JPH1097643A - Definition of three-dimensional shapes such as relief shapes - Google Patents

Definition of three-dimensional shapes such as relief shapes

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JPH1097643A
JPH1097643A JP8249440A JP24944096A JPH1097643A JP H1097643 A JPH1097643 A JP H1097643A JP 8249440 A JP8249440 A JP 8249440A JP 24944096 A JP24944096 A JP 24944096A JP H1097643 A JPH1097643 A JP H1097643A
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JP
Japan
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shape
raster image
value
defining
relief
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JP8249440A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Fujita
宏 藤田
Kiyoshi Aoki
潔 青木
Masayoshi Imabetsupu
政好 今別府
Akihiko Endo
明彦 遠藤
Yasushi Miura
靖 三浦
Yoshitaka Sunaga
義隆 須永
Naoto Sato
尚登 佐藤
Minoru Nakanishi
実 中西
Hisashi Hirano
悠 平野
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 浮かし彫りのような多数の自由曲面より構成
される複雑な3次元形状を迅速かつ容易に定義・変更す
る。 【解決手段】 浮かし彫りの基準となる基準曲面を方程
式に基づいて定義する工程(301)と、その基準曲面
の各点の位置をその点における所定方向(例えば法線方
向)へずらす値をもった(すなわち基準曲面上の凹凸の
値をもった)ラスターイメージを定義する工程(30
2)と、基準曲面とラスターイメージとの各点の対応関
係を定義する工程(303)と、スターイメージの値の
基準値を定義する工程(304)とを有し、これらの基
準曲面とラスターイメージとの位置関係と、スターイメ
ージの値の基準値と、ラスターイメージの所定方向への
移動量とを組み合わせて浮かし彫り形状等の3次元形状
を定義する。
(57) [Problem] To quickly and easily define and change a complicated three-dimensional shape composed of a large number of free-form surfaces such as reliefs. SOLUTION: A step (301) of defining a reference surface as a reference for embossing based on an equation, and a value for shifting the position of each point of the reference surface in a predetermined direction (for example, a normal direction) at the point. Defining a raster image (that is, having a value of irregularities on the reference curved surface) (30)
2), a step (303) of defining a correspondence relationship between each point of the reference surface and the raster image, and a step (304) of defining a reference value of the value of the star image. A three-dimensional shape such as a relief shape is defined by combining the positional relationship with the image, the reference value of the value of the star image, and the amount of movement of the raster image in a predetermined direction.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ支援
図形処理システムにおける形状生成に関し、特にCAD
(コンピュータ支援製図、設計)/CAM(コンピュー
タ支援製造)/CG(コンピュータグラフィックス)シ
ステムに於ける浮かし彫り等の3次元形状の定義方式に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to shape generation in a computer-aided graphic processing system, and more particularly to CAD.
The present invention relates to a method for defining a three-dimensional shape such as relief in a (computer-aided drafting and design) / CAM (computer-aided manufacturing) / CG (computer graphics) system.

【0002】[0002]

【従来の技術】CAD/CAM/CGシステム等で3次
元形状を厳密に定義する場合には、3次元の面の形状は
方程式により表現される。この方程式には様々な種類が
あるが、面の形状はベジェ、B- スプライン、NURB
S等の方程式により表現される点に特色がある。これは
「CAD/CAMにおける曲線曲面のモデリング」(穂
坂 衛 著 東京電機大学出版局)に詳しい。
2. Description of the Related Art When a three-dimensional shape is strictly defined by a CAD / CAM / CG system or the like, the shape of a three-dimensional surface is represented by an equation. There are various types of this equation, but the shape of the surface is Bezier, B-spline, NURB
The point represented by the equation such as S has a feature. This is described in detail in "Modeling of Curved Surface in CAD / CAM" by Mamoru Hosaka, Tokyo Denki University Press.

