編構造モデル生成プログラム、編構造モデル生成装置、及び編構造モデル生成方法
【課題】所定の記号によって表された編構造データから、どのような編物が編成されるかを容易に推定することができる編構造モデルを生成する。
【解決手段】編構造データ取得部１１は、タックを示すＴ、ウエルトを示すＷ、ニットを示すＫ記号から構成される編構造データを取得する。ノード配列部１２は、ＸＹ平面内に編物を構成する糸の連結点を示すノードを格子状に配列する。簡略モデル生成部１３は、編構造データに従って、前記ＸＹ平面内に配列されたノードを、糸に相当するエッジで接続し、簡略編構造モデルを生成する。表示部４０は、簡略編構造モデルを表示する。
【解決手段】編構造データ取得部１１は、タックを示すＴ、ウエルトを示すＷ、ニットを示すＫ記号から構成される編構造データを取得する。ノード配列部１２は、ＸＹ平面内に編物を構成する糸の連結点を示すノードを格子状に配列する。簡略モデル生成部１３は、編構造データに従って、前記ＸＹ平面内に配列されたノードを、糸に相当するエッジで接続し、簡略編構造モデルを生成する。表示部４０は、簡略編構造モデルを表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータ上に生成される仮想３次元空間内において編物の編構造モデルを生成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
編物はタック、ニット等の幾つかの編パターンを組み合わせることで構成されているため、各編パターンを表す記号を定め、この記号を配列することで、編物の構造を表すことが従来よりなされている。ここで、基本的な編パターンを表す記号として、例えば日本工業規格（ＪＩＳ）により規格された編み目記号図が知られている。
【０００３】
また、特許文献１では、予めモジュール化された編み目の画像をライブラリから選択して２次元の画像を生成し、この２次元の画像を１つのレイヤーとし、複数のレイヤーを積層させて編物のシミュレーションを行う技術が開示されている。
【特許文献１】ＷＯ２００３−０３２２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、編み目記号からどのような編物が編成されるかを推定することは、かなりの経験と知識が必要であり、編物の熟練者でなければこのような推定を行うことは困難である。また、特許文献１では、予めモジュール化された編み目の画像をライブラリから選択されているにすぎず、糸１本１本にかかる物理的特性を加味したシミュレーションがなされていないため、リアルな編構造モデルを生成することはできない。
【０００５】
本発明の目的は、編物を構成する糸の編パターンが、所定の記号によって表された編構造データから、どのような編物が編成されるかを容易に推定することができる編構造モデルを生成する編構造モデル生成プログラム、編構造モデル生成装置、及び編構造モデル生成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による編構造モデル生成プログラムは、仮想３次元空間内に編物の編構造モデルを生成する編構造モデル生成プログラムであって、編物の編構造が、編構造を構成する編パターンに応じた記号で表された編構造データを取得する編構造データ取得手段と、仮想３次元空間内の所定の平面に前記編物を構成する糸の連結点を示すノードを格子状に配列するノード配列手段と、前記編構造データ取得手段により取得された編構造データに従って、前記仮想３次元空間内に配列されたノードを、糸に相当するエッジによって接続し、簡略編構造モデルを生成する簡略モデル生成手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、編パターンを所定の記号により表した編構造データが取得され、この編構造データに従って、仮想３次元空間の所定の平面内に配列されたノードが、糸に相当するエッジにより接続され、簡略編構造モデルが生成される。
【０００８】
これにより、エッジとノードとによって、編構造データが表現された簡略編構造モデルが得られるため、この簡略編構造モデルを見たユーザは、どのような編物が編成されるかを容易に推定することができる。
【０００９】
また、上記構成において、前記編構造データは、前記編パターンに応じた記号がマトリックス状に配列されたデータ構造を有し、前記ノード配列手段は、格子状に隣接する４つノードを各記号に割り当て、各記号に割り当てられた４つのノードは、左上に位置する第１のノードと、右上に位置する第２のノードと、左下に位置する第３のノードと、右下に位置する第４のノードとを含み、前記編構造データを構成する編パターンを示す記号のうち、注目する１の記号である注目記号に割り当てられた前記第３及び第４のノードは、当該注目記号の下側に隣接する記号に割り当てられた第１及び第２のノードと共有されていることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、各記号には、格子状に隣接する左上、右上、左下、及び右下に位置する第１〜第４のノードが割り当てられる。ここで、ある記号に割り当てられた第３及び第４のノードは当該記号の下側に隣接する記号に割り当てられた第１及び第２のノードと共有されるように、各ノードが配列される。そのため、ノードに例えば２本のエッジが接続されている場合、このノードに対し、２本の糸が連結されていることを表すことができる。
【００１１】
また、上記構成において、編構造データは、ニットの編パターンを含み、前記簡略モデル生成手段は、縦方向及び横方向に隣接するノード同士を、エッジで接続することで、簡略編構造モデルを生成することが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、ニットの編パターンを含む編物の編構造を容易に推定し得る簡略編構造モデルを生成することができる。
【００１３】
また、上記構成において、前記編構造データは、ニットとタックとの編パターンを含み、前記編構造データを構成する編パターンのうち、注目する１のタック記号である注目タック記号の左側にはニットの編パターンを示す左ニット記号が隣接し、前記注目タックの記号の右側にはニットの編パターンを示す右ニット記号が隣接し、前記注目タック記号の下側にはニットの編パターンを示す下ニット記号が存在し、前記簡略モデル生成手段は、縦方向及び横方向に隣接するノード同士をエッジで接続し、前記注目タック記号に割り当てられた第３及び第４のノード及び第３及び第４のノードに接続されているエッジを削除し、前記注目タック記号に割り当てられた第１のノードと第２のノードとを２本のエッジで接続し、前記注目タック記号に割り当てられた第１のノードと、前記下ニットの記号に割り当てられた第３のノードとを前記エッジで接続すると共に、前記注目タックの記号に割り当てられた第２のノードと、前記下ニット記号に割り当てられた第４のノードとをエッジで接続し、前記左ニット記号に割り当てられた第４のノードと、前記注目タックに記号に割り当てられた第１のノードとをエッジで接続し、前記右ニット記号に割り当てられた第３のノードと、前記注目タック記号に割り当てられた第２のノードとをエッジで接続し、各タックの記号を注目タック記号として上記処理を実行することが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、タックの編パターンとニットの編パターンとを含む編物の編構造を容易に推定し得る簡略編構造モデルを生成することができる。
【００１５】
また、上記構成において、前記エッジは、各ノードに作用する第１の応力を示す第１のエッジと、前記第１の応力よりも弱い第２の応力を示す第２のエッジとを含み、前記編構造データは、ニットとウエルトとの編パターンを含み、前記編構造データを構成する記号のうち、注目する１のウエルト記号である注目ウエルト記号の下側にはニットの編パターンを示す下ニット記号が隣接し、前記簡略モデル生成手段は、縦方向及び横方向に隣接するノード同士を第１のエッジで接続し、前記注目ウエルト記号に割り当てられた第１及び第３のノード間、並びに前記第２及び第４のノード間を接続する第１のエッジを削除すると共に、前記下ニット記号に割り当てられた第１及び第３のノード間、並びに前記第２及び第４のノード間を接続する第１のエッジを削除し、前記注目ウエルト記号に割り当てられた第１及び第３のノード間を第２のエッジで接続すると共に、前記注目ウエルト記号に割り当てられた第２及び第４のノード間を第２のエッジで接続し、前記下ニット記号に割り当てられた第１及び第３のノード間を第２のエッジで接続すると共に、前記下ニット記号に割り当てられた第２及び第４のノード間を第２のエッジで接続し、前記注目ウエルト記号に割り当てられた第１のノードと、前記下ニット記号に割り当てられた第３のノードとを第１のエッジで接続すると共に、前記注目ウエルト記号に割り当てられた第２のノードと、前記下ニット記号に割り当てられた第４のノードとを第１のエッジで接続し、各ウエルト記号を前記注目ウエルト記号として上記処理を実行することが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、ニットの編みパターンとウエルトの編パターンとを含む編物の編構造を容易に推定し得る簡略編構造モデルを生成することができる。
【００１７】
また、上記構成において、前記簡略モデル生成手段は、左端に位置するノードの各々を、同一行の右端に位置するノードに接続すると共に、上端に位置するノードの各々を、同一列の下端に位置するノードに接続することで、簡略編構造モデルを生成することが好ましい。
【００１８】
この構成よれば、一定の編パターンから構成される編構造が繰り返し結合された編物において、全領域のデータを保持しなくとも、一定の編パターンから構成される編構造モデルに対するデータを保持するだけで、編構造モデルのデータを保持することができる。
【００１９】
また、本発明による編構造モデル生成プログラムは、仮想３次元空間内に編物の編構造モデルを生成する編構造モデル生成プログラムであって、仮想３次元空間内の所定の平面に前記編物を構成する糸の連結点を示すノードが格子状に配列されると共に、各ノードが糸に相当するエッジによって接続された簡略編構造モデルを取得する簡略モデル取得手段と、前記簡略モデル取得手段により取得された簡略編構造モデルを構成するエッジを基に、前記簡略編構造モデルを構成する各ノードに作用する応力を求め、各ノードに対して、各ノードの配列面と交差する方向に所定の外力を与え、各ノードの運動方程式を解くことにより、立体編構造モデルを生成する立体モデル生成手段としてコンピュータを更に機能させることを特徴とする。
【００２０】
また、上記構成において、前記ノードは編物の質点を示し、前記エッジは、質点に作用する応力を示し、前記簡略モデル生成手段により生成された簡略編構造モデルを構成するエッジを基に、各ノードに作用する応力を求め、各ノードに対して、各ノードの配列面と交差する方向に所定の外力を与え、各ノードの運動方程式を解くことにより、立体編構造モデルを生成する立体モデル生成手段としてコンピュータを更に機能させることが好ましい。
【００２１】
これらの構成によれば、各ノードに対して、接続されるエッジの種類に応じた応力が作用されると共に、所定の外力が与えられ、各ノードを編物の質点としたときの各ノードの運動方程式を解くことにより、編物の立体編構造モデルが生成されるため、編物の力学的特性が加味された立体編構造モデルを得ることができる。ここで、所定の外力は、ノードの配列面と交差するような方向であるため、ノードは配列面と交差する方向に移動されやすくなり、糸の編パターンをより立体的に表すことができる。
【００２２】
また、上記構成において、前記編物は、表面及び裏面からなる両面編みの編物であり、前記立体モデル生成手段は、ウエルトの記号に割り当てられた第３及び第４のノードの各々に対し、表面との距離及び裏面との距離に反比例する反発力を、前記外力として作用させることが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、ウエルトの編パターンにおいて、交差する糸同士の反発力が加味された立体編構造モデルを生成することができる。
【００２４】
また、上記構成において、前記立体モデル生成手段は、各ノードに半径の異なる２つの円を同心円状に設定し、ある注目ノードに設定した２つの円と、前記注目ノードに対してエッジで接続された他のノードに設定した２つの円とを滑らかに結ぶような２本の線を糸経路として設定することが好ましい。
【００２５】
この構成によれば、各ノードに半径の異なる２つの円が同心円状に設定され、注目ノードに設定した２つの円と、前記注目ノードに対してエッジで接続されたノードに設定した２つの円とを滑らかに結ぶような線が糸経路として設定されるため、各ノードにおいて糸が滑らかに屈曲するような立体編構造モデルを生成することができる。
【００２６】
また、上記構成において、前記立体モデル生成手段は、前記立体モデル生成手段は、前記糸経路を表す原関数に対してフーリエ級数展開を実行したときの１次の項を前記原関数から差し引き、差し引いた関数を所定の低次の項までフーリエ級数展開した後、前記１次の項を加算することで、前記糸経路を平滑化することが好ましい。
【００２７】
この構成によれば、１次の項を原関数から差し引き、差し引いた関数に対して低次の項までのフーリエ級数展開がなされた後、１次の項が加算されているため、連続性を維持しつつ、より滑らかな糸を立体編構造モデルに設定することができる。
【００２８】
本発明による編構造モデル生成装置は、仮想３次元空間内に編物の編構造モデルを生成する編構造モデル生成装置であって、編物の編構造が、編構造を構成する編パターンに応じた記号で表された編構造データを取得する編構造データ取得手段と、仮想３次元空間内の所定の平面に前記編物を構成する糸の連結点を示すノードを格子状に配列するノード配列手段と、前記編構造データ取得手段により取得された編構造データに従って、前記仮想３次元空間内に配列されたノードを、糸に相当するエッジによって接続し、簡略編構造モデルを生成する簡略モデル生成手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明による編構造モデル生成方法は、仮想３次元空間内に編物の編構造モデルを生成する編構造モデル生成方法であって、コンピュータが、編物の編構造が、編構造を構成する編パターンに応じた記号で表された編構造データを取得し、コンピュータが、仮想３次元空間内の所定の平面に前記編物を構成する糸の連結点を示すノードを格子状に配列し、コンピュータが、取得された編構造データに従って、前記仮想３次元空間内に配列されたノードを、ノード同士の接続関係を表すエッジによって接続し、簡略編構造モデルを生成することを特徴とする。
【００３０】
本発明による編構造モデル生成装置は、仮想３次元空間内に編物の編構造モデルを生成する編構造モデル生成装置であって、仮想３次元空間内の所定の平面に前記編物を構成する糸の連結点を示すノードが格子状に配列されると共に、各ノードが糸に相当するエッジによって接続された簡略編構造モデルを取得する簡略モデル取得手段と、前記簡略モデル取得手段により取得された簡略編構造モデルを構成するエッジを基に、各ノードに作用する応力を求め、各ノードに対して、各ノードの配列面と交差する方向に所定の外力を与え、各ノードの運動方程式を解くことにより、立体編構造モデルを生成する立体モデル生成手段とを備えることを特徴とする。
【００３１】
本発明による編構造モデル生成方法は、仮想３次元空間内に編物の編構造モデルを生成する編構造モデル生成方法であって、コンピュータが、仮想３次元空間内の所定の平面に前記編物を構成する糸の連結点を示すノードが格子状に配列されると共に、各ノードが糸に相当するエッジによって接続された簡略編構造モデルを取得する簡略モデル取得手段と、コンピュータが、前記簡略モデル取得手段により取得された簡略編構造モデルを構成するエッジを基に、各ノードに作用する応力を求め、各ノードに対して、各ノードの配列面と交差する方向に所定の外力を与え、各ノードの運動方程式を解くことにより、立体編構造モデルを生成する立体モデル生成手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、エッジとノードとによって、編構造データが表現された編構造モデルが得られるため、この編構造モデルを見たユーザは、どのような編物が編成されるかを容易に推定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態による編構造モデル生成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。編構造モデル生成装置は、通常のコンピュータ等から構成され、入力装置１、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）２、ＣＰＵ（中央演算処理装置）３、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）４、外部記憶装置５、表示装置６、及び記録媒体駆動装置７を備える。各ブロックは内部のバスに接続され、このバスを介して種々のデータ等が入出され、ＣＰＵ３の制御の下、種々の処理が実行される。
