JPS638882A - 陰影表示方法 - Google Patents
陰影表示方法Info
- Publication number
- JPS638882A JPS638882A JP61151045A JP15104586A JPS638882A JP S638882 A JPS638882 A JP S638882A JP 61151045 A JP61151045 A JP 61151045A JP 15104586 A JP15104586 A JP 15104586A JP S638882 A JPS638882 A JP S638882A
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- patches
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- triangular unit
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
以下の順序で本発明を説明する。
A産業上の利用分野
B発明の概要
C従来の技術(第11図及び第12図)D発明が解決し
ようとする問題点(第6図〜第10図) E問題点を解決するための手段(第1図及び第2図)
。
ようとする問題点(第6図〜第10図) E問題点を解決するための手段(第1図及び第2図)
。
1作用(第1図及び第2図)
G実施例
(Gl)第1実施例(第1図及び第2図)(G2)第2
実施例(第3図) (G3)陰影表示処理手順(第1図、第2図及び第4図
) (G4)切出し領域の分割処理結果の検討(第1図、第
2図及び第5図) (G5)他の実施例 H発明の効果 A産業上の利用分野 本発明は陰影表示方法に関し、例えばCAD (com
puter aided design)、又はCA
M (cos+puteraided manufac
turing)などにおいて生成された自由曲面につい
て、陰影処理をする場合に適用して好適なものである。
実施例(第3図) (G3)陰影表示処理手順(第1図、第2図及び第4図
) (G4)切出し領域の分割処理結果の検討(第1図、第
2図及び第5図) (G5)他の実施例 H発明の効果 A産業上の利用分野 本発明は陰影表示方法に関し、例えばCAD (com
puter aided design)、又はCA
M (cos+puteraided manufac
turing)などにおいて生成された自由曲面につい
て、陰影処理をする場合に適用して好適なものである。
B発明の概要
本発明は、枠組み空間にそれぞれ張られたパッチから三
角形単位領域を切り出して陰影処理をするようになされ
た陰影表示方法において、1辺の境界線を介して複数の
第2のパッチに隣接するように接続された第1のパッチ
から三角形単位領域を切り出す際に、当該複数の第2の
パッチの対応するパッチにおいて用いられているパラメ
ータを用いるようにすることにより、第1のパッチ及び
第2のパッチ間に陰影処理をすることができない領域を
残さないようにし得る。
角形単位領域を切り出して陰影処理をするようになされ
た陰影表示方法において、1辺の境界線を介して複数の
第2のパッチに隣接するように接続された第1のパッチ
から三角形単位領域を切り出す際に、当該複数の第2の
パッチの対応するパッチにおいて用いられているパラメ
ータを用いるようにすることにより、第1のパッチ及び
第2のパッチ間に陰影処理をすることができない領域を
残さないようにし得る。
C従来の技術
例えばCADの手法を用いて自由曲面をもった物体の形
状をデザインする場合(giometric mode
ling) 、一般にデザイナは、曲面が通るべき3次
元空間における複数の点(これを節点と呼ぶ)を指定し
、当該指定された複数の節点を結ぶ境界曲線網を所定の
ベクトル関数を用いてコンピュータによって演算させる
ことにより、いわゆるワイヤフレームで表現された曲面
を作成する。かくして境界曲線によって囲まれた多数の
枠組み空間を形成することができる(このような処理を
枠組み処理と呼ぶ)。
状をデザインする場合(giometric mode
ling) 、一般にデザイナは、曲面が通るべき3次
元空間における複数の点(これを節点と呼ぶ)を指定し
、当該指定された複数の節点を結ぶ境界曲線網を所定の
ベクトル関数を用いてコンピュータによって演算させる
ことにより、いわゆるワイヤフレームで表現された曲面
を作成する。かくして境界曲線によって囲まれた多数の
枠組み空間を形成することができる(このような処理を
枠組み処理と呼ぶ)。
かかる枠組み処理によって形成された境界曲線網は、そ
れ自体デザイナがデザインしようとする大まかな形状を
有しており、各枠組み空間を囲む境界曲線を用いて所定
のベクトル関数によって表現できる曲面を補間演算する
ことができれば、全体としてデザイナがデザインした自
由曲面(2次関数で規定できないものを言う)を生成す
ることができる。ここで各枠組み空間に張られた曲面は
全体の曲面を構成する基本要素を形成し、これをパッチ
と呼ぶ。
れ自体デザイナがデザインしようとする大まかな形状を
有しており、各枠組み空間を囲む境界曲線を用いて所定
のベクトル関数によって表現できる曲面を補間演算する
ことができれば、全体としてデザイナがデザインした自
由曲面(2次関数で規定できないものを言う)を生成す
ることができる。ここで各枠組み空間に張られた曲面は
全体の曲面を構成する基本要素を形成し、これをパッチ
と呼ぶ。
従来この種のCADシステムにおいては、境界曲線網を
表現するベクトル関数として、計算が容易な例えばベジ
ェ(bezier)式、B−スプライン(B−spl
1ne)式でなる3次のテンソル積が用いられており、
例えば形状的に特殊な特徴がないような自由曲面を数式
表現するには最適であると考えられている。
表現するベクトル関数として、計算が容易な例えばベジ
ェ(bezier)式、B−スプライン(B−spl
1ne)式でなる3次のテンソル積が用いられており、
例えば形状的に特殊な特徴がないような自由曲面を数式
表現するには最適であると考えられている。
すなわち形状的に特殊な特徴がないような自由曲面は、
空間に与えられた点をxy平面上に投影したとき、当該
投影さた点が規則的にマトリクス状に並んでいることが
多く、この投影点の数がm×nで表されるとき、当該枠
組み空間を3次のベジェ式で表される四辺形パッチを用
いて容易に張ることができる。
空間に与えられた点をxy平面上に投影したとき、当該
投影さた点が規則的にマトリクス状に並んでいることが
多く、この投影点の数がm×nで表されるとき、当該枠
組み空間を3次のベジェ式で表される四辺形パッチを用
いて容易に張ることができる。
しかし形状的に特徴がある曲面(例えば大きく歪んだ形
状をもつ曲面)に滑らかな自由曲面を張ろうとする場合
には、パッチ相互間の接続方法に困難があり、高度な数
学的演算処理を実行する必要があるため、従来はコンピ
ュータによる演算処理が複雑かつ膨大になると共に、演
算時間が長大になる問題があった。
状をもつ曲面)に滑らかな自由曲面を張ろうとする場合
には、パッチ相互間の接続方法に困難があり、高度な数
学的演算処理を実行する必要があるため、従来はコンピ
ュータによる演算処理が複雑かつ膨大になると共に、演
算時間が長大になる問題があった。
この問題を解決する方法として、隣合う枠組み空間の共
有境界について、接平面連続の条件を満足するような内
部の制御点を求め、当該内部の制御点によって決まる自
由曲面を表すベクトル関数によって、自由曲面でなるパ
ッチを張る方法が提案されている(特願昭60−277
448号、特願昭60−290849号、特願昭60−
298638号、特願昭61−33412号、特願昭6
1−59790号、特願昭61−64560号、特願昭
61−69368号、特願昭61−69385号)。
有境界について、接平面連続の条件を満足するような内
部の制御点を求め、当該内部の制御点によって決まる自
由曲面を表すベクトル関数によって、自由曲面でなるパ
ッチを張る方法が提案されている(特願昭60−277
448号、特願昭60−290849号、特願昭60−
298638号、特願昭61−33412号、特願昭6
1−59790号、特願昭61−64560号、特願昭
61−69368号、特願昭61−69385号)。
ところでこのような手法によって生成された自由曲面デ
ータによって表される自由曲面に対して、陰影処理を施
すことによって陰影をつけることができれば、当該曲面
をディスプレイ上に立体的に表示できることにより、グ
ラフィック画像として高品位の画像を提供することがで
きると考えられ、従来かかる陰影処理を線形補間によっ
て実現する方法が提案されている(特願昭60−370
77号)。
ータによって表される自由曲面に対して、陰影処理を施
すことによって陰影をつけることができれば、当該曲面
をディスプレイ上に立体的に表示できることにより、グ
ラフィック画像として高品位の画像を提供することがで
きると考えられ、従来かかる陰影処理を線形補間によっ
て実現する方法が提案されている(特願昭60−370
77号)。
この陰影処理方法は、例えば第11図及び第12図に示
すように、四辺形バッチ及び三辺形パッチS T0n
vl について、パッチS (an V)の座標を表す
U及びV方向について、それぞれ所定の分割数で分割し
く例えば4×4分割し)、各分割領域ごとに、三角形単
位領域UAを切り出し、当該三角形単位領域UAの3つ
の頂点について自由曲面の明るさを表すデータを求め、
当該3つのデータによって三角形単位領域に張った輝度
平面に基づいて、三角形単位領域UAに含まれる全ての
ピクセルについての輝度を線形補間演算するようになさ
れている。
すように、四辺形バッチ及び三辺形パッチS T0n
vl について、パッチS (an V)の座標を表す
U及びV方向について、それぞれ所定の分割数で分割し
く例えば4×4分割し)、各分割領域ごとに、三角形単
位領域UAを切り出し、当該三角形単位領域UAの3つ
の頂点について自由曲面の明るさを表すデータを求め、
当該3つのデータによって三角形単位領域に張った輝度
平面に基づいて、三角形単位領域UAに含まれる全ての
ピクセルについての輝度を線形補間演算するようになさ
れている。
このようにすれば、三角形単位領域UAに含まれる全て
のピクセルについて逐一輝度を演算するような処理をす
る場合と比較して、格段的に陰影処理を短時間の間に実
行することができる。
のピクセルについて逐一輝度を演算するような処理をす
る場合と比較して、格段的に陰影処理を短時間の間に実
行することができる。
D発明が解決しようとする問題点
ところがこの手法によって陰影処理をする場合、隣合う
パッチの境界位置に枠組み処理が不適当なために陰影処
理ができない部分(これをギャップと呼ぶ)が生ずるお
それがある。
パッチの境界位置に枠組み処理が不適当なために陰影処
理ができない部分(これをギャップと呼ぶ)が生ずるお
それがある。
その原因を種々検討したところ、枠組み空間を枠組みす
る際に、互いに隣接する2つの枠組み空間について、そ
の共有境界のセグメントが互いに一致しないことにある
と考えられる。
る際に、互いに隣接する2つの枠組み空間について、そ
の共有境界のセグメントが互いに一致しないことにある
と考えられる。
例えば互いに隣接する4つの枠組み空間に3次ノヘジエ
式で表される4つの四辺形パッチS (un vl r
s S +Ill Ill t、S (u、vl !