【0003】従来、操作者は、浮かし彫りのような多数
の自由曲面より構成される複雑な3次元形状、例えば図
1に示されるような3次元形状を定義する場合には、3
次元形状全体を複数の面に分けて、それらの面の一つ一
つについて方程式で形状を定義していた。また、その形
状を変更する際にも、操作者は、浮かし彫り形状を構成
する多数の自由曲面の一つ一つについて方程式を変更し
たり、或いは最初から再定義していた。
Conventionally, an operator has been required to define a complicated three-dimensional shape composed of a large number of free-form surfaces such as reliefs, for example, a three-dimensional shape as shown in FIG.
The entire dimensional shape is divided into a plurality of surfaces, and the shape is defined by an equation for each of the surfaces. Also, when changing the shape, the operator has changed or redefined the equation for each of the many free-form surfaces constituting the relief engraving.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】彫刻や浮かし彫りの様
な多数の自由曲面より構成される複雑な形状をCAD/
CAM/CGシステムで正確に表現しようとした場合、
従来技術では、CAD/CAM/CGシステムでは、図
2のフローチャートに示されるように、操作者は浮かし
彫りの形状を、まず多数の一つの方程式で表される領域
に分割し(201)、次にそれらの領域の一つ一つにつ
いて、場合によっては隣接する面との接線連続、曲率連
続を考慮しながら方程式で形状を定義しなければならな
かった(202,203)。更に、そのようにして作成
された形状を修正する場合も(204)、多数の領域の
一つ一つについて形状の修正を行う必要があり浮かし彫
りのベースとなる面の形状が変わった場合や浮かし彫り
の模様そのものが変わった場合には、最初の領域の分割
から再定義しなければならなかった(205,201,
202,203)。そのため、浮かし彫りのような複雑
な面の形状を従来のCAD/CAM/CGにより定義と
変更を行うには、方程式による形状の定義に関する高い
スキルを持った人でも多大な労力と時間がかかってい
た。
A complex shape composed of a large number of free-form surfaces, such as a sculpture or a relief, is used for CAD / CAD.
If you try to express accurately with CAM / CG system,
In the prior art, in a CAD / CAM / CG system, as shown in the flowchart of FIG. 2, the operator first divides the relief shape into a number of areas represented by one equation (201), In each of these regions, the shape has to be defined by an equation in consideration of the continuation of the tangent to the adjacent surface and the continuity of curvature in some cases (202, 203). Further, when the shape created in such a manner is corrected (204), it is necessary to correct the shape of each of a large number of regions, and when the shape of the surface serving as the base of the relief changes, If the relief pattern itself changed, it had to be redefined from the first segmentation (205, 201,
202, 203). Therefore, in order to define and change the shape of a complicated surface such as a relief using conventional CAD / CAM / CG, even a person with high skill in defining a shape by an equation requires a great deal of labor and time. Was.

【0005】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、浮かし彫りのような多数の
自由曲面より構成される複雑な3次元形状を迅速かつ容
易に定義・変更することができるようにした浮かし彫り
等の3次元形状の定義方式を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and quickly and easily defines and changes a complicated three-dimensional shape composed of a large number of free-form surfaces such as reliefs. It is an object of the present invention to provide a method of defining a three-dimensional shape such as a relief that can be performed.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明に係る浮かし彫り
形状等の3次元形状の定義方式は、図3に示されるよう
に、浮かし彫りの基準となる基準曲面を方程式に基づい
て定義する工程(301)と、その基準曲面の各点の位
置をその点における所定方向(例えば法線方向)へずら
す値をもった(すなわち基準曲面上の凹凸の値をもっ
た)ラスターイメージを定義する工程(302)と、基
準曲面とラスターイメージとの各点の対応関係を定義す
る工程(303)と、ラスターイメージの値の基準値を
定義する工程(304)とを有し、これらの基準曲面と
ラスターイメージとの位置関係と、ラスターイメージの
値の基準値と、ラスターイメージの所定方向への移動量
とを組み合わせて浮かし彫り形状等の3次元形状が定義
される。また、このとき、スターイメージの所定方向へ
の移動量は、その最大値(正負双方向)が定義される
(303)。
According to the method of defining a three-dimensional shape such as a relief shape according to the present invention, as shown in FIG. 3, a step of defining a reference curved surface serving as a reference of the relief based on an equation. (301) and a step of defining a raster image having a value for shifting the position of each point on the reference curved surface in a predetermined direction (for example, the normal direction) at that point (that is, having a value of unevenness on the reference curved surface). (302), a step (303) of defining a correspondence relationship between each point of the reference surface and the raster image, and a step (304) of defining a reference value of the value of the raster image. A three-dimensional shape such as an embossed shape is defined by combining a positional relationship with the raster image, a reference value of the value of the raster image, and a moving amount of the raster image in a predetermined direction. At this time, the maximum value (positive / negative) of the moving amount of the star image in the predetermined direction is defined (303).

【0007】更に、定義された形状確認する場合には、
例えば基準曲面をポリゴン分割し、ポリゴンの各頂点の
位置をラスターイメージから定義される分移動し、変更
されたポリゴン形状を表示装置に表示させることにより
確認する(図8参照)。そして、上記において定義され
た形状を変更する場合には(306)、形状を定義した
上述の各処理(301〜305)における該当する定義
を変更して再定義することにより、変更後の新たな形状
を得る(307)。
Further, when confirming the defined shape,
For example, the reference curved surface is divided into polygons, the positions of the vertices of the polygons are moved by the amount defined by the raster image, and the changed polygon shape is confirmed by being displayed on a display device (see FIG. 8). When the shape defined above is changed (306), the corresponding definition in each of the above-described processes (301 to 305) defining the shape is changed and redefined, so that the new shape after the change is obtained. A shape is obtained (307).

【0008】また、本発明においては、複数のラスター
イメージを定義した場合には、基準曲面と各ラスターイ
メージとの各点の対応関係がそれぞれ定義されることに
なるが、基準曲面の同じ場所に複数のラスターイメージ
をそれぞれ重ねるように組み合わせて複数回の設定を行
った場合には、基準曲面上の各点の位置は複数回の各設
定による移動の値の総和分だけ位置がずれることになる
(図9参照)。なお、基準曲面の各点の位置の移動の方
向は、基準曲面の各点における法線方向に限らず、任意
の1方向などもとり得る。
In the present invention, when a plurality of raster images are defined, the correspondence between each point of the reference surface and each point of the raster image is defined. When a plurality of raster images are combined so as to be overlapped and set a plurality of times, the position of each point on the reference curved surface is displaced by the sum of the movement values of the plurality of settings. (See FIG. 9). Note that the direction of movement of the position of each point on the reference curved surface is not limited to the normal direction at each point on the reference curved surface, but may be any one direction.

【0009】ここで、本発明において使用されている用
語の定義を行う。基準曲面とは、図6に示されるよう
に、浮かし彫り形状の基準となる曲面形状である。ま
た、ラスターイメージとは、上限と下限を持つ値の2次
元配列である。基準曲面とラスターイメージとの位置関
係の定義とは、基準曲面の1点とラスターイメージの1
点との対応づけである。ラスターイメージの基準値と
は、ラスターイメージのどの値が基準曲面に一致するか
を定義する値である。最大移動距離とは、ラスターイメ
ージの上限と下限の値により、形状が基準曲面の法線方
向にどれくらいずれるかを定義する値である。
Here, the terms used in the present invention are defined. The reference curved surface is, as shown in FIG. 6, a curved surface shape serving as a reference for the relief shape. A raster image is a two-dimensional array of values having upper and lower limits. The definition of the positional relationship between the reference surface and the raster image is defined as one point of the reference surface and one point of the raster image.
It is a correspondence with a point. The reference value of the raster image is a value that defines which value of the raster image matches the reference surface. The maximum moving distance is a value that defines how much the shape is in the normal direction of the reference curved surface according to the upper and lower limits of the raster image.

【0010】本発明においては、操作者が、3次元形状
の定義及び変更を、基準曲面定義、ラスターイメージの
定義、基準曲面とラスターイメージとの各点の対応関係
の定義、ラスターイメージの基準値の定義及び最大移動
距離の定義、により迅速に、簡便に行うことができる。
また、複数のラスターイメージによる複数回の移動距離
の総和により形状が定義されている場合には 、そのう
ちの1つのラスターイメージとそれに付随するパラメー
タ(基準曲面の定義、ラスターイメージの定義、基準曲
面とラスターイメージとの各点の対応関係の定義、ラス
ターイメージの基準値の定義、最大移動距離の定義)を
変更するだけで、部分及び全体の形状を簡単に変更する
ことができる。また、ラスターイメージを保存、使用す
ることにより、任意の面に対し適用できる浮かし彫り形
状等のライブラリーを作成し、使用することが可能にな
る。例えばこのライブラリーのデータを利用すること
で、浮かし彫り形状等の複雑な3次元形状を3軸又は多
軸でNC切削を行うこともできる。
In the present invention, the operator can define and change the three-dimensional shape by defining a reference surface definition, a raster image definition, a definition of the correspondence between each point of the reference surface and the raster image, and a reference value of the raster image. And the definition of the maximum moving distance can be performed more quickly and easily.
When the shape is defined by the sum of the moving distances of a plurality of raster images a plurality of times, one of the raster images and its associated parameters (the definition of the reference surface, the definition of the raster image, the reference surface, By simply changing the definition of the correspondence between each point with the raster image, the definition of the reference value of the raster image, and the definition of the maximum moving distance, it is possible to easily change the shape of the part and the whole. In addition, by storing and using a raster image, it becomes possible to create and use a library of relief shapes and the like applicable to an arbitrary surface. For example, by using the data of this library, it is possible to perform NC cutting of a complicated three-dimensional shape such as a relief shape in three axes or multiple axes.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(実施形態1.)図4は本発明に係る浮かし彫り形状等
の3次元形状の定義方式が適用されるシステムのハード
構成を示すブロック図である。このシステムは、図示の
ように、中央計算機401、主記憶装置402、入出力
制御装置403、マウス404、キーボード405、外
部記憶装置406及び表示装置407からなり、各々の
構成要素はシステムバス408或いは類似の機構を通じ
て接続される計算機システム400から構成されてい
る。
Embodiment 1 FIG. 4 is a block diagram showing a hardware configuration of a system to which a method of defining a three-dimensional shape such as a relief shape according to the present invention is applied. As shown, this system comprises a central computer 401, a main storage device 402, an input / output control device 403, a mouse 404, a keyboard 405, an external storage device 406, and a display device 407, each of which has a system bus 408 or It comprises a computer system 400 connected through a similar mechanism.

