(57)【要約】【課題】面など確認したい形状要素が画面いっぱいに表示されるように対象３次元形状モデルを拡大表示することにより曲面間に隙間が発生していることを容易に確認できる３次元形状表示技術を提供する。【解決手段】３次元形状モデルを拡大表示する３次元形状表示方法において、指定された検索条件に合致する形状要素のリスト・検索結果リストを作成し（Ｓ３）、その検索結果リスト中から例えば１番目の形状要素を選択し（Ｓ５）、選択された形状要素が表示装置の画面いっぱいに表示されるように対象３次元形状モデルを拡大表示するために必要な視点情報を算出し（Ｓ６）、選択された形状要素をその視点情報に基づいて画面いっぱいに表示させる（Ｓ７）構成にした。さらに、前記検索結果リスト中から次の形状要素を一つずつ順次選択し、選択された形状要素を前記視点情報に基づいて画面いっぱいに表示させる（Ｓ８、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ６のルート）構成にした。【選択図】　　　図２
2004070506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象３次元形状モデルを拡大表示することができる３次元形状表示システムにおいて、
指定された検索条件に合致する形状要素のリストである検索結果リストを作成するリスト作成手段と、該リスト作成手段の検索結果リストから選択された形状要素が表示装置の全画面領域に表示されるように前記対象３次元形状モデルを拡大表示するために必要な視点情報を算出する視点情報算出手段と、を備え、
前記検索結果リスト中から選択された一つの形状要素を、前記視点情報算出手段により算出された視点情報に基づいて表示装置の全画面領域に表示させることを特徴とする３次元形状表示システム。
【請求項２】
請求項１記載の３次元形状表示システムにおいて、前記検索結果リスト中から任意の形状要素を一つずつ順次選択する候補選択手段を備え、該候補選択手段により形状要素が選択されたとき、選択された形状要素を、前記視点情報算出手段により算出された視点情報に基づいて表示装置の全画面領域に表示させることを特徴とする３次元形状表示システム。
【請求項３】
対象３次元形状モデルを拡大表示する３次元形状表示方法において、指定された検索条件に合致する形状要素のリストである検索結果リストを作成し、作成されたその検索結果リスト中から一つの形状要素を選択し、選択された形状要素が表示装置の全画面領域に表示されるように前記対象３次元形状モデルを拡大表示するために必要な視点情報を算出し、選択された形状要素を算出された視点情報に基づいて前記全画面領域に表示させることを特徴とする３次元形状表示方法。
【請求項４】
請求項３記載の３次元形状表示方法において、前記検索結果リスト中から任意の形状要素を一つずつ次候補として順次選択し、選択された形状要素を前記視点情報に基づいて表示装置の全画面領域に表示させることを特徴とする３次元形状表示方法。
【請求項５】
請求項４記載の３次元形状表示方法において、前記検索結果リスト中から任意の形状要素を前候補として順次選択し、選択された形状要素を前記視点情報に基づいて表示装置の全画面領域に表示させることを特徴とする３次元形状表示方法。
【請求項６】
請求項４または請求項５記載の３次元形状表示方法において、次候補または前候補を選択することにより前記検索結果リストの最後または最初まで表示し終えたときに、前記検索結果リストの最初または最後からもう一度表示しなおすかどうかを選択可能にしたことを特徴とする３次元形状表示方法。
【請求項７】
請求項３乃至請求項６のいずれか１項に記載の３次元形状表示方法において、前記検索結果リストに含まれる形状要素を表示しているときに、現在表示している形状要素が前記検索結果リスト中の何番目の形状要素であるかを表示することを特徴とする３次元形状表示方法。
【請求項８】
請求項７記載の３次元形状表示方法において、前記検索結果リストに含まれる形状要素を表示しているときに、さらに、前記検索結果リストに含まれる形状要素の総数を表示することを特徴とする３次元形状表示方法。
【請求項９】
