(57)【要約】モデルが２次元表現から構築されるモデル生成機能（５０１）を含めて、現実オブジェクト（図９）のモデリングのためのコンピュータ化されたシステム（１００）。この機能は、３次元オブジェクト（２４２）の２次元表現（３０４、３０６、３０８、３１０）をインポートし（９０２）、３次元モデリング空間上に配置された仮想表面上で表現を構成する機能を含む。仮想表面は、ユーザが構築中の３次元モデルの投影がレンダリングされる表面（３０３）に対応するように配置される。ユーザは、３次元表現を対話によって構築し、システムは、２次元投影と３次元モデルとを同時に表示する（２４０）。
2005502111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現実オブジェクトのモデリングのためにコンピュータで実施される方法であって、
３次元オブジェクトの複数の２次元表現をモデリングシステムにインポートするステップであって、前記複数の２次元表現は、３次元空間に配置された、異なる平面上で見られる前記３次元オブジェクトの投影を含むステップと、
ユーザから入力を受け取り、３次元モデリング空間内に配置されている複数の仮想表面上に前記複数の２次元表現を空間的に構成するステップであって、前記仮想表面が、ユーザによって構築中の３次元モデルの投影がレンダリングされる表面に対応するよう配置されているステップと、
ユーザ選択および前記２次元表現のエンティティの操作に基づいて前記３次元オブジェクトの前記３次元モデルを対話によって構築するステップであって、前記エンティティは、前記仮想表面上に表示される前記２次元表現の構成要素であるステップと、
前記複数の２次元表現と前記３次元モデルを同時に表示するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記２次元表現に基づいて構築するステップは、
第１および第２の幾何学形状特性を含む前記３次元モデルの構成要素を自動的に構築するステップであって、前記第１の特性が、前記２次元表現のうちの１つの２次元表現から選択された第１のエンティティから決定され、前記第２の特性が、前記２次元表現の１つの２次元表現から選択された第２のエンティティから決定されるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の特性は前記２次元表現の第１の２次元表現で表現された第１のスケッチから決定されたプロファイルであり、前記第２の特性は前記２次元表現の第２の２次元表現で表現されたセグメントから決定されたプロファイルの深さであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記深さが、陰になったセグメントとして前記２次元表現で表されたセグメントから決定されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の特性は、２次元表現のテキストラベルに基づいて決定される測定値であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記構成要素を構築するステップは、前記第１のスケッチから決定された前記プロファイルを前記セグメントから決定された深さまで出すステップを含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記仮想表面は、前記３次元モデルを構築中の前記３次元モデリング空間のエリアを囲む仮想ガラス箱の表面を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記仮想表面のそれぞれは平面を含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
複数の平面は多面体を形成することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記多面体は長方形の平行六面体であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数の２次元表現は、前記複数の表面の１つではなく投影を含む補助ビューを含み、前記２次元表現を空間的に構成するための前記入力は、前記複数の他の仮想表面に関して補助平面を配向するための、また前記補助平面上で前記補助ビュー表現を配置するための入力を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記入力を受け取り、２次元投影を空間的に構成するためにステップは、入力を受け取り、前記２次元投影のうちの異なる１つの２次元投影でエンティティを関連付けるステップを含み、前記方法は、前記関連付けられたエンティティに基づいて前記２次元投影を空間的に構成するステップを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
データ記憶装置、プロセッサ、入力装置、および前記プロセッサに結合されたディスプレイとを含み、
前記データ記憶装置は、前記プロセッサに、
３次元オブジェクトの複数の２次元表現をモデリングシステムにインポートするステップであって、前記複数の２次元表現は、３次元空間に配置された、異なる平面上で見られる前記３次元オブジェクトの投影を含むステップと、
３次元モデリング空間に配置された複数の仮想表面上の前記複数の２次元表現を空間的に構成するためにユーザから入力を受け取るステップであって、前記仮想表面が、ユーザによって構築中の３次元モデルの投影がレンダリングされる表面に対応するよう配置されているステップと、
ユーザ選択と前記２次元表現のエンティティの操作とに基づいて前記３次元オブジェクトの前記３次元モデルを対話によって構築するステップであって、前記エンティティは前記仮想表面上に表示される前記２次元表現の構成要素であるステップと、
前記複数の２次元表現と前記３次元モデルとを同時に表示するステップと
を行わせる命令を含んでいることを特徴とするコンピュータ援用モデリングシステム。
【請求項１４】
オブジェクトのコンピュータモデルの構築のためのコンピュータで実施される方法であって、
同じコンピュータレンダリングされる表示空間において、オブジェクトの３次元モデルと前記オブジェクトの前記モデルの複数の２次元投影とを同時に表示するステップであって、前記複数の２次元投影が、前記オブジェクトの前記３次元モデルを含んでいる仮想筐体の表面上への投影として表現されるステップと、
前記表示された２次元投影からの前記エンティティのユーザ選択および前記エンティティのユーザ制御による操作によって、ユーザが前記２次元投影の幾何学的エンティティを対話によって変更することを可能にし、前記幾何学的エンティティに対する前記変更に応じて前記３次元モデルへの対応する変更を自動的に決定する編集ツールを使用して入力されたユーザ対話を処理するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記オブジェクトの前記３次元モデルで表示される前記オブジェクトのフィーチャを、前記２次元投影で表示される対応する幾何学的エンティティにパラメトリックに関連付けるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ユーザが前記オブジェクトの前記３次元モデルのフィーチャを対話によって変更することを可能にし、前記３次元モデルのフィーチャに対する変更に応じて前記２次元投影への対応する変更を自動的に決定する編集ツールを使用して入力されたユーザ対話を処理するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ユーザ選択幾何学的エンティティの第１のユーザ選択エンティティは、第１のセグメントを含み、前記３次元モデルの対応するフィーチャは、前記第１のセグメントの突出によって形成された第１の表面を含み、
