三次元曲線化方法及びシステム
【課題】ユーザによって二次元空間で入力された曲線を、三次元空間の立体の形状に沿って対応付けることができる方法及びシステムを提供すること。
【解決手段】三次元曲線化システム１００は、三次元空間の曲線を構成する点の位置データと、Ｚバッファ値とを対応付けて予め記憶する既存曲線記憶部２２と、ユーザによって表示平面に入力された二次元空間の曲線である入力曲線を受け付ける入力受付手段１１とを備える。そして、三次元曲線化システム１００は、受け付けた入力曲線３１と、既存曲線記憶部２２に記憶された三次元空間の曲線である既存曲線４０とのパラメータ化を行い、パラメータ化によって、既存曲線４０を構成する既存点に対応付けられた、入力曲線３１を構成する入力点を求め、既存点のＺバッファ値を取得し、入力点と、取得したＺバッファ値とを対応付けて、三次元空間の新たな曲線４１を構成する新規点を作成する。
【解決手段】三次元曲線化システム１００は、三次元空間の曲線を構成する点の位置データと、Ｚバッファ値とを対応付けて予め記憶する既存曲線記憶部２２と、ユーザによって表示平面に入力された二次元空間の曲線である入力曲線を受け付ける入力受付手段１１とを備える。そして、三次元曲線化システム１００は、受け付けた入力曲線３１と、既存曲線記憶部２２に記憶された三次元空間の曲線である既存曲線４０とのパラメータ化を行い、パラメータ化によって、既存曲線４０を構成する既存点に対応付けられた、入力曲線３１を構成する入力点を求め、既存点のＺバッファ値を取得し、入力点と、取得したＺバッファ値とを対応付けて、三次元空間の新たな曲線４１を構成する新規点を作成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザが入力した二次元空間の曲線から三次元空間の曲線を作成する三次元曲線化方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デザイナは、紙に鉛筆やその他の筆記用具を用いて絵（デッサン）を描いて、工業製品の外観を表していた。また、デザイナ等は、その絵のデータを元に具体的にイメージするためにＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）を用いて三次元立体図を作成することが行われていた。このＣＡＤは、その操作等に関する知識を必要とするものであり、デザイナの感性をそのまま活かしにくいものであった。
【０００３】
このような三次元立体図を作成する際に入力する線や、曲線の生成に関する開示として、特許文献１から特許文献３が知られている。
【０００４】
特許文献１は、自由な曲線、曲面を有する形状設計方式を開示している。この形状設計方式は、物体モデル、又は数値モデルから得られた一群の点列をコンピュータに入力し、入力した点に基づいて曲線式を定めるための位置ベクトルを演算し、補間曲線を発生させ、曲線を有する形状を具現させる。そして、具現した形状に対して、図形入力装置を操作して得られた点の値を変更してその部分の曲線を修正するプロセスを繰り返すことにより、曲線を有する形状を設計する。
【０００５】
特許文献２は、元モデルの元面をオフセット処理して得たオフセット面の交線を確実かつ速やかに決定する方法を開示している。この方法は、元モデルを構成する元面からオフセット面の算出を行う。元面Ｓ０，Ｓ１の交線を構成する点（交点）Ｐｉを通る元面Ｓ０の法線Ｎｉ０と、オフセット面ＯＳ０の交点を第１挟み打ち点ＯＰｉ０とする。交点Ｐｉを通る元面Ｓ１の法線Ｎｉ１と、オフセット面ＯＳ１の交点を第２挟み打ち点ＯＰｉ１とする。第１挟み打ち点ＯＰｉ０を通り法線Ｎｉ１と平行な直線と、第２オフセット面ＯＳ１との交点を第３挟み打ち点ＯＱｉ１とする。第２挟み打ち点ＯＰｉ１を通り法線Ｎｉ０と平行な直線と、第１オフセット面ＯＳ０との交点を第４挟み打ち点ＯＱｉ０とする。以上の４つの挟み打ち点から挟み打ち収束によって、オフセット面の交線の構成点（交点）を求める。このオフセット面の交点を複数決定し、これらの交点を結び交線を決定する。
【０００６】
特許文献３は、デザイナの意図やイメージが反映された三次元形状データを作成することができる、三次元形状データの作成方法を開示している。この三次元形状データの作成方法は、アングル法又は３点法によりスケッチの三次元空間での配置位置と視点方向を決定し、更にスケッチに描かれた車両のドア断面とセンター断面との三次元空間での断面線を求め、得られたドア断面線とセンター断面線とに基づいて、三次元空間での車両の空間曲線を求め、立体歪みを修正し、曲面を創成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５０−１２５６４９号公報
【特許文献２】特開平１１−７３４３５号公報
【特許文献３】特開２００７−１７９４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の方式は、図形入力装置を操作して得られた点の値を変更して曲線を修正するだけなので、例えば、図形入力装置に対して行われる手描き動作によって曲線を修正することはできない。特許文献２の方法は、オフセット面の交線を求めるだけなので、交線を二次元空間の手描き動作による曲線に基づいて修正することはできない。特許文献３の作成方法は、断面線の修正を行う場合に図面上の断面線を修正するだけなので、例えば、二次元空間の操作によって、三次元空間の立体の形状に沿って曲線を生成したり、修正したりすることはできない。
【０００９】
そこで、二次元空間で曲線を描くことが、そのまま三次元空間の立体の形状に沿って描くことになる方法が求められている。
【００１０】
本発明は、ユーザによって二次元空間で入力された曲線を、三次元空間の立体の形状に沿って対応付けることができる方法及びシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、具体的には次のようなものを提供する。
【００１２】
（１） 三次元空間の曲線を構成する点の位置データと、当該点と当該点を表示する表示平面との奥行きの情報であるＺバッファ値とを対応付けて予め記憶する既存曲線記憶手段を備えるコンピュータが、入力した二次元空間の曲線から三次元空間の新たな曲線を作成する三次元曲線化方法であって、ユーザによって前記表示平面に入力された二次元空間の曲線である入力曲線を受け付ける第１のステップと、受け付けた前記入力曲線と、前記既存曲線記憶手段に記憶された三次元空間の曲線である既存曲線とのパラメータ化を行う第２のステップと、前記パラメータ化によって、前記既存曲線を構成する既存点に対応付けられた、前記入力曲線を構成する入力点を求める第３のステップと、前記既存点の前記Ｚバッファ値を取得する第４のステップと、前記入力点と、取得した前記Ｚバッファ値とを対応付けて、三次元空間の新たな曲線を構成する新規点を作成する第５のステップと、複数の前記入力点に基づいてそれぞれ作成した複数の前記新規点から三次元空間の新たな曲線を作成する第６のステップと、を備えることを特徴とする三次元曲線化方法。
【００１３】
（１）の構成によれば、本発明に係る三次元曲線化方法は、三次元空間の曲線を構成する点の位置データと、当該点と当該点を表示する表示平面との奥行きの情報であるＺバッファ値とを対応付けて予め記憶する既存曲線記憶手段を備えるコンピュータが、入力した二次元空間の曲線から三次元空間の新たな曲線を作成する三次元曲線化方法であって、ユーザによって表示平面に入力された二次元空間の曲線である入力曲線を受け付け、受け付けた入力曲線と、既存曲線記憶手段に記憶された三次元空間の曲線である既存曲線とのパラメータ化を行い、パラメータ化によって、既存曲線を構成する既存点に対応付けられた、入力曲線を構成する入力点を求め、既存点のＺバッファ値を取得し、入力点と、取得したＺバッファ値とを対応付けて、三次元空間の新たな曲線を構成する新規点を作成する。そして、複数の入力点に基づいてそれぞれ作成した複数の新規点から三次元空間の新たな曲線を作成する。
【００１４】