【0012】図5は計算機システム400によって実現
される本発明の実施形態の概念図である。計算機システ
ム400上で、図5に示されるコマンド解析/処理部5
01及び図形情報記憶領域502が構築され、更に、コ
マンド解析/処理部501及び図形情報記憶領域502
は入出力機構503を介して表示装置407、マウス4
04及びキーボード405と接続される。
FIG. 5 is a conceptual diagram of an embodiment of the present invention realized by the computer system 400. On the computer system 400, the command analysis / processing unit 5 shown in FIG.
01 and the graphic information storage area 502 are constructed, and the command analysis / processing unit 501 and the graphic information storage area 502
Denotes a display device 407 and a mouse 4 via an input / output mechanism 503.
04 and the keyboard 405.

【0013】図5において、操作者は、マウス404及
びキーボード405又はその何れかからコマンド入力を
行い、基準曲面の作成と選択、ラスターイメージの作成
と選択、基準曲面とラスターイメージの位置関係の設
定、ラスターイメージの基準値の定義、最大移動距離の
定義を行う。基準曲面の形状、ラスターイメージ、基準
曲面とラスターイメージとの位置関係、ラスターイメー
ジの基準値、ラスターイメージによる最大移動距離は、
図形情報記憶領域502に記憶され、同時に、定義され
た浮かし彫り形状が入出力機構503を介して表示装置
407に表示される。ラスターイメージは2次元の配列
の値であり、離散的であるため、基準曲面の各点に対応
するラスターイメージの値を求める際は、間の値は補間
して求められる事になる。
In FIG. 5, the operator inputs a command from the mouse 404 and / or the keyboard 405 to create and select a reference surface, create and select a raster image, and set the positional relationship between the reference surface and the raster image. , The definition of the reference value of the raster image, and the definition of the maximum moving distance. The shape of the reference surface, the raster image, the positional relationship between the reference surface and the raster image, the reference value of the raster image, and the maximum moving distance by the raster image are as follows:
It is stored in the graphic information storage area 502, and at the same time, the defined relief shape is displayed on the display device 407 via the input / output mechanism 503. Since the raster image is a value of a two-dimensional array and is discrete, when calculating the value of the raster image corresponding to each point on the reference surface, the values between them are obtained by interpolation.

【0014】図6は図1に示された浮かし彫り形状を定
義する際の処理過程を示したフローチャートであり、こ
のフローチャートに基づいて3次元の基準曲面に浮かし
彫り形状を定義する方法について説明する。 a)手順601:従来の方程式による定義方法により浮
かし彫りの基準となる3次元形状(基準曲面)を定義す
る。 b)手順602:浮かし彫りのための、基準曲面から法
線方向に位置をずらすための値を定めるラスターイメー
ジを作成する。浮かし彫りの高くなるところ、低くなる
所を値の違いで表現したパターンが作成される。 c)手順603:基準曲面形状と、ラスターイメージと
の各点の対応関係を設定する。もとの3次元形状のどの
位置にどのような方向、サイズで浮かし彫りがつくかが
定義される。この定義によりラスターイメージの拡大又
は縮小が可能になる。
FIG. 6 is a flowchart showing the processing steps for defining the relief shape shown in FIG. 1. A method for defining the relief shape on a three-dimensional reference surface will be described based on this flowchart. . a) Procedure 601: A three-dimensional shape (reference curved surface) serving as a reference for embossing is defined by a conventional definition method using equations. b) Step 602: Create a raster image that defines a value for shifting the position in the normal direction from the reference curved surface for embossing. A pattern is created in which the height of the embossment and the height of the embossment are represented by differences in values. c) Step 603: The correspondence between each point of the reference curved surface shape and the raster image is set. It is defined which position and direction and size of the relief in the original three-dimensional shape. This definition allows the raster image to be scaled up or down.

【0015】d)手順604:ラスターイメージのどの
値が、基準曲面からの移動距離が0になるかという基準
値を設定する。ラスターイメージの値はこの基準値を境
にし、基準形状から盛り上がるのか、彫り込まれるのか
が決定されることになる。 e)手順605:ラスターイメージの上限値と下限値に
よる最大移動距離を定義する。この値により、浮かし彫
りの場合は浮かし彫り形状の凹凸の高さが定義される。 f)手順606:手順605までで定義された最終的な
形状をポリゴン(多角形平面)分割し、3次元表示して
確認する。基準形状に浮かし彫りを加えた最終形状にそ
って多数のポリゴンを作成し、それを画面に表示する。
様々な方向から形状を見ることでその形状を確認するこ
とができる。 g)手順607:必要に応じて、上記の手順601、手
順602、手順603、手順604及び手順605の定
義を独立的に変更し、最終形状を変更する。またその変
更した形状は手順606により確認する。
D) Step 604: A reference value is set for which value of the raster image is such that the moving distance from the reference curved surface becomes zero. The value of the raster image is determined from the reference value as to whether it is raised or engraved from the reference shape. e) Procedure 605: Define the maximum moving distance by the upper and lower limits of the raster image. This value defines the height of the relief of the relief shape in the case of relief relief. f) Step 606: The final shape defined up to the step 605 is divided into polygons (polygon plane) and three-dimensionally displayed for confirmation. A large number of polygons are created along the final shape with the relief engraved on the reference shape and displayed on the screen.
The shape can be confirmed by looking at the shape from various directions. g) Procedure 607: If necessary, independently change the definitions of the above procedures 601, 602, 603, 604, and 605, and change the final shape. The changed shape is confirmed in step 606.