、S (LIT V) aを張る場合、先ず、第6図に
示すように、第1及び第2のパッチS (us vl
l及びS (un v) zを共有境界C0M1を介し
て接平面連続の条件が成り立つように内部の制御点を設
定することによって2つのパッチ5(us vl l及
びS (0+ vl tを接続したとする。
式で表される4つの四辺形パッチS (un vl r
s S +Ill Ill t、S (u、vl !
、S (LIT V) aを張る場合、先ず、第6図に
示すように、第1及び第2のパッチS (us vl
l及びS (un v) zを共有境界C0M1を介し
て接平面連続の条件が成り立つように内部の制御点を設
定することによって2つのパッチ5(us vl l及
びS (0+ vl tを接続したとする。
ところが第2のパッチS (an V) Xは、その1
辺を構成する境界曲線でなる共有境界C0M2及びC0
M3を介して第3及び第4のパッチS (un vl
3及びS (an v) 4に隣接しており、 これら
2つのパッチS (u、 vl 2及びS (un v
l 4に対してそれぞれ共有境界C0M2及びC0M3
について接平面連続の条件を満足させながらパッチS
(u+V□を接続するためには、 第7図に示すように
、 第2のパッチS (u、 v) !を共有境界C0
M4によって2つの四辺形パッチSlu+ v) t
l及びS (u、vl itに分割した後、当該分割し
た一方のパッチS (un V□、を共有境界C0M2
を介して第3のパッチS 、、、 V) 、に接続し、
かつ分割した他方のパッチS (g、 V) 2□を共
有境界C0M3を介して第4のパッチS (un vl
4に接続すると共に、共有境界C0M4を介して分割
した2つのパッチS (Ill Vl 21及びS (
III Vl。を接続すれば良く、このようにすれば、
実用上滑らかな自由曲面を枠組み処理によって得られた
4つの枠組み空間に張ることができると考えられる。
辺を構成する境界曲線でなる共有境界C0M2及びC0
M3を介して第3及び第4のパッチS (un vl
3及びS (an v) 4に隣接しており、 これら
2つのパッチS (u、 vl 2及びS (un v
l 4に対してそれぞれ共有境界C0M2及びC0M3
について接平面連続の条件を満足させながらパッチS
(u+V□を接続するためには、 第7図に示すように
、 第2のパッチS (u、 v) !を共有境界C0
M4によって2つの四辺形パッチSlu+ v) t
l及びS (u、vl itに分割した後、当該分割し
た一方のパッチS (un V□、を共有境界C0M2
を介して第3のパッチS 、、、 V) 、に接続し、
かつ分割した他方のパッチS (g、 V) 2□を共
有境界C0M3を介して第4のパッチS (un vl
4に接続すると共に、共有境界C0M4を介して分割
した2つのパッチS (Ill Vl 21及びS (
III Vl。を接続すれば良く、このようにすれば、
実用上滑らかな自由曲面を枠組み処理によって得られた
4つの枠組み空間に張ることができると考えられる。
ところが第7図のようにして形成された自由曲面につい
て、三角形単位領域を切り出して線形補間の手法を用い
て陰影処理をしようとすると、共有境界C0M1を介し
て接続された第1及び第2のパッチS (Ill IT
) I及びS (+1+ vl 2の間に、陰影処理が
できない部分(これをギャップと呼ぶ)が生ずるおそれ
がある。
て、三角形単位領域を切り出して線形補間の手法を用い
て陰影処理をしようとすると、共有境界C0M1を介し
て接続された第1及び第2のパッチS (Ill IT
) I及びS (+1+ vl 2の間に、陰影処理が
できない部分(これをギャップと呼ぶ)が生ずるおそれ
がある。
すなわち第8図において、第1のパッチS (un v
l Iと、2つに分割したパッチS 、、、 V) 2
.及びS (III Vl z□との間の共有境界C0
M1についての三角形単位領域の切出しは、各パッチS
(un v)いS (an vl !l 、S (u
n vl 12において、それぞれ別個に実行される。
l Iと、2つに分割したパッチS 、、、 V) 2
.及びS (III Vl z□との間の共有境界C0
M1についての三角形単位領域の切出しは、各パッチS
(un v)いS (an vl !l 、S (u
n vl 12において、それぞれ別個に実行される。
第1のパッチS 、、、 V、 、においては、 共有
境界C0M1上に例えば3つの分割点(p、いPlus
P、3)をパラメータVについて設定し、かくして4分
割された分割範囲からそれぞれ4つの三角形単位領域U
AIを切り出して陰影処理をする。
境界C0M1上に例えば3つの分割点(p、いPlus
P、3)をパラメータVについて設定し、かくして4分
割された分割範囲からそれぞれ4つの三角形単位領域U
AIを切り出して陰影処理をする。
これに対して第2のパッチS(u、v□を分割して得ら
れた2つのパッチ5(Ill V) 21及びS 、u
、 v、 、。
れた2つのパッチ5(Ill V) 21及びS 、u
、 v、 、。
においては、 それぞれ共存境界COMII及びC0M
1’2上に3つの分割点(Ptz % PtIt、Pt
zi)及び(Pzzt 、Pzzt 、、 Pzts
)を設定して4つの三角形単位領域UA21及びUA2
2を切り出して陰影処理をする。
1’2上に3つの分割点(Ptz % PtIt、Pt
zi)及び(Pzzt 、Pzzt 、、 Pzts
)を設定して4つの三角形単位領域UA21及びUA2
2を切り出して陰影処理をする。
ここで三角形単位領域UAI、UA21、UA22は、
それぞれのパッチにおけるV方向のパラメータVを用い
てy w Q〜1の間を等間隔に0.25ずつ分割して
切り出される。
それぞれのパッチにおけるV方向のパラメータVを用い
てy w Q〜1の間を等間隔に0.25ずつ分割して
切り出される。
ところがこのようにすると、第1のパッチS (un
v) lの三角形単位領域UAIの切り出しは、枠組み
処理によって形成された共有境界COMIの両端位置の
節点P、。〜P01間を1つのセグメントとして4分割
している。 これに対してパッチを接続する必要性から
新たに分割されたパッチS TII+ v) Rl及び
S (un vl xgは、その共有境界C0M4が共
有境界COMIと突き当たる点P。を境として点28〜
2.3間の共有境界COMIIを第1のセグメントとす
ると共に、点P、−P、。間の共有境界C0M12を第
2のセグメントとして分割処理を実行する。
v) lの三角形単位領域UAIの切り出しは、枠組み
処理によって形成された共有境界COMIの両端位置の
節点P、。〜P01間を1つのセグメントとして4分割
している。 これに対してパッチを接続する必要性から
新たに分割されたパッチS TII+ v) Rl及び
S (un vl xgは、その共有境界C0M4が共
有境界COMIと突き当たる点P。を境として点28〜
2.3間の共有境界COMIIを第1のセグメントとす
ると共に、点P、−P、。間の共有境界C0M12を第
2のセグメントとして分割処理を実行する。
このようにすると節点P0゜〜P01間の共有境界CO
MIについて、 第1のパッチS (un vl I側
においては4つの三角形単位領域UAIを切り出すのに
対して、 新たなパッチS (un vl tl及びS
(Il+ V) !ffi側においては、共有境界C
OMIの線分でなる共有境界COMII及びC0M12
をそれぞれ4分割した三角形単位領域UA21及びUA
22を切り出すことになり、結局共有境界C0M1に対
して合計8分割した大きさの三角形単位領域UA21及
びUA22を切り出す結果になる。
MIについて、 第1のパッチS (un vl I側
においては4つの三角形単位領域UAIを切り出すのに
対して、 新たなパッチS (un vl tl及びS
(Il+ V) !ffi側においては、共有境界C
OMIの線分でなる共有境界COMII及びC0M12
をそれぞれ4分割した三角形単位領域UA21及びUA
22を切り出すことになり、結局共有境界C0M1に対
して合計8分割した大きさの三角形単位領域UA21及
びUA22を切り出す結果になる。
従って、節点P0゜〜P01間を4分割する三角形単位
領域UAIの共有境界COMIに沿う1辺が通る位置は
、同様に節点P0゜〜P01間を8分割する三角形単位