ユーザ対話を処理して幾何学的エンティティを変更するステップは、前記第１のセグメントの前記形状を変更するステップを含み、
対応する変更を自動的に決定するステップは、前記変更された第１のセグメントの突出により形成された表面に前記第１の表面を変更するステップを含む
ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本願は、２００１年８月３１日出願の「Constructing 3D Models From 2D Data」という名称の米国仮出願第６０／３１６，７５０号の優先権を主張する。
【０００２】
コンピュータ援用設計（ＣＡＤ）ソフトウェアは、設計者が組み立て設計の複合３次元（３Ｄ）モデルを構築し操作することを可能にする。組み立て品モデルを作成するために複数の異なるモデリング技術を使用することができる。これらの技術は、立体モデリング、ワイヤーフレームモデリング、および表面モデリングを含む。立体モデリング技術は、３Ｄモデルのトポロジを提供し、これにより３Ｄモデルは相互連結した辺と面の集合となる。幾何学的に、３Ｄ立体モデルはトリムされた表面の集合であるが、これらの表面は辺によって境界の付けられた幾何学的な面に一致する。一方、ワイヤーフレームモデリング技術は、１つのモデルを単純な３Ｄ線の集合として表すために使用することができ、表面モデリング技術は、外面の集合を表すために使用することができる。ＣＡＤシステムは、これらの技術をパラメトリックモデリングのような他のモデリング技術と組み合わせることができる。パラメトリックモデリング技術は、１つのモデルの異なる構成部品に対して様々なパラメータを定義するために、また様々なパラメータ間の相互関係を定義するために使用することができる。立体モデリングとパラメトリックモデリングを組み合わせてパラメトリック立体モデリングをサポートするＣＡＤシステムとすることができる。
【０００３】
３Ｄオブジェクトをサポートすることに加え、ＣＡＤシステムは、２次元（２Ｄ）オブジェクト（３Ｄオブジェクトの２Ｄ表現であってよい）をサポートすることもできる。設計工程の様々な段階で２次元および３次元オブジェクトは有益である。モデルの３次元表現は、一般に、モデルを物理的に視覚化するために使用される。何故ならば、設計者は、３次元空間でそのモデルを操作し、そのモデルをいかなる想像し得る視点からでも視覚化できるからである。モデルの２次元表現は、一般に、モデルの設計を準備し、正式に文書化するために使用される。しかし、一部の市販のＣＡＤシステムは２Ｄ表現しかサポートしない。この場合、ユーザは、たとえ２Ｄ環境で作業していても頭の中で３次元空間内に３Ｄ表現を想像することができる場合がある。
【０００４】
３Ｄシステムでは、一部のタスクは、モデルの３Ｄ表現を直接操作するのではなく、モデルの２Ｄ表現を使用してさらに容易に実行される。例えば、限界寸法を指定するのは２Ｄ表現を使用した方が容易な場合がある。２Ｄ表現は３Ｄモデルの簡素化された画像である場合があるので、複合幾何学的形状を理解することも２Ｄ表現を使用した方が容易な場合がある。
【０００５】
設計分野では、ＣＡＤシステムは、補助ビューに加え、モデルの左側面、右側面、上面、下面、正面、および背面の正射２Ｄビューを提供することができる。これらのＣＡＤシステムは、モデルの各ビューを１つずつ別ウィンドウに表示させてシステムのディスプレイ上にモデルの複数のビューを同時に表示することができる。例えばＣＡＤシステムは、各ビューを１つずつ別ウィンドウに表示させて、１つのモデルの左、右、上、および下のビューを表示することができる。あるいは、ビューを同一ウィンドウ内に配列することができる。ある２Ｄビュー内の複数のオブジェクトが別の２Ｄビュー内の同一オブジェクトまたは異なるオブジェクトと物理的にどのように関係しているかを決定するために、設計者はその２Ｄビューを分析し、あるビュー内の複数のオブジェクトが別のビュー内の複数のオブジェクトに接続している箇所を発見し、頭の中で３Ｄモデルを構築する必要がある場合がある。設計者はあるビューを別のビューに関連させて３Ｄモデルを視覚化することが困難な場合がしばしばある。
【０００６】
３Ｄオブジェクトとその３Ｄオブジェクトの２Ｄ表現の間の関係を明確に理解するために、設計の学習者は「ガラス箱」の概念を教えられることがしばしばある。まずそのような学習者は、ガラス箱の中にある３Ｄオブジェクトを想像するよう指導される。次いでこの学習者は、そのガラス箱側面上に投影された３Ｄオブジェクトのビューがガラス箱の各側面上にあることを想像するよう教えられる。すなわち、ガラス箱の各側面上には３Ｄオブジェクトの２Ｄ表現があり、具体的には３Ｄオブジェクトの６つの正射２Ｄビューがガラス箱の左側面、右側面、下面、上面、正面、および背面に対応している。次いで学習者は、まるで誰かがガラス箱を包んでいる一枚の紙を丁寧に開けたているかのように、ガラス箱の６つの側面すべてが同一平面内に見えるまでガラス箱の６つの側面を展開することを想像するよう指導される。側面が展開されると、１つの平面がその３Ｄオブジェクトの６つの正射ビューすべてを含み、２Ｄ表現となる。
【０００７】
３Ｄモデルを２次元空間で想像することに加え、設計者は２Ｄ表現を３次元空間で想像すること、すなわち２Ｄ表現を３Ｄモデルに変換することを希望する場合がある。いくつかの最新の３Ｄ  ＣＡＤシステムは、２Ｄシステムで生成されたデータをインポートする手段を提供する。２Ｄデータをインポートした後、２Ｄデータは３Ｄモデルデータに変換される必要がある。一般に、２Ｄデータを３Ｄモデルに変換することに役立つ基本的なツールだけが提供され、多くの場合、２Ｄデータを３Ｄモデルデータに変換するために手動処理が使用される。通常、この手動処理は、１つのモデルの異なる２Ｄビュー間の空間的な相関関係を定義するために著しいユーザ対話を必要とする。
【０００８】
一般に、２Ｄデ−タの３Ｄモデルへの変換をサポートするＣＡＤシステムは、２Ｄデータを３Ｄデータに変換するためにユーザに一連の手動タスクを実行するよう要求する。２Ｄ表現を３Ｄモデルに変換するタスクは、インポートされた平面２Ｄデータを３Ｄ空間に配置するための単調な手動処理を必要とする場合がある。この処理は、各ステップがユーザのエラーまたはシステムエラーにさらされる複数の時間の掛かるステップを必要とする場合がある。これらのエラーは、異なる表示平面とこれらの平面上に置かれた幾何学形状との間の空間的関係の定義の手動という性質に起因する場合がある。これらの平面を手動で作成し、その平面上に幾何学形状を配置することは、３Ｄ配向および視覚化に高い快適度を要求する困難な処理である場合がある。さらに、２Ｄ表現を３Ｄモデルに変換する多くの設計者は、３Ｄ  ＣＡＤシステムを使用することに慣れていない場合があり、またこれを使用することを不便に感じる場合がある。さらに場合によっては、２Ｄから３Ｄへの変換処理のタスクに必要なツールの完全な集合は単一ソフトウェアパッケージで使用可能でないので、２Ｄから３Ｄへの変換処理の複雑さは増加する。
【０００９】
いくつかのＣＡＤシステムは、２Ｄデータを３Ｄデータに変換する自動化された方法を提供する。しかし多くの自動化されたツールは、正確さと信頼性の問題によりモデルのほんの一部に対して作業するのみである。２Ｄデータを３Ｄデータに変換する自動化された演算は、複合マッピングを処理する際に重大なエラーを持ち込む可能性がある。例えば、２Ｄビューは３Ｄ空間に正確に配置されない場合があり、また２Ｄビューが非プリズム３Ｄモデルを表す場合に相互に正確に配置されない場合がある。さらに、幾何学形状のオーバーラップや、幾何学形状が一致すべき場所に間隙が差し込まれるというような無効データ状態が発生する場合がある。正確さの問題の大部分は、図面を作成する設計者にとって２Ｄ図面の幾何学形状は図面の注釈よりも重要でないという事実によるものである（これは、多くの図面が図面を測定しないように指示を含んでいる理由である）。