すなわち、本発明に係る三次元曲線化方法は、三次元空間の既存曲線を構成する既存点に対応する、入力された二次元空間の曲線を構成する入力点を求め、求めた入力点に既存点のＺバッファ値を対応付け、三次元空間の新たな曲線を構成する新規点を作成する。ここで、三次元空間の既存曲線が三次元空間の立体形状を構成する場合に、新規点は、既存点のＺバッファ値が対応付けられているので、三次元空間の立体形状に対応付けられる。よって、新規点によって構成される三次元空間の新たな曲線は、三次元空間の立体形状に対応付けられる。したがって、本発明に係る三次元曲線化方法は、ユーザによって二次元空間で入力された曲線を、三次元空間の立体の形状に沿って対応付けることができる。
【００１５】
（２） （１）に記載の三次元曲線化方法であって、前記第１のステップは、デジタイザを用いたユーザの手描き動作に基づいて前記表示平面に入力された二次元空間の曲線を受け付けることを特徴とする三次元曲線化方法。
【００１６】
（２）の構成によれば、本発明に係る三次元曲線化方法は、デジタイザを用いたユーザの手描き動作に基づいて表示平面に入力された二次元空間の曲線から、三次元空間の新たな曲線を作成する。したがって、本発明に係る三次元曲線化方法は、ユーザが手描き動作で入力した二次元空間の曲線を、三次元空間の立体の形状に沿って対応付けることができる。
【００１７】
（３） （１）又は（２）に記載の三次元曲線化方法であって、前記第１のステップは、前記既存曲線が表示されている前記表示平面に入力された前記入力曲線を受け付けると共に表示することを特徴とする三次元曲線化方法。
【００１８】
（３）の構成によれば、本発明に係る三次元曲線化方法は、既存曲線が表示されている表示平面に入力された入力曲線を受け付けると共に表示し、三次元空間の新たな曲線を作成する。したがって、本発明に係る三次元曲線化方法は、ユーザが入力した二次元空間の曲線を、立体形状を構成する既存曲線を見ながら三次元空間の立体の形状に沿って対応付けることができる。
【００１９】
（４） 入力した二次元空間の曲線から三次元空間の新たな曲線を作成する三次元曲線化システムであって、三次元空間の曲線を構成する点の位置データと、当該点と当該点を表示する表示平面との奥行きの情報であるＺバッファ値とを対応付けて予め記憶する既存曲線記憶手段と、ユーザによって前記表示平面に入力された二次元空間の曲線である入力曲線を受け付ける入力受付手段と、受け付けた前記入力曲線と、前記既存曲線記憶手段に記憶された三次元空間の曲線である既存曲線とのパラメータ化を行うパラメータ化手段と、前記パラメータ化によって、前記既存曲線を構成する既存点に対応付けられた、前記入力曲線を構成する入力点を求める入力点取得手段と、前記既存点の前記Ｚバッファ値を取得するＺ値取得手段と、前記入力点と、取得した前記Ｚバッファ値とを対応付けて、三次元空間の新たな曲線を構成する新規点を作成する新規点作成手段と、複数の前記入力点に基づいてそれぞれ作成した複数の前記新規点から三次元空間の新たな曲線を作成する三次元曲線作成手段と、を備えることを特徴とする三次元曲線化システム。
【００２０】
（４）の構成によれば、本発明に係る三次元曲線化システムは、三次元空間の曲線を構成する点の位置データと、当該点と当該点を表示する表示平面との奥行きの情報であるＺバッファ値とを対応付けて予め記憶する既存曲線記憶手段と、ユーザによって表示平面に入力された二次元空間の曲線である入力曲線を受け付ける入力受付手段とを備える。そして、本発明に係る三次元曲線化システムは、受け付けた入力曲線と、既存曲線記憶手段に記憶された三次元空間の曲線である既存曲線とのパラメータ化を行い、パラメータ化によって、既存曲線を構成する既存点に対応付けられた、入力曲線を構成する入力点を求め、既存点のＺバッファ値を取得し、入力点と、取得したＺバッファ値とを対応付けて、三次元空間の新たな曲線を構成する新規点を作成し、複数の入力点に基づいてそれぞれ作成した複数の新規点から三次元空間の新たな曲線を作成する。
【００２１】
よって、三次元空間の既存曲線が三次元空間の立体形状を構成する場合に、本発明に係る三次元曲線化システムが作成した新たな曲線を構成する新規点は、既存点のＺバッファ値が対応付けられているので、三次元空間の立体形状に対応付けられる。したがって、本発明に係る三次元曲線化システムは、ユーザによって二次元空間で入力された曲線を、三次元空間の立体の形状に沿って対応付けることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ユーザによって二次元空間で入力された曲線を、三次元空間の立体の形状に沿って対応付けることができる。
【００２３】
更に、本発明は、ユーザであるデザイナが二次元空間で入力した線を自動的に、対応する立体の三次元曲面にフィットさせるので、デザイナがフリーハンドで紙にデザインスケッチする感覚で線を入力することができる。その結果、本発明は、デザインの精度や多様性、反復性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態に係る三次元曲線化システム１００の全体構成及び機能構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係るメイン処理のフローチャートである。
【図３】本実施形態に係る、既存曲線４０のＺバッファ値を用いた三次元座標リストの作成処理のフローチャートである。
【図４】本実施形態に係る三次元曲線化処理の具体例を示す図である。
【図５】図４に続く、三次元曲線化処理の具体例を示す図である。
【図６】図５に続く、三次元曲線化処理の具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための形態について図を参照しながら説明する。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。
【００２６】
［三次元曲線化システム１００の全体構成及び機能構成］
図１は、本実施形態に係る三次元曲線化システム１００の全体構成及び機能構成を示す図である。本実施形態は、ユーザが入力した線を、既存の立体形状に沿った三次元空間の曲線に近い曲線にする。
【００２７】
三次元曲線化システム１００は、デジタイザ１と、モニタ５と、制御部１０と、記憶部２０とから構成され、それぞれ図示しないバスラインを介して接続されている。
【００２８】
デジタイザ１は、入力装置であり、板状部材２と、ペン部材３とを組み合わせた構造である。板状部材２は、モニタ５の中での位置を検出するための板状の装置である。ペン部材３は、モニタ５に対する位置を指示するためのペン型の装置である。デジタイザ１は、モニタ５に対応する板状部材２の上でペン部材３により絶対位置を指定するため、細かい作業に向いている。デジタイザ１は、従来、鉛筆等の筆記用具を使用して紙にデザインしていたデザイナが、従来のデザイン作業と同等の感覚でデザイン作業ができることから選択された。デジタイザ１は、ペン部材３の進化に伴って、より紙に描く感じでデザイナに作業を行わせることができる。
【００２９】
モニタ５は、例えば、デジタイザ１から入力された複数の線や、その複数の線から生成されたポリラインを表示するブラウン管表示装置（ＣＲＴ）、液晶表示装置（ＬＣＤ）等のディスプレイ装置である。
【００３０】
制御部１０は、情報の演算及び処理を行う情報演算処理装置（ＣＰＵ）であり、当該三次元曲線化システム１００の全体を制御するものである。制御部１０は、記憶部２０に記憶された各種プログラムを適宜読み出して実行することにより、三次元曲線化システム１００のハードウェアと協働し、本発明に係る各種機能を実現している。
【００３１】
制御部１０は、入力受付手段１１と、パラメータ化手段１２と、入力点取得手段１３、Ｚ値取得手段１４と、新規点作成手段１５と、三次元曲線作成手段１６と、表示制御手段１７とを備える。三次元空間の既存曲線は、表示平面であるモニタ５に表示されていて、当該既存曲線の位置データ及びＺバッファ値は、記憶部２０の既存曲線記憶部２２に予め記憶されている。
【００３２】
ここで、三次元空間の既存曲線が複数存在する場合、例えば、モニタ５に表示されている立体形状を構成する曲線が複数の場合には、三次元曲線化システム１００が対象とする、既存曲線記憶部２２に記憶されている三次元空間の既存曲線は、例えば、ユーザによって選択される。ユーザによる曲線の選択は、例えば、ユーザがデジタイザ１のペン部材３を用いて、モニタ５に表示されている立体形状を構成する曲線のうちから１本の曲線を指定することにより行われる。また、入力受付手段１１によって受け付けられた曲線と、受け付けられた曲線の周辺の曲線との距離を求め最も近い曲線を自動的に選択する。
