JPH0585933B2 - - Google Patents
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- JPH0585933B2 JPH0585933B2 JP59063006A JP6300684A JPH0585933B2 JP H0585933 B2 JPH0585933 B2 JP H0585933B2 JP 59063006 A JP59063006 A JP 59063006A JP 6300684 A JP6300684 A JP 6300684A JP H0585933 B2 JPH0585933 B2 JP H0585933B2
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- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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Description
【発明の詳細な説明】
[技術分野]
本発明は、CAD(Computer Aided Design)、
NC工作機械等において、所望の三次元形状を創
成したり、またはその形状を修正する装置に関す
る。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention relates to CAD (Computer Aided Design),
This invention relates to a device for creating or modifying a desired three-dimensional shape in an NC machine tool or the like.
[背景技術]
CAD、工作機械等において、所定形状を表現
する場合に、その形状記述法としては、ワイヤフ
レーム形状記述、サーフエス形状記述、ソリツド
モデル形状記述が知られている。ここで、ワイヤ
フレーム形状記述は、稠密な点列または点群と線
素とを用いることによつて、所望の形状を表現す
るものであり、サーフエス形状記述は、点列また
は点群が得られた後に、それらの点の間を、関数
近似に基づく処理を行なう補間処理を行なうこと
によつて、所望の形状を表現するものである。ま
たソリツトモデル形状記述は、単純な形状(プリ
ミテイブ)を積木細工のように積み重ねることに
よつて、形状を表現するものである。[Background Art] When expressing a predetermined shape in CAD, machine tools, etc., wire frame shape description, surface shape description, and solid model shape description are known as shape description methods. Here, the wireframe shape description expresses a desired shape by using a dense point sequence or point group and line elements, and the surface shape description expresses the desired shape by using a dense point sequence or point group and line elements. After that, a desired shape is expressed by performing interpolation processing based on function approximation between those points. In addition, the solid model shape description expresses a shape by stacking simple shapes (primitives) like building blocks.
上記従来の各形状記述は、実体の形状表現を主
な機能とするものである。 The main function of each of the conventional shape descriptions described above is to represent the shape of an entity.
[従来技術の問題点]
上記従来技術は、まず、三次元形状を表現する
場合、表現のフレキシビリテイに欠け、その機能
を充分に発揮することができないという問題があ
る。また、形状の表現は造形加工処理の一態様で
あり、形状の創成も造形加工処理の一態様である
が、これ等両者の間で、造形加工処理を一貫して
行なうことができないという問題がある。[Problems with the Prior Art] First, the above-mentioned prior art lacks flexibility in expression when expressing a three-dimensional shape, and has a problem in that it cannot fully demonstrate its functions. In addition, shape expression is one aspect of modeling processing, and shape creation is also one aspect of modeling processing, but there is a problem that modeling processing cannot be performed consistently between the two. be.
たとえば、上記ソリツドモデルを用いた場合で
も、簡単な形状の組合せを行なうことによつて、
三次元形状の一部の表現が可能となるものの、そ
の本質からして、自由かつ詳細な形状の表現は困
難であり、当然、形状表現から形状創成までにお
いて、造形加工処理を一貫して行なうことが困難
であるということになる。 For example, even when using the above solid model, by combining simple shapes,
Although it is possible to express a part of a three-dimensional shape, it is difficult to express a free and detailed shape due to its nature, so it is natural that the modeling process must be performed consistently from shape expression to shape creation. This means that it is difficult.
[発明の目的]
本発明は、上記従来の問題点に着目してなされ
たもので、モデル等の設計から製造までの全過程
で、自由にアクセスできる単一の形状創成装置を
提供することを目的とするものである。[Object of the Invention] The present invention has been made by focusing on the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a single shape creation device that can be freely accessed throughout the entire process from designing to manufacturing a model, etc. This is the purpose.
[発明の概要]
この目的を達成するために、本発明は、まず、
所望形状の三角形(第1段階三角形)を設定し、
この第1段階三角形を4つの三角形(第2段階三
角形)に分割し、この第2段階三角形のそれぞれ
を再び4つに分解し、これらの動作を繰り返して
多数の三角形を形成し、これら多数の三角形の連
続によつて稠密多面体を形成するようにしたもの
である。[Summary of the invention] In order to achieve this object, the present invention first provides the following features:
Set a triangle of the desired shape (first stage triangle),
This first stage triangle is divided into four triangles (second stage triangles), each of these second stage triangles is again decomposed into four parts, these operations are repeated to form a large number of triangles, and these many triangles are divided into four triangles (second stage triangles). A dense polyhedron is formed by a series of triangles.
この形成創成過程をデイスプレーに表示すれ
ば、その形状創成過程そのものがCADであり、
また、創成された形状に関するデータは、そのま
まNC工作機械を作動するために使用することも
できるものである。 If this formation creation process is displayed on a display, the shape creation process itself is CAD.
Furthermore, the data regarding the created shape can be used as is to operate the NC machine tool.
[発明の実施例]
第1図は、本発明の一実施例を示すシステムの
全体図である。[Embodiment of the Invention] FIG. 1 is an overall diagram of a system showing an embodiment of the present invention.
まず、これから創成しようとする形状に関する
位置情報、すなわち、これから描こうとする形状
の位置情報を入力するキーボード1、ライトペン
2が設けられている。そして、キーボード1、ラ
イトペン2等の入力手段からの入力信号に基づい
て所定の演算処理を行なう演算回路3が内蔵され
ている。このようにして創成された形状を表示す
るデイスプレー4が設けられ、その形状をプリン
トするプリンタ5と、その形状を磁気信号、光信
号等の所定の信号として記憶する外部記憶装置6
とが設けられている。 First, a keyboard 1 and a light pen 2 are provided for inputting positional information regarding the shape to be created, that is, positional information of the shape to be drawn. Further, an arithmetic circuit 3 that performs predetermined arithmetic processing based on input signals from input means such as a keyboard 1 and a light pen 2 is built-in. A display 4 that displays the shape created in this way is provided, a printer 5 that prints the shape, and an external storage device 6 that stores the shape as a predetermined signal such as a magnetic signal or an optical signal.
and is provided.
次に、本発明の原理について説明する。 Next, the principle of the present invention will be explained.
本発明は、まず所望形状の三角形(第1段階三
角形)を設定し、この第1段階三角形を4つの三
角形(第2段階三角形)に分割し、この第2段階
三角形のそれぞれを再び4つに分解し、これらの
分割動作を繰り返して多数の三角形を形成し、こ
れら多数の三角形の連続によつて稠密多面体を形
成するものである。これら分割過程を、第2図〜
第13図、順次示してある。 The present invention first sets a triangle of a desired shape (first stage triangle), divides this first stage triangle into four triangles (second stage triangle), and divides each of the second stage triangles into four again. A large number of triangles are formed by decomposing and repeating these division operations, and a dense polyhedron is formed by continuation of these large numbers of triangles. These division processes are shown in Figure 2~
FIG. 13 is shown in sequence.
第2図には、第1段階三角形を示してある。 In FIG. 2, a first stage triangle is shown.
まず、稠密多面体を形成する初期段階として、
所望形状の三角形T10を設定する。この三角形
T10を第1段階三角形と呼ぶことにする。この
第1段階三角形T10は、頂点P11,P12,
P13と辺R11,R12,R13とを有する。
この第1段階三角形T10に基づいて、順次、三
角形を4つづつに分割してゆく。 First, as an initial stage of forming a dense polyhedron,
A triangle T10 having a desired shape is set. This triangle T10 will be called a first stage triangle. This first stage triangle T10 has vertices P11, P12,
P13 and sides R11, R12, and R13.
Based on this first stage triangle T10, the triangle is successively divided into four parts.
説明の便宜上、第2図において第1段階三角形
T10を投影面10に投影し、投影した三角形の
頂点P11a,P12a,P13aとする。 For convenience of explanation, the first stage triangle T10 is projected onto the projection plane 10 in FIG. 2, and the vertices of the projected triangle are P11a, P12a, and P13a.
一般にたとえば、点P12,P13,P13
a,P12aで囲まれる平面の左右のいずれかの
近傍の空間に分割点を設けるのであるが、ここで
は説明の簡便さを考えて、この平面内に点21を
設け、この点P21を第1分割頂点とする。同様
に、点P13,P11,P11a,P13aで囲
まれる平面内に点P22を設け、この点P22を
第2分割頂点とし、点P11,P12,P12
a,P11aで囲まれる平面内に点P23を設
け、この点P23を第3分割頂点とする。なお、
各頂点P11,P12,P13から第1〜3分割
頂点P21,P22,P23を求める方法または
手段は後述する。 Generally, for example, points P12, P13, P13
A dividing point is provided in the space near either the left or right of the plane surrounded by a and P12a, but here, for the sake of simplicity, a point 21 is provided within this plane, and this point P21 is set as the first point. Use as split vertices. Similarly, a point P22 is provided in a plane surrounded by points P13, P11, P11a, and P13a, and this point P22 is set as the second division vertex, and points P11, P12, P12
A point P23 is provided within the plane surrounded by a and P11a, and this point P23 is defined as the third division vertex. In addition,
A method or means for obtaining the first to third divided vertices P21, P22, and P23 from each of the vertices P11, P12, and P13 will be described later.
これら第1,2,3分割頂点P21,P22,
P23を結ぶことによつて、中央三角形T20を
設定する。この中央三角形T20の1つの辺と点
P11とによつて周辺三角形T21を設定し、中
央三角形T20の他の辺と点P12によつて周辺
三角形T22を設定し、また、中央三角形T20
の残りの辺と点P13とによつて周辺三角形T2
3を設定する。 These first, second and third divided vertices P21, P22,
By connecting P23, a central triangle T20 is set. A peripheral triangle T21 is set by one side of the central triangle T20 and the point P11, a peripheral triangle T22 is set by the other side of the central triangle T20 and the point P12, and the central triangle T20
The surrounding triangle T2 is defined by the remaining sides of and the point P13.
Set 3.
つまり、まず、第1段階三角形T10を設定し
た後に、任意に3点を設定し、これら3点を互い
に結ぶことによつて、中央三角形を作り、それら
任意の3点のうちの1点とその中央三角形の任意
の辺とによつて、その中央三角形の外側に周辺三
角形を3つ作る。 In other words, first, after setting the first stage triangle T10, arbitrarily set three points, connect these three points to each other to create a central triangle, and connect one of the three arbitrary points to the central triangle. Create three peripheral triangles outside the central triangle by using arbitrary sides of the central triangle.
このようにして第1段階三角形T10を4つの
三角形に分割した状態を、第3図に示してあり、
その平面図を第4図に示してある。 The state in which the first stage triangle T10 is divided into four triangles in this way is shown in FIG.
A plan view thereof is shown in FIG.
このようにして、1つの三角形に基づいて、稠
密多面体を創成する基礎ができたことになる。 In this way, the basis for creating a dense polyhedron is created based on one triangle.
次に、第3図において、頂点P22,P23の
それぞれと投影面10との交点をP22a,P2
3aとした場合に、点P23,P22,P22
a,P23aで囲まれる平面内に点P31を設
け、この点31を新たな第1分割頂点とする。ま
た、同様に、点P22,P11,P11a,P2
2aで囲まれる平面内に点P32を設け、この点
P32を新たな第2分割頂点とし、また点P1
1、P23、P23a、P11aで囲まれる平面
内に点P33を設け、この点P33を新たな第3
分割頂点とする。 Next, in FIG. 3, the intersections of the vertices P22 and P23 with the projection plane 10 are P22a and P2
3a, points P23, P22, P22
A point P31 is provided in the plane surrounded by a and P23a, and this point 31 is set as a new first division vertex. Similarly, points P22, P11, P11a, P2
A point P32 is provided within the plane surrounded by 2a, and this point P32 is set as a new second division vertex, and the point
1. Set a point P33 in the plane surrounded by P23, P23a, and P11a, and set this point P33 as a new third point.
Use as split vertices.
第5図は、周辺三角形T21を4つの三角形に
分割した状態を示すものである。 FIG. 5 shows a state in which the peripheral triangle T21 is divided into four triangles.
第3図における第1,2,3分割頂点P31,
P32,P33を結ぶことによつて、新たな中央
三角形T30を設定する。この中央三角形T30
の1つの辺と点P11とによつて別の周辺三角形
T31を設定し、中央三角形T30の他の辺と頂
点P23とによつて別の周辺三角形T32を設定
し、また、中央三角形T30の残りの辺と頂点P
33とによつて別の周辺三角形T33を設定す
る。このようにして第2段階三角形の1つである
三角形T21を再び4つの三角形に分割すること
ができる。 1st, 2nd, and 3rd division vertices P31 in FIG.
A new central triangle T30 is set by connecting P32 and P33. This central triangle T30
Another peripheral triangle T31 is set by one side of the central triangle T30 and the point P11, another peripheral triangle T32 is set by the other side of the central triangle T30 and the vertex P23, and the rest of the central triangle T30 is edges and vertices P
33, another peripheral triangle T33 is set. In this way, triangle T21, which is one of the second stage triangles, can be divided into four triangles again.
第5図は、第4図における1つの周辺三角形T
21についてのみ、その三角形を4つに分解した
状態を示してあるが、他の周辺三角形T22,T
23および中央三角形T20についても、同様に
それぞれ4つの三角形に分割できる。 Figure 5 shows one peripheral triangle T in Figure 4.
Only for 21, the state where the triangle is decomposed into four is shown, but other surrounding triangles T22, T
23 and the central triangle T20 can be similarly divided into four triangles.
第6図は、他の周辺三角形T22,T23およ
び中央三角形T20についてもそれぞれ4つに分
割した状態を示したものである。 FIG. 6 shows a state in which the other peripheral triangles T22, T23 and the central triangle T20 are each divided into four parts.
なお、第1段階三角形を4つに分割した場合の
中央三角形、周辺三角形を第2段階三角形と呼
び、第2段階三角形をそれぞれ4つに分解した場
合の中央三角形、周辺三角形を第3段階三角形と
呼び、以下同様に、第n段階三角形まで分割を繰
り返す。このように、第1段階三角形T10に基
づいて順次4つづつの三角形に分割し、この分割
操作を所定回数繰り返すと、稠密多面体を構成す
ることができる。 In addition, when the first stage triangle is divided into four, the central triangle and the peripheral triangle are called the second stage triangle, and when the second stage triangle is divided into four parts, the central triangle and the peripheral triangle are called the third stage triangle. , and the division is repeated in the same manner up to the nth stage triangle. In this way, by sequentially dividing into four triangles based on the first stage triangle T10 and repeating this dividing operation a predetermined number of times, a dense polyhedron can be constructed.
上記n段階の数が多い程、創成された多面体の
精度または緻密さは向上する。 The greater the number of n stages, the higher the accuracy or denseness of the created polyhedron.
第7図は、第4図に示す中央三角形T20、周
辺三角形T21,T22,T23を分離して示し
たものである。 FIG. 7 shows the central triangle T20 and peripheral triangles T21, T22, and T23 shown in FIG. 4 separately.
この第7図において、3つの周辺三角形T2
1,T22,T23を反時計方向の順に識別番号
(実施例の場合は、数字1,2,3である)を付
し、その次に中央三角形T20に識別番号(実施
例の場合は数字4である)を付してある。また、
第2段階三角形T20,T21,T22,T23
のそれぞれの辺に対して時計方向の順で、前記識
別番号と同じものを付す。このようにすることに
よつて、第2段階三角形T20,T21,T2
2,T23に対して、平面グラフと同様に、位相
的構造を確定することができるという利点があ
る。 In this Fig. 7, three peripheral triangles T2
1, T22, and T23 in counterclockwise order (numbers 1, 2, and 3 in the example), and then the central triangle T20 is given an identification number (number 4 in the example). ) is attached. Also,
Second stage triangle T20, T21, T22, T23
The same identification number as the above-mentioned identification number is given to each side in clockwise order. By doing this, the second stage triangles T20, T21, T2
2, T23 has the advantage that the topological structure can be determined similarly to the planar graph.
また、第2段階三角形の各辺についても、識別
番号を設ける。すなわち、1つの第2段階三角形
に着目すると、その1つの頂点の識別番号と、そ
の頂点の対辺の識別番号との和が4になるよう
に、各辺の識別番号を設ける。 An identification number is also provided for each side of the second stage triangle. That is, focusing on one second-stage triangle, identification numbers are provided for each side so that the sum of the identification number of one vertex and the identification number of the opposite side of that vertex is 4.
第8図は、第3段階三角形まで分解した場合
に、その各第3段階三角形についてそれぞれ識別
番号を付したものである。すなわち、第7図に示
すように第2段階三角形において1〜4まで識別
番号が使用され、第3段階三角形においては識別
番号5から開始され、まず周辺三角形T21(識
別番号1)に含まれる4つの三角形について時計
方向および中央三角形の順で識別番号5〜8が付
かれ、その後同様に、周辺三角形T22,T2
3、中央三角形T20の順でそれぞれ4つづつ識
別符号が付される。第4段階三角形以降に対する
識別番号についても、上記と同様である。 FIG. 8 shows an identification number assigned to each third-stage triangle when the triangle is decomposed to the third-stage. That is, as shown in FIG. 7, identification numbers 1 to 4 are used in the second stage triangle, and in the third stage triangle, the identification number starts from 5, and first, the number 4 included in the peripheral triangle T21 (identification number 1) is used. Identification numbers 5 to 8 are assigned to the three triangles in the clockwise direction and in the order of the central triangle, and then similarly, the peripheral triangles T22, T2
3. Four identification codes are attached to each of the central triangles T20 in this order. The same applies to the identification numbers for the fourth and subsequent triangles.
第9図は、第3段階三角形T31についての
み、それを4つに分割した場合を示すものであ
る。 FIG. 9 shows the case where only the third stage triangle T31 is divided into four parts.
上記例は、分割を行なうに従つて、その創成さ
れる面が凹面である場合であるが、分割頂点を図
中上方にとれば、その創成される面は凸面とな
る。また、ある部分は凹面であり、他の部分は凸
面であるというように凹面と凸面との組合せを自
由に選択することもできる。 In the above example, as the division is performed, the created surface is a concave surface, but if the division apex is taken upward in the figure, the created surface becomes a convex surface. Furthermore, the combination of concave and convex surfaces can be freely selected, such as having a concave surface in some parts and a convex surface in other parts.
第10図〜第13図は、第1段階三角形を分割
した場合に、その投影した形状が変化する場合を
示したものである。つまり、第2図〜第9図の場
合は、第1段階三角形T10を何段階かに分割し
た場合でも、その投影された三角形は第1段階三
角形T10と同じであるが、第10図〜第13図
の場合、第1段階三角形T10を4つに分割する
と、その投影した形状は、第1段階三角形T10
とは異なり、その水平方向が伸縮している。 FIGS. 10 to 13 show cases in which the projected shape changes when the first stage triangle is divided. In other words, in the case of FIGS. 2 to 9, even if the first stage triangle T10 is divided into several stages, the projected triangle is the same as the first stage triangle T10, but in the case of FIGS. In the case of Figure 13, if the first stage triangle T10 is divided into four, the projected shape is the first stage triangle T10.
Unlike, it expands and contracts in the horizontal direction.
第10図は、第1段階三角形T10を4つに分
割した場合に、その全体の形状が膨脹するもので
あり、第11図は、第10図の平面図である。 FIG. 10 shows that when the first stage triangle T10 is divided into four, the entire shape expands, and FIG. 11 is a plan view of FIG. 10.
第12図は、第1段階三角形T10を4つに分
割した場合に、その全体の形状を収縮するもので
あり、第13図は、第12図の平面図である。 FIG. 12 shows that when the first-stage triangle T10 is divided into four, its entire shape is contracted, and FIG. 13 is a plan view of FIG. 12.
上記第10図〜第13図の場合は、第2図に示
した三角柱の側面以外の位置に、第1〜3分割頂
点を設定している。つまり、第1〜3分割頂点
は、任意の位置に設けてもよいものである。 In the case of FIGS. 10 to 13 above, the first to third division vertices are set at positions other than the side surfaces of the triangular prism shown in FIG. 2. That is, the first to third division vertices may be provided at arbitrary positions.
第10図〜第13図は第1段階三角形を第2段
階三角形に分割した場合の例であるが、第n段階
三角形に分割する場合も撞様で、その形状を任意
に収縮することができる。 Figures 10 to 13 are examples of dividing a first-stage triangle into second-stage triangles, but the division into n-th stage triangles is also convoluted, and the shape can be contracted arbitrarily. .
第14図は、本発明の一実施例を示すブロツク
図であり、第1図における演算手段3に含まれる
ものである。 FIG. 14 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, which is included in the calculation means 3 in FIG.
図中、第1段階三角形設定手段B0は、所望の
形状を有する三角形である第1段階三角形T10
を設するものである。 In the figure, the first stage triangle setting means B0 is a first stage triangle T10 which is a triangle having a desired shape.
This is to establish the following.
第1分割頂点設定手段B1は、第1段階三角形
T10の任意の2つの頂点と、第1段階三角形T
10の平面以外の任意の点とを含む平面内に第1
分割頂点を設けるものである。また、第2分割頂
点設定手段B2は、第1段階頂点のうち、他の組
合せによる2つの頂点と、第1段階三角形T10
の平面以外の任意の点とを含む平面内に第2分割
頂点を設けるものであり、第3分割頂点設定手段
B3は、第1段階三角形T10の頂点のうち、残
りの組合せによる2つの頂点と、第1段階三角形
T10の平面以外の任意の点とを含む平面内に第
3分割頂点を設けるものである。 The first division apex setting means B1 selects any two vertices of the first stage triangle T10 and the first stage triangle T10.
10 in a plane containing any point other than the plane
A dividing vertex is provided. Further, the second divided vertex setting means B2 selects two vertices of other combinations among the first stage vertices and the first stage triangle T10.
The third dividing vertex setting means B3 sets the two vertices of the remaining combination of the vertices of the first stage triangle T10 and , the third division apex is provided in a plane that includes any point other than the plane of the first stage triangle T10.
また、中央三角形設定手段B4は、第1分割頂
点と第2分割頂点と第3分割頂点とを結んで中央
三角形を設定するものであり、周辺三角形設定手
段B5は、中央三角形の1つの辺と第1段階三角
形T10の頂点とによつて3つの周辺三角形を設
定するものである。記憶手段B7は、各三角形を
分割した結果の情報を記憶するものである。 Further, the central triangle setting means B4 connects the first divided vertex, the second divided vertex, and the third divided vertex to set the central triangle, and the peripheral triangle setting means B5 connects one side of the central triangle. Three surrounding triangles are set by the vertices of the first stage triangle T10. The storage means B7 stores information on the results of dividing each triangle.
さらに、分割繰り返し手段B6は、中心三角
形、周辺三角形のそれぞれについて、第1〜3分
割頂点を再び設定し、これら第1〜3分割頂点に
基づいて中央三角形および周辺三角形を新たに設
定し、これらによつて形成された三角形について
も、順次同様の操作を繰り返し、それぞれ4つの
三角形に分割するものである。 Further, the division repeating means B6 sets the first to third division vertices again for each of the central triangle and the peripheral triangle, newly sets the central triangle and the peripheral triangle based on these first to third division vertices, and The same operation is sequentially repeated for the triangles formed by , and each triangle is divided into four triangles.
次に、本実施例で必要となる分割頂点を定める
手段の一例について説明する。 Next, an example of means for determining the dividing vertices required in this embodiment will be explained.
第15図から第35図までは、上記分割頂点を
定める原理を示す図であり、第15図から第24
図は、二次元的に分割頂点を求める原理を、図解
的に示したものである。なお、第35図までにお
いて、太線部分は、その図において新たに出てき
た部分を示したものである。 15 to 35 are diagrams showing the principle of determining the above-mentioned dividing vertices.
The figure diagrammatically shows the principle of finding dividing vertices two-dimensionally. In addition, up to FIG. 35, the bold line portions indicate newly appearing portions in the figures.
第15図は、分割頂点決定に必要な第1段階の
設定を示したものである。 FIG. 15 shows the first stage settings necessary for determining the dividing vertices.
すなわち、任意の位置に設けた第1の点11、
第2の点12と、第1の点11を通過する第1の
直線L1、第2の点12を通過する直線L2とを
示した図である。なお、第1の点11と第2の点
12と第1の直線L1と第2の直線L2とは、同
一平面上に存在するものとする。つまり、第1の
点11と第2の点12との間の所望の位置に分割
頂点を作ろうとしているのであり、第1の点11
は第2図における点P11であり、第2の点12
は第2図における点P13と考えられるものであ
る。 That is, the first point 11 provided at an arbitrary position,
3 is a diagram showing a second point 12, a first straight line L1 passing through the first point 11, and a straight line L2 passing through the second point 12. FIG. Note that it is assumed that the first point 11, the second point 12, the first straight line L1, and the second straight line L2 exist on the same plane. In other words, we are trying to create a dividing vertex at a desired position between the first point 11 and the second point 12.
is the point P11 in FIG. 2, and the second point 12
is considered to be point P13 in FIG.
これらを設定するには、たとえば、デイスプレ
ー4上の任意の位置にライトペン2をセツトする
ことによつて、その第1の点11を設定する。次
に、同様にして、その第1の点11とは別の任意
の位置に、第2の点12を設定する。さらに、第
1の点11を通過する第1の直線L1を設け、こ
の直線L1の方向はキーボード1によつて設定す
る。また、第2の点12を通過する第2の直線L
2を設け、その直線L2の方向を同様に設定す
る。直線L1とL2との交点を、交点13とす
る。 To set these, for example, by setting the light pen 2 at an arbitrary position on the display 4, the first point 11 thereof is set. Next, in the same manner, a second point 12 is set at an arbitrary position other than the first point 11. Furthermore, a first straight line L1 passing through the first point 11 is provided, and the direction of this straight line L1 is set by the keyboard 1. Also, a second straight line L passing through the second point 12
2 is provided, and the direction of the straight line L2 is similarly set. The intersection of straight lines L1 and L2 is defined as intersection 13.
なお、上記説明では、点の位置または直線の方
向に関する情報を、キーボード1、ライトペン2
によつて入力しているが、勿論これらに限定され
るものではなく、デジタイザなどの他の入力手段
によつて入力してもよい。 Note that in the above explanation, information regarding the position of a point or the direction of a straight line is transmitted using the keyboard 1 and the light pen 2.
However, the input information is not limited to these, and may be input using other input means such as a digitizer.
第16図は、第15図の状態から作つた基本三
角形と二等辺三角形とを示したものである。 FIG. 16 shows a basic triangle and an isosceles triangle created from the state of FIG. 15.
第1の点11と第2の点12とを結び、この線
分をL3とし、この線分L3を弦と呼ぶ。ここ
で、線分L3を弦と呼ぶのは、第1の点11と第
2の点12との間に所望の形状の一部(輪郭線)
を創成するものであるが、その輪郭線を円弧と考
えると、線分L3が弦に相当するからである。こ
の線分L3は第2図の辺R12に相当する。 The line segment connecting the first point 11 and the second point 12 is designated as L3, and this line segment L3 is called a string. Here, the line segment L3 is called a chord because it is a part of the desired shape (contour line) between the first point 11 and the second point 12.
This is because if the contour line is considered as a circular arc, the line segment L3 corresponds to a chord. This line segment L3 corresponds to side R12 in FIG.
3つの線L1,L2,L3によつて囲まれる三
角形を、基本三角形と呼ぶことにする。この基本
三角形の三辺のうち、弦L3で作られる辺を除く
二辺のうちで短辺となるのは、上記例の場合には
直線L1で作られる辺であり、この短辺は、点1
1と点13とを結ぶ線分である。この短辺を等辺
とする二等辺三角形を、基本三角形と重なるよう
に作る。 A triangle surrounded by three lines L1, L2, and L3 will be called a basic triangle. Of the three sides of this basic triangle, excluding the side formed by the chord L3, the short side is the side formed by the straight line L1 in the above example, and this short side is the point 1
This is a line segment connecting point 1 and point 13. Create an isosceles triangle with the short sides as equal sides so that it overlaps the basic triangle.
つまり、交点13から第1の点11までの長さ
と同じ長さで、交点13から第2の直線L2の上
に設定する。この点を21と表示する。したがつ
て、二等辺三角形の他の等辺は、第15図の点2
1と交点13とを結ぶ線分である。第1の点11
と点21とを結ぶ線分をL4とする。 That is, the length is the same as the length from the intersection 13 to the first point 11, and is set on the second straight line L2 from the intersection 13. This point is indicated as 21. Therefore, the other equilateral side of the isosceles triangle is point 2 in Figure 15.
1 and the intersection point 13. First point 11
Let L4 be the line segment connecting the point 21 and the point 21.
第17図は、第3の点を求めるに際して、必要
な定数αを決定する場合の説明図である。ここ
で、上記第3の点とは、第2図の点P22等の分
割頂点に対応するものである。 FIG. 17 is an explanatory diagram for determining the necessary constant α when determining the third point. Here, the third point corresponds to a dividing vertex such as point P22 in FIG. 2.
二等辺三角形における第1の点11の内角を二
等分した直線をL5とする。その内角は、∠(13)〓
である。ここで、∠(13)〓(21)は、点13と点1
1とを結ぶ線分と、点11と点21とを結ぶ線分
とによつて挟まれる角度を示すものであり、以下
についても、角度に関して同様の表現方法を採用
する。 Let L5 be a straight line that bisects the interior angle of the first point 11 in the isosceles triangle. Its interior angle is ∠(13)〓
It is. Here, ∠(13)〓(21) means point 13 and point 1
1 and the line segment connecting points 11 and 21, and the same method of expressing angles will be used below.
定数α、次のようにして求める。 The constant α is determined as follows.
α={Δ(21)〓(13)の面積}
/{Δ〓〓(22)の面積}
なお、Δ(21)(13)〓は、点21、点11、点1
3で囲まれる三角形を示し、以下についても、三
角形に関して同様の表現方法を採用する。α={Area of Δ(21)〓(13)} /{Area of Δ〓〓(22)} Note that Δ(21)(13)〓 is point 21, point 11, point 1
A triangle surrounded by 3 is shown, and the same method of representation for triangles is adopted for the following.
第18図は、上記二等辺三角形の内心を求める
場合の説明図である。 FIG. 18 is an explanatory diagram for finding the inner center of the above-mentioned isosceles triangle.
一般に、三角形の内心は、それぞれの内角の二
等分線の交点であり、3つの二等分線は一点で交
叉する。二等辺三角形の点21における内角の二
等分線を、L6とする。これら二等分線L5,L
6の交点、すなわち二等辺三角形の内心を点23
とする。また、点11から内心23までの中点を点
24とし、点21から内心23までの中点を点2
5とする。 Generally, the incenter of a triangle is the intersection of the bisectors of each interior angle, and the three bisectors intersect at one point. Let L6 be the bisector of the interior angle at point 21 of the isosceles triangle. These bisectors L5, L
6 intersection point, that is, the incenter of the isosceles triangle, is the point 23
shall be. Also, the midpoint between point 11 and inner center 23 is point 24, and the midpoint between point 21 and inner center 23 is point 2.
5.
第19図は、上記基本三角形の内心を求める場
合の説明図である。 FIG. 19 is an explanatory diagram for finding the inner center of the basic triangle.
基本三角形の点11における内角の二等分線を
直線L7とし、基本三角形の点12における内角
の二等分線を直線L8とし、これら二等分線L
7,L8の交点、すなわち基本三角形の内心を点
14としている。 The bisector of the interior angle at point 11 of the basic triangle is a straight line L7, the bisector of the interior angle at point 12 of the basic triangle is a straight line L8, and these bisectors L
The point 14 is the intersection of 7 and L8, that is, the inner center of the basic triangle.
第20図は、不平衡量Sを決定する場合の説明
図である。 FIG. 20 is an explanatory diagram when determining the unbalance amount S.
上記第3の点を求めるためには、パラメータα
の他のパラメータβも必要であり、このパラメー
タβを求めるには、不平衡量Sを決定する必要が
ある。不平衡量Sは、基本三角形の属性と、二等
辺三角形の属性との相違に基づくものである。 In order to find the third point above, the parameter α
Another parameter β is also required, and in order to obtain this parameter β, it is necessary to determine the unbalance amount S. The unbalance amount S is based on the difference between the attributes of the basic triangle and the attributes of the isosceles triangle.
その不平衡量Sを求めるには、まず、第18図
と第19図とを重ねる。そして、二等分線L7と
L8とを延長し、点24に垂線L9を設け、点2
5に垂線L10を設ける。垂線L9と二等分線L
8と第1の直線L1とによつて囲まれる三角形を
S1とし、垂線L10と二等分線L7と第2の直
線L2とによつて囲まれる三角形をS2とする。
不平衡量Sは、次のようにして求める。 In order to obtain the unbalance amount S, first, FIG. 18 and FIG. 19 are overlapped. Then, bisectors L7 and L8 are extended, a perpendicular line L9 is provided to point 24, and point 2
A perpendicular line L10 is provided at 5. Perpendicular line L9 and bisector L
8 and the first straight line L1 is S1, and the triangle surrounded by the perpendicular L10, the bisector L7, and the second straight line L2 is S2.
The unbalance amount S is determined as follows.
S={S1の面積}−{S2の面積}
もつとも、上記以外の手法によつて、不平衡量
Sを求めるようにしてもよい。S={area of S1}−{area of S2} However, the unbalance amount S may be determined by a method other than the above.
第21図は、基本三角形の内心14から、今求
めようとしている第3の点までの距離dを求める
場合の説明図である。 FIG. 21 is an explanatory diagram when calculating the distance d from the inner center 14 of the basic triangle to the third point that is currently being calculated.
基本三角形の内心14と交点13とを結ぶ直線
をL11とする。この直線L11は、基本三角形
の交点13における内角の二等分線である。今求
めようとしている第3の点を点33と表示し、こ
の第3の点33が直線L11の上に存在している
ものとする。逆に言えば、二等分線L11と創成
しようとする形状とが交叉する点があり、その交
叉する点を第3の点33と呼び、その第3の点3
3を求めようとしている。そして、第3の点33
と基本三角形の内心14の距離をdとする。 Let L11 be a straight line connecting the inner center 14 of the basic triangle and the intersection point 13. This straight line L11 is a bisector of the interior angle at the intersection point 13 of the basic triangle. It is assumed that the third point to be determined now is indicated as a point 33, and that this third point 33 exists on the straight line L11. Conversely, there is a point where the bisector L11 and the shape to be created intersect, and this intersecting point is called the third point 33;
I'm trying to find 3. And the third point 33
Let the distance between the inner center 14 of the basic triangle be d.
この距離dは、次のようにして求めるとができ
る。 This distance d can be determined as follows.
d=β(α・S)/γ
このパラメータβを、位置制御パラメータと呼
ぶことにする。なお、パラメータγは、第1の点
11から第2の12までの長さである。d=β(α·S)/γ This parameter β will be called a position control parameter. Note that the parameter γ is the length from the first point 11 to the second point 12.
第22,23図は、第3の点33における第3
の直線L13を求める場合の説明図である。 22 and 23 show the third point at the third point 33.
FIG. 3 is an explanatory diagram when finding a straight line L13.
ここで、第3の直線L13は、第3の点33に
おける形状輪郭線の接線である。つまり、第1の
点11と第2の点22との間に所望の形状の輪郭
線を作つた場合、第3の点33におけるその輪郭
線の接線が、第3の直線L13である。逆に言え
ば、第3の直線13は、その第3の点33と第1
の点11との間で新たな第3の点を作るために必
要な直線である。この第3の直線L13を作るた
めには、次のようにする。 Here, the third straight line L13 is a tangent to the shape outline at the third point 33. That is, when a contour line of a desired shape is created between the first point 11 and the second point 22, the tangent to the contour line at the third point 33 is the third straight line L13. Conversely, the third straight line 13 connects its third point 33 with the first point 33.
This is the straight line necessary to create a new third point between point 11 of . To create this third straight line L13, do as follows.
第1の点11と点33とを通る直線をL9と
し、第2の点12と点33とを通る直線をL10
とし、直線L10とL9との交角の二等分線をL
12とする。この二等分線L12を第14図に示
してある。基本三角形の面内で、二等分線L12
とθの角度で交叉し、しかも第3の点33を通過
する直線を、L13とする。その角度θは、次の
ようにして求めることができる。 The straight line passing through the first point 11 and point 33 is L9, and the straight line passing through the second point 12 and point 33 is L10.
and the bisector of the angle of intersection between straight lines L10 and L9 is L
12. This bisector L12 is shown in FIG. In the plane of the basic triangle, bisector L12
Let L13 be a straight line that intersects with θ at an angle of θ and also passes through the third point 33. The angle θ can be determined as follows.
θ=δ・(α・S)/A
このパラメータδを、接線制御パラメータと呼
び、Aは基本三角形の面積である。θ=δ·(α·S)/A This parameter δ is called a tangent control parameter, and A is the area of the basic triangle.
このようにして作つた直線L13が第3の直線
L13である。この第3の直線L13を使用し、
第15図から第21図に説明した操作を実行する
ことによつて、新たな第3の点(第3図における
点P32に対応する点)の位置を求めることがで
きる。 The straight line L13 created in this way is the third straight line L13. Using this third straight line L13,
By executing the operations explained in FIGS. 15 to 21, the position of a new third point (the point corresponding to point P32 in FIG. 3) can be determined.
第24図は、上記のようにして、新たな第3の
点を求める場合の説明図である。 FIG. 24 is an explanatory diagram when a new third point is determined as described above.
つまり、第3の点33を第28図に示した第2
の点12の代りと考え、第3の直線L13を第2
8図に示した第2の直線12の代りと考え、第1
5図から第21図において説明した操作を繰り返
し実行する。点21aは、第16図に示した点2
1に相当する点であり、点13aは、第15図に
示した点13に相当する点である。したがつて、
Δ〓(33)(13a)が新たな基本三角形であり、
Δ〓(21a)(13a)が新たな二等辺三角形であ。 In other words, the third point 33 is the second point shown in FIG.
The third straight line L13 is considered as a substitute for point 12, and the third straight line L13 is
Considered as a substitute for the second straight line 12 shown in Figure 8, the first line
The operations explained in FIGS. 5 to 21 are repeatedly performed. Point 21a is point 2 shown in FIG.
1, and point 13a corresponds to point 13 shown in FIG. Therefore,
Δ〓(33)(13a) is a new basic triangle,
Δ〓(21a)(13a) is a new isosceles triangle.
そして、第22,23図に示した操作と同様の
操作を行なうことによつて、新たな第3の直線を
求めることができる。ここで、第23図までに関
して説明した第3の点は、第2図の分割頂点P2
2とすれば、その新たな第3の点は、第2図の分
割頂点P32となる。 Then, by performing operations similar to those shown in FIGS. 22 and 23, a new third straight line can be obtained. Here, the third point explained up to FIG. 23 is the division vertex P2 in FIG.
2, the new third point becomes the dividing vertex P32 in FIG.
また、第2の点12と第3の点33との間にお
いても、同様の操作を行なつて、別の新たな第3
の点、別の新たな第3の直線を決定する。 Furthermore, a similar operation is performed between the second point 12 and the third point 33 to create another new third point.
, another new third straight line is determined.
このようにして、第1の点11と第2の点12
との間に、多数の分割頂点を設定し、その設定し
た分割頂点によつて三角形を形成しこれら三角形
を連続すると、稠密多面体を形成することができ
る。 In this way, the first point 11 and the second point 12
A dense polyhedron can be formed by setting a large number of dividing vertices between , forming triangles using the set dividing vertices, and continuing these triangles.
また、上記の原理に従つて一旦、創成された稠
密多面体に変更を加えるには、各パラメータを変
更すればよく、このパラメータとしては、第1の
点11、第2の点12(すなわち、点P11,P
12,P13)の位置第1の直線L1の方向、第
2の直線L2の方向、定数β,δがある。 In addition, in order to make changes to the dense polyhedron once created according to the above principle, it is sufficient to change each parameter, and these parameters include the first point 11, the second point 12 (i.e., P11,P
12, P13), the direction of the first straight line L1, the direction of the second straight line L2, and constants β and δ.
このようにして、パラメータを変更した例を第
25図から第27図に示してある。 Examples of changing parameters in this way are shown in FIGS. 25 to 27.
第 25図は、上記パラメータのうち、第1の
直線L1の方向と第2の直線L2の方向とのみを
変化した場合に、分割頂点の軌跡をどのように変
化させることができるかを示したものである。 FIG. 25 shows how the locus of the divided vertices can be changed when only the direction of the first straight line L1 and the direction of the second straight line L2 among the above parameters are changed. It is something.
図において、軌跡Cは、第1の直線をL1と
し、第2の直線をL2とした場合における分割頂
点の軌跡であり、稠密多面体の1つの断面である
と考えられるものであり、既に説明した手法によ
り設定するものである。ここで、第1の点11
と、第2の点12と、位置制御パラメータβと、
接線制御パラメータδとを変化せずに、第1の直
線をL1bにし、第2の直線をL2bにすると、
軌跡Cは、二点鎖線Cbで示す軌跡に変化する。
第1,2の直線L1,L2の方向を変化した場合
の特徴は、軌跡の凸部が二等分線L11に対し
て、上下に推移することである。 In the figure, locus C is the locus of the dividing vertices when the first straight line is L1 and the second straight line is L2, and is considered to be one cross section of a dense polyhedron, as already explained. It is set according to the method. Here, the first point 11
, the second point 12, the position control parameter β,
If the first straight line is set to L1b and the second straight line is set to L2b without changing the tangent control parameter δ,
The trajectory C changes to a trajectory indicated by a two-dot chain line Cb.
A feature of the case where the directions of the first and second straight lines L1 and L2 are changed is that the convex portion of the trajectory changes upward or downward with respect to the bisector L11.
すなわち、第1の直線L1を時計方向に回動
(この場合、第2の直線L2は反時計方向に回動)
したときには、二点鎖線の軌跡Cbが形状Cと比
較して分かるように、軌跡Cbの凸部は二等分線
L11の下方に推移する。第1の直線L1を逆
に、反時計方向に回動(この場合、第2の直線L
2は時計方向に回動)したときには、変化後の軌
跡の凸部は二等分線L11の上方に推移する。 That is, the first straight line L1 is rotated clockwise (in this case, the second straight line L2 is rotated counterclockwise).
In this case, as can be seen by comparing the two-dot chain line trajectory Cb with the shape C, the convex portion of the trajectory Cb moves below the bisector L11. Reverse the first straight line L1, rotate counterclockwise (in this case, rotate the second straight line L1
2 is rotated clockwise), the convex portion of the changed trajectory moves above the bisector L11.
この場合、第1,2の直線L1,L2がそれぞ
れ回動した結果、両直線L1,L2が互いに平行
になる状態を避けなければならない。これは、第
1の点11または第2の点12において、軌跡が
変曲点を持たないようにするためである。したが
つて、第1の点11または第2の点12におい
て、軌跡が変曲点を持つてもよいのであれば、第
1の直線L1と第2の直線L2との間で、その回
動状態に特別な制限を設ける必要はない。 In this case, it is necessary to avoid a situation in which both straight lines L1 and L2 become parallel to each other as a result of rotation of the first and second straight lines L1 and L2, respectively. This is to prevent the trajectory from having an inflection point at the first point 11 or the second point 12. Therefore, if the locus may have an inflection point at the first point 11 or the second point 12, the rotation between the first straight line L1 and the second straight line L2 There is no need to place any special restrictions on the state.
第26図は、上記パラメータのうち、位置制御
パラメータβのみを変化した場合に、形状をどの
ように変化させることができるかを示したもので
ある。 FIG. 26 shows how the shape can be changed when only the position control parameter β among the above parameters is changed.
位置制御パラメータβを変化すると、形状全体
の脹み具合、つまり軌跡の曲率が変化する。第2
6図は位置制御パラメータβを正の値に設定して
軌跡Cが一旦、決定された後に、その位置制御パ
ラメータβを負の値に変化した場合における軌跡
の変化を示してある。このようにして、パラメー
タβを負の値に変化した場合の軌跡Ccは、軌跡
と比較すると、その脹みが小さくなつて、弦L3
に近付く。 When the position control parameter β is changed, the degree of expansion of the entire shape, that is, the curvature of the trajectory changes. Second
FIG. 6 shows a change in the trajectory when the position control parameter β is changed to a negative value after the trajectory C is once determined by setting the position control parameter β to a positive value. In this way, when the parameter β is changed to a negative value, the trajectory Cc becomes smaller when compared with the trajectory, and the string L3 becomes smaller.
approach.
すなわち、位置制御パラメータβを0にする
と、形状は基本三角形の内心14を通過する。そ
のパラメータβを正の値にすると、内心14より
も交点13側に近付くように軌跡が脹み、そのβ
の大きさが大きい程、交点13に更に近付くよう
に脹む。そのパラメータβを逆に負の値にする
と、内心14よりも弦L3側に近付くように軌跡
が縮み、そのパラメータβの絶対値の大きさが大
きくなる程、弦L3により近付くように縮小す
る。つまり、軌跡Cは直線に近付く。位置制御パ
ラメタβという名称のうち「位置」とは、創成さ
れる軌跡のうち二等分線L11と交叉する位置の
ことであり、位置制御パラメータβを変化した場
合、その交叉位置が変化するようにしたものであ
る。したがつて、創成された軌跡の他の部分につ
いては、その軌跡の曲率のみが変化するようにな
つている。また、位置制御パラメータβを変化す
る前に創成された軌跡が基本三角形内に入つてい
れば、その後に位置制御パラメータβを変化して
も、その創成された軌は、基本三角形からはみ出
すことがない。 That is, when the position control parameter β is set to 0, the shape passes through the inner center 14 of the basic triangle. When the parameter β is set to a positive value, the trajectory expands so that it approaches the intersection 13 side rather than the inner center 14, and the β
The larger the size of the curve, the closer it gets to the intersection point 13. Conversely, when the parameter β is set to a negative value, the locus is contracted so as to approach the string L3 side rather than the inner center 14, and as the absolute value of the parameter β becomes larger, the trajectory is contracted closer to the string L3. In other words, the trajectory C approaches a straight line. In the name of the position control parameter β, the “position” refers to the position of the generated trajectory that intersects the bisector L11, and when the position control parameter β is changed, the position of the intersection changes. This is what I did. Therefore, for other parts of the created trajectory, only the curvature of the trajectory changes. Furthermore, if the trajectory created before changing the position control parameter β is within the basic triangle, even if the position control parameter β is changed afterwards, the created trajectory will not protrude from the basic triangle. There is no.
第27図は、上記パラメータのうち、接線制御
パラメータδのみを変化した場合に、軌跡をどの
ように変化させることができるかを示したもので
ある。 FIG. 27 shows how the trajectory can be changed when only the tangent control parameter δ among the above parameters is changed.
接線制御パラメータδを変化すると、これから
形状創成(または形状修正)する場合に使用する
二点(そのときにおける第1の点および第2の点
に相当する点)の間において、形状の脹みを変化
させることができる。 When the tangent control parameter δ is changed, the bulge of the shape can be reduced between the two points (corresponding to the first point and the second point at that time) used when creating the shape (or modifying the shape). It can be changed.
すなわち、第1の点11と第2の点12との間
に軌跡Cが一旦、決定されたとする。この場合、
第3の直線L13は、その第3の点33における
軌跡Cの接線と同じものである。そして、第3の
点33及び第3の直線L13が定まつた次の時点
には、この接線L13の方向と第1の直線L1の
方向とに応じて、第1の点11と第3の点33と
の間で新たな第3の点が決定され、次第に軌跡が
定められる。 That is, assume that a locus C between the first point 11 and the second point 12 is once determined. in this case,
The third straight line L13 is the same as the tangent to the trajectory C at the third point 33. Then, at the next point in time after the third point 33 and the third straight line L13 are determined, the first point 11 and the third straight line L13 are determined according to the direction of this tangent line L13 and the direction of the first straight line L1. A new third point is determined between the point 33 and the trajectory is gradually determined.
ところで、接線制御パラメータδを変化すると
いうことは、前記接線(第3の直線L13)の方
向を変化することである。したがつて、接線制御
パラメータδを変化することは、最初に形状を創
成する場合に第2の直線L2の方向を変化するこ
とと同様であり、第25図において説明したのと
同様に考えることができる。但し、この場合、第
1の直線L1は変化しないので、形状の途中(第
3の点33)で不連続が存在する。 By the way, changing the tangent control parameter δ means changing the direction of the tangent (third straight line L13). Therefore, changing the tangent control parameter δ is the same as changing the direction of the second straight line L2 when first creating the shape, and can be considered in the same way as explained in FIG. 25. I can do it. However, in this case, since the first straight line L1 does not change, there is a discontinuity in the middle of the shape (third point 33).
具体的には、第3の点33において、接線制御
パラメータδを変化することによつて、第3の直
線L13をたとえば直線L13dの方向に変化す
ると、第3の点33と第1の点11との間におい
て、二点鎖線Cdで示す軌跡に変化する。すなわ
ち、接線制御パラメータδを変化することによつ
て、第3の直線L13を時計方向に回動すると、
二等分線L11の下部において、創成形状が図
中、右側に脹む。この接線制御パラメータδは、
形状創成操作の自由度を上げるために意義があ
る。 Specifically, when the third straight line L13 is changed in the direction of the straight line L13d by changing the tangent control parameter δ at the third point 33, the third point 33 and the first point 11 The trajectory changes to the one shown by the two-dot chain line Cd. That is, when the third straight line L13 is rotated clockwise by changing the tangent control parameter δ,
At the bottom of the bisector L11, the generated shape expands to the right in the figure. This tangent control parameter δ is
This is significant because it increases the degree of freedom in shape creation operations.
また、上記位置制御パラメータβ、接線制御パ
ラメータδは、第3の点33と第1の点11との
間、または第1の点33と第2の点12との間
で、形状創成を行なつたりまたは形状修正を行な
つたりする場合だけでなく、軌跡Cのすべての点
と他の点との間において、パラメータβ、δの値
を変えることができる。したがつて、軌跡Cの全
体について形状修正することができるのみなら
ず、軌跡Cの所望の部分について自由に形状修正
することが容易にできる。 Further, the position control parameter β and the tangent control parameter δ are used to generate a shape between the third point 33 and the first point 11 or between the first point 33 and the second point 12. The values of the parameters β and δ can be changed between all points on the trajectory C and other points, as well as when performing curve or shape correction. Therefore, not only can the shape of the entire trajectory C be modified, but also the shape of a desired portion of the trajectory C can be freely modified easily.
第28図は、第3の直線を簡略的に求める原理
を示した説明図である。 FIG. 28 is an explanatory diagram showing the principle of simply obtaining the third straight line.
直線L9の延長線と第2の直線L2との交点を
点34とし、直線L10の延長線と第1の直線L
1との交点を点35とし、これら点34と点35
とを結ぶ直線L14を描き、この直線L14を第
3の点33の上に平行移動して描いた直線をL1
5とする。この直線L15を第3の直線L13の
代りに使用する。θが精度的に不確定の場合に、
上記のよにして求めた直線L15を第3の直線と
して使用すると、便利である。 Point 34 is the intersection of the extension of the straight line L9 and the second straight line L2, and the intersection of the extension of the straight line L9 and the first straight line L
1 is the point 35, and these points 34 and 35
Draw a straight line L14 connecting them, and draw a straight line L14 by moving this straight line L14 in parallel above the third point 33.
5. This straight line L15 is used instead of the third straight line L13. When θ is uncertain in accuracy,
It is convenient to use the straight line L15 obtained as described above as the third straight line.
上記の説明は、平面的な形状について、創成ま
たは修正を行なう場合が通常である。しかし、こ
の形状創成を応用すれば、三次元の形状を創成ま
たは修正することができる。つまり、上記のよう
にして平面的な形状をまず創成し、このようにし
て創成した形状を積重ねることによつて、いわゆ
るフレキシブルワイヤフレームまたはネツトワー
クフレームとして形状の創成を行なうことができ
る。 The above description usually involves creating or modifying a planar shape. However, by applying this shape creation, it is possible to create or modify three-dimensional shapes. That is, by first creating a planar shape as described above and stacking the shapes thus created, it is possible to create a shape as a so-called flexible wire frame or network frame.
また、上記の説明は、形状を創成する場合であ
るが、ある既存の形状を描写する場合にも応用す
ることができる。すなわち、その既存形状に近い
形状を一旦、ラフに創成し、その創成した形状に
対して、位置制御パラメータβまたは接線制御パ
ラメータδを変化させて形状を制御すればよい。
場合によつては、第1の点11、第2の点12、
第1の直線L1の方向、第2の直線L2の方向を
変化するようにしてもよい。 Further, although the above description is for creating a shape, it can also be applied to describing an existing shape. That is, it is sufficient to first roughly create a shape that is close to the existing shape, and then control the shape by changing the position control parameter β or the tangent control parameter δ with respect to the created shape.
In some cases, the first point 11, the second point 12,
The direction of the first straight line L1 and the direction of the second straight line L2 may be changed.
次に、分割頂点の軌跡を三次元的に決定する場
合の原理について説明する。 Next, the principle of three-dimensionally determining the trajectory of the divided vertices will be explained.
この場合、三次元軌跡をいきなり作るのではな
く、その軌跡の三次元的輪郭線を作り、その輪郭
線を連続することによつて、所望の形状を創成す
るという考え方を採用する。 In this case, instead of suddenly creating a three-dimensional trajectory, the idea is to create a three-dimensional contour of the trajectory and then create a desired shape by continuing the contours.
第29図は、第1の点51、第2の点52、第
1の直線L51、第2の直線L52を設定した状
態を示す図である。なお、第1の直線L51は点
51を通過し、第2の直線L52は点52を通過
するものである。そして、第1の点51と第2の
点52とを結んで弦50を設ける。第1の点と第
2の点とを結ぶ直線を弦と表現する理由は、第1
6図において記載した理由と同様である。 FIG. 29 is a diagram showing a state in which the first point 51, the second point 52, the first straight line L51, and the second straight line L52 are set. Note that the first straight line L51 passes through the point 51, and the second straight line L52 passes through the point 52. Then, a string 50 is provided by connecting the first point 51 and the second point 52. The reason why the straight line connecting the first point and the second point is expressed as a string is because the first
The reason is the same as that described in Figure 6.
ここで、第1の直線L51の延長線と第2の直
線L52の延長線とは交叉しないものとする。す
なわち、これから創成する分割頂点の軌跡は三次
元のものであり、したがつて第1の点51と第2
の点52との間にこれから描こうとする輪郭線
は、一平面上には存在しないことが多い。また第
1の直線L51は第1の点51におけるその輪郭
線の接線となるべきものであり、第2の直線L5
2は第2の点52におけるその輪郭線の接線とな
るべきものである。このために、第1の直線L5
1と第2の線L52とは交叉しない場合が多い。 Here, it is assumed that the extension of the first straight line L51 and the extension of the second straight line L52 do not intersect. In other words, the trajectory of the divided vertices that will be created from now on is three-dimensional, and therefore the first point 51 and the second point 51
The outline to be drawn between the point 52 and the point 52 often does not exist on one plane. Further, the first straight line L51 should be a tangent to the contour line at the first point 51, and the second straight line L5
2 should be the tangent to the contour at the second point 52. For this purpose, the first straight line L5
1 and the second line L52 do not intersect in many cases.
第30図は、弦50と第2の直線L52とで構
成される面に、第1の直線L51を正射影した状
態を示した図である。この第1の直線L51の正
射影した直線をL53とする。すなわち、弦50
と直線L52とで構成される面に、垂直に光を当
てた場合に、第1の直線L51の影を直線L53
とする。 FIG. 30 is a diagram showing a state in which the first straight line L51 is orthogonally projected onto a surface constituted by the chord 50 and the second straight line L52. A straight line obtained by orthogonally projecting this first straight line L51 is designated as L53. That is, string 50
When light is applied perpendicularly to the surface composed of the lines L52 and L52, the shadow of the first straight line L51 becomes
shall be.
第31図は、弦50と第1の直線L51とで構
成される面に、第2の直線L52を正射影した状
態を示した図である。この第2の直線L52の正
射影した直線をL54とする。すなわち、弦50
と直線L51とで構成される面に、垂直に光を当
てた場合に、第2の直線L52の影を直線L54
とする。 FIG. 31 is a diagram showing a state in which the second straight line L52 is orthogonally projected onto a surface constituted by the chord 50 and the first straight line L51. A straight line obtained by orthogonally projecting this second straight line L52 is designated as L54. That is, string 50
When light is applied perpendicularly to the surface composed of and straight line L51, the shadow of second straight line L52 becomes straight line L54.
shall be.
第32図は、基本三角錐を作る図であ。 Figure 32 is a diagram for creating a basic triangular pyramid.
点53と点54とを結び、この直線をL55と
する。このようにして、線L50,L51,L5
2,L53,L54,L55によつて囲まれる面
が4つでき、これらの面で囲まれる三角錐を基本
三角錐と呼ぶ。 Point 53 and point 54 are connected, and this straight line is defined as L55. In this way, lines L50, L51, L5
There are four faces surrounded by 2, L53, L54, and L55, and the triangular pyramid surrounded by these faces is called a basic triangular pyramid.
第33図は、暫定三角形Σを作る図である。 FIG. 33 is a diagram for creating a temporary triangle Σ.
線分L55上の一点55を、捩率制御パラメー
タεによつて求める。この捩率制御パラメータε
は次の式から求められる。 A point 55 on the line segment L55 is determined by the torsion control parameter ε. This torsion control parameter ε
is obtained from the following formula.
ε=D1/D2
ここで、D1は点54から点55までの距離で
あり、D2は点54から点53までの距離であ
る。距離D1,D2、はその場合、場合に応じて
定めるものであり、この距離D1,D2との比で
ある捩率制御パラメータεを変えると、創成され
る形状が変化する。ε=D1/D2 Here, D1 is the distance from point 54 to point 55, and D2 is the distance from point 54 to point 53. In that case, the distances D1 and D2 are determined depending on the case, and when the torsion control parameter ε, which is the ratio of the distances D1 and D2, is changed, the created shape changes.
また、その捩率制御パラメータεは、角度の比
として求めるようにしてもよい。この点55と第
1の点51とを結ぶ線分をL56とし、点55と
第2の点52とを結ぶ線分をL57とする。これ
らの線L50,L56,L57によつて囲まれる
三角形を暫定三角形Σと呼ぶ。 Further, the torsion control parameter ε may be obtained as a ratio of angles. A line segment connecting this point 55 and the first point 51 is designated as L56, and a line segment connecting the point 55 and the second point 52 is designated as L57. The triangle surrounded by these lines L50, L56, and L57 is called a provisional triangle Σ.
第34図は、暫定三角形Σの中に、基本三角形
を作るための図である。 FIG. 34 is a diagram for creating a basic triangle within the temporary triangle Σ.
第1の直線L51の暫定三角形Σへの正射影を
直線L58とし、第2の直線L52の暫定三角形
Σへの正射影を直線L59とし、これらの直線L
58と直線L59との交点を点56とする。 The orthogonal projection of the first straight line L51 onto the provisional triangle Σ is defined as a straight line L58, the orthogonal projection of the second straight line L52 onto the provisional triangle Σ is defined as a straight line L59, and these straight lines L
Let the intersection of 58 and straight line L59 be point 56.
このようにして出来た直線L58と直線L59
と線分50とによつて囲まれた三角形が、三次元
的な分割頂点の軌跡を創成する場合に必要な三次
元用基本三角形であり、この三次元用基本三角形
は、二次元形状を創成する場合に第16図におい
て作つた基本三角形に相当するものである。 Straight line L58 and straight line L59 created in this way
The triangle surrounded by and the line segment 50 is a three-dimensional basic triangle necessary to create a three-dimensional locus of divided vertices, and this three-dimensional basic triangle is used to create a two-dimensional shape. This corresponds to the basic triangle created in FIG. 16 when
第35図は三次元用基本三角形から二等辺三角
形を作る場合の説明図である。 FIG. 35 is an explanatory diagram for creating an isosceles triangle from a three-dimensional basic triangle.
すなわち、上記三次元用基本三角形を第16図
における基本三角形と同様に扱うことができ、こ
れによつて、その時点において形状創成する場合
に、前記した二次元と同じように考えることがで
きる。つまり、三次元用基本三角形Δ(52)(51)
(56)と、二等辺三角形Δ(59)(51)(56)とに基
づいて、第15図〜第23図と同様の操作を行な
えば、三次元における第3の点71と第3の直線
L73が得られる。 That is, the three-dimensional basic triangle can be treated in the same way as the basic triangle in FIG. 16, and thereby, when creating a shape at that point, it can be considered in the same way as the two-dimensional one described above. That is, the basic triangle for three dimensions Δ(52)(51)
(56) and the isosceles triangle Δ(59)(51)(56), if the same operations as shown in FIGS. 15 to 23 are performed, the third point 71 and the third point in three dimensions A straight line L73 is obtained.
但し、分割頂点の三次元的な軌跡を作る場合に
は、捩率制御補助パラメータφを使用する必要が
ある。すなわち、求めようとする形状の輪郭線に
おける点71の接線は、第3の直線L73に対し
て、三次元用基本三角形の面内である角度を有し
ている。このある角度が捩率制御補助パラメータ
φであり、この角度を考慮に入れる必要がある。
このようにして捩率パラメータφを加味した直線
(接線)がL72である。 However, when creating a three-dimensional locus of divided vertices, it is necessary to use the torsion control auxiliary parameter φ. That is, the tangent to the point 71 on the outline of the shape to be determined has an angle with the third straight line L73 within the plane of the three-dimensional basic triangle. This certain angle is the torsion control auxiliary parameter φ, and it is necessary to take this angle into consideration.
A straight line (tangent) that takes into account the torsion parameter φ in this manner is L72.
第35図において、記号[ ]の中に示した符
号は、第15図〜第24図に示した点または直線
に対応するものである。 In FIG. 35, the symbols shown in brackets [ ] correspond to the points or straight lines shown in FIGS. 15 to 24.
このようにして捩率制御補助パラメータφを考
慮した直線と第1の直線L51または第2の直線
L52とによつて、第29図から第35図に示し
た操作を行なうことによつて、新たな第3の点お
よび新たな第3の直線を得ることができる。これ
らの操作を繰り返すことによつて、分割頂点の三
次元的な軌跡の輪郭線を得ることができる。この
ようにして出来た分割頂点に応じて三角形を次々
に分割すれば、稠密多面体の創成が容易となる。 In this way, by performing the operations shown in FIGS. 29 to 35 using the straight line considering the torsion control auxiliary parameter φ and the first straight line L51 or the second straight line L52, a new A new third point and a new third straight line can be obtained. By repeating these operations, a three-dimensional locus outline of the divided vertices can be obtained. By dividing the triangle one after another according to the division vertices created in this way, it becomes easy to create a dense polyhedron.
また、たとえば、第1の点51の座標を(2.0,
0.0,0.0)とし、第1の直線L51の方向余弦を
(0.0,0.7232,0.6906)とし、第2の点52の座
標を(0.0,2.0,π)とし、第2の直線の方向余
弦を(−0.7232,0.0,0.6906)とし、位置制御パ
ラメータβを0とし、接線制御パラメータδを0
とし、捩率パラメータεを0.5とし、捩率制御補
助パラメータφを−0.0467とすると、それらによ
つて作られる分割頂点の軌跡は、定傾ら線形状
(スパイラル)を成す。 Also, for example, the coordinates of the first point 51 are (2.0,
0.0, 0.0), the direction cosine of the first straight line L51 is (0.0, 0.7232, 0.6906), the coordinates of the second point 52 are (0.0, 2.0, π), and the direction cosine of the second straight line is ( −0.7232, 0.0, 0.6906), position control parameter β is 0, and tangent control parameter δ is 0.
When the torsion parameter ε is 0.5 and the torsion control auxiliary parameter φ is −0.0467, the locus of the divided vertices created by them forms a constant slope linear shape (spiral).
第36図は、本発明で使用する分割頂点を決定
する装置の一実施例を示すプロツク図である。 FIG. 36 is a block diagram showing an embodiment of a device for determining dividing vertices used in the present invention.
第28図にその原理を示すような任意の位置に
第1の点11を設定する第1点設定手段81と、
この第1の点11とは別の任意の位置に第2の点
12を設定する第2点設定手段82とが設けられ
ている。また、第1の点11を通過する第1の直
線L1を任意の方向に設定する第1直線設定手段
83と、第2の点12を通過する第2の直線L2
を任意の方向に設定する第2直線設定手段84と
を設けてある。これらの設定手段81〜84とし
ては、キーボード1、ライトペン2等の入力手段
がある。また、第15図〜第23図にその原理を
示すように、第1の点11の位置およびその第1
の直線L1の方向と、第2の点12の位置および
その第2の直線L2の方向とに応じて、第3の点
33の位置およびこの第3の点33を含む第3の
直線L13の方向を決定する第3点・直線決定手
段85とを設けてある。演算回路3を使用して、
第3点・直線決定手段85の機能を発揮するもの
である。 a first point setting means 81 for setting the first point 11 at an arbitrary position, the principle of which is shown in FIG. 28;
A second point setting means 82 is provided for setting a second point 12 at an arbitrary position other than the first point 11. Also, a first straight line setting means 83 for setting a first straight line L1 passing through the first point 11 in an arbitrary direction, and a second straight line L2 passing through the second point 12.
A second straight line setting means 84 is provided for setting the line in an arbitrary direction. These setting means 81 to 84 include input means such as a keyboard 1 and a light pen 2. In addition, as shown in FIGS. 15 to 23, the position of the first point 11 and its first
The position of the third point 33 and the third straight line L13 including this third point 33 are determined according to the direction of the straight line L1, the position of the second point 12, and the direction of the second straight line L2. A third point/straight line determining means 85 for determining the direction is provided. Using arithmetic circuit 3,
It functions as the third point/straight line determining means 85.
二次元的に分割頂点の軌跡を求める場合の原理
は、第15〜第23図で説明したものと同様であ
り、三次元的に分割頂点の軌跡を求めるために
は、第30図〜第35図において説明した原理を
使用する必要がある。演算回路3は、これらの原
理を全て実現する回路構成になつている。また、
演算回路3の代りとして、コンピユータを使用す
るようにしてもよい。 The principle for determining the locus of the divided vertices two-dimensionally is the same as that explained in FIGS. 15 to 23, and in order to determine the locus of the divided vertices three-dimensionally, It is necessary to use the principle explained in the figure. The arithmetic circuit 3 has a circuit configuration that realizes all of these principles. Also,
A computer may be used instead of the arithmetic circuit 3.
さらに、第3点・直線決定手段85には、パラ
メータβ、δ、ε、φ等を入力する入力手段86
が設けられている。この入力手段86としては、
キーボード1等が考えられる。第3点・直線決定
手段85によつて決定された各点の情報を記憶す
る記憶装置87が設けられている。 Further, the third point/straight line determining means 85 includes an input means 86 for inputting parameters β, δ, ε, φ, etc.
is provided. As this input means 86,
Keyboard 1 etc. can be considered. A storage device 87 is provided for storing information on each point determined by the third point/straight line determining means 85.
この第36図に示す実施例は、とりあえず第1
の点11と第1の直線L1と第2の点12と第2
の直線とから、第3の点を求めるものである。 The embodiment shown in FIG.
point 11, the first straight line L1, the second point 12, and the second
The third point is found from the straight line.
第37図は、既に設定または決定された点およ
びその点における直線の方向と、決定手段85に
よつて新たに決定された点およびその点における
直線の方向に基づいて、各手段81〜84を繰り
返し制御し、第1の点11と第2の点12との間
に多数の点を配置する制御手段88を設けたもの
である。この制御手段88の動作は、第24図に
関して説明した原理と同じである。 FIG. 37 shows how each means 81 to 84 is determined based on a point that has already been set or determined and the direction of a straight line at that point, and a point newly determined by determining means 85 and the direction of a straight line at that point. A control means 88 is provided for repeatedly controlling and arranging a large number of points between the first point 11 and the second point 12. The operation of this control means 88 is the same as the principle explained in connection with FIG.
第38図は、特に、二次元的に分割頂点の軌跡
を決定する装置のブロツク図である。このブロツ
ク図において、第15図にその原理を示すような
任意の位置に第1の点11を設定する第1点設定
手段81と、この第1の点11とは別の任意の位
置に第2の点12を設定する第2点設定手段82
とが設けられている。また、第1の点11を通過
する第1の直線L1を任意の方向に設定する第1
直線設定手段83と、第2の点12を通過し、し
かも第1の点11と第1の直線L1とによつて構
成される面内において第2の直線L2を任意の方
向に設定する二次元用第2直線設定手段91とを
設けてある。 In particular, FIG. 38 is a block diagram of an apparatus for two-dimensionally determining the trajectory of divided vertices. In this block diagram, there is a first point setting means 81 for setting the first point 11 at an arbitrary position, the principle of which is shown in FIG. second point setting means 82 for setting the second point 12;
and is provided. Further, a first straight line L1 passing through the first point 11 is set in an arbitrary direction.
a straight line setting means 83; A second straight line setting means 91 for dimension is provided.
また、第15図〜第17図にその原理を示すよ
うに、第1の点11と第2の点12とを結ぶ弦L
3と、第1の直線L1と、第2の直線L2とで形
成される基本三角形の三辺のうち、弦L3で作ら
れる辺を除く二辺の短辺を等辺とする二等辺三角
形を作る二等辺三角形作成手段92とを設けてあ
る。 In addition, as shown in FIGS. 15 to 17, the string L connecting the first point 11 and the second point 12
3, the first straight line L1, and the second straight line L2, of the three sides of the basic triangle, create an isosceles triangle whose two short sides, excluding the side formed by the chord L3, are equilateral. An isosceles triangle creating means 92 is provided.
そして、第18図〜第24図および第28図に
その原理を示すように、基本三角形の属性と前記
二等辺三角形の属性との相違に基づいて第3の点
の位置およびその第3点を含む直線の方向の演算
する第3点演算手段93が設けてある。 Then, as the principle is shown in FIGS. 18 to 24 and 28, the position of the third point and the third point are determined based on the difference between the attributes of the basic triangle and the attributes of the isosceles triangle. A third point calculating means 93 is provided for calculating the direction of the included straight line.
この第3点演算手段93を詳述すると、次の構
成要件からなつている。すなわち、基本三角形の
内心の位置と二等辺三角形の内心の位置とを演算
する内心位置演算手段93a(第18,19図の
原理応用)と、基本三角形と二等辺三角形とが共
用する特定角の頂点を除いて、基本三角形の一方
の頂点とその基本三角形の内心とを結ぶ直線と、
前記一方の頂点に対して二等辺三角形において対
向する頂点と二等辺三角形の内心とを結ぶ線分の
垂直二等分線と、前記一方の頂点と対向する辺と
によつて囲まれる第1の三角形の面積を演算する
第1三角形面積演算手段93b(第20図の原理
応用)と、前記特定角の頂点を除いて、基本三角
形の他方の頂点とその基本三角形の内心とを結ぶ
直線と、前記他方の頂点に対して前記二等辺三角
形において対向する頂点と二等辺三角形の内心と
を結ぶ線分の垂直二等分線と、前記他方の頂点と
対向する辺とによつて囲まれる第2の三角形の面
積を演算する第2三角形面積演算手段93c(第
20図の原理応用)と、基本三角形の内心の位置
から、第1の三角形の面積と第2の三角形の面積
との差と、第1点と第2の点との距離とに応じた
距離だけ離れた位置であつて、前記特定角の二等
分線上の位置を、第3の点の位置として算出する
算出手段93d(第21図〜第23図の原理応用)
とによつて構成されている。 The third point calculation means 93 is comprised of the following constituent elements. That is, an incenter position calculation means 93a (applying the principle of FIGS. 18 and 19) that calculates the inboard center position of the basic triangle and the inboard center position of the isosceles triangle, and a A straight line connecting one vertex of a basic triangle and the incenter of that basic triangle, excluding the apex,
A first vertex surrounded by a perpendicular bisector of a line segment connecting a vertex opposite to the one vertex in an isosceles triangle and the inner center of the isosceles triangle, and a side opposite to the one vertex. a first triangle area calculation means 93b (applying the principle of FIG. 20) for calculating the area of a triangle; a straight line connecting the other vertex of the basic triangle and the incenter of the basic triangle, excluding the apex of the specific angle; A second vertex surrounded by a perpendicular bisector of a line segment connecting the opposite vertex in the isosceles triangle to the inner center of the isosceles triangle with respect to the other vertex, and the side opposite to the other vertex. A second triangle area calculation means 93c (applying the principle of FIG. 20) calculates the area of the triangle of , and calculates the difference between the area of the first triangle and the area of the second triangle from the position of the inner center of the basic triangle; Calculating means 93d (a third point) calculates a position on the bisector of the specific angle, which is a position separated by a distance corresponding to the distance between the first point and the second point, as the position of the third point. Application of principles in Figures 21 to 23)
It is composed of:
さらに、第3点演算手段92には、定数β、
δ、ε、φを入力する手段94が設けられ、第3
点演算手段92によつて決定された各点の情報を
記憶する記憶装置87が設けられている。演算回
路3は、上記基本三角形・二等辺三角形作成手段
92と第3点演算手段93との機能を発揮できる
ものである。 Furthermore, the third point calculating means 92 has a constant β,
Means 94 for inputting δ, ε, φ is provided, a third
A storage device 87 is provided for storing information on each point determined by the point calculation means 92. The arithmetic circuit 3 can perform the functions of the basic triangle/isosceles triangle creating means 92 and the third point calculating means 93.
[発明の効果]
本発明は、多数の小さな三角形の連続によつ
て、形状を創成したり、またはその創成した形状
を修正することが容易にできるものである。した
がつて、NC工作械械等の形状加工機、形状認識
装置、イメイジプロセツサ、自動製図機、イメー
ジクリエータに応用することができるものであ
る。この場合、上記の装置または機械において、
三次元の操作または機械の駆動を行なうことがで
きる。[Effects of the Invention] According to the present invention, a shape can be easily created or the created shape can be easily modified by a series of many small triangles. Therefore, it can be applied to shape processing machines such as NC machine tools, shape recognition devices, image processors, automatic drafting machines, and image creators. In this case, in the above device or machine,
Three-dimensional manipulation or mechanical drive can be performed.
上記のように、本発明は、設計から製造までの
全過程において、自由にアクセスできる単一の形
状創成装置であるという効果を有する。 As mentioned above, the present invention has the advantage of being a single shape creation device that is freely accessible throughout the entire process from design to manufacturing.
第1図は本発明の一実施例を示すシステムの全
体図、第2図は第1段階三角形を示す図、第3図
は第2段階三角形に分割した図、第4図は第3図
の平面図、第5図は一部のみ第3段階三角形に分
割した図、第6図は総ての第2段階三角形を第3
段階三角形に分割した図、第7図は第4図の分解
図、第8図は6図の平面図、第9図は一部のみ第
4段階三角形に分割した図、第10図は第2段階
の全体が膨脹した図、第11図は第10図の平面
図、第12図は第2段階の全体が収縮した図、第
13図は第12図の平面図、第14図は本発明の
一実施例を示すブロツク図、第15図は分割頂点
を決定するために必要な第1段階の設定を示した
図、第16図は第15図の状態から作つた基本三
角形と二等辺三角形とを示した図、第17図は第
3の点(分割頂点)を求めるに際して、必要な定
数αを決定する場合の説明図、第18図は二等辺
三角形の内心を求める場合の説明図、第19図は
基本三角形の内心を求める場合の説明図、第20
図は不平衡量Sを決定する場合の説明図、第21
図は基本三角形の内心から、今求めようとしてい
る第3の点までの距離dを求める場合の説明図、
第22図、23図は、第3の点における第3の直
線を求める場合の説明図、第24図は新たな第3
の点(新たな分割頂点)を求める場合の説明図、
第25図はパラメータのうち、第1の直線の方向
と第2の直線の方向とのみを変化した場合に、分
割頂点の軌跡をどのように変化させることができ
るかを示した図、第26図はパラメータのうち、
位置制御パラメータβのみを変化した場合に、分
割頂点の軌跡をどのように変化させることができ
るかを示した図、第27図はパラメータのうち、
接線制御パラメータδのみを変化した場合に、分
割頂点の軌跡をどのように変化させることができ
るかを示した図、第28図は第3の直線を簡略的
に求める原理を示した説明図、第29図は分割頂
点の三次元的軌跡を決定する場合に、第1の点、
第2の点、第1の直線、第2の直線を設定した状
態を示す図、第30図は弦と第2の直線とで構成
される面に、第1の直線を正射影した状態を示し
た図、第31図は弦と第1の直線とで構成される
面に、第2の直線を正射影した状態を示した図、
第32図は基本三角錐を作る図、第33図は暫定
三角形を作る図、第34図は暫定三角形Σの中に
基本三角形を作るための図、第35図は分割頂点
の三次元的軌跡を決定する場合における第3の直
線を求める図、第36図は分割頂点設定を行なう
装置の一実施例を示すブロツク図、第37図は分
割頂点設定装置の他の実施例を示すブロツク図、
第38図は分割頂点設定装置の別の実施例を示す
ブロツク図である。
1……キーボード、2……ライトペン、3……
演算回路、4……デイスプレー、5……プリン
タ、6……外部記憶装置、11,51……第1の
点、12,52……第2の点、L1,L51……
第1の直線、L2,L52……第2の直線、3
3,71……第3の点、L13,L72……第3
の直線、81……第1点設定手段、82……第2
点設定手段、83……第1直線設定手段、84…
…第2直線設定手段、85……第3点・直線決定
手段、91……二次元用第2直線設定手段、92
……二等辺三角形作成手段、93……第3点演算
手段、93a……内心位置演算手段、93b……
第1三角形面積演算手段、93c……第2三角形
面積演算手段、93d……算出手段、P21,P
31……第1分割頂点、P22,P32……第2
分割頂点、P23,P33……第3分割頂点、T
10……第1段階三角形、T20,P30……中
央三角形、T21,T22,T23,T31,T
32,T33……周辺三角形、B0……第1段階
三角形設定手段、B1……第1分割頂点設定手
段、B2……第2分割頂点設定手段、B3……第
3分割頂点設定手段、B4……周辺三角形設定手
段、B5……中央三角形設定手段、B6……分割
繰り返し手段。
Fig. 1 is an overall diagram of a system showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing a first stage triangle, Fig. 3 is a diagram divided into second stage triangles, and Fig. 4 is a diagram of the system shown in Fig. 3. The plan view, Figure 5, is a diagram in which only some of the triangles are divided into third stage triangles, and Figure 6 is a diagram in which all second stage triangles are divided into third stage triangles.
Figure 7 is an exploded view of Figure 4, Figure 8 is a plan view of Figure 6, Figure 9 is a diagram partially divided into 4th stage triangles, Figure 10 is an exploded view of Figure 4. FIG. 11 is a plan view of FIG. 10, FIG. 12 is a view of the second stage completely deflated, FIG. 13 is a plan view of FIG. 12, and FIG. 14 is a plan view of the present invention. A block diagram showing one embodiment, Fig. 15 is a diagram showing the settings of the first stage necessary to determine the dividing vertices, and Fig. 16 shows the basic triangle and isosceles triangle created from the state of Fig. 15. FIG. 17 is an explanatory diagram for determining the necessary constant α when determining the third point (divided vertex), and FIG. 18 is an explanatory diagram for determining the inner center of an isosceles triangle. Figure 19 is an explanatory diagram for finding the inner center of a basic triangle, Figure 20
The figure is an explanatory diagram for determining the unbalance amount S, the 21st
The figure is an explanatory diagram when calculating the distance d from the inner center of the basic triangle to the third point that is currently being calculated.
Figures 22 and 23 are explanatory diagrams for finding the third straight line at the third point, and Figure 24 is an explanatory diagram for finding the third straight line at the third point.
An explanatory diagram when finding the point (new dividing vertex),
Figure 25 is a diagram showing how the locus of the dividing vertex can be changed when only the direction of the first straight line and the direction of the second straight line are changed among the parameters. The figure shows the parameters
Figure 27 is a diagram showing how the trajectory of the divided vertices can be changed when only the position control parameter β is changed.
A diagram showing how the locus of the divided vertices can be changed when only the tangent control parameter δ is changed, FIG. 28 is an explanatory diagram showing the principle of simply finding the third straight line, FIG. 29 shows the first point,
Figure 30 shows the state in which the second point, the first straight line, and the second straight line are set. The figure shown in FIG. 31 is a diagram showing the state in which the second straight line is orthogonally projected onto the surface composed of the chord and the first straight line,
Figure 32 is a diagram for creating a basic triangular pyramid, Figure 33 is a diagram for creating a provisional triangle, Figure 34 is a diagram for creating a basic triangle within the provisional triangle Σ, and Figure 35 is a three-dimensional locus of divided vertices. FIG. 36 is a block diagram showing one embodiment of the device for setting the dividing vertices, FIG. 37 is a block diagram showing another embodiment of the dividing vertex setting device,
FIG. 38 is a block diagram showing another embodiment of the dividing vertex setting device. 1...Keyboard, 2...Light pen, 3...
Arithmetic circuit, 4... Display, 5... Printer, 6... External storage device, 11, 51... First point, 12, 52... Second point, L1, L51...
First straight line, L2, L52...Second straight line, 3
3, 71...Third point, L13, L72...Third point
straight line, 81...first point setting means, 82...second
Point setting means, 83... First straight line setting means, 84...
...Second straight line setting means, 85...Third point/straight line determining means, 91...Two-dimensional second straight line setting means, 92
...Isosceles triangle creation means, 93...Third point calculation means, 93a...Incenter position calculation means, 93b...
First triangle area calculation means, 93c...Second triangle area calculation means, 93d...Calculation means, P21, P
31...first division vertex, P22, P32...second
Divided vertices, P23, P33...Third divided vertices, T
10...First stage triangle, T20, P30... Central triangle, T21, T22, T23, T31, T
32, T33... Surrounding triangle, B0... First stage triangle setting means, B1... First division apex setting means, B2... Second division vertex setting means, B3... Third division vertex setting means, B4... ...Peripheral triangle setting means, B5... Central triangle setting means, B6... Division repeating means.
Claims (1)
角形を設定する第1段階三角形設定手段と; この第1段階三角形の任意の辺に係る2つの頂
点に応じて第1分割頂点を設ける第1分割頂点設
定手段と; 上記第1段階三角形の頂点のうち、他の辺に係
る2つの頂点に応じて第2分割頂点を設ける第2
分割頂点設定手段と; 上記第1段階三角形の頂点のうち、残りの辺に
係る2つの頂点に応じて第3分割頂点を設ける第
3分割頂点設定手段と; 上記第1分割頂点と上記第2分割頂点と上記第
3分割頂点とを結んで中央三角形を設定する中央
三角形設定手段と; 上記中央三角形の1つの辺と上記第1段階三角
形の頂点とによつて3つの周辺三角形を設定する
周辺三角形設定手段と; から成ることを特徴とする形状創成装置。 2 特許請求の範囲第1項において、 上記第1段階三角形の2つの頂点に応じて、各
分割頂点を設ける手段は、 上記第1段階三角形の頂点の1つを通過する第
1の直線を任意の方向に設定する手段と; 上記第1段階三角形の他の頂点を通過する第2
の直線を任意の方向に設定する手段と; 上記1つの頂点の位置および上記第1の直線の
方向と、上記他の頂点の位置および上記第2の直
線の方向とに応じて、上記任意の3点の1つを設
定する手段と; から成ることを特徴とする形状創成装置。 3 所望の形状を有する三角形である第1段階三
角形を設定する第1段階三角形設定手段と; この第1段階三角形の任意の辺に係る2つの頂
点に応じて第1分割頂点を設ける第1分割頂点設
定手段と; 上記第1段階三角形頂点のうち、他の辺に係る
2つの頂点に応じて第2分割頂点を設ける第2分
割頂点設定手段と; 上記第1段階三角形の頂点のうち、残りの辺に
係る2つの頂点に応じて第3分割頂点を設ける第
3分割頂点設定手段と; 上記第1分割頂点と上記第2分割頂点と上記第
3分割頂点とを結んで中央三角形を設定する中央
三角形設定手段と; 上記中央三角形の1つの辺と上記第1段階三角
形の頂点とによつて3つの周辺三角形を設定する
周辺三角形設定手段と; 上記中央三角形、上記周辺三角形のそれぞれに
ついて、上記第1〜3分割頂点を設定し、上記中
央三角形および上記周辺三角形を設定し、これら
によつて形成された三角形についても、順次同様
の操作を繰り返し、それぞれ4つの三角形に分割
する分割繰り返し手段と; を有し、上記第1段階三角形に基づいて形成され
た多数の三角形の連続によつて稠密多面体を形成
することを特徴とする形状創成装置。[Claims] 1. A first stage triangle setting means for setting a first stage triangle which is a triangle having a desired shape; A first division according to two vertices of any side of the first stage triangle; a first dividing vertex setting means for setting vertices; a second dividing vertex setting means for setting second divided vertices according to two vertices related to other sides among the vertices of the first stage triangle;
a dividing vertex setting means; a third dividing vertex setting means for setting a third dividing vertex according to two vertices of the remaining sides among the vertices of the first stage triangle; a central triangle setting means for setting a central triangle by connecting the divided vertices and the third divided vertex; and a periphery for setting three peripheral triangles by one side of the central triangle and the vertex of the first stage triangle. A shape generating device comprising: a triangle setting means; and; 2. In claim 1, the means for providing each dividing vertex according to the two vertices of the first stage triangle is arranged such that a first straight line passing through one of the vertices of the first stage triangle is arbitrarily set. means for setting in the direction of; a second
means for setting the straight line in an arbitrary direction; according to the position of the one vertex and the direction of the first straight line, the position of the other vertex and the direction of the second straight line; A shape generating device comprising: means for setting one of three points; and a shape generating device. 3. A first-stage triangle setting means for setting a first-stage triangle that is a triangle having a desired shape; and a first division that provides a first division apex according to two vertices on arbitrary sides of the first-stage triangle. Vertex setting means; Second division vertex setting means for setting second division vertices according to two vertices on other sides among the vertices of the first stage triangle; a third division vertex setting means for setting a third division vertex according to two vertices related to the sides; and setting a central triangle by connecting the first division vertex, the second division vertex, and the third division vertex; Central triangle setting means; Surrounding triangle setting means for setting three peripheral triangles by one side of the central triangle and the vertex of the first stage triangle; For each of the central triangle and the peripheral triangle, A dividing repeating means that sets the first to third dividing vertices, sets the central triangle and the peripheral triangle, and sequentially repeats the same operation for the triangle formed by these, dividing each triangle into four triangles; ; A shape generating device characterized in that it forms a dense polyhedron by continuation of a large number of triangles formed based on the first stage triangle.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59063006A JPS60205775A (en) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | Method and device for shape generation |
| US06/659,406 US4608653A (en) | 1984-03-30 | 1984-10-10 | Form creating system |
| AU40381/85A AU576355B2 (en) | 1984-03-30 | 1985-03-26 | Form creating system |
| EP85104522A EP0198098B1 (en) | 1984-03-30 | 1985-04-15 | Form creating system for cad/cam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59063006A JPS60205775A (en) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | Method and device for shape generation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60205775A JPS60205775A (en) | 1985-10-17 |
| JPH0585933B2 true JPH0585933B2 (en) | 1993-12-09 |
Family
ID=13216800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59063006A Granted JPS60205775A (en) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | Method and device for shape generation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60205775A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63134158A (en) * | 1986-11-20 | 1988-06-06 | Mitsubishi Electric Corp | Polishing method for free curved surface |
-
1984
- 1984-03-30 JP JP59063006A patent/JPS60205775A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60205775A (en) | 1985-10-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |