JP4788565B2 - Apparatus and method for creating three-dimensional shape data of object having seam on surface - Google Patents
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Description
本発明は、表面に縫い目を有する物体の三次元形状データを作成する技術に関し、特に、表面に縫い目を有する商品の見本画像を、CG(コンピュータグラフィックス)の技術を利用して作成する手法に関する。また、本発明は、三次元形状データで表現される物体の表面に定義された所定の標本点の位置における当該物体表面についての法線nを疑似的に求める方法に関する。 The present invention relates to a technique for creating three-dimensional shape data of an object having a seam on a surface, and more particularly, to a technique for creating a sample image of a product having a seam on a surface by using a CG (computer graphics) technique. . The present invention also relates to a method for pseudo-determining a normal n with respect to an object surface at a position of a predetermined sample point defined on the surface of the object represented by three-dimensional shape data.
コンピュータの性能向上により、産業界の様々な分野でCG画像が利用されるようになってきている。たとえば、建築物、家具、自動車などの設計段階では、通常、多くのCG画像が利用されている。また、コンピュータを利用した製品のプレゼンテーションや映画などの種々の映像表現においても、物品の様々なCG画像が不可欠である。更に、最近では、商品カタログなどにも、実際の商品写真の代わりに、CG画像が利用される例も少なくない。一般に、CADを用いた設計段階を経て製品化された商品の場合、設計に用いたCADデータを流用してCG画像を作成することができるため、商品カタログに掲載するCG画像も、比較的容易に用意することが可能になる。 Due to the improvement in computer performance, CG images are being used in various fields of industry. For example, in the design stage of buildings, furniture, automobiles, etc., many CG images are usually used. Also, various CG images of articles are indispensable for various video expressions such as product presentations and movies using computers. Furthermore, recently, there are many examples in which CG images are used instead of actual product photos in product catalogs and the like. In general, in the case of a product that has been commercialized through a design stage using CAD, it is possible to create a CG image using the CAD data used for the design. It becomes possible to prepare.
ソファなどの家具、自動車の内装、衣服、バッグ、靴、鞄など、表面に布地や革地による加飾を施した物品の場合、その性質上、表面に縫い目が現れることになる。したがって、これらの物品をCG画像で表現する場合、縫い目を含めた物品の画像を作成するのが好ましい。特に、縫い目が、物品の意匠を構成する重要な要素となっている場合には、縫い目を含んだCG画像による表現が欠かせない。たとえば、下記の特許文献1には、服飾品のできあがり状態をCG画像で確認することができるように、縫製ラインやステッチなどの立体感を、光学的に特別な陰影処理を施すことにより表現する技術が開示されている。
家具や自動車の内装などのインテリア製品や、衣服、バッグ、靴、鞄などのアパレル製品では、縫い目は機能的な産物としての意味だけではなく、デザイン上の重要な構成要素としての意味をもち、消費者から見た場合に、商品価値を左右する重大な要因になる。このため、商品のカタログやプレゼンテーションに用いるCG画像では、縫い目の形状をできるだけ正確に表現することが要求される。 In interior products such as furniture and automobile interiors, and apparel products such as clothes, bags, shoes, and bags, the seam has not only a meaning as a functional product but also a meaning as an important component in design, From the consumer's perspective, it becomes a significant factor that affects the value of the product. For this reason, in a CG image used for a product catalog or presentation, it is required to represent the shape of the seam as accurately as possible.
しかしながら、従来、このような縫い目を含めた物体の高品質な三次元形状データを効率的に作成する手法は提案されていないため、高品質なCG画像を作成しようとすると、制作者に多大な負担を課する結果となっていた。 However, conventionally, a method for efficiently creating high-quality three-dimensional shape data of an object including such a seam has not been proposed. It resulted in imposing a burden.
たとえば、前掲の特許文献1には、物体表面の法線方向を修正することにより、縫い目の部分に擬似的に陰影を付加する手法(いわゆるバンプマッピングの手法)が開示されている。この手法によれば、比較的簡便な処理によって縫い目を表現することができるが、あくまでも縫い目を擬似的に表現する手法であるため、物体の高品質な三次元形状データを作成することはできない。具体的には、物品のクローズアップ表現には不適切であり、テクスチャを貼り込んだ場合に、テクスチャの歪みを表現することができず、また、単純な凹状もしくは凸状のライン表現にとどまり、実際の縫い目に特有の複雑な形状表現を行うことができないという問題がある。 For example, Patent Document 1 described above discloses a technique (so-called bump mapping technique) that artificially adds a shadow to a seam portion by correcting the normal direction of an object surface. According to this method, the seam can be expressed by a relatively simple process, but since it is a method of expressing the seam in a pseudo manner, high-quality three-dimensional shape data of the object cannot be created. Specifically, it is inappropriate for the close-up expression of the article, and when the texture is pasted, the distortion of the texture cannot be expressed, and it is only a simple concave or convex line expression, There is a problem that complicated shape expression peculiar to an actual seam cannot be performed.
一方、建築物や自動車の内装、家具などの場合、設計段階で利用したCADデータを流用することにより、CG画像を効率的に作成することが可能である。しかしながら、通常、設計段階で利用したCADデータには、物品の基本形状を示す情報しか含まれておらず、縫い目の情報は含まれていない。たとえば、自動車の座席シートは、CADを利用した設計が行われるため、CADデータを流用したCG画像を作成することが可能である。しかしながら、設計段階で作成される座席シートのCADデータは、シートの内部を構成するウレタン構造体の三次元形状データであり、最終的に、このウレタン構造体を包み込む布製もしくは革製の表皮の情報を含むものではない。したがって、縫い目を含むCG画像を作成するには、CADデータをそのまま流用することはできない。 On the other hand, in the case of buildings, automobile interiors, furniture, etc., it is possible to efficiently create a CG image by diverting CAD data used in the design stage. However, the CAD data used in the design stage usually includes only information indicating the basic shape of the article, and does not include information on the stitches. For example, since seats of automobiles are designed using CAD, it is possible to create a CG image using CAD data. However, the CAD data of the seat sheet created at the design stage is the three-dimensional shape data of the urethane structure that constitutes the interior of the seat. Finally, information on the cloth or leather skin that wraps this urethane structure Is not included. Therefore, CAD data cannot be used as it is to create a CG image including a seam.
そこで本発明は、縫い目を含めた物体の高品質な三次元形状データを効率的に作成することを可能にする手法を提供することを目的とする。また、本発明は、特願2005−124535に開示された先願発明を更に改良した発明に対応するものである。この先願発明に対する改良点は、物体表面に立てる法線の定義方法にあり、この点における本発明の目的は、三次元形状データで表現される物体の表面に定義された所定の標本点の位置における当該物体表面についての疑似的な法線を容易に求める方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a technique that enables efficient creation of high-quality three-dimensional shape data of an object including a seam. The present invention corresponds to an invention obtained by further improving the prior invention disclosed in Japanese Patent Application No. 2005-124535. The improvement over the prior invention is in the method of defining normals that stand on the object surface, and the object of the present invention in this respect is the position of a predetermined sample point defined on the surface of the object represented by the three-dimensional shape data. It is an object of the present invention to provide a method for easily obtaining a pseudo normal line with respect to the object surface.
(1) 本発明の第1の態様は、表面に縫い目を有する物体について、縫い目を含めた三次元形状データを作成する、表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成装置において、
縫い目の情報を含まない物体の三次元形状データを、基本形状データとして入力する基本形状データ入力手段と、
オペレータの指示に基づいて、基本形状データで示される物体の表面上に、縫い目の物体表面上での方向を示す第1の基準線を定義する第1の基準線定義手段と、
オペレータの指示に基づいて、縫い目を構成する糸の断面形状と、そのサイズと、を示す糸断面パラメータを定義する糸断面パラメータ定義手段と、
オペレータの指示に基づいて、縫い目の1ピッチ分の長さに対応する周期λをもった周期関数を用いて、この1ピッチ分の縫い目の物体表面に対する浮き沈みの形状を示す縫製処理パラメータを定義する縫製処理パラメータ定義手段と、
第1の基準線上にある複数の標本点Pについて、それぞれ当該標本点Pの位置における第1の基準線の疑似法線n*を求め、この疑似法線n*上にあり、当該標本点Pから上記周期関数によって定まる所定距離だけ隔たった位置にある代表点Qを求め、代表点Qの集合によって、物体表面に対して浮き沈みを生じる縫い目の三次元空間上での方向を示す第2の基準線を作成する第2の基準線作成手段と、
第2の基準線と糸断面パラメータとに基づいて、縫い目を構成する糸の三次元形状データを作成する糸形状データ作成手段と、
基本形状データに糸の三次元形状データを合成することにより、縫い目の情報を含んだ物体の三次元形状データである合成形状データを作成する合成形状データ作成手段と、
を設けるようにしたものである。
(1) A first aspect of the present invention is an apparatus for creating 3D shape data of an object having a seam on the surface, which creates 3D shape data including the seam for an object having a seam on the surface.
Basic shape data input means for inputting three-dimensional shape data of an object that does not include seam information as basic shape data;
First reference line defining means for defining a first reference line indicating a direction on the object surface of the seam on the surface of the object indicated by the basic shape data based on an instruction from the operator;
Thread section parameter definition means for defining a thread section parameter indicating the section shape of the thread constituting the seam and its size based on an instruction from the operator;
Based on an instruction from the operator, a sewing process parameter indicating the shape of the ups and downs of the object surface of the seam for one pitch is defined using a periodic function having a period λ corresponding to the length of one pitch of the seam. Sewing process parameter definition means,
For a plurality of sample points P on the first reference line, a pseudo normal n * of the first reference line at the position of the sample point P is obtained, and the sample point P is on the pseudo normal n *. A second reference indicating a direction in a three-dimensional space of a seam that causes ups and downs with respect to the surface of the object by a set of representative points Q. A second reference line creating means for creating a line;
Thread shape data creating means for creating the three-dimensional shape data of the thread constituting the seam based on the second reference line and the thread section parameter;
By combining the three-dimensional shape data of the thread with the basic shape data, synthetic shape data creating means for creating synthetic shape data that is the three-dimensional shape data of the object including the stitch information,
Is provided.
(2) 本発明の第2の態様は、上述した第1の態様に係る表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成装置において、
第2の基準線作成手段に、
疑似法線n*を求める対象となる標本点Pを決定する標本点決定部と、
第1の基準線に沿って標本点Pから第1の方向に隔たった位置にある第1の参照点P+と、第1の基準線に沿って標本点Pから第1の方向とは逆の第2の方向に隔たった位置にある第2の参照点P−とを定める参照点決定部と、
標本点Pから第1の参照点P+に向かう方向を向いた所定長の第1のベクトルV+と標本点Pから第2の参照点P−に向かう方向を向いた所定長の第2のベクトルV−とを求めるベクトル決定部と、
第1のベクトルV+と第2のベクトルV−との和ベクトルVsumを求める和ベクトル決定部と、
この和ベクトルVsumとは逆の方向を疑似法線n*の方向と決定する法線決定部と、
標本点Pに基づいて代表点Qを求める代表点決定部と、
を設けるようにしたものである。
(2) According to a second aspect of the present invention, in the device for creating three-dimensional shape data of an object having a seam on the surface according to the first aspect described above,
In the second reference line creation means,
A sample point determination unit for determining a sample point P for which the pseudo normal n * is to be obtained;
The first reference point P + located at a position separated from the sample point P in the first direction along the first reference line, and opposite to the first direction from the sample point P along the first reference line A reference point determination unit for determining a second reference point P − located at a position separated in the second direction of
A first vector V + having a predetermined length directed from the sample point P toward the first reference point P + and a second vector having a predetermined length directed from the sample point P toward the second reference point P − . a vector determiner for determining a, - vector V
A sum vector determining unit for obtaining a sum vector Vsum of the first vector V + and the second vector V − ;
A normal determining unit that determines the direction opposite to the sum vector Vsum as the direction of the pseudo normal n * ;
A representative point determination unit for obtaining a representative point Q based on the sample point P;
Is provided.
(3) 本発明の第3の態様は、上述した第2の態様に係る表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成装置において、
第1の基準線定義手段が、離散的に位置する複数の標本点Pの順列によって第1の基準線の定義を行い、
参照点決定部が、第i番目の標本点P(i)についての疑似法線n(i)*を求める際に、第(i+a)番目の標本点P(i+a)を第1の参照点P+とし、第(i−b)番目の標本点P(i−b)を第2の参照点P−とし、
ベクトル決定部が、予め所定の単位長を定めておき、標本点P(i)から標本点P(i+a)に向かう方向を向き単位長をもった単位ベクトルを第1のベクトルV+と定め、標本点P(i)から標本点P(i−b)に向かう方向を向き単位長をもった単位ベクトルを第2のベクトルV−と定めるようにしたものである。
(3) According to a third aspect of the present invention, in the apparatus for creating three-dimensional shape data of an object having a seam on the surface according to the second aspect described above,
The first reference line defining means defines the first reference line by a permutation of a plurality of discretely located sample points P;
When the reference point determination unit obtains the pseudo normal n (i) * for the i-th sample point P (i), the (i + a) -th sample point P (i + a) is used as the first reference point P. + a, and the (i-b) -th sampling point P (i-b) a second reference point P - and,
The vector determining unit determines a predetermined unit length in advance, sets a unit vector having a unit length in a direction from the sample point P (i) to the sample point P (i + a) as a first vector V + , the unit vector having the unit length direction in a direction toward the sample point P (i) sampling point from P (i-b) a second vector V - is obtained by the a determined manner.
(4) 本発明の第4の態様は、上述した第1〜第3の態様に係る表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成装置において、
第1の基準線定義手段が、オペレータの指示に基づいて、基本形状データで示される物体が定義された三次元空間上に、直線もしくは曲線からなる参照線と、所定の投影方向を示す投影方向ベクトルと、を定義する機能を有し、参照線を投影方向ベクトルの示す投影方向に投影したときに、基本形状データで示される物体の表面上に形成される投影像を第1の基準線として定義するようにしたものである。
(4) According to a fourth aspect of the present invention, in the device for creating three-dimensional shape data of an object having a seam on the surface according to the first to third aspects described above,
A first reference line defining means, based on an instruction from an operator, in a three-dimensional space in which an object indicated by basic shape data is defined, a reference line made of a straight line or a curve, and a projection direction indicating a predetermined projection direction A projection image formed on the surface of the object indicated by the basic shape data when the reference line is projected in the projection direction indicated by the projection direction vector is used as the first reference line. It is intended to be defined.
(5) 本発明の第5の態様は、上述した第1〜第4の態様に係る表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成装置において、
縫製処理パラメータ定義手段が、縫い目の1ピッチ分の長さλと、周期λをもった周期関数h(s)と、を用いて縫製処理パラメータを定義する機能を有し、
第2の基準線作成手段が、第1の基準線上にあり、第1の基準線上に定義された所定の始点P0からの第1の基準線に沿った距離がsの位置にある標本点Pに関して、当該標本点Pの位置における疑似法線n*を求め、この疑似法線n*上にあり、当該標本点Pから距離h(s)だけ隔たった位置にある代表点Qを求め、代表点Qの集合によって第2の基準線を作成する機能を有するようにしたものである。
(5) According to a fifth aspect of the present invention, in the apparatus for creating three-dimensional shape data of an object having a seam on the surface according to the first to fourth aspects described above,
The sewing process parameter defining means has a function of defining a sewing process parameter using a length λ of one pitch of the stitches and a periodic function h (s) having a period λ,
The second reference line creation means is on the first reference line, and the sample point P is located at a position s along the first reference line from the predetermined start point P0 defined on the first reference line. , A pseudo normal n * at the position of the sample point P is obtained, and a representative point Q that is on the pseudo normal n * and is separated from the sample point P by a distance h (s) is obtained. The second reference line is created by the set of points Q.
(6) 本発明の第6の態様は、上述した第5の態様に係る表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成装置において、
縫製処理パラメータ定義手段が、縫い目の1ピッチ分の長さλと、h(s)=Asinγ(2πs/λ)なる式(但し、A,γは所定の定数)で示される周期関数h(s)と、を用いて縫製処理パラメータを定義するようにしたものである。
(6) According to a sixth aspect of the present invention, in the device for creating three-dimensional shape data of an object having a seam on the surface according to the fifth aspect described above,
The sewing process parameter defining means has a length function λ represented by a length λ corresponding to one pitch of a stitch and h (s) = Asin γ (2πs / λ) (where A and γ are predetermined constants). s) and the sewing process parameters are defined.
(7) 本発明の第7の態様は、上述した第1〜第4の態様に係る表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成装置において、
縫製処理パラメータ定義手段が、縫い目の1ピッチ分の長さλと、0〜λの範囲内の複数の離散値sおよび個々の離散値に対応する所定値h(s)の組み合わせを示す起伏テーブルと、を用いて縫製処理パラメータを定義し、
第2の基準線作成手段が、第1の基準線上にあり、第1の基準線上に定義された所定の始点P0からの第1の基準線に沿った距離が(kλ+s)の位置(但し、k=0,1,2,…)にある標本点Pに関してそれぞれ疑似法線n*を求め、この疑似法線n*上にあり、当該標本点Pから距離h(s)だけ離れた位置にある代表点Qを求め、代表点Qの集合によって第2の基準線を作成するようにしたものである。
(7) According to a seventh aspect of the present invention, in the device for creating three-dimensional shape data of an object having a seam on the surface according to the first to fourth aspects described above,
The undulation table in which the sewing process parameter defining means shows a combination of the length λ for one pitch of the seam, a plurality of discrete values s within a range of 0 to λ, and a predetermined value h (s) corresponding to each discrete value. And define sewing process parameters using
The second reference line creation means is on the first reference line, and the distance along the first reference line from the predetermined start point P0 defined on the first reference line is a position (kλ + s) (provided that k = 0, 1, 2, ...) respectively calculated pseudo normal line n * with respect to sample point P in, is in the pseudo normal line n * above, at a position away from the sample point P by a distance h (s) A certain representative point Q is obtained, and a second reference line is created by the set of representative points Q.
(8) 本発明の第8の態様は、上述した第7の態様に係る表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成装置において、
第2の基準線作成手段が、起伏テーブルに基づく離散的情報に対して補間処理を行い、補間処理後の情報を用いて第2の基準線を作成するようにしたものである。
(8) According to an eighth aspect of the present invention, in the device for creating three-dimensional shape data of an object having a seam on the surface according to the seventh aspect described above,
The second reference line creation means performs an interpolation process on the discrete information based on the undulation table, and creates a second reference line using the information after the interpolation process.
(9) 本発明の第9の態様は、上述した第1〜第8の態様に係る表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成装置において、
糸形状データ作成手段が、第2の基準線上に所定間隔で配置代表点を定義し、各配置代表点位置に、糸断面パラメータで示される糸の二次元断面図形を、当該配置代表点における第2の基準線の接線ベクトルに対して直交する向きに配置する処理を行い、配置された二次元断面図形を利用して、糸の三次元形状データを作成するようにしたものである。
(9) According to a ninth aspect of the present invention, in the device for creating three-dimensional shape data of an object having a seam on the surface according to the first to eighth aspects described above,
The thread shape data creation means defines the arrangement representative points at predetermined intervals on the second reference line, and the two-dimensional cross-sectional figure of the yarn indicated by the thread cross-section parameter at each arrangement representative point position The processing is performed in a direction orthogonal to the tangent vector of the two reference lines, and the three-dimensional shape data of the yarn is created using the arranged two-dimensional cross-sectional figure.
(10) 本発明の第10の態様は、上述した第1〜第9の態様に係る表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成装置を、コンピュータに当該機能を実現するためのプログラムを組み込むことにより構成したものである。 (10) According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a program for realizing the function on a computer, the apparatus for creating three-dimensional shape data of an object having a seam on the surface according to the first to ninth aspects described above. It is configured by incorporating.
(11) 本発明の第11の態様は、表面に縫い目を有する物体について、縫い目を含めた三次元形状データを作成する、表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成方法において、
縫い目の情報を含まない物体の三次元形状データが、コンピュータ内の記憶手段に、基本形状データとして入力される基本形状データ入力段階と、
コンピュータが、オペレータの指示に基づいて、基本形状データで示される物体の表面上に、縫い目の物体表面上での方向を示す第1の基準線を定義し、これを記憶手段に格納する第1の基準線定義段階と、
コンピュータが、オペレータの指示に基づいて、縫い目を構成する糸の断面形状と、そのサイズと、を示す糸断面パラメータを定義し、これを記憶手段に格納する糸断面パラメータ定義段階と、
コンピュータが、オペレータの指示に基づいて、縫い目の1ピッチ分の長さに対応する周期λをもった周期関数を用いて、この1ピッチ分の縫い目の物体表面に対する浮き沈みの形状を示す縫製処理パラメータを定義し、これを記憶手段に格納する縫製処理パラメータ定義段階と、
コンピュータが、第1の基準線上にある複数の標本点Pについて、それぞれ当該標本点Pの位置における第1の基準線の疑似法線n*を求め、この疑似法線n*上にあり、当該標本点Pから周期関数によって定まる所定距離だけ隔たった位置にある代表点Qを求め、代表点Qの集合によって、物体表面に対して浮き沈みを生じる縫い目の三次元空間上での方向を示す第2の基準線を作成し、これを記憶手段に格納する第2の基準線作成段階と、
コンピュータが、第2の基準線と糸断面パラメータとに基づいて、縫い目を構成する糸の三次元形状データを作成し、これを記憶手段に格納する糸形状データ作成段階と、
コンピュータが、基本形状データに糸の三次元形状データを合成することにより、縫い目の情報を含んだ物体の三次元形状データである合成形状データを作成し、これを記憶手段に格納する合成形状データ作成段階と、
を行うようにしたものである。
(11) In an eleventh aspect of the present invention, in a method for creating three-dimensional shape data of an object having a seam on a surface, the three-dimensional shape data including the seam is created for an object having a seam on the surface.
A basic shape data input step in which three-dimensional shape data of an object not including stitch information is input as basic shape data to storage means in the computer;
The computer defines a first reference line indicating a direction on the object surface of the seam on the surface of the object indicated by the basic shape data based on an instruction from the operator, and stores the first reference line in the storage means. The baseline definition stage of
A computer defines a thread cross-sectional parameter indicating a cross-sectional shape and a size of a thread constituting the seam based on an operator's instruction, and stores the thread cross-sectional parameter in a storage unit;
The computer uses a periodic function having a period λ corresponding to the length of one pitch of the seam based on an instruction from the operator, and shows a sewing processing parameter indicating the shape of the ups and downs of the object surface of the stitch of one pitch. And a sewing process parameter definition stage for storing this in the storage means,
The computer obtains, for each of the plurality of sample points P on the first reference line, the pseudo normal n * of the first reference line at the position of the sample point P, and is on the pseudo normal n *. A representative point Q located at a predetermined distance determined by the periodic function from the sample point P is obtained, and a second point indicating the direction in the three-dimensional space of the seam that causes ups and downs with respect to the object surface by the set of the representative points Q. A second reference line creating stage for creating a reference line and storing the reference line in a storage means;
A computer that creates three-dimensional shape data of a thread constituting the seam based on the second reference line and the thread section parameter, and stores the data in a storage means;
The computer creates composite shape data that is the 3D shape data of the object including the stitch information by combining the 3D shape data of the thread with the basic shape data, and stores this in the storage means. The creation stage,
Is to do.
(12) 本発明の第12の態様は、上述した第11の態様に係る表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成方法において、
第2の基準線作成段階で標本点Pについての疑似法線n*を求める処理を、
第1の基準線に沿って標本点Pから第1の方向に隔たった位置にある第1の参照点P+と、第1の基準線に沿って標本点Pから第1の方向とは逆の第2の方向に隔たった位置にある第2の参照点P−とを定めるステップと、
標本点Pから第1の参照点P+に向かう方向を向いた所定長の第1のベクトルV+と標本点Pから第2の参照点P−に向かう方向を向いた所定長の第2のベクトルV−とを求めるステップと、
第1のベクトルV+と第2のベクトルV−との和ベクトルVsumを求めるステップと、
この和ベクトルVsumとは逆の方向を向いた疑似法線n*を求めるステップと、
によって行うようにしたものである。
(12) In a twelfth aspect of the present invention, in the method for creating three-dimensional shape data of an object having a seam on the surface according to the eleventh aspect described above,
In the second reference line creation stage, the process of obtaining the pseudo normal n * for the sample point P
The first reference point P + located at a position separated from the sample point P in the first direction along the first reference line, and opposite to the first direction from the sample point P along the first reference line Determining a second reference point P − at a position spaced apart in the second direction of
A first vector V + having a predetermined length directed from the sample point P toward the first reference point P + and a second vector having a predetermined length directed from the sample point P toward the second reference point P − . and determining the - vector V
Determining a sum vector Vsum of, - the first vector V + and the second vector V
Obtaining a pseudo-normal n * oriented in the opposite direction to the sum vector Vsum;
It is something that is done by.
(13) 本発明の第13の態様は、上述した第12の態様に係る表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成方法において、
第1の基準線定義段階で、離散的に位置する複数の標本点Pの順列を定め、これら複数の標本点Pを順に連結することによって第1の基準線の定義を行い、
第2の基準線作成手段で、第i番目の標本点P(i)についての疑似法線n(i)*を求める際に、第(i+a)番目の標本点P(i+a)を第1の参照点P+とし、第(i−b)番目の標本点P(i−b)を第2の参照点P−とし、予め所定の単位長を定めておき、標本点P(i)から標本点P(i+a)に向かう方向を向き単位長をもった単位ベクトルを第1のベクトルV+と定め、標本点P(i)から標本点P(i−b)に向かう方向を向き単位長をもった単位ベクトルを第2のベクトルV−と定めるようにしたものである。
(13) According to a thirteenth aspect of the present invention, in the method for creating three-dimensional shape data of an object having a seam on the surface according to the twelfth aspect described above,
In the first reference line definition stage, a permutation of a plurality of discretely located sample points P is determined, and the first reference line is defined by sequentially connecting the plurality of sample points P.
When the second reference line creation means obtains the pseudo normal n (i) * for the i-th sample point P (i), the (i + a) -th sample point P (i + a) a reference point P +, the (i-b) -th sampling point P (i-b) a second reference point P - samples from the in advance determined beforehand predetermined unit length, sampling point P (i) A unit vector having an orientation unit length in the direction toward the point P (i + a) is defined as a first vector V +, and the direction from the sample point P (i) to the sample point P (ib) is defined as the unit length. a unit vector having a second vector V - is obtained by the a determined manner.
(14) 本発明の第14の態様は、物体の三次元形状データに基づいて、当該物体の表面に定義された所定の標本点の位置における当該物体表面についての法線nを疑似的に求める三次元物体表面における法線決定方法において、
物体の三次元形状データが、コンピュータ内の記憶手段に、基本形状データとして入力される段階と、
コンピュータが、対象となる標本点Pの位置を定義する段階と、
コンピュータが、標本点Pを通る基準線を物体の表面上に定義する段階と、
コンピュータが、基準線に沿って標本点Pから第1の方向に隔たった位置にある第1の参照点P+と、基準線に沿って標本点Pから第1の方向とは逆の第2の方向に隔たった位置にある第2の参照点P−とを定める段階と、
コンピュータが、標本点Pから第1の参照点P+に向かう方向を向いた所定長の第1のベクトルV+と標本点Pから第2の参照点P−に向かう方向を向いた所定長の第2のベクトルV−とを定める段階と、
コンピュータが、第1のベクトルV+と第2のベクトルV−との和ベクトルVsumを求める段階と、
コンピュータが、和ベクトルVsumとは逆の方向を向いたベクトルを、標本点Pの位置における物体表面についての疑似的な法線n*と決定する段階と、
を行うようにしたものである。
(14) In the fourteenth aspect of the present invention, the normal line n of the object surface at the position of a predetermined sample point defined on the surface of the object is obtained in a pseudo manner based on the three-dimensional shape data of the object. In the method for determining normals on the surface of a three-dimensional object,
A step in which the three-dimensional shape data of the object is input as basic shape data to storage means in the computer;
The computer defining the position of the sample point P of interest;
A computer defining a reference line through the sample point P on the surface of the object;
The computer has a first reference point P + located at a position separated from the sample point P along the reference line in the first direction, and a second opposite to the first direction from the sample point P along the reference line. Defining a second reference point P − at a position spaced in the direction of
The computer has a first vector V + having a predetermined length directed from the sample point P toward the first reference point P + and a predetermined length directed from the sample point P toward the second reference point P − . Determining a second vector V − ;
Computer, the first vector V + and the second vector V - and determining a sum vector Vsum and,
A computer determining a vector oriented in the opposite direction to the sum vector Vsum as a pseudo normal n * for the object surface at the position of the sample point P;
Is to do.
(15) 本発明の第15の態様は、物体の三次元形状データに基づいて、当該物体の表面に定義された所定の標本点の位置における当該物体表面についての法線nを疑似的に求める三次元物体表面における法線決定方法において、
物体の三次元形状データが、コンピュータ内の記憶手段に、基本形状データとして入力される段階と、
コンピュータが、物体の表面上に離散的に位置する複数の標本点の順列を定義する段階と、
コンピュータが、複数の標本点のうちの第i番目の標本点P(i)を、法線を求める対象となる標本点と定める段階と、
コンピュータが、順列に基づいて、第(i+a)番目の標本点P(i+a)と、第(i−b)番目の標本点P(i−b)とを認識する段階と、
コンピュータが、予め所定の単位長を定めておき、標本点P(i)から標本点P(i+a)に向かう方向を向き単位長をもった単位ベクトルを第1のベクトルV+と定め、標本点P(i)から標本点P(i−b)に向かう方向を向き単位長をもった単位ベクトルを第2のベクトルV−と定める段階と、
コンピュータが、第1のベクトルV+と第2のベクトルV−との和ベクトルVsumを求める段階と、
コンピュータが、和ベクトルVsumとは逆の方向を向いたベクトルを、標本点P(i)の位置における物体表面についての疑似的な法線n(i)*と決定する段階と、
を行うようにしたものである。
(15) In the fifteenth aspect of the present invention, based on the three-dimensional shape data of an object, a normal line n about the object surface at a position of a predetermined sample point defined on the surface of the object is obtained in a pseudo manner. In the method for determining normals on the surface of a three-dimensional object,
A step in which the three-dimensional shape data of the object is input as basic shape data to storage means in the computer;
A computer defining a permutation of a plurality of sample points discretely located on the surface of the object;
A computer determining an i-th sample point P (i) of a plurality of sample points as a sample point for which a normal is to be obtained;
Recognizing the (i + a) th sample point P (i + a) and the (ib) sample point P (ib) based on the permutation;
The computer determines a predetermined unit length in advance, sets a unit vector having a unit length in the direction from the sample point P (i) to the sample point P (i + a) as the first vector V +, and sets the sample point the unit vector having the unit length direction in a direction toward the P (i) sampling point from P (i-b) a second vector V - and the step of determining,
Computer, the first vector V + and the second vector V - and determining a sum vector Vsum and,
A computer determining a vector oriented in the opposite direction to the sum vector Vsum as a pseudo normal n (i) * for the object surface at the position of the sample point P (i);
Is to do.
本発明では、縫い目の情報を含まない物体表面上に第1の基準線を定義し、縫製処理パラメータを用いて、この第1の基準線を、物体表面に対して浮き沈みを生じる縫い目の三次元空間上での方向を示す第2の基準線に変換し、この第2の基準線に沿って、糸の断面形状図形を配置し、糸の三次元形状データを作成するようにしたため、縫い目を含めた物体の高品質な三次元形状データを効率的に作成することが可能になる。また、本発明では、面上の標本点についての法線を定義する代わりに、線上の標本点についての疑似法線を定義するようにしたため、物体表面についての疑似的な法線を容易に求めることが可能になる。 In the present invention, a first reference line is defined on the object surface that does not include information on the seam, and the first reference line is defined as a three-dimensional seam that causes ups and downs with respect to the object surface using a sewing processing parameter. Since it is converted into a second reference line indicating the direction in the space, and the cross-sectional shape figure of the thread is arranged along the second reference line, and the three-dimensional shape data of the thread is created, the seam It is possible to efficiently create high-quality three-dimensional shape data of the included object. Further, in the present invention, instead of defining the normal for the sample point on the surface, the pseudo normal for the sample point on the line is defined. Therefore, the pseudo normal for the object surface can be easily obtained. It becomes possible.
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。既に述べたとおり、本願発明は、特願2005−124535に開示された先願発明の改良発明というべきものである。したがって、以下に述べる§1〜§7の内容は、当該先願発明とほぼ共通した内容となっている。当該先願発明に対する改良部分は、§8,§9で詳述する。 Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments. As already described, the present invention should be an improved invention of the prior invention disclosed in Japanese Patent Application No. 2005-124535. Therefore, the contents of §1 to §7 described below are almost the same as those of the prior application invention. The improvements to the prior invention will be described in detail in §8 and §9.
<<< §1.基本手順 >>>
本発明では、表面に縫い目を有する物体について、縫い目を含めた三次元形状データの作成が行われる。この§1では、この本発明の基本手順を、簡単なモデルを用いて説明する。
<<< §1. Basic procedure >>>
In the present invention, three-dimensional shape data including a seam is created for an object having a seam on the surface. In this section 1, the basic procedure of the present invention will be described using a simple model.
図1は、本発明に係る三次元形状データの作成方法の基本手順を示す流れ図である。本発明は、基本的にコンピュータを利用することを前提とした発明であり、図1の流れ図の各ステップに示された段階は、いずれもコンピュータが、そのハードウエア資源を用いて、専用に開発されたソフトウエアプログラムに基づいて実行する処理を示すものである。 FIG. 1 is a flowchart showing the basic procedure of a method for creating three-dimensional shape data according to the present invention. The present invention is based on the premise that the computer is basically used, and each stage shown in the flowchart of FIG. 1 is developed exclusively by the computer using its hardware resources. The processing to be executed based on the software program is shown.
図示のとおり、この基本手順は、大まかに分類して、入力プロセス(ステップS1)、定義プロセス(ステップS2〜S4)、作成プロセス(ステップS5〜S7)の3つのプロセスによって構成される。入力プロセスは、この基本手順の処理対象となる物体の三次元形状データを入力するためのプロセスであり、定義プロセスは、縫い目の三次元情報を作成するために必要なパラメータ等を定義するためのプロセスであり、作成プロセスは、入力プロセスで入力した三次元形状データで示される物体の表面に、定義プロセスで定義したパラメータ等を用いて、縫い目の三次元情報を作成するためのプロセスである。以下、各プロセスを構成する個々のステップについて、順に説明を行う。 As shown in the figure, this basic procedure is roughly classified into three processes: an input process (step S1), a definition process (steps S2 to S4), and a creation process (steps S5 to S7). The input process is a process for inputting the three-dimensional shape data of the object to be processed in this basic procedure, and the definition process is for defining parameters and the like necessary for creating the three-dimensional information of the seam. The creation process is a process for creating the three-dimensional information of the seam on the surface of the object indicated by the three-dimensional shape data input in the input process, using the parameters defined in the definition process. Hereinafter, the individual steps constituting each process will be described in order.
まず、ステップS1に示す基本形状データ入力段階は、コンピュータ内の記憶手段に、基本形状データを入力する処理を行う段階である。ここで、基本形状データとは、縫い目の情報を含まない物体の三次元形状データのことであり、この図1の流れ図に示す基本手順は、この基本形状データに、縫い目の情報を付加する処理ということができる。ここでは、説明の便宜上、図2に示すような単純な直方体形状をもった物体についての三次元形状データが、基本形状データDbとして入力された場合について、以下の説明を行うことにする。図2に示す基本形状データDbは、単なる直方体を表現するデータであり、縫い目の情報は全く含まれていない。 First, the basic shape data input step shown in step S1 is a step of performing processing for inputting basic shape data to the storage means in the computer. Here, the basic shape data is the three-dimensional shape data of an object that does not include seam information. The basic procedure shown in the flowchart of FIG. 1 is a process for adding seam information to the basic shape data. It can be said. Here, for convenience of explanation, the following explanation will be given when the three-dimensional shape data for an object having a simple rectangular parallelepiped shape as shown in FIG. 2 is input as the basic shape data Db. The basic shape data Db shown in FIG. 2 is data that simply represents a rectangular parallelepiped, and does not include any stitch information.
なお、本願では、説明の便宜上、三次元形状データと当該データで表現される三次元図形とを同じ符号で示すことにする。たとえば、図2に示す符号「Db」は、物体の三次元形態そのものを示すと同時に、当該物体を表現するための基本形状データも示している。 In the present application, for convenience of explanation, the three-dimensional shape data and the three-dimensional figure represented by the data are denoted by the same reference numerals. For example, the symbol “Db” illustrated in FIG. 2 indicates the three-dimensional form of the object itself, and also indicates basic shape data for expressing the object.
ステップS2に示す第1の基準線定義段階は、オペレータの指示に基づいて、ステップS1で入力した基本形状データDbで示される物体Dbの表面上に、縫い目の物体表面上での方向を示す第1の基準線を定義し、これを記憶手段に格納する処理を行う段階である。いわば、縫い目の軌跡を物体表面上に投影した投影線を、第1の基準線として定義する処理が行われることになる。図3は、物体Dbの上面の中心位置に、第1の基準線L1(破線で示す)を定義した例を示す斜視図である。ここでは、説明の便宜上、物体の上面に第1の基準線L1を1本だけ定義した単純な例を示すが、もちろん、第1の基準線L1は、複数の面に跨って定義することも可能であり、また、複数本を定義することも可能である。 The first reference line defining stage shown in step S2 is a first reference line indicating a direction on the object surface of the seam on the surface of the object Db indicated by the basic shape data Db input in step S1, based on an instruction from the operator. This is a stage in which one reference line is defined and stored in the storage means. In other words, a process of defining a projection line obtained by projecting the locus of the seam on the object surface as the first reference line is performed. FIG. 3 is a perspective view showing an example in which a first reference line L1 (shown by a broken line) is defined at the center position of the upper surface of the object Db. Here, for convenience of explanation, a simple example in which only one first reference line L1 is defined on the upper surface of the object is shown. Of course, the first reference line L1 may be defined across a plurality of surfaces. It is possible to define multiple lines.
ステップS3に示す糸断面パラメータ定義段階は、オペレータの指示に基づいて、糸断面パラメータPcを定義し、これを記憶手段に格納する処理を行う段階である。ここで、糸断面パラメータPcとは、縫い目を構成する糸の断面形状と、そのサイズと、を示すパラメータである。図4は、この糸断面パラメータPcによって定義された糸の断面形状の一例を示す平面図である。図示の例では、円形の二次元断面図形Cが定義されている。このような代表的な幾何学図形からなる断面は、その形状を方程式によって定義することが可能であり、図示の円の場合、xy二次元座標系を用いて、x2+y2=r2なる方程式で定義することができる。ここで、rは円の半径であるから、この方程式によって、糸の断面形状と、そのサイズと、の双方が定義されたことになる。 The yarn cross-section parameter definition stage shown in step S3 is a stage in which a thread cross-section parameter Pc is defined on the basis of an operator instruction and stored in the storage means. Here, the thread cross-sectional parameter Pc is a parameter indicating the cross-sectional shape of the thread constituting the seam and its size. FIG. 4 is a plan view showing an example of the cross-sectional shape of the yarn defined by the yarn cross-section parameter Pc. In the example shown in the figure, a circular two-dimensional sectional figure C is defined. The cross section made of such a representative geometric figure can be defined by an equation, and in the case of the illustrated circle, x 2 + y 2 = r 2 using the xy two-dimensional coordinate system. It can be defined by an equation. Here, since r is the radius of the circle, this equation defines both the cross-sectional shape of the yarn and its size.
ステップS4に示す縫製処理パラメータ定義段階は、オペレータの指示に基づいて、縫製処理パラメータPsを定義し、これを記憶手段に格納する処理を行う段階である。ここで、縫製処理パラメータPsとは、縫い目の1ピッチ分の長さと、この1ピッチ分の縫い目の物体表面に対する浮き沈みの形状と、を示すパラメータである。そもそも縫い目は、布や革のシートの表面から裏面および裏面から表面へと、糸を交互に繰り返し通してゆくことによって形成される物理的構造体であり、物品の表面に現れる縫い目は、物体表面に対して糸を所定周期で浮き沈みさせることにより構成される。 The sewing process parameter definition stage shown in step S4 is a stage in which the sewing process parameter Ps is defined based on an operator instruction and stored in the storage means. Here, the sewing processing parameter Ps is a parameter indicating the length of one pitch of the stitches and the shape of the ups and downs of the one stitch of the stitches with respect to the object surface. In the first place, a seam is a physical structure that is formed by alternately passing threads from the front to the back and back to the front of a cloth or leather sheet. The seam that appears on the surface of an article is the surface of the object. The thread is made to rise and fall at a predetermined cycle.
縫製処理パラメータPsは、この浮き沈みの周期と形状とを定義するパラメータである。図5は、この縫製処理パラメータPsの一定義形態を示す平面図である。この例では、縫製処理パラメータPsは、矩形波状の浮き沈み形状(一点鎖線で示す)を示すグラフと、1ピッチ分の長さλ(グラフの1周期)を示す情報と、によって構成されている。すなわち、縫い目の1ピッチ分の長さに対応する周期λをもった周期関数を用いて、この1ピッチ分の縫い目の物体表面に対する浮き沈みの形状を示す縫製処理パラメータPsを定義することができる。ここで、グラフの基準線Sは、物体の表面位置を示しており、基準線Sより上方に示された一点鎖線は、物体の表面に露出する縫い目部分(可視部)に対応し、基準線Sより下方に示された一点鎖線は、物体の内部に隠れる縫い目部分(不可視部)に対応する。 The sewing processing parameter Ps is a parameter that defines the period and shape of the ups and downs. FIG. 5 is a plan view showing one definition form of the sewing processing parameter Ps. In this example, the sewing processing parameter Ps is composed of a graph indicating a rectangular wave ups and downs shape (indicated by a one-dot chain line) and information indicating a length λ (one period of the graph) for one pitch. That is, the sewing processing parameter Ps indicating the shape of the ups and downs with respect to the object surface of the seam for one pitch can be defined using a periodic function having a period λ corresponding to the length of one pitch for the seam. Here, the reference line S of the graph indicates the surface position of the object, and the alternate long and short dash line shown above the reference line S corresponds to the seam portion (visible part) exposed on the surface of the object. A one-dot chain line shown below S corresponds to a seam portion (invisible portion) hidden inside the object.
以上で、定義プロセスは完了である。続いて、作成プロセスが実行される。まず、ステップS5に示す第2の基準線作成段階は、ステップS2で定義した第1の基準線L1とステップS4で定義した縫製処理パラメータPsとに基づいて、物体表面に対して浮き沈みを生じる縫い目の三次元空間上での方向を示す第2の基準線L2を作成し、これを記憶手段に格納する処理を行う段階である。 This completes the definition process. Subsequently, the creation process is executed. First, in the second reference line creation stage shown in step S5, a seam that causes ups and downs on the object surface based on the first reference line L1 defined in step S2 and the sewing processing parameter Ps defined in step S4. The second reference line L2 indicating the direction in the three-dimensional space is created and stored in the storage means.
図6は、このステップS5の段階で作成された第2の基準線L2の一例を示す斜視図である。図6に示す第2の基準線L2は、図3に示す第1の基準線L1と、図5に示す縫製処理パラメータPsとに基づいて作成されたものであり、図5に示すグラフの基準線Sを、図3に示す第1の基準線L1に重ねたときの、一点鎖線で示すグラフの三次元空間上での位置を示すものである。要するに、図5に示すグラフを、その基準線Sを基準として、第1の基準線L1上にマッピングする処理が行われたことになる。 FIG. 6 is a perspective view showing an example of the second reference line L2 created in the stage of step S5. The second reference line L2 shown in FIG. 6 is created based on the first reference line L1 shown in FIG. 3 and the sewing processing parameter Ps shown in FIG. 5, and the reference of the graph shown in FIG. 3 shows the position of the graph indicated by the alternate long and short dash line in the three-dimensional space when the line S is superimposed on the first reference line L1 shown in FIG. In short, the process of mapping the graph shown in FIG. 5 onto the first reference line L1 using the reference line S as a reference is performed.
前述したように、図5に示すグラフのうち、基準線Sより下方に示された一点鎖線の部分は不可視部となる。この不可視部は、図6において、物体Dbの内部に埋め込まれた状態になっている。第1の基準線L1が、あくまでも物体表面に定義された二次元的な線であるのに対して、第2の基準線L2は、物体表面に対して浮き沈みを生じる三次元的な線ということになる。 As described above, in the graph shown in FIG. 5, the portion of the alternate long and short dash line shown below the reference line S is an invisible portion. The invisible part is embedded in the object Db in FIG. The first reference line L1 is a two-dimensional line defined on the object surface, whereas the second reference line L2 is a three-dimensional line that causes ups and downs on the object surface. become.
なお、図6には、図示の便宜上、第2の基準線L2が、2周期分(2ピッチ分)の縫い目から構成されている例が示されているが、実際には、縫い目の1ピッチ分の長さλは、物体の寸法に対して十分小さく設定されるのが一般的であり、第2の基準線L2には、通常、より多数の周期が含まれることになる。また、図示の例では、物体の上面のみに第1の基準線L1が定義されているため、第2の基準線L2も、この物体の上面のみに作成されることになるが、第1の基準線L1が物体の前面などにも連続して定義されている場合には、第2の基準線L2も物体の前面にまで連続して作成される。 FIG. 6 shows an example in which the second reference line L2 is composed of two periods (two pitches) of stitches for convenience of illustration, but in practice, one pitch of the stitches is shown. The minute length λ is generally set sufficiently small with respect to the size of the object, and the second reference line L2 usually includes a larger number of periods. In the illustrated example, since the first reference line L1 is defined only on the upper surface of the object, the second reference line L2 is also created only on the upper surface of the object. When the reference line L1 is continuously defined also on the front surface of the object, the second reference line L2 is also continuously formed up to the front surface of the object.
ステップS6の糸形状データ作成段階は、ステップS5で作成した第2の基準線L2とステップS3で定義した糸断面パラメータPcとに基づいて、縫い目を構成する糸の三次元形状データを作成し、これを記憶手段に格納する処理を行う段階である。図7は、このステップS6の段階で作成された糸の三次元形状データDsによって示される糸の三次元形態の一例を示す斜視図である。ここでは、便宜上、この形状データDsによって示される糸の三次元形態についても、同じ符号Dsを用いて示すことにする。図6に示す第2の基準線L2に沿って、図4に示す糸の二次元断面図形を連続的に配置することにより、図7に示すような糸の三次元形態Dsを作成することができる。 In the thread shape data creation stage of step S6, based on the second reference line L2 created in step S5 and the thread cross-sectional parameter Pc defined in step S3, 3D shape data of the thread constituting the seam is created, This is the stage where the process of storing this in the storage means is performed. FIG. 7 is a perspective view showing an example of the three-dimensional form of the yarn indicated by the three-dimensional shape data Ds of the yarn created in step S6. Here, for convenience, the three-dimensional form of the yarn indicated by the shape data Ds is also indicated by using the same symbol Ds. The yarn three-dimensional form Ds as shown in FIG. 7 can be created by continuously arranging the two-dimensional cross-sectional figure of the yarn shown in FIG. 4 along the second reference line L2 shown in FIG. it can.
具体的には、第2の基準線L2上に所定間隔で配置代表点を定義し、個々の配置代表点に糸の二次元断面図形を配置してゆく処理を行い、こうして配置された多数の二次元断面図形の輪郭線を滑らかに結ぶ面として、糸の三次元形状データDsを作成すればよい。たとえば、図4に示すように、糸断面パラメータPcにより、円からなる二次元断面図形Cが定義されている場合、第2の基準線L2上に定義された各配置代表点位置に中心がくるように、それぞれ円形の二次元断面図形Cを配置すればよい。このとき、各二次元断面図形Cは、各配置代表点における第2の基準線L2の接線に直交する向きに配置するとよい。こうして、第2の基準線L2に沿って配置された多数の円(二次元断面図形C)の円周を滑らかに結んで得られる三次元構造体が、図7に示す糸の三次元形態Dsということになる。この糸の三次元形態Dsは、いわば第2の基準線L2を中心軸として配置された半径rの円柱状パイプに相当し、その一部(不可視部)は、物体Dbの内部に埋め込まれた状態となっている。 Specifically, the arrangement representative points are defined at predetermined intervals on the second reference line L2, and a process of arranging a two-dimensional cross-sectional figure of the thread at each arrangement representative point is performed. The three-dimensional shape data Ds of the yarn may be created as a surface that smoothly connects the contour lines of the two-dimensional sectional figure. For example, as shown in FIG. 4, when a two-dimensional cross-sectional figure C made of a circle is defined by the yarn cross-section parameter Pc, the center is located at each arrangement representative point position defined on the second reference line L2. In this way, a circular two-dimensional sectional figure C may be arranged. At this time, each two-dimensional sectional figure C is preferably arranged in a direction perpendicular to the tangent to the second reference line L2 at each arrangement representative point. Thus, the three-dimensional structure obtained by smoothly connecting the circumferences of a large number of circles (two-dimensional cross-sectional figure C) arranged along the second reference line L2 is the three-dimensional form Ds of the yarn shown in FIG. It turns out that. The three-dimensional form Ds of the yarn corresponds to a cylindrical pipe having a radius r arranged with the second reference line L2 as a central axis, and a part (invisible part) of the pipe is embedded in the object Db. It is in a state.
ステップS7の合成形状データ作成段階は、ステップS1で入力した基本形状データDbに、ステップS6で作成した糸の三次元形状データDsを合成することにより、縫い目の情報を含んだ物体の三次元形状データである合成形状データDbsを作成し、これを記憶手段に格納する処理を行う段階である。基本形状データDbと糸の三次元形状データDsとが、同一の三次元座標系上で定義されたデータになっていれば、単に、これらのデータを合わせることにより、合成形状データDbsを得ることができる。 In step S7, the composite shape data creation stage combines the basic shape data Db input in step S1 with the three-dimensional shape data Ds of the yarn created in step S6, so that the three-dimensional shape of the object including stitch information is obtained. This is a stage in which composite shape data Dbs, which is data, is created and stored in storage means. If the basic shape data Db and the three-dimensional shape data Ds of the yarn are data defined on the same three-dimensional coordinate system, the combined shape data Dbs is obtained simply by combining these data. Can do.
なお、糸の三次元形状データDsは、物体Dbの上面に露出した可視部と、物体Dbの内部に埋め込まれた不可視部との双方を含んだデータとなっているので、必要に応じて、このステップS7において、糸の三次元形状データDsのうちの不可視部のデータを削除して合成するようにしてもよい。もっとも、実用上は、合成形状データDbsに、糸の三次元形状データDsの不可視部のデータが含まれていたとしても、図7に示されているような三次元構造体を、所定の視点から観察した状態を示す二次元投影像を得る段階で、糸の三次元形態Dsの不可視部については、隠面処理によって物体Dbの上面によって隠されてしまうので、問題は生じない。 The three-dimensional shape data Ds of the thread is data including both the visible part exposed on the upper surface of the object Db and the invisible part embedded in the object Db. In step S7, the invisible data in the three-dimensional shape data Ds of the yarn may be deleted and synthesized. However, in practice, even if the composite shape data Dbs includes the data of the invisible part of the three-dimensional shape data Ds of the yarn, the three-dimensional structure as shown in FIG. At the stage of obtaining a two-dimensional projection image showing the state observed from the above, the invisible portion of the three-dimensional form Ds of the yarn is hidden by the upper surface of the object Db by the hidden surface processing, so no problem occurs.
以上のとおり、本発明に係る表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成方法によれば、まず、縫い目の情報を含まない物体の三次元形状データを基本形状データDbとして入力し、第1の基準線L1、糸断面パラメータPc、縫製処理パラメータPsを定義し、これらの情報に基づいて、縫い目の三次元空間上での方向を示す第2の基準線L2を作成し、この第2の基準線L2に沿って、糸の断面形状図形を配置することにより、糸の三次元形状データDsを作成することができる。したがって、縫い目を含めた物体の高品質な三次元形状データを効率的に作成することが可能になる。 As described above, according to the method for creating the three-dimensional shape data of the object having the seam on the surface according to the present invention, first, the three-dimensional shape data of the object not including the stitch information is input as the basic shape data Db. 1 reference line L1, thread section parameter Pc and sewing processing parameter Ps are defined, and based on these information, a second reference line L2 indicating the direction of the seam in the three-dimensional space is created. The yarn three-dimensional shape data Ds can be created by arranging the yarn cross-sectional shape figure along the reference line L2. Therefore, it is possible to efficiently create high-quality three-dimensional shape data of an object including a seam.
<<< §2.装置の基本構成 >>>
続いて、本発明に係る表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成装置の基本構成を、図8のブロック図を参照しながら説明する。前述したとおり、本発明は、基本的にコンピュータを利用することを前提とした発明であり、この図8に示す装置は、コンピュータに専用のプログラムを組み込むことによって実現される装置である。したがって、個々のブロックとして示されている構成要素の機能は、実際には、いずれもコンピュータに組み込まれたプログラムによって実現される機能ということになる。
<<< §2. Basic configuration of equipment >>
Next, the basic configuration of a device for creating three-dimensional shape data of an object having a seam on the surface according to the present invention will be described with reference to the block diagram of FIG. As described above, the present invention is basically based on the assumption that a computer is used, and the apparatus shown in FIG. 8 is an apparatus realized by incorporating a dedicated program into the computer. Accordingly, the functions of the constituent elements shown as individual blocks are actually functions realized by a program incorporated in the computer.
図8に示す装置は、表面に縫い目を有する物体について、縫い目を含めた三次元形状データを作成する機能を有し、合計7つのブロックで示される構成要素から構成されている。これら個々のブロックは、図1に示す流れ図の各ステップS1〜S7に対応しており、それぞれ対応するステップに示された処理を実行する機能を有する。 The apparatus shown in FIG. 8 has a function of creating three-dimensional shape data including a seam for an object having a seam on the surface, and is composed of components indicated by a total of seven blocks. These individual blocks correspond to the respective steps S1 to S7 of the flowchart shown in FIG. 1, and have a function of executing the processes shown in the corresponding steps.
すなわち、基本形状データ入力手段10は、ステップS1に示されている基本形状データ入力段階を実行する機能を有し、第1の基準線定義手段20は、ステップS2に示されている第1の基準線定義段階を実行する機能を有し、糸断面パラメータ定義手段30は、ステップS3に示されている糸断面パラメータ定義段階を実行する機能を有し、縫製処理パラメータ定義手段40は、ステップS4に示されている縫製処理パラメータ定義段階を実行する機能を有し、第2の基準線作成手段50は、ステップS5に示されている第2の基準線作成段階を実行する機能を有し、糸形状データ作成手段60は、ステップS6に示されている糸形状データ作成段階を実行する機能を有し、合成形状データ作成手段70は、ステップS7に示されている合成形状データ作成段階を実行する機能を有する。以下、これらの各手段10〜70により実行される処理を、図2〜図7に示す具体例を参照して順に説明する。 That is, the basic shape data input means 10 has a function of executing the basic shape data input stage shown in step S1, and the first reference line definition means 20 has a first shape shown in step S2. The thread section parameter defining means 30 has a function of executing the reference line defining stage, the thread section parameter defining means 30 has a function of executing the thread section parameter defining stage shown in step S3, and the sewing process parameter defining means 40 is step S4. The second reference line creation means 50 has a function of executing the second reference line creation stage shown in step S5, and the sewing process parameter definition stage shown in FIG. The yarn shape data creation means 60 has a function of executing the yarn shape data creation stage shown in step S6, and the composite shape data creation means 70 is shown in step S7. It has a function of executing a molded shape data creation step. Hereinafter, processing executed by each of these units 10 to 70 will be described in order with reference to specific examples shown in FIGS.
まず、基本形状データ入力手段10は、縫い目の情報を含まない物体の三次元形状データを、基本形状データとして入力する機能をもった構成要素であり、たとえば、図2に示すような物体の三次元形状データを、基本形状データDbとして入力する処理を行う。要するに、この基本形状データ入力手段10は、外部から与えられたデジタルデータを、コンピュータ内部に取り込む機能をもった一般的な入力装置である。 First, the basic shape data input means 10 is a component having a function of inputting, as basic shape data, three-dimensional shape data of an object that does not include stitch information. The original shape data is input as basic shape data Db. In short, the basic shape data input means 10 is a general input device having a function of taking digital data given from the outside into the computer.
物体を三次元表現する方法としては、ポリゴンを用いた表現と、パラメトリック曲面を用いた表現とが一般的に知られている。前者は、物体表面を多数のポリゴン(多角形)の集合体として表現する手法であり、通常、個々のポリゴンを構成する頂点の位置座標と、各頂点の位置関係(どの頂点とどの頂点を結ぶことにより、多角形が形成されるかを示す情報)と、によって、物体の三次元形状が定義される。一方、後者は、物体の表面を、ベジェ曲面、スプライン曲面、NURBS曲面に代表されるようなパラメトリック曲面によって表現する手法であり、パラメトリック曲面を定義するための種々のパラメータの集合によって、物体の三次元形状が定義される。 As methods for expressing an object three-dimensionally, an expression using a polygon and an expression using a parametric curved surface are generally known. The former is a method of expressing the object surface as an aggregate of a large number of polygons (polygons). Usually, the position coordinates of the vertices constituting each polygon and the positional relationship of each vertex (which vertex is connected to which vertex) Thus, the three-dimensional shape of the object is defined by the information indicating whether a polygon is formed. On the other hand, the latter is a technique for expressing the surface of an object by a parametric surface represented by a Bezier surface, a spline surface, or a NURBS surface, and is based on a set of various parameters for defining the parametric surface. The original shape is defined.
基本形状データ入力手段10が入力する基本形状データは、前者の形態のデータ(多数のポリゴンによって物体表面を表現した三次元形状データ)であってもよいし、後者の形態のデータ(パラメトリック曲面によって物体表面を表現した三次元形状データ)であってもかまわない。 The basic shape data input by the basic shape data input means 10 may be data in the former form (three-dimensional shape data representing the object surface by a large number of polygons), or data in the latter form (by parametric curved surfaces). 3D shape data representing the surface of the object).
既に述べたとおり、建築物や自動車の内装、家具などの場合、CADを利用した設計が行われるのが一般的であり、この設計段階で作成されるCADデータには、通常、基本形状データDbが含まれている。たとえば、自動車の座席シートのCADデータは、シートの内部を構成するウレタン構造体の三次元形状データであり、縫い目の情報を含まないシートの三次元形状データに相当する。実際のシートは、このウレタン構造体の表面に、縫い目をもった布製もしくは革製の表皮を被せたものになる。このようなCADデータが用意されている物体については、このCADデータをそのまま、もしくは、必要な修正を施して、基本形状データ入力手段に与えるようにすればよい。たとえば、衣服の場合であれば、設計時に用いた型紙のCADデータに対して、人体表面との接触によって生じる皺などを表現するための修正を加えたデータを、当該衣服の基本形状データDbとして、基本形状データ入力手段10に与えるようにすればよい。 As already described, in the case of buildings, automobile interiors, furniture, etc., design using CAD is generally performed, and CAD data created at this design stage usually includes basic shape data Db. It is included. For example, CAD data of an automobile seat seat is three-dimensional shape data of a urethane structure that forms the interior of the seat, and corresponds to the three-dimensional shape data of a seat that does not include stitch information. The actual sheet is obtained by covering the surface of this urethane structure with a cloth or leather skin with seams. For an object for which such CAD data is prepared, this CAD data may be supplied to the basic shape data input means as it is or after being subjected to necessary corrections. For example, in the case of clothes, data obtained by adding corrections for expressing wrinkles caused by contact with the human body surface to the CAD data of the pattern used at the time of design is used as the basic shape data Db of the clothes. What is necessary is just to give to the basic shape data input means 10.
もちろん、設計段階で用いたCADデータを流用することができない場合や、そもそもCADデータが存在しない物体の場合には、当該物体の三次元形状データ(縫い目の情報を含まないデータ)を作成し、基本形状データ入力手段10に与える必要がある。このように、縫い目の情報を含まない物体の三次元形状データを作成する装置は、既に種々のものが実用化されているので、ここでは詳しい説明は省略する。 Of course, when the CAD data used in the design stage cannot be diverted, or in the case of an object for which CAD data does not exist in the first place, three-dimensional shape data of the object (data that does not include seam information) is created, It is necessary to give to the basic shape data input means 10. As described above, since various devices for creating three-dimensional shape data of an object that does not include stitch information have already been put into practical use, detailed description thereof is omitted here.
第1の基準線定義手段20、糸断面パラメータ定義手段30、縫製処理パラメータ定義手段40は、いずれもオペレータの指示入力に基づいて、所定のデータを設定する機能を有する構成要素である。オペレータからの指示を入力するためには、ディスプレイ上に所定の入力画面を提示し、この入力画面を見たオペレータに、キーボードやマウスなどのコンピュータ用入力機器を操作させ、この操作結果を指示入力として取り込むプログラムを用意しておけばよい。 The first reference line definition means 20, the thread section parameter definition means 30, and the sewing process parameter definition means 40 are all components having a function of setting predetermined data based on an instruction input from the operator. In order to input an instruction from the operator, a predetermined input screen is presented on the display, and the operator who views the input screen operates a computer input device such as a keyboard or a mouse, and inputs the operation result. Prepare a program to import as.
まず、第1の基準線定義手段20は、オペレータの指示に基づいて、基本形状データ入力手段10が入力した基本形状データDbで示される物体の表面上に、縫い目の物体表面上での方向を示す第1の基準線L1を定義する機能をもった構成要素である。たとえば、図2に示すような物体の基本形状データDbが入力されている場合、この物体の表面上に、図3に破線で示すような第1の基準線L1の定義が行われる。第1の基準線L1の具体的な定義方法については、§3で詳述する。 First, the first reference line definition means 20 sets the direction on the object surface of the seam on the surface of the object indicated by the basic shape data Db input by the basic shape data input means 10 based on an instruction from the operator. This is a component having a function of defining the first reference line L1 shown. For example, when the basic shape data Db of the object as shown in FIG. 2 is input, the first reference line L1 as shown by the broken line in FIG. 3 is defined on the surface of this object. A specific method of defining the first reference line L1 will be described in detail in §3.
一方、糸断面パラメータ定義手段30は、オペレータの指示に基づいて、縫い目を構成する糸の断面形状と、そのサイズと、を示す糸断面パラメータPsを定義する構成要素であり、たとえば、図4に示すように、xy二次元座標系における円の方程式x2+y2=r2により、糸の二次元断面図形Cの形状とサイズとを定義することができる。オペレータに、このような特定の方程式を直接入力させて、糸断面パラメータPsを設定することも可能であるが、実用上は、方程式に含まれる種々の定数値をパラメータとして指定もしくは選択させることにより、所望の断面形状およびサイズを設定させるようにしておくのが好ましい。具体的な糸断面パラメータの設定方法については、§4で詳述する。 On the other hand, the thread cross-section parameter definition means 30 is a component that defines a thread cross-section parameter Ps indicating the cross-sectional shape and size of the thread constituting the seam based on an instruction from the operator. As shown, the shape and size of the two-dimensional cross-sectional figure C of the thread can be defined by the equation x 2 + y 2 = r 2 of the circle in the xy two-dimensional coordinate system. Although it is possible for the operator to directly input such a specific equation and set the yarn section parameter Ps, in practice, by specifying or selecting various constant values included in the equation as parameters. It is preferable to set a desired cross-sectional shape and size. A specific method for setting the thread section parameter will be described in detail in §4.
縫製処理パラメータ定義手段40は、オペレータの指示に基づいて、縫い目の1ピッチ分の長さと、この1ピッチ分の縫い目の物体表面に対する浮き沈みの形状と、を示す縫製処理パラメータPsを定義する機能をもった構成要素である。たとえば、図5に示す例では、縫い目の1ピッチ分の長さλと、この1ピッチ分の縫い目の物体表面に対する浮き沈みの形状を示すグラフ(一点鎖線で示す)によって、縫製処理パラメータPsの定義が行われており、縫い目の1ピッチ分の長さに対応する周期λをもった周期関数を用いて縫製処理パラメータPsが定義されている。長さλの定義を行うためには、たとえば、所定の単位(たとえば、mm)で、オペレータに所望の数値入力を行わせる機能をもたせておけばよい。また、浮き沈みの形状の定義を行うためには、たとえば、予め複数通りのグラフを用意しておき、その中から、オペレータに所望のグラフを選択させる機能をもたせておけばよい。具体的な縫製処理パラメータの設定方法については、§5で詳述する。 The sewing process parameter definition means 40 has a function of defining a sewing process parameter Ps indicating the length of one pitch of the seam and the shape of the ups and downs of the seam of the stitch for the object surface based on an instruction from the operator. It is a component with. For example, in the example shown in FIG. 5, the sewing processing parameter Ps is defined by a length (λ) corresponding to one pitch of the seam and a graph (indicated by a one-dot chain line) showing the shape of the ups and downs with respect to the object surface of this one pitch seam. The sewing processing parameter Ps is defined using a periodic function having a period λ corresponding to the length of one pitch of the stitches. In order to define the length λ, for example, a function for allowing an operator to input a desired numerical value in a predetermined unit (for example, mm) may be provided. In order to define the shape of the ups and downs, for example, a plurality of graphs may be prepared in advance, and a function for allowing the operator to select a desired graph from the graphs may be provided. A specific method for setting the sewing processing parameters will be described in detail in §5.
第2の基準線作成手段50は、第1の基準線定義手段20によって定義された第1の基準線L1と、縫製処理パラメータ定義手段40によって定義された縫製処理パラメータPsと、に基づいて、物体表面に対して浮き沈みを生じる縫い目の三次元空間上での方向を示す第2の基準線L2を作成する機能をもった構成要素である。§1で述べたとおり、たとえば、図3に示すような第1の基準線L1と、図5に示すようなグラフで示される縫製処理パラメータPsとを用いることにより、図6に示すような第2の基準線L2が作成されることになる。この第2の基準線L2を作成する処理の具体的なアルゴリズムについては、§6で詳述する。 The second reference line creation means 50 is based on the first reference line L1 defined by the first reference line definition means 20 and the sewing process parameter Ps defined by the sewing process parameter definition means 40. This is a component having a function of creating a second reference line L2 indicating the direction in the three-dimensional space of the seam that causes ups and downs with respect to the object surface. As described in §1, for example, by using the first reference line L1 as shown in FIG. 3 and the sewing processing parameter Ps shown in the graph as shown in FIG. 5, the first reference line L1 as shown in FIG. Two reference lines L2 are created. A specific algorithm for the process of creating the second reference line L2 will be described in detail in §6.
糸形状データ作成手段60は、第2の基準線作成手段50によって作成された第2の基準線L2と、糸断面パラメータ定義手段30によって定義された糸断面パラメータPcと、に基づいて、縫い目を構成する糸の三次元形状データDsを作成する機能をもった構成要素である。§1で述べたとおり、たとえば、図6に示すような第2の基準線L2と、図4に示すような糸断面パラメータPcで示される糸の二次元断面図形C(この例の場合は円)とを用いることにより、図7に示すような糸の三次元形状データDsが作成されることになる。この糸の三次元形状データDsを作成する処理の具体的なアルゴリズムについては、§7で詳述する。 The thread shape data creating means 60 is based on the second reference line L2 created by the second reference line creating means 50 and the thread section parameter Pc defined by the thread section parameter defining means 30. This is a component having a function of creating the three-dimensional shape data Ds of the constituent yarn. As described in §1, for example, the second reference line L2 as shown in FIG. 6 and the two-dimensional cross-sectional figure C of the yarn indicated by the yarn cross-sectional parameter Pc as shown in FIG. 4 (in this example, a circle) ), The three-dimensional shape data Ds of the yarn as shown in FIG. 7 is created. A specific algorithm for the process of creating the three-dimensional shape data Ds of the yarn will be described in detail in §7.
合成形状データ作成手段70は、基本形状データ入力手段10が入力した基本形状データDbに、糸形状データ作成手段60が作成した糸の三次元形状データDsを合成することにより、縫い目の情報を含んだ物体の三次元形状データである合成形状データDbsを作成する処理を行う構成要素である。前述したとおり、基本形状データDbと糸の三次元形状データDsとを、同一の三次元座標系を用いたデータにしておけば、合成形状データ作成手段70は、単に、2つのデータDb,Dsを合わせることにより、合成形状データDbsを作成することができる。 The synthesized shape data creating unit 70 includes stitch information by synthesizing the three-dimensional shape data Ds of the yarn created by the yarn shape data creating unit 60 with the basic shape data Db input by the basic shape data input unit 10. This is a component that performs a process of creating composite shape data Dbs, which is three-dimensional shape data of an object. As described above, if the basic shape data Db and the three-dimensional shape data Ds of the yarn are made to be data using the same three-dimensional coordinate system, the synthesized shape data creating means 70 simply has two data Db and Ds. The combined shape data Dbs can be created.
こうして作成された合成形状データDbsは、合成形状データ作成手段70から外部装置へと出力され、種々の用途に利用される。たとえば、三次元CGを取り扱うことができる一般的な装置に合成形状データDbsを取り込めば、所定の視点から、図7に示すような縫い目の情報を含んだ物体を観察したときの二次元CG画像を作成することができる。このとき、糸の三次元形態Dsの不可視部は、隠面処理により非表示とすることができることは、既に述べたとおりである。 The synthesized shape data Dbs created in this way is outputted from the synthesized shape data creating means 70 to an external device and used for various purposes. For example, if the synthetic shape data Dbs is taken into a general apparatus capable of handling three-dimensional CG, a two-dimensional CG image when an object including information on stitches as shown in FIG. 7 is observed from a predetermined viewpoint. Can be created. At this time, as described above, the invisible portion of the three-dimensional form Ds of the yarn can be hidden by the hidden surface processing.
<<< §3.第1の基準線の定義 >>>
続いて、図1のステップS2もしくは図8の第1の基準線定義手段20において行われる第1の基準線L1の具体的な定義方法の一例を述べる。第1の基準線L1は、たとえば、図3に示すように、縫い目の物体表面上での方向を示す線であり、物体の表面上に定義された線であれば、直線であろうが、曲線であろうがかまわない。
<<< §3. Definition of the first reference line >>>
Subsequently, an example of a specific definition method of the first reference line L1 performed in step S2 of FIG. 1 or the first reference line definition means 20 of FIG. 8 will be described. For example, as shown in FIG. 3, the first reference line L1 is a line indicating the direction on the object surface of the seam. If the line is defined on the object surface, the first reference line L1 may be a straight line. It doesn't matter if it's a curve.
これまで述べてきた§1,§2では、説明の便宜上、図2に示すような直方体からなる物体の三次元形状データを基本形状データDbとして入力した例について説明を行ったが、ここでは、図9に示すような曲面を含む物体の三次元形状データが、基本形状データDbとして入力された場合を考えてみる。 In §1 and §2 described so far, for the sake of convenience of explanation, an example in which the three-dimensional shape data of an object made of a rectangular parallelepiped as shown in FIG. 2 is input as the basic shape data Db has been described. Consider a case where the three-dimensional shape data of an object including a curved surface as shown in FIG. 9 is input as basic shape data Db.
図10は、図9に示す物体の表面に、第1の基準線L11,L12(破線で示す)を定義した状態を示す斜視図である。これらの基準線L11,L12は、物体Dbの左右両端付近の曲面上に定義されている。オペレータの操作入力に基づいて第1の基準線を定義するには、たとえば、三次元物体の表面に対して描画を行う機能を提供するプログラムを用意しておき、この描画機能を利用して、物体の表面上に第1の基準線を直接描かせるような方法をとることも可能である。ただ、実用上は、以下に述べるような投影処理を利用して、第1の基準線を定義するのが好ましい。 FIG. 10 is a perspective view showing a state where first reference lines L11 and L12 (shown by broken lines) are defined on the surface of the object shown in FIG. These reference lines L11 and L12 are defined on the curved surface near the left and right ends of the object Db. In order to define the first reference line based on the operation input of the operator, for example, a program that provides a function for performing drawing on the surface of a three-dimensional object is prepared, and this drawing function is used. It is also possible to take a method in which the first reference line is drawn directly on the surface of the object. However, in practice, it is preferable to define the first reference line using a projection process as described below.
図11は、この投影処理を利用した第1の基準線の定義方法の原理を示す斜視図である。いま、図示のように、物体Dbから離れた位置に、2本の参照線K11,K12を定義するとともに、所定の投影方向を示す投影方向ベクトルVを定義する。そして、参照線K11,K12を、投影ベクトルVの示す投影方向に投影し、物体Dbの表面上に投影像を形成させ、この投影像を第1の基準線として定義するのである。図示の例では、参照線K11の物体表面上の投影像が第1の基準線L11となり、参照線K12の物体表面上の投影像が第1の基準線L12となっている。 FIG. 11 is a perspective view showing the principle of the first reference line definition method using this projection processing. Now, as shown in the figure, two reference lines K11 and K12 are defined at positions away from the object Db, and a projection direction vector V indicating a predetermined projection direction is defined. Then, the reference lines K11 and K12 are projected in the projection direction indicated by the projection vector V, a projection image is formed on the surface of the object Db, and this projection image is defined as the first reference line. In the illustrated example, the projected image of the reference line K11 on the object surface is the first reference line L11, and the projected image of the reference line K12 on the object surface is the first reference line L12.
参照線K11,K12を直線で構成すれば、これら参照線の三次元座標系上での位置は、非常に簡単な方程式で表現することができ、この方程式のパラメータを変化させることにより、参照線K11,K12を所望の方向へ移動させることができる。方程式は若干複雑になるが、曲線からなる参照線を定義することも可能である。一方、物体の三次元形状は、基本形状データDbとして与えられているので、物体表面への参照線K11,K12の投影像は、三次元座標系上で幾何学演算を行うことにより求めることができる。オペレータに、参照線の形状や位置および投影方向ベクトルの向きを指定するパラメータを入力させ、指定されたパラメータに基づいて得られる投影像を、ディスプレイ画面上にリアルタイムで表示させるようにすれば、オペレータがパラメータの値を変化させる操作入力を行うたびに、ディスプレイ画面上に表示される投影像の位置がリアルタイムで変化することになる。したがって、オペレータは、ディスプレイ画面を見ながら、所望の位置に第1の基準線を定義することができる。 If the reference lines K11 and K12 are constituted by straight lines, the positions of these reference lines on the three-dimensional coordinate system can be expressed by a very simple equation, and the reference line can be changed by changing the parameters of this equation. K11 and K12 can be moved in a desired direction. Although the equations are a little complicated, it is possible to define a reference line consisting of curves. On the other hand, since the three-dimensional shape of the object is given as the basic shape data Db, the projection images of the reference lines K11 and K12 on the object surface can be obtained by performing geometric calculation on the three-dimensional coordinate system. it can. If the operator inputs parameters that specify the shape and position of the reference line and the direction of the projection direction vector, and the projection image obtained based on the specified parameters is displayed in real time on the display screen, the operator Each time an operation input for changing the value of the parameter is performed, the position of the projected image displayed on the display screen changes in real time. Therefore, the operator can define the first reference line at a desired position while looking at the display screen.
結局、オペレータの指示に基づいて、基本形状データDbで示される物体が定義された三次元空間上に、直線もしくは曲線からなる参照線K11,K12と、所定の投影方向を示す投影方向ベクトルVと、を定義する機能と、参照線K11,K12を投影方向ベクトルVの示す投影方向に投影したときに、基本形状データDbで示される物体の表面上に形成される投影像L11,L12を第1の基準線として定義する機能とを、図8に示す第1の基準線定義手段20にもたせておくようにすればよい。 After all, on the basis of an instruction from the operator, on the three-dimensional space in which the object indicated by the basic shape data Db is defined, reference lines K11 and K12 made of straight lines or curves, and a projection direction vector V indicating a predetermined projection direction, And a first projection image L11, L12 formed on the surface of the object indicated by the basic shape data Db when the reference lines K11, K12 are projected in the projection direction indicated by the projection direction vector V. The function defined as the reference line may be given to the first reference line defining means 20 shown in FIG.
前述したとおり、基本形状データDbは、多数のポリゴンによって物体表面を表現した三次元形状データであってもよいし、ベジェ曲面、スプライン曲面、NURBS曲面に代表されるようなパラメトリック曲面によって物体表面を表現した三次元形状データであってもかまわない。参照線K11,K12の投影像L11,L12(すなわち、第1の基準線)は、前者の場合、通常は、特定のポリゴン上に描かれた直線もしくは曲線として表現され、後者の場合、通常は、ベジェ曲線、スプライン曲線、NURBS曲線などのパラメトリック曲線で表現されることになる。 As described above, the basic shape data Db may be three-dimensional shape data representing the object surface by a large number of polygons, or the object surface may be represented by a parametric surface represented by a Bezier curved surface, a spline curved surface, or a NURBS curved surface. The expressed 3D shape data may be used. In the former case, the projection images L11 and L12 of the reference lines K11 and K12 (that is, the first reference line) are usually expressed as straight lines or curves drawn on a specific polygon, and in the latter case, , A Bezier curve, a spline curve, and a NURBS curve.
なお、第1の基準線は、必ずしも幾何学的な線として定義する必要はなく、離散的に位置する複数の点の順列によって定義を行うことも可能である。たとえば、物体Dbの表面に、離散的に位置する点P1,P2,P3,…をこの順序で定義すれば、これら複数の点P1,P2,P3,…を物体Dbの表面上で順に連結する線(たとえば、表面上の最短距離で連結する線)として、第1の基準線の定義を行うことが可能である。 Note that the first reference line is not necessarily defined as a geometric line, and can be defined by a permutation of a plurality of discretely located points. For example, if the points P1, P2, P3,... Discretely located on the surface of the object Db are defined in this order, the plurality of points P1, P2, P3,... Are sequentially connected on the surface of the object Db. It is possible to define the first reference line as a line (for example, a line connecting at the shortest distance on the surface).
<<< §4.糸断面パラメータの定義 >>>
次に、図1のステップS3もしくは図8の糸断面パラメータ定義手段30において行われる糸断面パラメータPcの具体的な定義方法の一例を述べる。糸断面パラメータPcは、縫い目を構成する糸の断面形状とそのサイズとを示すパラメータであるので、糸の二次元断面図形とその大きさを定めることができれば、どのような形態のパラメータであってもかまわない。
<<< §4. Definition of thread section parameter >>>
Next, an example of a specific method for defining the thread section parameter Pc performed in step S3 in FIG. 1 or the thread section parameter defining means 30 in FIG. 8 will be described. The thread cross-sectional parameter Pc is a parameter indicating the cross-sectional shape and the size of the thread constituting the seam. It doesn't matter.
図12は、xy二次元直交座標系において、(x/a)2/ε+(y/b)2/ε=1(但し、εは所定の定数)なる式によって示される超二次曲線を用いて糸の二次元断面図形の定義を行った例を示す図である。この式は、超二次関数を示す式であり、媒介変数θを用いた表現に書き直すと、x=acosεθ、y=bsinεθという三角関数を用いた形になる。 FIG. 12 shows a superquadratic curve represented by an expression of (x / a) 2 / ε + (y / b) 2 / ε = 1 (where ε is a predetermined constant) in an xy two-dimensional orthogonal coordinate system. It is a figure which shows the example which performed the definition of the two-dimensional cross-sectional figure of a thread | yarn using. This expression is an expression showing a super quadratic function. When rewritten into an expression using a parametric variable θ, it becomes a form using a trigonometric function of x = a cos ε θ and y = b sin ε θ.
図13は、定数εの値を変えた場合に、上式によって、xy二次元直交座標系上に定義される二次元断面図形の形状を示す平面図である。図13(a) は、ε=0.1に設定した場合の形状であり、いわゆる角丸矩形に近い図形となる。図13(b) は、ε=0.7に設定した場合の形状であり、角の丸みが強くなってくる。図13(c) は、ε=1.0に設定した場合の形状であり、得られる図形は、(x/a)2+(y/b)2=1なる式で示される幾何学図形、すなわち、楕円になる。図4に示す円は、a=b=rに設定した場合に対応する。図13(d) ,(e) ,(f) は、それぞれε=1.5,2.0,3.0に設定した場合の形状である。 FIG. 13 is a plan view showing the shape of a two-dimensional sectional figure defined on the xy two-dimensional orthogonal coordinate system by the above equation when the value of the constant ε is changed. FIG. 13 (a) shows the shape when ε = 0.1, which is a figure close to a so-called rounded rectangle. FIG. 13B shows the shape when ε = 0.7, and the roundness of the corners becomes stronger. FIG. 13C shows the shape when ε = 1.0, and the figure obtained is a geometric figure represented by the formula (x / a) 2 + (y / b) 2 = 1, That is, it becomes an ellipse. The circle shown in FIG. 4 corresponds to the case where a = b = r is set. FIGS. 13D, 13E, and 13F are shapes when ε = 1.5, 2.0, and 3.0, respectively.
結局、上式において、定数a,bは、断面のサイズを規定するパラメータとなり、定数εは、断面形状を規定するパラメータとなる。したがって、この図12に示す超二次関数を用いて糸断面を定義することにすれば、a,b,εなる定数を糸断面パラメータとして定めることにより、超楕円から構成される糸断面の形状およびサイズを決定することができる。オペレータは、3つのパラメータa,b,εの値を設定する指示入力を行うだけで済むので、非常に軽い作業負担で、糸断面の定義が可能になる。 After all, in the above equation, the constants a and b are parameters that define the cross-sectional size, and the constant ε is a parameter that defines the cross-sectional shape. Therefore, if the yarn cross section is defined using the super quadratic function shown in FIG. 12, the shape of the yarn cross section constituted by the super ellipse is determined by defining the constants a, b, and ε as the yarn cross section parameters. And size can be determined. Since the operator only needs to input an instruction to set the values of the three parameters a, b, and ε, the yarn cross section can be defined with a very light work load.
一般的な縫製処理に用いられる糸の断面形状は、ほぼ円や楕円を基準にした形状になるため、図12に示す式において、εを所望の値に設定することにより定義することができる。ただ、特殊な縫製加工などでは、図12に示す式では表現できない断面形状をもった糸が用いられることもある。そのような場合は、図14に示すように、rθ極座標系において、角度θ(0≦θ<2π)と、この角度θに対応する距離r(θ)と、の関係を糸断面パラメータとして定義すればよい。 Since the cross-sectional shape of a thread used for a general sewing process is substantially a shape based on a circle or an ellipse, it can be defined by setting ε to a desired value in the equation shown in FIG. However, in a special sewing process or the like, a thread having a cross-sectional shape that cannot be expressed by the equation shown in FIG. 12 may be used. In such a case, as shown in FIG. 14, in the rθ polar coordinate system, the relationship between the angle θ (0 ≦ θ <2π) and the distance r (θ) corresponding to this angle θ is defined as the yarn cross-section parameter. do it.
実際には、角度θの値は、所定間隔ごとの離散値として定義せざるを得ないので、この離散値として与えられた有限個のθの値と、これに対応するr(θ)の値との組み合わせを示す断面形状テーブルを用意し、この断面形状テーブルにより糸断面パラメータを定義すればよい。たとえば、θを10°おきの離散値として設定すれば、合計36組の「θとr(θ)」の組み合わせを示す断面形状テーブルによって糸断面パラメータを定義することができ、任意形状の断面をもった糸に対応することができる。 Actually, since the value of the angle θ must be defined as a discrete value for each predetermined interval, a finite number of θ values given as the discrete values and the corresponding value of r (θ) A cross-sectional shape table showing the combination of the thread cross-sectional shape and the cross-sectional shape table may be used to define the thread cross-sectional parameters. For example, if θ is set as a discrete value every 10 °, the thread cross-sectional parameters can be defined by the cross-sectional shape table indicating a total of 36 combinations of “θ and r (θ)”, and a cross section of an arbitrary shape can be obtained. It can correspond to the thread that has.
なお、角度θの値として離散値を用いた場合、糸断面の輪郭線は、連続した線ではなく、有限個の点の集合として定義されることになる。たとえば、図14に示されている例の場合、特定のθとr(θ)との組み合わせにより、1つの輪郭点Kが定義されることになるので、糸断面の輪郭線は、有限個の輪郭点Kの集合として表現されることになる。したがって、隣接する輪郭点K間の輪郭線の情報が必要な場合には、線形補間やスプライン補間などの補間処理を行うようにすればよい。 When a discrete value is used as the value of the angle θ, the contour line of the yarn cross section is not defined as a continuous line but is defined as a set of a finite number of points. For example, in the example shown in FIG. 14, one contour point K is defined by a specific combination of θ and r (θ). It is expressed as a set of contour points K. Therefore, when information on the contour line between adjacent contour points K is necessary, interpolation processing such as linear interpolation and spline interpolation may be performed.
<<< §5.縫製処理パラメータの定義 >>>
続いて、図1のステップS4もしくは図8の縫製処理パラメータ定義手段40において行われる縫製処理パラメータPsの具体的な定義方法の一例を述べる。縫製処理パラメータPsは、縫い目の1ピッチ分の長さと、この1ピッチ分の縫い目の物体表面に対する浮き沈みの形状と、を示すパラメータである。ここで、縫い目の1ピッチ分の長さλは、所定の単位(たとえば、mm)を指定して、オペレータに数値を指定させることにより容易に定義することが可能である。
<<< §5. Sewing process parameter definition >>>
Next, an example of a specific method for defining the sewing process parameter Ps performed in step S4 in FIG. 1 or the sewing process parameter defining means 40 in FIG. 8 will be described. The sewing process parameter Ps is a parameter indicating the length of one pitch of the seam and the shape of the ups and downs of the one pitch of the seam on the object surface. Here, the length λ for one pitch of the seam can be easily defined by designating a predetermined unit (for example, mm) and allowing the operator to designate a numerical value.
一方、物体表面に対する浮き沈みの形状は、周期λをもった周期関数h(s)を用いて定義すると便利である。ここで、sは、第1の基準線L1上に定義された所定の始点位置から、第1の基準線L1に沿った距離を示すパラメータであり、関数値h(s)は、距離sだけ離れた位置における浮き沈み量を示すパラメータである。たとえば、物体表面上の位置を基準値0とし、物体表面から外部に浮いた位置を正の浮き沈み量で示し、物体表面から内部に沈んだ位置を負の浮き沈み量で示せばよい。 On the other hand, it is convenient to define the shape of the ups and downs with respect to the object surface using a periodic function h (s) having a period λ. Here, s is a parameter indicating a distance along the first reference line L1 from a predetermined starting point position defined on the first reference line L1, and the function value h (s) is only the distance s. It is a parameter indicating the amount of ups and downs at a distant position. For example, the position on the object surface may be set to the reference value 0, the position floating outward from the object surface may be indicated by a positive ups and downs, and the position sinking in from the object surface may be indicated by a negative ups and downs.
図15は、代表的な周期関数h(s)として、h(s)=Asinγ(2πs/λ)なる式(但し、A,γは所定の定数)で示される関数を示すグラフである。ここで、γ=1に設定した場合、周期関数h(s)は、図示のような正弦関数になり、γの値を種々変化させることにより、グラフの形状を調整することができる。たとえば、図5に一点鎖線で示されているグラフのように、矩形波に近い周期関数を定義することも可能である。なお、Aは振幅であり、λと同様に、所定の単位(たとえば、mm)をもった量として、オペレータに数値指定させることができる。 FIG. 15 is a graph showing a function represented by an expression h (s) = Asin γ (2πs / λ) (where A and γ are predetermined constants) as a typical periodic function h (s). Here, when γ = 1 is set, the periodic function h (s) becomes a sine function as shown in the figure, and the shape of the graph can be adjusted by variously changing the value of γ. For example, it is also possible to define a periodic function close to a rectangular wave, as in the graph shown by the alternate long and short dash line in FIG. Note that A is an amplitude, and the value can be specified by the operator as an amount having a predetermined unit (for example, mm), similarly to λ.
一般的な縫い目の場合、可視部(物体表面より上に位置する部分)と不可視部(物体表面より下に位置する部分)とが交互に繰り返されるので、周期関数h(s)も、正の値と負の値とを交互にとる関数にするのが好ましい。上述の式において、γを偶数に設定すると、関数h(s)は常に正の値をとることになるので、どうしてもγを偶数に設定した形状が必要な場合には、半周期ごとに関数値の符号を反転させるような処理を行うようにするとよい。もちろん、縫い方によっては、可視部のみからなり、不可視部を有さない縫い目が形成される場合もあるので、そのような場合には、γを偶数に設定した関数をそのまま用いてかまわない。 In the case of a general seam, since the visible part (the part located above the object surface) and the invisible part (the part located below the object surface) are alternately repeated, the periodic function h (s) is also positive. It is preferable to use a function that alternates between a value and a negative value. In the above formula, when γ is set to an even number, the function h (s) always takes a positive value. Therefore, if a shape in which γ is set to an even number is absolutely necessary, the function value is set every half cycle. It is advisable to perform processing that inverts the sign of. Of course, depending on the stitching method, there may be a stitch formed only of the visible portion and not having the invisible portion. In such a case, the function in which γ is set to an even number may be used as it is.
また、可視部と不可視部とをそれぞれ別個の関数で定義することも可能である。可視部の長さと不可視部の長さとの比は、必ずしも1:1である必要はなく、また、可視部の形状と不可視部の形状とは、必ずしも同一である必要はないので、縫い目によっては、可視部の形状を規定する関数と、不可視部の形状を規定する関数とを、別個に定義した方がよいケースもある。要するに、1ピッチ分の縫い目の物体表面に対する浮き沈みの形状を定義できる関数であれば、どのような関数を用いてもかまわない。なお、関数h(s)は周期関数なので、0≦s<λの範囲内について、関数値h(s)の値が定義されていればよい。 It is also possible to define the visible part and the invisible part by separate functions. The ratio between the length of the visible portion and the length of the invisible portion does not necessarily have to be 1: 1, and the shape of the visible portion and the shape of the invisible portion do not necessarily have to be the same. In some cases, it is better to define the function that defines the shape of the visible portion and the function that defines the shape of the invisible portion separately. In short, any function may be used as long as it is a function that can define the shape of the ups and downs with respect to the object surface of the stitch for one pitch. Since the function h (s) is a periodic function, the function value h (s) only needs to be defined within the range of 0 ≦ s <λ.
もちろん、1ピッチ分の縫い目の形状は、必ずしも関数で定義する必要はなく、離散的に配置された輪郭点の集合によって定義することも可能である。図16は、多数の輪郭点Kiの集合により、縫い目の形状を定義した例を示す平面図である。ここで、第i番目の輪郭点Kiは、0〜λの範囲内の第i番目の離散値として与えられる距離siと、これに対応する所定値h(si)との組み合わせによって定義される点ということになる。したがって、縫い目の1ピッチ分の長さλと、0〜λの範囲内の複数の離散値sおよび個々の離散値に対応する所定値h(s)の組み合わせを示す起伏テーブルを作成すれば、この起伏テーブルを用いて縫製処理パラメータを定義することが可能になる。 Of course, the shape of the stitches for one pitch is not necessarily defined by a function, but can be defined by a set of discretely arranged contour points. FIG. 16 is a plan view showing an example in which the shape of the seam is defined by a set of a large number of contour points Ki. Here, the i-th contour point Ki is a point defined by a combination of a distance si given as an i-th discrete value within a range of 0 to λ and a predetermined value h (si) corresponding thereto. It turns out that. Therefore, by creating a undulation table indicating a combination of the length λ for one pitch of the seam, a plurality of discrete values s within a range of 0 to λ, and a predetermined value h (s) corresponding to each discrete value, Sewing processing parameters can be defined using this undulation table.
もっとも、この起伏テーブルで定義される1ピッチ分の縫い目の形状は、連続的な線ではなく、有限個の点の集合になるので、必要があれば、この起伏テーブル上の離散的情報に対する補間処理を行うのが好ましい。 However, the shape of the seam for one pitch defined in this undulation table is not a continuous line, but a set of a finite number of points. If necessary, interpolation is performed for discrete information on this undulation table. It is preferable to carry out the treatment.
<<< §6.第2の基準線の作成 >>>
次に、図1のステップS5もしくは図8の第2の基準線作成手段50において行われる第2の基準線の具体的な作成方法の一例を述べる。図6に示されているように、第2の基準線L2は、物体表面に対して浮き沈みを生じる縫い目の三次元空間上での方向を示す線であり、第1の基準線L1と縫製処理パラメータPsとに基づいて作成されることになる。ここでは、図10に示すような物体Db上に定義された第1の基準線L11,L12と、図15に示すような所定周期λをもった周期関数h(s)として定義された縫製処理パラメータPsとに基づいて、第2の基準線を作成する具体的な方法を述べる。
<<< §6. Creating a second reference line >>
Next, an example of a specific method for creating the second reference line performed in step S5 in FIG. 1 or the second reference line creating means 50 in FIG. 8 will be described. As shown in FIG. 6, the second reference line L2 is a line indicating the direction in the three-dimensional space of the seam where the ups and downs occur with respect to the object surface, and the first reference line L1 and the sewing process It is created based on the parameter Ps. Here, the sewing process defined as the first reference lines L11 and L12 defined on the object Db as shown in FIG. 10 and the periodic function h (s) having the predetermined period λ as shown in FIG. A specific method for creating the second reference line based on the parameter Ps will be described.
まず、図17の斜視図に示されている第1の基準線L12に基づいて、第2の基準線を作成する方法を考える。ここで作成する第2の基準線は、図15に示す周期関数h(s)のグラフを、第1の基準線L12に沿ってマッピングした線というべきものである。この場合、まず、第1の基準線L12上の任意の位置に、始点P0を設定する。この始点P0は、周期関数h(s)をマッピングする上での位相を定める基準になる。縫い目の位相までも正確に定める必要がある場合には、オペレータに、始点P0の位置を正確に指定させる必要があるが、縫い目の位相までも考慮する必要のない一般的な用途の場合であれば、第2の基準線作成手段50に、第1の基準線L12上の任意の点(たとえば、第1の基準線L12の端点)を始点P0とする自動設定機能をもたせておけばよい。 First, consider a method of creating a second reference line based on the first reference line L12 shown in the perspective view of FIG. The second reference line created here should be a line obtained by mapping the graph of the periodic function h (s) shown in FIG. 15 along the first reference line L12. In this case, first, the starting point P0 is set at an arbitrary position on the first reference line L12. This starting point P0 serves as a reference for determining a phase in mapping the periodic function h (s). If it is necessary to accurately determine the phase of the seam, it is necessary for the operator to specify the position of the starting point P0 accurately. However, even if it is a general application that does not need to consider the phase of the seam. For example, the second reference line creation means 50 may be provided with an automatic setting function that sets an arbitrary point on the first reference line L12 (for example, the end point of the first reference line L12) as the start point P0.
こうして、始点P0が定まったら、図17に示すように、第1の基準線L12上にあり、始点P0からこの第1の基準線L12に沿った距離がsの位置にある点Pに関して、当該点Pの位置に立てた物体表面についての法線nを求め、この法線n上にあり、点Pから距離h(s)だけ隔たった位置にある点Qを求め、このような点Qの集合によって第2の基準線を作成する処理を行えばよい。関数h(s)は周期関数なので、0≦s<λの範囲内について、関数値h(s)の値が定義されていれば、任意のsの値について、関数値h(s)を求めることができ、第1の基準線がどのような長さをもっていても、これに対応する第2の基準線を作成することが可能である。 When the starting point P0 is determined in this way, as shown in FIG. 17, the point P is on the first reference line L12 and the distance from the starting point P0 along the first reference line L12 is at the position s. A normal line n about the object surface set at the position of the point P is obtained, and a point Q that is on the normal line n and is separated from the point P by a distance h (s) is obtained. What is necessary is just to perform the process which produces the 2nd reference line by a set. Since the function h (s) is a periodic function, if the value of the function value h (s) is defined within the range of 0 ≦ s <λ, the function value h (s) is obtained for any value of s. It is possible to create a second reference line corresponding to any length of the first reference line.
第2の基準線を構成する点Qは、点Pに対して、当該点Pの位置に立てた法線nの方向に沿って、関数値h(s)だけ離れた位置に定義されるので、作成される第2の基準線は、常に物体表面に対して浮き沈みを生じる線になる。もちろん、関数値h(s)は正負両方の値をとることができ、関数値h(s)が正の値をとる場合には、点Qは点Pに対して物体の外側方向に隔たった点として定義され、関数値h(s)が負の値をとる場合には、点Qは点Pに対して物体の内側方向に隔たった点として定義される。 The point Q constituting the second reference line is defined at a position separated from the point P by the function value h (s) along the direction of the normal line n set at the position of the point P. The generated second reference line is always a line that causes ups and downs with respect to the object surface. Of course, the function value h (s) can take both positive and negative values. When the function value h (s) takes a positive value, the point Q is separated from the point P in the outward direction of the object. When defined as a point and the function value h (s) takes a negative value, the point Q is defined as a point separated from the point P in the inner direction of the object.
縫製処理パラメータPsが式によって定義されており、第1の基準線が比較的単純な式によって表されている場合、点Qの集合からなる第2の基準線も式によって表現することが可能である。たとえば、第1の基準線が直線であった場合、第2の基準線は、縫製処理パラメータPsとして与えられた式、たとえば、h(s)=Asinγ(2πs/λ)のような式で表される周期的曲線を、三次元空間上にそのまま配置したものになる。したがって、二次元平面上の周期的曲線を定義する上記式を、三次元空間上の式に変換することにより、第2の基準線を式として求めることができる。 When the sewing processing parameter Ps is defined by an expression and the first reference line is expressed by a relatively simple expression, the second reference line composed of a set of points Q can also be expressed by the expression. is there. For example, when the first reference line is a straight line, the second reference line is an expression given as the sewing processing parameter Ps, for example, an expression such as h (s) = Asin γ (2πs / λ). The represented periodic curve is arranged as it is in the three-dimensional space. Therefore, the second reference line can be obtained as an equation by converting the above equation defining the periodic curve on the two-dimensional plane into an equation on the three-dimensional space.
なお、図16に示す例のように、縫製処理パラメータPsが、縫い目の1ピッチ分の長さλと、0〜λの範囲内の複数の離散値sおよび個々の離散値に対応する所定値h(s)の組み合わせを示す起伏テーブルによって定義されている場合は、0≦s<λの範囲内の有限個の変数sについてのみ、値h(s)の定義がなされている。したがって、λ以上の変数sについては、値h(s)の定義がなされていないことになるが、起伏テーブルの情報を周期λで繰り返し適用すれば問題はない。すなわち、第1の基準線L12上にあり、始点P0からの第1の基準線L12に沿った距離が(kλ+s)の位置(但し、k=0,1,2,…)にある点Pに関して、当該点Pの位置に立てた物体表面についての法線nを求め、この法線n上にあり、点Pから距離h(s)だけ離れた位置にある点Qを求め、点Qの集合によって第2の基準線を作成すればよい。ここで、kは、k=0,1,2,…のような整数であり、繰り返しの回数を示すパラメータである。 Note that, as in the example shown in FIG. 16, the sewing processing parameter Ps includes a length λ corresponding to one pitch of the stitches, a plurality of discrete values s within a range of 0 to λ, and a predetermined value corresponding to each discrete value. When defined by the undulation table indicating the combination of h (s), the value h (s) is defined only for a finite number of variables s within the range of 0 ≦ s <λ. Therefore, although the value h (s) is not defined for the variable s greater than or equal to λ, there is no problem if the information of the undulation table is repeatedly applied with the period λ. That is, with respect to the point P on the first reference line L12 and having a distance (kλ + s) along the first reference line L12 from the starting point P0 (where k = 0, 1, 2,...). A normal line n about the object surface set up at the position of the point P is obtained, and a point Q that is on the normal line n and is separated from the point P by a distance h (s) is obtained. The second reference line may be created by Here, k is an integer such as k = 0, 1, 2,..., And is a parameter indicating the number of repetitions.
このように、起伏テーブルを用いて定義された点Qは、離散的な点になるので、第2の基準線を連続的な線として求めたい場合には、起伏テーブルに基づく離散的情報に対して補間処理を行い、補間処理後の情報を用いて第2の基準線を作成すればよい。たとえば、起伏テーブルに基づいて、複数の離散的な点Qを求め、隣接する点Qの間の部分については、線形補間やスプライン補間などの補間処理を行うようにすればよい。 Thus, since the point Q defined using the undulation table is a discrete point, when it is desired to obtain the second reference line as a continuous line, the discrete information based on the undulation table is used. The interpolation process is performed, and the second reference line may be created using the information after the interpolation process. For example, a plurality of discrete points Q may be obtained based on the undulation table, and interpolation processing such as linear interpolation or spline interpolation may be performed on the portion between adjacent points Q.
一方、縫製処理パラメータPsが、起伏テーブルではなく、周期関数h(s)によって定義されていた場合は、任意のsに対して関数値h(s)を求めることができるので、第1の基準線上の任意の点Pについて、対応する点Qを求めることができる。したがって、原理的には、無限個の点Qから構成される連続的な線として、第2の基準線を作成することができる。しかしながら、実用上は、無限個の点Qの位置を求める演算を行うことはできないので、第1の基準線上に所定間隔で有限個の標本点P(i)を定義し、縫製処理パラメータに基づいて各標本点P(i)を浮き沈みさせることにより、有限個の代表点Q(i)を求めるようにし、この有限個の代表点Q(i)の集合として、第2の基準線を構成すればよい。具体的には、第1の基準線上の第i番目の標本点P(i)の位置に立てた物体表面についての法線n(i)を求め、この法線n(i)上にあり、標本点P(i)から縫製処理パラメータに基づいて定まる所定距離だけ離れた位置にある点を、第i番目の代表点Q(i)とする処理を、i=1,2,3,…と必要な回数だけ繰り返し実行すればよい。 On the other hand, when the sewing processing parameter Ps is defined not by the undulation table but by the periodic function h (s), the function value h (s) can be obtained for an arbitrary s. For any point P on the line, the corresponding point Q can be determined. Therefore, in principle, the second reference line can be created as a continuous line composed of an infinite number of points Q. However, practically, since it is not possible to perform an operation for obtaining the position of an infinite number of points Q, a finite number of sample points P (i) are defined at predetermined intervals on the first reference line and based on the sewing processing parameters. Thus, by raising and lowering each sample point P (i), a finite number of representative points Q (i) are obtained, and the second reference line is formed as a set of the finite number of representative points Q (i). That's fine. Specifically, a normal line n (i) is obtained for the object surface set at the position of the i-th sample point P (i) on the first reference line, and is on the normal line n (i). A process in which a point located at a position separated from the sample point P (i) by a predetermined distance determined based on the sewing processing parameter is the i-th representative point Q (i) is i = 1, 2, 3,. It only needs to be repeated as many times as necessary.
図18は、第1の基準線L1(破線で示されている)上に定義された有限個の標本点P0,P1,P2,…に基づいて、第2の基準線L2を作成する方法を示す正断面図であり、物体の三次元形態を、第1の基準線L1に沿って切断した断面を示している。標本点P0,P1,P2,…は、たとえば、始点P0から第1の基準線L1に沿って等間隔に並ぶような点として定義すればよい(もちろん、必ずしも等間隔に設定する必要はない)。図に破線で示す直線n0,n1,n2,…は、それぞれ標本点P0,P1,P2,…の位置において、物体表面に立てた法線を示している。標本点P0は、始点P0と同一の点であり、始点からの距離s=0となる点である。 FIG. 18 shows a method of creating the second reference line L2 based on a finite number of sample points P0, P1, P2,... Defined on the first reference line L1 (shown by a broken line). It is a front sectional view shown, and shows a section which cut a three-dimensional form of an object along the 1st standard line L1. The sample points P0, P1, P2,... May be defined, for example, as points that are arranged at equal intervals along the first reference line L1 from the start point P0 (of course, it is not always necessary to set them at equal intervals). . The straight lines n0, n1, n2,... Shown by broken lines in the figure indicate normal lines set on the object surface at the positions of the sample points P0, P1, P2,. The sample point P0 is the same point as the start point P0, and is a point where the distance s = 0 from the start point.
図示の例は、周期関数h(s)のs=0における値が、h(0)=0となっている例であり、始点位置における標本点P0とこれに対応する代表点Q0とは同一の点になる。一方、始点P0から第1の基準線L1に沿って距離s1だけ離れた位置に定義された標本点P1については、法線n1上にあり、標本点P1から距離h(s1)だけ離れた位置にある点Q1が、対応する代表点として求められる。同様に、始点P0から第1の基準線L1に沿って距離s2だけ離れた位置に定義された標本点P2については、法線n2上にあり、標本点P2から距離h(s2)だけ離れた位置にある点Q2が、対応する代表点として求められる。以下、同様にして、各標本点P3〜P8に対応する代表点Q3〜Q8が、図示のように求められる。 The illustrated example is an example in which the value at s = 0 of the periodic function h (s) is h (0) = 0, and the sample point P0 at the start position and the representative point Q0 corresponding thereto are the same. It becomes the point. On the other hand, the sample point P1 defined at the position separated from the start point P0 by the distance s1 along the first reference line L1 is located on the normal line n1 and is separated from the sample point P1 by the distance h (s1). The point Q1 located at is obtained as a corresponding representative point. Similarly, the sample point P2 defined at the position separated from the start point P0 by the distance s2 along the first reference line L1 is on the normal line n2 and is separated from the sample point P2 by the distance h (s2). The point Q2 at the position is obtained as the corresponding representative point. Hereinafter, similarly, representative points Q3 to Q8 corresponding to the respective sample points P3 to P8 are obtained as illustrated.
こうして複数の離散的な点として求められた代表点Q0〜Q8の集合により、第2の基準線L2が構成されることになる。隣接する代表点Qの間の部分については、必要に応じて、線形補間やスプライン補間などの補間処理を行うようにすればよい。 Thus, the second reference line L2 is configured by a set of representative points Q0 to Q8 obtained as a plurality of discrete points. Interpolation processing such as linear interpolation or spline interpolation may be performed on the portion between adjacent representative points Q as necessary.
なお、物体表面が、複数の面によって構成されており、この複数の面の交差部分に標本点を設定する場合には、当該標本点位置には、複数の法線(個々の面についての法線)が定義されることになる。たとえば、図3に示す例では、第1の基準線L1が、物体Dbの上面にのみ定義されているが、もし、第1の基準線L1が物体Dbの上面から前面へと連続した線となっており、この上面と前面との交差位置(直角に折り曲がる位置)に標本点Pが定義されることになったとすると、当該標本点Pに関しては、物体上面についての法線と、物体前面についての法線とが定義可能である。このような場合、いずれか一方の法線のみを採用し、採用した法線上に代表点Qを定義してもよいし、両法線の中間に位置する中間法線を定め、この中間法線上に代表点Qを定義してもよい。 When the object surface is composed of a plurality of surfaces, and sample points are set at the intersections of the plurality of surfaces, the sample point position has a plurality of normal lines (methods for individual surfaces). Line) will be defined. For example, in the example shown in FIG. 3, the first reference line L1 is defined only on the upper surface of the object Db. However, if the first reference line L1 is a continuous line from the upper surface of the object Db to the front surface, Assuming that a sample point P is defined at an intersection position (a position bent at a right angle) between the upper surface and the front surface, with respect to the sample point P, the normal to the object upper surface and the front surface of the object The normal for can be defined. In such a case, only one of the normals may be adopted, and the representative point Q may be defined on the adopted normal, or an intermediate normal located between the two normals may be defined, The representative point Q may be defined as
<<< §7.糸の三次元形状データの作成 >>>
続いて、図1のステップS6もしくは図8の糸形状データ作成手段60において行われる糸の三次元形状データの具体的な作成方法の一例を述べる。図6に示す第2の基準線L2が、太さをもたない幾何学的な線であるのに対して、図7に示す糸の三次元形状データDsは、円柱状のパイプのような三次元形態を示すデータになる。このような三次元形状データDsを作成するには、第2の基準線L2上に所定間隔で配置代表点Qを定義し、各配置代表点の位置に、糸断面パラメータPcで示される糸の二次元断面図形を、当該配置代表点Qにおける第2の基準線L2の接線ベクトルTに対して直交する向きに配置する処理を行い、配置された二次元断面図形を利用して、糸の三次元形状データDsを作成すればよい。なお、この§7で説明する「配置代表点Q」は、§6で述べた個々の標本点に対応する「代表点Q」と同一でもよいし、別個のものでもかまわない。ただ、実用上は、§6で述べた「代表点Q」を、この§7においてもそのまま「配置代表点Q」として用いるのが好ましく、以下の説明は、そのような場合を例にとったものである。
<<< §7. Creation of three-dimensional shape data of yarn >>>
Next, an example of a specific method for creating the three-dimensional shape data of the yarn performed in step S6 in FIG. 1 or the yarn shape data creating means 60 in FIG. 8 will be described. The second reference line L2 shown in FIG. 6 is a geometric line having no thickness, whereas the three-dimensional shape data Ds of the yarn shown in FIG. 7 is like a cylindrical pipe. The data shows the three-dimensional form. In order to create such three-dimensional shape data Ds, arrangement representative points Q are defined at predetermined intervals on the second reference line L2, and the position of each arrangement representative point is defined by the yarn cross section parameter Pc. A process of arranging the two-dimensional cross-sectional figure in a direction orthogonal to the tangent vector T of the second reference line L2 at the arrangement representative point Q, and using the arranged two-dimensional cross-sectional figure, the tertiary of the yarn The original shape data Ds may be created. The “arrangement representative point Q” described in §7 may be the same as the “representative point Q” corresponding to each sample point described in §6, or may be separate. However, in practice, it is preferable to use the “representative point Q” described in §6 as it is as the “arrangement representative point Q” in this §7 as well, and the following description takes such a case as an example. Is.
たとえば、図19に示すように、第1の基準線L1上に、第i番目の標本点P(i)、第(i+1)番目の標本点P(i+1)、第(i+2)番目の標本点P(i+2)が定義され、これら各標本点位置に、それぞれ物体表面に対する法線n(i),n(i+1),n(i+2)が定義され、各法線上に、それぞれ代表点Q(i),Q(i+1),Q(i+2)が求められている場合を考える。この場合、第2の基準線L2は、各代表点を滑らかに結ぶ線として定義される。なお、図19において、ベクトルT(i),T(i+1),T(i+2)は、それぞれ代表点Q(i),Q(i+1),Q(i+2)における第2の基準線L2の接線の向きを示す接線ベクトルである。 For example, as shown in FIG. 19, on the first reference line L1, the ith sample point P (i), the (i + 1) th sample point P (i + 1), and the (i + 2) th sample point. P (i + 2) is defined, and normals n (i), n (i + 1), n (i + 2) with respect to the object surface are defined at the respective sample point positions, and representative points Q (i) are defined on the respective normals. ), Q (i + 1), Q (i + 2) are considered. In this case, the second reference line L2 is defined as a line that smoothly connects the representative points. In FIG. 19, vectors T (i), T (i + 1), and T (i + 2) are tangents of the second reference line L2 at the representative points Q (i), Q (i + 1), and Q (i + 2), respectively. It is a tangent vector indicating the direction.
一方、糸の二次元断面図形Cとしては、図4に示すような糸断面パラメータPcによって、半径rの円が定義されていたものとする。この場合、糸の三次元形状データを作成するには、まず、各代表点Q(i),Q(i+1),Q(i+2)の位置に、糸の二次元断面図形C、すなわち、半径rの円を配置する処理を行えばよい。具体的には、各代表点Q(i),Q(i+1),Q(i+2)の位置に中心がくるように、半径rの円をそれぞれ配置すればよい。このとき、各円を、各代表点における第2の基準線L2の接線ベクトルに対して直交する向きに配置する。 On the other hand, it is assumed that a circle with a radius r is defined as the two-dimensional cross-sectional figure C of the yarn by the yarn cross-sectional parameter Pc as shown in FIG. In this case, in order to create the three-dimensional shape data of the yarn, first, at the position of each representative point Q (i), Q (i + 1), Q (i + 2), the two-dimensional sectional figure C of the yarn, that is, the radius r The process of arranging the circles may be performed. Specifically, a circle with a radius r may be arranged so that the center is at the position of each representative point Q (i), Q (i + 1), Q (i + 2). At this time, each circle is arranged in a direction orthogonal to the tangent vector of the second reference line L2 at each representative point.
図20は、各代表点Q(i),Q(i+1),Q(i+2)の位置に、それぞれ半径rの円からなる糸の二次元断面図形C(i),C(i+1),C(i+2)を配置した状態を示す概念図である。各円C(i),C(i+1),C(i+2)は、それぞれ各代表点Q(i),Q(i+1),Q(i+2)が中心となるように配置されており、かつ、各接線ベクトルT(i),T(i+1),T(i+2)に対して直交する向きに配置されている。 FIG. 20 shows a two-dimensional cross-sectional figure C (i), C (i + 1), C () of a thread made of a circle with a radius r at each representative point Q (i), Q (i + 1), Q (i + 2). It is a conceptual diagram which shows the state which has arrange | positioned i + 2). The circles C (i), C (i + 1), and C (i + 2) are arranged so that the representative points Q (i), Q (i + 1), and Q (i + 2) are centered, and They are arranged in a direction orthogonal to the tangent vectors T (i), T (i + 1), and T (i + 2).
なお、配置対象となる断面図形Cが円の場合には、配置の際の回転方向(円周方向)に関する位置は考慮する必要がないが、それ以外の図形の場合には、回転方向に関する位置も考慮する必要が生じる。たとえば、糸の二次元断面図形Cが楕円の場合、長軸をどの方向に向けて配置するかを考慮する必要がある。このような回転方向に関する位置基準は、個々の代表点についての接線ベクトルと法線とを利用して定めるようにするとよい。 When the cross-sectional figure C to be arranged is a circle, there is no need to consider the position in the rotation direction (circumferential direction) at the time of arrangement, but in the case of other figures, the position in the rotation direction. Need to be considered. For example, when the two-dimensional cross-sectional figure C of the yarn is an ellipse, it is necessary to consider in which direction the major axis is arranged. Such a position reference regarding the rotation direction may be determined by using a tangent vector and a normal line for each representative point.
たとえば、図21に示す例の場合、標本点P(i)についての法線n(i)上に代表点Q(i)が定義され、この代表点Q(i)の位置において接線ベクトルT(i)が定義されている。この場合、代表点Q(i)の位置に糸の二次元断面図形C(i)を配置する際には、代表点Q(i)を含み、接線ベクトルT(i)に直交する投影面を定義し、接線ベクトルT(i)を法線n(i)の方向へ投影することによってこの投影面上に得られる投影ベクトルTT(i)の位置を基準として、糸の二次元断面図形C(i)を配置するようにすればよい。別言すれば、代表点Q(i)を通り接線ベクトルT(i)に直交する投影面を定義し、接線ベクトルT(i)、法線n(i)、投影ベクトルTT(i)の三者が同一平面上に含まれることになるように、当該投影面上に投影ベクトルTT(i)を定義するのである。そして、この投影ベクトルTT(i)の向きを、糸の二次元断面図形Cを配置する上での回転方向に関する位置基準(たとえば、楕円を配置する場合には、長軸の向きを定める基準)として用いるようにすればよい。 For example, in the example shown in FIG. 21, a representative point Q (i) is defined on the normal line n (i) with respect to the sample point P (i), and the tangent vector T (( i) is defined. In this case, when the two-dimensional cross-sectional figure C (i) of the yarn is arranged at the position of the representative point Q (i), a projection plane that includes the representative point Q (i) and is orthogonal to the tangent vector T (i) is used. The tangent vector T (i) is projected in the direction of the normal n (i), and the position of the projection vector TT (i) obtained on this projection plane is used as a reference, and the two-dimensional cross-sectional figure C ( i) may be arranged. In other words, a projection plane that passes through the representative point Q (i) and is orthogonal to the tangent vector T (i) is defined, and the tangent vector T (i), the normal n (i), and the projection vector TT (i). The projection vector TT (i) is defined on the projection plane so that the person is included on the same plane. Then, the direction of the projection vector TT (i) is used as a position reference for the rotation direction in arranging the two-dimensional cross-sectional figure C of the yarn (for example, a reference for determining the direction of the major axis when an ellipse is arranged). It may be used as.
以上述べたとおり、代表点Q(i)の位置に、糸の二次元断面図形C(i)を配置する処理を行う際には、代表点Q(i)の位置における接線ベクトルT(i)を求める必要がある。ここでは、この接線ベクトルT(i)を求めるための具体的な手法を3通り示しておく。 As described above, when the process of placing the two-dimensional cross-sectional figure C (i) of the yarn at the position of the representative point Q (i) is performed, the tangent vector T (i) at the position of the representative point Q (i). It is necessary to ask. Here, three specific methods for obtaining the tangent vector T (i) are shown.
まず、第2の基準線作成手段50によって、方程式により表現可能な第2の基準線L2が作成された場合は、この方程式の代表点Q(i)における微分値を利用して、接線ベクトルT(i)を求めることができる。直線もしくは曲線グラフを示す方程式における特定の座標位置における微分値は、当該座標位置におけるグラフの傾きを示すものになり、当該座標位置における接線ベクトルの方向を示すものになる。よって、第2の基準線L2が式によって表現されている場合には、微分演算を行うことにより、任意の代表点Q(i)における接線ベクトルT(i)を求めることができる。 First, when a second reference line L2 that can be expressed by an equation is created by the second reference line creating means 50, a tangent vector T is obtained using a differential value at a representative point Q (i) of this equation. (I) can be obtained. A differential value at a specific coordinate position in an equation indicating a straight line or a curve graph indicates the inclination of the graph at the coordinate position, and indicates the direction of the tangent vector at the coordinate position. Therefore, when the second reference line L2 is expressed by an equation, a tangent vector T (i) at an arbitrary representative point Q (i) can be obtained by performing a differentiation operation.
一方、第2の基準線L2が、離散的に定義された代表点Qの集合によって表現されている場合、第2の基準線L2を表現する直接的な情報は、個々の代表点Qの三次元空間上での位置座標のみである。たとえば、図19では、説明の便宜上、第2の基準線L2を実線で描いてあるが、実際には、各代表点Q(i),Q(i+1),Q(i+2)の位置座標のみが与えられており、第2の基準線L2は、これら代表点を滑らかに結ぶ曲線として概念的に定義されている線に過ぎない(もちろん、線形補間やスプライン補間などの補間処理を行えば、各代表点を結ぶ線として、第2の基準線L2を実体化させることは可能である)。 On the other hand, when the second reference line L2 is expressed by a set of discretely defined representative points Q, the direct information expressing the second reference line L2 is the cubic of each representative point Q. Only the position coordinates in the original space. For example, in FIG. 19, for convenience of explanation, the second reference line L2 is drawn as a solid line, but actually only the position coordinates of each representative point Q (i), Q (i + 1), Q (i + 2) are shown. The second reference line L2 is merely a line conceptually defined as a curve that smoothly connects these representative points (of course, if interpolation processing such as linear interpolation or spline interpolation is performed, It is possible to materialize the second reference line L2 as a line connecting the representative points).
このように、各代表点Q(i),Q(i+1),Q(i+2)の位置座標のみが与えられている場合には、隣接する代表点へ向かう方向を、接線ベクトルの方向として取り扱うことにより、各代表点に接線ベクトルを定義することができる。すなわち、第i番目の代表点Q(i)における第2の基準線の接線ベクトルT(i)は、第(i+1)番目の代表点Q(i+1)を利用して、点Q(i)とQ(i+1)とを結ぶ線分に沿ったベクトルとして定義すればよい。 Thus, when only the position coordinates of each representative point Q (i), Q (i + 1), Q (i + 2) are given, the direction toward the adjacent representative point is treated as the direction of the tangent vector. Thus, a tangent vector can be defined for each representative point. That is, the tangent vector T (i) of the second reference line at the i-th representative point Q (i) uses the (i + 1) -th representative point Q (i + 1) and the point Q (i). What is necessary is just to define as a vector along the line segment which ties Q (i + 1).
図22は、このような手法により、各代表点Q(i),Q(i+1)についての接線ベクトルT(i),T(i+1)を定義した例を示す概念図である。代表点Q(i)についての接線ベクトルT(i)は、代表点Q(i)とQ(i+1)とを結ぶ線分に沿ったベクトルとなっており、代表点Q(i+1)についての接線ベクトルT(i+1)は、代表点Q(i+1)とQ(i+2)とを結ぶ線分に沿ったベクトルとなっている。このような手法で定義された接線ベクトルは、各代表点における接線の正確な向きを示すものにはならないが、隣接する代表点間の間隔がある程度小さければ、実用上、十分な精度をもった接線ベクトルを定義することができる。 FIG. 22 is a conceptual diagram showing an example in which tangent vectors T (i) and T (i + 1) are defined for the representative points Q (i) and Q (i + 1) by such a method. The tangent vector T (i) for the representative point Q (i) is a vector along the line segment connecting the representative points Q (i) and Q (i + 1), and the tangent for the representative point Q (i + 1). The vector T (i + 1) is a vector along a line segment connecting the representative points Q (i + 1) and Q (i + 2). The tangent vector defined by such a method does not indicate the exact orientation of the tangent at each representative point, but has sufficient accuracy in practice if the distance between adjacent representative points is small to some extent. A tangent vector can be defined.
より精度の高い接線ベクトルを定義するには、次のような手法が有効である。すなわち、個々の代表点Q(i)について、第2の基準線L2上の点であって、隣接する代表点よりも近くに存在する近接点QQ(i)を定義し、各代表点Q(i)における接線ベクトルT(i)を、当該代表点Q(i)と当該代表点について定義された近接点QQ(i)とを結ぶ線分に沿ったベクトルとして求めるのである。 In order to define a tangent vector with higher accuracy, the following method is effective. That is, for each representative point Q (i), a proximity point QQ (i) that is a point on the second reference line L2 and is present closer to the adjacent representative point is defined, and each representative point Q ( The tangent vector T (i) in i) is obtained as a vector along a line segment connecting the representative point Q (i) and the adjacent point QQ (i) defined for the representative point.
図23は、このような手法により、各代表点Q(i),Q(i+1),Q(i+2)についての接線ベクトルT(i),T(i+1),T(i+2)を定義した例を示す概念図である。代表点Q(i)についての接線ベクトルT(i)は、代表点Q(i)と近接点QQ(i)とを結ぶ線分に沿ったベクトルとなっており、代表点Q(i+1)についての接線ベクトルT(i+1)は、代表点Q(i+1)と近接点QQ(i+1)とを結ぶ線分に沿ったベクトルとなっており、代表点Q(i+2)についての接線ベクトルT(i+2)は、代表点Q(i+2)と近接点QQ(i+2)とを結ぶ線分に沿ったベクトルとなっている。図では、図示の便宜上、各代表点とその近接点との距離を比較的大きくとっているが、実際には、この距離を非常に小さくとるのが好ましい。 FIG. 23 shows an example in which the tangent vectors T (i), T (i + 1), and T (i + 2) for the representative points Q (i), Q (i + 1), and Q (i + 2) are defined by such a method. FIG. The tangent vector T (i) for the representative point Q (i) is a vector along the line connecting the representative point Q (i) and the adjacent point QQ (i), and the representative point Q (i + 1) Is a vector along a line segment connecting the representative point Q (i + 1) and the proximity point QQ (i + 1), and the tangent vector T (i + 2) for the representative point Q (i + 2). Is a vector along a line segment connecting the representative point Q (i + 2) and the adjacent point QQ (i + 2). In the figure, the distance between each representative point and its proximity point is relatively large for the sake of illustration, but in practice it is preferable to make this distance very small.
なお、各近接点QQ(i),QQ(i+1),QQ(i+2)の位置は、結局は、第1の基準線L1上の近接点PP(i),PP(i+1),PP(i+2)に基づいて決定されることになるので、実務上は、次のような手順により、各近接点QQ(i),QQ(i+1),QQ(i+2)の位置を決定するようにすればよい。 The positions of the proximity points QQ (i), QQ (i + 1), and QQ (i + 2) are ultimately the proximity points PP (i), PP (i + 1), PP (i + 2) on the first reference line L1. Therefore, in practice, the positions of the adjacent points QQ (i), QQ (i + 1), and QQ (i + 2) may be determined by the following procedure.
まず、図23に示すように、第2の基準線L2を作成する段階において、第1の基準線L1上に所定間隔で、多数の標本点P(i),P(i+1),P(i+2)を設定したら、第1の基準線L1上で各標本点から所定距離δだけ離れた位置に、近接点PP(i),PP(i+1),PP(i+2)を併せて設定する。そして、各標本点P(i),P(i+1),P(i+2)について、各代表点Q(i),Q(i+1),Q(i+2)を求めるのと全く同様の手法により、各近接点PP(i),PP(i+1),PP(i+2)について、各近接点QQ(i),QQ(i+1),QQ(i+2)を求めるようにする。すなわち、近接点PP(i),PP(i+1),PP(i+2)の各位置において、物体表面に立てた法線を、それぞれnn(i),nn(i+1),nn(i+2)とすれば、各近接点QQ(i),QQ(i+1),QQ(i+2)は、それぞれ各法線nn(i),nn(i+1),nn(i+2)上の点であって、各近接点PP(i),PP(i+1),PP(i+2)から、縫製処理パラメータPsに基づいて定まる所定の距離だけ離れた点として求まる。 First, as shown in FIG. 23, in the step of creating the second reference line L2, a large number of sample points P (i), P (i + 1), P (i + 2) are formed on the first reference line L1 at predetermined intervals. ) Is set, the proximity points PP (i), PP (i + 1), and PP (i + 2) are also set on the first reference line L1 at positions separated from each sample point by a predetermined distance δ. Then, for each sample point P (i), P (i + 1), P (i + 2), each proximity is obtained by the same method as that for obtaining each representative point Q (i), Q (i + 1), Q (i + 2). For the points PP (i), PP (i + 1), and PP (i + 2), the proximity points QQ (i), QQ (i + 1), and QQ (i + 2) are obtained. That is, if the normals standing on the object surface at the positions of the proximity points PP (i), PP (i + 1), and PP (i + 2) are nn (i), nn (i + 1), and nn (i + 2), respectively. , Proximity points QQ (i), QQ (i + 1), and QQ (i + 2) are points on the normals nn (i), nn (i + 1), and nn (i + 2), respectively. i), PP (i + 1), and PP (i + 2) are obtained as points separated by a predetermined distance determined based on the sewing processing parameter Ps.
さて、図20に示すように、各代表点Q(i),Q(i+1),Q(i+2)の位置に、それぞれ糸の二次元断面図形C(i),C(i+1),C(i+2)を配置したら、これら各断面図形の輪郭を滑らかに結ぶことにより得られる三次元構造体を示すデータが、糸の三次元形状データDsということになる。ここでは、この糸の三次元形状データDsを、ポリゴンデータとして得るための具体的な方法を説明する。 Now, as shown in FIG. 20, at the positions of the representative points Q (i), Q (i + 1), and Q (i + 2), the two-dimensional cross-sectional figures C (i), C (i + 1), and C (i + 2) of the yarn, respectively. ), The data indicating the three-dimensional structure obtained by smoothly connecting the contours of these cross-sectional figures is the three-dimensional shape data Ds of the yarn. Here, a specific method for obtaining the three-dimensional shape data Ds of the yarn as polygon data will be described.
まず、図24の平面図に示されているとおり、糸の二次元断面図形C(図示の例は円)の輪郭線上に複数の制御点を定義する。図示の例では、12個の制御点G0〜G11が、円周上に等間隔で定義されている。このような制御点が定義された断面図形を、各代表点位置に配置したら、同一断面図形上の隣接する制御点同士、もしくは、互いに隣接配置された断面図形上の制御点同士を相互に接続し、これら制御点を頂点とするポリゴンを形成し、このポリゴンの集合によって、糸の三次元形状データDsを構成すればよい。 First, as shown in the plan view of FIG. 24, a plurality of control points are defined on the outline of the two-dimensional cross-sectional figure C (circle in the illustrated example) of the yarn. In the illustrated example, twelve control points G0 to G11 are defined at equal intervals on the circumference. Once a cross-sectional graphic with such control points defined is placed at each representative point position, adjacent control points on the same cross-sectional graphic or control points on cross-sectional graphics arranged adjacent to each other are connected to each other Then, a polygon having these control points as vertices is formed, and the three-dimensional shape data Ds of the yarn may be constituted by a set of the polygons.
図25は、このようなポリゴンの形成方法を示す斜視図であり、第i番目の代表点Q(i)に配置された断面図形C(i)と、第(i+1)番目の代表点Q(i+1)に配置された断面図形C(i+1)とが示されている。この例では、2つの断面図形C(i),C(i+1)は、いずれも円であり、前述したとおり、投影ベクトルTT(i),TT(i+1)を回転方向に関する位置基準とする配置が行われている。したがって、断面図形C(i)上の第0番目の制御点G0(i)は、投影ベクトルTT(i)の示す方向に定義され、断面図形C(i+1)上の第0番目の制御点G0(i+1)は、投影ベクトルTT(i+1)の示す方向に定義されている。なお、この図25では、図が繁雑になるのを避けるため、断面図形C(i)上には、この他に第j番目の制御点G(i,j)と第(j+1)番目の制御点G(i,j+1)のみを示し、断面図形C(i+1)上には、この他に第j番目の制御点G(i+1,j)と第(j+1)番目の制御点G(i+1,j+1)のみを示してある。 FIG. 25 is a perspective view showing a method of forming such a polygon. The cross-sectional figure C (i) arranged at the i-th representative point Q (i) and the (i + 1) -th representative point Q ( A cross-sectional figure C (i + 1) arranged at i + 1) is shown. In this example, the two cross-sectional figures C (i) and C (i + 1) are both circles, and as described above, the arrangement using the projection vectors TT (i) and TT (i + 1) as the position reference regarding the rotation direction is used. Has been done. Accordingly, the 0th control point G0 (i) on the cross-sectional figure C (i) is defined in the direction indicated by the projection vector TT (i), and the 0th control point G0 on the cross-sectional figure C (i + 1). (I + 1) is defined in the direction indicated by the projection vector TT (i + 1). In FIG. 25, in order to avoid complication of the figure, the jth control point G (i, j) and the (j + 1) th control are also placed on the cross-sectional figure C (i). Only the point G (i, j + 1) is shown, and on the sectional figure C (i + 1), the jth control point G (i + 1, j) and the (j + 1) th control point G (i + 1, j + 1) are also shown. ) Only.
ここで、図のように、4つの制御点G(i,j),G(i,j+1),G(i+1,j+1),G(i+1,j)を結べば、これら4つの制御点を頂点とする四角形が形成できる。このように、第i番目の代表点Q(i)の位置に配置された二次元断面図形C(i)について定義された第j番目の制御点G(i,j)および第(j+1)番目の制御点G(i,j+1)と、第(i+1)番目の代表点Q(i+1)の位置に配置された二次元断面図形C(i+1)について定義された第j番目の制御点G(i+1,j)および第(j+1)番目の制御点G(i+1,j+1)と、の合計4点を頂点とする四角形を定義すれば、これらの四角形の集合によって、糸の三次元形状データDsを構成することができる(第0番目の制御点G0を、第12番目の制御点G12としても取り扱うようにすれば、断面図形の全周囲に四角形を定義することができる)。 Here, if four control points G (i, j), G (i, j + 1), G (i + 1, j + 1), and G (i + 1, j) are connected as shown in the figure, these four control points are apexes. A quadrangle can be formed. In this way, the jth control point G (i, j) and (j + 1) th defined for the two-dimensional sectional figure C (i) placed at the position of the i-th representative point Q (i). Control point G (i, j + 1) and the jth control point G (i + 1) defined for the two-dimensional sectional figure C (i + 1) arranged at the position of the (i + 1) th representative point Q (i + 1). , J) and the (j + 1) -th control point G (i + 1, j + 1), and defining a quadrangle having a total of four points, the three-dimensional shape data Ds of the yarn is constituted by a set of these quadrangles. (If the 0th control point G0 is also handled as the 12th control point G12, a quadrangle can be defined around the entire cross-sectional figure).
なお、複数の制御点を頂点として形成するポリゴンは、必ずしも四角形にする必要はない。たとえば、図25に示す例において、制御点G(i,j)と制御点G(i+1,j+1)とを結ぶようにすれば、四角形の代わりに2組の三角形が形成されることになる。結局、一般論として拡張すれば、第i番目の代表点Q(i)の位置に配置された二次元断面図形C(i)について定義された1つもしくは複数の制御点と、第(i+1)番目の代表点Q(i+1)の位置に配置された二次元断面図形C(i+1)について定義された1つもしくは複数の制御点と、を頂点とするポリゴンの集合によって、糸の三次元形状データDsを作成することができることになる。 Note that a polygon formed with a plurality of control points as vertices is not necessarily a quadrangle. For example, in the example shown in FIG. 25, if the control point G (i, j) and the control point G (i + 1, j + 1) are connected, two sets of triangles are formed instead of a quadrangle. After all, if extended as a general theory, one or more control points defined for the two-dimensional cross-sectional figure C (i) arranged at the position of the i-th representative point Q (i), and the (i + 1) -th control point. Three-dimensional shape data of a thread by a set of polygons having one or more control points defined for the two-dimensional sectional figure C (i + 1) arranged at the position of the first representative point Q (i + 1) as a vertex Ds can be created.
以上、糸の三次元形状データDsをポリゴンの集合体として構成する例を述べたが、もちろん、糸の三次元形状データDsをNURBSなどのパラメトリック曲面の集合体として構成することも可能である。この場合は、各制御点を通るようなNURBS曲面を定義する処理を行えばよい。このような処理を行うための技術は、既に種々の手法が知られている公知技術であるため、ここでは詳しい説明は省略する。 Although the example in which the three-dimensional shape data Ds of the yarn is configured as a collection of polygons has been described above, it is needless to say that the three-dimensional shape data Ds of the yarn can be configured as a collection of parametric curved surfaces such as NURBS. In this case, a process for defining a NURBS curved surface that passes through each control point may be performed. Since the technique for performing such processing is a known technique in which various methods are already known, detailed description thereof is omitted here.
<<< §8.疑似法線を用いる手法の基本原理 >>>
これまで述べてきた§1〜§7は、特願2005−124535に開示された先願発明とほぼ共通した内容となっている。本願発明の特徴は、この先願発明における法線の決定方法に関する改良である。
<<< §8. Basic principle of the technique using pseudo normals >>
§1 to §7 described so far have almost the same contents as the prior application disclosed in Japanese Patent Application No. 2005-124535. The feature of the present invention is an improvement related to the method for determining the normal in the prior invention.
§6で述べたとおり、本発明において、第2の基準線を作成する際には、第1の基準線上の標本点Pの位置において、物体表面に対する法線nを決定する必要がある。たとえば、図17には、第1の基準線L12上の標本点P(始点P0から第1の基準線L12に沿った距離がsの位置にある点)の位置に、物体表面についての法線nを立てた例が示されている。前述したとおり、この例の場合、第2の基準線を構成する代表点Qは、標本点Pに対して、法線nの方向に沿って関数値h(s)だけ離れた位置に定義されることになる。ここで、法線nは、方向の情報をもっており、図17の例の場合、矢印で示す方向が法線nの方向になる。関数値h(s)は正負両方の値をとることができ、関数値h(s)が正の値をとる場合には、代表点Qは法線nの方向に隔たった点として定義され、関数値h(s)が負の値をとる場合には、代表点Qは法線nの方向とは逆の方向に隔たった点として定義される。 As described in §6, in the present invention, when creating the second reference line, it is necessary to determine the normal n to the object surface at the position of the sample point P on the first reference line. For example, FIG. 17 shows a normal line with respect to the object surface at the position of the sample point P on the first reference line L12 (the point at which the distance from the start point P0 along the first reference line L12 is at the position s). An example in which n is set is shown. As described above, in this example, the representative point Q constituting the second reference line is defined at a position separated from the sample point P by the function value h (s) along the direction of the normal line n. Will be. Here, the normal line n has direction information, and in the case of the example in FIG. 17, the direction indicated by the arrow is the direction of the normal line n. The function value h (s) can take both positive and negative values. When the function value h (s) takes a positive value, the representative point Q is defined as a point separated in the direction of the normal n, When the function value h (s) takes a negative value, the representative point Q is defined as a point separated in a direction opposite to the direction of the normal line n.
ところで、本発明において標本点Pに定義される法線とは、あくまでも三次元物体の表面(標本点Pの近傍領域)についての法線であり、これを求めるには、標本点Pの近傍に位置する面の情報が必要になる。物体を表現する三次元形状データに基づいて、当該物体表面の任意の標本点Pについての法線を演算によって求める手法は、既に種々の方法が公知であるため、ここでは具体的な説明は省略する。しかしながら、いずれの手法も、比較的複雑な演算が必要になり、本発明のように多数の法線を求める必要がある手順を実行した場合、その演算負担は無視できなくなる。 By the way, the normal defined by the sample point P in the present invention is a normal for the surface of the three-dimensional object (region near the sample point P). Information on the surface to be located is required. Since various methods are already known for calculating a normal line for an arbitrary sample point P on the surface of the object based on the three-dimensional shape data representing the object, a specific description is omitted here. To do. However, both methods require a relatively complicated calculation, and when a procedure that requires a large number of normals as in the present invention is executed, the calculation burden cannot be ignored.
本発明において、法線を求める必要があるのは、第1の基準線上の標本点Pを所定方向に所定距離だけ移動することにより、第2の基準線上の代表点Qを決定するためである。ここで、標本点Pについて定義された法線nは、標本点Pの移動方向を示すために利用される。たとえば、図18に示す例の場合、標本点P1を法線n1の方向に距離h(s1)だけ移動することにより、代表点Q1が決定されている。このように、代表点Qを決定するための標本点Pの移動方向を法線方向としたのは、通常、縫い目は物体表面に対して垂直方向に浮き沈みするであろうと考えられるからである。しかしながら、実際には、糸はある程度の弾力性をもった素材であり、§6で述べた方法によって決定された第2の基準線は、必ずしも実在の糸の縫製経路を正確に示しているわけではない。実用上は、本発明による方法で作成された「表面に縫い目を有する物体」の三次元形状データにおいて、縫い目の部分が本物らしく見えれば十分である。 In the present invention, the normal line needs to be obtained in order to determine the representative point Q on the second reference line by moving the sample point P on the first reference line by a predetermined distance in a predetermined direction. . Here, the normal n defined for the sample point P is used to indicate the moving direction of the sample point P. For example, in the case of the example shown in FIG. 18, the representative point Q1 is determined by moving the sample point P1 by a distance h (s1) in the direction of the normal line n1. Thus, the reason why the moving direction of the sample point P for determining the representative point Q is set as the normal direction is that it is considered that the seam is usually lifted and lowered in the direction perpendicular to the object surface. However, in practice, the thread is a material having a certain degree of elasticity, and the second reference line determined by the method described in §6 does not necessarily indicate the actual thread sewing path accurately. is not. In practical use, it is sufficient that the seam portion looks real in the three-dimensional shape data of the “object having a seam on the surface” created by the method according to the present invention.
このような点を考慮すると、本発明において、代表点Qの決定に用いられる法線は、必ずしも正確な法線である必要はない。そこで本願発明者は、§6で述べた手法により第2の基準線を作成する上で必要な法線として、本来の法線の代わりに、疑似法線を利用することにより、演算負担の軽減を図る着想を得た。ここで、疑似法線とは、幾何学的な本来の法線ではないが、本発明を実施する上では、本来の法線に代用可能な程度に近似している疑似的な法線というべきものである。 Considering such points, in the present invention, the normal line used for determining the representative point Q is not necessarily an accurate normal line. Therefore, the present inventor reduces the calculation burden by using a pseudo normal instead of the original normal as a normal necessary for creating the second reference line by the method described in §6. I got the idea to plan. Here, the pseudo-normal is not a geometrical normal, but in implementing the present invention, it should be a pseudo-normal that approximates to the extent that it can be substituted for the original normal. Is.
本発明における疑似法線の特徴は、「線」上の1点について定義することが可能な線であることである。上述したとおり、三次元物体の表面についての本来の法線は、「面」上の1点について定義されるべきものであり、そもそも「線」上の1点については、本来の法線を定義することができない。本発明では、敢えて「線」上の1点について、疑似法線なるものを定義し、この疑似法線を本来の法線に代用することになる。以下、この疑似法線の定義の仕方を説明する。 The feature of the pseudo-normal in the present invention is that the line can be defined for one point on the “line”. As described above, the original normal for the surface of a three-dimensional object should be defined for one point on the “surface”, and the original normal is defined for one point on the “line” in the first place. Can not do it. In the present invention, a pseudo normal is defined for one point on the “line”, and the pseudo normal is substituted for the original normal. Hereinafter, a method of defining the pseudo normal will be described.
いま、図26に示すような曲線からなる第1の基準線L1が存在する場合に、この線上の任意の標本点Pの位置における疑似法線n*を定義してみよう。なお、図では、便宜上、第1の基準線L1が紙面(平面)上の曲線として描かれているが、第1の基準線L1は必ずしも平面上の曲線である必要はない。 Now, let us define a pseudo normal n * at the position of an arbitrary sample point P on this line when there is a first reference line L1 made of a curve as shown in FIG. In the figure, for the sake of convenience, the first reference line L1 is drawn as a curve on the paper surface (plane), but the first reference line L1 does not necessarily have to be a curve on the plane.
まず、この第1の基準線L1に沿って標本点Pから第1の方向(図の右方向)に所定距離だけ隔たった位置にある第1の参照点P+と、この第1の基準線L1に沿って標本点Pから第1の方向とは逆の第2の方向(図の左方向)に所定距離だけ隔たった位置にある第2の参照点P−とを定める。参照点P+,P−の標本点Pからの隔たりは、予め所定の範囲内(実用上は、物体の寸法に比べて十分に小さい微小距離内とするのが好ましい)となるように設定しておくようにする。たとえば、標本点Pを中心に、予め定められた所定半径(微小半径)aをもった円を描き、当該円と第1の基準線L1との交点位置に参照点P+,P−を定義することが可能である。 First, a first reference point P + located at a predetermined distance from the sample point P in the first direction (right direction in the figure) along the first reference line L1 and the first reference line A second reference point P − located at a predetermined distance from the sample point P in the second direction (left direction in the figure) opposite to the first direction is determined along L1. The distance between the reference points P + and P − from the sample point P is set in advance so as to be within a predetermined range (practically, it is preferable to be within a very small distance compared to the size of the object). To keep. For example, a circle having a predetermined radius (a small radius) a is drawn around the sample point P, and the reference points P + and P − are defined at the intersections between the circle and the first reference line L1. Is possible.
次に、標本点Pから第1の参照点P+に向かう方向を向いた所定長の第1のベクトルV+と、標本点Pから第2の参照点P−に向かう方向を向いた所定長の第2のベクトルV−とを求める。そして、第1のベクトルV+と第2のベクトルV−との和ベクトルVsumを求め、この和ベクトルVsumとは逆の方向を向いた疑似法線n*を求めるのである。疑似法線n*は、ベクトルとして与えられ、図に矢印をつけた方向が疑似法線n*の方向ということになる。なお、疑似法線n*に相当するベクトルの大きさには特別な意味はないが、必要なら単位長をもった単位ベクトルとして取り扱うようにすればよい。 Next, a first vector V + having a predetermined length directed from the sample point P toward the first reference point P + and a predetermined length directed toward the second reference point P − from the sample point P. second vector V of - obtaining a. Then, a sum vector Vsum of the first vector V + and the second vector V− is obtained, and a pseudo normal n * directed in the opposite direction to the sum vector Vsum is obtained. The pseudo normal n * is given as a vector, and the direction with an arrow in the figure is the direction of the pseudo normal n * . The size of the vector corresponding to the pseudo normal n * has no special meaning, but it can be handled as a unit vector having a unit length if necessary.
また、図26に示す例では、第1のベクトルV+の大きさは、標本点Pと第1の参照点P+との距離に等しく設定され、第2のベクトルV−の大きさは、標本点Pと第2の参照点P−との距離に等しく設定されているが、第1のベクトルV+と第2のベクトルV−の大きさも、任意に設定してかまわない。要するに、第1のベクトルV+は、標本点Pから第1の参照点P+に向かう方向を向き、所定の大きさ(所定の長さ)をもったベクトルとして定義されればよく、第2のベクトルV−は、標本点Pから第2の参照点P−に向かう方向を向き、所定の大きさ(所定の長さ)をもったベクトルとして定義されればよい。 In the example shown in FIG. 26, the magnitude of the first vector V + is set equal to the distance between the sample point P and the first reference point P +, and the magnitude of the second vector V − is Although it is set equal to the distance between the sample point P and the second reference point P − , the sizes of the first vector V + and the second vector V − may be arbitrarily set. In short, the first vector V + may be defined as a vector having a predetermined size (predetermined length) that is directed in the direction from the sample point P toward the first reference point P + . The vector V − may be defined as a vector having a predetermined size (predetermined length) in the direction from the sample point P toward the second reference point P − .
もっとも、本願発明者がいろいろと試行した結果、実用上は、第1のベクトルV+の大きさと第2のベクトルV−の大きさを等しくなるように設定した方が、より本来の法線に近い疑似法線n*を定義することができることが確認できた。両ベクトルV+,V−の大きさが等しければ、図26に示す角度θ+と角度θ−は等しくなり、和ベクトルVsumは、両ベクトルV+,V−の挟む角を二等分する方向を向くことになる。実用上は、このように両ベクトルV+,V−の挟む角の二等分線に沿って疑似法線n*を定義するのが好ましい。 However, as a result of various trials by the inventor of the present application, in practice, it is more normal to set the magnitude of the first vector V + and the magnitude of the second vector V − to be equal. It was confirmed that a near pseudo normal n * can be defined. If the magnitudes of both vectors V + and V − are equal, the angle θ + and the angle θ − shown in FIG. 26 are equal, and the sum vector Vsum is a direction that bisects the angle between both vectors V + and V −. Will turn to. Practically, it is preferable to define the pseudo normal n * along the bisector of the angle between both vectors V + and V − in this way.
図27は、別な形状をもった第1の基準線L1上の標本点Pについて、疑似法線n*を定義した例である。やはり、第1の基準線L1に沿って標本点Pから第1の方向(図の右方向)に所定距離だけ隔たった位置にある第1の参照点P+と、第1の基準線L1に沿って標本点Pから第1の方向とは逆の第2の方向(図の左方向)に所定距離だけ隔たった位置にある第2の参照点P−とが定められているが、標本点Pと第1の参照点P+との距離は、標本点Pと第2の参照点P−との距離に比べてかなり大きく設定されている。このような場合、第1のベクトルV+の大きさを点P・P+間の距離に設定し、第2のベクトルV−の大きさを点P・P−間の距離に設定してしまうと、ベクトルV−に比べてベクトルV+がかなり長くなり、得られる疑似法線n*は図示の例よりもかなり左側に傾斜したものとなってしまう。そこで、図示の例の場合、予め所定の単位長を定めておき、標本点Pから第1の参照点P+に向かう方向を向き、所定の単位長を有する単位ベクトルとして第1のベクトルV+を定義し、標本点Pから第2の参照点P−に向かう方向を向き、所定の単位長を有する単位ベクトルとして第2のベクトルV−を定義している。その結果、両ベクトルV+,V−の大きさは等しくなり、和ベクトルVsumは、両ベクトルV+,V−の挟む角を二等分する方向を向くことになる(角度θ+と角度θ−は等しくなる)。 FIG. 27 is an example in which a pseudo normal n * is defined for a sample point P on the first reference line L1 having a different shape. Again, the first reference point P + located at a predetermined distance from the sample point P in the first direction (right direction in the drawing) along the first reference line L1 and the first reference line L1 along the opposite second direction to the first direction from the sample point P second reference point P in only spaced apart locations predetermined distance (to the left in the figure) - and it is defined, the sample points The distance between P and the first reference point P + is set to be considerably larger than the distance between the sample point P and the second reference point P − . In such a case, the magnitude of the first vector V + is set to the distance between the points P and P + , and the magnitude of the second vector V − is set to the distance between the points P and P −. Then, the vector V + becomes considerably longer than the vector V − , and the obtained pseudo-normal line n * is inclined to the left rather than the illustrated example. Therefore, in the case of the illustrated example, a predetermined unit length is determined in advance, the direction from the sample point P toward the first reference point P + is directed, and the first vector V + is set as a unit vector having the predetermined unit length. , And a second vector V − is defined as a unit vector having a predetermined unit length in the direction from the sample point P toward the second reference point P − . As a result, the magnitudes of both vectors V + and V − are equal, and the sum vector Vsum is directed in a direction that bisects the angle between both vectors V + and V − (angle θ + and angle θ - are equal).
図26に示す疑似法線n*も、図27に示す疑似法線n*も、基準線L1上の標本点Pについて定義された疑似法線であるが、三次元物体上の標本点Pに関する本来の法線ではない。すなわち、いずれの疑似法線n*も基準線L1の情報のみに基づいて定義されたものであり、標本点Pの近傍領域の面に関する情報を考慮していないのである。別言すれば、疑似法線n*は、図26,図27の紙面に対して垂直な方向に関する物体表面の情報を全く考慮せずに得られたものということになる。 Pseudo normal line n * also shown in FIG. 26, the pseudo normal line n * also shown in FIG. 27, is a pseudo-normal defined for sample point P on the reference line L1, about a sample point P of the three-dimensional object It is not the normal normal. That is, any pseudo-normal line n * is defined based only on the information on the reference line L1, and information on the surface in the vicinity of the sample point P is not taken into consideration. In other words, the pseudo-normal line n * is obtained without considering any information on the object surface in the direction perpendicular to the paper surface of FIGS.
図28は、本来の法線と本発明で用いる疑似法線との相違を示す斜視図であり、球状物体100を切断面200(平面)で切断したときの切り口の輪郭部分に現れる交線110上の所定点上に、本来の法線n(実線で示す)と疑似法線n*(一点鎖線で示す)とを描いたものである。この球状物体100を地球と考えれば、実線で示す法線nは、各地点における鉛直上方へ向かうベクトルになる。一方、一点鎖線で示す疑似法線n*は、いずれも切断面200に含まれるベクトルになる。これは、本来の法線nは、球状物体100の表面の情報を考慮して定義されたものであるのに対し、疑似法線n*は、切断面200上に描かれた円(交線110)に関する情報のみを考慮して定義されたものとなっているためである。このように、本発明で用いる疑似法線n*は、物体の面に関する情報を考慮して定義したものではないので、本来の法線とは必ずしも一致しない。 FIG. 28 is a perspective view showing the difference between the original normal line and the pseudo-normal line used in the present invention, and the intersection line 110 that appears in the contour portion of the cut surface when the spherical object 100 is cut along the cutting plane 200 (plane). An original normal n (shown by a solid line) and a pseudo normal n * (shown by a one-dot chain line) are drawn on the upper predetermined point. If this spherical object 100 is considered to be the earth, a normal line n indicated by a solid line is a vector directed vertically upward at each point. On the other hand, the pseudo-normal line n * indicated by the alternate long and short dash line is a vector included in the cut surface 200. This is because the original normal n is defined in consideration of the surface information of the spherical object 100, while the pseudo normal n * is a circle (intersection line) drawn on the cut surface 200. This is because it is defined taking into consideration only information relating to (110). Thus, the pseudo-normal line n * used in the present invention is not defined in consideration of information related to the surface of the object, and therefore does not necessarily match the original normal line.
しかしながら、本発明では、物体表面の縫い目の経路(第2の基準線)を決めるために標本点Pの位置に立てた法線nが必要になるので、このような疑似法線n*を代用しても、実用上は全く問題がない。これは、第1の基準線L1が縫い目の物体表面上での方向を示す線であるため、この第1の基準線L1の情報が盛り込まれている疑似法線n*であれば、縫い目の経路を決めるための法線の代役としての機能を十分に果たすことができるためと考えられる。 However, in the present invention, a normal line n set at the position of the sample point P is required to determine the path (second reference line) of the seam on the object surface. Therefore, such a pseudo-normal line n * is used instead. However, there is no problem in practical use. This is because the first reference line L1 is a line indicating the direction on the object surface of the seam, and if it is a pseudo normal n * in which the information of the first reference line L1 is included, the seam This is thought to be because the function as a substitute for the normal to determine the route can be sufficiently achieved.
結局、本発明では、図17に示すモデルにおいて、標本点Pに立てる法線n(物体Dbの表面についての本来の法線)の代わりに、第1の基準線L12の情報のみから決定される疑似法線n*を用いるようにすればよい。疑似法線n*は、上述したとおり、基準線L12上の標本点Pの両脇に一対の参照点P+,P−をとり、標本点Pから各参照点P+,P−へ向かう方向を向いた所定長のベクトルV+,V−を定義し、その和ベクトルVsumを求め、和ベクトルVsumとは逆の方向を向いたベクトルとして定義することができる。このような方法で定義した疑似法線n*を求める演算は、本来の法線nを求める演算に比べて単純になるので、本発明において第2の基準線を求める演算負担を大幅に軽減することができる。 After all, in the present invention, in the model shown in FIG. 17, instead of the normal line n (original normal line on the surface of the object Db) set at the sample point P, it is determined only from the information of the first reference line L12. The pseudo normal line n * may be used. As described above, the pseudo normal n * takes a pair of reference points P + and P − on both sides of the sample point P on the reference line L12, and is directed from the sample point P toward the reference points P + and P − . A vector V + , V − having a predetermined length facing the direction V is defined, a sum vector Vsum is obtained, and can be defined as a vector facing the direction opposite to the sum vector Vsum. Since the operation for obtaining the pseudo normal n * defined by such a method is simpler than the operation for obtaining the original normal n, the operation load for obtaining the second reference line is greatly reduced in the present invention. be able to.
なお、上述した方法で疑似法線の定義を行うと、参照点P+,P−の間の区間における
基準線が直線である場合には、疑似法線を定義することができなくなる。すなわち、参照点P+,標本点P,参照点P−が一直線上に並んでしまった場合、ベクトルV+,V−は一直線上に配置されることになるため、和ベクトルVsumを定義することができない。このように、上述した方法では疑似法線の定義を行うことができない場合もあり得るが、ある特定の標本点Pについて、疑似法線n*を求めることできない場合には、当該標本点Pについては、通常の方法により本来の法線nを求めるようにすれば足りるので、何ら支障は生じない。
If the pseudo normal is defined by the above-described method, the pseudo normal cannot be defined if the reference line in the section between the reference points P + and P − is a straight line. That is, when the reference point P + , the sample point P, and the reference point P − are arranged on a straight line, the vectors V + and V − are arranged on a straight line, so that the sum vector Vsum is defined. I can't. As described above, the above-described method may not be able to define the pseudo-normal line. However, if the pseudo-normal line n * cannot be obtained for a specific sample point P, the sample point P may not be obtained. Since it is sufficient to obtain the original normal line n by a normal method, there is no problem.
<<< §9.疑似法線を用いる具体的な手法 >>>
さて、§6で述べた第2の基準線作成プロセスにおける法線nの代わりに、§8で述べた疑似法線n*を用いる場合は、図8に示す第2の基準線作成手段50が、第1の基準線上にある複数の標本点Pについて、それぞれ当該標本点Pの位置における第1の基準線の疑似法線n*(第1の基準線の情報のみを考慮して決定できる疑似的な法線)を求め、この疑似法線n*上にあり、当該標本点Pから「縫製処理パラメータPsとして定義された周期関数によって定まる所定距離」だけ隔たった位置にある代表点Qを求め、代表点Qの集合によって、物体表面に対して浮き沈みを生じる縫い目の三次元空間上での方向を示す第2の基準線を作成する処理を実行すればよい。
<<< §9. Specific method using pseudo-normal >>>
When the pseudo normal n * described in §8 is used in place of the normal n in the second reference line generating process described in §6, the second reference line generating means 50 shown in FIG. , For a plurality of sample points P on the first reference line, the pseudo normal n * of the first reference line at the position of the sample point P (a pseudo value that can be determined in consideration of only the information of the first reference line) And a representative point Q located on the pseudo-normal line n * and located at a position separated from the sample point P by a “predetermined distance determined by a periodic function defined as the sewing processing parameter Ps”. The second reference line indicating the direction in the three-dimensional space of the seam that causes ups and downs with respect to the object surface by the set of representative points Q may be executed.
図29は、そのような処理機能を有する第2の基準線作成手段50のより詳細な構成を示すブロック図である。図示のとおり、この第2の基準線作成手段50は、標本点決定部51,参照点決定部52,ベクトル決定部53,和ベクトル決定部54,法線決定部55,代表点決定部56を有している。 FIG. 29 is a block diagram showing a more detailed configuration of the second reference line creating means 50 having such a processing function. As shown in the figure, the second reference line creating means 50 includes a sample point determining unit 51, a reference point determining unit 52, a vector determining unit 53, a sum vector determining unit 54, a normal determining unit 55, and a representative point determining unit 56. Have.
ここで、標本点決定部51は、疑似法線n*を求める対象となる標本点Pを決定する構成要素であり、第1の基準線上の所定点を、対象となる標本点P(以下、着目標本点と呼ぶ)として順番に抽出する機能を有する。たとえば、第1の基準線上に所定間隔で配列されるような多数の標本点が定義されている場合、これらの標本点を順番に1つずつ着目標本点として抽出してゆけばよい。 Here, the sample point determination unit 51 is a constituent element that determines the sample point P for which the pseudo normal n * is to be obtained, and the predetermined point on the first reference line is determined as the target sample point P (hereinafter referred to as “sample point P”). (Referred to as sample point of interest). For example, if a large number of sample points are defined on the first reference line at predetermined intervals, these sample points may be extracted as target sample points one by one in order.
一方、参照点決定部52は、第1の基準線に沿って着目標本点Pから第1の方向に所定距離だけ隔たった位置にある第1の参照点P+と、第1の基準線に沿って着目標本点Pから第1の方向とは逆の第2の方向に所定距離だけ隔たった位置にある第2の参照点P−とを定める機能を有する。前述したとおり、参照点P+,P−の着目標本点Pからの隔たりを、予め所定値aに設定しておくようにすれば、標本点Pを中心に半径aをもった円を描き、当該円と第1の基準線L1との交点位置として、参照点P+,P−を定義することができる。 On the other hand, the reference point determination unit 52 includes a first reference point P + located at a predetermined distance from the target sample point P in the first direction along the first reference line, and the first reference line. And a second reference point P − located at a predetermined distance from the target sample point P in a second direction opposite to the first direction. As described above, if the distance between the reference points P + and P − from the target sample point P is set to a predetermined value a in advance, a circle having a radius a around the sample point P is drawn. Reference points P + and P − can be defined as intersection positions between the circle and the first reference line L1.
もっとも、実用上は、参照点P+,P−を、着目標本点Pから所定距離に位置する点として定義するのではなく、着目標本点Pに隣接する別な標本点として定義するのが好ましい。たとえば、図18に示す例の場合、第1の基準線L1上に、多数の標本点P0,P1,P2,P3,…が定義されている。この場合、たとえば、標本点P1の位置における疑似法線を求めるのであれば、標本点P1が着目標本点Pということになるので、この着目標本点Pの右側に隣接する標本点P2を第1の参照点P+とし、左側に隣接する標本点P0を第2の参照点P−とする定義を行えばよい。多数の標本点P0,P1,P2,P3,…が定義されている場合、個々の標本点の座標値は既に求められているので、これら既存の標本点をそのまま参照点として利用するようにすれば、参照点の座標値を求める演算は不要になり、演算負担が軽減する。 However, in practice, the reference points P + and P − are not defined as points located at a predetermined distance from the target sample point P, but are defined as other sample points adjacent to the target sample point P. Is preferred. For example, in the example shown in FIG. 18, a large number of sample points P0, P1, P2, P3,... Are defined on the first reference line L1. In this case, for example, if the pseudo normal at the position of the sample point P1 is to be obtained, the sample point P1 is the sample point P of interest, so the sample point P2 adjacent to the right side of the sample point P of interest is the first reference point as P +, the sample points P0 adjacent to the left second reference point P - may be performed to define to. When a large number of sample points P0, P1, P2, P3,... Are defined, the coordinate values of the individual sample points have already been obtained, so these existing sample points can be used as reference points as they are. For example, the calculation for obtaining the coordinate value of the reference point becomes unnecessary, and the calculation burden is reduced.
結局、図8に示す第1の基準線定義手段20に、離散的に位置する複数の標本点Pの順列によって第1の基準線L1の定義を行う機能をもたせておき、多数の標本点P0,P1,P2,P3,…,P(i−1),P(i),P(i+1),…の順列によって第1の基準線L1を定義させるようにしておけば、参照点決定部52は、第i番目の標本点P(i)についての疑似法線n(i)*を求める際に(すなわち、標本点P(i)が着目標本点となった際に)、第(i+1)番目の標本点P(i+1)を第1の参照点P+とし、第(i−1)番目の標本点P(i−1)を第2の参照点P−とする決定を行うことができる。 Eventually, the first reference line definition means 20 shown in FIG. 8 has a function of defining the first reference line L1 by the permutation of a plurality of discretely located sample points P, and a large number of sample points P0. , P1, P2, P3,..., P (i-1), P (i), P (i + 1),. (I + 1) when obtaining the pseudo-normal n (i) * for the i-th sample point P (i) (that is, when the sample point P (i) becomes the sample point of interest). ) -th sampling point P (i + 1) as the first reference point P +, (i-1) th sampling point P (i-1) the second reference point P - be carried out to determine it can.
また、図29に示すベクトル決定部53は、着目標本点Pから第1の参照点P+に向かう方向を向いた所定長の第1のベクトルV+と、着目標本点Pから第2の参照点P−に向かう方向を向いた所定長の第2のベクトルV−とを求める機能を有する。各ベクトルの所定長として、予め共通の単位長を定めておくようにすれば、各ベクトルV+,V−は常に単位ベクトルになる。 29 determines the first vector V + having a predetermined length in the direction from the target sample point P toward the first reference point P + and the second from the target sample point P. And a second vector V − having a predetermined length in the direction toward the reference point P − . If a common unit length is determined in advance as the predetermined length of each vector, the vectors V + and V − are always unit vectors.
上述したように、既存の標本点をそのまま参照点として利用し、着目標本点P(i)に対して、一方に隣接する標本点P(i+1)を第1の参照点P+とし、他方に隣接する標本点P(i−1)を第2の参照点P−とする場合であれば、ベクトル決定部53は、予め所定の単位長を定めておき、着目標本点P(i)から隣接標本点P(i+1)に向かう方向を向き単位長をもった単位ベクトルを第1のベクトルV+と定め、着目標本点P(i)から隣接標本点P(i−1)に向かう方向を向き単位長をもった単位ベクトルを第2のベクトルV+と定めることができる。 As described above, an existing sample point is used as it is as a reference point, and the sample point P (i + 1) adjacent to one is set as the first reference point P + with respect to the sample point P (i). If the sample point P (i−1) adjacent to the second reference point P − is used, the vector determining unit 53 determines a predetermined unit length in advance and sets the sample point P (i) of interest. A unit vector having a unit length and a direction from the sample point P (i + 1) to the adjacent sample point P (i + 1) is defined as the first vector V +, and the sample point P (i) is directed to the adjacent sample point P (i-1). A unit vector having a direction and a unit length can be defined as the second vector V + .
和ベクトル決定部54は、こうして定義された第1のベクトルV+と第2のベクトルV−との和ベクトルVsumを求める演算を行う機能を有する。このようなベクトルの和を求める演算は、単純な幾何学演算によって実行可能である。法線決定部55は、こうして求められた和ベクトルVsumとは逆の方向を疑似法線n*の方向と決定し、着目標本点Pにおける法線n*を決定する。 The sum vector determination unit 54 has a function of performing an operation for obtaining a sum vector Vsum of the first vector V + and the second vector V − thus defined. Such an operation for obtaining the sum of vectors can be executed by a simple geometric operation. The normal determining unit 55 determines the direction opposite to the sum vector Vsum thus determined as the direction of the pseudo normal n * , and determines the normal n * at the sample point P of interest.
また、代表点決定部56は、こうして決定された法線n*を利用して、着目標本点Pに対応する代表点Qを求める処理を行う。代表点Qを求める具体的な方法は、既に§6で説明したとおりである。かくして、図8に示す第2の基準線作成手段50を、図29のブロック図に示す構成にしておけば、本来の法線nの代わりに疑似法線n*を利用した演算処理が可能になる。 In addition, the representative point determination unit 56 performs processing for obtaining the representative point Q corresponding to the target sample point P using the normal line n * determined in this way. The specific method for obtaining the representative point Q is as already described in §6. Thus, if the second reference line creation means 50 shown in FIG. 8 is configured as shown in the block diagram of FIG. 29, it is possible to perform arithmetic processing using the pseudo normal n * instead of the original normal n . Become.
なお、疑似法線を用いる具体的な手法を図1の流れ図に示す手順で説明すれば、ステップS5の第2の基準線作成段階を行う際に、次のような処理を行えばよい。すなわち、第1の基準線上にある複数の標本点Pについて、それぞれ当該標本点Pの位置における第1の基準線の疑似法線n*を求め、この疑似法線n*上にあり、当該標本点Pから所定の周期関数(ステップS4において、縫製処理パラメータとして定義された関数)によって定まる所定距離だけ隔たった位置にある代表点Qを求め、代表点Qの集合によって、物体表面に対して浮き沈みを生じる縫い目の三次元空間上での方向を示す第2の基準線を作成すればよい。 If a specific method using the pseudo-normal line is described with reference to the procedure shown in the flowchart of FIG. 1, the following process may be performed when performing the second reference line creation stage in step S5. That is, for a plurality of sample points P on the first reference line, the pseudo normal n * of the first reference line at the position of the sample point P is obtained, and the sample is on the pseudo normal n *. A representative point Q located at a predetermined distance determined by a predetermined periodic function (a function defined as a sewing processing parameter in step S4) from the point P is obtained, and the set of representative points Q causes the object surface to rise and fall. A second reference line indicating the direction in the three-dimensional space of the seam that generates the image may be created.
また、既存の標本点をそのまま参照点として利用する手法を採るのであれば、ステップS2の第1の基準線定義段階で、離散的に位置する複数の標本点Pの順列を定め、これら複数の標本点Pを順に連結することによって第1の基準線の定義を行うようにし、ステップS5の第2の基準線作成手段で、第i番目の標本点P(i)についての疑似法線n(i)*を求める際に、第(i+1)番目の標本点P(i+1)を第1の参照点P+とし、第(i−1)番目の標本点P(i−1)を第2の参照点P−とし、予め所定の単位長を定めておき、標本点P(i)から標本点P(i+1)に向かう方向を向き単位長をもった単位ベクトルを第1のベクトルV+と定め、標本点P(i)から標本点P(i−1)に向かう方向を向き単位長をもった単位ベクトルを第2のベクトルV−と定めるようにすればよい。 Further, if the method of using the existing sample points as they are as reference points is adopted, permutations of a plurality of discretely located sample points P are determined at the first reference line definition stage in step S2, and the plurality of these sample points are determined. The first reference line is defined by sequentially connecting the sample points P, and the pseudo normal n ((i) for the i-th sample point P (i) is determined by the second reference line creating means in step S5. i) When determining * , the (i + 1) th sample point P (i + 1) is the first reference point P +, and the (i-1) th sample point P (i-1) is the second reference point P + . reference point P - and then, predetermined advance defining a predetermined unit length, and a unit vector having a unit length direction in a direction toward the sample point P from the sample point P (i) (i + 1 ) the first vector V + , The direction from the sample point P (i) to the sample point P (i-1) Position vector second vector V - and it may be as defined.
<<< §10.疑似法線の利用可能性 >>>
§8,§9では、表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成プロセスにおいて疑似法線を利用する例を述べた。しかしながら、疑似法線の利用は、このようなプロセスのみに限定されるものではなく、物体の三次元形状データを取り扱う様々な分野においても可能である。たとえば、三次元物体に対するレンダリング処理では、通常、物体表面上の各点についてそれぞれ法線を求め、入射光に対する反射光の演算を行うことになる。このような場合、従来は、微小面の情報に基づいて本来の法線を求める演算を行っていたため、演算負担は極めて大きいものとなっていた。このように、物体表面に立てた法線を用いて何らかの処理を必要とする演算プロセスに、本願で利用した疑似法線の概念を導入し、本来の法線の代用として疑似法線を用いるようにすれば、演算負担を大幅に軽減することが可能である。
<<< §10. Possibility of using pseudo normals >>
In §8 and §9, an example in which pseudo normals are used in the process of creating three-dimensional shape data of an object having a seam on the surface is described. However, the use of the pseudo-normal is not limited to such a process, and can be used in various fields that handle three-dimensional shape data of an object. For example, in a rendering process for a three-dimensional object, a normal line is usually obtained for each point on the object surface, and the reflected light for the incident light is calculated. In such a case, conventionally, an operation for obtaining an original normal line is performed based on information on a minute surface, so that the operation burden is extremely large. In this way, the concept of the pseudo normal used in the present application is introduced to an arithmetic process that requires some processing using the normal standing on the object surface, and the pseudo normal is used as a substitute for the original normal. By doing so, it is possible to significantly reduce the calculation burden.
図30は、本発明に係る三次元物体表面における法線決定方法(実際には、本来の法線ではなく、疑似法線が決定される)の基本手順を示す流れ図であり、この方法を利用すれば、物体の三次元形状データに基づいて、当該物体の表面に定義された所定の標本点の位置における当該物体表面についての法線nを疑似的に求めることが可能になる。 FIG. 30 is a flowchart showing the basic procedure of the method for determining the normal on the surface of the three-dimensional object according to the present invention (in practice, the pseudo normal is determined instead of the original normal), and this method is used. Then, based on the three-dimensional shape data of the object, it is possible to pseudo-determine the normal n with respect to the object surface at the position of a predetermined sample point defined on the surface of the object.
まず、ステップS11では、物体の三次元形状データが、コンピュータ内の記憶手段に、基本形状データとして入力される。以下、ステップS12〜S17のプロセスは、いずれも当該コンピュータによって実行されるプロセスである。 First, in step S11, the three-dimensional shape data of the object is input as basic shape data to storage means in the computer. Hereinafter, the processes of steps S12 to S17 are all executed by the computer.
はじめに、ステップS12では、疑似法線を求める対象となる標本点Pの位置が定義される。続くステップS13では、この標本点Pを通る基準線が当該物体の表面上に定義される。基準線は、標本点Pを通る物体表面上の線であれば、どのような線を定義してもかまわない。たとえば、§3で述べた第1の基準線を定義するための具体的な方法を利用することが可能である。 First, in step S12, the position of the sample point P for which a pseudo normal is to be obtained is defined. In subsequent step S13, a reference line passing through the sample point P is defined on the surface of the object. As long as the reference line is a line on the object surface passing through the sample point P, any line may be defined. For example, a specific method for defining the first reference line described in §3 can be used.
次のステップS14では、この基準線に沿って標本点Pから第1の方向に隔たった位置にある第1の参照点P+と、基準線に沿って標本点Pから第1の方向とは逆の第2の方向に隔たった位置にある第2の参照点P−とが定義される。標本点Pと、各参照点P+,P−との距離は、所定の範囲内となるように定めておく。たとえば、両点間の距離が所定値aとなるように定めておいた場合、各参照点P+,P−は、基準線上の点であって、標本点Pから距離aの位置にある点として一義的に定義できる。距離aを、2点間の最短距離ではなく、基準線に沿った距離として定義してもよい。 In the next step S14, the first reference point P + located at a position separated from the sample point P along the reference line in the first direction and the first direction from the sample point P along the reference line are defined as follows. second reference point P in the position spaced in a second direction opposite - and are defined. The distance between the sample point P and each of the reference points P + and P − is determined so as to be within a predetermined range. For example, when the distance between the two points is determined to be a predetermined value a, each reference point P + , P − is a point on the reference line and is located at a distance a from the sample point P. Can be defined uniquely. The distance a may be defined not as the shortest distance between two points but as a distance along the reference line.
続くステップS15では、標本点Pから第1の参照点P+に向かう方向を向いた所定長の第1のベクトルV+と標本点Pから第2の参照点P−に向かう方向を向いた所定長の第2のベクトルV−とが定められ、ステップS16では、第1のベクトルV+と第2のベクトルV−との和ベクトルVsumが求められる。そして、最後のステップS17では、和ベクトルVsumとは逆の方向を向いたベクトルを、標本点Pの位置における当該物体表面についての疑似的な法線n*と決定する処理が行われる。 Subsequent step S15, the second reference point P from the first vector V + and the specimen point P of a predetermined length facing direction from the sample point P to the first reference point P + - predetermined facing a direction toward the second vector V of length - and is defined, in step S16, the first vector V + and the second vector V - sum of vector Vsum is obtained. Then, in the last step S17, a process of determining a vector directed in the opposite direction to the sum vector Vsum as a pseudo normal n * with respect to the object surface at the position of the sample point P is performed.
なお、ステップS12,S13の手順の代わりに、物体の表面上に離散的に位置する複数の標本点P1,P2,P3,…,P(i−1),P(i),P(i+1),…の順列を定義し、これら複数の標本点のうちの第i番目の標本点P(i)を、法線を求める対象となる標本点と定義するようにしてもかまわない。この場合、基準線は、幾何学的な線としては直接的には定義されていないが、離散的に定義された多数の標本点を順に連結した概念的な線として把握することができる。 It should be noted that instead of the steps S12 and S13, a plurality of sample points P1, P2, P3,..., P (i−1), P (i), P (i + 1) discretely located on the surface of the object. ,... May be defined, and the i-th sample point P (i) of the plurality of sample points may be defined as a sample point for which a normal is to be obtained. In this case, the reference line is not directly defined as a geometric line, but can be grasped as a conceptual line in which a large number of discretely defined sample points are sequentially connected.
この場合、ステップS14では、上記標本点の順列に基づいて、第(i+1)番目の標本点P(i+1)を第1の参照点P+として認識し、第(i−1)番目の標本点P(i−1)を第2の参照点P−として認識すればよく、ステップS15では、予め所定の単位長を定めておき、標本点P(i)から標本点P(i+1)に向かう方向を向き単位長をもった単位ベクトルを第1のベクトルV+と定め、標本点P(i)から標本点P(i−1)に向かう方向を向き単位長をもった単位ベクトルを第2のベクトルV−と定めるようにすればよい。 In this case, in step S14, based on the permutation of the sample points, the (i + 1) th sample point P (i + 1) is recognized as the first reference point P + , and the (i-1) th sample point. P (i-1) the second reference point P - well be recognized as, at step S15, advance predetermined predetermined unit length, direction toward the sample point P (i + 1) from the sampling point P (i) Is defined as a first vector V +, and a unit vector having a direction unit length in the direction from the sample point P (i) to the sample point P (i−1) is defined as the second vector V + . The vector V − may be determined.
最後に、参照点決定方法に関する変形例を述べておく。§9および§10では、基準線上に離散的に位置する複数の標本点P1,P2,P3,…,P(i−1),P(i),P(i+1),…の順列が定義されている場合に、これら複数の標本点のうちの第i番目の標本点P(i)を法線を求める対象となる着目標本点とし、第(i+1)番目の標本点P(i+1)を第1の参照点P+として認識し、第(i−1)番目の標本点P(i−1)を第2の参照点P−として認識する方法を述べた。しかしながら各参照点P+,P−は、必ずしも着目標本点P(i)に直接隣接する標本点P(i+1),P(i−1)に設定する必要はなく、たとえば、1つ跳んで隣接した標本点P(i+2),P(i−2)に設定してもよいし、標本点P(i+3),P(i−4)のような形で設定してもかまわない。別言すれば、着目標本点P(i)に対して、標本点P(i+a)を第1の参照点P+とし、標本点P(i−b)を第2の参照点P−とすることが可能である(a,bは任意の自然数)。ただ、実用上は、a=b=1に設定し、これまで述べた例のように、標本点P(i+1)を第1の参照点P+とし、標本点P(i−1)を第2の参照点P−とするのが好ましい。 Finally, a modification regarding the reference point determination method will be described. In §9 and §10, permutations of a plurality of sample points P1, P2, P3,..., P (i−1), P (i), P (i + 1),. The i-th sample point P (i) of these multiple sample points is the target sample point for which the normal is to be obtained, and the (i + 1) -th sample point P (i + 1) is the target sample point. The method of recognizing as the first reference point P + and recognizing the (i−1) th sample point P (i−1) as the second reference point P − has been described. However, the reference points P + and P − are not necessarily set to the sample points P (i + 1) and P (i−1) that are directly adjacent to the target sample point P (i). The adjacent sample points P (i + 2) and P (i-2) may be set, or the sample points P (i + 3) and P (i-4) may be set. In other words, with respect to focus sampling point P (i), the sample point P (i + a) as the first reference point P +, the sample point P (i-b) a second reference point P - and (A and b are arbitrary natural numbers). However, in practice, a = b = 1 is set, and the sample point P (i + 1) is set as the first reference point P + and the sample point P (i−1) is set to the first value as in the example described so far. A reference point P − of 2 is preferred.