【００３３】
入力受付手段１１は、デザイナであるユーザがデジタイザ１を用いて手描き動作によって描いた線、すなわちモニタ５に入力された二次元空間の曲線である入力曲線を受け付ける。ここで、二次元空間の曲線は、入力された線を構成する線分や円弧を一つの線の図形としたポリラインを含む。
【００３４】
パラメータ化手段１２は、入力受付手段１１が受け付けた二次元空間の曲線と、予め既存曲線記憶部２２に記憶された三次元空間の曲線とをパラメータ化する。パラメータ化は、例えば、曲線上の点を識別するための識別番号を付与することにより行われる。例えば、二次元空間の曲線をＨＰ０からＨＰｎとし、既存曲線記憶部２２に予め記憶した三次元空間の曲線をＶＰ０からＶＰｎとする。
【００３５】
入力点取得手段１３は、パラメータ化手段１２によるパラメータ化によって、既存曲線を構成する既存点に対応付けられた、入力曲線を構成する入力点を求める。例えば、既存点ＶＰｉの識別番号である番号ｉを求め、二次元空間の曲線を構成するｉ番目の点ＨＰｉを求める。
【００３６】
Ｚ値取得手段１４は、既存曲線記憶部２２に予め記憶した三次元空間の曲線を構成する既存点のＺバッファ値を取得する。Ｚバッファ値は、三次元空間の曲線を構成する既存点と、当該既存点を表示する表示平面（例えば、モニタ５等）との奥行きの情報であり、既存点に対応付けて既存曲線記憶部２２に記憶されている。例えば、ＶＰｉのＺバッファ値であるＺｉを取得する。
【００３７】
新規点作成手段１５は、入力点取得手段１３が求めた、二次元空間の曲線を構成する入力点と、Ｚ値取得手段１４が取得したＺバッファ値とを対応付けて、三次元空間の新たな曲線を構成する新規点を作成する。例えば、ＨＰｉのＸＹ座標値に、Ｚｉを対応付けて、ＶＰ´ｉを作成する。
【００３８】
三次元曲線作成手段１６は、複数の入力点に基づいてそれぞれ作成した複数の新規点から三次元空間の新たな曲線を作成する。例えば、上述のｉを０から始めてｎまで順次インクリメントしてＶＰ´ｉを求めることによって、三次元空間の新たな曲線を作成する。すなわち、三次元空間の曲線を構成する点ＶＰ０からＶＰｎに対応した、二次元空間の曲線を構成する点ＨＰ０からＨＰｎを求める。そして、点ＶＰ０からＶＰｎのＺバッファ値であるＺ０からＺｎを、求めた点ＨＰ０からＨＰｎに対応付けた点であるＶＰ´０からＶＰ´ｎを求め、これらの求めた点で構成される三次元空間の新たな曲線を作成する。同様にして、三次元曲線化システム１００は、二次元空間のポリラインから三次元空間の新たなポリラインを作成する。
【００３９】
表示制御手段１７は、モニタ５への表示を制御する。例えば、ユーザの指定により、表示している既存曲線の表示を消去し、対応する既存曲線記憶部２２の記憶を消去する。
【００４０】
記憶部２０は、本発明の処理に必要なコンピュータプログラム２１ａ等を記憶する記憶装置である。記憶部２０は、制御部１０と組み合わせてプログラムの実行に使用するメモリを含んでよい。
【００４１】
記憶部２０を実現するものとして、電気的、磁気的、光学的、電磁的に実現するものを含んでよい。より具体的には、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）等を含む半導体記憶装置、磁気ディスク等が含まれる。
【００４２】
記憶部２０は、プログラム記憶部２１と、既存曲線記憶部２２とを備える。プログラム記憶部２１は、本発明の処理を実行するコンピュータプログラム２１ａを記憶する領域である。既存曲線記憶部２２は、三次元空間の曲線を構成する点の位置データと、当該点のＺバッファ値とを対応付けて記憶する。
【００４３】
ここで、本発明でいうコンピュータとは、記憶装置、制御装置等を備えた情報処理装置をいい、三次元曲線化システム１００は、記憶部２０、制御部１０等を備えた情報処理装置であり、本発明のコンピュータの概念に含まれる。
【００４４】
なお、三次元曲線化システム１００を構成するハードウェアの数に制限はなく、必要に応じて１又は複数のハードウェアで構成してよい。また、複数のハードウェアで構成する場合には、通信回線（図示せず）を介して各ハードウェアを接続してもよい。更に、三次元曲線化システム１００を、例えば、クライアント・サーバ形式にして、入出力のインタフェースをクライアント側で行い、処理をサーバ側で行う構成にしてもよい。
【００４５】
［メイン処理の処理フロー］
次に、処理の流れについて説明する。例えば、車両のデザインに関して、ユーザは、構造上又はデザイン上において特徴のあるラインを示すキャラクタラインを描く。このキャラクタラインの入力は、二次元平面におけるユーザの手描き動作によって描かれた線を入力することによって行われる。このフリーハンドで入力された線を立体形状の対応面の既存曲線に近い三次元曲線に変換する例を説明する。図２は、本実施形態に係るメイン処理のフローチャートである。ここで、既存曲線４０（後述する図４参照）は、既存の立体形状を構成する曲線であってユーザによって選択された曲線であり、入力曲線３１（後述する図４参照）は、ユーザによってフリーハンドで入力された曲線である。既存曲線４０を構成する点の座標値及びＺバッファ値は、既存曲線記憶部２２に三次元座標値リストとして記憶されている。フリーハンドで入力された入力曲線３１を構成する点の座標値は記憶部２０に二次元座標値リストとして記憶されている。
【００４６】
まず、ステップＳ（以下、単にＳという。）１では、制御部１０は、初期化処理を行う。例えば、記憶部２０のプログラム記憶部２１を除く記憶部内のクリア処理を行う。
【００４７】
Ｓ２において、制御部１０は、入力曲線３１を構成する点の数が０であるか否かを判断する。入力曲線３１を構成する点の数が０である場合、つまり、入力された線がない場合（Ｓ２：ＹＥＳ）には、制御部１０は、本処理を終了する。他方、入力曲線３１の点数が０ではない場合（Ｓ２：ＮＯ）には、制御部１０は、処理をＳ３に移す。
【００４８】
Ｓ３において、制御部１０は、既存曲線４０を構成する点の数が０であるか否かを判断する。既存曲線４０を構成する点の数が０である場合、つまり、既存曲線がない場合（Ｓ３：ＹＥＳ）には、制御部１０は、本処理を終了する。他方、既存曲線４０を構成する点の数が０ではない場合（Ｓ３：ＮＯ）には、制御部１０は、処理をＳ４に移す。
【００４９】
Ｓ４において、制御部１０は、入力曲線３１を構成する点のパラメータ化を行う。例えば、入力曲線３１をｎ等分し、構成する点を識別するための識別番号ＨＰ０からＨＰｎを付与する。
【００５０】
Ｓ５において、制御部１０は、既存曲線４０を構成する点のパラメータ化を行う。例えば、既存曲線４０をｎ等分し、構成する点を識別するための識別番号ＶＰ０からＶＰｎを付与する。
【００５１】
Ｓ６において、制御部１０は、既存曲線４０のＺバッファ値を用いた三次元座標リストの作成処理を行う。詳細については、図３において後述する。
【００５２】
Ｓ７において、制御部１０は、作成した三次元座標リストの点の数が０であるか否かを判断する。作成した三次元座標リストの点の数が０である場合、つまり、作成した三次元座標がない場合（Ｓ７：ＹＥＳ）には、制御部１０は、本処理を終了する。他方、作成した三次元座標リストの点数が０ではない場合（Ｓ７：ＮＯ）には、制御部１０は、処理をＳ８に移す。
【００５３】
Ｓ８において、制御部１０は、作成した三次元座標リストの点ＶＰ´０からＶＰ´ｎに基づいて、三次元曲線を作成する。その後、制御部１０は、処理を終了する。
【００５４】
［既存曲線４０のＺバッファ値を用いた三次元座標リストの作成処理の処理フロー］
次に、図２のＳ６に示す三次元座標リストの作成処理について説明する。図３は、本実施形態に係る、既存曲線４０のＺバッファ値を用いた三次元座標リストの作成処理のフローチャートである。ここで、既存曲線４０を構成する点のｉ番目をＶＰｉとする。既存曲線４０を構成する点のｉ番目のＺバッファ値をＺｉとする。入力曲線３１を構成する点のｉ番目をＨＰｉとする。
【００５５】
図３のＳ１１において、制御部１０は、変数ｉのクリア処理を行う。この例では、変数ｉに０を記憶する。
【００５６】
Ｓ１２において、制御部１０は、変数ｉと、既存曲線４０を構成する点の数とを比較し、等しいか否かを判断する。変数ｉが、既存曲線を構成する点の数に等しい場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）には、制御部１０は、処理を終了し、図２のＳ７にリターンする。変数ｉが、既存曲線を構成する点の数に満たない場合（Ｓ１２：ＮＯ）には、制御部１０は、処理をＳ１３に移す。
【００５７】
Ｓ１３において、制御部１０は、既存曲線４０を構成する変数ｉ番目の既存点ＶＰｉの座標値を取得する（例えば、図５におけるＶＰ０．０）。すなわち、既存曲線４０は既存の立体形状を構成するので、取得したＶＰｉは既存の立体形状を構成する既存点である。
【００５８】
Ｓ１４において、制御部１０は、入力曲線３１を構成する変数ｉ番目の点ＨＰｉの座標値を取得する（例えば、図５におけるＨＰ０．０）。すなわち、ＨＰｉはフリーハンドで入力された入力曲線３１を構成する点であって、既存曲線４０を構成する既存点ＶＰｉに対応する点である。
【００５９】
Ｓ１５において、制御部１０は、既存曲線４０を構成する点の変数ｉ番目に対応付けられたＺバッファ値であるＺｉを取得する（例えば、図５におけるＺ０．０）。すなわち、既存曲線４０は既存の立体形状を構成するので、Ｚｉは既存の立体形状を構成する既存点ＶＰｉのモニタ５からの奥行きを示す値である。
【００６０】
Ｓ１６において、制御部１０は、入力曲線３１の点ＨＰｉの座標値に、取得したＺバッファ値Ｚｉを対応付けてＶＰ´ｉを作成する（例えば、図５におけるＶＰ´０．０）。すなわち、ＶＰ´ｉは、フリーハンドで入力された入力曲線３１を構成する点に、既存の立体形状を構成する点のモニタ５からの奥行きを示す値を付与した点である。よって、ＶＰ´ｉは、フリーハンドで入力された入力曲線３１を構成する点であって、既存の立体形状を構成する既存点ＶＰｉに近い点である。
【００６１】
Ｓ１７において、制御部１０は、作成したＶＰ´ｉを入力曲線３１の三次元座標リストに追加する。すなわち、入力曲線３１の三次元座標リストは、フリーハンドで入力された入力曲線３１を構成する点を、既存の立体形状を構成する既存点ＶＰｉに近い点としたリストである。
【００６２】
Ｓ１８において、制御部１０は、変数ｉをインクリメントする。その後、制御部１０は、処理をＳ１２に移す。
【００６３】
図４は、本実施形態に係る三次元曲線化処理の具体例を示す図である。図４（１）の曲線３０は、モニタ５に表示された図４（２）の既存曲線４０を示している。入力曲線３１は、デジタイザ１を用いてユーザが描いた線を示し、モニタ５に表示されていることを示している。すなわち、ユーザが、モニタ５を見ながら、デジタイザ１を用いて線を入力し、曲線３０を入力曲線３１に修正していることを示している。二次元空間の入力曲線３１は、ＨＰ０．０、ＨＰ０．２、ＨＰ０．７、及びＨＰ１．０の点によって構成されている。図４（２）は、三次元空間の既存の立体形状を構成する既存曲線４０を示している。既存曲線４０は、既存曲線記憶部２２に記憶され、ＶＰ０．０、ＶＰ０．３、ＶＰ０．６、ＶＰ０．８、及びＶＰ１．０の点によって構成されている。
【００６４】
図５は、図４に続く、三次元曲線化処理の具体例を示す図である。図５は、既存曲線４０の点ＶＰ０．０のパラメータ（例えば、０．０）を求め、求めたＶＰ０．０のパラメータによって対応する入力曲線３１を構成する点であるＨＰ０．０を求め、求めたＨＰ０．０に、ＶＰ０．０のＺバッファ値であるＺ０．０を対応付けて、点ＶＰ´０．０を作成していることを示している。同様にして、ＶＰ´０．３、ＶＰ´０．６、ＶＰ´０．８、ＶＰ´１．０を作成していることを示している。視点５０を想定すると、求めた点ＶＰ´０．０、ＶＰ´０．３、ＶＰ´０．６、ＶＰ´０．８、及びＶＰ´１．０は、視点５０から入力曲線３１を見た場合に三次元空間に見える点である。
【００６５】
図６は、図５に続く、三次元曲線化処理の具体例を示す図である。図６（１）はモニタ５に表示されている入力曲線３１を示している。図６（２）は、図５によって求めたＶＰ´０．０からＶＰ´１．０の点によって構成される三次元空間の新たな曲線４１が、入力曲線３１に対応付けて作成されたことを示している。
【００６６】
実施例によれば、三次元曲線化システム１００は、三次元空間の曲線を構成する点の位置データと、当該点と当該点を表示する表示平面との奥行きの情報であるＺバッファ値とを対応付けて予め記憶する既存曲線記憶部２２と、ユーザによって表示平面に入力された二次元空間の曲線である入力曲線を受け付ける入力受付手段１１（デジタイザ１を含む）とを備える。そして、三次元曲線化システム１００は、受け付けた入力曲線３１と、既存曲線記憶部２２に記憶された三次元空間の曲線である既存曲線４０とのパラメータ化を行い、パラメータ化によって、既存曲線４０を構成する既存点に対応付けられた、入力曲線３１を構成する入力点を求め、既存点のＺバッファ値を取得し、入力点と、取得したＺバッファ値とを対応付けて、三次元空間の新たな曲線４１を構成する新規点を作成し、複数の入力点に基づいてそれぞれ作成した複数の新規点から三次元空間の新たな曲線４１を作成する。ここで、作成した新たな曲線４１を構成する点は、三次元空間の立体形状を構成する既存点のＺバッファ値が対応付けられているので、三次元空間の立体形状に対応付けられる。したがって、三次元曲線化システム１００は、ユーザによって二次元空間で入力された入力曲線３１を、三次元空間の立体の形状に沿って対応付けることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１ デジタイザ
２ 板状部材
３ ペン部材
５ モニタ
１０ 制御部
１１ 入力受付手段
１２ パラメータ化手段
１３ 入力点取得手段
１４ Ｚ値取得手段
１５ 新規点作成手段
１６ 三次元曲線作成手段
１７ 表示制御手段
２０ 記憶部
２１ プログラム記憶部
２１ａ コンピュータプログラム
２２ 既存曲線記憶部
１００ 三次元曲線化システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザが入力した二次元空間の曲線から三次元空間の曲線を作成する三次元曲線化方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デザイナは、紙に鉛筆やその他の筆記用具を用いて絵（デッサン）を描いて、工業製品の外観を表していた。また、デザイナ等は、その絵のデータを元に具体的にイメージするためにＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）を用いて三次元立体図を作成することが行われていた。このＣＡＤは、その操作等に関する知識を必要とするものであり、デザイナの感性をそのまま活かしにくいものであった。
【０００３】
このような三次元立体図を作成する際に入力する線や、曲線の生成に関する開示として、特許文献１から特許文献３が知られている。
【０００４】
特許文献１は、自由な曲線、曲面を有する形状設計方式を開示している。この形状設計方式は、物体モデル、又は数値モデルから得られた一群の点列をコンピュータに入力し、入力した点に基づいて曲線式を定めるための位置ベクトルを演算し、補間曲線を発生させ、曲線を有する形状を具現させる。そして、具現した形状に対して、図形入力装置を操作して得られた点の値を変更してその部分の曲線を修正するプロセスを繰り返すことにより、曲線を有する形状を設計する。
【０００５】
特許文献２は、元モデルの元面をオフセット処理して得たオフセット面の交線を確実かつ速やかに決定する方法を開示している。この方法は、元モデルを構成する元面からオフセット面の算出を行う。元面Ｓ０，Ｓ１の交線を構成する点（交点）Ｐｉを通る元面Ｓ０の法線Ｎｉ０と、オフセット面ＯＳ０の交点を第１挟み打ち点ＯＰｉ０とする。交点Ｐｉを通る元面Ｓ１の法線Ｎｉ１と、オフセット面ＯＳ１の交点を第２挟み打ち点ＯＰｉ１とする。第１挟み打ち点ＯＰｉ０を通り法線Ｎｉ１と平行な直線と、第２オフセット面ＯＳ１との交点を第３挟み打ち点ＯＱｉ１とする。第２挟み打ち点ＯＰｉ１を通り法線Ｎｉ０と平行な直線と、第１オフセット面ＯＳ０との交点を第４挟み打ち点ＯＱｉ０とする。以上の４つの挟み打ち点から挟み打ち収束によって、オフセット面の交線の構成点（交点）を求める。このオフセット面の交点を複数決定し、これらの交点を結び交線を決定する。
【０００６】
特許文献３は、デザイナの意図やイメージが反映された三次元形状データを作成することができる、三次元形状データの作成方法を開示している。この三次元形状データの作成方法は、アングル法又は３点法によりスケッチの三次元空間での配置位置と視点方向を決定し、更にスケッチに描かれた車両のドア断面とセンター断面との三次元空間での断面線を求め、得られたドア断面線とセンター断面線とに基づいて、三次元空間での車両の空間曲線を求め、立体歪みを修正し、曲面を創成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５０−１２５６４９号公報
【特許文献２】特開平１１−７３４３５号公報
【特許文献３】特開２００７−１７９４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の方式は、図形入力装置を操作して得られた点の値を変更して曲線を修正するだけなので、例えば、図形入力装置に対して行われる手描き動作によって曲線を修正することはできない。特許文献２の方法は、オフセット面の交線を求めるだけなので、交線を二次元空間の手描き動作による曲線に基づいて修正することはできない。特許文献３の作成方法は、断面線の修正を行う場合に図面上の断面線を修正するだけなので、例えば、二次元空間の操作によって、三次元空間の立体の形状に沿って曲線を生成したり、修正したりすることはできない。
【０００９】
そこで、二次元空間で曲線を描くことが、そのまま三次元空間の立体の形状に沿って描くことになる方法が求められている。
【００１０】
本発明は、ユーザによって二次元空間で入力された曲線を、三次元空間の立体の形状に沿って対応付けることができる方法及びシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、具体的には次のようなものを提供する。
【００１２】
（１） 三次元空間の曲線を構成する点の位置データと、当該点と当該点を表示する表示平面との奥行きの情報であるＺバッファ値とを対応付けて予め記憶する既存曲線記憶手段を備えるコンピュータが、入力した二次元空間の曲線から三次元空間の新たな曲線を作成する三次元曲線化方法であって、ユーザによって前記表示平面に入力された二次元空間の曲線である入力曲線を受け付ける第１のステップと、受け付けた前記入力曲線と、前記既存曲線記憶手段に記憶された三次元空間の曲線である既存曲線とのパラメータ化を行う第２のステップと、前記パラメータ化によって、前記既存曲線を構成する既存点に対応付けられた、前記入力曲線を構成する入力点を求める第３のステップと、前記既存点の前記Ｚバッファ値を取得する第４のステップと、前記入力点と、取得した前記Ｚバッファ値とを対応付けて、三次元空間の新たな曲線を構成する新規点を作成する第５のステップと、複数の前記入力点に基づいてそれぞれ作成した複数の前記新規点から三次元空間の新たな曲線を作成する第６のステップと、を備えることを特徴とする三次元曲線化方法。
【００１３】
（１）の構成によれば、本発明に係る三次元曲線化方法は、三次元空間の曲線を構成する点の位置データと、当該点と当該点を表示する表示平面との奥行きの情報であるＺバッファ値とを対応付けて予め記憶する既存曲線記憶手段を備えるコンピュータが、入力した二次元空間の曲線から三次元空間の新たな曲線を作成する三次元曲線化方法であって、ユーザによって表示平面に入力された二次元空間の曲線である入力曲線を受け付け、受け付けた入力曲線と、既存曲線記憶手段に記憶された三次元空間の曲線である既存曲線とのパラメータ化を行い、パラメータ化によって、既存曲線を構成する既存点に対応付けられた、入力曲線を構成する入力点を求め、既存点のＺバッファ値を取得し、入力点と、取得したＺバッファ値とを対応付けて、三次元空間の新たな曲線を構成する新規点を作成する。そして、複数の入力点に基づいてそれぞれ作成した複数の新規点から三次元空間の新たな曲線を作成する。
【００１４】
すなわち、本発明に係る三次元曲線化方法は、三次元空間の既存曲線を構成する既存点に対応する、入力された二次元空間の曲線を構成する入力点を求め、求めた入力点に既存点のＺバッファ値を対応付け、三次元空間の新たな曲線を構成する新規点を作成する。ここで、三次元空間の既存曲線が三次元空間の立体形状を構成する場合に、新規点は、既存点のＺバッファ値が対応付けられているので、三次元空間の立体形状に対応付けられる。よって、新規点によって構成される三次元空間の新たな曲線は、三次元空間の立体形状に対応付けられる。したがって、本発明に係る三次元曲線化方法は、ユーザによって二次元空間で入力された曲線を、三次元空間の立体の形状に沿って対応付けることができる。
【００１５】
（２） （１）に記載の三次元曲線化方法であって、前記第１のステップは、デジタイザを用いたユーザの手描き動作に基づいて前記表示平面に入力された二次元空間の曲線を受け付けることを特徴とする三次元曲線化方法。
【００１６】
（２）の構成によれば、本発明に係る三次元曲線化方法は、デジタイザを用いたユーザの手描き動作に基づいて表示平面に入力された二次元空間の曲線から、三次元空間の新たな曲線を作成する。したがって、本発明に係る三次元曲線化方法は、ユーザが手描き動作で入力した二次元空間の曲線を、三次元空間の立体の形状に沿って対応付けることができる。
【００１７】
（３） （１）又は（２）に記載の三次元曲線化方法であって、前記第１のステップは、前記既存曲線が表示されている前記表示平面に入力された前記入力曲線を受け付けると共に表示することを特徴とする三次元曲線化方法。
【００１８】
（３）の構成によれば、本発明に係る三次元曲線化方法は、既存曲線が表示されている表示平面に入力された入力曲線を受け付けると共に表示し、三次元空間の新たな曲線を作成する。したがって、本発明に係る三次元曲線化方法は、ユーザが入力した二次元空間の曲線を、立体形状を構成する既存曲線を見ながら三次元空間の立体の形状に沿って対応付けることができる。
【００１９】
（４） 入力した二次元空間の曲線から三次元空間の新たな曲線を作成する三次元曲線化システムであって、三次元空間の曲線を構成する点の位置データと、当該点と当該点を表示する表示平面との奥行きの情報であるＺバッファ値とを対応付けて予め記憶する既存曲線記憶手段と、ユーザによって前記表示平面に入力された二次元空間の曲線である入力曲線を受け付ける入力受付手段と、受け付けた前記入力曲線と、前記既存曲線記憶手段に記憶された三次元空間の曲線である既存曲線とのパラメータ化を行うパラメータ化手段と、前記パラメータ化によって、前記既存曲線を構成する既存点に対応付けられた、前記入力曲線を構成する入力点を求める入力点取得手段と、前記既存点の前記Ｚバッファ値を取得するＺ値取得手段と、前記入力点と、取得した前記Ｚバッファ値とを対応付けて、三次元空間の新たな曲線を構成する新規点を作成する新規点作成手段と、複数の前記入力点に基づいてそれぞれ作成した複数の前記新規点から三次元空間の新たな曲線を作成する三次元曲線作成手段と、を備えることを特徴とする三次元曲線化システム。
【００２０】
（４）の構成によれば、本発明に係る三次元曲線化システムは、三次元空間の曲線を構成する点の位置データと、当該点と当該点を表示する表示平面との奥行きの情報であるＺバッファ値とを対応付けて予め記憶する既存曲線記憶手段と、ユーザによって表示平面に入力された二次元空間の曲線である入力曲線を受け付ける入力受付手段とを備える。そして、本発明に係る三次元曲線化システムは、受け付けた入力曲線と、既存曲線記憶手段に記憶された三次元空間の曲線である既存曲線とのパラメータ化を行い、パラメータ化によって、既存曲線を構成する既存点に対応付けられた、入力曲線を構成する入力点を求め、既存点のＺバッファ値を取得し、入力点と、取得したＺバッファ値とを対応付けて、三次元空間の新たな曲線を構成する新規点を作成し、複数の入力点に基づいてそれぞれ作成した複数の新規点から三次元空間の新たな曲線を作成する。
【００２１】
よって、三次元空間の既存曲線が三次元空間の立体形状を構成する場合に、本発明に係る三次元曲線化システムが作成した新たな曲線を構成する新規点は、既存点のＺバッファ値が対応付けられているので、三次元空間の立体形状に対応付けられる。したがって、本発明に係る三次元曲線化システムは、ユーザによって二次元空間で入力された曲線を、三次元空間の立体の形状に沿って対応付けることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ユーザによって二次元空間で入力された曲線を、三次元空間の立体の形状に沿って対応付けることができる。
【００２３】
更に、本発明は、ユーザであるデザイナが二次元空間で入力した線を自動的に、対応する立体の三次元曲面にフィットさせるので、デザイナがフリーハンドで紙にデザインスケッチする感覚で線を入力することができる。その結果、本発明は、デザインの精度や多様性、反復性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態に係る三次元曲線化システム１００の全体構成及び機能構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係るメイン処理のフローチャートである。
【図３】本実施形態に係る、既存曲線４０のＺバッファ値を用いた三次元座標リストの作成処理のフローチャートである。
【図４】本実施形態に係る三次元曲線化処理の具体例を示す図である。
【図５】図４に続く、三次元曲線化処理の具体例を示す図である。
【図６】図５に続く、三次元曲線化処理の具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための形態について図を参照しながら説明する。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。
【００２６】
［三次元曲線化システム１００の全体構成及び機能構成］
図１は、本実施形態に係る三次元曲線化システム１００の全体構成及び機能構成を示す図である。本実施形態は、ユーザが入力した線を、既存の立体形状に沿った三次元空間の曲線に近い曲線にする。
【００２７】
三次元曲線化システム１００は、デジタイザ１と、モニタ５と、制御部１０と、記憶部２０とから構成され、それぞれ図示しないバスラインを介して接続されている。
【００２８】
デジタイザ１は、入力装置であり、板状部材２と、ペン部材３とを組み合わせた構造である。板状部材２は、モニタ５の中での位置を検出するための板状の装置である。ペン部材３は、モニタ５に対する位置を指示するためのペン型の装置である。デジタイザ１は、モニタ５に対応する板状部材２の上でペン部材３により絶対位置を指定するため、細かい作業に向いている。デジタイザ１は、従来、鉛筆等の筆記用具を使用して紙にデザインしていたデザイナが、従来のデザイン作業と同等の感覚でデザイン作業ができることから選択された。デジタイザ１は、ペン部材３の進化に伴って、より紙に描く感じでデザイナに作業を行わせることができる。
【００２９】
モニタ５は、例えば、デジタイザ１から入力された複数の線や、その複数の線から生成されたポリラインを表示するブラウン管表示装置（ＣＲＴ）、液晶表示装置（ＬＣＤ）等のディスプレイ装置である。
【００３０】
制御部１０は、情報の演算及び処理を行う情報演算処理装置（ＣＰＵ）であり、当該三次元曲線化システム１００の全体を制御するものである。制御部１０は、記憶部２０に記憶された各種プログラムを適宜読み出して実行することにより、三次元曲線化システム１００のハードウェアと協働し、本発明に係る各種機能を実現している。
【００３１】
制御部１０は、入力受付手段１１と、パラメータ化手段１２と、入力点取得手段１３、Ｚ値取得手段１４と、新規点作成手段１５と、三次元曲線作成手段１６と、表示制御手段１７とを備える。三次元空間の既存曲線は、表示平面であるモニタ５に表示されていて、当該既存曲線の位置データ及びＺバッファ値は、記憶部２０の既存曲線記憶部２２に予め記憶されている。
【００３２】
ここで、三次元空間の既存曲線が複数存在する場合、例えば、モニタ５に表示されている立体形状を構成する曲線が複数の場合には、三次元曲線化システム１００が対象とする、既存曲線記憶部２２に記憶されている三次元空間の既存曲線は、例えば、ユーザによって選択される。ユーザによる曲線の選択は、例えば、ユーザがデジタイザ１のペン部材３を用いて、モニタ５に表示されている立体形状を構成する曲線のうちから１本の曲線を指定することにより行われる。また、入力受付手段１１によって受け付けられた曲線と、受け付けられた曲線の周辺の曲線との距離を求め最も近い曲線を自動的に選択する。
【００３３】
入力受付手段１１は、デザイナであるユーザがデジタイザ１を用いて手描き動作によって描いた線、すなわちモニタ５に入力された二次元空間の曲線である入力曲線を受け付ける。ここで、二次元空間の曲線は、入力された線を構成する線分や円弧を一つの線の図形としたポリラインを含む。
【００３４】
パラメータ化手段１２は、入力受付手段１１が受け付けた二次元空間の曲線と、予め既存曲線記憶部２２に記憶された三次元空間の曲線とをパラメータ化する。パラメータ化は、例えば、曲線上の点を識別するための識別番号を付与することにより行われる。例えば、二次元空間の曲線をＨＰ０からＨＰｎとし、既存曲線記憶部２２に予め記憶した三次元空間の曲線をＶＰ０からＶＰｎとする。
【００３５】
入力点取得手段１３は、パラメータ化手段１２によるパラメータ化によって、既存曲線を構成する既存点に対応付けられた、入力曲線を構成する入力点を求める。例えば、既存点ＶＰｉの識別番号である番号ｉを求め、二次元空間の曲線を構成するｉ番目の点ＨＰｉを求める。
【００３６】
Ｚ値取得手段１４は、既存曲線記憶部２２に予め記憶した三次元空間の曲線を構成する既存点のＺバッファ値を取得する。Ｚバッファ値は、三次元空間の曲線を構成する既存点と、当該既存点を表示する表示平面（例えば、モニタ５等）との奥行きの情報であり、既存点に対応付けて既存曲線記憶部２２に記憶されている。例えば、ＶＰｉのＺバッファ値であるＺｉを取得する。
【００３７】
新規点作成手段１５は、入力点取得手段１３が求めた、二次元空間の曲線を構成する入力点と、Ｚ値取得手段１４が取得したＺバッファ値とを対応付けて、三次元空間の新たな曲線を構成する新規点を作成する。例えば、ＨＰｉのＸＹ座標値に、Ｚｉを対応付けて、ＶＰ´ｉを作成する。
【００３８】
三次元曲線作成手段１６は、複数の入力点に基づいてそれぞれ作成した複数の新規点から三次元空間の新たな曲線を作成する。例えば、上述のｉを０から始めてｎまで順次インクリメントしてＶＰ´ｉを求めることによって、三次元空間の新たな曲線を作成する。すなわち、三次元空間の曲線を構成する点ＶＰ０からＶＰｎに対応した、二次元空間の曲線を構成する点ＨＰ０からＨＰｎを求める。そして、点ＶＰ０からＶＰｎのＺバッファ値であるＺ０からＺｎを、求めた点ＨＰ０からＨＰｎに対応付けた点であるＶＰ´０からＶＰ´ｎを求め、これらの求めた点で構成される三次元空間の新たな曲線を作成する。同様にして、三次元曲線化システム１００は、二次元空間のポリラインから三次元空間の新たなポリラインを作成する。
【００３９】
表示制御手段１７は、モニタ５への表示を制御する。例えば、ユーザの指定により、表示している既存曲線の表示を消去し、対応する既存曲線記憶部２２の記憶を消去する。
【００４０】
記憶部２０は、本発明の処理に必要なコンピュータプログラム２１ａ等を記憶する記憶装置である。記憶部２０は、制御部１０と組み合わせてプログラムの実行に使用するメモリを含んでよい。
【００４１】
記憶部２０を実現するものとして、電気的、磁気的、光学的、電磁的に実現するものを含んでよい。より具体的には、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）等を含む半導体記憶装置、磁気ディスク等が含まれる。
【００４２】
記憶部２０は、プログラム記憶部２１と、既存曲線記憶部２２とを備える。プログラム記憶部２１は、本発明の処理を実行するコンピュータプログラム２１ａを記憶する領域である。既存曲線記憶部２２は、三次元空間の曲線を構成する点の位置データと、当該点のＺバッファ値とを対応付けて記憶する。
【００４３】
ここで、本発明でいうコンピュータとは、記憶装置、制御装置等を備えた情報処理装置をいい、三次元曲線化システム１００は、記憶部２０、制御部１０等を備えた情報処理装置であり、本発明のコンピュータの概念に含まれる。
【００４４】
なお、三次元曲線化システム１００を構成するハードウェアの数に制限はなく、必要に応じて１又は複数のハードウェアで構成してよい。また、複数のハードウェアで構成する場合には、通信回線（図示せず）を介して各ハードウェアを接続してもよい。更に、三次元曲線化システム１００を、例えば、クライアント・サーバ形式にして、入出力のインタフェースをクライアント側で行い、処理をサーバ側で行う構成にしてもよい。
【００４５】
［メイン処理の処理フロー］
次に、処理の流れについて説明する。例えば、車両のデザインに関して、ユーザは、構造上又はデザイン上において特徴のあるラインを示すキャラクタラインを描く。このキャラクタラインの入力は、二次元平面におけるユーザの手描き動作によって描かれた線を入力することによって行われる。このフリーハンドで入力された線を立体形状の対応面の既存曲線に近い三次元曲線に変換する例を説明する。図２は、本実施形態に係るメイン処理のフローチャートである。ここで、既存曲線４０（後述する図４参照）は、既存の立体形状を構成する曲線であってユーザによって選択された曲線であり、入力曲線３１（後述する図４参照）は、ユーザによってフリーハンドで入力された曲線である。既存曲線４０を構成する点の座標値及びＺバッファ値は、既存曲線記憶部２２に三次元座標値リストとして記憶されている。フリーハンドで入力された入力曲線３１を構成する点の座標値は記憶部２０に二次元座標値リストとして記憶されている。
【００４６】
まず、ステップＳ（以下、単にＳという。）１では、制御部１０は、初期化処理を行う。例えば、記憶部２０のプログラム記憶部２１を除く記憶部内のクリア処理を行う。
【００４７】
Ｓ２において、制御部１０は、入力曲線３１を構成する点の数が０であるか否かを判断する。入力曲線３１を構成する点の数が０である場合、つまり、入力された線がない場合（Ｓ２：ＹＥＳ）には、制御部１０は、本処理を終了する。他方、入力曲線３１の点数が０ではない場合（Ｓ２：ＮＯ）には、制御部１０は、処理をＳ３に移す。
【００４８】
Ｓ３において、制御部１０は、既存曲線４０を構成する点の数が０であるか否かを判断する。既存曲線４０を構成する点の数が０である場合、つまり、既存曲線がない場合（Ｓ３：ＹＥＳ）には、制御部１０は、本処理を終了する。他方、既存曲線４０を構成する点の数が０ではない場合（Ｓ３：ＮＯ）には、制御部１０は、処理をＳ４に移す。
【００４９】
Ｓ４において、制御部１０は、入力曲線３１を構成する点のパラメータ化を行う。例えば、入力曲線３１をｎ等分し、構成する点を識別するための識別番号ＨＰ０からＨＰｎを付与する。
【００５０】
Ｓ５において、制御部１０は、既存曲線４０を構成する点のパラメータ化を行う。例えば、既存曲線４０をｎ等分し、構成する点を識別するための識別番号ＶＰ０からＶＰｎを付与する。
【００５１】
Ｓ６において、制御部１０は、既存曲線４０のＺバッファ値を用いた三次元座標リストの作成処理を行う。詳細については、図３において後述する。
【００５２】
Ｓ７において、制御部１０は、作成した三次元座標リストの点の数が０であるか否かを判断する。作成した三次元座標リストの点の数が０である場合、つまり、作成した三次元座標がない場合（Ｓ７：ＹＥＳ）には、制御部１０は、本処理を終了する。他方、作成した三次元座標リストの点数が０ではない場合（Ｓ７：ＮＯ）には、制御部１０は、処理をＳ８に移す。
【００５３】
Ｓ８において、制御部１０は、作成した三次元座標リストの点ＶＰ´０からＶＰ´ｎに基づいて、三次元曲線を作成する。その後、制御部１０は、処理を終了する。
【００５４】
［既存曲線４０のＺバッファ値を用いた三次元座標リストの作成処理の処理フロー］
次に、図２のＳ６に示す三次元座標リストの作成処理について説明する。図３は、本実施形態に係る、既存曲線４０のＺバッファ値を用いた三次元座標リストの作成処理のフローチャートである。ここで、既存曲線４０を構成する点のｉ番目をＶＰｉとする。既存曲線４０を構成する点のｉ番目のＺバッファ値をＺｉとする。入力曲線３１を構成する点のｉ番目をＨＰｉとする。
【００５５】
図３のＳ１１において、制御部１０は、変数ｉのクリア処理を行う。この例では、変数ｉに０を記憶する。
【００５６】
Ｓ１２において、制御部１０は、変数ｉと、既存曲線４０を構成する点の数とを比較し、等しいか否かを判断する。変数ｉが、既存曲線を構成する点の数に等しい場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）には、制御部１０は、処理を終了し、図２のＳ７にリターンする。変数ｉが、既存曲線を構成する点の数に満たない場合（Ｓ１２：ＮＯ）には、制御部１０は、処理をＳ１３に移す。
【００５７】
Ｓ１３において、制御部１０は、既存曲線４０を構成する変数ｉ番目の既存点ＶＰｉの座標値を取得する（例えば、図５におけるＶＰ０．０）。すなわち、既存曲線４０は既存の立体形状を構成するので、取得したＶＰｉは既存の立体形状を構成する既存点である。
【００５８】
Ｓ１４において、制御部１０は、入力曲線３１を構成する変数ｉ番目の点ＨＰｉの座標値を取得する（例えば、図５におけるＨＰ０．０）。すなわち、ＨＰｉはフリーハンドで入力された入力曲線３１を構成する点であって、既存曲線４０を構成する既存点ＶＰｉに対応する点である。
【００５９】
Ｓ１５において、制御部１０は、既存曲線４０を構成する点の変数ｉ番目に対応付けられたＺバッファ値であるＺｉを取得する（例えば、図５におけるＺ０．０）。すなわち、既存曲線４０は既存の立体形状を構成するので、Ｚｉは既存の立体形状を構成する既存点ＶＰｉのモニタ５からの奥行きを示す値である。
【００６０】
Ｓ１６において、制御部１０は、入力曲線３１の点ＨＰｉの座標値に、取得したＺバッファ値Ｚｉを対応付けてＶＰ´ｉを作成する（例えば、図５におけるＶＰ´０．０）。すなわち、ＶＰ´ｉは、フリーハンドで入力された入力曲線３１を構成する点に、既存の立体形状を構成する点のモニタ５からの奥行きを示す値を付与した点である。よって、ＶＰ´ｉは、フリーハンドで入力された入力曲線３１を構成する点であって、既存の立体形状を構成する既存点ＶＰｉに近い点である。
【００６１】
Ｓ１７において、制御部１０は、作成したＶＰ´ｉを入力曲線３１の三次元座標リストに追加する。すなわち、入力曲線３１の三次元座標リストは、フリーハンドで入力された入力曲線３１を構成する点を、既存の立体形状を構成する既存点ＶＰｉに近い点としたリストである。
【００６２】
Ｓ１８において、制御部１０は、変数ｉをインクリメントする。その後、制御部１０は、処理をＳ１２に移す。
【００６３】
図４は、本実施形態に係る三次元曲線化処理の具体例を示す図である。図４（１）の曲線３０は、モニタ５に表示された図４（２）の既存曲線４０を示している。入力曲線３１は、デジタイザ１を用いてユーザが描いた線を示し、モニタ５に表示されていることを示している。すなわち、ユーザが、モニタ５を見ながら、デジタイザ１を用いて線を入力し、曲線３０を入力曲線３１に修正していることを示している。二次元空間の入力曲線３１は、ＨＰ０．０、ＨＰ０．２、ＨＰ０．７、及びＨＰ１．０の点によって構成されている。図４（２）は、三次元空間の既存の立体形状を構成する既存曲線４０を示している。既存曲線４０は、既存曲線記憶部２２に記憶され、ＶＰ０．０、ＶＰ０．３、ＶＰ０．６、ＶＰ０．８、及びＶＰ１．０の点によって構成されている。
【００６４】
図５は、図４に続く、三次元曲線化処理の具体例を示す図である。図５は、既存曲線４０の点ＶＰ０．０のパラメータ（例えば、０．０）を求め、求めたＶＰ０．０のパラメータによって対応する入力曲線３１を構成する点であるＨＰ０．０を求め、求めたＨＰ０．０に、ＶＰ０．０のＺバッファ値であるＺ０．０を対応付けて、点ＶＰ´０．０を作成していることを示している。同様にして、ＶＰ´０．３、ＶＰ´０．６、ＶＰ´０．８、ＶＰ´１．０を作成していることを示している。視点５０を想定すると、求めた点ＶＰ´０．０、ＶＰ´０．３、ＶＰ´０．６、ＶＰ´０．８、及びＶＰ´１．０は、視点５０から入力曲線３１を見た場合に三次元空間に見える点である。
【００６５】
図６は、図５に続く、三次元曲線化処理の具体例を示す図である。図６（１）はモニタ５に表示されている入力曲線３１を示している。図６（２）は、図５によって求めたＶＰ´０．０からＶＰ´１．０の点によって構成される三次元空間の新たな曲線４１が、入力曲線３１に対応付けて作成されたことを示している。
【００６６】
実施例によれば、三次元曲線化システム１００は、三次元空間の曲線を構成する点の位置データと、当該点と当該点を表示する表示平面との奥行きの情報であるＺバッファ値とを対応付けて予め記憶する既存曲線記憶部２２と、ユーザによって表示平面に入力された二次元空間の曲線である入力曲線を受け付ける入力受付手段１１（デジタイザ１を含む）とを備える。そして、三次元曲線化システム１００は、受け付けた入力曲線３１と、既存曲線記憶部２２に記憶された三次元空間の曲線である既存曲線４０とのパラメータ化を行い、パラメータ化によって、既存曲線４０を構成する既存点に対応付けられた、入力曲線３１を構成する入力点を求め、既存点のＺバッファ値を取得し、入力点と、取得したＺバッファ値とを対応付けて、三次元空間の新たな曲線４１を構成する新規点を作成し、複数の入力点に基づいてそれぞれ作成した複数の新規点から三次元空間の新たな曲線４１を作成する。ここで、作成した新たな曲線４１を構成する点は、三次元空間の立体形状を構成する既存点のＺバッファ値が対応付けられているので、三次元空間の立体形状に対応付けられる。したがって、三次元曲線化システム１００は、ユーザによって二次元空間で入力された入力曲線３１を、三次元空間の立体の形状に沿って対応付けることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１ デジタイザ
２ 板状部材
３ ペン部材
５ モニタ
１０ 制御部
１１ 入力受付手段
１２ パラメータ化手段
１３ 入力点取得手段
１４ Ｚ値取得手段
１５ 新規点作成手段
１６ 三次元曲線作成手段
１７ 表示制御手段
２０ 記憶部
２１ プログラム記憶部
２１ａ コンピュータプログラム
２２ 既存曲線記憶部
１００ 三次元曲線化システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元空間の曲線を構成する点の位置データと、当該点と当該点を表示する表示平面との奥行きの情報であるＺバッファ値とを対応付けて予め記憶する既存曲線記憶手段を備えるコンピュータが、入力した二次元空間の曲線から三次元空間の新たな曲線を作成する三次元曲線化方法であって、
ユーザによって前記表示平面に入力された二次元空間の曲線である入力曲線を受け付ける第１のステップと、
受け付けた前記入力曲線と、前記既存曲線記憶手段に記憶された三次元空間の曲線である既存曲線とのパラメータ化を行う第２のステップと、
前記パラメータ化によって、前記既存曲線を構成する既存点に対応付けられた、前記入力曲線を構成する入力点を求める第３のステップと、
前記既存点の前記Ｚバッファ値を取得する第４のステップと、
前記入力点と、取得した前記Ｚバッファ値とを対応付けて、三次元空間の新たな曲線を構成する新規点を作成する第５のステップと、
複数の前記入力点に基づいてそれぞれ作成した複数の前記新規点から三次元空間の新たな曲線を作成する第６のステップと、
を備えることを特徴とする三次元曲線化方法。
【請求項２】
請求項１に記載の三次元曲線化方法であって、
前記第１のステップは、デジタイザを用いたユーザの手描き動作に基づいて前記表示平面に入力された二次元空間の曲線を受け付けることを特徴とする三次元曲線化方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の三次元曲線化方法であって、
前記第１のステップは、前記既存曲線が表示されている前記表示平面に入力された前記入力曲線を受け付けると共に表示することを特徴とする三次元曲線化方法。
【請求項４】
入力した二次元空間の曲線から三次元空間の新たな曲線を作成する三次元曲線化システムであって、
三次元空間の曲線を構成する点の位置データと、当該点と当該点を表示する表示平面との奥行きの情報であるＺバッファ値とを対応付けて予め記憶する既存曲線記憶手段と、
ユーザによって前記表示平面に入力された二次元空間の曲線である入力曲線を受け付ける入力受付手段と、
受け付けた前記入力曲線と、前記既存曲線記憶手段に記憶された三次元空間の曲線である既存曲線とのパラメータ化を行うパラメータ化手段と、
前記パラメータ化によって、前記既存曲線を構成する既存点に対応付けられた、前記入力曲線を構成する入力点を求める入力点取得手段と、
前記既存点の前記Ｚバッファ値を取得するＺ値取得手段と、
前記入力点と、取得した前記Ｚバッファ値とを対応付けて、三次元空間の新たな曲線を構成する新規点を作成する新規点作成手段と、
複数の前記入力点に基づいてそれぞれ作成した複数の前記新規点から三次元空間の新たな曲線を作成する三次元曲線作成手段と、
を備えることを特徴とする三次元曲線化システム。
【請求項１】
三次元空間の曲線を構成する点の位置データと、当該点と当該点を表示する表示平面との奥行きの情報であるＺバッファ値とを対応付けて予め記憶する既存曲線記憶手段を備えるコンピュータが、入力した二次元空間の曲線から三次元空間の新たな曲線を作成する三次元曲線化方法であって、
ユーザによって前記表示平面に入力された二次元空間の曲線である入力曲線を受け付ける第１のステップと、
受け付けた前記入力曲線と、前記既存曲線記憶手段に記憶された三次元空間の曲線である既存曲線とのパラメータ化を行う第２のステップと、
前記パラメータ化によって、前記既存曲線を構成する既存点に対応付けられた、前記入力曲線を構成する入力点を求める第３のステップと、
前記既存点の前記Ｚバッファ値を取得する第４のステップと、
前記入力点と、取得した前記Ｚバッファ値とを対応付けて、三次元空間の新たな曲線を構成する新規点を作成する第５のステップと、
複数の前記入力点に基づいてそれぞれ作成した複数の前記新規点から三次元空間の新たな曲線を作成する第６のステップと、
を備えることを特徴とする三次元曲線化方法。
【請求項２】
請求項１に記載の三次元曲線化方法であって、
前記第１のステップは、デジタイザを用いたユーザの手描き動作に基づいて前記表示平面に入力された二次元空間の曲線を受け付けることを特徴とする三次元曲線化方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の三次元曲線化方法であって、
前記第１のステップは、前記既存曲線が表示されている前記表示平面に入力された前記入力曲線を受け付けると共に表示することを特徴とする三次元曲線化方法。
【請求項４】
入力した二次元空間の曲線から三次元空間の新たな曲線を作成する三次元曲線化システムであって、
三次元空間の曲線を構成する点の位置データと、当該点と当該点を表示する表示平面との奥行きの情報であるＺバッファ値とを対応付けて予め記憶する既存曲線記憶手段と、
ユーザによって前記表示平面に入力された二次元空間の曲線である入力曲線を受け付ける入力受付手段と、
受け付けた前記入力曲線と、前記既存曲線記憶手段に記憶された三次元空間の曲線である既存曲線とのパラメータ化を行うパラメータ化手段と、
前記パラメータ化によって、前記既存曲線を構成する既存点に対応付けられた、前記入力曲線を構成する入力点を求める入力点取得手段と、
前記既存点の前記Ｚバッファ値を取得するＺ値取得手段と、
前記入力点と、取得した前記Ｚバッファ値とを対応付けて、三次元空間の新たな曲線を構成する新規点を作成する新規点作成手段と、
複数の前記入力点に基づいてそれぞれ作成した複数の前記新規点から三次元空間の新たな曲線を作成する三次元曲線作成手段と、
を備えることを特徴とする三次元曲線化システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２７１８２９（Ｐ２０１０−２７１８２９Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２１９２４（Ｐ２００９−１２１９２４）
【出願日】平成２１年５月２０日（２００９．５．２０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２０日（２００９．５．２０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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