(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のＣＡＤシステムから第２のＣＡＤシステムへＣＡＤデータを送信するためのＣＡＤデータ送信方法であって、
コンピュータが、
対象物の曲面を表現する三次元座標情報からなる点群の中から複数の代表点を選定する代表点選定過程と、
各前記代表点とこの代表点の周りに存在する点群内の複数の点との位置関係に基づいて、各前記代表点における主曲率をそれぞれ算出する主曲率算出過程と、
各前記代表点における主曲率に基づいて、曲率線を作成する曲率線作成過程と、
前記曲率線同士が交わる曲率線交点と、該曲率線交点近傍の前記代表点との間で関連付けられる第一基本量および第二基本量を算出する基本量算出過程と、
各前記曲率線交点の座標値ならびに各前記曲率線交点における前記第一基本量および前記第二基本量をＣＡＤデータとして作成し、該ＣＡＤデータを送信するＣＡＤデータ送信過程と、
を実行し、
前記曲率線交点近傍の前記代表点は、前記ＣＡＤデータに必ずしも含まれない点であることを特徴とするＣＡＤデータ送信方法。
【請求項２】
前記第２のＣＡＤシステムが前記第１のＣＡＤシステムから請求項１に記載のＣＡＤデータ送信方法によって作成された前記ＣＡＤデータを受信するためのＣＡＤデータ受信方法であって、
コンピュータが、
前記ＣＡＤデータに含まれる各前記曲率線交点から曲率線および曲率線からなる曲率線格子を生成し、該曲率線格子から曲面を再生する曲面再生過程と、
前記ＣＡＤデータに含まれる各前記曲率線の交点と前記代表点との関連性を表わす位置パラメータである前記第一基本量および前記第二基本量に基づいて、前記代表点の座標値を復元する代表点復元過程と、
を実行することを特徴とするＣＡＤデータ受信方法。
【請求項３】
第１のＣＡＤシステムから第２のＣＡＤシステムへＣＡＤデータを送信するためのＣＡＤデータ送信方法であって、
コンピュータが、
対象物の曲面を表現する三次元座標情報からなる点群の中から複数の代表点を選定する代表点選定過程と、
各前記代表点とこの代表点の周りに存在する点群内の複数の点との位置関係に基づいて、各前記代表点における主曲率をそれぞれ算出する主曲率算出過程と、
各前記代表点における主曲率に基づいて、曲率線を作成する曲率線作成過程と、
前記曲率線同士が交わる曲率線交点と、該曲率線交点に隣接する隣接曲率線交点との間の第一基本量および第二基本量を算出する隣接曲率線格子圧縮過程と、
各前記曲率線交点における前記第一基本量および前記第二基本量ならびに各前記曲率線交点の座標値をＣＡＤデータとして送信するＣＡＤデータ送信過程と、
を実行し、
前記隣接曲率線交点は、前記ＣＡＤデータに必ずしも含まれない点であることを特徴とするＣＡＤデータ送信方法。
【請求項４】
前記第２のＣＡＤシステムが前記第１のＣＡＤシステムから請求項３に記載のＣＡＤデータ送信方法によって作成された前記ＣＡＤデータを受信するためのＣＡＤデータ受信方法であって、
コンピュータが、
前記ＣＡＤデータに含まれる各前記曲率線交点に基づいて曲率線格子を生成し、曲面を再生する曲面再生過程と、
各前記曲率線の交点における前記第一基本量および前記第二基本量に基づいて、前記隣接曲率線交点の座標値を復元する隣接曲率線交点復元過程と、
を実行することを特徴とするＣＡＤデータ受信方法。
【請求項５】
コンピュータに、第１のＣＡＤシステムと第２のＣＡＤシステムとの間でＣＡＤデータの送受信をさせるためのデータ構造であって、
該データ構造は、
対象物の曲面を表現する三次元座標情報からなる点群内の点又は該点近傍の対象物の曲面上の点の座標値と、
前記対象物の曲面を表現する三次元座標情報からなる点群内の点又は該点近傍の前記対象物の曲面上の点の前記座標値に関連づけられた１以上の第一基本量および第二基本量のデータセットと、
を含み、
前記第一基本量および前記第二基本量が、前記点群内から選定された各代表点における主曲率から算出された曲率線同士が交わる曲率線交点と、該曲率線交点近傍の代表点または前記曲率線交点に隣接する隣接曲率線交点との位置関係を表すパラメータであり、
前記座標値並びに第一基本量及び第二基本量のデータセットは、前記コンピュータによって、前記第２のＣＡＤシステムにおいて曲率線を復元する処理に用いられるとともに、前記曲率線から推定される曲面上の点を復元する処理に用いられるデータ構造。
【請求項６】
第１のＣＡＤシステムから第２のＣＡＤシステムへＣＡＤデータを送信するためのＣＡＤデータ送信装置であって、
コンピュータが、
対象物の曲面を表現する三次元座標情報からなる点群の中から複数の代表点を選定する代表点選定手段と、
各前記代表点とこの代表点の周りに存在する点群内の複数の点との位置関係に基づいて、各前記代表点における主曲率をそれぞれ算出する主曲率算出手段と、
各前記代表点における主曲率に基づいて、曲率線を作成する曲率線作成手段と、
前記曲率線同士が交わる曲率線交点と、該曲率線交点近傍の前記代表点との間で関連付けられる第一基本量および第二基本量を算出する基本量算出手段と、
各前記曲率線交点の座標値ならびに各前記曲率線交点における前記第一基本量および前記第二基本量をＣＡＤデータとして作成し、該ＣＡＤデータを送信するＣＡＤデータ送信手段と、
を実行し、
前記曲率線交点近傍の前記代表点は、前記ＣＡＤデータに必ずしも含まれない点であることを特徴とするＣＡＤデータ送信装置。
【請求項７】
前記第２のＣＡＤシステムが前記第１のＣＡＤシステムから請求項６に記載のＣＡＤデータ送信装置によって作成された前記ＣＡＤデータを受信するためのＣＡＤデータ受信装置であって、
コンピュータが、
前記ＣＡＤデータに含まれる各前記曲率線交点から曲率線および曲率線からなる曲率線格子を生成し、該曲率線格子から曲面を再生する曲面再生手段と、
前記ＣＡＤデータに含まれる各前記曲率線の交点と前記代表点との関連性を表わす位置パラメータである前記第一基本量および前記第二基本量に基づいて、前記代表点の座標値を復元する代表点復元手段と、
を実行することを特徴とするＣＡＤデータ受信装置。
【請求項８】
第１のＣＡＤシステムから第２のＣＡＤシステムへＣＡＤデータを送信するためのＣＡＤデータ送信装置であって、
コンピュータが、
対象物の曲面を表現する三次元座標情報からなる点群の中から複数の代表点を選定する代表点選定手段と、
各前記代表点とこの代表点の周りに存在する点群内の複数の点との位置関係に基づいて、各前記代表点における主曲率をそれぞれ算出する主曲率算出手段と、
各前記代表点における主曲率に基づいて、曲率線を作成する曲率線作成手段と、
前記曲率線同士が交わる曲率線交点と、該曲率線交点に隣接する隣接曲率線交点との間の第一基本量および第二基本量を算出する隣接曲率線格子圧縮手段と、
各前記曲率線交点における前記第一基本量および前記第二基本量ならびに各前記曲率線交点の座標値をＣＡＤデータとして送信するＣＡＤデータ送信手段と、
を実行し、
前記隣接曲率線交点は、前記ＣＡＤデータに必ずしも含まれない点であることを特徴とするＣＡＤデータ送信装置。
【請求項９】
前記第２のＣＡＤシステムが前記第１のＣＡＤシステムから請求項８に記載のＣＡＤデータ送信装置によって作成された前記ＣＡＤデータを受信するためのＣＡＤデータ受信装置であって、
コンピュータが、
前記ＣＡＤデータに含まれる各前記曲率線交点に基づいて曲率線格子を生成し、曲面を再生する曲面再生手段と、
各前記曲率線の交点における前記第一基本量および前記第二基本量に基づいて、前記隣接曲率線交点の座標値を復元する隣接曲率線交点復元手段と、
を実行することを特徴とするＣＡＤデータ受信装置。
【請求項１０】
第１のＣＡＤシステムから第２のＣＡＤシステムへＣＡＤデータを送信するためのＣＡＤデータ送信プログラムであって、
コンピュータが、
対象物の曲面を表現する三次元座標情報からなる点群の中から複数の代表点を選定する代表点選定ステップと、
各前記代表点とこの代表点の周りに存在する点群内の複数の点との位置関係に基づいて、各前記代表点における主曲率をそれぞれ算出する主曲率算出ステップと、
各前記代表点における主曲率に基づいて、曲率線を作成する曲率線作成ステップと、
前記曲率線同士が交わる曲率線交点と、該曲率線交点近傍の前記代表点との間で関連付けられる第一基本量および第二基本量を算出する基本量算出ステップと、
各前記曲率線交点の座標値ならびに各前記曲率線交点における前記第一基本量および前記第二基本量をＣＡＤデータとして作成し、該ＣＡＤデータを送信するＣＡＤデータ送信ステップと、
を実行し、
前記曲率線交点近傍の前記代表点は、前記ＣＡＤデータに必ずしも含まれない点であることを特徴とするＣＡＤデータ送信プログラム。
【請求項１１】
前記第２のＣＡＤシステムが前記第１のＣＡＤシステムから請求項１０に記載のＣＡＤデータ送信プログラムによって作成された前記ＣＡＤデータを受信するためのＣＡＤデータ受信プログラムであって、
コンピュータが、
前記ＣＡＤデータに含まれる各前記曲率線交点から曲率線および曲率線からなる曲率線格子を生成し、該曲率線格子から曲面を再生する曲面再生ステップと、
前記ＣＡＤデータに含まれる各前記曲率線の交点と前記代表点との関連性を表わす位置パラメータである前記第一基本量および前記第二基本量に基づいて、前記代表点の座標値を復元する代表点復元ステップと、
を実行することを特徴とするＣＡＤデータ受信プログラム。
【請求項１２】
第１のＣＡＤシステムから第２のＣＡＤシステムへＣＡＤデータを送信するためのＣＡＤデータ送信プログラムであって、
コンピュータが、
対象物の曲面を表現する三次元座標情報からなる点群の中から複数の代表点を選定する代表点選定ステップと、
各前記代表点とこの代表点の周りに存在する点群内の複数の点との位置関係に基づいて、各前記代表点における主曲率をそれぞれ算出する主曲率算出ステップと、
各前記代表点における主曲率に基づいて、曲率線を作成する曲率線作成ステップと、
前記曲率線同士が交わる曲率線交点と、該曲率線交点に隣接する隣接曲率線交点との間の第一基本量および第二基本量を算出する隣接曲率線格子圧縮ステップと、
各前記曲率線交点における前記第一基本量および前記第二基本量ならびに各前記曲率線交点の座標値をＣＡＤデータとして送信するＣＡＤデータ送信ステップと、
を実行し、
前記隣接曲率線交点は、前記ＣＡＤデータに必ずしも含まれない点であることを特徴とするＣＡＤデータ送信プログラム。
【請求項１３】
前記第２のＣＡＤシステムが前記第１のＣＡＤシステムから請求項１２に記載のＣＡＤデータ送信プログラムによって作成された前記ＣＡＤデータを受信するためのＣＡＤデータ受信プログラムであって、
コンピュータが、
前記ＣＡＤデータに含まれる各前記曲率線交点に基づいて曲率線格子を生成し、曲面を再生する曲面再生プログラムと、
各前記曲率線の交点における前記第一基本量および前記第二基本量に基づいて、前記隣接曲率線交点の座標値を復元する隣接曲率線交点復元プログラムと、
を実行することを特徴とするＣＡＤデータ受信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なるＣＡＤシステム間で三次元ＣＡＤデータの送受信を行うための送受信方法、送受信装置、送受信プログラム、およびそれらに使用されるＣＡＤデータのデータ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械系産業において、例えば機械メーカーと部品メーカーとの間で等、異なるＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）システム間や異なるＣＡＤアプリケーション間において三次元ＣＡＤデータのやりとりが行われている。
その際のＣＡＤデータフォーマットとして、現状では、Ａｕｔｏｄｅｓｋ社のＤＸＦといったメーカー独自のフォーマットや、ＩＧＥＳ，ＳＴＥＰといったＩＥＥＥ規格のフォーマットが知られている。これらのフォーマットにおけるデータ構造は、プリミティブ形状や多項式近似による幾何情報と、母形状やトリム曲線群といったトリム位置等の位相情報とから構成されている。
【０００３】
しかしながら、特に幾何情報は、ＣＡＤ毎に形状生成モデルが異なるため、幾何情報の扱い方が異なるＣＡＤシステム間でデータ交換を行った場合、高い精度でデータ交換を行うことができないという問題がある。例えば、幾何情報としてプリミティブ曲面を扱うＣＡＤシステムから、幾何情報としてベジェ曲面（多項式近似）を扱うＣＡＤシステムへＣＡＤデータを渡す場合、多項式近似による近似誤差が生じる。また、異なるＣＡＤシステム間の幾何情報としてプリミティブ形状を扱う場合であっても、そのプリミティブ形状の表現式が異なる場合は、変換誤差が生じてしまう問題があった。
【０００４】
このため、自動車工業会では、ＰＤＱ（Ｐｒｏｄｕｃｔ  Ｄａｔａ  Ｑｕａｌｉｔｙ）ガイドラインを定め、データ交換の際のＣＡＤデータ品質問題を改善する取り組みが行われている。このＰＤＱガイドラインは、「エッジ間の隙間」や「面の折れ」などのＰＤＱ評価項目と、各評価項目をどのような値にすれば問題が発生しないかという基準値を示している。
【０００５】
しかしながら、上述のＰＤＱガイドラインは、加工や組立て等の製造作業において実用上問題とならない程度の誤差範囲を許容するにすぎず、精確な形状情報を伝えるためのものではない。
【０００６】
一方、特許文献１には、三次元形状モデルの自由曲面から生成した法線ベクトル付き三角形メッシュデータに圧縮、保存、転送、伸長等の処理を施すことが可能な、法線ベクトル付きの三角形メッシュを表わすデータ構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−５４７３６号公報
【０００８】
しかしながら、上述の特許文献１は、三角形メッシュのデータ構造を保存するものであり、三次元自由曲面の特徴を保存することはできない。三角形メッシュに精確な曲面の特徴情報を持たせるためには、自由曲面（非可展面）を可展面とみなせる程度、すなわち、数学的に等温座標系とみなせる程度にまで三角形メッシュの大きさを細分化する必要があるが、この細分化によって三角形メッシュの数が増えるため、ＣＡＤデータ量が増大してしまうという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、異なるＣＡＤ間において、高い精度で、かつデータ量の少ないデータ交換を可能なＣＡＤデータ送信方法、ＣＡＤデータ受信方法、ＣＡＤデータ送信装置、ＣＡＤデータ受信装置、ＣＡＤデータ送信プログラム、およびＣＡＤデータ受信プログラム、ならびにデータ構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の第一の態様は、第１のＣＡＤシステムから第２のＣＡＤシステムへＣＡＤデータを送信するためのＣＡＤデータ送信方法であって、コンピュータが、対象物の曲面を表現する三次元座標情報からなる点群の中から複数の代表点を選定する代表点選定過程と、各前記代表点とこの代表点の周りに存在する点群内の複数の点との位置関係に基づいて、各前記代表点における主曲率をそれぞれ算出する主曲率算出過程と、各前記代表点における主曲率に基づいて、曲率線を作成する曲率線作成過程と、前記曲率線同士が交わる曲率線交点と、該曲率線交点近傍の前記代表点との間で関連付けられる第一基本量および第二基本量を算出する基本量算出過程と、各前記曲率線交点の座標値ならびに各前記曲率線交点における前記第一基本量および前記第二基本量をＣＡＤデータとして作成し、該ＣＡＤデータを送信するＣＡＤデータ送信過程と、を実行し、前記曲率線交点近傍の前記代表点は、前記ＣＡＤデータに必ずしも含まれない点であることを特徴とするＣＡＤデータ送信方法である。
【００１１】
上記本発明の第一の態様によれば、第２のＣＡＤシステムに送信されるＣＡＤデータに、曲率線交点の座標値と、この曲率線交点および第１のＣＡＤシステムに与えられた元のＣＡＤデータに含まれる代表点の関連性を表わす位置パラメータ（すなわち、第一基本量および第二基本量）とを送信することができる。したがって、少ないデータ量で元のＣＡＤデータから復元される曲面の情報（曲率線格子の交点の座標）を送信することができるとともに、元のＣＡＤデータに含まれる与えられた点の情報（座標値）を第二のＣＡＤシステムに精確に送信することができる。
【００１２】
本発明の第二の態様は、前記第２のＣＡＤシステムが前記第１のＣＡＤシステムから本発明の第一の態様に係るＣＡＤデータ送信方法によって作成された前記ＣＡＤデータを受信するためのＣＡＤデータ受信方法であって、コンピュータが、前記ＣＡＤデータに含まれる各前記曲率線交点から曲率線および曲率線からなる曲率線格子を生成し、該曲率線格子から曲面を再生する曲面再生過程と、前記ＣＡＤデータに含まれる各前記曲率線の交点と前記代表点との関連性を表わす位置パラメータである前記第一基本量および前記第二基本量に基づいて、前記代表点の座標値を復元する代表点復元過程と、を実行することを特徴とするＣＡＤデータ受信方法である。
【００１３】
上記本発明の第二の態様によれば、第２のＣＡＤシステムにおいて、曲率線格子の交点の座標から曲面を復元することができるとともに、各曲率線の格子交点に設定された第一基本量および第二基本量から、代表点の座標値を精確に同定することができる。すなわち、第１のＣＡＤシステムに与えられた元のＣＡＤデータに含まれる点列や点群の位置情報を、第２のＣＡＤシステムで再生された曲面に対しても補償することができる。
【００１４】
本発明の第三の態様は、第１のＣＡＤシステムから第２のＣＡＤシステムへＣＡＤデータを送信するためのＣＡＤデータ送信方法であって、コンピュータが、対象物の曲面を表現する三次元座標情報からなる点群の中から複数の代表点を選定する代表点選定過程と、各前記代表点とこの代表点の周りに存在する点群内の複数の点との位置関係に基づいて、各前記代表点における主曲率をそれぞれ算出する主曲率算出過程と、各前記代表点における主曲率に基づいて、曲率線を作成する曲率線作成過程と、前記曲率線同士が交わる曲率線交点と、該曲率線交点に隣接する隣接曲率線交点との間の第一基本量および第二基本量を算出する隣接曲率線格子圧縮過程と、各前記曲率線交点における前記第一基本量および前記第二基本量ならびに各前記曲率線交点の座標値をＣＡＤデータとして送信するＣＡＤデータ送信過程と、を実行し、前記隣接曲率線交点は、前記ＣＡＤデータに必ずしも含まれない点であることを特徴とするＣＡＤデータ送信方法である。
【００１５】
上記本発明の第三の態様によれば、曲率線交点とこの曲率線交点に隣接する隣接曲率線格子の交点との間の第一基本量および第二基本量を算出し、ＣＡＤデータとして送信するので、隣接曲率線格子の交点における情報（座標値および基本量）を送信する必要がなく、送信データ量の削減を図ることができる。
【００１６】
本発明の第四の態様は、前記第２のＣＡＤシステムが前記第１のＣＡＤシステムから本発明の第三の態様に係るＣＡＤデータ送信方法によって作成された前記ＣＡＤデータを受信するためのＣＡＤデータ受信方法であって、コンピュータが、前記ＣＡＤデータに含まれる各前記曲率線交点に基づいて曲率線格子を生成し、曲面を再生する曲面再生過程と、各前記曲率線の交点における前記第一基本量および前記第二基本量に基づいて、前記隣接曲率線交点の座標値を復元する隣接曲率線交点復元過程と、を実行することを特徴とするＣＡＤデータ受信方法である。
【００１７】
上記本発明の第四の態様によれば、第２のＣＡＤシステムにおいて、送信されたＣＡＤデータに含まれる曲率線交点と第一基本量および第二基本量とから、隣接曲率線格子の交点における情報を同定することができる。これにより、送信されていない隣接曲率線格子の交点における情報（座標値および基本量）を復元することができる。
【００１８】
本発明の第五の態様は、コンピュータに、第１のＣＡＤシステムと第２のＣＡＤシステムとの間でＣＡＤデータの送受信をさせるためのデータ構造であって、該データ構造は、対象物の曲面を表現する三次元座標情報からなる点群内の点又は該点近傍の対象物の曲面上の点の座標値と、前記対象物の曲面を表現する三次元座標情報からなる点群内の点又は該点近傍の前記対象物の曲面上の点の前記座標値に関連づけられた１以上の第一基本量および第二基本量のデータセットと、を含み、前記第一基本量および前記第二基本量が、前記点群内から選定された各代表点における主曲率から算出された曲率線同士が交わる曲率線交点と、該曲率線交点近傍の代表点または前記曲率線交点に隣接する隣接曲率線交点との位置関係を表すパラメータであり、前記座標値並びに第一基本量及び第二基本量のデータセットは、前記コンピュータによって、前記第２のＣＡＤシステムおいて曲率線を復元する処理に用いられるとともに、前記曲率線から推定される曲面上の点を復元する処理に用いられるデータ構造である。
【００１９】
上記本発明の第五の態様によれば、座標値と予め算出された第一基本量および第二基本量とをテーブルに格納しＣＡＤデータの送受信を行うことができるので、曲面上の点の座標値の情報だけではなく、これに対応する１以上の曲面上の任意の点の情報（第一基本量および第二基本量）を送受信することが可能になり、異なるＣＡＤシステム間においても精確に１以上の曲面上の任意の点を復元することができる。
【００２０】
本発明の第六の態様は、第１のＣＡＤシステムから第２のＣＡＤシステムへＣＡＤデータを送信するためのＣＡＤデータ送信装置であって、コンピュータが、対象物の曲面を表現する三次元座標情報からなる点群の中から複数の代表点を選定する代表点選定手段と、各前記代表点とこの代表点の周りに存在する点群内の複数の点との位置関係に基づいて、各前記代表点における主曲率をそれぞれ算出する主曲率算出手段と、各前記代表点における主曲率に基づいて、曲率線を作成する曲率線作成手段と、前記曲率線同士が交わる曲率線交点と、該曲率線交点近傍の前記代表点との間で関連付けられる第一基本量および第二基本量を算出する基本量算出手段と、各前記曲率線交点の座標値ならびに各前記曲率線交点における前記第一基本量および前記第二基本量をＣＡＤデータとして作成し、該ＣＡＤデータを送信するＣＡＤデータ送信手段と、を実行し、前記曲率線交点近傍の前記代表点は、前記ＣＡＤデータに必ずしも含まれない点であることを特徴とするＣＡＤデータ送信装置である。
【００２１】
本発明の第七の態様は、前記第２のＣＡＤシステムが前記第１のＣＡＤシステムから本発明の第六の態様に係るＣＡＤデータ送信装置によって作成された前記ＣＡＤデータを受信するためのＣＡＤデータ受信装置であって、コンピュータが、前記ＣＡＤデータに含まれる各前記曲率線交点から曲率線および曲率線からなる曲率線格子を生成し、該曲率線格子から曲面を再生する曲面再生手段と、前記ＣＡＤデータに含まれる各前記曲率線の交点と前記代表点との関連性を表わす位置パラメータである前記第一基本量および前記第二基本量に基づいて、前記代表点の座標値を復元する代表点復元手段と、を実行することを特徴とするＣＡＤデータ受信装置である。
【００２２】
本発明の第八の態様は、第１のＣＡＤシステムから第２のＣＡＤシステムへＣＡＤデータを送信するためのＣＡＤデータ送信装置であって、コンピュータが、対象物の曲面を表現する三次元座標情報からなる点群の中から複数の代表点を選定する代表点選定手段と、各前記代表点とこの代表点の周りに存在する点群内の複数の点との位置関係に基づいて、各前記代表点における主曲率をそれぞれ算出する主曲率算出手段と、各前記代表点における主曲率に基づいて、曲率線を作成する曲率線作成手段と、前記曲率線同士が交わる曲率線交点と、該曲率線交点に隣接する隣接曲率線交点との間の第一基本量および第二基本量を算出する隣接曲率線格子圧縮手段と、各前記曲率線交点における前記第一基本量および前記第二基本量ならびに各前記曲率線交点の座標値をＣＡＤデータとして送信するＣＡＤデータ送信手段と、を実行し、前記隣接曲率線交点は、前記ＣＡＤデータに必ずしも含まれない点であることを特徴とするＣＡＤデータ送信装置である。
【００２３】
本発明の第九の態様は、前記第２のＣＡＤシステムが前記第１のＣＡＤシステムから本発明の第八の態様に係るＣＡＤデータ送信装置によって作成された前記ＣＡＤデータを受信するためのＣＡＤデータ受信装置であって、コンピュータが、前記ＣＡＤデータに含まれる各前記曲率線交点に基づいて曲率線格子を生成し、曲面を再生する曲面再生手段と、各前記曲率線の交点における前記第一基本量および前記第二基本量に基づいて、前記隣接曲率線交点の座標値を復元する隣接曲率線交点復元手段と、を実行することを特徴とするＣＡＤデータ受信装置である。
【００２４】
本発明の第十の態様は、第１のＣＡＤシステムから第２のＣＡＤシステムへＣＡＤデータを送信するためのＣＡＤデータ送信プログラムであって、コンピュータが、対象物の曲面を表現する三次元座標情報からなる点群の中から複数の代表点を選定する代表点選定ステップと、各前記代表点とこの代表点の周りに存在する点群内の複数の点との位置関係に基づいて、各前記代表点における主曲率をそれぞれ算出する主曲率算出ステップと、各前記代表点における主曲率に基づいて、曲率線を作成する曲率線作成ステップと、前記曲率線同士が交わる曲率線交点と、該曲率線交点近傍の前記代表点との間で関連付けられる第一基本量および第二基本量を算出する基本量算出ステップと、各前記曲率線交点の座標値ならびに各前記曲率線交点における前記第一基本量および前記第二基本量をＣＡＤデータとして作成し、該ＣＡＤデータを送信するＣＡＤデータ送信ステップと、を実行し、前記曲率線交点近傍の前記代表点は、前記ＣＡＤデータに必ずしも含まれない点であることを特徴とするＣＡＤデータ送信プログラムである。
【００２５】
本発明の第十一の態様は、前記第２のＣＡＤシステムが前記第１のＣＡＤシステムから本発明の第十の態様に係るＣＡＤデータ送信プログラムによって作成された前記ＣＡＤデータを受信するためのＣＡＤデータ受信プログラムであって、コンピュータが、前記ＣＡＤデータに含まれる各前記曲率線交点から曲率線および曲率線からなる曲率線格子を生成し、該曲率線格子から曲面を再生する曲面再生ステップと、前記ＣＡＤデータに含まれる各前記曲率線の交点と前記代表点との関連性を表わす位置パラメータである前記第一基本量および前記第二基本量に基づいて、前記代表点の座標値を復元する代表点復元ステップと、を実行することを特徴とするＣＡＤデータ受信プログラムである。
【００２６】
本発明の第十二の態様は、第１のＣＡＤシステムから第２のＣＡＤシステムへＣＡＤデータを送信するためのＣＡＤデータ送信プログラムであって、コンピュータが、対象物の曲面を表現する三次元座標情報からなる点群の中から複数の代表点を選定する代表点選定ステップと、各前記代表点とこの代表点の周りに存在する点群内の複数の点との位置関係に基づいて、各前記代表点における主曲率をそれぞれ算出する主曲率算出ステップと、各前記代表点における主曲率に基づいて、曲率線を作成する曲率線作成ステップと、前記曲率線同士が交わる曲率線交点と、該曲率線交点に隣接する隣接曲率線交点との間の第一基本量および第二基本量を算出する隣接曲率線格子圧縮ステップと、各前記曲率線交点における前記第一基本量および前記第二基本量ならびに各前記曲率線交点の座標値をＣＡＤデータとして送信するＣＡＤデータ送信ステップと、を実行し、前記隣接曲率線交点は、前記ＣＡＤデータに必ずしも含まれない点であることを特徴とするＣＡＤデータ送信プログラムである。
【００２７】
本発明の第十三の態様は、前記第２のＣＡＤシステムが前記第１のＣＡＤシステムから本発明の第十二の態様に係るＣＡＤデータ送信プログラムによって作成された前記ＣＡＤデータを受信するためのＣＡＤデータ受信プログラムであって、コンピュータが、前記ＣＡＤデータに含まれる各前記曲率線交点に基づいて曲率線格子を生成し、曲面を再生する曲面再生プログラムと、各前記曲率線の交点における前記第一基本量および前記第二基本量に基づいて、前記隣接曲率線交点の座標値を復元する隣接曲率線交点復元プログラムと、を実行することを特徴とするＣＡＤデータ受信プログラムである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、異なるＣＡＤ間において、高い精度で、かつデータ量の少ないデータ交換を可能にすることができる。
また、本発明によれば、曲面形状データや曲面上に定義される特徴線などの曲線情報を曲面の点（座標値）および特徴情報（第一基本量および第二基本量）として送受信することができる。つまり、送受信される形状に係るＣＡＤデータは、全て点の情報として扱われ、これらの点の情報のみを用いて曲線や曲面を扱うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るＣＡＤシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に係るＣＡＤシステムにおける送信方法の手順を示したフローチャートである。
【図３】代表点を説明するための説明図である。
【図４】主曲率算出過程を説明するための説明図である。
【図５】主曲率算出過程の手順を示したフローチャートである。
【図６】主曲率算出過程を説明するための説明図である。
【図７】角度−曲率テーブルの一例を示す図である。
【図８】本発明の第一の実施形態に係るＣＡＤシステムにおける受信方法の手順を示したフローチャートである。
【図９】本発明の第一の実施形態に係る曲率線格子と入力点列格子との関係を示す模式図である。
【図１０】トーラス面における９つの測定点の三次元座標値を表わす図である。
【図１１】図１０に示された９つの測定点および基準点からの要素ベクトルを示した図である。
【図１２】図１０に示された９つの測定点に基づいて算出された基本量、主曲率、ガウス曲率、および平均曲率を示した図である。
【図１３】トーラス面における９つの測定点の三次元座標値を表わす図である。
【図１４】図１３に示された９つの測定点および基準点からの要素ベクトルを示した図である。
【図１５】図１３に示された９つの測定点に基づいて算出された基本量、主曲率、ガウス曲率、および平均曲率を示した図である。
【図１６】本発明の第二の実施形態に係るＣＡＤシステムにおける送信方法の手順を示したフローチャートである。
【図１７】本発明の第二の実施形態に係るＣＡＤシステムにおける受信方法の手順を示したフローチャートである。
【図１８】本発明の第二の実施形態に係る曲率線格子と隣接曲率線格子との関係を示す模式図である。
【図１９】本発明の第三の実施形態に係る法線の算出方法を説明するための模式図である。
【図２０】本発明の第四の実施形態に係る曲率線格子、隣接曲率線格子、および入力点列格子の関係を示す模式図である。
【図２１】船型における特徴線を示す図である。
【図２２】本発明の第五の実施形態に係る曲率線格子と特定データ情報との関係を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
［第一の実施形態］
以下に、本発明に係るＣＡＤデータの送信方法および受信方法を実現するＣＡＤシステムの第一の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態に係るＣＡＤシステムの概略構成を示すブロック図である。図１に示されるように、本実施形態に係るＣＡＤシステムは、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの主記憶装置２、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）などの補助記憶装置３、キーボードやマウスなどの入力装置４、およびモニタやプリンタなどの出力装置５などを備えて構成されている。
補助記憶装置３には、各種プログラムが格納されており、ＣＰＵ１が補助記憶装置３からプログラムをＲＡＭなどの主記憶装置２に読み出し、実行することにより、種々の処理を実現させる。
【００３１】
上述のような構成を備えたＣＡＤシステムにおいて、他のＣＡＤシステムにＣＡＤデータを送信するＣＡＤデータ送受信処理（ＣＡＤデータ送信方法およびＣＡＤデータ受信方法）について、図面を参照して説明する。なお、以下に示す処理は、例えば、ＣＰＵ１に補助記憶装置３に格納されている点列生成プログラムをＲＡＭなどの主記憶装置２に読みだして実行することにより実現されるものである。
【００３２】
まず、ＣＰＵ１は、与えられたＣＡＤデータに含まれる対象物の曲面を表現する三次元座標情報からなる点群データを取得する。この点群データは、予めＣＡＤシステムが内蔵する補助記憶装置３などのメモリに格納されていてもよいし、あるいは、他の外部装置からオンラインにて取り込むようにしてもよい。本発明においては、この点群データの取得手法については、特に限定されない。
【００３３】
上述のように点群のデータ（以下「点群」という。）を取得すると、これらの点群の中から複数の代表点を選定する（図２のステップＳＡ１：代表点選定過程）。例えば、図３に示すような点群において、代表点Ｐ０として複数の点を選定する。続いて、ステップＳＡ１で選定した各代表点Ｐ０と、この代表点Ｐ０の周りに存在する複数の点との位置関係に基づいて、各代表点Ｐ０における主曲率をそれぞれ算出する（図２のステップＳＡ２:主曲率算出過程）。
【００３４】
以下、主曲率算出過程の詳細について、図３に示した点群のうち、任意に選択したエリアＱに属する点群を例に挙げて説明する。
まず、図４に示すように、代表点Ｐ０と、その周りに存在する各点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４とをそれぞれ結ぶことにより要素ベクトルＬ０１、Ｌ０２、Ｌ０３、Ｌ０４をそれぞれ生成する（図５のステップＳＢ１）。
【００３５】
続いて、各要素ベクトルＬ０１，Ｌ０２，Ｌ０３，Ｌ０４の外積を全ての組み合わせにおいて算出することにより、代表点Ｐ０における法線ベクトル群（図示略）を求める（図５のステップＳＢ２）。続いて、法線ベクトル群の平均ベクトルを求め、この平均ベクトルを代表点Ｐ０における法線ベクトルｎとして定める（図５のステップＳＢ３）。
【００３６】
次に、この法線ベクトルｎと要素ベクトルＬ０１,Ｌ０２，Ｌ０３，Ｌ０４とのそれぞれの関係に基づいて主曲率を求める。具体的には、法線ｎと直交する接線ベクトルｔを設定し、この接線ベクトルｔと各要素ベクトルＬ０１、Ｌ０２、Ｌ０３、Ｌ０４とが法線ｎ周りに成す角度をそれぞれ算出するとともに、接線ベクトルを含む接平面と各要素ベクトルＬ０１、Ｌ０２、Ｌ０４をそれぞれ含む平面とが成す角度を曲率として算出する（図５のステップＳＢ４）。
【００３７】
例えば、図４に示した要素ベクトルＬ０２が代表点Ｐ０に対して、図６に示すような関係にある場合、要素ベクトルＬ０２の接平面におけるベクトル成分Ｌ０２（ＸＹ)と接線ベクトルｔとが成す角θ２を算出するとともに、要素ベクトルＬ０２を含む平面と接線ベクトルｔを含む接平面とが成す角度を曲率Ｋ２として求める。
同様にして、図４に示した点Ｐ１、Ｐ３、及びＰ４についても、角度θ及び曲率Ｋを算出する。
【００３８】
このようにして、代表点Ｐ０の周辺に存在する点について算出が終了すると、これらの算出結果を横軸に角度θを、縦軸に曲率Ｋを表現した角度−曲率テーブルにプロットし、これらのプロットをオイラーの法則を適用して繋ぐことにより、角度−曲率テーブルを作成する（図５のステップＳＢ５）。この結果、例えば、図７に示すような角度−曲率テーブルが得られる。なお、角度−曲率テーブルへのプロットは、算出と平行して行うようにしてもよい。
【００３９】
続いて、この角度−曲率テーブルにおいて、最大曲率Ｋｍａｘと最小曲率Ｋｍｉｎとを主曲率として取得する（図５のステップＳＢ６）。
そして、図３に示した点群において定めた各代表点について、上述した主曲率算出過程をそれぞれ行うことにより、各代表点における最大曲率Ｋｍａｘと最小曲率Ｋｍｉｎを取得する。
そして、各代表点における主曲率から主方向が決定される（オイラーの公式から主曲率の最大および最小のそれぞれの主方向は直交する）。この各代表点毎に決定される最大および最小の主方向に沿って線を接続することにより、各代表点において互いに直交する曲率線が作成される（図２のステップＳＡ３：曲率線作成過程）。
【００４０】
図９は、代表点Ｐ０において設定された直交する曲率線および他の代表点において設定された直交する曲率線によって生成された曲率線格子と、送信側ＣＡＤシステム（第一のＣＡＤシステム）に入力された元のＣＡＤデータに含まれる入力点列格子との模式図を示している。ここでは、曲率線格子の直交座標系（ｕｖ座標）と入力点列格子の座標系（ｕ’ｖ’座標）とが異なる例を示している。曲率線は、各代表点において設定された全ての曲率線が採用されるわけではなく、必要に応じて間引いて採用することが可能である。したがって、入力点列格子の交点と曲率線格子の交点の座標は必ずしも一致するとは限らない。
【００４１】
ここで、曲率線格子の各交点の座標値および入力点列格子の各交点の座標値に基づいて、両者の位置関係を示すパラメータに相当する第一基本量および第二基本量を算出する（図２のステップＳＡ４：基本量算出過程）。第一基本量は、曲面ｓ（ｕ，ｖ）における基本ベクトルをｓｕ＝∂ｓ／∂ｕ、ｓｖ＝∂ｓ／∂ｖとすると、Ｅ＝ｓｕ２、Ｆ＝ｓｕ・ｓｖ、Ｇ＝ｓｖ２で定義される３つのパラメータである。第二基本量は、曲面上における単位法線ベクトルをｎ＝（ｓｕ×ｓｖ）／｜ｓｕ×ｓｖ｜、ｓｕｕ＝∂２ｓ／∂ｕ２、ｓｕｖ＝∂２ｓ／∂ｕ∂ｖ、ｓｖｖ＝∂２ｓ／∂ｖ２とすると、Ｌ＝ｎ・ｓｕｕ、Ｍ＝ｎ・ｓｕｖ、Ｎ＝ｎ・ｓｖｖで定義される３つのパラメータである。
このように、基本量は、主曲率などのように曲面形状から一意に決定されるものではなく、基準点と参照点との位置関係によって値が異なる性質を有する。しかし、逆に、基本量は、基準点と参照点とが定まれば、その値は一意に決定されるものである。このような基本量の特徴から、基準点と参照点との位置関係を表わすパラメータとして、基本量を利用することができる。
【００４２】
以下、上述した第一基本量および第二基本量、ならびにこれらの基本量に基づいて算出される主曲率、ガウス曲率、および平均曲率の特徴について、図１０〜図１２および図１３〜図１５を参照して具体的に説明しておく。
【００４３】
図１０は、小円半径が２０００ｍｍ、大円半径が４０００ｍｍのトーラス面上のある一点を基準点（図１０の点列Ｎｏ．５）とし、この基準点と近傍の８点（参照点）とをそれぞれ測定した測定データの三次元座標値である。これらの９つの測定データは、図１１に示されるように、主方向に沿って並んでおり、基準点からの要素ベクトルｄｕ，ｄｖは直交している。
図１２は、図１０の測定データから算出された第一基本量Ｅ１，Ｆ１，Ｇ１および第二基本量Ｌ１，Ｍ１，Ｎ１と、これらの基本量から算出された２つの主曲率ｃ１１，κ２１、ガウス曲率κＧ１、および平均曲率κｍ１を示している。
【００４４】
一方、図１３は、上述した図１０と同様に、小円半径が２０００ｍｍ、大円半径が４０００ｍｍのトーラス面上のある一点を基準点（図１３の点列Ｎｏ．５）とし、この基準点と近傍の８点（参照点）とをそれぞれ測定した測定データの三次元座標値である。図１３における基準点は図１０における基準点と等しいが、図１３における９つの測定データは、図１４に示されるように、基準点からの要素ベクトルｄｕ，ｄｖは斜交している。
図１５は、図１３の測定データから算出された第一基本量Ｅ２，Ｆ２，Ｇ２および第二基本量Ｌ２，Ｍ２，Ｎ２と、これらの基本量から算出された２つの主曲率κ１２，κ２２、ガウス曲率κＧ２、および平均曲率κｍ２を示している。
【００４５】
図１０〜図１２と図１３〜図１５とを比較すればわかるように、同一曲面における基準値の座標値が等しくても、基準点と参照点との位置関係によって、第一基本量および第二基本量の値は変化するが、これらの基本量から算出される主曲率などの値は等しくなる。
【００４６】
図９において、曲率線格子である基準点Ｐ’０およびこの基準点Ｐ’０の近傍にある入力点列格子である参照点Ｒ０を例にして説明すると、基準点Ｐ’０から参照点Ｒ０に向かう要素ベクトルｄｒおよび基準点Ｐ’０から曲率線のｖ方向に沿う要素ベクトルｄｖを用いることによって、基準点Ｒ０と参照点Ｐ’０との位置関係を表わすパラメータである第一基本量および第二基本量を算出することができる。
【００４７】
同様にして、曲率線格子の各交点において、近傍にある入力点列格子との間で第一基本量および第二基本量を算出する。図９においては、曲率線格子の各交点につき一つの入力点列格子が対応しているが、これに限定されるわけではなく、一つの曲率線格子の交点につき、複数の入力点列格子を対応させてもよい。
【００４８】
上述のようにして得られた曲率線格子の各交点の座標値と、これらの各交点に対応する第一基本量および第二基本量とをセットにして、表１に示されるようなデータ構造を有するテーブルに格納し、受信側ＣＡＤシステム（第二のＣＡＤシステム）に送信する（図２のステップＳＡ５：ＣＡＤデータ送信過程）。
【００４９】
なお、表１において、Ｐ＃１〜＃ｎは、各代表点に相当するインデックス、Ｘ１〜ｎ，Ｙ１〜ｎ，Ｚ１〜ｎは座標値を表わしている。また、Ｅ１〜ｎ，Ｆ１〜ｎ，Ｇ１〜ｎは第一基本量を、Ｌ１〜ｎ，Ｍ１〜ｎ，Ｎ１〜ｎは第二基本量を表わしている。Ｋｉｎｄ１〜ｎは、例えば、座標値が曲率線格子の交点の座標データなのか、あるいは入力点列格子の交点の座標データなのか等の種類区分に利用する。本実施形態の場合は、Ｋｉｎｄ１〜ｎには曲率線格子の交点の座標データであることを示す種類区分がセットされる。ＦＬＧは、例えば機能選択等に使用することができる。表１では、各座標値に対してひとつの第一基本量および第二基本量がセットされているが、これに限られるものではなく、ひとつの座標値に対して複数の第一基本量および第二基本量がセットされてもよい。
【００５０】
【表１】
0005595070.tif 000002
【００５１】
受信側ＣＡＤシステムでは、まず、上記のデータ構造を有するテーブルを受信する（図８のステップＳＣ１：ＣＡＤデータ受信過程）。上記テーブルにおける曲率線格子の交点の座標値および当該交点の周りの曲率線格子の交点に基づいて、曲率線を復元する（図８のステップＳＣ２：曲率線復元過程）。
そして、この曲率線を用いて曲面再生技術によって、曲面を復元する（図８のステップＳＣ３:曲面復元過程）。例えば、曲率線に基づいて、ガウス写像・逆写像を行い、曲面を復元する。具体的には、ユークリッド幾何が成り立つパラメータ空間への座標変換を行った後、曲面の補間をすることにより曲面を復元する。
【００５２】
その後、曲率線格子の各交点に設定された第一基本量および第二基本量から入力点列格子の各代表点を復元する（図８のステップＳＣ４：代表点復元過程）。具体的には、曲面復元過程において復元された曲面上において各曲率線格子近傍を検索し、各曲率線格子近傍における第一基本量および第二基本量が、上記テーブル内に格納された各曲率線格子に対応する第一基本量および第二基本量と一致する点を同定する。一致した点が入力格子点列に含まれる座標となる。
【００５３】
本実施形態によれば、受信側ＣＡＤシステムに送信されるＣＡＤデータに、曲率線交点の座標値と、曲率線交点および元のＣＡＤデータの関連性を表わす位置パラメータ（すなわち、第一基本量および第二基本量）とを格納して送信することができる。したがって、少ないデータ量で元のＣＡＤデータに含まれる点の座標値を送信することができるとともに、元のＣＡＤデータから復元される曲面の情報を受信側ＣＡＤシステムに精確に送信することができる。また、受信側ＣＡＤシステムでは、送信側ＣＡＤシステムから送信されたＣＡＤデータに基づいて、精確な曲面を復元することができるとともに、元のＣＡＤデータに含まれる点の座標値あるいは実測した点の座標値を復元することができる。
【００５４】
［第二の実施形態］
次に、本発明の第二の実施形態に係るＣＡＤデータ送受信方法について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係るＣＡＤデータ送受信方法が第一の実施形態に係るＣＡＤデータ送受信方法と異なる点は、送信側ＣＡＤシステムの隣接曲率線格子圧縮処理（図１６のステップＳＡ４’：隣接曲率線格子圧縮過程）において曲率線格子の情報を圧縮し、受信側ＣＡＤシステムの隣接曲率線格子復元処理（図１７のステップＳＣ４’：隣接曲率線格子復元過程）において、圧縮された曲率線格子を復元することである。本実施形態における基本量算出過程では、曲率線格子の交点とこの交点に隣接する曲率線の交点とに基づいて、第一基本量および第二基本量を算出する。
【００５５】
図１８は、送信側ＣＡＤシステムにおいて、曲率線作成処理までが終了した状態を示している。図１８において、曲率線は直交するｕｖ座標系を形成している。
以下に、例として図１８の曲率線格子点Ｐｆ１について具体的に説明する。
曲率線格子点Ｐｆ１において、隣接する曲率線格子点Ｒ１に対する要素ベクトルｄｒと、曲率線のｖ方向に沿う要素ベクトルｄｖとに基づいて、第一基本量および第二基本量を算出する。ここで算出された第一基本量および第二基本量は、曲率線格子点Ｐｆ１に対する参照点Ｒ１の位置関係を表わすパラメータに相当する。したがって、曲率線格子点Ｐｆ１が、隣接する曲率線格子点Ｒ１との間の第一基本量および第二基本量を対応づけて送信用テーブルに格納することにより、受信側ＣＡＤシステムでは隣接曲率線格子点Ｒ１の座標値情報がなくても、送信された曲率線格子点および対応する第一基本量および第二基本量から、隣接曲率線格子点Ｒ１を復元することができる。
【００５６】
本実施形態によれば、上述したように、曲率線格子の交点の座標と、この曲率線格子の交点に隣接する曲率線格子の交点の位置関係を示す第一基本量および第二基本量とを送信するので、送信する曲率線格子の点数を削減することができる。これにより、転送データの圧縮が高精度に可能となり、データ量の削減および計算時間の削減を図ることができる。
【００５７】
［第三の実施形態］
本実施形態に係るＣＡＤデータ送受信方法が第二の実施形態に係るＣＡＤデータ送受信方法と異なる点は、受信側ＣＡＤシステムにおいて、曲面再生の際に用いられる法線の算出方法が改良されている点である。
図１９に示されるように、曲率線格子点である基準点Ｐにおける法線Ｎを算出するに際し、まず、送信側ＣＡＤシステムから送信されたＣＡＤデータに含まれる基準点Ｐｆ１近傍の曲率線格子点Ｐｆ２、Ｐｆ３、Ｐｆ４、およびＰｆ５に基づいて、それぞれの要素ベクトルの外積により法線ベクトルｎｃを算出する。さらに、基準点Ｐｆ１と基準点Ｐｆ１近傍の曲率線格子点に格納された第一基本量および第二基本量とによって復元された点Ｑｒ１、Ｑｒ２、Ｑｒ３、およびＱｒ４に基づいて、それぞれの要素ベクトルの外積により法線ｎｒを算出する。これらの法線ｎｒ、ｎｃによって平均法線Ｎを算出する。
