JPS6237783A - ３次元形状入力方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、３次元形状入力方法に関し、特にＣＡＥ、グ
ラフィックデザイン、アニメーションなどの３次元形状
を計１４．機で扱うために形状データとし１人力する必
要のある分野において利用することを目的とした３次元
（立体）形状入力方法に関する。

（従来技術とその問題点） 立体形状を計算機に入力する場合、難しい問題が多くあ
る。従来技術では、形状入力の際に、形状入力者にいか
に立体感を持たせるか、奥行き情報も含めた３次元座標
値をどのようにうまく指定させるかという点に重点が置
かれて来た。そのた　　。

めに、（ｉ）予め計算機が持っている立体図形を組み合
わせて新たな立体を作る方法や、（１１）形状入力者に
グラフ用紙の透視的なイメージを与え、この上に直接立
体を作成していく方法、更には、（＋＋＋）平面図形を
任意の軸のまわシで回転させることによシ軸の１わシで
対称な立体を作成する方法、（ｌｖ）平面図形を掃引す
ることでその平面図形を断面に持つ角柱を作成する方法
、（）３面図を入力することによりその３面図から計ｎ
機が立体を合成するなどの方法が提案されている。

このような従来技術には、（１）の場合、計算機が持っ
ている限られた立体しか使えないので形状入力者は思っ
た立体を作ることができないはかシでなく、立体を組み
合わせる場合に生じる結合の位置、方向などの指定が非
常に難しいこと、（ｉｔ）の場合、様々な角度から作成
中の形状の透視図を見ることができ、形状入力者に立体
感を与えるという点では優れているが、平面上に立体を
直接描かせることで正確な座標値を入力しすらく、それ
Ｋよって狙い通ｐの形をした立体を入力しにくいという
問題がある。また＜　＋ｉ　）の場合には、回転軸に対
称な立体しか入力できないし、（ｉｖ）の場合にも、同
様に、角柱しか入力できないという問題がある。

史に（ｖ）の場合、非常に正確な形状を入力できるが、
形状の入力者に一々立体の３面図をイメージさせるのは
難しく、設計製図に慣れた人以外には扱いにくい方法で
あるといった問題がある。

（発明の目的） 本発明の目的は、以上述べた従来技術の欠点を軽減する
ため、図形の入力りＸＹ平面で切断される断面で行ない
、逐次構成さｔ【て行く立体を透視図として表示するこ
とによシ、＋間をかけず正確な立体形状入力な・行なえ
る３次元形状入力方法を提供することにある。

（発明の構成） 本発明の３次元形状入力方法は、計ｑ機を用いて３次元
形状の入力を行なうとき、入力したい物体の断面図形を
構成する線分の序標を指定することによりその形状を入
力したり込力した形状を修正しｆｃｂする第１の工程と
、該ν、１の工程で構成された線分上に断面間を繋ぐ役
割を果たす支柱の端点を指定した夛削除したり端点間の
距離を指定する第２の工程と、ｎｊ・記支柱を作成する
ために前記第２の工程で指定された地点間を直線および
曲線のいずれかで補間する第３の工程と、前記第１から
第３の工程で作成された立体形状を確認するために指定
さねた視点からの透視図を作成し表示する第４の工程を
含んでいる。

（実施例） 次に、本発明について図面を用いて詳細に説明する。

第２図は入力の対象物体とユーザの視点、およびユーザ
と管面との関係を示す図である。

形状入力者の目３２ａｉ２図に示すように立体３１を見
ておシ、ナイスプレイの管面３０に垂直に視線を投けて
いるものとし、座標軸Ｘ、Ｙ、Ｚを図のように設定する
。断面をこのＺ軸に沿って重ねていくことによシ所定の
立体を構成していく。

この際、各断面間を繋ぐものとして支柱がある。

この支柱は、断面形状を現わす線上を突き抜けるように
通していくことで断面を繋ぐ役割を果たす。

＆１図り本発明の３次元形状入力方法の一実施例を示す
３次元形状入力装置のブロック図である。

同図において、３次元形状入力装置は、Ｚ座標初期設定
部１と、２座標間隔設定部２と、ダブレット３と、スタ
イラスペン４と、パルス発生部５と、断面記憶部６と、
読み込み同期部７と、断面枚数記憶部８と、断面ブレー
ン切換部９と、断面集合記憶部１０と、演算部１１と、
信号遅延部１２と、最終データ記憶部１３と、透視図作
成部１４と、表示部１５とから構成される。

最初に％２２座標初値と断面間のＺ座標間隔を設定し、
２座標初期設定部１とＺ座標間隔設定部２にそれぞれ格
納する。タブレット３上にスタイラスペン４を用いて立
体の断面形状をプロットする。スタイラスペン４をタブ
レット３に押しつける度にパルス発生部５でパルス波を
発生する。四時に１タブレツト３上のＸＹ座標が断面記
憶部６に取シ込まれる。アークを一筆書きできる範囲の
線分であるとし、アーク入力の終了信号をスタイラスペ
ン４を用いて送信すると、読み込み同期部７が作動し、
断面記憶部６に記憶されていたデータを断面集合記憶部
１０に格納する。このとき、Ｚ座標初期設定部１に記憶
されているＺ座標の初期値に１Ｚ座標間隔設定部２に記
憶されている２座標の間隔データと断面枚数記憶部８の
値との積の足し合わゼを演算部１１で行ない、その結果
を同時に記憶する。

一通や断面形状ができると、支柱通過位置の設定をスタ
イラスペン４を用いて行なう。支柱定義の開始信号を受
信すると、断面集合記憶部１０の支柱アドレス領域に以
後の座標を記録するためのポインタをセットする。続い
て、断面形状入力の場合と同様に、支柱の通過位置を線
分上から拾う。

この座標値は、断面記憶部６から前記支柱アドレス領域
に送信され記憶さｈる。この後、−断面作成終了の信号
を受信すると断面枚数記憶部８の値を１つ増やし、断面
プレーン切換部９で断面集合記憶部１０のブレーンを切
り換える。このとき、同時に透視図作成部１４が作動し
、視点位置の入力を求めるとともに、その値が入力され
ると、今までの断面図から構成される立体のその視点か
ら眺めた透視図を作成し、表示部１５で表示する。

もし、次に断面のりニュー信号を受信すると今までに浩
めた断面データを最終データ記憶部１３に格納し、Ｚ座
標初期設定部１およびＺ座標間隔設定部２の値をクリア
する。

以上の操作を繰シ返すことによシ、最終的に立体形状を
作ることができる。次に、この３次元形状入力方法に補
助的情報を提供する機能を組み込んだ場合について更に
詳細に説明する。

第３図は入力立体の例とその入力断面図の遷移図、第４
図りその処理の手順を示すフロー図で、Ｚ座標の初期値
ＺＯと断面間の間隔Ｚｄをセットする（ステップ１０１
）。次に、第３図（ａ）に示す断面形状を入力する（ス
テップ１ｏ２）。形状の拾い方は、例えば、図中（ｅ）
Ｋ示すような順番でもよいが、このときにｈ線分１−２
でひとつのアーク、線分３−４でひとつのアークとして
定義する。

第３図（ａ）の断面形状の入力が終わると、次に、支柱
の設定を行なう。これは、線上の点を適当な数拾うこと
でなされる（ステップ１ｏ３）。但し、拾う順番は意識
する必要がある。この作業が終ると、−断面終了を宣言
する（ステップ１ｏ４）が、この図形の場合にＶｉｚ座
標の初期値であるＺＱを変える必要がないのでｃｏｎ　
ｔ　１ｎｕｅ宣言（ステップ１０６）を行ない（ステッ
プ１０５）、間隔Ｚｄだけを変える。次に、第３図（ｂ
）の断面を作成するために前述の方法でアークを拾い、
その後、支柱の位置を定義する。このとき、先程入力し
た断面図が１ねて表示されているのでこれを利用するこ
とができる。図中、破線の部分は窓の断面を示している
。第３図（ｂ）の入力が終わると、第３図（Ｃ）および
（ｄ）の入力を行なう。各断面が人力されるたびに、管
面の一部に今までの入力断面から構成される立体の透視
図が表示され（ステップ１０７）、どこ１で入力したか
、あるいは、入力データに誤シがないかを確認できる。

尚、支柱は指定された断面間で指定された端点を電融で
結ぶだけでなく、ｓｍｏｏｔｈコマンドにより一連の端
点間を通過するように滑らかな曲線によシ補間すること
もできる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、３次元形状（立体）を平
面上で比較的容易に構成することができ、しかも、中抜
き形状などの込み入った形状も作成できるので、ＣＡＥ
、グラフィックテザイン、アニメーションなど３次元形
状を計算機で扱うような分野において、データ入力の効
率を上けることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の３次元形状入力方法の一実施例を示す
３次元形状入力装置のブロック図、第２図は入力の対象
物体とユーザの視点、およびユーザと管面との関係を示
す図、第３図は入力立体の例とその入力断面図の遷移図
、第４図りその処理の手順を示すフロー図である。 １・・・・・・Ｚ座標初期設足部、２・・・・・・Ｚ圧
積間隔設定部、３・・・・・・タブレット、４・・・・
・・スタイラスペン、５・・・・・・パルス発生部、６
・・・・・・断面記憶部、７・・・・・・読み込み同期
部、８・・・・・・断面枚数記憶部、９・・・・・・断
面フレーン切換部、１０・・・・・・断面集合記憶部、
１１・・・・・・演算部、１２・・・・・・信号遅延部
、１３・川・・最終データ記憶部、１４・−・−・・透
視図作成部、１５・・・・・・表示部。 ＼、 第　２　圀 音面 竿　４　Ｉ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 計算機を用いて３次元形状の入力を行なうとき、入力し
   たい物体の断面図形を構成する線分の座標を指定するこ
   とによりその形状を入力したり入力した形状を修正した
   りする第１の工程と、該第１の工程で構成された線分上
   に断面間を繋ぐ役割を果たす支柱の端点を指定したり削
   除したり端点間の距離を指定する第２の工程と、前記支
   柱を作成するために前記第２の工程で指定された端点間
   を直線および曲線のいずれかで補間する第３の工程と、
   前記第１から第３の工程で作成された立体形状を確認す
   るために指定された視点からの透視図を作成し表示する
   第４の工程を含むととを特徴とする３次元形状入力方法
   。