(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
破断状態のコンピュータ生成三次元（３Ｄ）モデルを作成するためのコンピュータに実装される方法であって、
非破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルの領域を除去して、前記破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルを作成するステップであって、前記除去することは前記コンピュータ生成３Ｄモデルにギャップを生成する、ステップと、
前記非破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルと、前記破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルと、の間のマッピングを実行して、前記破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルに対して実行される操作が、前記非破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルを定義するデータを利用することを可能にするステップと、
を含み、
前記マッピングが、前記非破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルを定義するデータと、前記破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルを定義するデータと、の間の関係を維持する、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルに対して変更がなされると、前記変更を反映するように前記非破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルが更新され、
前記非破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルに対して修正がなされると、前記修正を反映するように前記破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルが更新される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
識別データを使用して、前記非破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルにおけるエンティティを識別するステップであって、各識別されたエンティティがトポロジエンティティおよびジオメトリエンティティのうちの１つである、ステップと、
前記非破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルと、前記破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルと、を定義する１つまたは複数のデータ構造を構築するステップと、
前記識別データを利用して、前記非破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルにおけるいずれの識別されたエンティティから、前記破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルにおけるエンティティが導き出されるのかを判定し、前記破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルに対して実行される操作が、前記非破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルを定義するデータを使用することを可能にするステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記識別データが、前記非破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルにおける前記識別されたエンティティと、前記破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルにおける個々の導き出されたエンティティと、の間のポインタのセットであることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記マッピングが、前記非破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルにおける各識別されたエンティティと、前記破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルにおける個々の導き出されたエンティティと、の間の関係を形成することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記実行される操作が、寸法および測定値のうちの１つをコンピュータ画面上に出力することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記識別データを利用して、前記非破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルに関連する第１の位置を判定するステップと、
前記破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルにおける第２の位置を算出して、注記を表示するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記非破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルの前記領域を除去する前記ステップが、
除去する前記非破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルの前記領域を指定するステップと、
前記領域のサイズのボリュームを構成するステップと、