【００１０】
既存のツールで２Ｄデータを３Ｄデータに手動で変換する際の困難さと、完全自動化された方法の正確さと信頼性の問題とにより、２Ｄから３Ｄへの変換サービスが現在市場に登場している。困難な場合のある処理を実行するために企業内資源を拡張するのではなく、設計者らが２Ｄソフトウェアアプリケーションから３Ｄソフトウェアアプリケーションに自分達のモデルをシフトしようと決定した場合に設計企業は変換サービスを使用することができる。２次元から３次元への変換サービスは複数の民間企業から提供されている。
【００１１】
ユーザが１つのモデルの２Ｄと３Ｄ表現で同時に作業することを可能にする機構は、２Ｄ図面を３Ｄオブジェクトとして解釈し、視覚化し、またその逆を行うこと、２Ｄおよび３Ｄ表現両方の支援による描画およびモデリング操作を実行すること、および２Ｄデータから３Ｄモデルを構築することの従来の問題を解決することに役立つ場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
モデルの２Ｄと３Ｄ表現間のマッピングは、複雑な組み立て構造が関係する場合には特に困難な処理である場合がしばしばある。この変換を容易にするために、ユーザが対話ウィンドウで１つのモデルの２Ｄと３Ｄ表現を見て関係付けることを可能にするツールが望まれる。そのようなツールは、３Ｄモデルと３Ｄモデルの２Ｄ表現との間の関連性に関するユーザの理解を向上させることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
２Ｄ投影と３Ｄモデルとを表すデータ間の変換を自動化するためのシステムおよび方法を本明細書で開示する。一部の実施態様では、これらのシステムおよび方法は、２Ｄデータを３Ｄデータに変換するために既存のツールを使用することに伴う困難さを低減するか、または解消することができる。一態様では、本発明は半自動変換方法を実施するシステムおよび方法を特徴としている。この変換方法は、自動化された２Ｄから３Ｄへの空間的な配置と、モデリングシステムとのユーザの対話によって導かれる空間的畳み込みとを含むことができる。実施態様は、設計者が変換処理の対話の役割を担う３Ｄ立体モデルの作成のための自動化機構も提供することができる。設計者との対話は、変換処理に設計者の好みと観点とを加味することを可能にすることによって２Ｄデータの３Ｄ空間への変換を向上させることができる。さらに、２Ｄと３Ｄモデルの間の変換の作成および正確さのユーザ制御は、ユーザに、モデル構築処理にユーザが介入することを可能にする対話型学習ツールを提供する。実施態様は、３Ｄ  ＣＡＤシステムユーザが２Ｄから３Ｄデータへのマッピングに示された３Ｄ空間関係を理解し、操作することを支援するソフトウェアを含めることができる。
【００１４】
本発明の１つまたは複数の実施形態の詳細を添付の図面および以下の説明に示す。実施態様は、１つのオブジェクトの２Ｄと３Ｄ表現の間を変換するために必要なステップを低減するか、または簡素化するツールを提供することができる。本発明の他の特徴、目的、および利点は、これら説明および図面から、また特許請求の範囲から明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、ＣＡＤシステムユーザ（通常は設計者）が、２Ｄと３Ｄアプリケーション環境間で切り替えることを必要とせずに、１つのモデルの２Ｄおよび３Ｄ表現で作業することを可能とすることによってコンピュータ援用設計（ＣＡＤ）システムの機能を改善する。実施態様は、ＣＡＤシステム出力ディスプレイ上に２Ｄと３Ｄ表現を同時に表示し、ＣＡＤユーザが２Ｄ表現または３Ｄ表現と対話することを可能にすることによって達成することができる。ユーザは、モデルの２Ｄ表現を使用して３Ｄ機能を実行し、モデルの３Ｄ表現を使用して２Ｄ機能を実行するようＣＡＤシステムに指示することができる。あるいは、本発明は、モデル化されたオブジェクトの２Ｄ表現と３Ｄ表現との間を変換し、またこれらの間の関係を理解することを支援する。ＣＡＤシステムは、コンピュータ化されたモデリングシステムによって規定され、表示された３Ｄモデルの２Ｄと３Ｄ表現の間の関係をさらに理解することを可能にするために、２Ｄ表現を畳み込んで３Ｄモデルとし、また３Ｄモデルを展開して２Ｄ表現とする動画のような表示技術も採用することができる。
【００１６】
本発明は、１つのモデルの２Ｄと３Ｄ表現の間の変換処理を自動化する。これにより、３Ｄの適用例に不慣れなユーザは、３Ｄ空間関係に完全に熟練するまで２Ｄと３Ｄデータの両方で作業することができる。本発明が利用する自動畳み込み処理は、２Ｄユーザがさらに能率のよい３Ｄ  ＣＡＤシステムに変更することを妨げる障壁を解消することに加え、２Ｄ表現での作業から３Ｄモデルでの作業への移行を容易にする。２Ｄから３Ｄへの自動畳み込み処理は、ユーザに２Ｄ表現を３Ｄモデルに、またその逆にマッピングする方法を教えることによって、ユーザが３次元空間で作業することがより快適になるためにも役立つ。
【００１７】
図１は、ＣＰＵ  １０２、ＣＲＴ  １０４、キーボード入力装置１０６、マウス入力装置１０８、および記憶装置１１０を含むコンピュータ化されたモデリングシステム１００を示している。ＣＰＵ  １０２、ＣＲＴ  １０４、キーボード１０６、マウス１０８、および記憶装置１１０は、共通して使用可能なコンピュータハードウェア装置を含むことができる。例えば、ＣＰＵ  １０２は、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）ベースのプロセッサを含むことができる。マウス１０８は、ＣＰＵ  １０２が実行中のソフトウェアプログラムにユーザがコマンドを発行するために押し下げることができる従来の左ボタンおよび右ボタンを有してよい。以下の説明から明らかになるように、他の適切なコンピュータハードウェアプラットフォームが適している。そのようなコンピュータハードウェアプラットフォームは、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ＮＴ、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）９５、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）９８、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）２０００、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ＸＰ、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ＭＥ、またはＵＮＩＸ（登録商標）オペレーティングシステムを操作することができることが好ましい。
【００１８】
コンピュータ支援設計ソフトウェアは記憶装置１１０に記憶されており、ＣＰＵ  １０２によってロードされ、実行される。このソフトウェアは、設計者が２Ｄまたは３Ｄモデルを作成し、修正することを可能にし、本明細書に記載の本発明の態様を実施する。ＣＰＵ  １０２は、３Ｄモデルおよび以下で詳述するその他の態様を表示するためにＣＲＴ  １０４を使用する。キーボード１０６およびマウス１０８を使用して、設計者は３Ｄモデル用のデータを入力し、修正することができる。ＣＰＵ  １０２は、キーボード１０６およびマウス１０８から入力を受理し、処理する。ＣＰＵ  １０２は、モデリングソフトウェアによって命令されるように、３Ｄモデルに関連付けられたデータと共に入力を処理し、ＣＲＴ  １０４に表示されるそのデータに対応する適切な変更を加える。ビデオおよびプリンタ装置のようなコンピュータ化されたモデリンシステム１００に追加のハードウェア装置を含めることができる。さらに、コンピュータ化されたモデリングシステム１００は、ハードウェアプラットフォーム１１２への通信を可能にするネットワークハードウェアおよびソフトウェアを含むことができる。