請求項３乃至請求項８のいずれか１項に記載の３次元形状表示方法において、検索表示を終了するときに、現在表示している視点情報を保持したまま終了するか、検索表示を開始する前の視点情報に戻して終了するかを選択可能にしたことを特徴とする３次元形状表示方法。
【請求項１０】
情報処理装置上で実行されるプログラムにおいて、請求項３乃至請求項９のいずれか１項に記載の３次元形状表示方法によった３次元形状表示を実行させるようにプログラミングされていることを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
プログラムを記憶した記憶媒体において、請求項１０記載のプログラムを記憶したことを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、専用の３次元形状処理装置や汎用の情報処理装置上で実行される３次元形状処理方法に係わり、特に、効果的な視覚化で形状の検索結果を確認できる３次元形状表示方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、製品を設計する際にＣＡＤ／ＣＡＭシステムなど３次元形状処理システムを積極的に利用するようになってきた。その際、設計の上流工程であるデザインから下流工程である製造・生産まで各工程でおこなわれるすべての作業をある特定（一つ）の３次元形状処理システムだけでおこなうことは不可能であるので、複数の３次元形状処理システムの間で３次元形状データがやりとりされている。例えば、デザイン部門で作成された製品外装の３次元形状データを設計部門で使用する製品設計ＣＡＤシステムに読み込んだり、製品設計ＣＡＤシステムの３次元形状データを金型設計用のＣＡＤ／ＣＡＭシステムに読み込んだりといった作業がおこなわれているのである。
このように異なる３次元形状処理システムの間で３次元形状データをやりとりする手段としては、ＩＧＥＳフォーマットファイルが広く使われており、３次元形状データ交換の標準フォーマットと認知されている。しかしながら、標準フォーマットとして広く利用されているＩＧＥＳフォーマットを用いても、異なる３次元形状処理システム間でデータ交換をおこなうときには問題が発生することが多い。これは、３次元形状処理システムの持つ許容誤差の値がシステムごとに異なることが主な原因である。許容誤差とは、ある閾値以下の数値は０であるとみなすためのものであり、二つの幾何形状の一致判定に使用されている。例えば、許容誤差が０．００１であるシステムＡと許容誤差が０．０００００１であるシステムＢの間でのデータ交換を考えると、システムＡで０であるとみなされる値、例えば０．０００５がシステムＢでは０とみなされない。このような許容誤差の値の違いにより、あるシステムで一致しているとみなされる幾何要素が別のシステムでは一致していないとみなされるケースが発生するので、あるシステムでは一致しているとみなされていた二つの曲面の境界が別のシステムでは離れてしまい、その間に微小な隙間が発生してしまうといった現象が起こる。
許容誤差の値が異なっている場合でも、曲面間に微小な隙間を発生させないようなデータ交換機能が広く望まれているが、あらゆる形状データに対応できるようにすることは事実上困難である。そのため、データ交換時に曲面間に隙間が発生したことを容易に確認でき、データ交換後に微小な隙間を削除できる機能が必要とされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術においては、データ交換時などに曲面間に隙間が発生していることを容易に確認することができないという問題があった。