ブール演算を使用して、前記ボリュームを前記非破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルから取り去り、前記破断状態の前記コンピュータ生成３Ｄモデルを作成するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ボリュームが、押し出し平面、押し出し輪郭、およびスイープ輪郭のうちの１つから構成されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ボリュームが、サドル形状サーフェスおよびジグザグパターンサーフェスのうちの１つを押し出すことにより構成されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の方法を実行するコンピュータ支援設計システム。
【請求項１２】
コンピュータによって実行されると、前記コンピュータに請求項１から１０のいずれかに記載の方法を実行させるコンピュータ実行可能命令を記録したコンピュータ可読記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本願は、２０１４年１月２４日に提出された米国特許仮出願第６１／９３１，４９７号の利益を主張する。上記出願の教示の全体が、参照としてここに組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ソフトウェアにより、ユーザが、複雑な三次元（３Ｄ）モデルを構築および操作することが可能となる。３Ｄモデルの作成には、多数の異なるモデリング技法を使用することができる。これらの技法には、ソリッドモデリング、ワイヤフレームモデリングおよびサーフェス（ｓｕｒｆａｃｅ）モデリングが含まれる。ソリッドモデリング技法では、３次元モデルが、相互に結合したトポロジエンティティ（例えば、頂点（ｖｅｒｔｅｘ）、エッジ（ｅｄｇｅ）および面（ｆａｃｅ））の集合であるトポロジカルな３次元モデルを提供する。トポロジエンティティは、対応する補助ジオメトリエンティティ（例えば、点、トリムカーブおよびトリムサーフェス）を有する。トリムサーフェスは、エッジによって境界が決められたトポロジ面に相当する。一方、ワイヤフレームモデリング技法は、単純な３次元の線の集合としてモデルを表すのに用いられ、サーフェスモデリングは、外面の集合としてモデルを表すのに用いることができる。ＣＡＤシステムでは、これらのモデリング技法と、パラメトリックモデリング技法などの他のモデリング技法とを組み合わせることもできる。パラメトリックモデリング技法を使用して、モデルの異なるフィーチャおよび構成部品についての種々のパラメータを定義すること、また、種々のパラメータ間の関係に基づいてそれらのフィーチャと構成部品との関係を定義することができる。
【０００３】
ＣＡＤシステムは、３Ｄオブジェクトの２Ｄ表現である、二次元（２Ｄ）オブジェクトをサポートすることもできる。二次元オブジェクトおよび三次元オブジェクトは、設計プロセスの様々な段階において、有用であるモデルの三次元表現は、一般に、物理的コンテキストにてモデルを可視化するために使用されるが、これは、設計者が、３Ｄ空間でモデルを操作すること、および、いずれの考え得る視点からもモデルを可視化することができるからである。モデルの二次元表現は、一般に、モデルの設計を準備して正式に文書で記録するために使用される。
【０００４】
設計技術者は３ＤＣＡＤシステムの典型的なユーザである。設計技術者は、３Ｄモデルの物理的側面および美的側面を設計し、３Ｄモデリング技法に熟練している。設計技術者はパーツを作成し、パーツをサブアセンブリに組み立てる。サブアセンブリは、他のサブアセンブリから構成されていてもよい。アセンブリはパーツおよびサブアセンブリを使用して設計される。以下では、パーツおよびサブアセンブリを総称して構成部品と称する。
【０００５】
ユーザは、２ＤＣＡＤモデルの破断線ビューを作成したい場合がある。破断線ビューでは、冗長、または、ある意味図面ビューには不要と思われる、モデルのビュー部分から取り除くことにより、小さいサイズの図面シート上に、図面ビューを大きなスケールで表示することが可能となる。設計技術者は、対の破断線を使用して、ビューにギャップまたはブレークを作成する。破断部分に関連する参照寸法およびモデル寸法は、実際のモデル値を反映するものでなければならない。
【０００６】
現在の最新式のコンピュータ支援設計システムでは、フィーチャベースの３Ｄモデルにおける破断線ビューは、３Ｄモデルに直接フィーチャを追加することにより作成することができる。これらのフィーチャは、３Ｄモデルを非破断状態では保存しないため、３Ｄモデルのクエリおよび注記（アノテート）を行い、中断フィーチャを取り除かなければならない。さらに、破断状態で、寸法が必要とされる場合、寸法の値を上書きして、適切な値を表示しなければならない。
【０００７】
例えば、マサチューセッツ州ウォルサムのダッソー・システムズ・ソリッドワークス社から入手可能なＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ（登録商標）２０１４ソフトウェアを使用して、ブレークを３Ｄモデルに追加するためには、ユーザは、まず、３Ｄソリッドモデル内の除去する領域にカットフィーチャを追加し、これにより、３Ｄモデル内には大きなギャップが残され、ギャップの両側に新しい別個のソリッドボディができる。直線状のカットの場合、ユーザは、ソリッドボディを平面でスライスする能力を有する。より複雑なカットでは、ユーザは、まず、ジグザグの輪郭または他の輪郭を作成することによりカットツールのボディを作成し、次にＣｕｔ−Ｅｘｔｒｕｄｅ（カット押し出し）などのＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓコマンドを使用して、カットを生成しなければならない。そして、ユーザは、各ボディをお互いに等距離になるように移動させるのに必要な距離を計算する。ユーザが、Ｍｏｖｅ／Ｃｏｐｙ  Ｂｏｄｉｅｓ（ボディの移動／コピー）コマンドを選択すると、ボディ移動操作が、２回、２つのボディそれぞれに対して１回ずつ、適用され、それにより、２つのボディを、先に計算したように近づくように移動させ、さらに、ソリッドボディのそれぞれの定義を修正する。これが完了すると、３Ｄモデルが直接変更されて、２つの分離した区別できるソリッドボディとなったため、測定ツールは、もはや３Ｄモデルを正確には測定せず、寸法は、もはや正確ではなく、結果として破断モデルが得られる。さらに、いくつかの最新式のＣＡＤシステムでは、２Ｄ図面に含まれる３Ｄモデルの１つまたは複数のブレークを含む正確な不等角投影図を作製することができない。
【０００８】
破断３Ｄモデルと非破断状態の同じ３Ｄモデルとにおける、データの正確さおよび一致を維持かつ保証することにより、時間節約の利点が得られ、ユーザは、（ａ）業界基準に従った、業界基準を個々の２Ｄ図面内の３Ｄモデルのビューに適用する破断３Ｄモデルを素早く生成すること、（ｂ）破断３Ｄモデルと対話すること、（ｃ）破断３Ｄモデルを簡単に修正すること、および（ｄ）破断３Ｄモデルの測定および注記を行う、ことができる。
【０００９】
３Ｄモデルの全体または大きな部分を表示する際に３Ｄモデルの特定の部分を修正することは、３Ｄモデルを表示するのに必要なスケールのため、面倒で非効率的なものとなることが多い。生産性を上げるために、現在の最新式のＣＡＤシステムは、３Ｄモデルの簡易型レンダリングを提供するためのシステムおよび方法から恩恵を受けることになり、それにより、ユーザは、３Ｄモデルの特定の部分を簡単に修正することができる。
【発明の概要】
【００１０】
概して、一態様において、本発明の実施形態は、破断状態のコンピュータ生成三次元（３Ｄ）モデルを作成するためのコンピュータに実装される方法を特徴とする。破断状態の３Ｄモデルを作成するために、非破断状態の３Ｄモデルの領域が除去され、マッピングが、非破断状態の３Ｄモデルと破断状態の３Ｄモデルとの間で実行されて、破断状態の３Ｄモデルに対して実行される操作が、非破断状態の３Ｄモデルを定義するデータを利用することを可能にする。マッピングは、非破断状態の３Ｄモデルを定義するデータと破断状態の３Ｄモデルを定義するデータとの間の関係を維持する。
【００１１】
本発明の実施形態は、非破断状態の３Ｄモデルを更新して、破断状態の３Ｄモデルに対してなされた変更を反映するステップ、および破断状態の３Ｄモデルを更新して、非破断状態の３Ｄモデルに対してなされた修正を反映するステップと、識別データを使用して、非破断状態の３Ｄモデルにおけるエンティティを識別するステップであって、各識別されたエンティティがトポロジエンティティまたはジオメトリエンティティであるステップと、非破断状態の３Ｄモデルと破断状態の３Ｄモデルとを定義する少なくとも１つのデータ構造を構成するステップと、識別データを利用して、非破断状態の３Ｄモデルにおけるどの識別されたエンティティから、破断状態の３Ｄモデルにおけるエンティティが導き出されるのかを判定し、前記破断状態の３Ｄモデルに対して実行される操作が、前記非破断状態の３Ｄモデルを定義するデータを使用することを可能にするステップと、を含む。
【００１２】
本発明のさらなる実施形態では、識別データが、非破断状態の３Ｄモデルにおける識別されたエンティティと、破断状態の３Ｄモデルにおける各導き出されたエンティティと、の間のポインタのセットであり、マッピングが、非破断状態の３Ｄモデルにおける各識別されたエンティティと、破断状態の３Ｄモデルにおける個々の導き出されたエンティティと、の間の関係を形成し、実行される操作が、寸法および測定値のうちの一方をコンピュータ画面上に出力する。
【００１３】
本発明の別の実施形態は、識別データを利用して、非破断状態の３Ｄモデルに関連する位置を判定するステップと、破断状態の３Ｄモデルにおける別の位置を算出して、注記を表示するステップと、を含む。さらに別の実施形態では、非破断状態のコンピュータ生成３Ｄモデルの領域を除去するステップが、除去する非破断状態の３Ｄモデルの領域を指定するステップと、領域のサイズのボリューム（容積体）を構成するステップと、ボリュームを非破断状態の３Ｄモデルから取り去り（subtract）、破断状態の３Ｄモデルを作成するステップと、を含む。実施形態では、ボリュームを、押し出し平面、押し出し輪郭、およびスイープ輪郭のうちの１つから構成することができ、または、サドル（ｓａｄｄｌｅ）形状サーフェスもしくはジグザグパターンサーフェスを押し出すことにより構成することができる。
【００１４】
さらに他の実施形態は、識別データを、非破断３Ｄモデルから、破断３Ｄモデルにおける個々のトポロジエンティティまたはジオメトリエンティティにコピーするステップと、破断３Ｄモデルにおける個々のトポロジエンティティまたはジオメトリエンティティから、非破断モデルにおけるトポロジエンティティまたはジオメトリエンティティへの参照としてポインタを使用するステップと、を含むことができる。
【００１５】
他の実施形態は、データ記憶システムに動作可能に接続されるプロセッサと、プロセッサに動作可能に接続されるデータ記憶メモリと、と有するコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）システムを含む。かかる実施形態では、データ記憶システムが三次元（３Ｄ）モデルを記憶し、データ記憶メモリが、プロセッサに、非破断状態の３Ｄモデルの領域を除去することと、非破断状態の３Ｄモデルと破断状態の３Ｄモデルとの間のマッピングを実装して、破断状態の３Ｄモデル対して実行される操作が、非破断状態の３Ｄモデルを定義するデータを利用することを可能にすることと、を行わせるように構成する命令を含む。マッピングは、非破断状態の３Ｄモデルを定義するデータと破断状態の３Ｄモデルを定義するデータとの間の関係を維持する。
【００１６】
さらに他の実施形態は、非破断状態の３Ｄモデルの領域を除去することと、非破断状態の３Ｄモデルと破断状態の３Ｄモデルとの間のマッピングを実装して、破断状態の３Ｄモデル対して実行される操作が、非破断状態の３Ｄモデルを定義するデータを利用することを可能にすることと、のための命令を含むコンピュータ可読データ記憶媒体を含む。マッピングは、非破断状態の３Ｄモデルを定義するデータと破断状態の３Ｄモデルを定義するデータとの間の関係を維持する。
【００１７】
１つまたは複数の本発明の実施形態の詳細については、添付の図面および以下の説明において記載される。本発明の他の特徴、目的、および利点については、この説明および図面、ならびに請求項から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
上記の内容は、添付の図面で示されるように、本発明の実施形態の例についての以下のより具体的な説明から明らかとなるであろう。図面においては、同一の参照符号は異なる図面においても同一部品を指す。図面は必ずしも縮尺どおりではなく、代わりに、本発明の実施形態を説明することに重点が置かれている。
【図１】コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルを寸法と共に示す図である。
【図２】図１のＣＡＤモデルをカット平面と共に示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による、図１のＣＡＤモデルの破断線ビューを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による、図１のＣＡＤモデルの破断線ビューを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態の一例による、図１のＣＡＤモデルの破断線ビューと、測定値と、を示す図である。
【図６】本発明の実施形態の一例による、図１のＣＡＤモデルの破断線ビューと、修正寸法と、を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態による、図１の未破断のＣＡＤモデルと、修正寸法と、を示す図である。
【図８Ａ】本発明の一実施形態による、パイプの破断モデルを示す図である。
【図８Ｂ】本発明の一実施形態による、パイプの破断モデルを示す図である。
【図９Ａ】サドル形状ツールの作成および適用を示す図である。
【図９Ｂ】サドル形状ツールの作成および適用を示す図である。
【図９Ｃ】サドル形状ツールの作成および適用を示す図である。
【図９Ｄ】サドル形状ツールの作成および適用を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態の一例による、コンピュータ支援設計システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明では、三次元（３Ｄ）コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルの作成を可能にし、該モデルは、２つまたはそれ以上のピースに破断され、その構成部品または部分を破断領域に表示することを排除し、３Ｄモデルをよりコンパクトに、当業者には二次元（２Ｄ）破断線ビューとして既知であるものと類似のものにする。３Ｄモデルをコンパクトにすること（例えば、細長い構成部品を短くする、および／または、得られるギャップ内に構成部品を表示しない）は、３Ｄ破断状態において正確に描かれるさらに、３Ｄ破断モデルを修正することができ、また、それに従って非破断モデルを自動的修正することができ、その逆も同様である。３Ｄモデルの破断状態および非破断状態の両方を調和させて修正するために、本発明は、非破断状態の３Ｄモデルと破断状態の３Ｄモデルとの間の関係を維持する。関係を維持することで、非破断モデルに対して実行される操作が、破断モデルに対して実行されるようにすることができ、その逆も同様である。さらに、３Ｄモデル内のブレークを横断する３Ｄジオメトリを、３Ｄジオメトリが中断されないように、測定することができる。３Ｄジオメトリのトラバースのための寸法データを提供する注記はまた、３Ｄジオメトリが中断されないかのように、値を描く。
【００２０】
破断モデルの作成中、本発明では、破断モデルにおけるモデルトポロジ（すなわち、面、エッジ等）を、元の、すなわち、非破断モデルのモデルトポロジにマッピングするデータ構造を構築する。代替えとして、または加えて、破断モデルにおけるジオメトリを、非破断モデルのジオメトリにマッピングすることができる。破断モデルおよび非破断モデル内のある位置が、お互いに対してマッピングされる。これらの位置は、点の（ｘ，ｙ，ｚ）座標が頂点等のトポロジにアタッチされない、点である。これは、例えば、寸法および測定値を伴う場合である。例えば、寸法は、トポロジを参照することに加えて、テキスト、補助線、矢印などを有する。ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓソフトウェアにより生成される測定値は、典型的には、少なくとも矢印と、吹き出しボックスと、を有する。
【００２１】
マッピング位置は、モデルが破断されるときに、ピースがお互いに対して移動するため、必要である。例えば、３Ｄモデルが２つに破断されると、ブレークの左側のモデルのピースが、ブレークの右側の破断モデルのピースに向かって右に移動され、ブレークの右側の破断モデルのピースが、ブレークの左側のピースに向かって左に移動される。（しかし、一実施形態では、静止したままの別のピースに向かって１つのピースを移動させるだけでもよい）
【００２２】
破断モデル内の位置を、変換後のトポロジから直接導き出すことができないときは、位置の（ｘ，ｙ，ｚ）座標は、非破断モデルから破断モデルへ変換され、その逆も同様である。非破断モデルと破断モデルの位置の間のマッピングは、以下のように行う。非破断モデル空間から（ｘ，ｙ，ｚ）位置をマッピングするために、本発明では、カット平面のどちら側にこの位置があるのかを判定する。それにより、該位置が移動する方向と大きさを定義するベクタが判定される。これは、カットボディピースを元のモデルの中央に向かって移動させるために使用される同じベクタである。複数のカットがある場合、このプロセスはカットごとに繰り返される。
【００２３】
位置、トポロジ、および／またはジオメトリのマッピングにより可能となるのは、破断モデルのジオメトリ（例えば、面およびエッジに対応するジオメトリ）の選択およびハイライト表示、破断モデルに注記する寸法の表示および修正、ならびに、破断モデルが破断されていないかのように、破断モデルにおいて測定を行う能力、である。さらに、非破断モデルは、破断モデルに対してなされる任意の変更に伴って更新され、同様に、破断モデル、非破断モデルに対してなされる任意の変更に伴って更新される。
【００２４】
ここで図１を参照すると、コンピュータモニタ上に表示されるウィンドウ１０２が示される。ウィンドウ１０２は、コンピュータ化されたモデリングシステムが実行するモデリングソフトウェアによって生成され、モデリングシステムの一例については、後に図１０を参照して示す。ウィンドウ１０２は、当業者が、ワシントン州レドモンドのマイクロソフト社から入手可能なものなど、従来の市販のツールを使用することによりプログラムすることが可能な、従来のコンピュータ生成ウィンドウである。
【００２５】
コンピュータ生成３Ｄモデル１０４が、ウィンドウ１０２のモデリング部分１０６内に表示される。実線と破線を使用してそれぞれ３Ｄモデルの可視のエッジと隠れたエッジを示すことにより、３Ｄモデル１０４のサーフェスを表示することができ、または、３Ｄモデル１０４を表示することができる。寸法１０８が表示されて、モデル１０４の長さが３６単位であることを示す注記を与える。ユーザが、３Ｄモデル１０４を可視化し、操作するのを補助するために、本発明の実装には、構成部品、アセンブリ、または図面の構造がリスト化されるＦｅａｔｕｒｅＭａｎａｇｅｒウィンドウパネル１１０などの、他のウィンドウ領域を含むこともできる。
【００２６】
図２は、３Ｄモデル１０４を２つに破断するプロセスの最初を示す。図示されるように、カット平面１２０、１２５が、位置決めされて、３Ｄモデル１０４がどこで破断されるのかを示す。カット平面は、任意の方向に位置決めすることができるが、全てのカット平面は全体的に同じ方向に位置決めされる。ユーザインターフェースツールを、カット平面を位置決めするために利用可能とすることができる。図２では、左のカット平面１２０と右のカット平面１２５を、３Ｄモデル１０４全体に渡ってスライドさせて、３Ｄモデル１０４が破断された際の結果となる、３Ｄモデル１０４におけるギャップのサイズを指定することができる。左のカット平面１２０と右のカット平面１２５との間のモデル１０４の領域が除去されて、モデル１０４の破断レンダリングが作成され、これを、２つまたは３つの寸法で表示することができる。
【００２７】
参照面１３０は最初に選択され、左のカット平面１２０および右のカット平面１２５の向きを判定する。左のカット平面１２０および右のカット平面１２５は、お互いに独立して、かつ、静止したままの参照面１３０から独立して、参照面１３０から任意の距離移動させることができる。参照面１３０は、変更することができ、また、エッジ、軸、平坦な面、および円筒面、などの他の選択肢が選択されてもよい。
【００２８】
図３に示すのは、３Ｄモデル１０４の三次元破断レンダリングであり、それによって、３Ｄモデル１０４は、図２に示す左のカット平面１２０と右のカット平面１２５とによって示される位置で、２つのピース１０４ａ、１０４ｂに破断される。図３に示されるように、３Ｄモデル１０４におけるブレークは、２つの直線状のカット１１２、１１４で明示される。さらに、本発明では、非破断モデルと破断モデルの関係を維持し、寸法１０８が、モデル１０４の破断状態において、非破断状態と同じ値（すなわち、３６）を用いて現れる。
【００２９】
ここで図４を参照すると、モデル１０４におけるブレークが、それぞれジグザグパターンを形成する２つのギザギザのカット１１６、１１８により明示される。ユーザは、カットを表示するスタイルを選択することができる。ウィンドウ１０２では、ユーザインターフェース領域４２０が、ユーザが選択を行うことができる、スタイル選択をユーザに対して提示する。スタイル選択には、直線、ギザギザ、サドルサーフェスが含まれる。加えて、ユーザは、プロパティユーザインターフェースツール４２２から、モデル１０４の破断ピースの間のギャップのサイズ、３Ｄとギザギザのカットの角度、などのプロパティを指定することができる。指定することができる他のプロパティ含まれるものには、ユーザがカット平面をドラッグする代わりに数値で距離を指定すると決めた場合の除去部位のサイズ、カットの向き、例えば、選択した平面に平行、または、選択したエッジに直交（デフォルトの向きは、３つの標準正投影平面のうちの１つであり、モデルの最長寸法によって判定される）などの向きを確立するためのジオメトリの選択、カットの角度、および、カットのサイズがある。ユーザは、カット平面用の角度を指定して、画面の平面における軸を中心にしたカットの回転を定義することができ、これは、より複雑なカットには有用である。カット形状のサイズは、ジグザグカットの角度、または、サドルカットの曲率の量を定義する。
【００３０】
ここで図５を参照すると、上部破断エッジ５０２が測定されていて、吹き出し５０４により、ユーザに、上部破断エッジ５０２の長さが３６単位であることを通知し、これは、図１および２に示す非破断３Ｄモデル１０４と、図３および４に示す破断３Ｄモデルと、における寸法１０８に関連付けられた値と同じ値である。上部破断エッジ５０２が破断されていないかのように、３Ｄモデル１０４の上部破断エッジ５０２全体が計測された。
【００３１】
図６および図７は、寸法１０８の変更後の値を示す。図６では、寸法１０８の値が、３Ｄモデル１０４の破断レンダリングにおける、３６単位から４０単位に修正されるプロセスにある。
図７では、寸法１０８の変更後の値が、３Ｄモデル１０４の破断および非破断のデータ構造間のマッピングを介して、非破断３Ｄモデル１０４において自動的に維持され、これについては後で検討する。
【００３２】
破断３Ｄモデルを作成するために、ソリッドボディツールが作成される。かかるツールは、平面として始まり、矩形ボリュームに押し出されてもよい。次に、ブール減算操作を適用して、ソリッドボディツールを非破断３Ｄモデルから取り去り、破断３Ｄモデルが得られる。３Ｄモデルを破断した後、３Ｄモデルのピースは、ブレークの中央の仮想平面に向かってお互いに等距離で押されて、ピース間のギャップのサイズを減少させる。代替えとして、ユーザインターフェースツールを使用して、各破断ピースが表示される中心の平面を示すことができ、その場合、一方の破断ピースを、一方の方向に、他方の破断ピースを反対の方向に移動させるのよりさらに離れて、移動させることができる。
【００３３】
ブレークのスタイルは、ソリッドボディツールを３Ｄモデルから取り去るのかを判定する。検討したように、ソリッドボディツールは、矩形ボリュームであってもよく、これには、２つの平面を使用して３Ｄモデルをカットすることを伴う。ギザギザのカットを作成するために、図４から６に示すように、ギザギザの輪郭が押し出されてソリッドボディツールが作成される。ギザギザのカットについては、ジグザグパターンの深さが、パターンにおける角度を指定するデフォルト値を有するパラメータにより判定され、この値はユーザ指定の値によりオーバライドされてもよい。そして、ジグザグの２つの連続する外側と内側の点の間の距離と、カットの方向に直交する方向にカットされる３Ｄモデルのサイズとの比率に従って、輪郭が作成される。ユーザは、一意的な輪郭を作成して、輪郭に対して押し出し操作またはスイープ操作を行い、それによって、３Ｄモデル内にブレークを作成するのに用いるカスタマイズされたソリッドボディツールを作成することもできる。
【００３４】
本発明はまた、ブレーク面をサドルサーフェスの形状に作成するソリッドボディツールを提供する。このサドルサーフェススタイルをパイプブレークと呼ぶことがあるのは、破断したパイプが、図８Ａおよび８Ｂに示すようにサドル形状ブレークとして描かれることが多いためである。サドルサーフェススタイルは、単一の平面を使用して作成することができない。従って、ここで図９Ａを参照すると、４つの点９０１から９０４が作成され、２点９０１、９０２がそれぞれ一方の平面９１０上にあり、２点９０３、９０４が方向９４０に配向した分離した平面９２０上にある。そして、４点９０１から９０４を通る閉じたＢスプライン曲線９３０が作成される。図９Ｂに示すように、サーフェスフィル操作が実行されて、サーフェス９５０が作成され、これがベクタ（例えば、パイプの軸）に沿って押し出されて、図９Ｃに示すようなボリューム９６０が形成される。ボリューム９６０が、非破断３Ｄモデル９７０から取り去られ、それによって、図９Ｄに示すように、破断３Ｄモデル９８０が作成される。
【００３５】
サドルサーフェススタイルのボリュームも、最初に、ユーザがカットしたいパイプ（または他の３Ｄモデル）のモデルより多少大きい円を構築することにより作成することができる。４点が円上に配置され、円の周囲に等間隔で置かれる。点のうちのお互いに対向する２つを、円から上方にある量だけ、円が置かれた平面に対して垂直に、転移させる。
同様の操作を、他方の２点に対して行うが、これら他方の２点は、円から下方に、円が置かれた平面に対して垂直に、転移させる。２番目の２点は、最初の２点を上方に転移させたのとは、同じまたは異なる量だけ、下方に移転させてもよい。点を転移させる量は、デフォルトの量またはユーザ指定の両である。そして、閉じたスプラインが、上下が交互である４点を通るようにし、平滑な曲線を作成し、この曲線に対してフィルと押し出しを行って、ボリュームを作成する。
【００３６】
マッピングにより、確実に、非破断３Ｄモデルを定義するデータ構造のデータを、破断状態の３Ｄモデルを定義するデータ構造と同期させる。マッピングは、破断３Ｄモデルの面とエッジとの間で、非破断３Ｄモデルの同じ面およびエッジと共に、行われる。かかる、マッピングは、非破断３Ｄモデルにおけるトポロジエンティティおよび／またはジオメトリエンティティが、破断３Ｄモデルにおける個々のトポロジエンティティおよび／またはジオメトリエンティティを参照する、また、その逆も同様となるように、ポインタを利用するデータ構造を構築することにより達成することができる。これらのポインタは双方向であり、また、１対多の関係を有する。
【００３７】
測定値と吹き出しは、非破断モデルと個々の破断モデルとに対して正しい場所に表示させる必要がある。これを達成するために、マッピングは、破断位置と非破断位置との間のある位置で、行われなければならない。これらの位置は、３Ｄモデルのジオメトリに対する、吹き出しのポジション（例えば、測定値吹き出しであって、この場合、位置は測定するエンティティの始まりと終わりの点とすることができる）とすることができる。寸法および注記も、元の３Ｄモデル空間から、新しい破断３Ｄモデル空間にやはり変換されなければならない多数の点位置を有する。
【００３８】
本発明では、複数のブレークを可能とし、それにより、正しいマッピングでは、モデルを複数回処理する必要がある。逆の変換を行って、データを破断モデルから非破断モデルにマッピングする。マッピングは、モデルが更新されるときはいつも行われる。従って、３Ｄモデルが破断か非破断であるかにかかわらず、データは正確である。
【００３９】
破断モデルが複数のブレークを含むことができるため、非破断モデルの面とエッジとのピースは、破断モデルの個々の面またはエッジの複数のピースとなる。これら複数のピースのうちの１つが選択されると、本発明では、個々の面またはエッジの全てのピースをハイライト表示して、ユーザに対して非破断（真）のモデルエンティティの全範囲を示す。
【００４０】
マッピングを容易にするために、一実施形態において、３Ｄモデルの全ての面が、属性すなわちタグを有する。非破断３Ｄモデルでは、タグは非破断モデルの面を識別する。破断モデルでは、タグは、破断モデルの面が導き出された非破断モデルの面を識別する。面のタグは。面が破断される際に、タグを非破断面から個々の破断面にコピーすることにより作成される。同様に、エッジ及び頂点にタグを付けることができる。そして、これらのタグを使用してマッピングが形成される。このように、先に検討したように、ＣＡＤモデリング操作、または非破断モデルにおけるトポロジおよび／またはジオメトリの使用を必要とする別の操作により必要とされると、元の面、エッジ、および頂点を、探索することができる。
【００４１】
特定の操作は、トポロジおよび／または３Ｄモデルのジオメトリに依存し、または、３Ｄモデルのジオメトリまたはポロジを修正することを伴い、従って、その個々の操作では、非破断モデルからのジオメトリデータおよび／またはトポロジカデータを使用する。検討したように、寸法および測定値の操作は、非破断３Ｄモデルからのデータを使用して、寸法および測定値をそれぞれ計算して表示する。非破断３Ｄモデルにおけるデータに依存する他の操作には、重心操作が含まれる。破断３Ｄモデルのビューの表示中に重心操作が実行されるとき、３Ｄモデルのブレーク内にある参照点は、示されても示されなくてもよい。フィーチャを編集および３Ｄモデルに追加する操作は、ジオメトリおよび／またはトポロジエンティティを修正および／または追加することを伴い、フィーチャを編集および追加することは、＋タグを修正することまたは非破断モデルに追加すること、および、更新および／または修正されたタグのマッピングを、非破断３Ｄモデルと破断３Ｄモデルとの間に構築すること、を必要とすることがある。加えて、合致操作は、モデルのジオメトリエンティティおよび／またはトポロジエンティティ（例えば、同心、平行、および、正接の拘束）間に拘束を作成するものあり、ジオメトリおよび／またはトポロジの使用を必要とし、また、従って、非破断３Ｄモデルにおけるデータが合致操作に使用される。
【００４２】
一実施形態において、非破断３Ｄモデルと結果として得られる破断３Ｄモデルとの間の関係を作成および維持するために、以下のプロセスが実装される。非破断３Ｄモデルをカットして破断３Ｄモデルを作成する前に、属性（すなわち、整数、実数、または文字列などのデータ）が、モデルのどのトポロジエンティティ（面、エッジ、頂点、およびボディが含まれる）にもアタッチされる。各属性には、対応するトポロジエンティティの元のタグが含まれ、タグは、トポロジエンティティについての一意的な数値識別子である。ジオメトリの操作をモデルに適用するときは、属性に関する特定のルールが適用される。１つのルールとして、トポロジエンティティがコピーされるときは、そのエンティティの属性もコピーされる。別のルールとして、エンティティが分割されるときは、元のトポロジエンティティの属性が、結果として得られるトポロジエンティティの全てにコピーされる。カット操作（例えば、ブール演算）が非破断３Ｄモデルに対して実行されて、破断３Ｄモデルが作成されるときは、属性は、非破断３Ｄモデルまでトレースバックした破断３Ｄモデルにおけるトポロジを許容する。破断３Ｄモデルから非破断３Ｄモデルへ戻る関係は１対１であり、一方、非破断３Ｄモデルから破断３Ｄモデルへの逆の関係は、面、エッジ、およびボディが分割されるため、１対多である。エンティティの選択およびハイライト表示などの操作において高性能を促進するために、破断３Ｄモデルに対してモデリング操作を実行した後、破断３Ｄモデルにおける全てのトポロジエンティティが繰り返され、ハッシュテーブルが作成され、非破断３Ｄモデルトポロジと破断３Ｄモデルトポロジとの間の素早い前後参照を可能にする。
【００４３】
ここで図１０を参照すると、ＣＰＵ１００２、コンピュータモニタ１００４、キーボード入力装置１００６、マウス入力装置１００８、および記憶装置１０１０を含む、コンピュータ化されたモデリングシステム１０００が示される。ＣＰＵ１００２、コンピュータモニタ１００４、キーボード１００６、マウス１００８、および記憶装置１０１０は、一般に入手可能なコンピュータハードウェア装置を含む。例えば、ＣＰＵ１００２は、インテルベースのプロセッサを含むことができる。マウス１００８は、設計技術者が押下して、ＣＰＵ１００２によって実行されているソフトウェアプログラムに、コマンドを発行することができる、従来の左ボタンおよび右ボタンを有することができる。マウス１００８の代替えとしてまたはマウス１００８に加えて、コンピュータ化されたモデリングシステム１０００には、トラックボール、タッチセンサ方式のパッド、またはキーボード１００６に組み込まれたポインティングデバイスおよびボタン、などのポインティングデバイスを含むことができる。当業者であれば、別の利用可能なポインティング装置を用いても、本明細書でマウス装置に関連して説明したものと同じ結果が得られることは理解されるであろう。以下に続く検討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。好ましくは、かかるコンピュータハードウェアプラットフォームは、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｗｉｎｄｏｗｓ７またはＷｉｎｄｏｗｓ８、ＵＮＩＸ（登録商標）、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）またはＭＡＣＯＳオペレーティングシステムを動作させることができる。
【００４４】
さらなるコンピュータプロセシングユニットおよびハードウェア装置（例えば、ラピッドプロトタイプ装置、ビデオ装置およびプリンタ装置）が、コンピュータ化されたモデリングシステム１０００に含まれてもよい。さらに、コンピュータ化されたモデリングシステム１０００は、ネットワークハードウェアおよびソフトウェアを備えてもよく、それによって、ハードウェアプラットフォーム１０１２への通信が可能になり、他のコンピュータコンポーネントの中でも、ＣＰＵおよび記憶システムを含む多数のコンピュータシステム間の通信が容易になる。
【００４５】
コンピュータ支援モデリングソフトウェア、記憶装置１０１０上に記憶されてもよく、ＣＰＵ１００２によってロードされて実行されてもよい。このモデリングソフトウェアでは、設計技術者は３Ｄモデルを作成および修正することができ、かつ本明細書に記載される本発明の態様を実装することができる。ＣＰＵ１００２は、コンピュータモニタ１００４を使用して、３Ｄモデルおよびその上述したような他の態様を表示する。キーボード１００６およびマウス１００８を使用して、設計技術者は３Ｄモデルに関連するデータを入力および修正することができる。ＣＰＵ１００２は、キーボード１００６およびマウス１００８からの入力を受け付け、処理する。ＣＰＵ１００２は、３Ｄモデルに関連するデータとともに入力を処理し、モデリングソフトウェアのコマンドに応じてコンピュータモニタ１００４上に表示されるものに対して、対応する適切な変更を行なう。一実施形態において、モデリングソフトウェアは、１つまたは複数のソリッドボディおよびサーフェスボディから成る３Ｄモデルを構築するのに用いることができるソリッドモデリングシステムに基づく。
【００４６】
本発明の実施形態は、デジタル電子回路、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、もしくはこれらの組み合わせによって実装されてもよい。装置は、プログラム可能なプロセッサによって実行するめの機械読み取り可能記憶装置に有形に具現化されたコンピュータプログラム製品において実装されてもよく、方法のステップは、入力データを操作して出力を生成することにより、命令のプログラムを実行して機能を実行する、プログラム可能なプロセッサによって行われてもよい。本発明の実施形態は、有利には、少なくとも１つのプログラム可能なプロセッサを含むプログラム可能なシステム上で実行可能な、１つまたは複数のコンピュータプログラムにおいて実装もよい。該プログラム可能なプロセッサは、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、これらの装置にデータおよび命令を伝送する。各コンピュータプログラムは、高レベル手続き型プログラミング言語またはオブジェクト指向のプログラミング言語で実装されてもよく、必要に応じて、アセンブリ言語または機械言語で実装されてもよく、いずれの場合も、その言語は、コンパイラ言語またはインタープリタ言語であってもよい。適したプロセッサには、非制限的な例として、汎用マイクロプロセッサおよび専用マイクロプロセッサの両方が含まれる。一般に、プロセッサは、読み出し専用メモリおよび／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り、いくつかの実施形態において、命令およびデータは、グローバルネットワークを介してダウンロードされてもよい。コンピュータプログラム命令およびデータを有形で具現化するのに適した記憶装置は、非一時的であり（例えば、データ信号は適切ではない）、全ての形式の不揮発性メモリを含み、例として、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、およびフラッシュメモリ装置などの半導体メモリ装置、内蔵ハードディスクおよびリムーバブルディスクなどの磁気ディスク、光磁気ディスク、ならびにＣＤ−ＲＯＭディスクがある。上述のものはいずれも、カスタム設計のＡＳＩＣ（特定用途集積回路）によって補完されてもよく、またはこれに組み込まれてもよい。
【００４７】
本明細書に記載される本発明の実施形態またはその態様は、ハードウェア、ファームウェア、またはソフトウェアの形式で実装されてもよい。ソフトウェアで実装される場合、該ソフトウェアは、プロセッサが、ソフトウェアまたはその命令のサブセットをロードする、ことを可能にするべく構成される、任意の非一時的なコンピュータ可読媒体上に記憶されてもよい。そして、プロセッサは、命令を実行し、また、本明細書に記載されるように動作するべく、または、そのように装置に動作させるべく構成される。
【００４８】
本発明は、一例のコンピュータシステム環境との関連で説明したが、本発明の実施形態は、多数の他の汎用または専用のコンピュータシステム環境または構成を用いて動作可能である。本コンピュータシステム環境では、本発明のいかなる態様の使用または機能性の範囲に関しても、いかなる制限も示唆することは意図されない。さらに、本コンピュータシステム環境は、一例の動作環境において例示される構成部品のいずれの１つまたは組み合わせに関して、いずれの依存性または要件も有するものとして解釈されるべきではない。本発明の態様を用いた使用に適切な、コンピュータシステム、環境、および／または構成の例に含まれるものには、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、サーバコンピュータ、ハンドヘルドおよびラップトップ装置、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースのシステム、セットトップボックス、プログラム可能家電、携帯電話およびモバイルオペレーティングシステム、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、上記のシステムまたは装置のうちのいずれかを含む分散コンピューティング環境、などがあるが、これに限定されない。コンピュータシステムは、スタンドアロンのコンポーネントまたはワークステーションを有することができ、またはコンピュータシステムは、既知の通信ネットワーク、処理ネットワーク、クラウドベースのネットワーク、関連プロトコルのいずれかによる、ネットワーク化されたコンピュータの形式であってもよい。
【００４９】
理解されるように、ネットワークは、インターネットなどの公衆ネットワーク、またはＬＡＮもしくはＷＡＮネットワークなどの私的ネットワーク、またはそれらの任意の組み合わせとすることができ、ＰＳＴＮもしくはＩＳＤＮのサブネットワークも含むことができる。ネットワークは、イーサネットネットワークなどの有線とすることもでき、または、ＥＤＧＥ、３Ｇおよび４Ｇの無線セルラシステムを含むセルラネットワークなどの無線とすることもできる。無線ネットワークは、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、または既知の任意の他の無線形式の通信とすることもできる。従って、本ネットワークは、単なる例であり、本向上の範囲をいかようにも制限しない。
【００５０】
本発明は、多数の利点を提供する。例えば、本発明は、３Ｄモデルを破断し、２Ｄ図面内におけるブレークのビューの正確な描写、正投影、および不等角投影を可能にし、これには、ＡＳＭＥＹ１４．３−２００３、パラグラフ段落４．６．７および図５８、ならびにＡＳＭＥＹ１４．４Ｍ−１９８９、パラグラフ３．２．２および図１３による、ソリッドの管状構成部品のブレークを示すために、中断の面としてサドル形状のジオメトリを使用することが含まれる。さらなる利点は、ユーザインターフェースにより、ユーザが、２Ｄ平面のセットを使用してモデルにブレークの範囲を定義することができることである。加えて、個々の破断の面のジオメトリを、スタイルを選択することにより指定することができ、修正することもできる。
【００５１】
３Ｄモデリング環境内では、本発明は、種々のモデル属性との連携をサポートして、構成部品の位置決めに対してさらに効率的に修正を適用し、該構成部品には、修正には必要無いが、実世界のオブジェクトを表すモデルの定義の一部である細長いフィーチャが含まれる。
【００５２】
さらなる利点には、破断破断３Ｄモデルと非破断３Ｄモデルとの関係が維持されることにより、モデルの１つの表現に対して実行される操作が、モデルの別の表現に対して自動的に実行されるようにできること、および、測定値がモデル内のブレークを横断する場合、ソリッドボディを使用してブレークのスタイルをカスタマイズして、３Ｄモデルを正確に測定すること、がある。３Ｄモデルの非破断状態と破断状態の間の双方向の連携性により、いずれの状態の３Ｄモデルに対する任意の変更も、他方の状態に反映させることができる。
【００５３】
本発明の多くの実施形態について説明した。それでもなお、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、種々の変形がなされてよいことは、理解されるであろう。さらに、実装によって、操作が実行される順番が変更されてもよい。さらに、実装の必要性に応じて、本明細書で説明した特定の操作は、組み合わせ、省略、追加、または再配置されたものとして実装されてもよい。
【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６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０】
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