領域UA21及びUA22の共有境界COMII及びC
0M12に沿う1辺が通る位置と同じになることはな(
、その間にギャップGUPXが生ずることになる。
領域UAIの共有境界COMIに沿う1辺が通る位置は
、同様に節点P0゜〜P01間を8分割する三角形単位
領域UA21及びUA22の共有境界COMII及びC
0M12に沿う1辺が通る位置と同じになることはな(
、その間にギャップGUPXが生ずることになる。
そこでこのギャップGUPXの部分については、陰影処
理がされないことになり、結局陰影がつかない部分が生
じることによりいわゆる穴があくことになる。
理がされないことになり、結局陰影がつかない部分が生
じることによりいわゆる穴があくことになる。
第6図〜第8図においては、 第1のパッチS (II
+ vl lを第2のパッチS <m* vl gに接
平面連続の条件の下に接続した場合について述べたが、
第6図に対応させて第9図に示すように、 第1のパ
ッチS (an vl lを第2のパッチS (@+
V)□に接平面連続の条件が成り立たない条件の下に接
続した状態において、 第7図に対応させて第10図に
示すように、第2のパッチS 、、、 V) 、を2つ
のパッチS (un V) !I及びS (un IT
l。に分割して接平面連続の条件の下に隣接するパッチ
と接続する場合についても、第・8図について上述した
と同様にして、ギャップGUPXが生じる結果になる。
+ vl lを第2のパッチS <m* vl gに接
平面連続の条件の下に接続した場合について述べたが、
第6図に対応させて第9図に示すように、 第1のパ
ッチS (an vl lを第2のパッチS (@+
V)□に接平面連続の条件が成り立たない条件の下に接
続した状態において、 第7図に対応させて第10図に
示すように、第2のパッチS 、、、 V) 、を2つ
のパッチS (un V) !I及びS (un IT
l。に分割して接平面連続の条件の下に隣接するパッチ
と接続する場合についても、第・8図について上述した
と同様にして、ギャップGUPXが生じる結果になる。
このように陰影処理ができない部分が生ずると、陰影を
つけた自由曲面が不自然に見える不都合が生ずる。
つけた自由曲面が不自然に見える不都合が生ずる。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、第8図に
ついて上述したようなギャップGUPXが生じないよう
に陰影処理のための三角形単位領域を切り出すことがで
きるようにした陰影表示方法を提案しようとするもので
ある。
ついて上述したようなギャップGUPXが生じないよう
に陰影処理のための三角形単位領域を切り出すことがで
きるようにした陰影表示方法を提案しようとするもので
ある。
E問題点を解決するための手段
かかる問題点を解決するため本発明においては、枠組み
処理によって境界曲線で囲まれた多数の枠組み空間を形
成し、この枠組み空間にそれぞれ位置を表すパラメータ
を有するベクトル関数で表されるパッチを張ることによ
り生成された自由曲面について、枠組み空間にそれぞれ
張られたパッチから三角形単位領域を切り出し、当該三
角形単位領域の3つの頂点位置の輝度情報に基づいて、
三角形単位領域に含まれているピクセルについての輝度
情報を補間することにより、自由曲面に陰影をつけるよ
うになされた陰影表示方法において、1辺の境界曲ic
OM1を介して複数の第2のパッチS (un V)
Kl 、S +u+ v) zzに隣接するように接続
された第1のパッチS Tu+ v> Iから三角形単
位領域を切り出すに先立って、第1のパッチS (u、
vl lを複数の第2のパッチS (un V) Z
l 、g−(un V) tlに対応する複数の切出し
領域に分割し、 当該分割された各切出し領域において
複数の第2のパッチS (III v、z+ 、S (
un v)tzのうち対応するパッチにおいて用いられ
ているパラメータVを用いて三角形単位領域の切出しを
実行するようにする。
処理によって境界曲線で囲まれた多数の枠組み空間を形
成し、この枠組み空間にそれぞれ位置を表すパラメータ
を有するベクトル関数で表されるパッチを張ることによ
り生成された自由曲面について、枠組み空間にそれぞれ
張られたパッチから三角形単位領域を切り出し、当該三
角形単位領域の3つの頂点位置の輝度情報に基づいて、
三角形単位領域に含まれているピクセルについての輝度
情報を補間することにより、自由曲面に陰影をつけるよ
うになされた陰影表示方法において、1辺の境界曲ic
OM1を介して複数の第2のパッチS (un V)
Kl 、S +u+ v) zzに隣接するように接続
された第1のパッチS Tu+ v> Iから三角形単
位領域を切り出すに先立って、第1のパッチS (u、
vl lを複数の第2のパッチS (un V) Z
l 、g−(un V) tlに対応する複数の切出し
領域に分割し、 当該分割された各切出し領域において
複数の第2のパッチS (III v、z+ 、S (
un v)tzのうち対応するパッチにおいて用いられ
ているパラメータVを用いて三角形単位領域の切出しを
実行するようにする。
F作用
第1のパッチS (un v) lにおいて分割形成さ
れた切出し領域に、おいて、 対応する第2のパッチ5
(un vl g+ 、S (un v) ttにおい
て用いられているパラメータVを用いて三角形単位領域
の切出しを実行するようにしたことにより、 第1のパ
ッチS IIIIvl l及び第2のノ々ツチS (u
n v) !I 5S(III IF511間の共有境
界COMIにおいてギャップを生じさせないように三角
形単位領域を切り出すことができる。
れた切出し領域に、おいて、 対応する第2のパッチ5
(un vl g+ 、S (un v) ttにおい
て用いられているパラメータVを用いて三角形単位領域
の切出しを実行するようにしたことにより、 第1のパ
ッチS IIIIvl l及び第2のノ々ツチS (u
n v) !I 5S(III IF511間の共有境
界COMIにおいてギャップを生じさせないように三角
形単位領域を切り出すことができる。
かくして自由曲面について陰影処理ができない部分を穴
として残すことなく自由曲面全体について自然な陰影を
つけることができる。
として残すことなく自由曲面全体について自然な陰影を
つけることができる。
G実施例
以下図面について本発明の一実施例を詳述する。
(G1)第1実施例
第1図は第6図及び第7図について上述したようにして
形成された自由曲面について本発明を適用した場合の実
施例を示すもので、パッチS (un vl ! l及
びS 1.+ vl 22の陰影処理については、第8
図について上述したと同様にして三角形単位領域UA2
1及びUA22を切り出す。
形成された自由曲面について本発明を適用した場合の実
施例を示すもので、パッチS (un vl ! l及
びS 1.+ vl 22の陰影処理については、第8
図について上述したと同様にして三角形単位領域UA2
1及びUA22を切り出す。
これに対して第1のパッチS +u、vl Iの陰影処
理を実行する際には、 第1のパッチS Lu+ vl
Iと隣接する2つのパッチs 、u、 vl ffi
、及びS (un vl z□と同じパラメータを用い
て三角形単位領域を切り出すように、 2つの切出し
領域S (11vl l I及び5(Ill vl I
□に分割する。すなわち第8図に対応させて第2図に示
すように、 2つのパッチ5(un I+) 11及び
S (a、vl N1間の共有境界C0M4が共有境界
C0M1に突き当たる中点p、を通って延長する共有境
界C0M5によって第1のパッチS tu、 vl l
を2つの切出し領域5(un vl l l及びS (
III vl 12に分割する。
理を実行する際には、 第1のパッチS Lu+ vl
Iと隣接する2つのパッチs 、u、 vl ffi
、及びS (un vl z□と同じパラメータを用い
て三角形単位領域を切り出すように、 2つの切出し
領域S (11vl l I及び5(Ill vl I
□に分割する。すなわち第8図に対応させて第2図に示
すように、 2つのパッチ5(un I+) 11及び
S (a、vl N1間の共有境界C0M4が共有境界
C0M1に突き当たる中点p、を通って延長する共有境
界C0M5によって第1のパッチS tu、 vl l
を2つの切出し領域5(un vl l l及びS (