本発明の目的は、このような従来技術の問題を解決することにあり、具体的には、面や稜線など確認したい形状要素が表示装置の画面いっぱいに表示されるように対象３次元形状モデルを拡大表示することにより曲面間に隙間が発生していることを容易に確認することができる３次元形状表示技術を提供することにある。データ交換などで発生してしまう隙間の位置を確認するためには、隙間を構成するループを含む検索結果リストを作成し、その検索リストに含まれるループを順番に表示装置の画面いっぱいに表示すれば、形状に存在する隙間の位置と形を簡単に確認することができるのである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、対象３次元形状モデルを拡大表示することができる３次元形状表示システムにおいて、指定された検索条件に合致する形状要素のリストである検索結果リストを作成するリスト作成手段と、該リスト作成手段の検索結果リストから選択された形状要素が表示装置の全画面領域に表示されるように前記対象３次元形状モデルを拡大表示するために必要な視点情報を算出する視点情報算出手段と、を備え、前記検索結果リスト中から選択された一つの形状要素を、前記視点情報算出手段により算出された視点情報に基づいて表示装置の全画面領域に表示させることを特徴とする。
また、請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記検索結果リスト中から任意の形状要素を一つずつ順次選択する候補選択手段を備え、該候補選択手段により形状要素が選択されたとき、選択された形状要素を、前記視点情報算出手段により算出された視点情報に基づいて表示装置の全画面領域に表示させることを特徴とする。
また、請求項３記載の発明では、対象３次元形状モデルを拡大表示する３次元形状表示方法において、指定された検索条件に合致する形状要素のリストである検索結果リストを作成し、作成されたその検索結果リスト中から一つの形状要素を選択し、選択された形状要素が表示装置の全画面領域に表示されるように前記対象３次元形状モデルを拡大表示するために必要な視点情報を算出し、選択された形状要素を算出された視点情報に基づいて前記全画面領域に表示させることを特徴とする。
【０００５】
また、請求項４記載の発明では、請求項３記載の発明において、前記検索結果リスト中から任意の形状要素を一つずつ次候補として順次選択し、選択された形状要素を前記視点情報に基づいて表示装置の全画面領域に表示させることを特徴とする。
また、請求項５記載の発明では、請求項４記載の発明において、前記検索結果リスト中から任意の形状要素を前候補として順次選択し、選択された形状要素を前記視点情報に基づいて表示装置の全画面領域に表示させることを特徴とする。また、請求項６記載の発明では、請求項４または請求項５記載の発明において、次候補または前候補を選択することにより前記検索結果リストの最後または最初まで表示し終えたときに、前記検索結果リストの最初または最後からもう一度表示しなおすかどうかを選択可能にしたことを特徴とする。
また、請求項７記載の発明では、請求項３乃至請求項６のいずれか１項に記載の発明において、前記検索結果リストに含まれる形状要素を表示しているときに、現在表示している形状要素が前記検索結果リスト中の何番目の形状要素であるかを表示することを特徴とする。
また、請求項８記載の発明では、請求項７記載の発明において、前記検索結果リストに含まれる形状要素を表示しているときに、さらに、前記検索結果リストに含まれる形状要素の総数を表示することを特徴とする。
また、請求項９記載の発明では、請求項３乃至請求項８のいずれか１項に記載の発明において、検索表示を終了するときに、現在表示している視点情報を保持したまま終了するか、検索表示を開始する前の視点情報に戻して終了するかを選択可能にしたことを特徴とする。
また、請求項１０記載の発明では、情報処理装置上で実行されるプログラムにおいて、請求項３乃至請求項９のいずれか１項に記載の３次元形状表示方法によった３次元形状表示を実行させるようにプログラミングされていることを特徴とする。
また、請求項１１記載の発明では、プログラムを記憶した記憶媒体において、請求項１０記載のプログラムを記憶したことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例を示す３次元形状処理装置要部の構成ブロック図である。