【0016】以上の処理により基準形状、浮かし彫りの
パターン、浮かし彫りの位置、浮かし彫りの基準値及び
浮かし彫りの高さ、のそれぞれの要素を独立に変更し、
最終形状を簡単に変更することができる。変更した最終
形状は、直ちに手順606により形状確認できるため、
試行錯誤しながら最終形状を作り込んでゆく事ができ
る。なお、手順602のラスターイメージの定義の処理
過程の詳細は図7のフローチャートで示され、手順60
6の最終的な3次元形状の確認の処理過程の詳細は図8
のフローチャートで示される。
By the above processing, each element of the reference shape, the pattern of the relief, the position of the relief, the reference value of the relief and the height of the relief are independently changed.
The final shape can be easily changed. Since the changed final shape can be immediately confirmed in step 606,
You can make the final shape by trial and error. The details of the process of defining the raster image in step 602 are shown in the flowchart of FIG.
8 shows the details of the final three-dimensional shape confirmation process.
Is shown in the flowchart of FIG.

【0017】図7はラスターイメージの定義の処理過程
の詳細を示したフローチャートである。 a)手順701:ラスターイメージを作成又は変更す
る。2次元のイメージをペイントするソフト等を使用す
る事で、容易にラスターイメージを作成・変更できる。
例えばラスターイメージの凹凸(値)は描かれた絵の濃
淡の程度として表現される。 b)手順702:必要に応じて、ラスターイメージの値
の分布を確認する。ラスターイメージ上で2点(A,
A’)を指定し、その2点を結ぶ線分(A−A’)を上
での値の変化を確認する。これは断面図に相当する。 c)手順703:必要に応じて手順701に戻り、ラス
ターイメージを変更する。
FIG. 7 is a flowchart showing the details of the process of defining a raster image. a) Procedure 701: Create or change a raster image. Raster images can be easily created and changed by using software for painting two-dimensional images.
For example, the unevenness (value) of a raster image is expressed as the degree of shading of a drawn picture. b) Step 702: If necessary, check the distribution of the values of the raster image. Two points (A,
A ′) is designated, and the line segment (AA ′) connecting the two points is checked for a change in the value above. This corresponds to a sectional view. c) Procedure 703: Return to procedure 701 as necessary to change the raster image.

【0018】図8は浮かし彫り形状の3次元形状の確認
の処理過程の詳細を示したフローチャートであり、ここ
では浮かし彫りが入った形状の3次元での確認について
説明する。 a)手順801:浮かし彫りが入った形状の基準形状
を、浮かし彫りが存在する範囲においてはその浮かし彫
り形状を表現できるくらい細かく分割されるように、全
体をポリゴン分割する。 b)手順802:各ポリゴンを構成する頂点を、手順6
02、手順603、手順604及び手順605で設定し
た定義に従い、法線方向に移動する。 c)手順803:手順802により変更されたポリゴン
形状を、3次元グラフィックワークステーションのポリ
ゴン表示機能を使用して様々な方向から見ることで確認
することができる。
FIG. 8 is a flowchart showing the details of the process of confirming the three-dimensional shape of the relief engraving. Here, the confirmation of the three-dimensional shape of the relief engraving will be described. a) Procedure 801: The entire shape is divided into polygons so that the reference shape of the shape with the embossed portion is finely divided so that the embossed shape can be expressed in the range where the embossed shape exists. b) Step 802: The vertices constituting each polygon are determined in Step 6
02, move in the normal direction according to the definitions set in steps 603, 604 and 605. c) Step 803: The polygon shape changed in step 802 can be confirmed by viewing the polygon shape from various directions using the polygon display function of the three-dimensional graphic workstation.

【0019】(実施形態2.)ここでは、浮かし彫りの
ための基準形状からの点の移動を、複数のラスターイメ
ージを使用して多層で定義する例について説明する。こ
の実施形態2においては、実施例1の図6のフローチャ
ートを図9のフローチャートに置き変えるものとし、そ
れ例外はもの(図4,図5,図7,図8)については同
一である。
(Embodiment 2) Here, an example will be described in which the movement of a point from a reference shape for embossing is defined in multiple layers using a plurality of raster images. In the second embodiment, the flowchart of FIG. 6 of the first embodiment is replaced with the flowchart of FIG. 9, and the exceptions are the same (FIGS. 4, 5, 7, and 8).