III vl 12に分割する。
第1の切出し領域S(un vl l l は、共有境
界C0M1lを介して隣接するパッチS (III I
TI * Iのパラメータと同じパラメータVを用いて
、節点posから中点PMまでの範囲を、4分割され、
各分割範囲について三角形単位領域UAIIが切り出さ
れる。
界C0M1lを介して隣接するパッチS (III I
TI * Iのパラメータと同じパラメータVを用いて
、節点posから中点PMまでの範囲を、4分割され、
各分割範囲について三角形単位領域UAIIが切り出さ
れる。
また第2の切出し領域S (at v、 、□は、共有
境界C0M12を介して隣接するパッチS (III
vl 2□と同じパラメータVを用いて、 節点P0゜
から中点P4までの範囲を4分割され、各分割範囲につ
いて三角形単位領域UA12が切り出される。
境界C0M12を介して隣接するパッチS (III
vl 2□と同じパラメータVを用いて、 節点P0゜
から中点P4までの範囲を4分割され、各分割範囲につ
いて三角形単位領域UA12が切り出される。
このようにすれば、共有境界COMIIを境にしてパッ
チS (un v) z+側において切り出された三角
形単位領域UA21について、その共有境界COMII
に沿う方向の1辺が通る位置は、第1の切出し領域S
IMJt vl I I側において切り出された三角形
単位領域UAIIについて、その共有境界COMIIに
沿う方向の1辺が通る位置と全く同じ位置になる。
チS (un v) z+側において切り出された三角
形単位領域UA21について、その共有境界COMII
に沿う方向の1辺が通る位置は、第1の切出し領域S
IMJt vl I I側において切り出された三角形
単位領域UAIIについて、その共有境界COMIIに
沿う方向の1辺が通る位置と全く同じ位置になる。
同様にして共有境界C0M12について、パッチS (
u、 vl ff1t側において切り出された三角形単
位領域UA22の共有境界C0M12に沿う方向の1辺
が通る位置は、第2の切出し領域S (un V) I
2側において切り出された三角形単位領域UA12の
共有境界C0M12に沿う方向の1辺が通る位置と同一
となる。その結果それぞれ、共有境界COMII及びC
0M12を挟んで両側に切り出された三角形単位領域U
A21及びUAII間、UA22及びUA12間にギャ
ップが生ずることはない。
u、 vl ff1t側において切り出された三角形単
位領域UA22の共有境界C0M12に沿う方向の1辺
が通る位置は、第2の切出し領域S (un V) I
2側において切り出された三角形単位領域UA12の
共有境界C0M12に沿う方向の1辺が通る位置と同一
となる。その結果それぞれ、共有境界COMII及びC
0M12を挟んで両側に切り出された三角形単位領域U
A21及びUAII間、UA22及びUA12間にギャ
ップが生ずることはない。
かくして第1及び第2の切出し領域s (un vl
、 。
、 。
及びS (un w) I 1に分割された第1のパッ
チS +u、v目に張られたパッチと、隣接する2つの
パッチS (u、 w+ z+及びS (、、v) B
の間に陰影がつかないいわゆる穴が生じることはない。
チS +u、v目に張られたパッチと、隣接する2つの
パッチS (u、 w+ z+及びS (、、v) B
の間に陰影がつかないいわゆる穴が生じることはない。
上述の実施例によれば、隣合うパッチの一方が、枠組み
空間上にパッチを張る条件に基づいて分割されたとき、
分割されないパッチ及び隣接する分割されたパッチに対
して陰影処理を施したとき、両者の境界位置にいわゆる
穴があくおそれを未然に防止することにより、自由曲面
上の陰影が不自然に見えるような結果になるおそれを有
効に防止し得る。
空間上にパッチを張る条件に基づいて分割されたとき、
分割されないパッチ及び隣接する分割されたパッチに対
して陰影処理を施したとき、両者の境界位置にいわゆる
穴があくおそれを未然に防止することにより、自由曲面
上の陰影が不自然に見えるような結果になるおそれを有
効に防止し得る。
(G2)第2実施例
第3図は、第10図について上述したようにして生成さ
れた自由曲面に陰影処理をする場合の実施例を示すもの
で、 この場合にも第1図の場合と同様にして第1のパ
ッチS (Ill Vl lを共有境界COMII及び
C0M12を介して隣接するパッチS(un vl !
l及びS (1+1 Vl t tのパラメータとお
なしパラメータを用いて第1及び第2の切出し領域S
(un IT) I 1及びS (Ill yl I
1に分割する。
れた自由曲面に陰影処理をする場合の実施例を示すもの
で、 この場合にも第1図の場合と同様にして第1のパ
ッチS (Ill Vl lを共有境界COMII及び
C0M12を介して隣接するパッチS(un vl !
l及びS (1+1 Vl t tのパラメータとお
なしパラメータを用いて第1及び第2の切出し領域S
(un IT) I 1及びS (Ill yl I
1に分割する。
このようにすれば、第1図について上述したと同様の効
果を得ることができる。
果を得ることができる。
(G3)陰影表示処理手順
このような陰影処理に伴う三角形切出し領域の分割処理
は、コンピュータによって第4図に示す陰影表示処理手
順を実行することにより実現し得る。
は、コンピュータによって第4図に示す陰影表示処理手
順を実行することにより実現し得る。
第4図において、ステップSPIにおいて陰影表示処理
プログラムが開始されると、コンピュータはステップS
P2においてパッチデータを読み込んでワイヤフレーム
表示をする。このパッチデータは例えばデザイナが自由
曲面をデザインする際に、別途3次元空間に境界曲線網
を枠組みすることによって得られる。
プログラムが開始されると、コンピュータはステップS
P2においてパッチデータを読み込んでワイヤフレーム
表示をする。このパッチデータは例えばデザイナが自由
曲面をデザインする際に、別途3次元空間に境界曲線網
を枠組みすることによって得られる。
この表示状態においてオペレータはワイヤフレーム表示
された自由曲面について、陰影処理をするに際して不適
当なパッチを含む不具合があるか否かをステップSP3
において目視確認し、不具合があるとの判断結果が得ら
れたとき、ステップSP4に移って当該不具合があるパ
ッチを複数の切出し領域に分割した後ステップSP5に
移る。
された自由曲面について、陰影処理をするに際して不適
当なパッチを含む不具合があるか否かをステップSP3
において目視確認し、不具合があるとの判断結果が得ら
れたとき、ステップSP4に移って当該不具合があるパ
ッチを複数の切出し領域に分割した後ステップSP5に
移る。
このステップSP3及びSF3の処理手順は第1図及び
第2図について上述したように、隣合う2つのパッチが
異なるパラメータによって三角形単位領域の切り出しを
するように構成されている場合に、そのまま各パッチに
ついて陰影処理をすれば隣合うパッチの境界曲線の位置
に陰影処理をすることができない領域が穴となって残る
場合があるので、このパッチ相互間の穴を発生させない
ように防止する。
第2図について上述したように、隣合う2つのパッチが
異なるパラメータによって三角形単位領域の切り出しを
するように構成されている場合に、そのまま各パッチに
ついて陰影処理をすれば隣合うパッチの境界曲線の位置
に陰影処理をすることができない領域が穴となって残る
場合があるので、このパッチ相互間の穴を発生させない
ように防止する。
ステップSP3において不具合なパッチが発見できなか
ったときには、直ちにステップSP5に移る。
ったときには、直ちにステップSP5に移る。
このステップSP5は、共有境界と、切り出される三角
形単位領域の共有境界に沿う1辺との間の誤差δの値を
措定するステップで、オペレータがこの誤差δを指定す
ると、コンピュータはステップSP6に移って当該誤差
δに対する三角形単位領域の分割数を決定して分割処理
を実行する。
形単位領域の共有境界に沿う1辺との間の誤差δの値を
措定するステップで、オペレータがこの誤差δを指定す
ると、コンピュータはステップSP6に移って当該誤差
δに対する三角形単位領域の分割数を決定して分割処理
を実行する。
このステップSP5及びSF3の処理は、1つのパッチ
から三角形単位領域を切り出す際に当該パッチが本来境