図示したように、この３次元形状処理装置は、プログラムに従って装置全体を制御したり本発明に係わる３次元形状処理を実行したりするＣＰＵ１、そのプログラムや各種データを一時的に記憶するメモリ（例えばＲＡＭ）２、指定された検索条件に合致する形状要素のリストである検索結果リストを記憶しておく検索結果記憶部（例えばハードディスク記憶装置の一部領域）３、視点情報を記憶しておく視点情報記憶部（例えばハードディスク記憶装置の一部領域）４、ＣＰＵ１から渡されたグラフィックスコマンドに従って描画処理をおこなうグラフィックプロセッサ５、表示中の表示データを記憶する表示メモリ６、３次元形状モデルやその形状要素などを表示する表示装置７、キーボードやマウスを有する入力装置８などを備えている。なお、この３次元形状処理装置では、請求項１記載の視点情報算出手段およびリスト作成手段はＣＰＵ１などにより実現され、請求項２記載の候補選択手段は、ＣＰＵ１、表示装置７、および入力装置８などにより実現される。
【０００７】
図２に、この実施例の動作フローを示す。以下、図２に従って、この実施例の動作を説明する。
まず、ＣＰＵ１が、３次元形状表示に際して利用者が設定した視点情報（デフォルト値や前回設定値をそのまま設定する場合もある）を視点情報記憶部４に保存（記憶）する（Ｓ１）。なお、視点情報としては、注視点の位置、表示倍率、投影の種類（例えば平行投影や透視投影など）、注視点から投影面までの距離、投影面からバックプレーンまでの距離などが設定される。
次に、表示している３次元形状モデル中の確認したい箇所を含む部分の拡大表示に際して、ＣＰＵ１は、メッセージを表示することにより、画面いっぱいに拡大表示したい形状要素の種類を検索条件として入力させる（Ｓ２）。例えば、面であれば、球面、円柱面、自由曲面などといった面の種類とか、面積がいくつ以上といった情報、稜線であれば、面と同様に幾何形状の種類を表す語とか、カレント作業平面上にある稜線といった情報を検索条件として入力するのである。
入力された検索条件を取得すると、ＣＰＵ１はその検索条件に合致する形状要素を表示中の３次元形状モデルの３次元形状データ中から検索する。３次元形状データ中の個々の形状要素のデータには検索条件として入力したタイプの情報が含まれているので、その情報を次々に参照するのである。そして、合致する形状要素があればその形状要素のレコードから成る検索結果リスト作成する（Ｓ３）。なお、各レコードには、形状要素の種類を表す情報（立体、シェル、面、稜線、頂点−−−）とそれを識別できる要素ＩＤ（識別符号）などが含まれる。
前記において、合致する形状要素があった場合、つまり、検索結果リストの検索総数（レコード数）Ｎが１以上であった場合は（Ｓ４で「はい」）、続いて、ＣＰＵ１は画面いっぱいに表示させる形状要素を検索結果リスト中の１番目の設定にする（Ｓ５）。そして、その形状要素を画面いっぱいに表示させるために必要な視点情報を計算する（Ｓ６）。簡単に言えば、画面いっぱいに表示したい形状要素のバウンディングボックス（その要素が入る最小の３次元の箱）を計算し、その箱が画面いっぱいになるように視点情報を計算するのである。例えば、注視点をその箱の中央にあわせて、表示倍率を計算したりする。
【０００８】
次に、表示させる形状要素の視点情報をステップＳ６において計算された視点情報に設定し（この動作フローの２巡目の形状要素表示からは視点情報の更新になる）、選択された形状要素が画面いっぱいに表示されるように、設定された視点情報に従って対象３次元形状モデルを拡大表示させる（Ｓ７）。これにより、例えば隙間の部分を画面いっぱい表示すれば、隙間は幅が非常に小さいので、おのずとその面に隣接する面も表示され、隙間に気づきやすくなる。なお、この際の表示データを作成するのはグラフィックプロセッサ５である。
この後は、ＣＰＵ１がメッセージを表示して検索結果リスト中の次の形状要素を表示するか否かを指定させ（Ｓ８）、表示すると指定されたならば（Ｓ８で「はい」）、検索結果リスト中の順番を示すｎの値を１だけ増やす（Ｓ１３）。そして、そのｎの値が検索総数Ｎより大きくなければ（Ｓ１４で「いいえ」）、次の形状要素についてステップＳ６から繰り返す。
それに対して、ステップＳ１４において、ｎの値が検索総数Ｎより大きいと判定されたならば（Ｓ１４で「はい」）、ステップＳ５へ戻り、１番目の形状要素から繰り返す。
【０００９】
一方、ステップＳ８において、検索結果リスト中の次の形状要素を表示しないと指定されたならば（Ｓ８で「いいえ」）、検索結果リスト中の前の形状要素を表示するか否かを指定させる（Ｓ９）。そして、前の形状要素を表示すると指定されたならば（Ｓ９で「はい」）、検索結果リスト中の順番を示すｎの値を１だけ減らし（Ｓ１５）、ｎが１より小さくなければ（Ｓ１６で「いいえ」）、一つ前の形状要素についてステップＳ６から繰り返す。それに対して、ｎの値が１より小さい場合には（Ｓ１６で「はい」）、ｎの値として検索総数Ｎ（検索結果リスト中の最後の形状要素を示すことになる）を設定し（Ｓ１７）、Ｎ番目の形状要素についてステップＳ６から繰り返す。
一方、ステップＳ４において合致する形状要素がないと判定された場合（Ｓ４で「いいえ」）、およびステップＳ９において前の形状要素を表示しないと指定された場合（Ｓ９で「いいえ」）には、別の検索条件で検索をおこなうか否かを指定させ（Ｓ１０）、検索をおこなう場合には（Ｓ１０で「はい」）、検索条件を入力するステップＳ２から繰り返す。
それに対して、ステップＳ１０において、別の検索条件で検索しないと指定されたならば（Ｓ１０で「いいえ」）、現在の視点情報のまま検索表示を終了するか否かを指定させ（Ｓ１１）、現在の視点情報のまま終了させるという指定であれば（Ｓ１１で「はい」）、直ちにこの動作フローを終了させる。また、そうでなければ（Ｓ１１で「いいえ」）、ステップＳ１において保存しておいた視点情報に戻して（Ｓ１２）この動作フローを終了させる。
【００１０】
図３に、検索結果を順次表示させる際に表示する画面図を示す。図３において、「現在の表示」は検索結果リストの何番目の形状要素を表示しているかを示す。図示の例では、検索結果リストの総数が２０であり、そのうちの５番目の形状要素を表示していることを示している。「前候補」ボタンは、「現在の表示」の一つ前の結果を表示しなおすためのボタンである。「現在の表示」が検索結果の最初の形状要素を表示している場合は、一つ前の表示において検索結果の最後の検索結果を表示する。図３の例では２０番目の形状要素が表示される。
また、「次候補」ボタンは「現在の表示」の一つ後の結果を表示するためのボタンである。「現在の表示」が検索結果の最後の形状要素を表示している場合は、一つ後の表示において検索結果の最初の検索結果を表示する。図３の例で「現在の表示」が２０／２０であるときに「次候補」ボタンが押された場合は、１番目の形状要素が表示される。なお、最後の形状要素が表示されている状態で「次候補」ボタンが押された場合に、最初の形状要素を表示するかどうかを確認するメッセージを含むメッセージダイアログを表示するようにしてもよい。その場合、ダイアログに表示された「ＯＫ」ボタンが押されたときに最初の形状要素が表示される（最初の形状要素が表示されているときに「前候補」ボタンが押されたときも同様）。
また、図３において、「視点情報の更新と終了」は、検索表示を終了するとき、「現在の表示」で示されている形状要素を表示するための視点情報のまま終了するか、検索表示をおこなう前の視点情報に戻して終了するかを選択するためのものである。「適用」ボタンが押されたときには「現在の表示」の視点情報のまま検索表示を終了し、「キャンセル」ボタンが押された場合は検索表示を実行する前の視点情報を復帰させてから検索表示を終了する。
なお、図２に示したフロー図では、検索結果リスト中の１番目の形状要素から順に画面いっぱいに表示させる場合について示したが、検索結果リスト中の任意の位置の形状要素を指定して表示させ、それを基準に次候補表示や前候補表示をおこなうようにしてもよい。
以上、本発明の一実施例について説明したが、説明したような本発明による３次元形状表示方法に従ってプログラミングしたプログラムを着脱可能な記憶媒体に記憶し、その記憶媒体をこれまで本発明によった３次元形状表示をおこなえなかったパーソナルコンピュータなど情報処理装置に装着することにより、または、そのようなプログラムをネットワークを介してそのような情報処理装置へ転送することにより、そのような情報処理装置においても本発明によった３次元形状表示を実現することができる。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、請求項１および請求項３記載の発明では、３次元形状モデルを拡大表示する際、指定された検索条件に合致する形状要素のリストである検索結果リストが作成され、作成されたその検索結果リスト中から一つの形状要素が選択され、選択された形状要素が表示装置の画面いっぱいに表示されるように対象３次元形状モデルを拡大表示するために必要な視点情報が算出され、選択された形状要素が算出された視点情報に基づいて画面いっぱいに表示されるので、曲面間に隙間が発生している場合、その隙間を容易に確認することができる。
また、請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、検索結果リスト中から任意の形状要素を一つずつ順次選択することができ、一つの形状要素が選択されたとき、選択された形状要素が、算出された視点情報に基づいて表示装置の画面いっぱいに表示されるので、複数の形状要素の確認時の操作が簡単になる。
また、請求項４記載の発明では、請求項３記載の発明において、検索結果リスト中から任意の形状要素を一つずつ次候補として順次選択することができ、選択された形状要素が視点情報に基づいて表示装置の画面いっぱいに表示されるので、同様に複数の形状要素の確認時の操作が簡単になる。
また、請求項５記載の発明では、請求項４記載の発明において、検索結果リスト中から任意の形状要素を前候補として順次選択することができ、選択された形状要素が視点情報に基づいて表示装置の画面いっぱいに表示されるので、後に戻って容易に再確認することができる。
また、請求項６記載の発明では、請求項４または請求項５記載の発明において、次候補または前候補を選択することにより検索結果リストの最後または最初まで表示し終えたとき、検索結果リストの最初または最後からもう一度表示しなおすかどうかを選択することができるので、状況に応じた対応が可能になる。
また、請求項７記載の発明では、請求項３乃至請求項６のいずれか１項に記載の発明において、検索結果リストに含まれる形状要素を表示しているときに、現在表示している形状要素が検索結果リスト中の何番目の形状要素であるかが表示されるので、検索結果リストとの対応が取りやすいし、残りの作業量が容易にわかる。
【００１２】
また、請求項８記載の発明では、請求項７記載の発明において、検索結果リストに含まれる形状要素を表示しているときに、さらに、検索結果リストに含まれる形状要素の総数が表示されるので、残りの作業量がさらに容易にわかる。
また、請求項９記載の発明では、請求項３乃至請求項８のいずれか１項に記載の発明において、検索表示を終了するときに、現在表示している視点情報を保持したまま終了するか、検索表示を開始する前の視点情報に戻して終了するかが選択可能であるので、再開時の視点情報の設定が簡単になるケースが増える。
また、請求項１０記載の発明では、請求項３乃至請求項９のいずれか１項に記載の３次元形状表示方法によった３次元形状表示を実行するようにプログラミングされたプログラムを情報処理装置上で実行させることができるので、情報処理装置を用いて請求項３乃至請求項９のいずれか１項に記載の発明の効果を得ることができる。
また、請求項１１記載の発明では、請求項１０記載のプログラムを着脱可能な記憶媒体に記憶することができるので、その記憶媒体をこれまで請求項３乃至請求項９のいずれか１項に記載の発明によった３次元形状表示をおこなえなかったパーソナルコンピュータなど情報処理装置に装着することにより、そのような情報処理装置においても請求項３乃至請求項９のいずれか１項に記載の発明の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す３次元形状処理装置要部の構成ブロック図である。
【図２】本発明の一実施例を示す３次元形状表示方法の動作フロー図である。
【図３】本発明の一実施例を示す３次元形状表示方法の画面図である。
【符号の説明】
１　ＣＰＵ
２　メモリ
３　検索結果記憶部
４　視点情報記憶部
５　グラフィックプロセッサ
６　表示メモリ
７　表示装置
８　入力装置
【図１】
2004070506.tif 000003
【図２】
2004070506.tif 000004
【図３】
2004070506.tif 000005