【0020】図9はこの実施形態2における浮かし彫り
形状を定義する際の処理過程を示したフローチャートで
ある。 a)手順901:従来の方程式による定義方法で、浮か
し彫りの基準となる3次元形状を定義する。浮かし彫り
形状がない場合のおおもとの3次元形状を作成する。 b)手順902:ラスターイメージの番号に、変数Iを
用意し、その値に1を初期値として設定する。 c)手順903:浮かし彫りのための、基準曲面から法
線方向に位置をずらすための値を定めるI番目のラスタ
ーイメージを作成する。浮かし彫りの高くなる所或いは
低くなる所を、値の違いで表現したパターンが作成され
る。
FIG. 9 is a flow chart showing a process of defining a relief shape according to the second embodiment. a) Procedure 901: A three-dimensional shape serving as a reference for embossing is defined by a conventional equation definition method. Create the original 3D shape when there is no relief shape. b) Procedure 902: A variable I is prepared for the raster image number, and its value is set to 1 as an initial value. c) Step 903: Create an I-th raster image that defines a value for shifting the position in the normal direction from the reference curved surface for embossing. A pattern is created that expresses a place where the embossment becomes high or a place where it becomes low with a difference in value.

【0021】d)手順904:基準曲面形状と、I番目
のラスターイメージとの各点の対応関係を設定する。I
番目のラスターイメージによりもとの3次元形状のどの
位置にどのような方向、縮尺で浮かし彫りがつくかが定
義される。 e)手順905:I番目のラスターイメージのどの値
が、基準曲面からの移動距離が0になるかという基準値
を設定する。これにより、I番目のラスターイメージに
よる浮かし彫り形状が、基準形状から盛り上がるのか、
彫り込まれるのか、或いはその両方を持つのかという浮
かし彫りの方向が決定される。 f)手順906:I番目のラスターイメージの上限値と
下限値による移動距離を定義する。この値により、浮か
し彫り形状の凹凸の高さが定義される。
D) Step 904: The correspondence between each point of the reference curved surface shape and the I-th raster image is set. I
The second raster image defines which position of the original three-dimensional shape is to be embossed in the direction and scale. e) Step 905: Set a reference value indicating which value of the I-th raster image has a movement distance from the reference curved surface of 0. As a result, whether the relief shape by the I-th raster image rises from the reference shape,
The direction of the embossing is determined, whether it is engraved or has both. f) Step 906: Define a moving distance based on the upper and lower limits of the I-th raster image. This value defines the height of the relief in the relief shape.

【0022】g)手順907:手順906までで定義さ
れた最終的な形状をポリゴン(多角形平面)分割し、3
次元表示して確認する。基準形状に浮かし彫りを加えた
最終形状にそって多数のポリゴンを作成してそれを表示
装置407に表示する。様々な方向から形状を見て形状
を確認する。 h)手順908:必要に応じ、Iの値に1を加えて、手
順902に戻る。これにより複数のラスターイメージ及
びそれに付随する手順903、手順904、手順905
及び手順906のパラメータが追加され、最終的な形状
は、手順901の基準形状の各点が、複数のラスターイ
メージとそれに付随するパラメータによる複数の値が総
和された値だけ移動したものになる。 i)手順909:必要に応じて、上記手順901、およ
び、各ラスターイメージについての手順903、手順9
04、手順905及び手順906の定義を独立的に変更
し、最終形状を変更する。
G) Step 907: The final shape defined up to step 906 is divided into polygons (polygon plane), and 3
Check the dimensions. A large number of polygons are created along the final shape obtained by adding relief to the reference shape, and are displayed on the display device 407. Check the shape by looking at the shape from various directions. h) Procedure 908: If necessary, add 1 to the value of I and return to procedure 902. As a result, a plurality of raster images and their associated procedures 903, 904, and 905
Then, the parameters of step 906 are added, and the final shape is obtained by moving each point of the reference shape of step 901 by a value obtained by summing a plurality of raster images and a plurality of values according to the parameters associated therewith. i) Procedure 909: If necessary, the above procedure 901 and procedures 903 and 9 for each raster image
04, the definitions of the procedures 905 and 906 are independently changed, and the final shape is changed.

【0023】以上の処理により基準形状、浮かし彫りの
パターン、浮かし彫りの位置、浮かし彫りの方向、浮か
し彫りの高さ、のそれぞれの要素を独立に変更し、最終
形状を簡単に変更することができる。なお、手順907
で変更した最終形状は、直ちに手順906により形状確
認できるため、試行錯誤しながら最終形状を作り込んで
ゆく事ができる。
By the above processing, each element of the standard shape, the pattern of the relief, the position of the relief, the direction of the relief, and the height of the relief can be independently changed, and the final shape can be easily changed. it can. Step 907
Since the final shape changed in step (1) can be immediately confirmed in step 906, the final shape can be created through trial and error.