界曲線にもっている曲線感を失わせないようにするため
の再分割処理で、コンピュータはこの処理結果をステッ
プSP7においてオペレータに目視確認させ、実用上未
だ曲線感を失わせるような状態にある場合には、上述の
ステップSP5に戻って誤差δの値を再指定すると共に
、当該誤差δに対する三角形単位領域の分割処理を繰り
返す。
から三角形単位領域を切り出す際に当該パッチが本来境
界曲線にもっている曲線感を失わせないようにするため
の再分割処理で、コンピュータはこの処理結果をステッ
プSP7においてオペレータに目視確認させ、実用上未
だ曲線感を失わせるような状態にある場合には、上述の
ステップSP5に戻って誤差δの値を再指定すると共に
、当該誤差δに対する三角形単位領域の分割処理を繰り
返す。
このような処理が終了したとき、コンピュータはステッ
プSP8に移って当該陰影表示処理プログラムを終了す
る。
プSP8に移って当該陰影表示処理プログラムを終了す
る。
(G4)切出し領域の分割処理結果の検討(G4−1)
境界曲線C0M12について第1図及び第2図について
上述したように、第1のパッチS 、、、 V) 、の
パラメータVをOから1まで変化させることにより指定
される共有境界C0M1について、これを2つの共有境
界COMII及びC0M12に分割し、それぞれ隣接す
るパッチS (un vl21及び5(un vl z
zのパラメータVを用いてこれをOから1まで変化させ
るまでの間に三角形単位領域UAII及びUA12を切
り出したとき、その切出し結果は直接光の共有境界C0
M1について三角形単位領域を切り出した場合と同じ結
果になる。このことは、次のようにしてF11I認し得
る。
境界曲線C0M12について第1図及び第2図について
上述したように、第1のパッチS 、、、 V) 、の
パラメータVをOから1まで変化させることにより指定
される共有境界C0M1について、これを2つの共有境
界COMII及びC0M12に分割し、それぞれ隣接す
るパッチS (un vl21及び5(un vl z
zのパラメータVを用いてこれをOから1まで変化させ
るまでの間に三角形単位領域UAII及びUA12を切
り出したとき、その切出し結果は直接光の共有境界C0
M1について三角形単位領域を切り出した場合と同じ結
果になる。このことは、次のようにしてF11I認し得
る。
各枠組み空間に張るパッチS (u、vl を次式3式
%) のように3次のベジェ式で表すとすると、第1図及び第
2図のパッチS (u+ w+ 1の共有境界COM
1は、次式 %式%(2) で表されるように、パラメータtがOから1まで変化す
る間に第5図に示すように、節点P0からP、までの共
有境界COMIを、X72座標空間における空間曲線R
(L)として表すことができる。
%) のように3次のベジェ式で表すとすると、第1図及び第
2図のパッチS (u+ w+ 1の共有境界COM
1は、次式 %式%(2) で表されるように、パラメータtがOから1まで変化す
る間に第5図に示すように、節点P0からP、までの共
有境界COMIを、X72座標空間における空間曲線R
(L)として表すことができる。
ところで共有境界C0M4 (第2図)が共有境界C0
M1に突き当たる中点P。において、第1のパッチS
(u+ v) Iが共有境界C0M5によって分割され
たと考えたとき、 パラメータtがOから【。まで変化
したとき、指定し得る節点P0から中点p、までの線分
でなる共有境界C0M12は、次式 %式%) のように、パラメータt、(=O〜l)を変数とする空
間曲線R+(t+)によって表すことができる。
M1に突き当たる中点P。において、第1のパッチS
(u+ v) Iが共有境界C0M5によって分割され
たと考えたとき、 パラメータtがOから【。まで変化
したとき、指定し得る節点P0から中点p、までの線分
でなる共有境界C0M12は、次式 %式%) のように、パラメータt、(=O〜l)を変数とする空
間曲線R+(t+)によって表すことができる。
ここで共有境界C0M12は、共有境界C0M1の線分
であるので、分割後の空間曲線R+(t+)は分割前の
空間曲線R(t)と等しいはずであり、(2)式及び(
3)式から (1−t 、+ t +E)3p 、。z=(l t
+ t E)3Pa・・・・・・(4) の関係が成り立つ。
であるので、分割後の空間曲線R+(t+)は分割前の
空間曲線R(t)と等しいはずであり、(2)式及び(
3)式から (1−t 、+ t +E)3p 、。z=(l t
+ t E)3Pa・・・・・・(4) の関係が成り立つ。
ここで分割後の空間曲線R1(El)のパラメータt1
は、共有境界C0M12を節点P0から中点P9まで指
定する際に、0から1まで変化するのに対して、同様に
節点P0からP、までの範囲を空間曲線R(t)の位置
を指定するにはパラメータtを0からtoまで変化させ
る関係にある。この関係を比例式で表せば t:4=t:to ・・・・・・(5)
となり、パラメータを及びtlの関係は1=1.1.
・・・・・・(6)で表し得る。
は、共有境界C0M12を節点P0から中点P9まで指
定する際に、0から1まで変化するのに対して、同様に
節点P0からP、までの範囲を空間曲線R(t)の位置
を指定するにはパラメータtを0からtoまで変化させ
る関係にある。この関係を比例式で表せば t:4=t:to ・・・・・・(5)
となり、パラメータを及びtlの関係は1=1.1.
・・・・・・(6)で表し得る。
(6)式を(4)式の右辺に代入すると共に、式の形を
整えて展開すると、 (1−t + t E)’PG −(1−tot、+1゜t+E)’Pa= (1−t、
+ t+(1−to+ toE)) 3Pa= (1−
t +)’P。
整えて展開すると、 (1−t + t E)’PG −(1−tot、+1゜t+E)’Pa= (1−t、
+ t+(1−to+ toE)) 3Pa= (1−
t +)’P。
+3(1−t l)” t 1(1−t 0+ t 0
E)PG+3(1−t、)t、”(1−t0+仁。E)
”P。
E)PG+3(1−t、)t、”(1−t0+仁。E)
”P。
+ t +’(1t o + t oE)”P o
・・・・・・ (7)のように、パラメータt1に
ついて(t t+)3の項と、3 (l t+)”
t+ の項と、 3 (1−t+)j%の項とtl
lの項との和として表し得る。
・・・・・・ (7)のように、パラメータt1に
ついて(t t+)3の項と、3 (l t+)”
t+ の項と、 3 (1−t+)j%の項とtl
lの項との和として表し得る。
これに対して(4)式の左辺を展開すると、次式
%式%
+ t 13P (3+ 1
・・・・・・ (8)のように(7)式の各項に対応
する項を有する式が得られる。
・・・・・・ (8)のように(7)式の各項に対応
する項を有する式が得られる。
(8)式においてP、。、いP、1.いP。、1、P(
り+は第5図に示すように、共有境界C0MI2を規定
する制御点で、 P(Ill”EP(11目
+−−0−(9)P+ttt−E”P
(oz ・・・・・・(10)P(311
=E’P(。1. ・・・・・・(11)の
関係がある。従って(4)式を満足するためには、(7
)式及び(8)式の対応する項がそれぞれ互いに等しけ
れば良い、そこでN−tt)’の項について P(。l 1 ”’ P O・・・・・・(12)の関
係が成り立ち、このことは第5図において、共有境界C
OMIの節点P0と共存境界COM 12の制御点P、
。、lとが等しいことを表している。
り+は第5図に示すように、共有境界C0MI2を規定
する制御点で、 P(Ill”EP(11目
+−−0−(9)P+ttt−E”P
(oz ・・・・・・(10)P(311
=E’P(。1. ・・・・・・(11)の
関係がある。従って(4)式を満足するためには、(7
)式及び(8)式の対応する項がそれぞれ互いに等しけ
れば良い、そこでN−tt)’の項について P(。l 1 ”’ P O・・・・・・(12)の関
係が成り立ち、このことは第5図において、共有境界C
OMIの節点P0と共存境界COM 12の制御点P、
。、lとが等しいことを表している。
次に、3 (t−tt )” tt の項について
P+n+=(I to)Po+ taP+ ・・・
・−(13)が成り立つ。(13)式においてPo、P
+はP2、P、と共に、第5図において共有境界COM
Iを規定する制御点を構成し、 P、=EP、 ・・・・・・(1