【００１９】
次に図２を参照すると、ＣＲＴ  １０４上の画像が詳細に示されており、ウィンドウ２４０を含んでいる。ウィンドウ２４０は、ワシントン州レドモンドのＭｉｃｒｏｓｏｆｔ社製のような従来の市販のソフトウェアプログラミングツールを使用して当業者の一人がプログラムすることができる従来のコンピュータ生成ウィンドウである。
【００２０】
コンピュータ生成３Ｄモデル２４２は、ウィンドウ２４０のモデリング部分２４４内に表示される。設計者は、従来の方法で３Ｄモデル２４２を構築し、修正することができる。３Ｄモデルが立体物に見えるように３Ｄモデルの表面をレンダリングすることができる。さらに、３Ｄモデル２４２の目に見える辺と陰になっている辺をそれぞれ表示するために３Ｄモデルを実線と破線を用いて表示することができる。実施態様は、フィーチャマネージャ設計ツリー２４６のような他のウィンドウ領域も含むことができる。フィーチャマネージャ設計ツリー２４６は、モデリング部分２４４に示すモデル２４２の視覚化および操作を支援する。
【００２１】
図３に示すように、３Ｄモデル２４２に加え、モデリング部分２４４は３Ｄモデル２４２の２Ｄ表現を含んでいる図面領域３０３も表示することができる。２Ｄ表現は、３Ｄモデル２４２の上部ビュー３０４、右ビュー３０８、正面ビュー３０６、および補助ビュー３１０を含むことができる。インポートされた２Ｄデータから２Ｄ表現を生成することができる。あるいは、正式な設計用図面の準備のために３Ｄモデリングシステムは３Ｄモデルから２Ｄ表現を生成することができる。
【００２２】
図４を参照すると、従来の３Ｄモデリングシステム４００のためのユーザの対話が示されている。従来の３Ｄモデリングシステム４００は、ＣＡＤユーザが３Ｄモデル４０２と対話すること、または３Ｄモデル４０４の２Ｄ表現と対話することを可能にする。ユーザは、３Ｄユーザインターフェース４０１を介して３Ｄフィーチャおよびモデルを作成し、閲覧し、かつ／または編集することを選ぶことによって３Ｄモデル４０２と対話することができる。あるいは、ユーザは、２Ｄユーザインターフェース４０３を介して１つまたは複数の３Ｄモデル４０４の２Ｄ表現（例えば、３Ｄモデルに関する２Ｄ幾何学形状および注釈）を作成し、閲覧し、かつ／または編集することができる。
【００２３】
本発明は、モデルの仮想ガラス箱の表現を生成する。従来の３Ｄモデリングシステムと異なり、仮想ガラス箱は１つのモデルの２Ｄと３Ｄ表現を組み合わせて１つのビューとし、設計者がそのビューと対話することを可能にする。ビューは、ビューの間の関係を常時維持しておくことに加え、３Ｄモデルとそのモデルの１つまたは複数の２Ｄ投影とを同時に同時に表示する。（３Ｄモデルおよび３Ｄモデルの２Ｄ投影を示し、以下で説明する図１１を参照のこと）さらに、仮想ガラス箱は、３次元ですべての２Ｄ描画操作を行うことを可能にする。
【００２４】
図５を参照すると、本発明を組み込んだモデリングシステム５００とのユーザの対話は、ＣＡＤのユーザが３Ｄモデル５０３および３Ｄモデル５０４の２Ｄビューと同時に対話することを可能にする。ユーザは、対話すべき投影（すなわち、２Ｄまたは３Ｄ）を選択する必要はない。そうではなく、ユーザは、仮想ガラス箱ユーザインターフェース５０１を使用して２Ｄ幾何学形状および注釈と同時に対話しながら、３Ｄフィーチャおよびモデルを作成し、閲覧し、かつ／または編集することができる。本発明の一実施態様では、３Ｄ表現と２Ｄ表現が同時に表示された場合、どちらかの表現との対話またはその修正をもう一方の表現に反映させることができる。３Ｄ表現が修正された場合、２Ｄ表現は仮想ガラス箱の側面上に再度その３Ｄ表現を投影することによって更新される。２Ｄ表現の２Ｄ幾何学的エンティティが修正され、その２Ｄエンティティが３Ｄモデルのフィーチャとパラメトリックな関係を有している場合（スケッチエンティティの場合のように）、３Ｄモデルが更新される。したがって、操作は双方向であり、２つの表現に関連する。
【００２５】
次に図６Ａを参照すると、長方形の平行六面体ガラス箱６００が畳み込まれた状態で示されている。１つの３Ｄモデルは、仮想ガラス箱６００内部に常駐することができる。３Ｄモデルの２次元ビューを仮想ガラス箱６００の側面上に投影することができ、これによって３Ｄモデルの左側面、右側面、下面、上面、正面、および背面を示す最高６つまでの２Ｄビューが作成される。当業者には、３Ｄモデルを３次元空間の平面上に投影する方法が理解されよう。
【００２６】
次に図６Ｂを参照すると、仮想ガラス箱６００が展開された状態で示されている。図６Ｂでは、仮想ガラス箱６００は、図６Ａに示した仮想ガラス箱６００の正面と一致する平面上に展開される。仮想ガラス箱６００を展開するために、仮想ガラス箱６００の各側面は９０°または−９０°回転される。各側面に対して、９０°または−９０°の回転は、仮想ガラス箱６００の別の側面に接続したまま維持されるべきその側面の辺と一致する軸を中心に行われる。回転の中心は回転軸と一致する辺にある。
【００２７】
図６Ｂでさらに説明すると、左側面６０３は、正面６０１に接続されたまま維持される辺と一致する軸を中心に９０°回転される。右側面６０４は、正面６０１に接続されたまま維持される辺を中心に−９０°回転される。上面６０２は、正面６０１の上部に接続されたまま維持される辺と一致する軸を中心に９０°回転される。下面６０５は、正面６０１の下部に接続された辺と一致する軸を中心に−９０°回転される。背面６０６は、下面６０５に加えられた−９０°の回転の効果により合計−１８０°の回転だけ下面６０５に接続されたように示される辺を中心に−９０°回転される。
【００２８】
図７を参照すると、流れ図は、仮想ガラス箱の側面上に３Ｄモデルを投影するために実行されるステップを示している。まず、仮想ガラス箱の寸法が指定される（ステップ７０２）。モデリングシステムは、寸法を指定するためにディフォルト値を有することができ、仮想ガラス箱の寸法に対する値を決定するために３Ｄモデルのサイズを自動的に計算しオフセット量を加算することができ、またはユーザが仮想ガラス箱の寸法に対する値を入力できるようにしてもよい。さらに、モデリングシステムは、長方形の平行六面体の仮想ガラス箱を表示し、寸法に満足するまでユーザがその長方形の平行六面体の辺および／または角を移動するためにマウスを使用することを可能にする。
【００２９】
仮想ガラス箱の寸法を指定するために別の方法が存在する。例えば、ユーザは、仮想ガラス箱の中心をその中心とするＸ、Ｙ、およびＺ軸を指定することができる。仮想ガラス箱の側面はこれら軸の１つに対する法線であり、ユーザが指定した距離だけオフセットしている。
【００３０】
仮想ガラス箱の寸法が指定されると、モデリングシステムは３Ｄモデルを囲む仮想ガラス箱を作成する（ステップ７０４）。仮想ガラス箱は長方形の平行六面体であってよい。この場合、３Ｄモデルの最高６つまでの正射ビューを仮想ガラス箱の各側面に投影することができ（ステップ７０６）、（例えば、長方形の平行六面体の一側面につき１つのビュー）、またはより簡素な画像の場合は、上、右、および正面ビューだけを投影することができる。あるいは、ユーザは、正射ビューのどれを仮想ガラス箱の側面に投影するかを指定することができる。