【００５８】
本実施形態によれば、受信側ＣＡＤシステムにおいて、曲率線格子によって形成される要素ベクトルから法線を求めるだけでなく、基準となる曲率線格子点とこの曲率線格子点に隣接する曲率線格子点の第一基本量および第二基本量とから圧縮された（間引かれた）点を復元して新たに作成された要素ベクトルを用いて法線を求めることが可能になる。
これにより、要素ベクトルの数が増加するので、法線精度をより高めることができる。また、基準となる曲率線格子点と第一基本量および第二基本量から復元する点との間隔が、基準となる曲率線格子点と隣接する４つの曲率線格子点との間隔よりも短くなるため、要素ベクトルの長さをより略均等にすることができるため、法線精度を高めることができる。
なお、この法線算出方法は、上述の第一の実施形態とも組み合わせて用いることが可能である。
【００５９】
［第四の実施形態］
第四の実施形態に係るＣＡＤデータの送受信方法は、上述の第一の実施形態および第二の実施形態に係るＣＡＤデータの送受信方法を組み合わせた方法である。すなわち、図２０に示されるように、曲率線格子上のある基準点Ｐ０において、基準点Ｐ０およびこの基準点Ｐ０に隣接する曲率線格子の交点Ｐ’１に基づく第一基本量および第二基本量を算出するとともに、隣接曲率線格子点Ｐ’１およびこの隣接曲率線格子点Ｐ’１近傍の入力点列格子点Ｒ１に基づく第一基本量および第二基本量とを算出し、これらをＣＡＤデータとして送信用テーブルにセットし、受信側ＣＡＤシステムに送信する。
【００６０】
なお、ここで使用される送信用テーブルとして、表１のデータ構造を有するテーブルを使用することができる。ただし、この場合、ひとつの基準点につき複数の第一基本量および第二基本量を対応させる必要があるため、ひとつのインデックスに対して複数の第一基本量および第二基本量が格納されることとなる。
【００６１】
本実施形態によれば、曲率線格子点に隣接する点との位置関係を第一基本量および第二基本量として与えて隣接曲率線格子点を圧縮して（間引いて）データを送信しても、受信側ＣＡＤシステムにおいて曲面再生時に隣接曲率線格子点を復元することができるので、データ量と計算量を少なくしつつ、高精度に曲面を再生することができる。さらに、この隣接曲率線格子点の近傍の入力点列格子として与えられた点列・点群の補償も可能となる。
【００６２】
［第五の実施形態］
第五の実施形態に係るＣＡＤデータの送受信方法が上述の第一の実施形態に係るＣＡＤデータの送受信方法と異なる点は、基本量算出過程において、特定データ情報の埋込処理を行う点である。
特定データ情報とは、輪郭線、縦断面線、水平断面線、および横断面線のような特徴線に関する情報である。図２１に船型の特定データ情報の例を示す。
【００６３】
以下、特定データ情報の埋込処理について、図２２を用いて説明する。図２２は、送信側ＣＡＤシステムにおいて生成された曲面の一部を抜粋した模式図である。５×５点の曲率線格子点があり、各曲率線格子点間は曲率線で接続されている。図２２において、略左右に走る太い３本の点線が特徴線（図２１におけるＷＬ（水平断面線）に相当）を表わしている。
【００６４】
図２２において、一番上に位置する特徴線について着目して説明する。４つの曲率線格子によって形成された曲率線メッシュの内部にある特徴線上の特定データ情報を有する点Ｐｃ２を選択し、特徴線上にある曲率線格子点Ｐｃ３を挟み対向する位置にある特徴線上の特定データＰｃ４を選択する。他の特徴線についても同様に選択し、全体として９点の組を選択する。これらを与えられた点列・点群の情報として利用するために、これらの９点の組を用いて曲面解析を行い、Ｐｃ０における第一基本量および第二基本量を算出する。これらの第一基本量および第二基本量を曲率線交点Ｐｃ０の情報として加え、送信用テーブルに格納する。この処理は曲面全体にわたって行われる。
【００６５】
本実施形態における第一基本量および第二基本量の算出方法は、上記のような９点の組を用いて算出する方法に限定されず、例えば第一の実施形態に記載した方法により算出してもよい。すなわち、基準点Ｐｃ０からＰｃ１へ向かう要素ベクトルと、曲率線の一つの方向に沿う要素ベクトルとを用いて、第一基本量および第二基本量を算出してもよい。
【００６６】
なお、特徴線上の特定データ情報を選択するのに際し、この処理の時点で既に曲面が生成されているので、曲面上の任意の位置において曲率線を設定することが可能である。したがって、特徴線上で特定データとして３点を選択し、その中央の点（本実施例の場合、Ｐｃ０,Ｐｃ３，Ｐｃ７）が曲率線格子となるように曲率線を設定することが可能となる。
これにより、再生側ＣＡＤシステムにおいて曲率線格子点と第一基本量および第二基本量とを用いて、予め与えられた特徴線上の特徴データ情報を復元することができる。
【００６７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
上記の実施形態においては、本発明を主曲率がゼロ、すなわち、曲率が接平面に対して全てゼロである平面を除く可展面と、主曲率が同一となる球面を除く非可展面を含む、自由曲面に対して適用してきたが、例えば、曲率線の代わりに平面に対しては直線を、球面に対しては測地線を用いて、それぞれの線の交点が直交するように、直線あるいは測地線を選択することによって、平面および球面にも適用することができる。
なお、主曲率とは、法断面の曲率である法曲率が最大と最小となるそれぞれの法曲率のことである。
【符号の説明】
【００６８】
１  ＣＰＵ
２  主記憶装置
３  補助記憶装置
４  入力装置
５  出力装置
【図１】
0005595070.tif 000003
【図２】
0005595070.tif 000004
【図３】
0005595070.tif 000005
【図４】
0005595070.tif 000006
【図５】
0005595070.tif 000007
【図６】
0005595070.tif 000008
【図７】
0005595070.tif 000009
【図８】
0005595070.tif 000010
【図９】
0005595070.tif 000011
【図１０】
0005595070.tif 000012
【図１１】
0005595070.tif 000013
【図１２】
0005595070.tif 000014
【図１３】
0005595070.tif 000015
【図１４】
0005595070.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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