4)P、=E”P、 ・・・・・・
(15)Ps=E3Po ・・・・
−(16)の関係がある。従って(13)式は、共有境
界C0M12の制御点pH)lは、共有境界C0M1の
制御点P0及びPlをパラメータ(1−to)及びto
によって内分した点であることを表している(第5図)
。
P+n+=(I to)Po+ taP+ ・・・
・−(13)が成り立つ。(13)式においてPo、P
+はP2、P、と共に、第5図において共有境界COM
Iを規定する制御点を構成し、 P、=EP、 ・・・・・・(1
4)P、=E”P、 ・・・・・・
(15)Ps=E3Po ・・・・
−(16)の関係がある。従って(13)式は、共有境
界C0M12の制御点pH)lは、共有境界C0M1の
制御点P0及びPlをパラメータ(1−to)及びto
によって内分した点であることを表している(第5図)
。
また3(1t、)tt”の項について
Ptt)l−C1’o+toE)”Po ・−−−−
・(x7)が成り立つ、 (17)式の右辺を展開し
て変形すれ(1t、+ toE)”P。
・(x7)が成り立つ、 (17)式の右辺を展開し
て変形すれ(1t、+ toE)”P。
=(1to)”Po+2(1to)toP、+ tll
”p2=(1−to)((1−to)po+ toP+
)+ to ((1−to)P++ t。pg)
・・・・・・ (18)のように変形できる。 (
18)式において(1−【。)p、+t。p、は、(1
3)式について上述したように、制御点P、及び25間
を内分した点P(Illである。また(1 to )
P+ +to Pgは、第5図に示すように、共有境
界COMIの制御点p、及び22間をパラメータ(1−
tO)及びtoで内分した点Qを表し、従って次式%式
%(19) で表すことができる。従って(17)式はP+z++=
(1to)Pn+++ toQ −−(20)と表し得
、結局共有境界C0M12の第2の制御点P(H+は、
制御点P(1)l及び内分した点Qをさらにパラメータ
(t−to)及びt、で内分した位置にあることが分か
る。
”p2=(1−to)((1−to)po+ toP+
)+ to ((1−to)P++ t。pg)
・・・・・・ (18)のように変形できる。 (
18)式において(1−【。)p、+t。p、は、(1
3)式について上述したように、制御点P、及び25間
を内分した点P(Illである。また(1 to )
P+ +to Pgは、第5図に示すように、共有境
界COMIの制御点p、及び22間をパラメータ(1−
tO)及びtoで内分した点Qを表し、従って次式%式
%(19) で表すことができる。従って(17)式はP+z++=
(1to)Pn+++ toQ −−(20)と表し得
、結局共有境界C0M12の第2の制御点P(H+は、
制御点P(1)l及び内分した点Qをさらにパラメータ
(t−to)及びt、で内分した位置にあることが分か
る。
さらに(7)式及び(8)式においてt%の項について
次式 %式%(21) が成り立ち、その右辺を展開して整理すれば、(1−t
、+ t oE)’p。
次式 %式%(21) が成り立ち、その右辺を展開して整理すれば、(1−t
、+ t oE)’p。
=(1−to)”Po+3(1−to)”toP++3
(1−to)jo”P1+t、’p。
(1−to)jo”P1+t、’p。
=(1−to)” ((1−to)Po+ t*P+)
+2(1−to)to ((1−to)Pt+ taP
t)+ to” ((I Lo)Pz+toPs)・
・・・・・(22) のように変形し得る。 (22)式において、第1項
の(1−to)Po +to P+は(13)式から制
御点P(1)、であり、また第2項の(t−to)p、
+t、p!は(19)式について上述したように内分し
た点Qであることが分かる。
+2(1−to)to ((1−to)Pt+ taP
t)+ to” ((I Lo)Pz+toPs)・
・・・・・(22) のように変形し得る。 (22)式において、第1項
の(1−to)Po +to P+は(13)式から制
御点P(1)、であり、また第2項の(t−to)p、
+t、p!は(19)式について上述したように内分し
た点Qであることが分かる。
これに対して第3項の(1’o ) Pg +i。
P、は、第5図に示すように、共有境界COMIの制御
点Pオ及び21間をパラメータ(l−【。
点Pオ及び21間をパラメータ(l−【。
)及びtoで内分した点を表し、これを次式%式%(2
3) で表すように、共有境界COMI 1の第2番目の制御
点P<titとする。
3) で表すように、共有境界COMI 1の第2番目の制御
点P<titとする。
このようにすると、(21)式の制御点P(!、は次式
%式%)
のように整理することができる。ところがこの(24)
式において、第1項の(l to ) P<+>++
toQは(20)式で上述したように制御点P(ill
であり、 また第2項の(1to)Q+t。
式において、第1項の(l to ) P<+>++
toQは(20)式で上述したように制御点P(ill
であり、 また第2項の(1to)Q+t。
puntは、第5図において内分した点Q及び制御点P
(り11間をパラメータ(1−me)及びtoで内分し
た点を表し、これを (1ta)Q+ LoPn、z=P<ut −−(25
)で表すように、共有境界COMIIの第1番目の制御
点P、、、tとする。
(り11間をパラメータ(1−me)及びtoで内分し
た点を表し、これを (1ta)Q+ LoPn、z=P<ut −−(25
)で表すように、共有境界COMIIの第1番目の制御
点P、、、tとする。
このようにすれば(24)式の制御点P 13+ 1は
結局 P+z++=(1to)P(z+++ toP(1)2
・・・・・・ (26) で表すように、共有境界C0M12の第2番目の制御点
P、z)1と、共有境界coMllの第1番目の制御点
pH)!との間をパラメータ(1to)及びt、で内分
した点になることが分かる。
結局 P+z++=(1to)P(z+++ toP(1)2
・・・・・・ (26) で表すように、共有境界C0M12の第2番目の制御点
P、z)1と、共有境界coMllの第1番目の制御点
pH)!との間をパラメータ(1to)及びt、で内分
した点になることが分かる。
このようにして共有境界C0M12は、パラメータt1
がOから1まで変化する間に、4つの制御点P T01
1% P (111% P (Ills P +33+
によって規定される曲線として規定することができ、こ
のように規定すれば、(4)式の条件を満足できること
になり、結局パラメータt、がOから1まで変化する間
に表される共存境界C0M12は、分割前の共有境界C
OMIについてパラメータtをOからtoまで変化させ
たときに表す境界曲線と一致することになる。
がOから1まで変化する間に、4つの制御点P T01
1% P (111% P (Ills P +33+
によって規定される曲線として規定することができ、こ
のように規定すれば、(4)式の条件を満足できること
になり、結局パラメータt、がOから1まで変化する間
に表される共存境界C0M12は、分割前の共有境界C
OMIについてパラメータtをOからtoまで変化させ
たときに表す境界曲線と一致することになる。
(G4−2)境界曲線C0M11について次に分割前の
共有境界COMIについて、パラメータtをt、から1
まで変化させたときに指定される曲線と、分割後の共有
境界C0M11についてパラメータt t ’@ 0か
ら1まで変化させたときに指定される曲線とが一致する
ことを次に確認する。
共有境界COMIについて、パラメータtをt、から1
まで変化させたときに指定される曲線と、分割後の共有
境界C0M11についてパラメータt t ’@ 0か
ら1まで変化させたときに指定される曲線とが一致する
ことを次に確認する。
分割後の共有境界COMIIを表す空間曲線Rz(Lx
)を次式 %式%(2 で表すとき、この曲線Rz(tt)が次式について上述
した共有境界COMIを表す曲線R(t)と等しくなる
ためには次式 %式%() が成り立つことが必要である。
)を次式 %式%(2 で表すとき、この曲線Rz(tt)が次式について上述
した共有境界COMIを表す曲線R(t)と等しくなる
ためには次式 %式%() が成り立つことが必要である。
ここでパラメータtと1.との間には、パラメータt!