10:基本形状データ入力手段
20:第1の基準線定義手段
30:糸断面パラメータ定義手段
40:縫製処理パラメータ定義手段
50:第2の基準線作成手段
51:標本点決定部
52:参照点決定部
53:ベクトル決定部
54:和ベクトル決定部
55:法線決定部
56:代表点決定部
60:糸形状データ作成手段
70:合成形状データ作成手段
100:球状物体
110:交線
200:切断面
a:所定距離,所定半径
C,C(i),C(i+1),C(i+2):糸の二次元断面図形
Db:基本形状データおよび当該データで示される物体の三次元形態
Ds:糸の三次元形状データおよび当該データで示される糸の三次元形態
Dbs:合成形状データ
G0〜G11,G(i,j),G(i,j+1),G(i+1,j),G(i+1,j+1):制御点
h(s):周期関数およびその値
K,Ki:輪郭点
K11,K12:参照線
L1,L11,L12:第1の基準線
L2:第2の基準線
n,n0〜n8,n(i),n(i+1),n(i+2),nn(i),nn(i+1),nn(i+2):法線
n*,n(i)*:疑似法線
P,P0〜P8,P(i−1),P(i),P(i+1),P(i+2):第1の基準線上の標本点
P+,P−:参照点
PP(i),PP(i+1),PP(i+2):近接点
Q,Q0〜Q8,Q(i),Q(i+1),Q(i+2):第2の基準線を構成する代表点
QQ(i),QQ(i+1),QQ(i+2):近接点
r:円の半径
r(θ):rθ極座標系における角度θに対応する長さ
S:グラフの基準線(物体の表面位置)
S1〜S17:流れ図の各ステップ
s,s1,si:始点P0からの距離
T(i),T(i+1),T(i+2):接線ベクトル
TT(i),TT(i+1),TT(i+2):投影ベクトル
V:投影方向ベクトル
V+,V−:法線決定に用いるベクトル
Vsum:ベクトルV+,V−の和ベクトル
x,y:二次元直交座標系の各座標軸
δ:近接点までの距離
λ:縫い目の1ピッチ分の長さ
θ,θ+,θ−:角度
10: basic shape data input means 20: first reference line definition means 30: thread section parameter definition means 40: sewing process parameter definition means 50: second reference line creation means 51: sample point determination unit 52: reference point determination Unit 53: vector determination unit 54: sum vector determination unit 55: normal line determination unit 56: representative point determination unit 60: thread shape data generation unit 70: composite shape data generation unit 100: spherical object 110: intersection line 200: cutting plane a: Predetermined distance, predetermined radius C, C (i), C (i + 1), C (i + 2): Two-dimensional cross-sectional figure Db of thread: Basic shape data and three-dimensional form of object indicated by the data Ds: Yarn of thread Three-dimensional shape data and three-dimensional form Dbs of yarn indicated by the data: synthetic shape data G0 to G11, G (i, j), G (i, j + 1), G (i + 1, j), G (i + 1, j + 1) ) Control point h (s): periodic function and its value K, Ki: contour points K11, K12: reference lines L1, L11, L12: first reference line L2: second reference lines n, n0 to n8, n ( i), n (i + 1), n (i + 2), nn (i), nn (i + 1), nn (i + 2): normal n * , n (i) * : pseudo-normal P, P0 to P8, P ( i-1), P (i), P (i + 1), P (i + 2): sample points P + , P − on the first reference line: reference points PP (i), PP (i + 1), PP (i + 2) : Proximity points Q, Q0 to Q8, Q (i), Q (i + 1), Q (i + 2): representative points QQ (i), QQ (i + 1), QQ (i + 2) constituting the second reference line: proximity Point r: Circle radius r (θ): Length corresponding to angle θ in rθ polar coordinate system S: Reference line of graph (surface position of object)
S1 to S17: Steps s, s1, and si of the flowchart: distances T (i), T (i + 1), and T (i + 2) from the starting point P0: tangent vectors TT (i), TT (i + 1), and TT (i + 2) : Projection vector V: Projection direction vector V + , V − : Vector used for normal determination Vsum: Sum vector x of vectors V + , V − , y: Each coordinate axis δ of two-dimensional orthogonal coordinate system: Distance to the proximity point λ: Length of one pitch of seam θ, θ + , θ − : Angle
Claims (15)
縫い目の情報を含まない物体の三次元形状データを、基本形状データとして入力する基本形状データ入力手段と、
オペレータの指示に基づいて、前記基本形状データで示される物体の表面上に、縫い目の物体表面上での方向を示す第1の基準線を定義する第1の基準線定義手段と、
オペレータの指示に基づいて、縫い目を構成する糸の断面形状と、そのサイズと、を示す糸断面パラメータを定義する糸断面パラメータ定義手段と、
オペレータの指示に基づいて、縫い目の1ピッチ分の長さに対応する周期λをもった周期関数を用いて、この1ピッチ分の縫い目の物体表面に対する浮き沈みの形状を示す縫製処理パラメータを定義する縫製処理パラメータ定義手段と、
前記第1の基準線上にある複数の標本点Pについて、それぞれ当該標本点Pの位置における前記第1の基準線の疑似法線n*を求め、この疑似法線n*上にあり、当該標本点Pから前記周期関数によって定まる所定距離だけ隔たった位置にある代表点Qを求め、代表点Qの集合によって、物体表面に対して浮き沈みを生じる縫い目の三次元空間上での方向を示す第2の基準線を作成する第2の基準線作成手段と、
前記第2の基準線と前記糸断面パラメータとに基づいて、縫い目を構成する糸の三次元形状データを作成する糸形状データ作成手段と、
前記基本形状データに前記糸の三次元形状データを合成することにより、縫い目の情報を含んだ物体の三次元形状データである合成形状データを作成する合成形状データ作成手段と、
を備えることを特徴とする表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成装置。 A device for creating three-dimensional shape data including a seam for an object having a seam on the surface,
Basic shape data input means for inputting three-dimensional shape data of an object that does not include seam information as basic shape data;
First reference line defining means for defining a first reference line indicating a direction on the object surface of the seam on the surface of the object indicated by the basic shape data based on an instruction from the operator;
Thread section parameter definition means for defining a thread section parameter indicating the section shape of the thread constituting the seam and its size based on an instruction from the operator;
Based on an instruction from the operator, a sewing process parameter indicating the shape of the ups and downs of the object surface of the seam for one pitch is defined using a periodic function having a period λ corresponding to the length of one pitch of the seam. Sewing process parameter definition means,
For a plurality of sample points P on the first reference line, a pseudo normal n * of the first reference line at the position of the sample point P is obtained, and the sample is on the pseudo normal n *. The second representative point Q is obtained by obtaining a representative point Q at a position separated from the point P by a predetermined distance determined by the periodic function, and indicating a direction in a three-dimensional space of a seam that causes ups and downs with respect to the object surface by the set of representative points Q A second reference line creating means for creating a reference line of
Thread shape data creating means for creating three-dimensional shape data of a thread constituting a seam based on the second reference line and the thread section parameter;
By combining the three-dimensional shape data of the thread with the basic shape data, combined shape data creating means for creating combined shape data that is the three-dimensional shape data of the object including stitch information;
An apparatus for creating three-dimensional shape data of an object having a seam on a surface.
第2の基準線作成手段が、
疑似法線n*を求める対象となる標本点Pを決定する標本点決定部と、
第1の基準線に沿って前記標本点Pから第1の方向に隔たった位置にある第1の参照点P+と、第1の基準線に沿って前記標本点Pから前記第1の方向とは逆の第2の方向に隔たった位置にある第2の参照点P−とを定める参照点決定部と、
前記標本点Pから前記第1の参照点P+に向かう方向を向いた所定長の第1のベクトルV+と前記標本点Pから前記第2の参照点P−に向かう方向を向いた所定長の第2のベクトルV−とを求めるベクトル決定部と、
前記第1のベクトルV+と前記第2のベクトルV−との和ベクトルVsumを求める和ベクトル決定部と、
この和ベクトルVsumとは逆の方向を疑似法線n*の方向と決定する法線決定部と、
前記標本点Pに基づいて代表点Qを求める代表点決定部と、
を有することを特徴とする表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成装置。 The creation device according to claim 1,
The second reference line creation means is
A sample point determination unit for determining a sample point P for which the pseudo normal n * is to be obtained;
A first reference point P + located in a first direction from the sample point P along the first reference line; and a first reference point P + from the sample point P along the first reference line. A reference point determination unit that determines a second reference point P − at a position separated in a second direction opposite to
A first vector V + having a predetermined length directed from the sample point P toward the first reference point P + and a predetermined length directed from the sample point P toward the second reference point P −. A vector determining unit for obtaining a second vector V − of
A sum vector determining unit for obtaining a sum vector Vsum of the first vector V + and the second vector V − ;
A normal determining unit that determines the direction opposite to the sum vector Vsum as the direction of the pseudo normal n * ;
A representative point determination unit for obtaining a representative point Q based on the sample point P;
An apparatus for creating three-dimensional shape data of an object having a seam on a surface, characterized by comprising:
第1の基準線定義手段が、離散的に位置する複数の標本点Pの順列によって第1の基準線の定義を行い、
参照点決定部が、第i番目の標本点P(i)についての疑似法線n(i)*を求める際に、第(i+a)番目の標本点P(i+a)を第1の参照点P+とし、第(i−b)番目の標本点P(i−b)を第2の参照点P−とし、
ベクトル決定部が、予め所定の単位長を定めておき、前記標本点P(i)から前記標本点P(i+a)に向かう方向を向き前記単位長をもった単位ベクトルを第1のベクトルV+と定め、前記標本点P(i)から前記標本点P(i−b)に向かう方向を向き前記単位長をもった単位ベクトルを第2のベクトルV−と定めることを特徴とする表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成装置。 The creation device according to claim 2,
The first reference line defining means defines the first reference line by a permutation of a plurality of discretely located sample points P;
When the reference point determination unit obtains the pseudo normal n (i) * for the i-th sample point P (i), the (i + a) -th sample point P (i + a) is used as the first reference point P. + a, and the (i-b) -th sampling point P (i-b) a second reference point P - and,
A vector determining unit determines a predetermined unit length in advance, and a unit vector having the unit length in the direction from the sample point P (i) to the sample point P (i + a) is set as the first vector V +. and set, from the sample point P (i) a unit vector having a direction the unit length direction toward the sample point P (i-b) a second vector V - seams on the surface, characterized in that to determine the A device for creating three-dimensional shape data of an object having
第1の基準線定義手段が、オペレータの指示に基づいて、基本形状データで示される物体が定義された三次元空間上に、直線もしくは曲線からなる参照線と、所定の投影方向を示す投影方向ベクトルと、を定義する機能を有し、前記参照線を前記投影方向ベクトルの示す投影方向に投影したときに、前記基本形状データで示される物体の表面上に形成される投影像を第1の基準線として定義することを特徴とする表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成装置。 In the production apparatus in any one of Claims 1-3,
A first reference line defining means, based on an instruction from an operator, in a three-dimensional space in which an object indicated by basic shape data is defined, a reference line made of a straight line or a curve, and a projection direction indicating a predetermined projection direction A projection image formed on the surface of the object indicated by the basic shape data when the reference line is projected in the projection direction indicated by the projection direction vector. An apparatus for creating three-dimensional shape data of an object having a seam on a surface, which is defined as a reference line.
縫製処理パラメータ定義手段が、縫い目の1ピッチ分の長さλと、周期λをもった周期関数h(s)と、を用いて縫製処理パラメータを定義する機能を有し、
第2の基準線作成手段が、第1の基準線上にあり、前記第1の基準線上に定義された所定の始点P0からの前記第1の基準線に沿った距離がsの位置にある標本点Pに関して、当該標本点Pの位置における疑似法線n*を求め、この疑似法線n*上にあり、当該標本点Pから距離h(s)だけ隔たった位置にある代表点Qを求め、代表点Qの集合によって第2の基準線を作成する機能を有することを特徴とする表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成装置。 In the preparation apparatus in any one of Claims 1-4,
The sewing process parameter defining means has a function of defining a sewing process parameter using a length λ of one pitch of the stitches and a periodic function h (s) having a period λ,
A sample in which the second reference line creation means is on the first reference line, and the distance along the first reference line from the predetermined start point P0 defined on the first reference line is at the position s. With respect to the point P, a pseudo normal n * at the position of the sample point P is obtained, and a representative point Q which is on the pseudo normal n * and is separated from the sample point P by a distance h (s) is obtained. A device for creating three-dimensional shape data of an object having a seam on the surface, which has a function of creating a second reference line by a set of representative points Q.
縫製処理パラメータ定義手段が、縫い目の1ピッチ分の長さλと、h(s)=Asinγ(2πs/λ)なる式(但し、A,γは所定の定数)で示される周期関数h(s)と、を用いて縫製処理パラメータを定義することを特徴とする表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成装置。 The creation device according to claim 5,
The sewing process parameter defining means has a length function λ represented by a length λ corresponding to one pitch of a stitch and h (s) = Asin γ (2πs / λ) (where A and γ are predetermined constants). s) and defining a sewing process parameter, the apparatus for generating three-dimensional shape data of an object having a seam on a surface.
縫製処理パラメータ定義手段が、縫い目の1ピッチ分の長さλと、0〜λの範囲内の複数の離散値sおよび個々の離散値に対応する所定値h(s)の組み合わせを示す起伏テーブルと、を用いて縫製処理パラメータを定義し、
第2の基準線作成手段が、第1の基準線上にあり、前記第1の基準線上に定義された所定の始点P0からの前記第1の基準線に沿った距離が(kλ+s)の位置(但し、k=0,1,2,…)にある標本点Pに関してそれぞれ疑似法線n*を求め、この疑似法線n*上にあり、当該標本点Pから距離h(s)だけ離れた位置にある代表点Qを求め、代表点Qの集合によって第2の基準線を作成することを特徴とする表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成装置。 In the preparation apparatus in any one of Claims 1-4,
The undulation table in which the sewing process parameter defining means shows a combination of the length λ for one pitch of the seam, a plurality of discrete values s within a range of 0 to λ, and a predetermined value h (s) corresponding to each discrete value. And define sewing process parameters using
The second reference line creating means is on the first reference line, and the distance along the first reference line from the predetermined start point P0 defined on the first reference line is a position (kλ + s) ( However, a pseudo normal n * is obtained for each sample point P at k = 0, 1, 2,..., Is on this pseudo normal n * , and is separated from the sample point P by a distance h (s). An apparatus for creating three-dimensional shape data of an object having a seam on a surface, wherein a representative point Q at a position is obtained and a second reference line is created by a set of representative points Q.
第2の基準線作成手段が、起伏テーブルに基づく離散的情報に対して補間処理を行い、補間処理後の情報を用いて第2の基準線を作成することを特徴とする表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成装置。 The creation device according to claim 7,
The second reference line creating means interpolates the discrete information based on the undulation table and creates the second reference line using the information after the interpolation process, and has a seam on the surface. A device for creating three-dimensional shape data of an object.
糸形状データ作成手段が、第2の基準線上に所定間隔で配置代表点を定義し、各配置代表点位置に、糸断面パラメータで示される糸の二次元断面図形を、当該配置代表点における前記第2の基準線の接線ベクトルに対して直交する向きに配置する処理を行い、配置された二次元断面図形を利用して、糸の三次元形状データを作成することを特徴とする表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成装置。 In the production apparatus in any one of Claims 1-8,
The thread shape data creation means defines placement representative points at predetermined intervals on the second reference line, and the two-dimensional cross-sectional figure of the yarn indicated by the thread cross-section parameter at each placement representative point position, at the placement representative point. A stitch is formed on the surface, characterized in that processing is performed in a direction orthogonal to the tangent vector of the second reference line, and three-dimensional shape data of the thread is created using the arranged two-dimensional sectional figure A device for creating three-dimensional shape data of an object having
縫い目の情報を含まない物体の三次元形状データが、コンピュータ内の記憶手段に、基本形状データとして入力される基本形状データ入力段階と、
コンピュータが、オペレータの指示に基づいて、前記基本形状データで示される物体の表面上に、縫い目の物体表面上での方向を示す第1の基準線を定義し、これを記憶手段に格納する第1の基準線定義段階と、
コンピュータが、オペレータの指示に基づいて、縫い目を構成する糸の断面形状と、そのサイズと、を示す糸断面パラメータを定義し、これを記憶手段に格納する糸断面パラメータ定義段階と、
コンピュータが、オペレータの指示に基づいて、縫い目の1ピッチ分の長さに対応する周期λをもった周期関数を用いて、この1ピッチ分の縫い目の物体表面に対する浮き沈みの形状を示す縫製処理パラメータを定義し、これを記憶手段に格納する縫製処理パラメータ定義段階と、
コンピュータが、前記第1の基準線上にある複数の標本点Pについて、それぞれ当該標本点Pの位置における前記第1の基準線の疑似法線n*を求め、この疑似法線n*上にあり、当該標本点Pから前記周期関数によって定まる所定距離だけ隔たった位置にある代表点Qを求め、代表点Qの集合によって、物体表面に対して浮き沈みを生じる縫い目の三次元空間上での方向を示す第2の基準線を作成し、これを記憶手段に格納する第2の基準線作成段階と、
コンピュータが、前記第2の基準線と前記糸断面パラメータとに基づいて、縫い目を構成する糸の三次元形状データを作成し、これを記憶手段に格納する糸形状データ作成段階と、
コンピュータが、前記基本形状データに前記糸の三次元形状データを合成することにより、縫い目の情報を含んだ物体の三次元形状データである合成形状データを作成し、これを記憶手段に格納する合成形状データ作成段階と、
を有することを特徴とする表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成方法。 A method of creating three-dimensional shape data including a seam for an object having a seam on a surface,
A basic shape data input step in which three-dimensional shape data of an object not including stitch information is input as basic shape data to storage means in the computer;
The computer defines a first reference line indicating the direction on the object surface of the seam on the surface of the object indicated by the basic shape data based on an instruction from the operator, and stores the first reference line in the storage means. 1 baseline definition stage,
A computer defines a thread cross-sectional parameter indicating a cross-sectional shape and a size of a thread constituting the seam based on an operator's instruction, and stores the thread cross-sectional parameter in a storage unit;
The computer uses a periodic function having a period λ corresponding to the length of one pitch of the seam based on an instruction from the operator, and shows a sewing processing parameter indicating the shape of the ups and downs of the object surface of the stitch of one pitch. And a sewing process parameter definition stage for storing this in the storage means,
The computer obtains the pseudo normal n * of the first reference line at the position of the sample point P for each of the plurality of sample points P on the first reference line, and is on the pseudo normal n * . Then, a representative point Q located at a predetermined distance determined by the periodic function from the sample point P is obtained, and the direction in the three-dimensional space of the seam that causes ups and downs with respect to the object surface is determined by the set of representative points Q. Creating a second reference line to be shown and storing it in the storage means;
A computer that creates three-dimensional shape data of a thread constituting a seam based on the second reference line and the thread section parameter, and stores the data in a storage means;
A computer creates composite shape data, which is three-dimensional shape data of an object including stitch information, by combining the basic shape data with the three-dimensional shape data of the thread, and stores this in storage means Shape data creation stage,
A method for creating three-dimensional shape data of an object having a seam on a surface, characterized by comprising:
第2の基準線作成段階で標本点Pについての疑似法線n*を求める処理が、
第1の基準線に沿って前記標本点Pから第1の方向に隔たった位置にある第1の参照点P+と、第1の基準線に沿って前記標本点Pから前記第1の方向とは逆の第2の方向に隔たった位置にある第2の参照点P−とを定めるステップと、
前記標本点Pから前記第1の参照点P+に向かう方向を向いた所定長の第1のベクトルV+と前記標本点Pから前記第2の参照点P−に向かう方向を向いた所定長の第2のベクトルV−とを求めるステップと、
前記第1のベクトルV+と前記第2のベクトルV−との和ベクトルVsumを求めるステップと、
この和ベクトルVsumとは逆の方向を向いた疑似法線n*を求めるステップと、
を有することを特徴とする表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成方法。 The creation method according to claim 11,
The process of obtaining the pseudo normal n * for the sample point P at the second reference line creation stage is as follows:
A first reference point P + located in a first direction from the sample point P along the first reference line; and a first reference point P + from the sample point P along the first reference line. Defining a second reference point P − at a position separated in a second direction opposite to
A first vector V + having a predetermined length directed from the sample point P toward the first reference point P + and a predetermined length directed from the sample point P toward the second reference point P −. Obtaining a second vector V − of :
Obtaining a sum vector Vsum of the first vector V + and the second vector V − ;
Obtaining a pseudo-normal n * oriented in the opposite direction to the sum vector Vsum;
A method for creating three-dimensional shape data of an object having a seam on a surface, characterized by comprising:
第1の基準線定義段階で、離散的に位置する複数の標本点Pの順列を定め、これら複数の標本点Pを順に連結することによって第1の基準線の定義を行い、
第2の基準線作成手段で、第i番目の標本点P(i)についての疑似法線n(i)*を求める際に、第(i+a)番目の標本点P(i+a)を第1の参照点P+とし、第(i−b)番目の標本点P(i−b)を第2の参照点P−とし、予め所定の単位長を定めておき、前記標本点P(i)から前記標本点P(i+a)に向かう方向を向き前記単位長をもった単位ベクトルを第1のベクトルV+と定め、前記標本点P(i)から前記標本点P(i−b)に向かう方向を向き前記単位長をもった単位ベクトルを第2のベクトルV−と定めることを特徴とする表面に縫い目を有する物体の三次元形状データの作成方法。 The creation method according to claim 12,
In the first reference line definition stage, a permutation of a plurality of discretely located sample points P is determined, and the first reference line is defined by sequentially connecting the plurality of sample points P.
When the second reference line creation means obtains the pseudo normal n (i) * for the i-th sample point P (i), the (i + a) -th sample point P (i + a) a reference point P +, the (i-b) -th sampling point P (i-b) a second reference point P - from a, keep predetermined predetermined unit length, the sample point P (i) A unit vector that faces in the direction toward the sample point P (i + a) and has the unit length is defined as a first vector V +, and the direction from the sample point P (i) toward the sample point P (ib). A method for creating three-dimensional shape data of an object having a seam on a surface, wherein the unit vector having the unit length is defined as a second vector V-.
物体の三次元形状データが、コンピュータ内の記憶手段に、基本形状データとして入力される段階と、
コンピュータが、対象となる標本点Pの位置を定義する段階と、
コンピュータが、前記標本点Pを通る基準線を前記物体の表面上に定義する段階と、
コンピュータが、前記基準線に沿って前記標本点Pから第1の方向に隔たった位置にある第1の参照点P+と、前記基準線に沿って前記標本点Pから前記第1の方向とは逆の第2の方向に隔たった位置にある第2の参照点P−とを定める段階と、
コンピュータが、前記標本点Pから前記第1の参照点P+に向かう方向を向いた所定長の第1のベクトルV+と前記標本点Pから前記第2の参照点P−に向かう方向を向いた所定長の第2のベクトルV−とを定める段階と、
コンピュータが、前記第1のベクトルV+と前記第2のベクトルV−との和ベクトルVsumを求める段階と、
コンピュータが、前記和ベクトルVsumとは逆の方向を向いたベクトルを、前記標本点Pの位置における前記物体表面についての疑似的な法線n*と決定する段階と、
を有することを特徴とする三次元物体表面における法線決定方法。 A method for pseudo-determining a normal n for the surface of the object at a position of a predetermined sample point defined on the surface of the object based on the three-dimensional shape data of the object,
A step in which the three-dimensional shape data of the object is input as basic shape data to storage means in the computer;
The computer defining the position of the sample point P of interest;
A computer defining a reference line through the sample point P on the surface of the object;
A first reference point P + located in a first direction from the sample point P along the reference line, and a first direction from the sample point P along the reference line; a step of determining a, - a second reference point P on the spaced apart position in a second direction opposite
A computer directs a first vector V + having a predetermined length from the sample point P toward the first reference point P + and a direction from the sample point P toward the second reference point P −. Determining a second vector V − having a predetermined length,
Computer, wherein the first vector V + and the second vector V - and determining a sum vector Vsum of
A computer determining a vector oriented in a direction opposite to the sum vector Vsum as a pseudo normal n * for the object surface at the position of the sample point P;
A method for determining a normal on a surface of a three-dimensional object.
物体の三次元形状データが、コンピュータ内の記憶手段に、基本形状データとして入力される段階と、
コンピュータが、前記物体の表面上に離散的に位置する複数の標本点の順列を定義する段階と、
コンピュータが、前記複数の標本点のうちの第i番目の標本点P(i)を、法線を求める対象となる標本点と定める段階と、
コンピュータが、前記順列に基づいて、第(i+a)番目の標本点P(i+a)と、第(i−b)番目の標本点P(i−b)とを認識する段階と、
コンピュータが、予め所定の単位長を定めておき、前記標本点P(i)から前記標本点P(i+a)に向かう方向を向き前記単位長をもった単位ベクトルを第1のベクトルV+と定め、前記標本点P(i)から前記標本点P(i−b)に向かう方向を向き前記単位長をもった単位ベクトルを第2のベクトルV−と定める段階と、
コンピュータが、前記第1のベクトルV+と前記第2のベクトルV−との和ベクトルVsumを求める段階と、
コンピュータが、前記和ベクトルVsumとは逆の方向を向いたベクトルを、前記標本点P(i)の位置における前記物体表面についての疑似的な法線n(i)*と決定する段階と、
を有することを特徴とする三次元物体表面における法線決定方法。 A method for pseudo-determining a normal n for the surface of the object at a position of a predetermined sample point defined on the surface of the object based on the three-dimensional shape data of the object,
A step in which the three-dimensional shape data of the object is input as basic shape data to storage means in the computer;
A computer defining a permutation of a plurality of sample points discretely located on the surface of the object;
A computer determining an i-th sample point P (i) of the plurality of sample points as a sample point for which a normal is to be obtained;
Recognizing the (i + a) th sample point P (i + a) and the (i−b) th sample point P (ib) based on the permutation;
A computer sets a predetermined unit length in advance, and sets a unit vector having the unit length in the direction from the sample point P (i) to the sample point P (i + a) as the first vector V +. , a unit vector having a direction the unit length direction toward the sample point P (i-b) from the sample point P (i) the second vector V - and the step of determining,
Computer, wherein the first vector V + and the second vector V - and determining a sum vector Vsum of
A computer determining a vector oriented in a direction opposite to the sum vector Vsum as a pseudo normal n (i) * for the object surface at the position of the sample point P (i);
A method for determining a normal on a surface of a three-dimensional object.
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