【0024】なお、実施形態1と同様にして、手順90
3の詳細は図7のフローチャートに、手順907の詳細
は図8のフローチャートに示される。
Note that the procedure 90 is performed in the same manner as in the first embodiment.
7 is shown in the flowchart of FIG. 7, and the details of the procedure 907 are shown in the flowchart of FIG.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、基準曲面
とラスターイメージとの位置関係と、スターイメージの
値の基準値と、ラスターイメージの所定方向への移動量
とを組み合わせて浮かし彫り形状等の3次元形状を定義
するようにしたので、次のような優れた効果が得られて
いる。 a)従来の手法ではほぼ不可能であった浮かし彫り形状
等の複雑な3次元形状の定義と確認を、誰でも迅速に簡
単に可能にする。 b)従来手法ではほぼ不可能であった浮かし彫り形状等
の複雑な3次元形状の変更を、基準曲面の変更、ラスタ
ーイメージの変更、基準曲面とラスターイメージの位置
関係の変更、ラスターイメージの基準値の変更、最大高
さの変更、の方法により、誰でも迅速かつ簡単に可能に
する。 c)ラスターイメージ及びそれに関連するパラメータ
(基準値、最大高さ、基準曲面との位置関係)を複数、
同時に指定可能であるため、或るラスターイメージは大
きな形状のパターンを定義し、別のラスターイメージは
詳細な形状のパターンを定義するといったように、形状
を各ラスターイメージ毎に別個に設定し、それを足し合
わせて形状定義をすることができる。修正は個別のラス
ターイメージ毎に行えば良いため、形状の修正もさらに
簡単に行う事ができる。 d)浮かし彫り形状定義に作成したラスターイメージを
形状ライブラリーとして保存することにより、任意の面
に任意の位置、移動距離で適用可能な浮かし彫り形状ラ
イブラリーの作成・使用を可能にする。 e)本発明の形状定義方式を使用することにより、従来
手法ではほぼ不可能であった浮かし彫り等の複雑な3次
元形状がCADで定義でき、このため、CADのデータ
を使用してのCAMによる浮かし彫り形状等の3軸加工
又は多軸加工でのNC切削が可能になると同時に、光造
形システムによる光硬化樹脂による形状作成が可能にな
る。
As described above, according to the present invention, the relief is performed by combining the positional relationship between the reference curved surface and the raster image, the reference value of the value of the star image, and the moving amount of the raster image in a predetermined direction. Since the three-dimensional shape such as the shape is defined, the following excellent effects are obtained. a) Anyone can quickly and easily define and confirm a complicated three-dimensional shape such as a relief shape, which is almost impossible with the conventional method. b) Changes of complicated three-dimensional shapes such as relief shapes, which were almost impossible with conventional methods, change of reference surface, change of raster image, change of positional relationship between reference surface and raster image, reference of raster image By changing the value, changing the maximum height, anyone can do so quickly and easily. c) a plurality of raster images and related parameters (reference value, maximum height, positional relationship with the reference surface);
Since they can be specified at the same time, one raster image defines a large shape pattern, another raster image defines a detailed shape pattern, and so on. Can be added to define the shape. Since the correction may be performed for each individual raster image, the shape can be corrected more easily. d) By storing the raster image created in the relief shape definition as a shape library, it is possible to create and use a relief shape library applicable to an arbitrary surface at an arbitrary position and at a moving distance. e) By using the shape definition method of the present invention, a complicated three-dimensional shape such as a relief can be defined by CAD, which is almost impossible by the conventional method. Therefore, the CAM using CAD data is used. NC cutting by three-axis processing or multi-axis processing such as a relief engraving shape can be performed, and at the same time, a shape can be created by a photo-curing resin by an optical molding system.

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

【図1】浮かし彫りがある複雑な3次元形状の例を示し
た図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a complicated three-dimensional shape having a relief.

【図2】従来手法による形状定義及び変更の処理過程を
示したフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a process of defining and changing a shape according to a conventional method.

【図3】本発明における形状の定義方式の処理過程を示
したフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of a shape definition method according to the present invention.

【図4】本発明が適用されるシステムのハード構成を示
すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a hardware configuration of a system to which the present invention is applied.

【図5】本発明の実施形態の概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram of an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施形態1において浮かし彫り形状を
定義する処理過程を示したフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a process of defining a relief shape in the first embodiment of the present invention.

【図7】図6のフローチャートにおけるラスターイメー
ジの定義の処理過程の詳細を示したフローチャートであ
る。
FIG. 7 is a flowchart showing details of a process of defining a raster image in the flowchart of FIG. 6;

【図8】図6のフローチャートにおける浮かし彫り形状
の3次元形状の確認の処理過程の詳細を示したフローチ
ャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing details of a process of confirming the three-dimensional shape of the relief shape in the flowchart of FIG. 6;

【図9】図9は本発明の実施形態2における浮かし彫り
形状を定義する処理過程を示したフローチャートであ
る。
FIG. 9 is a flowchart showing a process of defining a relief shape according to the second embodiment of the present invention.

フロントページの続き (72)発明者 遠藤 明彦 神奈川県川崎市幸区堀川町580番地 株式 会社エヌ・ケー・エクサ内 (72)発明者 三浦 靖 神奈川県川崎市幸区堀川町580番地 株式 会社エヌ・ケー・エクサ内 (72)発明者 須永 義隆 神奈川県川崎市幸区堀川町580番地 株式 会社エヌ・ケー・エクサ内 (72)発明者 佐藤 尚登 神奈川県川崎市幸区堀川町580番地 株式 会社エヌ・ケー・エクサ内 (72)発明者 中西 実 神奈川県川崎市幸区堀川町580番地 株式 会社エヌ・ケー・エクサ内 (72)発明者 平野 悠 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内Continued on the front page (72) Inventor Akihiko Endo 580 Horikawacho, Saiwai-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Inside (72) Inventor Yasushi Miura Yasushi 580 Horikawacho, Saiwai-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture KA EXA (72) Inventor Yoshitaka Sunaga 580 Horikawa-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture NK-Exa Corporation (72) Naoto Sato Inventor 580 Horikawa-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa KK KA EXA (72) Inventor Minoru Nakanishi 580 Horikawa-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa NCA KK (72) Inventor Yu Hirano 1-1-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside the corporation

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 浮かし彫りの基準となる基準曲面を方程
式に基づいて定義する工程と、 前記基準曲面の各点の位置をその点における所定方向へ
ずらす値をもったラスターイメージを定義する工程と、 前記基準曲面とラスターイメージとの各点の対応関係を
定義する工程と、 ラスターイメージの値の基準値を定義する工程とを有
し、 前記基準曲面とラスターイメージとの位置関係と、スタ
ーイメージの値の基準値と、ラスターイメージの所定方
向への移動量とを組み合わせて3次元形状を定義するこ
とを特徴とする浮かし彫り形状等の3次元形状の定義方
式。
A step of defining a reference surface as a reference for embossing based on an equation; and a step of defining a raster image having a value for shifting the position of each point of the reference surface in a predetermined direction at the point. Defining a correspondence relationship between each point of the reference surface and the raster image; and defining a reference value of a value of the raster image; a positional relationship between the reference surface and the raster image; A method for defining a three-dimensional shape such as an embossed shape, wherein a three-dimensional shape is defined by combining a reference value of the value of (1) and a moving amount of a raster image in a predetermined direction.
【請求項2】 前記ラスターイメージの所定方向への移
動量は、その最大値が定義されることを特徴とする請求
項1記載の浮かし彫り形状等の3次元形状の定義方式。
2. The method according to claim 1, wherein a maximum value of the amount of movement of the raster image in a predetermined direction is defined.
【請求項3】 前記所定方向は、前記基準曲面の各点に
おける法線方向であることを特徴とする請求項1又は2
記載の浮かし彫り形状等の3次元形状の定義方式。
3. The method according to claim 1, wherein the predetermined direction is a normal direction at each point of the reference curved surface.
A method for defining a three-dimensional shape, such as the described relief shape.
【請求項4】 複数のラスターイメージが定義され、前
記基準曲面と各ラスターイメージとの各点の対応関係を
定義することを特徴とする請求項1、2又は3記載の浮
かし彫り形状等の3次元形状の定義方式。
4. The method according to claim 1, wherein a plurality of raster images are defined, and a correspondence relationship between each point of the reference curved surface and each raster image is defined. Dimensional shape definition method.
【請求項5】 前記基準曲面をポリゴン分割し、ポリゴ
ンの各頂点の位置をラスターイメージから定義される分
移動し、変更されたホリゴン形状を表示装置に表示させ
ることを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の浮か
し彫り形状等の3次元形状の定義方式。
5. The method according to claim 1, wherein the reference surface is divided into polygons, the positions of the vertices of the polygons are moved by a distance defined by the raster image, and the changed polygon shape is displayed on a display device. A method for defining a three-dimensional shape such as a relief shape described in 2, 3 or 4.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6281902B1 (en) 1998-04-14 2001-08-28 Shima Seiki Manufacturing Limited Three-dimensional image creating apparatus
US6677944B1 (en) 1998-04-14 2004-01-13 Shima Seiki Manufacturing Limited Three-dimensional image generating apparatus that creates a three-dimensional model from a two-dimensional image by image processing

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US6281902B1 (en) 1998-04-14 2001-08-28 Shima Seiki Manufacturing Limited Three-dimensional image creating apparatus
US6677944B1 (en) 1998-04-14 2004-01-13 Shima Seiki Manufacturing Limited Three-dimensional image generating apparatus that creates a three-dimensional model from a two-dimensional image by image processing

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