がOから1まで変化したとき共有境界C0Mll0点P
(。、8から点P。、2までの曲線が指定されるのに対
して、同じ曲線をパラメータtをtoから1まで変化さ
せることによって指定することができる関係にある。そ
こで次式 %式%(29) の比例式が得られ、この比例式からパラメータtは次式 tt(1−to)t、 ・・・・・・(
30)のようにパラメータt、で表すことができる。
がOから1まで変化したとき共有境界C0Mll0点P
(。、8から点P。、2までの曲線が指定されるのに対
して、同じ曲線をパラメータtをtoから1まで変化さ
せることによって指定することができる関係にある。そ
こで次式 %式%(29) の比例式が得られ、この比例式からパラメータtは次式 tt(1−to)t、 ・・・・・・(
30)のようにパラメータt、で表すことができる。
(30)式を(28)式の右辺に代入して整理すると(
2日)式の右辺は (1−t + t E)’P 。
2日)式の右辺は (1−t + t E)’P 。
” (1(to+(1to)tz)
+ (to + (t−to)tz) E)’P。
−(I Lo L2+ tott+ toE+ t
2E t e t 2E)’P 。
2E t e t 2E)’P 。
−[1tt) (l tz) t。
+(1−t z) t oE + t zE) ’Pa
= ((1−tz)(1−t、+t、E)+3(1−
tz)” (1−t。+ tl、E)”ttE+3(
1tt)(1to+toE)tt!E”+jz3Eコ)
po ・・・・・・ (31)
のように展開することができる。
= ((1−tz)(1−t、+t、E)+3(1−
tz)” (1−t。+ tl、E)”ttE+3(
1tt)(1to+toE)tt!E”+jz3Eコ)
po ・・・・・・ (31)
のように展開することができる。
これに対して(28)式の左辺を展開すれば(1t t
l t IE)’P +o+z=(1tz)’P+。
l t IE)’P +o+z=(1tz)’P+。
、t
+3(1tz)”tzPn+z
+3(1t z) t z”P +z+z+ t z’
P 、:nz・・・・・・(32) のように(1−ti”の項と、 3 (1−tt)
2 ttの項と、3 (1−t、 ) t、 ”の項
と、t23の項との和の形に整理することができ、この
各項が(31)式の対応する項と等しいと置くことによ
り、共有境界COMIIの曲線を規定する制御点P+@
it、P u+ 2% P 、zr t、、 P tx
> tをそれぞれ求めることができる。ここで(32)
式においてP (111= E P (6) *
−・・・(33)P 、z、*= E”P
<olz ・”・・・(34)P ts
+z= E’P (。、8 ・・・・・・
(35)の関係がある。
P 、:nz・・・・・・(32) のように(1−ti”の項と、 3 (1−tt)
2 ttの項と、3 (1−t、 ) t、 ”の項
と、t23の項との和の形に整理することができ、この
各項が(31)式の対応する項と等しいと置くことによ
り、共有境界COMIIの曲線を規定する制御点P+@
it、P u+ 2% P 、zr t、、 P tx
> tをそれぞれ求めることができる。ここで(32)
式においてP (111= E P (6) *
−・・・(33)P 、z、*= E”P
<olz ・”・・・(34)P ts
+z= E’P (。、8 ・・・・・・
(35)の関係がある。
先ず(31)式及び(32)式〇〇−tt)3の項から
次式 %式%(36) が成り立つ、その右辺を展開すれば (1t 、+ t 0E)P6 =(1−to)3Po+3(1to)”toP++3(
1−t o) t ll”P!+ t o’Pi=(1
−t o)” ((1−t o)P++t oP+)+
2(1to) Lo ((1to)P、+ toPz)
+ t o” ((1−t o)pz+ t 0P3
) ・・・・・・ (37)のように表すことができ
、第1項の(1to)P、+ l 、p、は、(13)
式について上述したように制御点P(1,であり、第2
項の(1−tO)P、+ j 、p、は(19)式につ
いて上述したように内分した点Qであり、 さらに第3
項の(1−to )Pz +to Piは(23)式に
ついて上述したように制御点p、z、tである。
次式 %式%(36) が成り立つ、その右辺を展開すれば (1t 、+ t 0E)P6 =(1−to)3Po+3(1to)”toP++3(
1−t o) t ll”P!+ t o’Pi=(1
−t o)” ((1−t o)P++t oP+)+
2(1to) Lo ((1to)P、+ toPz)
+ t o” ((1−t o)pz+ t 0P3
) ・・・・・・ (37)のように表すことができ
、第1項の(1to)P、+ l 、p、は、(13)
式について上述したように制御点P(1,であり、第2
項の(1−tO)P、+ j 、p、は(19)式につ
いて上述したように内分した点Qであり、 さらに第3
項の(1−to )Pz +to Piは(23)式に
ついて上述したように制御点p、z、tである。
従って(36)式の制御点P、。、2はP(。+!=(
1to) ((1to)P(1>++toQ) +to
((1to)Q + t o P 、tl 2) −
・” (38)のように書き直すことができる。ところ
が(38)式においてさらに第1項の(1to ) P
(Ill+toQは(20)式について上述したように
制御点p+z目であり、 また第2項の(1−t、)Q
+t6Pu+tは(25)式について上述したように制
御点P(11!である。 従って(38)式の制御点P
、。、2は次式 Pn+z=(1to)Pu+++ toPnrt・・・
・・・(39) で表されるように、共有境界C0M12の制御点P(2
)+と共有境界C0M11の制御点P++1!間をパラ
メータ(t−ti及びtoによって内分した点として求
めることができる。
1to) ((1to)P(1>++toQ) +to
((1to)Q + t o P 、tl 2) −
・” (38)のように書き直すことができる。ところ
が(38)式においてさらに第1項の(1to ) P
(Ill+toQは(20)式について上述したように
制御点p+z目であり、 また第2項の(1−t、)Q
+t6Pu+tは(25)式について上述したように制
御点P(11!である。 従って(38)式の制御点P
、。、2は次式 Pn+z=(1to)Pu+++ toPnrt・・・
・・・(39) で表されるように、共有境界C0M12の制御点P(2
)+と共有境界C0M11の制御点P++1!間をパラ
メータ(t−ti及びtoによって内分した点として求
めることができる。
次に(31)式及び(32)式の3 (t−tz)”P
2の項から P+nz=(1to+t)E)”PH・・・・・・(4
0)が成り立つ。その右辺を展開すれば (1−t 0+ toE)”P+ −(1to)”P++2(1−to)toPz +t、
”p。
2の項から P+nz=(1to+t)E)”PH・・・・・・(4
0)が成り立つ。その右辺を展開すれば (1−t 0+ toE)”P+ −(1to)”P++2(1−to)toPz +t、
”p。
=(1−to)((1−to)P++ toPz)+
t o ((1−t o)Pt+ t 1lP3)
・・・・・・(41)のように整理することができ、
その第1項の(1t@ )PI+t@ Ptは(19)
式から内分した点Qであり、また第2項の(l to
)Pg+t、P、は(23)式から制御点p+z+zで
ある。そこで(40)式の制御点P(112は次式P
u+z=(1−t o)Q+ t oP +nz・・・
・・・(42)で表されるように、内分した点Qと制御
点Punt間を(1to)及び乞。で内分した点である
ことが分かる。
t o ((1−t o)Pt+ t 1lP3)
・・・・・・(41)のように整理することができ、
その第1項の(1t@ )PI+t@ Ptは(19)
式から内分した点Qであり、また第2項の(l to
)Pg+t、P、は(23)式から制御点p+z+zで
ある。そこで(40)式の制御点P(112は次式P
u+z=(1−t o)Q+ t oP +nz・・・
・・・(42)で表されるように、内分した点Qと制御
点Punt間を(1to)及び乞。で内分した点である
ことが分かる。
さらに(31)式及び(32)式の3(1−t、)3%
の項から P(nz=(1to+toE)Pg −(1−t 6)P!+ t 6P3 ・・・・・・
(43)の関係が成り立ち、 結局制御点p+z+zは
、制御点P2及び21間をパラメータN−to)及びt
、によって内分した点であることが分かる。
の項から P(nz=(1to+toE)Pg −(1−t 6)P!+ t 6P3 ・・・・・・
(43)の関係が成り立ち、 結局制御点p+z+zは
、制御点P2及び21間をパラメータN−to)及びt
、によって内分した点であることが分かる。
さらに(31)式及び(32)式のt%の項からP(3
1!””P3 ・・・・・・
(44)が成り立つ、これにより制御点P0,2は共
有境界C0M1の節点P、であることが分かる。
1!””P3 ・・・・・・
(44)が成り立つ、これにより制御点P0,2は共
有境界C0M1の節点P、であることが分かる。
か(して共有境界COMIIは、制御点P、。、tP(
1)よ、P<t+t、Po、2によってパラメータt。
1)よ、P<t+t、Po、2によってパラメータt。
を0から1まで変化させることによって得ることができ
る。そしてこの空間曲線は、共有境界C0M1の制御点
Pa 、P+ 、Pg 、Psに基づいて、これを内分
した点として表すことができ、かくして共有境界C0M
1についてパラメータtをtoから1まで変化させたと
きに描く空間曲線と一敗させることができる。
る。そしてこの空間曲線は、共有境界C0M1の制御点
Pa 、P+ 、Pg 、Psに基づいて、これを内分
した点として表すことができ、かくして共有境界C0M
1についてパラメータtをtoから1まで変化させたと
きに描く空間曲線と一敗させることができる。
(G4−3)総合評価
上述のようにパラメータt1及び1tをそれぞれOから
1まで変化させたときに描く共有境界C0M12及びC
OMIIの空間曲線は、パラメータtをOから1まで変
化させたときに描く共有境界COMIの空間曲線と一致
するようにし得、かくして第2図について上述したよう
に共有境界C0M12及びCOMIIについてそれぞれ
三角形単位領域を切り出す際に用いたパラメータと同じ
パラメータを用いて、第1のパッチS(ゆ、 vl +
の切出し領域S。+vll!及びS (u+ vl l
+から三角形単位領域を切り出したときに、その効果
は共有境界C0M1の線分について三角形単位領域を切
り出したと同じ効果を生じさせることができる。その結
果共有境界CoM1の位置に陰影処理されない穴があく
ことを有効に防止し得る。
1まで変化させたときに描く共有境界C0M12及びC
OMIIの空間曲線は、パラメータtをOから1まで変
化させたときに描く共有境界COMIの空間曲線と一致
するようにし得、かくして第2図について上述したよう
に共有境界C0M12及びCOMIIについてそれぞれ
三角形単位領域を切り出す際に用いたパラメータと同じ
パラメータを用いて、第1のパッチS(ゆ、 vl +
の切出し領域S。+vll!及びS (u+ vl l
+から三角形単位領域を切り出したときに、その効果
は共有境界C0M1の線分について三角形単位領域を切
り出したと同じ効果を生じさせることができる。その結
果共有境界CoM1の位置に陰影処理されない穴があく
ことを有効に防止し得る。
(G5)他の実施例
+11 なお、上述の実施例においては、枠組み空間
に3次のベジェ式で表されるパッチを張る場合について
述べたが、数式の次数はこれに限らず4次以上にしても
良い。
に3次のベジェ式で表されるパッチを張る場合について
述べたが、数式の次数はこれに限らず4次以上にしても
良い。
(2) さらに上述の実施例においては、ベジェ式に
よって表されるパッチを張るようにした場合について述
べたが、これに限らず、スプライン式、クーンズ((o
ons)式、フオーガソン(Furgason)式など
他のベクトル関数を用いるようにしても良い。
よって表されるパッチを張るようにした場合について述
べたが、これに限らず、スプライン式、クーンズ((o
ons)式、フオーガソン(Furgason)式など
他のベクトル関数を用いるようにしても良い。
(3)また、上述の実施例においては、四辺形パッチ間
を接続する場合について述べたが、これに限らず、他の
形状のパッチを接続する場合にも同様にして本発明を適
用し得る。
を接続する場合について述べたが、これに限らず、他の
形状のパッチを接続する場合にも同様にして本発明を適
用し得る。
H発明の効果
以上のように本発明によれば、1本の境界曲線を介して
複数のパッチと接続されているパッチについて陰影処理
のための三角形パッチを切り出す際に、当8亥隣接する
パッチにおいて用いられたパラメータを用いて三角形単
位領域を切り出すようにしたことにより、陰影処理をで
きないような穴を生じさせることなく、自由曲面全体に
ついて陰影処理をすることができる陰影表示方法を容易
に実現し得る。
複数のパッチと接続されているパッチについて陰影処理
のための三角形パッチを切り出す際に、当8亥隣接する
パッチにおいて用いられたパラメータを用いて三角形単
位領域を切り出すようにしたことにより、陰影処理をで
きないような穴を生じさせることなく、自由曲面全体に
ついて陰影処理をすることができる陰影表示方法を容易
に実現し得る。
第1図は本発明による陰影表示方法の一実施例を示す路
線図、第2図はその三角形単位領域の切出し手順を示す
路線図、第3図は他の応用例を示す路線図、第4図は陰
影表示処理手順を示すフローチャート、第5図は分割さ
れた共有境界について異なるパラメータで三角形切出し
処理をした場合の結果の確認の説明に供する路線図、第
6図及び第7図は従来の陰影処理方法の説明に供する路
線図、第8図はその三角形単位領域の切出し手順を示す
路線図、第9図及び第10図は他の自由曲面についての
陰影処理方法の説明に供する路線図、第11図及び第1
2図はパッチからの三角形単位領域の切出し方法を示す
路線図である。 S la、vl I ・・” ”’第1のパッチ、S
Tu+ v) I +、S (III Ill l t
−・=切出し領域、 S (11+ vl t
l、S (a+v□2・・・・・・分割されたパッチ、
UA、UAll、UA12、UA21、UA22・・・
・・・三角形単位領域、COMI、COMII、C0M
12、C0M4、C0M5・・・・・・共有境界。
線図、第2図はその三角形単位領域の切出し手順を示す
路線図、第3図は他の応用例を示す路線図、第4図は陰
影表示処理手順を示すフローチャート、第5図は分割さ
れた共有境界について異なるパラメータで三角形切出し
処理をした場合の結果の確認の説明に供する路線図、第
6図及び第7図は従来の陰影処理方法の説明に供する路
線図、第8図はその三角形単位領域の切出し手順を示す
路線図、第9図及び第10図は他の自由曲面についての
陰影処理方法の説明に供する路線図、第11図及び第1
2図はパッチからの三角形単位領域の切出し方法を示す
路線図である。 S la、vl I ・・” ”’第1のパッチ、S
Tu+ v) I +、S (III Ill l t
−・=切出し領域、 S (11+ vl t
l、S (a+v□2・・・・・・分割されたパッチ、
UA、UAll、UA12、UA21、UA22・・・
・・・三角形単位領域、COMI、COMII、C0M
12、C0M4、C0M5・・・・・・共有境界。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 枠組み処理によつて境界曲線で囲まれた多数の枠組み空
間を形成し、上記枠組み空間にそれぞれ位置を表すパラ
メータを有するベクトル関数で表されるパッチを張るこ
とにより生成された自由曲面について、上記枠組み空間
にそれぞれ張られたパッチから三角形単位領域を切り出
し、当該三角形単位領域の3つの頂点位置の輝度情報に
基づいて、上記三角形単位領域に含まれているピクセル
についての輝度情報を補間することにより、上記自由曲
面に陰影をつけるようになされた陰影表示方法において
、 1辺の境界曲線を介して複数の第2のパッチに隣接する
ように接続された第1のパッチから三角形単位領域を切
り出すに先立つて、上記第1のパッチを上記複数の第2
のパッチに対応する複数の切出し領域に分割し、当該分
割された各切出し領域において上記複数の第2のパッチ
のうち対応するパッチにおいて用いられているパラメー
タを用いて上記三角形単位領域の切出しを実行するよう
にしたことを特徴とする陰影表示方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61151045A JPH0632043B2 (ja) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | 陰影表示方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61151045A JPH0632043B2 (ja) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | 陰影表示方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS638882A true JPS638882A (ja) | 1988-01-14 |
| JPH0632043B2 JPH0632043B2 (ja) | 1994-04-27 |
Family
ID=15510093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61151045A Expired - Fee Related JPH0632043B2 (ja) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | 陰影表示方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0632043B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03266194A (ja) * | 1990-03-16 | 1991-11-27 | Masaki Azuma | コンピュータグラフィックにおける高品質レンダリング図作成方法および装置 |
| JPH05324774A (ja) * | 1990-11-26 | 1993-12-07 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 立体モデル生成装置および方法 |
| JP2006523891A (ja) * | 2003-03-26 | 2006-10-19 | ブリガム・ヤング・ユニバーシティ | 局所洗練を用いてt−スプライン及びt−nurcc表面を定義するためのシステム及び方法 |
-
1986
- 1986-06-27 JP JP61151045A patent/JPH0632043B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03266194A (ja) * | 1990-03-16 | 1991-11-27 | Masaki Azuma | コンピュータグラフィックにおける高品質レンダリング図作成方法および装置 |
| JPH05324774A (ja) * | 1990-11-26 | 1993-12-07 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 立体モデル生成装置および方法 |
| JP2006523891A (ja) * | 2003-03-26 | 2006-10-19 | ブリガム・ヤング・ユニバーシティ | 局所洗練を用いてt−スプライン及びt−nurcc表面を定義するためのシステム及び方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0632043B2 (ja) | 1994-04-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |