次元形状表示装
置。
1. A shape display means for displaying a shape in a three-dimensional space by a plurality of triangles, a moving means for moving a constituent point forming the triangle, and a triangle for displaying the triangle according to a moving amount of the constituent point. A three-dimensional shape display device further comprising a dividing means for dividing into a plurality of triangles.
【請求項2】 三次元空間中の形状を複数の三角形で表
示する形状表示装置と、 前記三角形を構成する構成点の移動を指示するための指
示標識を入力する入力手段と、 前記指示標識と前記構成点との距離と所定のパラメータ
とで表わされる関数により前記構成点の移動量を求める
移動量算出手段と、 前記パラメータを変化させることにより、前記構成点の
移動量を制御する制御手段と、 前記構成点の移動量に応じて、前記構成点を移動させる
移動手段とを含む三次元形状表示装置。
2. A shape display device for displaying a shape in a three-dimensional space by a plurality of triangles, input means for inputting an instruction mark for instructing movement of constituent points forming the triangle, and the instruction mark. A movement amount calculation means for obtaining a movement amount of the constituent point by a function represented by a distance from the constituent point and a predetermined parameter; and a control means for controlling the movement amount of the constituent point by changing the parameter. A three-dimensional shape display device including: a moving unit that moves the constituent point according to the amount of movement of the constituent point.
【請求項3】 三次元空間中の形状を複数の三角形で表
示する形状表示手段と、 前記三角形を構成する構成点における法線ベクトルを周
囲の三角形の法線ベクトルの面積による重み付平均とし
て算出する算出手段と、 前記算出手段により算出された法線ベクトルを用いて、
前記形状に所定の表示処理を行なう処理手段とを含む三
次元形状表示装置。
3. A shape display means for displaying a shape in a three-dimensional space by a plurality of triangles, and a normal vector at a constituent point forming the triangle is calculated as a weighted average by areas of normal vectors of surrounding triangles. By using the calculating means and the normal vector calculated by the calculating means,
A three-dimensional shape display device including a processing means for performing a predetermined display process on the shape.
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