【００３１】
仮想ガラス箱は、長方形の平行六面体に加えて他の形状の形を取ることもできる。ユーズインターフェースは、ユーザに仮想ガラス箱の様々な形状についていくつかの選択肢を提供することができ、またユーザが仮想ガラス箱に独自の形状を指定することを可能にする。仮想ガラス箱が長方形の平行六面体以外の形状を取ることを可能にすることは、例えば２Ｄ補助ビューの表示に適応する。
【００３２】
１つのモデルの仮想ガラス箱表現は、ユーザがオブジェクトの２Ｄビューを３Ｄモデルに変換することも可能にする。２Ｄビューは仮想ガラス箱の側面に変形され、３Ｄモデルのスケッチとして働き、これにより、ユーザにモデルの３Ｄ空間構成への洞察を与える機構が提供される。２Ｄビューが仮想ガラス箱の側面上に変形されている間、本発明は、２Ｄビューを配置するために各２Ｄビューを動画方式で仮想ガラス箱の適切な側面上に畳み込むことができる。
【００３３】
本発明の実施態様は、２Ｄから３Ｄへの自動データ変換処理を提供する。これは、設計者が、１つのモデルの１つまたは複数の２Ｄビューをインポートし、２Ｄデータで表現された幾何学特性（例えば、輪郭線、突出、穴）に基づいて１つの３Ｄモデルを作成することを可能にする。２Ｄから３Ｄデータへの変換処理は、３Ｄ幾何学形状の作成を通して設計者を導く連続した半自動処理である。作成された３Ｄ幾何学形状はワイヤフレーム幾何学形状であっても立体幾何学形状であってもよい。２Ｄビューを表すデータは、個々の線または他の構造２Ｄエンティティが、インポート後の線、弧、および点の選択を可能にするＤＷＦフォーマットのような個別オブジェクトとして選択されることを可能にするフォーマットであることが好ましい。この場合、１つのビューの２Ｄオブジェクトを、３Ｄモデルに関する追加の空間および幾何学情報（例えば、形状、配置、および構成要素の寸法）を導出するために他の２Ｄビューの対応するオブジェクトと関連付けることができる。
【００３４】
半自動（すなわち、ユーザ対話型方式）変換方式は、設計者が、モデルを変換するために変換サービスを有償で使用せずに、３Ｄモデルを表す２Ｄデータを本当の３Ｄモデルに変換することに役立つ。半自動方式は、設計者に変換処理の対話の役割を与え、設計者が３Ｄモデルの作成と正確さを制御することを可能とし、それによって手動処理または全自動変換処理よりも２Ｄデータから３Ｄデータへの変換を高レベルで成功させる。設計者が３Ｄモデルの作成および正確さを制御することを可能にすることによって、設計者にどのフィーチャおよび寸法が特定の２Ｄ幾何学的エンティティによって駆動されるべきかを決定させるばかりでなく、設計者に３Ｄモデルで当該設計者の設計目的を獲得させる。半自動方式は、設計者に対話型学習ツールも提供し、所望に応じまたは必要に応じてモデル構築処理に設計者が介入することを可能にする。
【００３５】
２Ｄから３Ｄへのデータ変換処理は、２Ｄデータの３Ｄソフトウェア環境へのインポートを含む。３Ｄモデルフィーチャの作成を支援するために、変換処理はインポートされた幾何学形状に制約を自動的に追加することができる。例えば、線が他の線に対して垂直、水平、または平行のまま維持されるように線に論理的な制約を加えることができる。さらに、２Ｄデータの図面寸法は３Ｄモデルフィーチャの構築を支援することができる。例えば、２Ｄデータにテキストで指定された寸法はテキスト表現から実際の測定に（例えば、自動文字認識ソフトウェアを使用して、または寸法を定義するソフトウェアオブジェクトに含まれる数値を使用して）変換される。次いで実際の測定値を、カット突出、ボス突出、回転カット、回転ボス、ロフト、または一部を作成するために使用される他の操作の基礎として働くことのできる３Ｄ空間でスケッチを作成するために使用することができる。突出の深さを定義するために実際の測定を使用することもできる。さらに、陰線および構築線をよりよく識別するために、２Ｄデータで指定された線フォント（すなわち、陰線または破線のような線表示特性）を異なる線フォントにマッピングすることができる。
【００３６】
２Ｄデータおよび３Ｄデータ間の変換を２Ｄ−３Ｄ畳み込みツールによって支援することができる。２Ｄ−３Ｄ畳み込みツールは２Ｄデータから３Ｄモデルを構築するための自動化された処理である。２Ｄ−３Ｄ畳み込みツールは、２Ｄビューを表す２Ｄデータを分析し、３Ｄモデリング空間で２Ｄビューのそれぞれを空間的に配置する。畳み込みツールが一組の２Ｄビューを長方形の平行六面体構成のような一構成に空間的に配置する場合、３Ｄオブジェクトの仮想ガラス箱表現が構築される。仮想ガラス箱の側面として配置された２Ｄビューを、元の２Ｄデータから３Ｄモデルを作成するためにさらに操作することができる。
【００３７】
一般に、設計者は、３Ｄモデルの１つまたは複数のビューをＣＡＤシステムに指定する２Ｄデータのインポート後に２Ｄ−３Ｄ畳み込みツールを使用する。設計者は、どのビューが３Ｄモデルのどの側面または配向を表すかを指定することが必要である。
【００３８】
図８に示すように、本発明の一実施態様は、２Ｄビューに関する配向を示すためにツールバー８００を表示することができる。ツールバー８００は、ビューが正面、背面、左、右、上、下、または補助のビューかを指定するためのボタンを含んでいる。設計者は、例えば２Ｄビューの幾何学形状を選択することによって２Ｄビューを選択し、次いでツールバー８００の１つのボタン（例えば、正面ビューボタン８０２または補助ボタン８０４）を押し下げることによって配向を選択する。次いで畳み込みツールは、配向に関して選択されたボタンによって決定されたように３Ｄ空間の１つの平面を自動的に作成する。次いで２Ｄビュー幾何学形状は、その幾何学形状がその平面上にあるように変形される。モデルの複数のビューを相互に適切な平面上に正確に配置するためにこの処理を反復することができる。ビューは、いかなる標準ビュー（すなわち、正面、背面、左、右、下、および上）ならびに補助ビュー（すなわち、主要なＸ、Ｙ、およびＺ軸に平行でないビュー）および断面ビューとしても配置することができる。配向および配置の参照を可能にするために、１つまたは複数の追加エンティティ（例えば、別の２Ｄビューからの１つまたは複数のセグメント）を指定することによって補助ビューが投影される平面を指定することによって、補助ビューを配置することができる。
【００３９】
ツールバー８００は、３Ｄ空間で１つのビューを配向する機能に加えて他の機能を実行するためのボタンを含んでいてよい。ツールバー８００は、抽出スケッチボタン８０６、修復スケッチボタン８０８、位置合わせスケッチボタン８１０、ボス突出ボタン８１２、およびカット突出ボタン８１４を含む。ボタン８０６〜８１４の１つを押し下げた後で開始される機能については後述する。
【００４０】
再度図３を参照すると、ウィンドウ２４０は図面３０３が３Ｄモデリングシステムにインポートされた後の一部の２Ｄ図面３０３を含んでいる。２Ｄ図面３０３は、４つの２Ｄビュー３０４〜３１０から構成される。この４つのビューは部分の上部３０４、部分の正面３０６、部分の右側面３０８、および部分の補助ビュー３１０を描いている。補助ビューは、長方形の仮想ガラス箱の６つの側面のうちの１つに対応しない１つのビューである。部分の１つの３Ｄビューを形成するには、４つの２Ｄビュー３０４〜３１０が３Ｄ空間で相対的に配置される。設計者は、ガラス箱のどの側がウィンドウ２４０に表示される３つのビュー３０４、３０６、３０８のそれぞれによって表されるかを指定する。設計者は、３Ｄ空間の補助ビュー３１０を配向する必要もある。前述のように、１つのビューを配置するには、そのビューを選択して、３Ｄモデルの６つの側面のうちの１つを表すかまたは１つの補助ビューを表すツールバーのボタンを選択することができる。設計者が、１つのビューによってどの正射側面が表されているか、またはそのビューが補助ビューを表しているか否かを指定した後、そのビューは３Ｄ空間にマッピングされ、その向きに動画方式で移動する。一実施態様では、設計者は、そこからすべての他の平面を容易に定義できる第１の平面を定義するためにまず正面ビューを指定する必要がある。
【００４１】
各ビューを３Ｄ空間にマッピングすることは、各ビューが選択され配向が示された直後に行うことができる。したがって、各ビューは動画方式で独立して配置することができる。あるいは、すべての指定されたビューを動画方式で同時に配置することができる。あるいは、設計者は、３Ｄ空間へのビューの動画移動の速度を制御することができる。いくつかの実施態様では、ビューの配置は、異なるビューのパラメトリックデータ相互関連フィーチャを使用して、または指定フィーチャのユーザ選択により自動化することができる。例えば、第１のビューが識別子「Ａ１２３」のタグを付けたセグメント含んでおり、第２のビューが同じ識別子「Ａ１２３」のタグを付けたセグメントを含んでいる場合、モデリングシステムは、その２つのセグメントがモデリングされたオブジェクトの共通の辺であることを認識する。いくつかの実施態様では、データ（例えば、パラメトリックデータ）がビューを自動的に関係付けるために使用不可能である場合、設計者は第１のビューのセグメントと第２のビューの対応するセグメントを選択することができ、次いでそれらのセグメントを異なるビューに関連付けるためにＣＡＤシステムに入力を提供することができ、したがってＣＡＤシステムはビューを自動的に相対的に配置することができる。一般に、より多くのフィーチャが関係付けられるので（例えば、パラメトリックな関係またはユーザ関係）、異なるビューのフィーチャと一致し、ビューを相互関連付け、３Ｄオブジェクトの幾何学形状を導出するＣＡＤシステムの能力は向上する。
【００４２】
図９は、２Ｄ−３Ｄ畳み込み処理の一実施態様の流れ図である。まず２Ｄデータがアプリケーションプログラムにインポートされる（ステップ９０２）。次いで設計者は、ある２Ｄビューを表す幾何学形状を選択する（ステップ９０４）。次いで２Ｄビューにおけるそのデータの３Ｄ配向が、例えば図８に示す正面ビューボタン８０２または補助ボタン８０４ボタンのようにその配向を図式的に強調するユーザインターフェースボタンを選択することによって選択される（ステップ９０６）。３Ｄ配向は、６つの標準正射ビューのうちの１つ、１つの補助ビュー、または１つの断面ビューであってよい。選択された３Ｄ配向は、その幾何学形状が畳み込まれるべき方向を指定する。畳み込みは、２Ｄビューを３Ｄ配向に回転し、場合によっては翻訳する変形を適用することによって達成することができる。断面または補助ビューの場合、設計者は、断面線を示し、または補助ビューが平行になるべき平面を示すために別のビューから１つの参照を選択する（ステップ９０８）。次いで幾何学形状は３Ｄ配向に畳み込むことができるが、これは動画方式で行うことができる（ステップ９１０）。追加ビューが畳み込まれるべきであるとプロセス９００が判定した場合（ステップ９１２）、追加ビューのために幾何学形状を畳み込むためにステップ９０４〜９１０が反復される。
【００４３】
３Ｄ空間へのビューの畳み込みは、各ビューが選択され、配向が示された後（ステップ９１０）、またはすべてのビューが選択され、実施態様またはユーザの好みに従って配向が示された後に行われる（すなわち、ステップ９１０をステップ９１２の後で行うことができる）。モデルの２Ｄ表現とモデルの３Ｄ表現との間の空間的な関係に関してユーザにフィードバックを提供するよう、畳み込みを視覚化するために使用される動画速度を調製することができる。例えば、ユーザはパラメータの設定を制御することができ、このパラメータの設定は動画速度を制御する。合計動画時間に関する異なる速度レベルは、約１秒、約３秒、または約５秒であってよい。
【００４４】
図１０ａおよび１０ｂは、陰影を付けた仮想ガラス箱の側面をそれぞれが伴う場合と伴わない場合のある４つのビュー３０４〜３１０が３Ｄ空間にマッピングされた後のウィンドウ２４０を示す。図１０ｂでは、図面３０３はビューアにビューの３Ｄ位置を明確に表示するために回転されている。ビューが３Ｄ空間に配置されている場合、設計者が３Ｄ空間で相互に２Ｄビューの空間表現を視覚化することを支援するためにそのビューは相互に接触していない。この場合、設計者は３Ｄ空間で配向された２Ｄビューから３Ｄモデルを構築することができる。３Ｄ空間で配向された２Ｄビューは、設計者が対話することのできる３Ｄモデルのスケッチである。本明細書で使用されるスケッチは、１つの平面上にある（曲線、直線、および弧のような）２Ｄ幾何学形状の集合であり、（平行、正接、および線形距離制約のような）２Ｄ幾何学形状の制約である。設計者は、３Ｄモデルを定義するために１つのスケッチに表示されるいかなる幾何学的エンティティをも使用することができる。例えば、設計者は、上部輪郭３１２を所与の距離だけ下方に突出させることによって図２に示す３Ｄ部分２４２のベースを作成することができる。これを達成するために、設計者は、突出の深さを指定するために、ユーザインターフェースから（図８に示すボス突出ボタン８１２のような）ボス突出コマンドを選択し、部分３０４の上面から輪郭３１２を選択し、部分３０６の正面の下セグメント３１４を選択することができる。次いでモデリングシステムは、下セグメント３１４への距離に等しい距離だけ輪郭３１２を突出させる。円柱ボスを作成するには、設計者はユーザインターフェースから（図８に示すボス突出ボタン８１２のような）ボス突出コマンド、補助ビュー３１０のスケッチ、次いで上部輪郭３１２を突出させることによって作成された３Ｄフィーチャの上面を選択することができる。
【００４５】
図１１は、４つの包囲する２Ｄビュー３０４〜３１０を使用して構築された３Ｄモデル２４２を含んでいるウィンドウ２４０を示す。図１１に示す３Ｄモデルおよび２Ｄ投影の画像は、補助投影３１０を含み、下、背面、および右２Ｄビューを含まない仮想ガラス箱表現である。
【００４６】
畳み込みツールに加え、本発明は２Ｄから３Ｄへの変換処理を制御する際に使用するための他の変換ツールも提供する。これらの変換ツールは、３Ｄ空間で幾何学形状を位置合わせするための位置合わせツール、幾何学形状をクリーンアップするための（例えば、ギャップを除去し、小さなラインセグメントを集合させて単一エンティティとし、オーバーラップしている幾何学形状を解消するための）修復ツール、および３Ｄフィーチャを作成するために有益な部分集合に幾何学形状を再分割するための抽出スケッチツールを、２Ｄスケッチまたはワイヤフレーム幾何学形状部分集合から立体フィーチャを作成するためのプロファイルを抽出するツールに加えて含む。
【００４７】
一実施態様で実行することができる特定の機能は、２Ｄデータのフォーマットによって異なる場合がある。例えば、３Ｄモデルの対応するフィーチャの作成を導出するために、例えば対応するフィーチャのサイズを自動的に設定することによるなどして特定フィーチャのサイズを示す注釈を含んでいる２Ｄデータを使用することができる。一方、フィーチャのサイズを２Ｄデータから導出することができない場合、設計者は手作業でそのサイズを入力する必要がある場合がある。（注釈のような）メタデータがデータ表現フィーチャに（例えば、表面の辺を表すベクトルデータに）パラメトリックに付随している２Ｄデータフォーマットは、そのフィーチャに関する有用なデータの抽出を容易にすることができる。
【００４８】
位置合わせツールは、設計者が３Ｄフィーチャを作成することを支援する。位置合わせツールは、一般に、複数の２Ｄビューが３Ｄ空間に畳み込まれ、したがって３Ｄモデルを構築するために使用することができるスケッチになった後で使用される。位置合わせツールは、設計者がフィーチャを作成する前に選択された複数のスケッチを位置合わせする。位置合わせスケッチボタン８１０のようなユーザインターフェースボタンは、位置合わせツールに対するユーザアクセスを提供することができる。一実施態様では、ユーザは、位置合わせスケッチボタン８１０を選択し、次いで２つのスケッチを選択する。選択された第１のスケッチは２番目に選択されたスケッチと位置合わせするよう移動する。位置合わせは、異なるビューの共通セグメントを選択し、次いでＣＡＤシステムに共通セグメントを相対的に配置し、またそのセグメントが投影される仮想ガラス箱の側面に対して配置するよう命令することによって制御することができる。
【００４９】
修復ツールは、設計者が３Ｄモデルを構築するために使用中のスケッチを修復することを可能にする。修復ツールは、ギャップを除去し、小さいラインセグメントを集合させて単一エンティティとし、オーバーラップしている幾何学形状を解消するために使用することができる。スケッチを修復することにより、フィーチャが３Ｄモデルで作成される際に問題の原因となる場合のあるエラーをしばしば訂正することができる。例えば、いくつかの突出操作は閉じたプロファイルでのみ動作する。エラーが検出された際にいくつかの操作（例えば、ボス突出およびカット突出）は自動的にスケッチを修復することができるが、いくつかのエラーは設計者によって発見された後で修復されなければならない場合がある。修復を必要とする状況が検出された場合、可能性のある問題を示し、自動的にスケッチを修復することを提案するダイヤログで警告メッセージが表示される。これに応答して、設計者は、そのダイヤログのＯＫボタンを単に押し下げて、修復が行われるべきであることを示すことができる。設計者は、自分で問題に気付いた場合にスケッチを修復することもできる。設計者は、ユーザインターフェースから、例えば図８に示す修復スケッチボタン８０８を選択するなどにより修復ツールを単に選択し、どの幾何学形状が修復を必要としているかを示すことができる。
【００５０】
抽出スケッチツールは、設計者がスケッチの特定エレメントを分離することを可能にする。設計者が特定エレメントを分離することを希望する１つの理由は、３Ｄモデルで１つのフィーチャを作成するために特定エレメントだけが必要だからである（例えば、その部分のベースを作成するために使用される図１０ａおよび１０Ｂの輪郭３１２）。さらに、一度１つのスケッチの特定エレメントが分離されると、１つのフィーチャが作成される前にそれらのエレメントを修正することができる。図８に示す抽出スケッチボタン８０６のようなユーザインターフェースボタンは、抽出スケッチツールへのユーザアクセスを提供することができる。
【００５１】
３Ｄオブジェクトを作成するためのプロファイルを抽出するためにツールが提供される。突出ツールは、部分にマテリアルを追加するボス突出ツール、および部分からマテリアルを差し引くカット突出ツールを含む。ボス突出ツール８１２およびカット突出ボタン８１４のようなユーザインターフェースボタンは、ボス突出およびカット突出ツールへのユーザアクセスをそれぞれ提供することができる。
【００５２】
２Ｄスケッチから３Ｄオブジェクトを構築するために使用される他の方法は、プロファイルの一掃とプロファイルの回転とを含む。プロファイルの識別後、一掃操作がそのプロファイルを１つの経路に沿って移動する。経路を指定するために、設計者は、一掃されるべきプロファイルに垂直な仮想ガラス箱の１側面上のスプラインを選択するか、または作成することができる。回転操作は、あるプロファイルが定義される側面に垂直な仮想ガラス箱の１側面上の１点を選択することによって指定することのできる軸を中心にそのプロファイルを回転する。この１点は、それを中心にプロファイルを回転させることができる軸の先端を表す。一般に、一度２Ｄビューが３Ｄ空間で空間的に配置されたスケッチになると、２Ｄオブジェクトから３Ｄオブジェクトを作成するＣＡＤシステムで使用可能ないかなるコマンドでも３Ｄモデルを構築するために使用することができる。
【００５３】
本発明は、設計者が幾何学形状を選択するために様々な技術を利用することを可能にする。設計者が第１の点から第２の点にカーソルをドラッグすることによって所望の幾何学形状の周囲に四角形を描く、箱選択技術を使用することができる。別の選択技術は、セグメントのような単一エンティティが、その単一エンティティだけが選択されるように選択されることを可能にする。
【００５４】
接続されたエンティティを高速に選択するために特に有用な、本明細書でチェーン選択と称するさらに別の選択技術は、ユーザが複数の接続されたセグメントを選択することを可能にする。一組の接続されたエンティティを削除し、１つのプロファイルを指定するために１つの輪郭を選択し、または選択されるべき場合のある一組の接続されたエンティティによって他の機能を実行するために、チェーン選択を使用することができる。このチェーン選択技術は選択されたセグメントのエンドポイントを発見する。次いですべてのスケッチエンティティは、他のスケッチエンティティのいかなるエンドポイントでも選択されたセグメントのそれと同じか否かを確認するために分析される。同じエンドポイントを有するスケッチされたエンティティは集合的選択のメンバーにもなる。メンバーでないスケッチエンティティは、他のスケッチエンティティのいかなるエンドポイントでも新しいメンバーと同じか否かを確認するためにもう一度分析される。新しいメンバーと同じである場合、それら他のスケッチエンティティも集合的選択のメンバーになる。このチェーン選択処理は、その集合内のすべてのスケッチされたエンティティがその集合以外のいかなるスケッチエンティティとも共通エンドポイントを共有しないことが分かるまで続行される。
【００５５】
最初からモデルを構築するか２Ｄデータをインポートするかにかかわらず、設計者が一度３Ｄモデルを有すると、そのモデルと２Ｄと３Ｄで同時に対話することは有益である。モデルの２Ｄおよび３Ｄ表現との同時対話は、設計者が３Ｄモデルの２Ｄビュー間と、２Ｄビューと３Ｄモデルとの間の関係を理解することに役立つ。さらに、断面線は１つまたは複数の２Ｄビュー内と３Ｄモデル内で強調することができる。設計者は、２Ｄだけでなく、同時に３Ｄでも従来の描画操作の効果を見ることによる恩恵を受けることもできる。このような従来の描画操作は、２Ｄビューでの限界寸法、ブレークアウトビューの深さ、および１つの平面の背後に定義され、陰になっている可視領域を指定することを含むことができる。
【００５６】
ブレークアウトビューは、除去された部分の背後に何があるかがユーザに見えるようにモデルの一部を指定された深さだけ除去することによって作成されるモデルの２Ｄビューである。この動作は、一般に２Ｄ環境で実行される。２Ｄ環境では、ユーザはどれだけ深くまでカットするかを常に認識しているわけではない。何故ならば、従来の２Ｄビューで不明瞭なモデルの配列が見えないからである。仮想ガラス箱は、ユーザがさらに容易にブレークアウトビューを指定することを可能にする。何故ならば、ユーザは仮想ガラス箱内の３Ｄオブジェクトを見て、例えばブレークアウトビューのアウトラインがスケッチされる側面に垂直な仮想ガラス箱の一側面上の１点を選択することによるなどしてカットの深さを指定することができるからである。
【００５７】
可視領域は、設計者が閲覧を希望する１つのモデルの部分である。しばしば、領域は他の組み立て構成部品または一部のフィーチャの陰になるので、設計者は見えるようにすべき１つの領域を指定することを希望することができる。仮想ガラス箱を使用することによって、その可視領域を定義するために表面または平面を動的に配置することにより３Ｄ内でその領域を容易に定義することができる。この場合、可視領域を仮想ガラス箱の一側面上に投影することができる。
【００５８】
上記説明は仮想ガラス箱の形状として長方形の平行六面体にしばしば言及したが、仮想ガラス箱はいかなる多面体の形状のような他の形状をも取ることができる。多面体は、多面体の表面を共に形成する複数の平面を指定することによって定義することができる。いくつかの実施態様では、投影は、非限定的な実施例により円筒のような多面体以外の形状の表面上に対してであってもよい。円筒形の仮想ガラス箱はシートメタル部品に対応することができ、展開されると設計者がその部品を作るためにそのシートメタルをどのようにカットすべきかを理解するのに役立つ。したがって、多くの形状を同様に使用することができるが、これらは「仮想ガラス箱」という用語に含まれる。同様に、場合によっては、仮想ガラス箱は３Ｄモデルを完全に囲まない場合がある。例えば、仮想ガラス箱の表面がモデルを二等分する場合がある。何故ならば、その仮想ガラス箱はモデルの補助または断面ビューに対応しているからである。
【００５９】
いくつかの実施態様では、モデリングソフトウェアの基礎となるデータ構造はパラメトリックに振舞う。例えば、ＣＲＴ  １０４上にモデルの一部として表示された幾何学形状、表示属性、および注釈は、設計者がモデルを変更した際に適宜更新される。したがって、オブジェクトの頂点が移動された場合、矢印を有する注釈とオブジェクトの頂点を指し示すリーダーもそれに応じて移動する。寸法もパラメトリックに振舞う。例えば、基礎となるモデルにおける変更はＣＲＴ  １０４上に２Ｄビューで表示される寸法に影響を与える場合がある。次いでこの寸法は、寸法の位置および寸法値を含めて適宜更新される。パラメトリックモデリングシステム（または、パラメトリック立体モデリングシステム）は、設計の所望のフィーチャが保持されるか、または他のフィーチャに変更がなされた場合に適切に修正されることを保証する。
【００６０】
一実施態様では、仮想ガラス箱は、トポロジおよび表面接続性を提供する立体モデルとしてモデリングシステムに表される。したがって、仮想ガラス箱は共通の辺を共有する面を有する。
【００６１】
立体モデリングシステムでは、モデリングされたオブジェクトを立体モデル構成要素の組み立て品（すなわち、部品および部分組み立て品）として構築することができる。立体モデルは、相互に１つまたは複数の構成要素の定義をパラメトリックに制約する相互関係を有することができる。２つの構成要素の間にパラメトリックに制約された相互関係が存在する場合、１つの構成要素の幾何学的フィーチャを変更することによって他の構成要素の幾何学的フィーチャを変更することができる。例えば、ボルトなど、留め具のような構成要素を、穴の直径の増減に応じてボルトの直径が増減するような方法で穴のフィーチャによってパラメトリックに制約することができる。
【００６２】
本発明は、デジタル電気回路またはコンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはこれらの組み合わせの形式で実施することができる。本発明の装置は、プログラム可能なプロセッサによって実行するために機械可読記憶装置で有形に実現されたコンピュータプログラム製品の形式で実施することができる。また本発明の方法のステップは、入力データを操作し出力を生成することによって本発明の機能を実行するための命令のプログラムを実行するプログラム可能なプロセッサによって実行することができる。本発明は、データ記憶システム、少なくとも１つの入力装置、および少なくとも１つの出力装置からデータおよび命令を受け取り／にデータおよび命令を送るように結合された少なくとも１つのプログラム可能なプロセッサを含む、１つのプログラム可能システムで実行可能な１つまたは複数のコンピュータプログラムの形式で有利に実施することができる。各コンピュータプログラムは、高レベル手順の、またはオブジェクト指向プログラム言語で、または適宜アセンブリまたは機械言語で実施することができる。いずれにせよ、言語はコンパイラ言語またはインタプリタ言語であってよい。適切なプロセッサは、一例として汎用および専用マイクロプロセッサの両方を含む。一般に、プロセッサは、読み取り専用メモリおよび／またはランダムアクセスメモリから命令およびデータを受け取る。コンピュータプログラム命令およびデータを有形に実現するのに適した記憶装置は、一例として、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、およびフラッシュメモリ装置のような半導体メモリ装置、内部ハードディスクおよび取り外し可能ディスクのような磁気ディスク、光磁気ディスク、およびＣＤ−ＲＯＭディスクを含む不揮発性メモリのすべての形式を含む。上記のどれでも、特注設計のＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって補い、またはこれに組み込むことができる。
【００６３】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明した。しかし、本発明の趣旨および範囲を逸脱せずに様々な修正形態を行うことができることを理解されたい。例えば、畳み込み処理は動画でなく行うことができる。実施態様は実行される動作の順番を変更することができる。例えば図９で、動作９０４を動作９０６の直後に実行し、次いで動作９０８を続け、また動作９１０を動作９１２の直後に実行してすべてのビューの畳み込みが同時に行われるようにすることができる。追加機能（例えば、インポートされた２Ｄ画像からの曲線の抽出を可能にするための２Ｄビットマップ画像で辺および他のフィーチャを検出する機能）を加えることができる。一実施態様のニーズに応じて、本明細書に記載の特定の動作を１つの組み合わせた動作として実施し、除去し、追加し、または他の方法で再構成することができる。本明細書で開示した本発明は、機械設計ではなくアプリケーションに対処するＣＡＤソフトウェアの形式で実施することもできる。したがって、他の実施形態も首記の特許請求の範囲に含まれる。分かりやすくするために、２次元投影で表示されるモデリングされたオブジェクトの部分を示すために幾何学的「エンティティ」という用語を使用し、３次元モデルの構成要素として表示されるモデリングされたオブジェクトの部分を示すために「フィーチャ」という用語を使用していることに留意されたい。この場合、２次元表現の幾何学的「エンティティ」と３次元モデルの「フィーチャ」との間には直接的な対応があることになる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】コンピュータシステムを示す図である。
【図２】ＣＲＴ上に表示された３Ｄモデルを示す図である。
【図３】２Ｄ図面を示す図である。
【図４】従来型３Ｄモデリングシステムに関するユーザの対話を示す図である。
【図５】本発明を組み込むモデリングシステムとのユーザの対話を示す図である。
【図６Ａ】畳まれた状態の仮想ガラス箱を示す図である。
【図６Ｂ】展開された状態の仮想ガラス箱を示す図である。
【図７】仮想ガラス箱の側面上に３Ｄモデルを投影させる処理の流れ図である。
【図８】ツールバーを示す図である。
【図９】畳み込み処理の流れ図である。
【図１０ａ】仮想ガラス箱の側面にマッピングされた４つのビューを示す図である。
【図１０ｂ】仮想ガラス箱の側面にマッピングされた４つのビューを示す図である。
【図１１】３Ｄモデルおよび３Ｄモデルの２Ｄ投影を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2005502111.tif 000053
【国際調査報告】
2005502111.tif 000054
2005502111.tif 000055