【００３４】
入力装置１は、キーボード、マウス等から構成され、ユーザが種々のデータを入力するために使用される。ＲＯＭ２には、ＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）等のシステ
ムプログラムが記憶される。外部記憶装置５は、ハードディスクドライブ等から構成され、所定のＯＳ（Operating System）及び編構造モデル生成プログラム等が記憶される。ＣＰＵ３は、外部記憶装置５から編構造モデル生成プログラム等を読み出し、各ブロックの動作を制御する。ＲＡＭ４は、ＣＰＵ３の作業領域等として用いられる。
【００３５】
表示装置６は、液晶表示装置等から構成され、ＣＰＵ３の制御の下に種々の画像を表示する。記録媒体駆動装置７は、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、フレキシブルディスクドライブ等から構成される。
【００３６】
なお、編構造モデル生成プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体８に格納されて市場に流通される。ユーザはこの記録媒体８を記録媒体駆動装置７に読み込ませることで、編構造モデル生成プログラムをコンピュータにインストールする。また、編構造モデル生成プログラムをインターネット上のサーバに格納し、このサーバからダウンロードすることで、編構造モデル生成プログラムをコンピュータにインストールしてもよい。
【００３７】
図２は、本編構造モデル生成装置の機能ブロック図を示している。編構造モデル生成装置は、制御部１０、記憶部２０、入力部３０、及び表示部４０を備えている。制御部１０は、ＣＰＵ３等から構成され、編構造データ取得部１１、ノード配列部１２、簡略モデル生成部１３、立体モデル生成部１４、レンダリング部１５、及び表示制御部１６の機能を備えている。これらの機能は、ＣＰＵ３が編構造モデル生成プログラムを実行することで実現される。
【００３８】
編構造データ取得部１１は、ユーザが入力部３０を操作することで入力した、編構造データを取得する。ここで、編構造データとは、編物の編構造を構成する編パターンに対して予め定められた記号が、所定行×所定列でマトリックス状に配列されたデータである。本実施の形態では、編物の編構造として、表面及び裏面からなる両面編みにより編成された編物の編構造が採用される。また、編パターンとしては、ニット、ウエルト、及びタックの３つのパターンが採用される。そして、表面に配置されるニット、ウエルト、及びタックの編パターンは、各々、「Ｋ」、「Ｗ」、及び「Ｔ」の記号で表され、裏面に配置されるニット、ウエルト、及びタックの編パターンは、各々、「ｋ」、「ｗ」、及び「ｔ」の記号で表される。
【００３９】
ノード配列部１２は、編構造データ取得部１１により取得された編構造データの行数及び列数に従って、仮想３次元空間内の所定の平面内に格子状にノードを配列する。ここで、ノードは、編パターンを構成する糸の連結点を示す。
【００４０】
また、ノード配列部１２は、編パターンを表す１つの記号に対して４個のノードが割り当てられるように所定の平面内にノードを配列する。ここで、ある記号に対して割り当てた４個のノードのうち、左上のノードを第１のノード、右上のノードを第２のノード、左下のノードを第３のノード、及び右下のノードを第４のノードと呼ぶことにする。
【００４１】
更に、ノード配列部１２は、ある記号に対して割り当てた第３及び第４のノードを、それぞれ、当該記号に隣接して下側に位置する記号に対して割り当てた第１及び第２のノードと共有させる。そのため、所定の平面内に配列されるノードの縦方向の個数は、編構造データの行数に一致し、ノードの横方向の個数は、編構造データの列数を２倍した値となる。なお、ノードの縦方向の個数がデータの行数に一致するのは、上端に位置する各ノードは、同一列の下端に位置するノードと共有されるためである。
【００４２】
簡略モデル生成部１３は、編パターン毎に予め定められたノードの結合規則に従って、ノード配列部１２により配列された各ノードを、糸に相当するエッジを用いて接続し、簡略編構造モデルを生成する。なお、生成された簡略編構造モデルは、必要に応じて簡略モデル記憶部２１に記憶される。
【００４３】
立体モデル生成部１４は、簡略モデル生成部１３により生成された簡略編構造モデルを構成する各ノードを編物の質点とし、各ノードに対して所定の外力を作用させると共に、各ノードの接続関係から各ノードに作用する応力を求め、各ノードの運動方程式を解くことにより、立体編構造モデルを生成する。なお、生成された立体編構造モデルは必要に応じて、立体モデル記憶部２２に記憶される。
【００４４】
レンダリング部１５は、立体モデル生成部１４により生成された立体編構造モデル、又は立体モデル記憶部２２に記憶された立体編構造モデルをレンダリングする。表示制御部１６は、簡略モデル生成部１３により生成された簡略編構造モデル又は簡略モデル記憶部２１に記憶された簡略編構造モデルを表示部４０に表示させる。また、表示制御部１６は、レンダリング部１５によりレンダリングされた立体編構造モデルを表示部４０に表示させる。
【００４５】
記憶部２０は、図１に示す外部記憶装置５等から構成され、簡略モデル記憶部２１及び立体モデル記憶部２２を備えている。簡略モデル記憶部２１は、簡略モデル生成部１３により生成された簡略編構造モデルを記憶する。立体モデル記憶部２２は、立体モデル生成部１４により生成された立体編構造モデルを記憶する。
【００４６】
入力部３０は、図１に示す入力装置１から構成され、ユーザが編構造データを入力する際に使用される。表示部４０は、図１に示す表示装置６から構成され、表示制御部１６の制御の下、簡略編構造モデル及びレンダリングされた立体編構造モデルを表示する。
【００４７】
次に、編構造モデル生成装置の動作について説明する。図３は、編構造モデル生成装置のメインルーチンを示すフローチャートである。まず、ステップＳ１において、入力部３０が操作され、ユーザにより編構造データが入力されると（Ｓ１でＹＥＳ）、編構造データ取得部１１は、入力部３０に入力された編構造データを取得する。一方、入力部３０にユーザによる編構造データが入力されない場合（Ｓ１でＮＯ）、処理がステップＳ１に戻される。
【００４８】
図４は、編物の編構造を模式的に示した図であり、（ａ）はニットの編パターンのみから構成される編構造を示し、（ｂ）は中央にウエルトの編パターンが配列された編構造を示し、（ｃ）は中央にタックの編パターンが配列された編構造を示している。なお、（ａ）〜（ｃ）において、上段の図は編構造の正面視の図を示し、下段の図は上段の２行目の糸の上面視からの図を示している。
【００４９】
（ａ）に示す編構造では、１〜３列目に３個のループが形成された糸が、３行配列され、２行目及び３行目の各ループは、それぞれ、１行目及び２行目の各ループと連結されており、ニットの編パターンが３行×３列で配列されていることが分かる。また、２列目が表面、１列目及び３列目が裏面となっているため、（ａ）の下段に示すように２行目の糸は、２列目のループに対応する領域が表面側に凸になっており、１列目及び３列目のループに対応する領域が裏面側に凸となっていることが分かる。
【００５０】
また、（ｂ）に示す編構造では、１〜３列目に３個のループが形成された糸が１行目及び３行目に配列され、１列目及び３列目に２個のループが形成された糸が２行目に配列され、３行２列目のループが、１行２列目のループと連結されており、ウエルトの編パターンが含まれていることが分かる。また、２列目が表面、１列目及び３列目が裏面となっているため、（ｂ）の下段に示すように、２行目の糸の１列目及び３列目のループに対応する領域は裏面側が閉じており、２列目のループに対応する領域が裏面に沿って平坦になっていることが分かる。
【００５１】
また、（ｃ）に示す編構造では、１〜３列目に３個のループが形成された糸が３行配列され、３行２列目及び２行２列目に形成されループが１行２列目に形成されたループと連結されており、タックの編パターンが含まれていることが分かる。また、２列目が表面、１列目及び３列目が裏面となっているため、（ｃ）の下段に示すように、３行目の糸は、１列目及び３列目のループに対応する領域は裏面側に凸となっており、２列目のループに対応する領域は表面側に凸となっていることが分かる。
【００５２】
図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図４（ａ）〜（ｃ）に対する編構造データを示す図である。図５（ａ）に示す編構造データは、図４（ａ）に示すように１列目及び３列目が裏面、２列目が表面を表し、ニットの編パターンが３行×３列で配列されているため、１列目と３列目に小文字の「ｋ」の記号が配列され、２列目に大文字の「Ｋ」の記号が配列されている。また、図５（ｂ）に示す編構造データは、図４（ｂ）に示すように、１列目及び３列目が裏面、２列目が表面を表し、２行２列目にウエルトの編パターンが含まれているため、１列目及び３列目の各行に小文字の「ｋ」が配列され、２列目の１〜３行目に「Ｋ，Ｗ，Ｋ」が配列されている。
【００５３】
また、図５（ｃ）に示す編構造データは、図４（ｃ）に示すように、１列目及び３列目が裏面、２列目が表面を表しているため、１列目及び３列目の各行に小文字の「ｋ」が配列され、２列目の１〜３行目に「Ｋ，Ｔ，Ｋ」が配列されている。なお、図４（ａ）〜（ｃ）では、３行×３列の編構造データを示したが、これは一例にすぎず、編構造のサイズに応じて行数及び列数が適宜変更される。
【００５４】
図３に示すステップＳ３において、ノード配列部１２は、所定の平面内にノードを配列し、簡略モデル生成部１３は、配列されたノードを接続し、後述する簡略編構造モデルの生成処理を実行し、簡略編構造モデルを生成する。
【００５５】
ステップＳ４において、表示制御部１６は、簡略モデル生成部１３により生成された編構造モデルを表示部４０に表示させる。ステップＳ５において、入力部３０に、ユーザによる立体編構造モデルの生成を指示する入力がなされた場合（Ｓ５でＹＥＳ）、立体モデル生成部１４は、簡略モデル生成部１３により生成された簡略編構造モデルから立体編構造モデルを生成する（Ｓ６）。一方、ステップＳ５において、入力部３０が、ユーザによる立体編構造モデルの生成の指示を受け付けなかった場合（Ｓ５でＮＯ）、処理がステップＳ５に戻される。
【００５６】
ここで、表示制御部１６は、簡略モデル生成部１３により過去に生成された簡略編構造モデルを指定するユーザからの入力が、入力部３０になされた場合、指定された簡略編構造モデルを簡略モデル記憶部２１から読み出し、表示部４０に表示してもよい。
【００５７】
ステップＳ７において、レンダリング部１５は、ステップＳ６で生成された立体編構造モデルにレンダリングを施し、表示制御部１６は、レンダリングされた立体編構造モデルを表示部４０に表示させる（Ｓ８）。ここで、表示制御部１６は、立体モデル生成部１４により過去に生成された立体編構造モデルを指定するユーザからの入力が、入力部３０になされた場合、指定された立体編構造モデルを立体モデル記憶部２２から読み出し、表示部４０に表示してもよい。
【００５８】
図６は、図３のステップＳ３に示す簡略編構造モデルの生成処理を示すフローチャートである。まず、ノード配列部１２は、編構造データ取得部１１により取得された編構造データに従って、仮想３次元空間内のＸＹ平面内にノードを格子状に配列する。図７は、編構造データが３行×３列のである場合において、ＸＹ平面内に配列されたノードを示した図である。
【００５９】
ノード配列部１２は、編パターンを表す一つの記号に対して４個のノードを割り当てる。各記号に割り当てられた４つのノードのうち、左上のノードを第１のノードＮ１、右上のノードを第２のノードＮ２、左下のノードを第３のノードＮ３、右下のノードを第４のノードＮ４とする。また、ノード配列部１２は、ある記号に対して割り当てた第３のノードＮ３と第４のノードＮ４とが、それぞれ、その記号の下側に隣接する記号に対して割り当てた第１のノードＮ１と第２のノードＮ２と共有されるように、各ノードを配列する。例えば、図７に示すように、１行１列目の記号に対して割り当てられた第３のノードＮ３及び第４のノードＮ４は、それぞれ、２行１列目の記号に対して割り当てられた第１のノードＮ１と第２のノードＮ２と共有される。従って、ノード配列部１２は、編構造データ取得部１１に取得された編構造データが、例えば３行×３列の記号から構成される場合、図７に示すように、４つのノードを縦方向に配列し、編構造データの列数である３を２倍した６つのノードを横方向に配列し、合計２４個のノードをＸＹ平面内に配列する。なお、図７では、縦方向に４つのノードが配列されているが、上端のノードは下端のノードと共有されているため、実際には、縦方向には３つのノードが配列されている。
【００６０】
図６に示すステップＳ１２において、簡略モデル生成部１３は、縦方向に隣接するノード同士を第１のエッジを用いて接続すると共に、横方向に隣接するノード同士を第１のエッジを用いて接続する。ここで、第１のエッジは、ノードを編物の質点としたときに、各ノードに作用する応力を算出する際に使用される第１の弾性定数と対応付けられている。また、後述する第２のエッジは、第１の弾性定数よりも小さな第２の弾性定数と対応付けられている。
【００６１】
図８は、ノード同士が接続された状態を示す図である。図８に示すように、横方向に隣接するノード同士及び縦方向に隣接するノード同士が、第１のエッジＥ１により接続されていることが分かる。なお、上端、下端、左端、及び右端に配列されたノードは、２本又は３本の第１のエッジＥ１が接続されていることが分かる。一方、内部に存在するノードは４本の第１のエッジＥ１が接続されていることが分かる。
【００６２】
図６に示すステップＳ１３において、簡略モデル生成部１３は、上端及び下端に位置するノード同士を接続すると共に、左端及び右端に位置するノード同士を接続し、簡略編構造モデルをトーラス状にする。図９〜図１１はステップＳ１３の処理を説明する図である。
【００６３】
図９に示すように、簡略モデル生成部１３は、左端に位置するノードＮＬ１〜ＮＬ４を、それぞれ、同じ行に位置する右端のノードＮＲ１〜ＮＲ４に第１のエッジＥ１で接続し、上端に位置するノードＮＵ１〜ＮＵ１０を、それぞれ、同じ列に位置する下端のノードＮＤ１〜ＮＤ１０に第１のエッジＥ１で接続する。
【００６４】
これにより、例えば、図１０に示すような簡略編構造モデルを一つの編構造ユニットとして、この編構造ユニットがマトリックス状に複数配列されたような簡略編構造モデルを生成する場合、この簡略編構造モデルの全領域に亘ってノードを配列しなくとも、編構造ユニットの領域にのみノードを配列するだけで、全領域を表すことが可能となり、簡略編構造モデルのデータ量を大幅に少なくすることができる。これは、図１１（ａ）に示す矩形状の平面の上辺と下辺とを接続すると共に、左辺と右辺とを接続して、この平面を図１１（ｂ）に示すトーラス状に変形することに例えることができる。
【００６５】
ステップＳ１４において、簡略モデル生成部１３は、編構造データ取得部１１により取得された編構造データにニットの編パターンのみが含まれ、ウエルト及びタックの編パターンが含まれていない場合は（Ｓ１４でＹＥＳ）、当該編構造データに対する簡略編構造モデルが完成しているため、処理を終了する。一方、編構造データにニット以外のウエルト又はタックの編パターンが含まれている場合（Ｓ１４でＮＯ）、処理をステップＳ１５に進める。
【００６６】
ステップＳ１５において、簡略モデル生成部１３は、編構造データにタックの編パターンが含まれている場合（Ｓ１５でＹＥＳ）、ＸＹ平面内に配列されたノードに対して後述するタック処理を実行する（Ｓ１６）。これによりタックの編パターンを有する簡略編構造モデルが生成される。一方、ステップＳ１５において、タックの編パターンが含まれていない場合（Ｓ１５でＮＯ）、処理がステップＳ１７に進められる。
【００６７】
ステップＳ１７において、簡略モデル生成部１３は、編構造データにウエルトの編パターンが含まれている場合（Ｓ１７でＹＥＳ）、後述するウエルト処理を実行する（Ｓ１８）。これにより、ウエルトの編パターンを有する簡略編構造モデルが生成される。一方、ステップＳ１７において、ウエルトの編パターンが含まれていない場合（Ｓ１７でＮＯ）、ウエルト処理をスルーして処理が終了される。
【００６８】
図１２は、図６のステップＳ１６に示すタック処理の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ２１において、簡略モデル生成部１３は、編構造データを構成するタックのうち１のタックを示す注目タックに対して割り当てられた第３のノードＮ３と第４のノードＮ４とを削除すると共に、第３のノードＮ３と第４のノードＮ４との各々に接続される第１のエッジＥ１を削除する。
【００６９】
図１３は、ステップＳ２１の処理を説明する図である。図１３に示すように、注目タックＴに対して割り当てられた第３のノードＮ３と第４のノードＮ４とが削除されると共に、第３のノードＮ３に接続された４本の第１のエッジＥ１が削除され、第４のノードＮ４に接続された４本の第１のエッジＥ１が削除されていることが分かる。
【００７０】
次に、簡略モデル生成部１３は、図１４に示すように、注目タックＴに対して割り当てられた第１のノードＮ１と、タックＴの下側に隣接する下ニットＫに対して割り当てられた第３のノードＮ３とを第１のエッジＥ１で接続すると共に（Ｓ２２）、注目タックＴに対して割り当てられた第２のノードＮ２と、下ニットＫに対して割り当てられた第４のノードＮ４とを第１のエッジＥ１で接続する（Ｓ２３）。
【００７１】
次に、簡略モデル生成部１３は、図１４に示すように、注目タックＴの左側に隣接するに左ニットｋの第４のノードＮ４と、注目タックＴの第１のノードＮ１とを第１のエッジＥ１で接続すると共に（Ｓ２４）、注目タックＴの右側に隣接する右ニットｋの第３のノードＮ３と、注目タックＴの第２のノードＮ２とを第１のエッジＥ１で接続する（Ｓ２５）。これにより、図１４に示す注目タックＴの編パターンを含む簡略編構造モデルが生成される。なお、簡略モデル生成部１３は、編構造データに含まれる各タックの記号を注目タックとして上記処理を繰り返し実行する。
【００７２】
図１５は、図６のステップＳ１８に示すウエルト処理の詳細を示すフローチャートである。図１６〜図１８は、ウエルト処理を説明する図である。以下、図１６〜図１８を参照しつつ、ウエルト処理について説明する。まず、ステップＳ３１において、簡略モデル生成部１３は、図１６に示すように、編構造データを構成するウエルトのうち、１のウエルトを示す注目ウエルトＷに割り当てられた第１のノードＮ１と第３のノードＮ３とを接続する第１のエッジＥ１を削除し（Ｓ３１）、注目ウエルトＷに割り当てられた第２のノードＮ２と第４のノードＮ４とを接続する第１のエッジＥ１を削除する（Ｓ３２）。次に、簡略モデル生成部１３は、注目ウエルトＷの下側に隣接する下ニットＫに割り当てられた第１のノードＮ１と第３のノードＮ３とを接続する第１のエッジＥ１を削除し（Ｓ３３）、下ニットＫに割り当てられた第２のノードＮ２と第４のノードＮ４とを接続する第１のエッジＥ１を削除する（Ｓ３４）。
【００７３】
次に、簡略モデル生成部１３は、図１７に示すように、注目ウエルトＷに割り当てられた第１のノードＮ１と、下側に隣接する下ニットＫに割り当てられた第３のノードＮ３とを第１のエッジＥ１で接続し（Ｓ３５）、注目ウエルトＷに割り当てられた第２のノードＮ２と、下側に隣接する下ニットＫに割り当てられた第４のノードＮ４とを第１のエッジＥ１を用いて接続する（Ｓ３６）。
【００７４】
なお、図１７及び図１８では、視認性を高めるために、注目ウエルトＷの第３のノードＮ３と第４のノードＮ４との間隔を広く表示しているが、実際には、注目ウエルトＷの第３のノードＮ３と第４のノードＮ４との間隔は、図１６に示す間隔と同じである。
【００７５】
次に、簡略モデル生成部１３は、図１８に示すように、注目ウエルトＷに割り当てられた第１のノードＮ１と第３のノードＮ３とを第２のエッジＥ２で接続すると共に、注目ウエルトＷに割り当てられた第２のノードＮ２と第４のノードＮ４とを第２のエッジＥ２で接続する（Ｓ３８）。
【００７６】
次に、簡略モデル生成部１３は、図１８に示すように、下ニットＫに割り当てられた第１のノードＮ１と第３のノードＮ３とを第２のエッジＥ２で接続し、下ニットＫに割り当てられた第２のノードＮ２と第４のノードＮ４とを第２のエッジＥ２で接続する（Ｓ３９）。簡略モデル生成部１３は、編構造データを構成する各ウエルトを注目ウエルトとして上記処理を実行する。
【００７７】
次に、図３のステップＳ６に示す立体編構造モデルの生成処理について説明する。図１９は、立体編構造モデルの生成処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ４１において、立体モデル生成部１４は、簡略モデル生成部１３により生成された簡略編構造モデルをＸＹ平面に配置し、各ノードを所定の初期位置に移動させる。図２０は、仮想３次元空間内に配置された３行×３列のニットの編パターンのみからなる簡略編構造モデルを示した図である。図２０に示すように、仮想３次元空間には、互いに直交するｘ、ｙ、ｚ軸が設定され、簡略編構造モデルは、ＸＹ平面上に配置される。また、図２０において、左から１列目、２列目、５列目、６列目に配置されたノードは、裏面のノードを示し、左から３列目、４列目に配列されたノードは、表面のノードを示している。そして、裏面の各ノードは、−ｚ方向に一定距離スライドされ、表面の各ノードは＋ｚ方向に一定距離スライドされることで、所定の初期位置に移動される。ここで、裏面の各ノードのスライド量と表面の各ノードのスライド量とは同一にしてもよいし、異なる値にしてもよい。
【００７８】
図２１は、ウエルトＷのノードに対する初期位置への移動を示す図であり、（ａ）は正面図を示し、（ｂ）は上面視からの断面図を示している。図２１（ａ）、（ｂ）に示すように、ウエルトＷの第３のノードＮ３及び第４のノードＮ４は、Ｚ方向にスライドされないため、ＸＹ平面上に位置していることが分かる。また、ウエルトＷの第１のノードＮ１及びＮ２は、表面のノードであるため、Ｚ方向に一定距離スライドされている。また、左側に隣接するニットＫの第４のノードＮ４と右側に隣接するニットＫの第３のノードＮ３とは、裏面のノードであるため、−ｚ方向に一定距離スライドされていることが分かる。
【００７９】
図２２は、タックＴのノードに対する初期値への移動を示す図であり、（ａ）は正面図を示し、（ｂ）は上面視からの断面図を示している。図２２（ａ）、（ｂ）に示すように、タックＴの第１のノードＮ１及び第２のノードＮ２は、表面のノードであり、ｚ方向へ所定距離スライドされ、左側に隣接するニットＫの第４のノードＮ４は裏面のノードであり、−ｚ方向へ所定距離スライドされ、右側に隣接するニットＫの第３のノードＮ３は裏面のノードであり、−ｚ方向に所定距離スライドされていることが分かる。そのため、タックＴの断面視からの形状は、ニットＫの断面視からの形状と同様に山状になる。
【００８０】
図１９に示すステップＳ４２において、立体モデル生成部１４は、ウエルトＷの第３のノードＮ３及び第４のノードＮ４に作用する外力を算出する。図２３は、ステップＳ４２〜Ｓ４７の処理がある程度繰り返し実行されたときの、ウエルトＷの近傍のノードの斜視図を示している。
【００８１】
ここで、立体モデル生成部１４は、図２３に示すように、ウエルトＷの第１のノードＮ１及び第２のノードＮ２と、ウエルトＷの下側に隣接するニットＫの第３のノードＮ３及び第４のノードＮ４とによって構成される矩形面と、第３のノードＮ３との距離を、第３のノードＮ３と立体編構造モデルの表面との距離として算出する。次に、立体モデル生成部１４は、前記矩形面と、第４のノードＮ４との距離を、第４のノードＮ４と立体編構造モデルの表面との距離として算出する。
【００８２】
次に、立体モデル生成部１４は、ウエルトＷの左側に隣接するニットＫの第２のノードＮ２及び第４のノードＮ４と、ウエルトＷの右側に隣接するニットＫの第１のノードＮ１及び第３のノードＮ３とによって構成される矩形面と、第３のノードＮ３との距離を、第３のノードＮ３と立体編構造モデルの裏面との距離として算出する。次に、立体モデル生成部１４は、第４のノードＮ４と、前記矩形面との距離を、第４のノードＮ４と立体編構造モデルの裏面との距離として算出する。
【００８３】
ステップＳ４３において、立体モデル生成部１４は、ステップＳ４２で算出した距離を用いて、ウエルトＷの第３のノードＮ３及びＮ４の各々に作用する外力を求める。図２４は、ウエルトの第３のノードＮ３及び第４のノードＮ４に作用する外力を示すグラフであり、縦軸は外力を示し、横軸は距離を示している。図２４に示すように、外力は、距離に反比例する関数によって規定されていることが分かる。すなわち、外力と距離との関係は、Ｆ＝Ａ／ｄによって表される。但し、Ｆは外力を示し、Ａは定数を示し、ｄはウエルトＷの第３のノードＮ３又はＮ４と、立体編構造モデルの表面又は裏面との距離を示す。
【００８４】
ここで、外力を距離に反比例する関数によって規定したのは、ウエルトＷの第３のノードＮ３と第４のノードＮ４とを接続する第１のエッジＥ１に相当する糸が、ウエルトＷの第１のノードＮ１とウエルトＷの下側のニットＫの第３のノードＮ３とを接続する第１のエッジＥ１に相当する糸に接触することで生じる反発力を再現するためである。
【００８５】
図２５は、図２４に示す立体編構造モデルの側面図を簡略化して示した図である。図２５において、矩形状の枠の上辺は立体編構造モデルの表面を示し、下辺は立体編構造モデルの裏面を表し、枠内の中央に位置する円は、ウエルトＷの第３のノードＮ３及び第４のノードＮ４を接続する第１のエッジＥ１を示している。ウエルトＷの第３のノードＮ３及びＮ４は、Ｆ＝Ａ／ｄに示す関数による外力が与えられる結果、表面からｆ１の外力を受け、裏面からｆ２の外力を受けていることが分かる。
【００８６】
図１９に示すステップＳ４４において、立体モデル生成部１４は、式（１）〜（４）を用いて、第１のエッジＥ１又は第２のエッジＥ２によって接続されたノード間の距離を算出する。
【００８７】
【数１】
【００８８】
ここで、立体モデル生成部１４は、図９に示すノードＮｉ１やノードＮｉ２のように、上端、下端、右端、左端の端部以外の内部に位置するノード同士に対しては、式（１）を用いて距離を算出する。但し、式（１）において、ｄｉｊは、内部に位置するノードＰｉ及びＰｊ間の距離を示し、ｘｉ，ｙｉ，ｚｉは、それぞれ、Ｐｉのｘ，ｙ，ｚ成分を示し、ｘｊ，ｙｊ，ｚｊは、それぞれ、Ｐｊのｘ，ｙ，ｚ成分を示している。
【００８９】
また、立体モデル生成部１４は、図９に示すノードＮＬ２及びノードＮＲ２のように左端及び右端のノード間の距離は、式（２）又は（３）を用いて算出する。但し、ｘｉ＞ｘｊの場合は式（２）を用いて、ノード間の距離を算出し、ｘｉ≦ｘｊの場合は式（３）を用いて、ノード間の距離を算出する。ここで、ｘｉ＞ｘｊの場合とは、図９において、Ｐｊが左端に位置し、Ｐｉが右端に位置する場合が該当し、ｘｉ≦ｘｊの場合とは、図９において、Ｐｊが右端に位置し、Ｐｉが左端に位置する場合が該当する。ｗは簡略編構造モデルの左端のノードと、当該ノードに対して同じ行に位置する右端のノードと距離の初期値を示す。
【００９０】
つまり、式（２）において、右辺の第１項がｘｉ−ｘｊ−ｗとなっているが、これは、ｘｉ−（ｘｊ＋ｗ）と変形すれば分かるように、左端のノードＰｊのｘ方向の位置を簡略編構造モデルの横幅の初期値であるｗを加算した位置に移動させ、移動後のノードと右端のノードｘｉとの距離とが、左端のノードと右端のノードとの距離として算出されていることを意味する。これにより、左端から右端へと跨って接続されたノード間の距離が、内部に位置する隣接するノード同士間の距離程度の大きさに修正されるため、より違和感なく立体編構造モデルを生成することができる。
【００９１】
また、立体モデル生成部１４は、図９に示すノードＮＵ２，ＮＤ２のように、上端及び下端のノード間の距離の距離を式（４）又は（５）を用いて算出する。但し、ｙｉ＞ｙｊの場合は式（４）を用いて、ノード間の距離を算出し、ｙｉ≦ｙｊの場合は式（５）を用いて、ノード間の距離を算出する。ここで、ｙｉ＞ｙｊの場合とは、図９において、Ｐｊが上端に位置し、Ｐｉが下端に位置する場合が該当し、ｙｉ≦ｙｊの場合とは、図９において、Ｐｊが下端に位置し、Ｐｉが上端に位置する場合が該当する。
【００９２】
【数２】
【００９３】
但し、ｈは立体編構造モデルの右端のノードと、当該ノードに対して同じ列に位置する下端のノードとの距離の初期値（縦幅の初期値）を示す。
【００９４】
つまり、式（４）において、右辺の第２項がｙｉ−ｙｊ−ｈとなっているが、これは、ｙｉ−（ｙｊ＋ｈ）と変形すれば分かるように、上端のノードＰｊのｙ方向の位置を簡略編構造モデルの縦幅の初期値であるｈを加算した位置に移動させ、移動後のノードと下端のノードＰｉとの距離とが、上端のノードと下端のノードとの距離として算出されていることを意味する。これにより、上端から下端へと跨って接続されたノード間の距離が内部に位置する隣接するノード同士間の距離程度に修正されるため、より違和感なく立体編構造モデルを生成することができる。
【００９５】
更に、立体モデル生成部１４は、図２６（ａ）に示すように、右端にタックＴの編パターンが存在する場合、同じ行の左端に位置するニットＫを、右側に隣接するニットＫ´と考えて、タックＴの第２のノードＮ２とニットＫ´の第３のノードＮ３とを第１のエッジＥ１´で接続する代わりに、（ｂ）に示すようにタックＴの第２のノードＮ２と左端のニットＫの第３のノードＮ３とをタスキがけとなるように第１のエッジＥ１で接続する。
【００９６】
この場合、立体モデル生成部１４は、式（７）又は式（８）を用いて、図２６（ｂ）に示す左端に位置するニットＫの第３のノードＮ３と、右端のタックＴの第２のノードＮ２との距離を算出する。
【００９７】
【数３】
【００９８】
具体的には、左端のニットＫの第３のノードＮ３がノードＰｊであり、右端のタックＴの第２のノードＮ２がノードＰｉである場合、式（７）を用いてノードＰｉ及びＰｊ間の距離を算出し、左端のニットＫのノードがＰｉであり、右端のタックＴの第２のノードＮ２がＰｊである場合、式（８）を用いてノードＰｉ及びＰｊ間の距離を算出する。これにより、ノードＰｉ及びＰｊが、内部に位置するノード間の距離程度に修正される結果、より違和感なく立体編構造モデルを生成することができる。
【００９９】
更に、立体モデル生成部１４は、図２７（ａ）に示すように、左端にタックＴの編パターンが存在する場合、同じ行の右端に位置するニットＫを、同じ行の左側に隣接するニットＫ´と考えて、タックＴの第１のノードＮ１とニットＫ´の第４のノードＮ４とを第１のエッジＥ１´で接続する代わりに、（ｂ）に示すようにタックＴの第１のノードＮ１とニットＫの第４のノードＮ４とをタスキがけとなるように第１のエッジＥ１で接続する。
【０１００】
この場合、立体モデル生成部１４は、式（６）又は式（９）を用いて、図２７（ｂ）に示す右端に位置するニットＫの第４のノードＮ４と、右端のタックＴの第１のノードＮ１との距離を算出する。具体的には、左端のタックＴの第１のノードＮ１がノードＰｊであり、右端のニットＫの第４のノードＮ４がノードＰｉである場合、式（６）を用いてノードＰｉ及びＰｊ間の距離を算出し、左端のタックＴの第１のノードＮ１がノードＰｉであり、右端のニットＫの第４のノードＮ４がノードＰｊであり場合、式（９）を用いてノードＰｉ及びＰｊ間の距離を算出する。これにより、ノードＰｉ及びＰｊが、内部に位置するノード間の距離程度に修正される結果、より違和感なく立体編構造モデルを生成することができる。
【０１０１】
図１９に示すステップＳ４５において、立体モデル生成部１４は、ステップＳ４４で算出した各ノード間の距離を用いて、各ノードに作用する応力を算出する。ここで、立体モデル生成部１４は、式（１０）の右辺の第２項と第３項とを応力として算出する。具体的には、図２８に示すように、ノードＰｉに対して４つのノードＰ１〜Ｐ４が接続され、Ｐｉ及びＰ１，Ｐ２，Ｐ３間が第１のエッジＥ１で接続され、Ｐｉ及びＰ４が第２のエッジＥ２で接続されていたとすると、式（１０）の第３項は、式（１１）と表される。
【０１０２】
【数４】
【０１０３】
但し、Ｐｉは、運動方程式が適用されるノードを示し、ＰｊはＰｉに接続された他のノードを示し、ｍｉは、ノードＰｉの質量を示し、ｃｉはノードＰｉの粘性抵抗を示し、ｋｉｊは粘弾性定数を示し、ｖｉはノードＰｉの速度を示す。また、Ｐｉ，Ｐｊ，ｖｉ，ｆｉはｘ，ｙ，ｚの３成分からなるベクトルを示す。
【０１０４】
【数５】
【０１０５】
ここで、ノードＰ１〜Ｐ３はノードＰｉに対して第１のエッジＥ１で接続されているため、ｋｉ１，ｋｉ２，ｋｉ３は、第１の弾性定数を表し、ノードＰ４はノードＰｉに対して第２のエッジＥ２で接続されているため、ｋｉ４は、第１の弾性定数よりも小さな第２の弾性定数によって表される。なお、第１の弾性定数は第１のエッジＥ１に対応付けられ、第２の弾性定数は第２のエッジＥ２に対応付けられている。
【０１０６】
また、立体モデル生成部１４は、式（１０）の運動方程式を解くことで得られるノードＰｉの速度ｖｉに粘性抵抗ｃｉを乗じることで、式（１０）の第４項を算出する。ここで、粘性抵抗ｃｉは、全ノードに対して同じ値を採用しても良いし、ノードに第１のエッジ及び第２のエッジが各々何本接続されているかに応じて変更してもよい。
【０１０７】
図１９に示すステップＳ４６において、立体モデル生成部１４は、各ノードＰｉに対して成立する式（１０）に示す運動方程式を解くことで、各ノードＰｉの位置及び速度を算出する。式（１０）の左辺に示すｆｉは、ステップＳ４３で算出された各ノードＰｉに作用する外力を示す。ｍｉは、編物の質点の質量を示す。なお、ｍｉの値は、全ノードに対して同じ値を採用してもよいし、異なる値を採用してもよい。また、ｍｉの値は、編物の種類及びその編物をノードで表す際の編物のサイズとノードの個数との関係から予め定められた値が採用される。
【０１０８】
実際には、立体モデル生成部１４は、式（１０）に示す運動方程式の差分方程式を表す式（１２）を用いて、各ノードの運動方程式を解く。
【０１０９】
【数６】
【０１１０】
但し、ｔは時間を示し、Δｔは、時間の刻み幅を示す。
【０１１１】
ステップＳ４７において、立体モデル生成部１４は、式（１２）に示す運動方程式の解が所定範囲内に収束したか否かを判定し、収束したと判定した場合（Ｓ４７でＹＥＳ）、処理をステップＳ４８に進め、収束していないと判定した場合（Ｓ４７でＮＯ）、処理がステップＳ４２に戻される。すなわち、式（１２）に示す運動方程式の解が収束するまで、当該運動方程式が繰り返し計算されることになる。ここで、運動方程式の解が収束するとは、式（１２）に示す各ノードの位置を示すＰｉ又は速度を示すｖｉに関して、最新の解と前回算出した解との差が所定の値よりも小さくなった場合が該当する。また、運動方程式の計算回数が予め定められた回数に到達したとき、解が収束したと判定してもよい。
【０１１２】
ステップＳ４８において、立体モデル生成部１４は、各ノードに接続されたエッジに従って、立体編構造モデルに糸を設定するための円を設定する。具体的には、図２９に示すように、ノードＰｉに接続されたエッジＥＡ，ＥＢに相当する糸を設定する場合は、円周がノードＰｉを通り、かつ、中心Ｏ１がエッジＥＡ及びＥＢ側に位置するように所定半径の円Ｃ１を設定する。また、ノードＰｊに接続されたエッジＥＡ及びＥＣに相当する糸を設定する場合、ノードＰｊを通り、かつ、中心Ｏ２がエッジＥＡ及びＥＣ側に位置するように所定半径の円Ｃ２を設定する。ここで、円Ｃ１，Ｃ２の半径は糸の物性に応じて予め定められた値が採用され、ノード毎に異なる値を採用してもよいし、同じ値を採用してもよい。
【０１１３】
ステップＳ４９において、立体モデル生成部１４は、各ノードに設定した円に対して当該円よりも半径の大きな円を同心円状に設定する。具体的には、図３０に示すように、ノードＰｉに設定された円Ｃ１よりも半径が大きな円Ｃ３を同心円状に設定すると共に、ノードＰｊに設定された円Ｃ２よりも半径が大きな円Ｃ４を同心円状に設定する。
【０１１４】
図１９に示すステップＳ５０において、立体モデル生成部１４は、各ノードに設定した２つの円同士を滑らかに繋ぐような２本の線を糸経路として設定する。具体的には、図３０に示すように、円Ｃ１と円Ｃ４とを滑らかに繋ぐような糸経路ＰＬ（ｋ）を設定すると共に、円Ｃ３と円Ｃ２とを滑らかに繋ぐような糸経路ＰＲ（ｋ）を設定する。ここで、円Ｃ３，Ｃ４の半径は、ＰＲ（ｋ）とＰＬ（ｋ）との間隔が糸の種類に応じて定められる糸の太さとなるような値が採用される。なお、ｋは、糸経路を表すための媒介変数であり、−π＜ｋ≦πを定義域とする。
【０１１５】
ステップＳ５１において、立体モデル生成部１４は、設定した２本の糸経路を平滑化する処理を行う。ここで、立体モデル生成部１４は、設定した糸経路を表す関数（原関数）に対してフーリエ級数展開を施したときの１次の項を算出し、原関数から算出した１次の項を減じた関数を低次（例えば３次の項）の項までフーリエ級数展開することで、原関数を平滑化する。なお、立体モデル生成部１４は、原関数をｘ，ｙ，ｚの３成分に分け、各成分に対して上記する処理を実行する。
【０１１６】
原関数のｘ成分をｘ（ｋ）として表し、ｘ成分を例に挙げて説明すると、立体モデル生成部１４は、ｘ（ｋ）をフーリエ級数展開したときの１次の項であるｘ１（ｔ）を算出する。但し、ｘ１（ｋ）＝（（ｘ（π）−ｘ（−π））／２π）・ｋ＋ｘ（−π）である。次に、ｘ（ｋ）−ｘ１（ｋ）を低次の項までフーリエ級数展開した後、１次の項を加算する。以上により、ｘ（ｋ）が平滑化される。
【０１１７】
一般に、連続した３次元の線を関数で表した場合、ｙ，ｚ成分はｙ（−π）＝ｙ（π）、ｚ（−π）＝ｚ（π）となり、境界で連続となるが、ｘ成分はｘ（−π）≠ｘ（π）となり境界で不連続になってしまう。そこで、本編構造モデル生成装置では、ｘ（ｋ）−ｘ１（ｋ）に対してフーリエ級数展開を行った後、１次の項を加算することで、ｘ成分を連続にしている。
【０１１８】
図１９に示すステップＳ５２において、立体モデル生成部１４は、平滑化した２本の糸経路の端点同士を繋ぐ直線を直径とする円を糸断面として求める。具体的には、図３１に示すように、２本のうちの一方の糸経路上のある点を示すＰＬ（ｋ）と、ｋを同一とする他方の糸経路状のある点を示すＰＲ（ｋ）とを直径とする円を糸断面として求める。そして、ｋの値を一定の刻み幅Δｋで変化させ、複数の糸断面を算出し、糸断面列を生成する。
【０１１９】
ここで、糸断面の円周上の１点を示すＰ（ｋ）は、式（１３）によって表される。
【０１２０】
【数７】
【０１２１】
但し、第１項の（ＰＬ（ｋ）−ＰＲ（ｋ））／２は、図３１に示すように糸断面の半径を示す基底ベクトルＡである。第２項の（ＰＬ（ｋ）−ＰＲ（ｋ））´／（ＰＬ（ｋ）−ＰＲ（ｋ））は、直径方向の単位ベクトルのｋに関する微分値であり、糸方向を示すベクトルＣを示す。第２項のｓｉｎθの係数は、ベクトルＣと基底ベクトルＡとの外積を示し、糸断面上にある基底ベクトルＢを示す。θは、糸断面の円周を基底ベクトルＡ及びＢを用いて表すための変数である。第３項の（ＰＬ（ｋ）＋ＰＲ（ｋ））／２は、糸断面の中心Ｏを示す。
【０１２２】
図１９に示すステップＳ５３において、立体モデル生成部１４は、糸断面列の円周間をポリゴンで接続し、糸の周面を立体編構造モデルに設定する。
【０１２３】
図３２は、立体モデル生成部１４によって生成された立体編構造モデルのレンダリング結果を示した図である。図３２に示すように、無数の糸が編パターンに従って編成されていることが分かる。
【０１２４】
図３３は、図３２に示す編構造モデルを縮小表示したときの立体編構造モデルを示した図である。図３３に示すように、上述した処理を実行することによってリアルな立体編構造モデルが生成されていることが分かる。また、図３４はタックの編パターンを含む立体編構造モデルのレンダリング結果を示した図である。図３４に示すようにタックの編パターンでは、第１のノードＮ１と第２のノードＮ２とに２本の糸が連結されているため、矢印で示すように第１のノードＮ１と第２のノードＮ２との幅が狭まるような力が作用する結果、多くの孔が生じたような立体編構造モデルが生成されていることが分かる。
【０１２５】
以上説明したように、本編構造モデル生成装置によれば、糸の編構造データが取得され、この編構造データに従って、ＸＹ平面内に配列されたノードが、糸に相当するエッジにより接続され、簡略編構造モデルが生成され、表示部４０に表示される。
【０１２６】
これにより、エッジとノードとによって、編構造データが表現された簡略編構造モデルが得られるため、この編構造モデルを見たユーザは、どのような編物が編成されるかを容易に推定することができる。
【０１２７】
また、各ノードに対して、接続されるエッジの種類に応じた応力が作用されると共に、所定の外力が与えられ、各ノードを編物の質点としたときの各ノードの運動方程式を解くことにより、編物の立体編構造モデルが生成されるため、編物の力学的特性が加味された立体編構造モデルを得ることができる。
【０１２８】
なお、上記実施の形態では、簡略編構造モデルを表示部４０に表示させたが、これに限定されず、プリンタ等の出力手段を用いて、記録紙に印刷させてもよい。また、上記実施の形態では、両面編みの編物を採用したが、これに限定されず、片面編みの編み物に本発明を適用してもよい。
【０１２９】
また、上記実施の形態では、図１３等において、下ニットＫは注目タックＴに隣接するものとして説明したが、隣接していないニットであっても、注目タックＴと同一列、かつ下側に位置するニットを下ニットとして採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明の実施の形態による編構造モデル生成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】編構造モデル生成装置の機能ブロック図を示している。
【図３】編構造モデル生成装置のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図４】編物の編構造を模式的に示した図であり、（ａ）はニットの編パターンのみから構成される編構造を示し、（ｂ）は中央にウエルトの編パターンが配列された編構造を示し、（ｃ）は中央にタックの編パターンが配列された編構造を示している。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図４（ａ）〜（ｃ）に対する編構造データを示す図である。
【図６】図３のステップＳ３に示す簡略編構造モデルの生成処理を示すフローチャートである。
【図７】編構造データが３行×３列である場合において、ＸＹ平面内に配列されたノードを示した図である。
【図８】ノード同士が接続された状態を示す図である。
【図９】ステップＳ１３の処理を説明する図である。
【図１０】ステップＳ１３の処理を説明する図である。
【図１１】ステップＳ１３の処理を説明する図である。
【図１２】ステップＳ１６に示すタック処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１３】ステップＳ２１の処理を説明する図である。
【図１４】タック処理を説明する図である。
【図１５】タック処理を説明する図である。
【図１６】ウエルト処理を説明する図である。
【図１７】ウエルト処理を説明する図である。
【図１８】ウエルト処理を説明する図である。
【図１９】立体編構造モデルの生成処理を示すフローチャートである。
【図２０】仮想３次元空間内に配置された３行×３列のニットの編パターンのみからなる簡略編構造モデルを示した図である。
【図２１】ウエルトのノードに対する初期位置への移動を示す図であり、（ａ）は正面図を示し、（ｂ）は上面視からの断面図を示している。
【図２２】タックのノードに対する初期値への移動を示す図であり、（ａ）は正面図を示し、（ｂ）は上面視からの断面図を示している。
【図２３】ステップＳ４２〜Ｓ４７の処理がある程度繰り返し実行されたときの、ウエルトの近傍のノードの斜視図を示している。
【図２４】ウエルトの第３のノード及び第４ノードに作用する外力を示すグラフであり、縦軸は外力を示し、横軸は距離を示している。
【図２５】図２４に示す立体編構造モデルの側面図を簡略化して示した図である。
【図２６】（ａ）（ｂ）は右端にタックが存在する場合のノードの接続を示す図である。
【図２７】（ａ）（ｂ）は左端にタックが存在する場合のノードの接続を示す図である。
【図２８】応力の算出を説明する図である。
【図２９】ノードに設定された円を示す図である。
【図３０】糸経路の設定を示す図である。
【図３１】糸断面列の算出過程を説明する図である。
【図３２】立体編構造モデルのレンダリング結果を示した図である。
【図３３】図３２に示す編構造モデルを縮小表示したときの立体編構造モデルを示した図である。
【図３４】タックの編パターンを含む立体編構造モデルのレンダリング結果を示した図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１０ 制御部
１１ 編構造データ取得部
１２ ノード配列部
１３ 簡略モデル生成部
１４ 立体モデル生成部
１５ レンダリング部
１６ 表示制御部
２０ 記憶部
２１ 簡略モデル記憶部
２２ 立体モデル記憶部
３０ 入力部
４０ 表示部
Ａ，Ｂ 基底ベクトル
Ｃ１，Ｃ２ 円
Ｃ３，Ｃ４ 円
ｃｉ 粘性抵抗
Ｅ１〜Ｅ２ 第１〜第２のエッジ
ＥＡ，ＥＢ エッジ
Ｎ１〜Ｎ４ 第１〜第４のノード
ＰＬ 糸経路
ＰＲ 糸経路
Ｋ ニット
Ｔ タック
Ｗ ウエルト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータ上に生成される仮想３次元空間内において編物の編構造モデルを生成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
編物はタック、ニット等の幾つかの編パターンを組み合わせることで構成されているため、各編パターンを表す記号を定め、この記号を配列することで、編物の構造を表すことが従来よりなされている。ここで、基本的な編パターンを表す記号として、例えば日本工業規格（ＪＩＳ）により規格された編み目記号図が知られている。
【０００３】
また、特許文献１では、予めモジュール化された編み目の画像をライブラリから選択して２次元の画像を生成し、この２次元の画像を１つのレイヤーとし、複数のレイヤーを積層させて編物のシミュレーションを行う技術が開示されている。
【特許文献１】ＷＯ２００３−０３２２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、編み目記号からどのような編物が編成されるかを推定することは、かなりの経験と知識が必要であり、編物の熟練者でなければこのような推定を行うことは困難である。また、特許文献１では、予めモジュール化された編み目の画像をライブラリから選択されているにすぎず、糸１本１本にかかる物理的特性を加味したシミュレーションがなされていないため、リアルな編構造モデルを生成することはできない。
【０００５】
本発明の目的は、編物を構成する糸の編パターンが、所定の記号によって表された編構造データから、どのような編物が編成されるかを容易に推定することができる編構造モデルを生成する編構造モデル生成プログラム、編構造モデル生成装置、及び編構造モデル生成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による編構造モデル生成プログラムは、仮想３次元空間内に編物の編構造モデルを生成する編構造モデル生成プログラムであって、編物の編構造が、編構造を構成する編パターンに応じた記号で表された編構造データを取得する編構造データ取得手段と、仮想３次元空間内の所定の平面に前記編物を構成する糸の連結点を示すノードを格子状に配列するノード配列手段と、前記編構造データ取得手段により取得された編構造データに従って、前記仮想３次元空間内に配列されたノードを、糸に相当するエッジによって接続し、簡略編構造モデルを生成する簡略モデル生成手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、編パターンを所定の記号により表した編構造データが取得され、この編構造データに従って、仮想３次元空間の所定の平面内に配列されたノードが、糸に相当するエッジにより接続され、簡略編構造モデルが生成される。
【０００８】
これにより、エッジとノードとによって、編構造データが表現された簡略編構造モデルが得られるため、この簡略編構造モデルを見たユーザは、どのような編物が編成されるかを容易に推定することができる。
【０００９】
また、上記構成において、前記編構造データは、前記編パターンに応じた記号がマトリックス状に配列されたデータ構造を有し、前記ノード配列手段は、格子状に隣接する４つノードを各記号に割り当て、各記号に割り当てられた４つのノードは、左上に位置する第１のノードと、右上に位置する第２のノードと、左下に位置する第３のノードと、右下に位置する第４のノードとを含み、前記編構造データを構成する編パターンを示す記号のうち、注目する１の記号である注目記号に割り当てられた前記第３及び第４のノードは、当該注目記号の下側に隣接する記号に割り当てられた第１及び第２のノードと共有されていることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、各記号には、格子状に隣接する左上、右上、左下、及び右下に位置する第１〜第４のノードが割り当てられる。ここで、ある記号に割り当てられた第３及び第４のノードは当該記号の下側に隣接する記号に割り当てられた第１及び第２のノードと共有されるように、各ノードが配列される。そのため、ノードに例えば２本のエッジが接続されている場合、このノードに対し、２本の糸が連結されていることを表すことができる。
【００１１】
また、上記構成において、編構造データは、ニットの編パターンを含み、前記簡略モデル生成手段は、縦方向及び横方向に隣接するノード同士を、エッジで接続することで、簡略編構造モデルを生成することが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、ニットの編パターンを含む編物の編構造を容易に推定し得る簡略編構造モデルを生成することができる。
【００１３】
また、上記構成において、前記編構造データは、ニットとタックとの編パターンを含み、前記編構造データを構成する編パターンのうち、注目する１のタック記号である注目タック記号の左側にはニットの編パターンを示す左ニット記号が隣接し、前記注目タックの記号の右側にはニットの編パターンを示す右ニット記号が隣接し、前記注目タック記号の下側にはニットの編パターンを示す下ニット記号が存在し、前記簡略モデル生成手段は、縦方向及び横方向に隣接するノード同士をエッジで接続し、前記注目タック記号に割り当てられた第３及び第４のノード及び第３及び第４のノードに接続されているエッジを削除し、前記注目タック記号に割り当てられた第１のノードと第２のノードとを２本のエッジで接続し、前記注目タック記号に割り当てられた第１のノードと、前記下ニットの記号に割り当てられた第３のノードとを前記エッジで接続すると共に、前記注目タックの記号に割り当てられた第２のノードと、前記下ニット記号に割り当てられた第４のノードとをエッジで接続し、前記左ニット記号に割り当てられた第４のノードと、前記注目タックに記号に割り当てられた第１のノードとをエッジで接続し、前記右ニット記号に割り当てられた第３のノードと、前記注目タック記号に割り当てられた第２のノードとをエッジで接続し、各タックの記号を注目タック記号として上記処理を実行することが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、タックの編パターンとニットの編パターンとを含む編物の編構造を容易に推定し得る簡略編構造モデルを生成することができる。
【００１５】
また、上記構成において、前記エッジは、各ノードに作用する第１の応力を示す第１のエッジと、前記第１の応力よりも弱い第２の応力を示す第２のエッジとを含み、前記編構造データは、ニットとウエルトとの編パターンを含み、前記編構造データを構成する記号のうち、注目する１のウエルト記号である注目ウエルト記号の下側にはニットの編パターンを示す下ニット記号が隣接し、前記簡略モデル生成手段は、縦方向及び横方向に隣接するノード同士を第１のエッジで接続し、前記注目ウエルト記号に割り当てられた第１及び第３のノード間、並びに前記第２及び第４のノード間を接続する第１のエッジを削除すると共に、前記下ニット記号に割り当てられた第１及び第３のノード間、並びに前記第２及び第４のノード間を接続する第１のエッジを削除し、前記注目ウエルト記号に割り当てられた第１及び第３のノード間を第２のエッジで接続すると共に、前記注目ウエルト記号に割り当てられた第２及び第４のノード間を第２のエッジで接続し、前記下ニット記号に割り当てられた第１及び第３のノード間を第２のエッジで接続すると共に、前記下ニット記号に割り当てられた第２及び第４のノード間を第２のエッジで接続し、前記注目ウエルト記号に割り当てられた第１のノードと、前記下ニット記号に割り当てられた第３のノードとを第１のエッジで接続すると共に、前記注目ウエルト記号に割り当てられた第２のノードと、前記下ニット記号に割り当てられた第４のノードとを第１のエッジで接続し、各ウエルト記号を前記注目ウエルト記号として上記処理を実行することが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、ニットの編みパターンとウエルトの編パターンとを含む編物の編構造を容易に推定し得る簡略編構造モデルを生成することができる。
【００１７】
また、上記構成において、前記簡略モデル生成手段は、左端に位置するノードの各々を、同一行の右端に位置するノードに接続すると共に、上端に位置するノードの各々を、同一列の下端に位置するノードに接続することで、簡略編構造モデルを生成することが好ましい。
【００１８】
この構成よれば、一定の編パターンから構成される編構造が繰り返し結合された編物において、全領域のデータを保持しなくとも、一定の編パターンから構成される編構造モデルに対するデータを保持するだけで、編構造モデルのデータを保持することができる。
【００１９】
また、本発明による編構造モデル生成プログラムは、仮想３次元空間内に編物の編構造モデルを生成する編構造モデル生成プログラムであって、仮想３次元空間内の所定の平面に前記編物を構成する糸の連結点を示すノードが格子状に配列されると共に、各ノードが糸に相当するエッジによって接続された簡略編構造モデルを取得する簡略モデル取得手段と、前記簡略モデル取得手段により取得された簡略編構造モデルを構成するエッジを基に、前記簡略編構造モデルを構成する各ノードに作用する応力を求め、各ノードに対して、各ノードの配列面と交差する方向に所定の外力を与え、各ノードの運動方程式を解くことにより、立体編構造モデルを生成する立体モデル生成手段としてコンピュータを更に機能させることを特徴とする。
【００２０】
また、上記構成において、前記ノードは編物の質点を示し、前記エッジは、質点に作用する応力を示し、前記簡略モデル生成手段により生成された簡略編構造モデルを構成するエッジを基に、各ノードに作用する応力を求め、各ノードに対して、各ノードの配列面と交差する方向に所定の外力を与え、各ノードの運動方程式を解くことにより、立体編構造モデルを生成する立体モデル生成手段としてコンピュータを更に機能させることが好ましい。
【００２１】
これらの構成によれば、各ノードに対して、接続されるエッジの種類に応じた応力が作用されると共に、所定の外力が与えられ、各ノードを編物の質点としたときの各ノードの運動方程式を解くことにより、編物の立体編構造モデルが生成されるため、編物の力学的特性が加味された立体編構造モデルを得ることができる。ここで、所定の外力は、ノードの配列面と交差するような方向であるため、ノードは配列面と交差する方向に移動されやすくなり、糸の編パターンをより立体的に表すことができる。
【００２２】
また、上記構成において、前記編物は、表面及び裏面からなる両面編みの編物であり、前記立体モデル生成手段は、ウエルトの記号に割り当てられた第３及び第４のノードの各々に対し、表面との距離及び裏面との距離に反比例する反発力を、前記外力として作用させることが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、ウエルトの編パターンにおいて、交差する糸同士の反発力が加味された立体編構造モデルを生成することができる。
【００２４】
また、上記構成において、前記立体モデル生成手段は、各ノードに半径の異なる２つの円を同心円状に設定し、ある注目ノードに設定した２つの円と、前記注目ノードに対してエッジで接続された他のノードに設定した２つの円とを滑らかに結ぶような２本の線を糸経路として設定することが好ましい。
【００２５】
この構成によれば、各ノードに半径の異なる２つの円が同心円状に設定され、注目ノードに設定した２つの円と、前記注目ノードに対してエッジで接続されたノードに設定した２つの円とを滑らかに結ぶような線が糸経路として設定されるため、各ノードにおいて糸が滑らかに屈曲するような立体編構造モデルを生成することができる。
【００２６】
また、上記構成において、前記立体モデル生成手段は、前記立体モデル生成手段は、前記糸経路を表す原関数に対してフーリエ級数展開を実行したときの１次の項を前記原関数から差し引き、差し引いた関数を所定の低次の項までフーリエ級数展開した後、前記１次の項を加算することで、前記糸経路を平滑化することが好ましい。
【００２７】
この構成によれば、１次の項を原関数から差し引き、差し引いた関数に対して低次の項までのフーリエ級数展開がなされた後、１次の項が加算されているため、連続性を維持しつつ、より滑らかな糸を立体編構造モデルに設定することができる。
【００２８】
本発明による編構造モデル生成装置は、仮想３次元空間内に編物の編構造モデルを生成する編構造モデル生成装置であって、編物の編構造が、編構造を構成する編パターンに応じた記号で表された編構造データを取得する編構造データ取得手段と、仮想３次元空間内の所定の平面に前記編物を構成する糸の連結点を示すノードを格子状に配列するノード配列手段と、前記編構造データ取得手段により取得された編構造データに従って、前記仮想３次元空間内に配列されたノードを、糸に相当するエッジによって接続し、簡略編構造モデルを生成する簡略モデル生成手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明による編構造モデル生成方法は、仮想３次元空間内に編物の編構造モデルを生成する編構造モデル生成方法であって、コンピュータが、編物の編構造が、編構造を構成する編パターンに応じた記号で表された編構造データを取得し、コンピュータが、仮想３次元空間内の所定の平面に前記編物を構成する糸の連結点を示すノードを格子状に配列し、コンピュータが、取得された編構造データに従って、前記仮想３次元空間内に配列されたノードを、ノード同士の接続関係を表すエッジによって接続し、簡略編構造モデルを生成することを特徴とする。
【００３０】
本発明による編構造モデル生成装置は、仮想３次元空間内に編物の編構造モデルを生成する編構造モデル生成装置であって、仮想３次元空間内の所定の平面に前記編物を構成する糸の連結点を示すノードが格子状に配列されると共に、各ノードが糸に相当するエッジによって接続された簡略編構造モデルを取得する簡略モデル取得手段と、前記簡略モデル取得手段により取得された簡略編構造モデルを構成するエッジを基に、各ノードに作用する応力を求め、各ノードに対して、各ノードの配列面と交差する方向に所定の外力を与え、各ノードの運動方程式を解くことにより、立体編構造モデルを生成する立体モデル生成手段とを備えることを特徴とする。
【００３１】
本発明による編構造モデル生成方法は、仮想３次元空間内に編物の編構造モデルを生成する編構造モデル生成方法であって、コンピュータが、仮想３次元空間内の所定の平面に前記編物を構成する糸の連結点を示すノードが格子状に配列されると共に、各ノードが糸に相当するエッジによって接続された簡略編構造モデルを取得する簡略モデル取得手段と、コンピュータが、前記簡略モデル取得手段により取得された簡略編構造モデルを構成するエッジを基に、各ノードに作用する応力を求め、各ノードに対して、各ノードの配列面と交差する方向に所定の外力を与え、各ノードの運動方程式を解くことにより、立体編構造モデルを生成する立体モデル生成手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、エッジとノードとによって、編構造データが表現された編構造モデルが得られるため、この編構造モデルを見たユーザは、どのような編物が編成されるかを容易に推定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態による編構造モデル生成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。編構造モデル生成装置は、通常のコンピュータ等から構成され、入力装置１、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）２、ＣＰＵ（中央演算処理装置）３、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）４、外部記憶装置５、表示装置６、及び記録媒体駆動装置７を備える。各ブロックは内部のバスに接続され、このバスを介して種々のデータ等が入出され、ＣＰＵ３の制御の下、種々の処理が実行される。
【００３４】
入力装置１は、キーボード、マウス等から構成され、ユーザが種々のデータを入力するために使用される。ＲＯＭ２には、ＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）等のシステ
ムプログラムが記憶される。外部記憶装置５は、ハードディスクドライブ等から構成され、所定のＯＳ（Operating System）及び編構造モデル生成プログラム等が記憶される。ＣＰＵ３は、外部記憶装置５から編構造モデル生成プログラム等を読み出し、各ブロックの動作を制御する。ＲＡＭ４は、ＣＰＵ３の作業領域等として用いられる。
【００３５】
表示装置６は、液晶表示装置等から構成され、ＣＰＵ３の制御の下に種々の画像を表示する。記録媒体駆動装置７は、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、フレキシブルディスクドライブ等から構成される。
【００３６】
なお、編構造モデル生成プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体８に格納されて市場に流通される。ユーザはこの記録媒体８を記録媒体駆動装置７に読み込ませることで、編構造モデル生成プログラムをコンピュータにインストールする。また、編構造モデル生成プログラムをインターネット上のサーバに格納し、このサーバからダウンロードすることで、編構造モデル生成プログラムをコンピュータにインストールしてもよい。
【００３７】
図２は、本編構造モデル生成装置の機能ブロック図を示している。編構造モデル生成装置は、制御部１０、記憶部２０、入力部３０、及び表示部４０を備えている。制御部１０は、ＣＰＵ３等から構成され、編構造データ取得部１１、ノード配列部１２、簡略モデル生成部１３、立体モデル生成部１４、レンダリング部１５、及び表示制御部１６の機能を備えている。これらの機能は、ＣＰＵ３が編構造モデル生成プログラムを実行することで実現される。
【００３８】
編構造データ取得部１１は、ユーザが入力部３０を操作することで入力した、編構造データを取得する。ここで、編構造データとは、編物の編構造を構成する編パターンに対して予め定められた記号が、所定行×所定列でマトリックス状に配列されたデータである。本実施の形態では、編物の編構造として、表面及び裏面からなる両面編みにより編成された編物の編構造が採用される。また、編パターンとしては、ニット、ウエルト、及びタックの３つのパターンが採用される。そして、表面に配置されるニット、ウエルト、及びタックの編パターンは、各々、「Ｋ」、「Ｗ」、及び「Ｔ」の記号で表され、裏面に配置されるニット、ウエルト、及びタックの編パターンは、各々、「ｋ」、「ｗ」、及び「ｔ」の記号で表される。
【００３９】
ノード配列部１２は、編構造データ取得部１１により取得された編構造データの行数及び列数に従って、仮想３次元空間内の所定の平面内に格子状にノードを配列する。ここで、ノードは、編パターンを構成する糸の連結点を示す。
【００４０】
また、ノード配列部１２は、編パターンを表す１つの記号に対して４個のノードが割り当てられるように所定の平面内にノードを配列する。ここで、ある記号に対して割り当てた４個のノードのうち、左上のノードを第１のノード、右上のノードを第２のノード、左下のノードを第３のノード、及び右下のノードを第４のノードと呼ぶことにする。
【００４１】
更に、ノード配列部１２は、ある記号に対して割り当てた第３及び第４のノードを、それぞれ、当該記号に隣接して下側に位置する記号に対して割り当てた第１及び第２のノードと共有させる。そのため、所定の平面内に配列されるノードの縦方向の個数は、編構造データの行数に一致し、ノードの横方向の個数は、編構造データの列数を２倍した値となる。なお、ノードの縦方向の個数がデータの行数に一致するのは、上端に位置する各ノードは、同一列の下端に位置するノードと共有されるためである。
【００４２】
簡略モデル生成部１３は、編パターン毎に予め定められたノードの結合規則に従って、ノード配列部１２により配列された各ノードを、糸に相当するエッジを用いて接続し、簡略編構造モデルを生成する。なお、生成された簡略編構造モデルは、必要に応じて簡略モデル記憶部２１に記憶される。
【００４３】
立体モデル生成部１４は、簡略モデル生成部１３により生成された簡略編構造モデルを構成する各ノードを編物の質点とし、各ノードに対して所定の外力を作用させると共に、各ノードの接続関係から各ノードに作用する応力を求め、各ノードの運動方程式を解くことにより、立体編構造モデルを生成する。なお、生成された立体編構造モデルは必要に応じて、立体モデル記憶部２２に記憶される。
【００４４】
レンダリング部１５は、立体モデル生成部１４により生成された立体編構造モデル、又は立体モデル記憶部２２に記憶された立体編構造モデルをレンダリングする。表示制御部１６は、簡略モデル生成部１３により生成された簡略編構造モデル又は簡略モデル記憶部２１に記憶された簡略編構造モデルを表示部４０に表示させる。また、表示制御部１６は、レンダリング部１５によりレンダリングされた立体編構造モデルを表示部４０に表示させる。
【００４５】
記憶部２０は、図１に示す外部記憶装置５等から構成され、簡略モデル記憶部２１及び立体モデル記憶部２２を備えている。簡略モデル記憶部２１は、簡略モデル生成部１３により生成された簡略編構造モデルを記憶する。立体モデル記憶部２２は、立体モデル生成部１４により生成された立体編構造モデルを記憶する。
【００４６】
入力部３０は、図１に示す入力装置１から構成され、ユーザが編構造データを入力する際に使用される。表示部４０は、図１に示す表示装置６から構成され、表示制御部１６の制御の下、簡略編構造モデル及びレンダリングされた立体編構造モデルを表示する。
【００４７】
次に、編構造モデル生成装置の動作について説明する。図３は、編構造モデル生成装置のメインルーチンを示すフローチャートである。まず、ステップＳ１において、入力部３０が操作され、ユーザにより編構造データが入力されると（Ｓ１でＹＥＳ）、編構造データ取得部１１は、入力部３０に入力された編構造データを取得する。一方、入力部３０にユーザによる編構造データが入力されない場合（Ｓ１でＮＯ）、処理がステップＳ１に戻される。
【００４８】
図４は、編物の編構造を模式的に示した図であり、（ａ）はニットの編パターンのみから構成される編構造を示し、（ｂ）は中央にウエルトの編パターンが配列された編構造を示し、（ｃ）は中央にタックの編パターンが配列された編構造を示している。なお、（ａ）〜（ｃ）において、上段の図は編構造の正面視の図を示し、下段の図は上段の２行目の糸の上面視からの図を示している。
【００４９】
（ａ）に示す編構造では、１〜３列目に３個のループが形成された糸が、３行配列され、２行目及び３行目の各ループは、それぞれ、１行目及び２行目の各ループと連結されており、ニットの編パターンが３行×３列で配列されていることが分かる。また、２列目が表面、１列目及び３列目が裏面となっているため、（ａ）の下段に示すように２行目の糸は、２列目のループに対応する領域が表面側に凸になっており、１列目及び３列目のループに対応する領域が裏面側に凸となっていることが分かる。
【００５０】
また、（ｂ）に示す編構造では、１〜３列目に３個のループが形成された糸が１行目及び３行目に配列され、１列目及び３列目に２個のループが形成された糸が２行目に配列され、３行２列目のループが、１行２列目のループと連結されており、ウエルトの編パターンが含まれていることが分かる。また、２列目が表面、１列目及び３列目が裏面となっているため、（ｂ）の下段に示すように、２行目の糸の１列目及び３列目のループに対応する領域は裏面側が閉じており、２列目のループに対応する領域が裏面に沿って平坦になっていることが分かる。
【００５１】
また、（ｃ）に示す編構造では、１〜３列目に３個のループが形成された糸が３行配列され、３行２列目及び２行２列目に形成されループが１行２列目に形成されたループと連結されており、タックの編パターンが含まれていることが分かる。また、２列目が表面、１列目及び３列目が裏面となっているため、（ｃ）の下段に示すように、３行目の糸は、１列目及び３列目のループに対応する領域は裏面側に凸となっており、２列目のループに対応する領域は表面側に凸となっていることが分かる。
【００５２】
図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図４（ａ）〜（ｃ）に対する編構造データを示す図である。図５（ａ）に示す編構造データは、図４（ａ）に示すように１列目及び３列目が裏面、２列目が表面を表し、ニットの編パターンが３行×３列で配列されているため、１列目と３列目に小文字の「ｋ」の記号が配列され、２列目に大文字の「Ｋ」の記号が配列されている。また、図５（ｂ）に示す編構造データは、図４（ｂ）に示すように、１列目及び３列目が裏面、２列目が表面を表し、２行２列目にウエルトの編パターンが含まれているため、１列目及び３列目の各行に小文字の「ｋ」が配列され、２列目の１〜３行目に「Ｋ，Ｗ，Ｋ」が配列されている。
【００５３】
また、図５（ｃ）に示す編構造データは、図４（ｃ）に示すように、１列目及び３列目が裏面、２列目が表面を表しているため、１列目及び３列目の各行に小文字の「ｋ」が配列され、２列目の１〜３行目に「Ｋ，Ｔ，Ｋ」が配列されている。なお、図４（ａ）〜（ｃ）では、３行×３列の編構造データを示したが、これは一例にすぎず、編構造のサイズに応じて行数及び列数が適宜変更される。
【００５４】
図３に示すステップＳ３において、ノード配列部１２は、所定の平面内にノードを配列し、簡略モデル生成部１３は、配列されたノードを接続し、後述する簡略編構造モデルの生成処理を実行し、簡略編構造モデルを生成する。
【００５５】
ステップＳ４において、表示制御部１６は、簡略モデル生成部１３により生成された編構造モデルを表示部４０に表示させる。ステップＳ５において、入力部３０に、ユーザによる立体編構造モデルの生成を指示する入力がなされた場合（Ｓ５でＹＥＳ）、立体モデル生成部１４は、簡略モデル生成部１３により生成された簡略編構造モデルから立体編構造モデルを生成する（Ｓ６）。一方、ステップＳ５において、入力部３０が、ユーザによる立体編構造モデルの生成の指示を受け付けなかった場合（Ｓ５でＮＯ）、処理がステップＳ５に戻される。
【００５６】
ここで、表示制御部１６は、簡略モデル生成部１３により過去に生成された簡略編構造モデルを指定するユーザからの入力が、入力部３０になされた場合、指定された簡略編構造モデルを簡略モデル記憶部２１から読み出し、表示部４０に表示してもよい。
【００５７】
ステップＳ７において、レンダリング部１５は、ステップＳ６で生成された立体編構造モデルにレンダリングを施し、表示制御部１６は、レンダリングされた立体編構造モデルを表示部４０に表示させる（Ｓ８）。ここで、表示制御部１６は、立体モデル生成部１４により過去に生成された立体編構造モデルを指定するユーザからの入力が、入力部３０になされた場合、指定された立体編構造モデルを立体モデル記憶部２２から読み出し、表示部４０に表示してもよい。
【００５８】
図６は、図３のステップＳ３に示す簡略編構造モデルの生成処理を示すフローチャートである。まず、ノード配列部１２は、編構造データ取得部１１により取得された編構造データに従って、仮想３次元空間内のＸＹ平面内にノードを格子状に配列する。図７は、編構造データが３行×３列のである場合において、ＸＹ平面内に配列されたノードを示した図である。
【００５９】
ノード配列部１２は、編パターンを表す一つの記号に対して４個のノードを割り当てる。各記号に割り当てられた４つのノードのうち、左上のノードを第１のノードＮ１、右上のノードを第２のノードＮ２、左下のノードを第３のノードＮ３、右下のノードを第４のノードＮ４とする。また、ノード配列部１２は、ある記号に対して割り当てた第３のノードＮ３と第４のノードＮ４とが、それぞれ、その記号の下側に隣接する記号に対して割り当てた第１のノードＮ１と第２のノードＮ２と共有されるように、各ノードを配列する。例えば、図７に示すように、１行１列目の記号に対して割り当てられた第３のノードＮ３及び第４のノードＮ４は、それぞれ、２行１列目の記号に対して割り当てられた第１のノードＮ１と第２のノードＮ２と共有される。従って、ノード配列部１２は、編構造データ取得部１１に取得された編構造データが、例えば３行×３列の記号から構成される場合、図７に示すように、４つのノードを縦方向に配列し、編構造データの列数である３を２倍した６つのノードを横方向に配列し、合計２４個のノードをＸＹ平面内に配列する。なお、図７では、縦方向に４つのノードが配列されているが、上端のノードは下端のノードと共有されているため、実際には、縦方向には３つのノードが配列されている。
【００６０】
図６に示すステップＳ１２において、簡略モデル生成部１３は、縦方向に隣接するノード同士を第１のエッジを用いて接続すると共に、横方向に隣接するノード同士を第１のエッジを用いて接続する。ここで、第１のエッジは、ノードを編物の質点としたときに、各ノードに作用する応力を算出する際に使用される第１の弾性定数と対応付けられている。また、後述する第２のエッジは、第１の弾性定数よりも小さな第２の弾性定数と対応付けられている。
【００６１】
図８は、ノード同士が接続された状態を示す図である。図８に示すように、横方向に隣接するノード同士及び縦方向に隣接するノード同士が、第１のエッジＥ１により接続されていることが分かる。なお、上端、下端、左端、及び右端に配列されたノードは、２本又は３本の第１のエッジＥ１が接続されていることが分かる。一方、内部に存在するノードは４本の第１のエッジＥ１が接続されていることが分かる。
【００６２】
図６に示すステップＳ１３において、簡略モデル生成部１３は、上端及び下端に位置するノード同士を接続すると共に、左端及び右端に位置するノード同士を接続し、簡略編構造モデルをトーラス状にする。図９〜図１１はステップＳ１３の処理を説明する図である。
【００６３】
図９に示すように、簡略モデル生成部１３は、左端に位置するノードＮＬ１〜ＮＬ４を、それぞれ、同じ行に位置する右端のノードＮＲ１〜ＮＲ４に第１のエッジＥ１で接続し、上端に位置するノードＮＵ１〜ＮＵ１０を、それぞれ、同じ列に位置する下端のノードＮＤ１〜ＮＤ１０に第１のエッジＥ１で接続する。
【００６４】
これにより、例えば、図１０に示すような簡略編構造モデルを一つの編構造ユニットとして、この編構造ユニットがマトリックス状に複数配列されたような簡略編構造モデルを生成する場合、この簡略編構造モデルの全領域に亘ってノードを配列しなくとも、編構造ユニットの領域にのみノードを配列するだけで、全領域を表すことが可能となり、簡略編構造モデルのデータ量を大幅に少なくすることができる。これは、図１１（ａ）に示す矩形状の平面の上辺と下辺とを接続すると共に、左辺と右辺とを接続して、この平面を図１１（ｂ）に示すトーラス状に変形することに例えることができる。
【００６５】
ステップＳ１４において、簡略モデル生成部１３は、編構造データ取得部１１により取得された編構造データにニットの編パターンのみが含まれ、ウエルト及びタックの編パターンが含まれていない場合は（Ｓ１４でＹＥＳ）、当該編構造データに対する簡略編構造モデルが完成しているため、処理を終了する。一方、編構造データにニット以外のウエルト又はタックの編パターンが含まれている場合（Ｓ１４でＮＯ）、処理をステップＳ１５に進める。
【００６６】
ステップＳ１５において、簡略モデル生成部１３は、編構造データにタックの編パターンが含まれている場合（Ｓ１５でＹＥＳ）、ＸＹ平面内に配列されたノードに対して後述するタック処理を実行する（Ｓ１６）。これによりタックの編パターンを有する簡略編構造モデルが生成される。一方、ステップＳ１５において、タックの編パターンが含まれていない場合（Ｓ１５でＮＯ）、処理がステップＳ１７に進められる。
【００６７】
ステップＳ１７において、簡略モデル生成部１３は、編構造データにウエルトの編パターンが含まれている場合（Ｓ１７でＹＥＳ）、後述するウエルト処理を実行する（Ｓ１８）。これにより、ウエルトの編パターンを有する簡略編構造モデルが生成される。一方、ステップＳ１７において、ウエルトの編パターンが含まれていない場合（Ｓ１７でＮＯ）、ウエルト処理をスルーして処理が終了される。
【００６８】
図１２は、図６のステップＳ１６に示すタック処理の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ２１において、簡略モデル生成部１３は、編構造データを構成するタックのうち１のタックを示す注目タックに対して割り当てられた第３のノードＮ３と第４のノードＮ４とを削除すると共に、第３のノードＮ３と第４のノードＮ４との各々に接続される第１のエッジＥ１を削除する。
【００６９】
図１３は、ステップＳ２１の処理を説明する図である。図１３に示すように、注目タックＴに対して割り当てられた第３のノードＮ３と第４のノードＮ４とが削除されると共に、第３のノードＮ３に接続された４本の第１のエッジＥ１が削除され、第４のノードＮ４に接続された４本の第１のエッジＥ１が削除されていることが分かる。
【００７０】
次に、簡略モデル生成部１３は、図１４に示すように、注目タックＴに対して割り当てられた第１のノードＮ１と、タックＴの下側に隣接する下ニットＫに対して割り当てられた第３のノードＮ３とを第１のエッジＥ１で接続すると共に（Ｓ２２）、注目タックＴに対して割り当てられた第２のノードＮ２と、下ニットＫに対して割り当てられた第４のノードＮ４とを第１のエッジＥ１で接続する（Ｓ２３）。
【００７１】
次に、簡略モデル生成部１３は、図１４に示すように、注目タックＴの左側に隣接するに左ニットｋの第４のノードＮ４と、注目タックＴの第１のノードＮ１とを第１のエッジＥ１で接続すると共に（Ｓ２４）、注目タックＴの右側に隣接する右ニットｋの第３のノードＮ３と、注目タックＴの第２のノードＮ２とを第１のエッジＥ１で接続する（Ｓ２５）。これにより、図１４に示す注目タックＴの編パターンを含む簡略編構造モデルが生成される。なお、簡略モデル生成部１３は、編構造データに含まれる各タックの記号を注目タックとして上記処理を繰り返し実行する。
【００７２】
図１５は、図６のステップＳ１８に示すウエルト処理の詳細を示すフローチャートである。図１６〜図１８は、ウエルト処理を説明する図である。以下、図１６〜図１８を参照しつつ、ウエルト処理について説明する。まず、ステップＳ３１において、簡略モデル生成部１３は、図１６に示すように、編構造データを構成するウエルトのうち、１のウエルトを示す注目ウエルトＷに割り当てられた第１のノードＮ１と第３のノードＮ３とを接続する第１のエッジＥ１を削除し（Ｓ３１）、注目ウエルトＷに割り当てられた第２のノードＮ２と第４のノードＮ４とを接続する第１のエッジＥ１を削除する（Ｓ３２）。次に、簡略モデル生成部１３は、注目ウエルトＷの下側に隣接する下ニットＫに割り当てられた第１のノードＮ１と第３のノードＮ３とを接続する第１のエッジＥ１を削除し（Ｓ３３）、下ニットＫに割り当てられた第２のノードＮ２と第４のノードＮ４とを接続する第１のエッジＥ１を削除する（Ｓ３４）。
【００７３】
次に、簡略モデル生成部１３は、図１７に示すように、注目ウエルトＷに割り当てられた第１のノードＮ１と、下側に隣接する下ニットＫに割り当てられた第３のノードＮ３とを第１のエッジＥ１で接続し（Ｓ３５）、注目ウエルトＷに割り当てられた第２のノードＮ２と、下側に隣接する下ニットＫに割り当てられた第４のノードＮ４とを第１のエッジＥ１を用いて接続する（Ｓ３６）。
【００７４】
なお、図１７及び図１８では、視認性を高めるために、注目ウエルトＷの第３のノードＮ３と第４のノードＮ４との間隔を広く表示しているが、実際には、注目ウエルトＷの第３のノードＮ３と第４のノードＮ４との間隔は、図１６に示す間隔と同じである。
【００７５】
次に、簡略モデル生成部１３は、図１８に示すように、注目ウエルトＷに割り当てられた第１のノードＮ１と第３のノードＮ３とを第２のエッジＥ２で接続すると共に、注目ウエルトＷに割り当てられた第２のノードＮ２と第４のノードＮ４とを第２のエッジＥ２で接続する（Ｓ３８）。
【００７６】
次に、簡略モデル生成部１３は、図１８に示すように、下ニットＫに割り当てられた第１のノードＮ１と第３のノードＮ３とを第２のエッジＥ２で接続し、下ニットＫに割り当てられた第２のノードＮ２と第４のノードＮ４とを第２のエッジＥ２で接続する（Ｓ３９）。簡略モデル生成部１３は、編構造データを構成する各ウエルトを注目ウエルトとして上記処理を実行する。
【００７７】
次に、図３のステップＳ６に示す立体編構造モデルの生成処理について説明する。図１９は、立体編構造モデルの生成処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ４１において、立体モデル生成部１４は、簡略モデル生成部１３により生成された簡略編構造モデルをＸＹ平面に配置し、各ノードを所定の初期位置に移動させる。図２０は、仮想３次元空間内に配置された３行×３列のニットの編パターンのみからなる簡略編構造モデルを示した図である。図２０に示すように、仮想３次元空間には、互いに直交するｘ、ｙ、ｚ軸が設定され、簡略編構造モデルは、ＸＹ平面上に配置される。また、図２０において、左から１列目、２列目、５列目、６列目に配置されたノードは、裏面のノードを示し、左から３列目、４列目に配列されたノードは、表面のノードを示している。そして、裏面の各ノードは、−ｚ方向に一定距離スライドされ、表面の各ノードは＋ｚ方向に一定距離スライドされることで、所定の初期位置に移動される。ここで、裏面の各ノードのスライド量と表面の各ノードのスライド量とは同一にしてもよいし、異なる値にしてもよい。
【００７８】
図２１は、ウエルトＷのノードに対する初期位置への移動を示す図であり、（ａ）は正面図を示し、（ｂ）は上面視からの断面図を示している。図２１（ａ）、（ｂ）に示すように、ウエルトＷの第３のノードＮ３及び第４のノードＮ４は、Ｚ方向にスライドされないため、ＸＹ平面上に位置していることが分かる。また、ウエルトＷの第１のノードＮ１及びＮ２は、表面のノードであるため、Ｚ方向に一定距離スライドされている。また、左側に隣接するニットＫの第４のノードＮ４と右側に隣接するニットＫの第３のノードＮ３とは、裏面のノードであるため、−ｚ方向に一定距離スライドされていることが分かる。
【００７９】
図２２は、タックＴのノードに対する初期値への移動を示す図であり、（ａ）は正面図を示し、（ｂ）は上面視からの断面図を示している。図２２（ａ）、（ｂ）に示すように、タックＴの第１のノードＮ１及び第２のノードＮ２は、表面のノードであり、ｚ方向へ所定距離スライドされ、左側に隣接するニットＫの第４のノードＮ４は裏面のノードであり、−ｚ方向へ所定距離スライドされ、右側に隣接するニットＫの第３のノードＮ３は裏面のノードであり、−ｚ方向に所定距離スライドされていることが分かる。そのため、タックＴの断面視からの形状は、ニットＫの断面視からの形状と同様に山状になる。
【００８０】
図１９に示すステップＳ４２において、立体モデル生成部１４は、ウエルトＷの第３のノードＮ３及び第４のノードＮ４に作用する外力を算出する。図２３は、ステップＳ４２〜Ｓ４７の処理がある程度繰り返し実行されたときの、ウエルトＷの近傍のノードの斜視図を示している。
【００８１】
ここで、立体モデル生成部１４は、図２３に示すように、ウエルトＷの第１のノードＮ１及び第２のノードＮ２と、ウエルトＷの下側に隣接するニットＫの第３のノードＮ３及び第４のノードＮ４とによって構成される矩形面と、第３のノードＮ３との距離を、第３のノードＮ３と立体編構造モデルの表面との距離として算出する。次に、立体モデル生成部１４は、前記矩形面と、第４のノードＮ４との距離を、第４のノードＮ４と立体編構造モデルの表面との距離として算出する。
【００８２】
次に、立体モデル生成部１４は、ウエルトＷの左側に隣接するニットＫの第２のノードＮ２及び第４のノードＮ４と、ウエルトＷの右側に隣接するニットＫの第１のノードＮ１及び第３のノードＮ３とによって構成される矩形面と、第３のノードＮ３との距離を、第３のノードＮ３と立体編構造モデルの裏面との距離として算出する。次に、立体モデル生成部１４は、第４のノードＮ４と、前記矩形面との距離を、第４のノードＮ４と立体編構造モデルの裏面との距離として算出する。
【００８３】
ステップＳ４３において、立体モデル生成部１４は、ステップＳ４２で算出した距離を用いて、ウエルトＷの第３のノードＮ３及びＮ４の各々に作用する外力を求める。図２４は、ウエルトの第３のノードＮ３及び第４のノードＮ４に作用する外力を示すグラフであり、縦軸は外力を示し、横軸は距離を示している。図２４に示すように、外力は、距離に反比例する関数によって規定されていることが分かる。すなわち、外力と距離との関係は、Ｆ＝Ａ／ｄによって表される。但し、Ｆは外力を示し、Ａは定数を示し、ｄはウエルトＷの第３のノードＮ３又はＮ４と、立体編構造モデルの表面又は裏面との距離を示す。
【００８４】
ここで、外力を距離に反比例する関数によって規定したのは、ウエルトＷの第３のノードＮ３と第４のノードＮ４とを接続する第１のエッジＥ１に相当する糸が、ウエルトＷの第１のノードＮ１とウエルトＷの下側のニットＫの第３のノードＮ３とを接続する第１のエッジＥ１に相当する糸に接触することで生じる反発力を再現するためである。
【００８５】
図２５は、図２４に示す立体編構造モデルの側面図を簡略化して示した図である。図２５において、矩形状の枠の上辺は立体編構造モデルの表面を示し、下辺は立体編構造モデルの裏面を表し、枠内の中央に位置する円は、ウエルトＷの第３のノードＮ３及び第４のノードＮ４を接続する第１のエッジＥ１を示している。ウエルトＷの第３のノードＮ３及びＮ４は、Ｆ＝Ａ／ｄに示す関数による外力が与えられる結果、表面からｆ１の外力を受け、裏面からｆ２の外力を受けていることが分かる。
【００８６】
図１９に示すステップＳ４４において、立体モデル生成部１４は、式（１）〜（４）を用いて、第１のエッジＥ１又は第２のエッジＥ２によって接続されたノード間の距離を算出する。
【００８７】
【数１】
【００８８】
ここで、立体モデル生成部１４は、図９に示すノードＮｉ１やノードＮｉ２のように、上端、下端、右端、左端の端部以外の内部に位置するノード同士に対しては、式（１）を用いて距離を算出する。但し、式（１）において、ｄｉｊは、内部に位置するノードＰｉ及びＰｊ間の距離を示し、ｘｉ，ｙｉ，ｚｉは、それぞれ、Ｐｉのｘ，ｙ，ｚ成分を示し、ｘｊ，ｙｊ，ｚｊは、それぞれ、Ｐｊのｘ，ｙ，ｚ成分を示している。
【００８９】
また、立体モデル生成部１４は、図９に示すノードＮＬ２及びノードＮＲ２のように左端及び右端のノード間の距離は、式（２）又は（３）を用いて算出する。但し、ｘｉ＞ｘｊの場合は式（２）を用いて、ノード間の距離を算出し、ｘｉ≦ｘｊの場合は式（３）を用いて、ノード間の距離を算出する。ここで、ｘｉ＞ｘｊの場合とは、図９において、Ｐｊが左端に位置し、Ｐｉが右端に位置する場合が該当し、ｘｉ≦ｘｊの場合とは、図９において、Ｐｊが右端に位置し、Ｐｉが左端に位置する場合が該当する。ｗは簡略編構造モデルの左端のノードと、当該ノードに対して同じ行に位置する右端のノードと距離の初期値を示す。
【００９０】
つまり、式（２）において、右辺の第１項がｘｉ−ｘｊ−ｗとなっているが、これは、ｘｉ−（ｘｊ＋ｗ）と変形すれば分かるように、左端のノードＰｊのｘ方向の位置を簡略編構造モデルの横幅の初期値であるｗを加算した位置に移動させ、移動後のノードと右端のノードｘｉとの距離とが、左端のノードと右端のノードとの距離として算出されていることを意味する。これにより、左端から右端へと跨って接続されたノード間の距離が、内部に位置する隣接するノード同士間の距離程度の大きさに修正されるため、より違和感なく立体編構造モデルを生成することができる。
【００９１】
また、立体モデル生成部１４は、図９に示すノードＮＵ２，ＮＤ２のように、上端及び下端のノード間の距離の距離を式（４）又は（５）を用いて算出する。但し、ｙｉ＞ｙｊの場合は式（４）を用いて、ノード間の距離を算出し、ｙｉ≦ｙｊの場合は式（５）を用いて、ノード間の距離を算出する。ここで、ｙｉ＞ｙｊの場合とは、図９において、Ｐｊが上端に位置し、Ｐｉが下端に位置する場合が該当し、ｙｉ≦ｙｊの場合とは、図９において、Ｐｊが下端に位置し、Ｐｉが上端に位置する場合が該当する。
【００９２】
【数２】
【００９３】
但し、ｈは立体編構造モデルの右端のノードと、当該ノードに対して同じ列に位置する下端のノードとの距離の初期値（縦幅の初期値）を示す。
【００９４】
つまり、式（４）において、右辺の第２項がｙｉ−ｙｊ−ｈとなっているが、これは、ｙｉ−（ｙｊ＋ｈ）と変形すれば分かるように、上端のノードＰｊのｙ方向の位置を簡略編構造モデルの縦幅の初期値であるｈを加算した位置に移動させ、移動後のノードと下端のノードＰｉとの距離とが、上端のノードと下端のノードとの距離として算出されていることを意味する。これにより、上端から下端へと跨って接続されたノード間の距離が内部に位置する隣接するノード同士間の距離程度に修正されるため、より違和感なく立体編構造モデルを生成することができる。
【００９５】
更に、立体モデル生成部１４は、図２６（ａ）に示すように、右端にタックＴの編パターンが存在する場合、同じ行の左端に位置するニットＫを、右側に隣接するニットＫ´と考えて、タックＴの第２のノードＮ２とニットＫ´の第３のノードＮ３とを第１のエッジＥ１´で接続する代わりに、（ｂ）に示すようにタックＴの第２のノードＮ２と左端のニットＫの第３のノードＮ３とをタスキがけとなるように第１のエッジＥ１で接続する。
【００９６】
この場合、立体モデル生成部１４は、式（７）又は式（８）を用いて、図２６（ｂ）に示す左端に位置するニットＫの第３のノードＮ３と、右端のタックＴの第２のノードＮ２との距離を算出する。
【００９７】
【数３】
【００９８】
具体的には、左端のニットＫの第３のノードＮ３がノードＰｊであり、右端のタックＴの第２のノードＮ２がノードＰｉである場合、式（７）を用いてノードＰｉ及びＰｊ間の距離を算出し、左端のニットＫのノードがＰｉであり、右端のタックＴの第２のノードＮ２がＰｊである場合、式（８）を用いてノードＰｉ及びＰｊ間の距離を算出する。これにより、ノードＰｉ及びＰｊが、内部に位置するノード間の距離程度に修正される結果、より違和感なく立体編構造モデルを生成することができる。
【００９９】
更に、立体モデル生成部１４は、図２７（ａ）に示すように、左端にタックＴの編パターンが存在する場合、同じ行の右端に位置するニットＫを、同じ行の左側に隣接するニットＫ´と考えて、タックＴの第１のノードＮ１とニットＫ´の第４のノードＮ４とを第１のエッジＥ１´で接続する代わりに、（ｂ）に示すようにタックＴの第１のノードＮ１とニットＫの第４のノードＮ４とをタスキがけとなるように第１のエッジＥ１で接続する。
【０１００】
この場合、立体モデル生成部１４は、式（６）又は式（９）を用いて、図２７（ｂ）に示す右端に位置するニットＫの第４のノードＮ４と、右端のタックＴの第１のノードＮ１との距離を算出する。具体的には、左端のタックＴの第１のノードＮ１がノードＰｊであり、右端のニットＫの第４のノードＮ４がノードＰｉである場合、式（６）を用いてノードＰｉ及びＰｊ間の距離を算出し、左端のタックＴの第１のノードＮ１がノードＰｉであり、右端のニットＫの第４のノードＮ４がノードＰｊであり場合、式（９）を用いてノードＰｉ及びＰｊ間の距離を算出する。これにより、ノードＰｉ及びＰｊが、内部に位置するノード間の距離程度に修正される結果、より違和感なく立体編構造モデルを生成することができる。
【０１０１】
図１９に示すステップＳ４５において、立体モデル生成部１４は、ステップＳ４４で算出した各ノード間の距離を用いて、各ノードに作用する応力を算出する。ここで、立体モデル生成部１４は、式（１０）の右辺の第２項と第３項とを応力として算出する。具体的には、図２８に示すように、ノードＰｉに対して４つのノードＰ１〜Ｐ４が接続され、Ｐｉ及びＰ１，Ｐ２，Ｐ３間が第１のエッジＥ１で接続され、Ｐｉ及びＰ４が第２のエッジＥ２で接続されていたとすると、式（１０）の第３項は、式（１１）と表される。
【０１０２】
【数４】
【０１０３】
但し、Ｐｉは、運動方程式が適用されるノードを示し、ＰｊはＰｉに接続された他のノードを示し、ｍｉは、ノードＰｉの質量を示し、ｃｉはノードＰｉの粘性抵抗を示し、ｋｉｊは粘弾性定数を示し、ｖｉはノードＰｉの速度を示す。また、Ｐｉ，Ｐｊ，ｖｉ，ｆｉはｘ，ｙ，ｚの３成分からなるベクトルを示す。
【０１０４】
【数５】
【０１０５】
ここで、ノードＰ１〜Ｐ３はノードＰｉに対して第１のエッジＥ１で接続されているため、ｋｉ１，ｋｉ２，ｋｉ３は、第１の弾性定数を表し、ノードＰ４はノードＰｉに対して第２のエッジＥ２で接続されているため、ｋｉ４は、第１の弾性定数よりも小さな第２の弾性定数によって表される。なお、第１の弾性定数は第１のエッジＥ１に対応付けられ、第２の弾性定数は第２のエッジＥ２に対応付けられている。
【０１０６】
また、立体モデル生成部１４は、式（１０）の運動方程式を解くことで得られるノードＰｉの速度ｖｉに粘性抵抗ｃｉを乗じることで、式（１０）の第４項を算出する。ここで、粘性抵抗ｃｉは、全ノードに対して同じ値を採用しても良いし、ノードに第１のエッジ及び第２のエッジが各々何本接続されているかに応じて変更してもよい。
【０１０７】
図１９に示すステップＳ４６において、立体モデル生成部１４は、各ノードＰｉに対して成立する式（１０）に示す運動方程式を解くことで、各ノードＰｉの位置及び速度を算出する。式（１０）の左辺に示すｆｉは、ステップＳ４３で算出された各ノードＰｉに作用する外力を示す。ｍｉは、編物の質点の質量を示す。なお、ｍｉの値は、全ノードに対して同じ値を採用してもよいし、異なる値を採用してもよい。また、ｍｉの値は、編物の種類及びその編物をノードで表す際の編物のサイズとノードの個数との関係から予め定められた値が採用される。
【０１０８】
実際には、立体モデル生成部１４は、式（１０）に示す運動方程式の差分方程式を表す式（１２）を用いて、各ノードの運動方程式を解く。
【０１０９】
【数６】
【０１１０】
但し、ｔは時間を示し、Δｔは、時間の刻み幅を示す。
【０１１１】
ステップＳ４７において、立体モデル生成部１４は、式（１２）に示す運動方程式の解が所定範囲内に収束したか否かを判定し、収束したと判定した場合（Ｓ４７でＹＥＳ）、処理をステップＳ４８に進め、収束していないと判定した場合（Ｓ４７でＮＯ）、処理がステップＳ４２に戻される。すなわち、式（１２）に示す運動方程式の解が収束するまで、当該運動方程式が繰り返し計算されることになる。ここで、運動方程式の解が収束するとは、式（１２）に示す各ノードの位置を示すＰｉ又は速度を示すｖｉに関して、最新の解と前回算出した解との差が所定の値よりも小さくなった場合が該当する。また、運動方程式の計算回数が予め定められた回数に到達したとき、解が収束したと判定してもよい。
【０１１２】
ステップＳ４８において、立体モデル生成部１４は、各ノードに接続されたエッジに従って、立体編構造モデルに糸を設定するための円を設定する。具体的には、図２９に示すように、ノードＰｉに接続されたエッジＥＡ，ＥＢに相当する糸を設定する場合は、円周がノードＰｉを通り、かつ、中心Ｏ１がエッジＥＡ及びＥＢ側に位置するように所定半径の円Ｃ１を設定する。また、ノードＰｊに接続されたエッジＥＡ及びＥＣに相当する糸を設定する場合、ノードＰｊを通り、かつ、中心Ｏ２がエッジＥＡ及びＥＣ側に位置するように所定半径の円Ｃ２を設定する。ここで、円Ｃ１，Ｃ２の半径は糸の物性に応じて予め定められた値が採用され、ノード毎に異なる値を採用してもよいし、同じ値を採用してもよい。
【０１１３】
ステップＳ４９において、立体モデル生成部１４は、各ノードに設定した円に対して当該円よりも半径の大きな円を同心円状に設定する。具体的には、図３０に示すように、ノードＰｉに設定された円Ｃ１よりも半径が大きな円Ｃ３を同心円状に設定すると共に、ノードＰｊに設定された円Ｃ２よりも半径が大きな円Ｃ４を同心円状に設定する。
【０１１４】
図１９に示すステップＳ５０において、立体モデル生成部１４は、各ノードに設定した２つの円同士を滑らかに繋ぐような２本の線を糸経路として設定する。具体的には、図３０に示すように、円Ｃ１と円Ｃ４とを滑らかに繋ぐような糸経路ＰＬ（ｋ）を設定すると共に、円Ｃ３と円Ｃ２とを滑らかに繋ぐような糸経路ＰＲ（ｋ）を設定する。ここで、円Ｃ３，Ｃ４の半径は、ＰＲ（ｋ）とＰＬ（ｋ）との間隔が糸の種類に応じて定められる糸の太さとなるような値が採用される。なお、ｋは、糸経路を表すための媒介変数であり、−π＜ｋ≦πを定義域とする。
【０１１５】
ステップＳ５１において、立体モデル生成部１４は、設定した２本の糸経路を平滑化する処理を行う。ここで、立体モデル生成部１４は、設定した糸経路を表す関数（原関数）に対してフーリエ級数展開を施したときの１次の項を算出し、原関数から算出した１次の項を減じた関数を低次（例えば３次の項）の項までフーリエ級数展開することで、原関数を平滑化する。なお、立体モデル生成部１４は、原関数をｘ，ｙ，ｚの３成分に分け、各成分に対して上記する処理を実行する。
【０１１６】
原関数のｘ成分をｘ（ｋ）として表し、ｘ成分を例に挙げて説明すると、立体モデル生成部１４は、ｘ（ｋ）をフーリエ級数展開したときの１次の項であるｘ１（ｔ）を算出する。但し、ｘ１（ｋ）＝（（ｘ（π）−ｘ（−π））／２π）・ｋ＋ｘ（−π）である。次に、ｘ（ｋ）−ｘ１（ｋ）を低次の項までフーリエ級数展開した後、１次の項を加算する。以上により、ｘ（ｋ）が平滑化される。
【０１１７】
一般に、連続した３次元の線を関数で表した場合、ｙ，ｚ成分はｙ（−π）＝ｙ（π）、ｚ（−π）＝ｚ（π）となり、境界で連続となるが、ｘ成分はｘ（−π）≠ｘ（π）となり境界で不連続になってしまう。そこで、本編構造モデル生成装置では、ｘ（ｋ）−ｘ１（ｋ）に対してフーリエ級数展開を行った後、１次の項を加算することで、ｘ成分を連続にしている。
【０１１８】
図１９に示すステップＳ５２において、立体モデル生成部１４は、平滑化した２本の糸経路の端点同士を繋ぐ直線を直径とする円を糸断面として求める。具体的には、図３１に示すように、２本のうちの一方の糸経路上のある点を示すＰＬ（ｋ）と、ｋを同一とする他方の糸経路状のある点を示すＰＲ（ｋ）とを直径とする円を糸断面として求める。そして、ｋの値を一定の刻み幅Δｋで変化させ、複数の糸断面を算出し、糸断面列を生成する。
【０１１９】
ここで、糸断面の円周上の１点を示すＰ（ｋ）は、式（１３）によって表される。
【０１２０】
【数７】
【０１２１】
但し、第１項の（ＰＬ（ｋ）−ＰＲ（ｋ））／２は、図３１に示すように糸断面の半径を示す基底ベクトルＡである。第２項の（ＰＬ（ｋ）−ＰＲ（ｋ））´／（ＰＬ（ｋ）−ＰＲ（ｋ））は、直径方向の単位ベクトルのｋに関する微分値であり、糸方向を示すベクトルＣを示す。第２項のｓｉｎθの係数は、ベクトルＣと基底ベクトルＡとの外積を示し、糸断面上にある基底ベクトルＢを示す。θは、糸断面の円周を基底ベクトルＡ及びＢを用いて表すための変数である。第３項の（ＰＬ（ｋ）＋ＰＲ（ｋ））／２は、糸断面の中心Ｏを示す。
【０１２２】
図１９に示すステップＳ５３において、立体モデル生成部１４は、糸断面列の円周間をポリゴンで接続し、糸の周面を立体編構造モデルに設定する。
【０１２３】
図３２は、立体モデル生成部１４によって生成された立体編構造モデルのレンダリング結果を示した図である。図３２に示すように、無数の糸が編パターンに従って編成されていることが分かる。
【０１２４】
図３３は、図３２に示す編構造モデルを縮小表示したときの立体編構造モデルを示した図である。図３３に示すように、上述した処理を実行することによってリアルな立体編構造モデルが生成されていることが分かる。また、図３４はタックの編パターンを含む立体編構造モデルのレンダリング結果を示した図である。図３４に示すようにタックの編パターンでは、第１のノードＮ１と第２のノードＮ２とに２本の糸が連結されているため、矢印で示すように第１のノードＮ１と第２のノードＮ２との幅が狭まるような力が作用する結果、多くの孔が生じたような立体編構造モデルが生成されていることが分かる。
【０１２５】
以上説明したように、本編構造モデル生成装置によれば、糸の編構造データが取得され、この編構造データに従って、ＸＹ平面内に配列されたノードが、糸に相当するエッジにより接続され、簡略編構造モデルが生成され、表示部４０に表示される。
【０１２６】
これにより、エッジとノードとによって、編構造データが表現された簡略編構造モデルが得られるため、この編構造モデルを見たユーザは、どのような編物が編成されるかを容易に推定することができる。
【０１２７】
また、各ノードに対して、接続されるエッジの種類に応じた応力が作用されると共に、所定の外力が与えられ、各ノードを編物の質点としたときの各ノードの運動方程式を解くことにより、編物の立体編構造モデルが生成されるため、編物の力学的特性が加味された立体編構造モデルを得ることができる。
【０１２８】
なお、上記実施の形態では、簡略編構造モデルを表示部４０に表示させたが、これに限定されず、プリンタ等の出力手段を用いて、記録紙に印刷させてもよい。また、上記実施の形態では、両面編みの編物を採用したが、これに限定されず、片面編みの編み物に本発明を適用してもよい。
【０１２９】
また、上記実施の形態では、図１３等において、下ニットＫは注目タックＴに隣接するものとして説明したが、隣接していないニットであっても、注目タックＴと同一列、かつ下側に位置するニットを下ニットとして採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明の実施の形態による編構造モデル生成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】編構造モデル生成装置の機能ブロック図を示している。
【図３】編構造モデル生成装置のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図４】編物の編構造を模式的に示した図であり、（ａ）はニットの編パターンのみから構成される編構造を示し、（ｂ）は中央にウエルトの編パターンが配列された編構造を示し、（ｃ）は中央にタックの編パターンが配列された編構造を示している。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図４（ａ）〜（ｃ）に対する編構造データを示す図である。
【図６】図３のステップＳ３に示す簡略編構造モデルの生成処理を示すフローチャートである。
【図７】編構造データが３行×３列である場合において、ＸＹ平面内に配列されたノードを示した図である。
【図８】ノード同士が接続された状態を示す図である。
【図９】ステップＳ１３の処理を説明する図である。
【図１０】ステップＳ１３の処理を説明する図である。
【図１１】ステップＳ１３の処理を説明する図である。
【図１２】ステップＳ１６に示すタック処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１３】ステップＳ２１の処理を説明する図である。
【図１４】タック処理を説明する図である。
【図１５】タック処理を説明する図である。
【図１６】ウエルト処理を説明する図である。
【図１７】ウエルト処理を説明する図である。
【図１８】ウエルト処理を説明する図である。
【図１９】立体編構造モデルの生成処理を示すフローチャートである。
【図２０】仮想３次元空間内に配置された３行×３列のニットの編パターンのみからなる簡略編構造モデルを示した図である。
【図２１】ウエルトのノードに対する初期位置への移動を示す図であり、（ａ）は正面図を示し、（ｂ）は上面視からの断面図を示している。
【図２２】タックのノードに対する初期値への移動を示す図であり、（ａ）は正面図を示し、（ｂ）は上面視からの断面図を示している。
【図２３】ステップＳ４２〜Ｓ４７の処理がある程度繰り返し実行されたときの、ウエルトの近傍のノードの斜視図を示している。
【図２４】ウエルトの第３のノード及び第４ノードに作用する外力を示すグラフであり、縦軸は外力を示し、横軸は距離を示している。
【図２５】図２４に示す立体編構造モデルの側面図を簡略化して示した図である。
【図２６】（ａ）（ｂ）は右端にタックが存在する場合のノードの接続を示す図である。
【図２７】（ａ）（ｂ）は左端にタックが存在する場合のノードの接続を示す図である。
【図２８】応力の算出を説明する図である。
【図２９】ノードに設定された円を示す図である。
【図３０】糸経路の設定を示す図である。
【図３１】糸断面列の算出過程を説明する図である。
【図３２】立体編構造モデルのレンダリング結果を示した図である。
【図３３】図３２に示す編構造モデルを縮小表示したときの立体編構造モデルを示した図である。
【図３４】タックの編パターンを含む立体編構造モデルのレンダリング結果を示した図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１０ 制御部
１１ 編構造データ取得部
１２ ノード配列部
１３ 簡略モデル生成部
１４ 立体モデル生成部
１５ レンダリング部
１６ 表示制御部
２０ 記憶部
２１ 簡略モデル記憶部
２２ 立体モデル記憶部
３０ 入力部
４０ 表示部
Ａ，Ｂ 基底ベクトル
Ｃ１，Ｃ２ 円
Ｃ３，Ｃ４ 円
ｃｉ 粘性抵抗
Ｅ１〜Ｅ２ 第１〜第２のエッジ
ＥＡ，ＥＢ エッジ
Ｎ１〜Ｎ４ 第１〜第４のノード
ＰＬ 糸経路
ＰＲ 糸経路
Ｋ ニット
Ｔ タック
Ｗ ウエルト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮想３次元空間内に編物の編構造モデルを生成する編構造モデル生成プログラムであって、
編物の編構造が、編構造を構成する編パターンに応じた記号で表された編構造データを取得する編構造データ取得手段と、
仮想３次元空間内の所定の平面に前記編物を構成する糸の連結点を示すノードを格子状に配列するノード配列手段と、
前記編構造データ取得手段により取得された編構造データに従って、仮想３次元空間内に配列されたノードを、糸に相当するエッジによって接続し、編物を簡略的に表す簡略編構造モデルを生成する簡略モデル生成手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする編構造モデル生成プログラム。
【請求項２】
前記編構造データは、前記編パターンに応じた記号がマトリックス状に配列されたデータ構造を有し、
前記ノード配列手段は、格子状に隣接する４つノードを各記号に割り当て、
各記号に割り当てられた４つのノードは、左上に位置する第１のノードと、右上に位置する第２のノードと、左下に位置する第３のノードと、右下に位置する第４のノードとを含み、
前記編構造データを構成する編パターンを示す記号のうち、注目する１の記号である注目記号に割り当てられた前記第３及び第４のノードは、当該注目記号の下側に隣接する記号に割り当てられた第１及び第２のノードと共有されていることを特徴とする請求項１記載の編構造モデル生成プログラム。
【請求項３】
前記編構造データは、ニットの編パターンを含み、
前記簡略モデル生成手段は、縦方向及び横方向に隣接するノード同士を、エッジで接続することで、簡略編構造モデルを生成することを特徴とする請求項２記載の編構造モデル生成プログラム。
【請求項４】
前記編構造データは、ニットとタックとの編パターンを含み、
前記編構造データを構成する編パターンのうち、注目する１のタック記号である注目タック記号の左側にはニットの編パターンを示す左ニット記号が隣接し、前記注目タックの記号の右側にはニットの編パターンを示す右ニット記号が隣接し、前記注目タック記号の下側にはニットの編パターンを示す下ニット記号が存在し、
前記簡略モデル生成手段は、
縦方向及び横方向に隣接するノード同士をエッジで接続し、
前記注目タック記号に割り当てられた第３及び第４のノード及び第３及び第４のノードに接続されているエッジを削除し、
前記注目タック記号に割り当てられた第１のノードと第２のノードとを２本のエッジで接続し、
前記注目タック記号に割り当てられた第１のノードと、前記下ニットの記号に割り当てられた第３のノードとをエッジで接続すると共に、前記注目タックの記号に割り当てられた第２のノードと、前記下ニット記号に割り当てられた第４のノードとをエッジで接続し、
前記左ニット記号に割り当てられた第４のノードと、前記注目タックに記号に割り当てられた第１のノードとをエッジで接続し、前記右ニット記号に割り当てられた第３のノードと、前記注目タック記号に割り当てられた第２のノードとをエッジで接続し、
各タックの記号を注目タック記号として上記処理を実行することを特徴とする請求項２記載の編構造モデル生成プログラム。
【請求項５】
前記エッジは、各ノードに作用する第１の応力を示す第１のエッジと、前記第１の応力よりも弱い第２の応力を示す第２のエッジとを含み、
前記編構造データは、ニットとウエルトとの編パターンを含み、
前記編構造データを構成する記号のうち、注目する１のウエルト記号である注目ウエルト記号の下側にはニットの編パターンを示す下ニット記号が隣接し、
前記簡略モデル生成手段は、
縦方向及び横方向に隣接するノード同士を第１のエッジで接続し、
前記注目ウエルト記号に割り当てられた第１及び第３のノード間、並びに前記第２及び第４のノード間を接続する第１のエッジを削除すると共に、前記下ニット記号に割り当てられた第１及び第３のノード間、並びに前記第２及び第４のノード間を接続する第１のエッジを削除し、
前記注目ウエルト記号に割り当てられた第１及び第３のノード間を第２のエッジで接続すると共に、前記注目ウエルト記号に割り当てられた第２及び第４のノード間を第２のエッジで接続し、
前記下ニット記号に割り当てられた第１及び第３のノード間を第２のエッジで接続すると共に、前記下ニット記号に割り当てられた第２及び第４のノード間を第２のエッジで接続し、
前記注目ウエルト記号に割り当てられた第１のノードと、前記下ニット記号に割り当てられた第３のノードとを第１のエッジで接続すると共に、前記注目ウエルト記号に割り当てられた第２のノードと、前記下ニット記号に割り当てられた第４のノードとを第１のエッジで接続し、
各ウエルト記号を前記注目ウエルト記号として上記処理を実行することを特徴とする請求項２記載の編構造モデル生成プログラム。
【請求項６】
前記簡略モデル生成手段は、左端に位置するノードの各々を、同一行の右端に位置するノードに接続すると共に、上端に位置するノードの各々を、同一列の下端に位置するノードに接続することで、簡略編構造モデルを生成することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の編構造モデル生成プログラム。
【請求項７】
仮想３次元空間内に編物の編構造モデルを生成する編構造モデル生成プログラムであって、
仮想３次元空間内の所定の平面に前記編物を構成する糸の連結点を示すノードが格子状に配列されると共に、各ノードが糸に相当するエッジによって接続された簡略編構造モデルを取得する簡略モデル取得手段と、
前記簡略モデル取得手段により取得された簡略編構造モデルを構成するエッジを基に、前記簡略編構造モデルを構成する各ノードに作用する応力を求め、各ノードに対して、各ノードの配列面と交差する方向に所定の外力を与え、各ノードの運動方程式を解くことにより、立体編構造モデルを生成する立体モデル生成手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする編構造モデル生成プログラム。
【請求項８】
前記ノードは編物の質点を示し、
前記エッジは、質点に作用する応力を示し、
前記簡略モデル生成手段により生成された簡略編構造モデルを構成するエッジを基に、前記簡略編構造モデルを構成する各ノードに作用する応力を求め、各ノードに対して、各ノードの配列面と交差する方向に所定の外力を与え、各ノードの運動方程式を解くことにより、立体編構造モデルを生成する立体モデル生成手段としてコンピュータを更に機能させることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の編構造モデル生成プログラム。
【請求項９】
前記編物は、表面及び裏面からなる両面編みの編物であり、
前記立体モデル生成手段は、
ウエルトの記号に割り当てられた第３及び第４のノードの各々に対し、表面との距離及び裏面との距離に反比例する反発力を、前記外力として作用させることを特徴とする請求項７又は８記載の編構造モデル生成プログラム。
【請求項１０】
前記立体モデル生成手段は、各ノードに半径の異なる２つの円を同心円状に設定し、ある注目ノードに設定した２つの円と、前記注目ノードに対してエッジで接続された他のノードに設定した２つの円とを滑らかに結ぶような２本の線を糸経路として設定することを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の編構造モデル生成プログラム。
【請求項１１】
前記立体モデル生成手段は、前記糸経路を表す原関数に対してフーリエ級数展開を実行したときの１次の項を前記原関数から差し引き、差し引いた関数を所定の低次の項までフーリエ級数展開した後、前記１次の項を加算することで、前記糸経路を平滑化することを特徴とする請求項１０記載の編構造モデル生成プログラム。
【請求項１２】
仮想３次元空間内に編物の編構造モデルを生成する編構造モデル生成装置であって、
編物の編構造が、編構造を構成する編パターンに応じた記号で表された編構造データを取得する編構造データ取得手段と、
仮想３次元空間内の所定の平面に前記編物を構成する糸の連結点を示すノードを格子状に配列するノード配列手段と、
前記編構造データ取得手段により取得された編構造データに従って、前記仮想３次元空間内に配列されたノードを、糸に相当するエッジによって接続し、簡略編構造モデルを生成する簡略モデル生成手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする編構造モデル生成装置。
【請求項１３】
仮想３次元空間内に編物の編構造モデルを生成する編構造モデル生成方法であって、
コンピュータが、編物の編構造が、編構造を構成する編パターンに応じた記号で表された編構造データを取得し、
コンピュータが、仮想３次元空間内の所定の平面に前記編物を構成する糸の連結点を示すノードを格子状に配列し、
コンピュータが、取得された編構造データに従って、前記仮想３次元空間内に配列されたノードを、ノード同士の接続関係を表すエッジによって接続し、簡略編構造モデルを生成することを特徴とする編構造モデル生成方法。
【請求項１４】
仮想３次元空間内に編物の編構造モデルを生成する編構造モデル生成装置であって、
仮想３次元空間内の所定の平面に前記編物を構成する糸の連結点を示すノードが格子状に配列されると共に、各ノードが糸に相当するエッジによって接続された簡略編構造モデルを取得する簡略モデル取得手段と、
前記簡略モデル取得手段により取得された簡略編構造モデルを構成するエッジを基に、各ノードに作用する応力を求め、各ノードに対して、各ノードの配列面と交差する方向に所定の外力を与え、各ノードの運動方程式を解くことにより、立体編構造モデルを生成する立体モデル生成手段とを備えることを特徴とする編構造モデル生成装置。
【請求項１５】
仮想３次元空間内に編物の編構造モデルを生成する編構造モデル生成方法であって、
コンピュータが、仮想３次元空間内の所定の平面に前記編物を構成する糸の連結点を示すノードが格子状に配列されると共に、各ノードが糸に相当するエッジによって接続された簡略編構造モデルを取得する簡略モデル取得手段と、
コンピュータが、前記簡略モデル取得手段により取得された簡略編構造モデルを構成するエッジを基に、前記簡略編構造モデルの各ノードに作用する応力を求め、各ノードに対して、各ノードの配列面と交差する方向に所定の外力を与え、各ノードに作用する運動方程式を解くことにより、立体編構造モデルを生成する立体モデル生成手段とを備えることを特徴とする編構造モデル生成方法。
【請求項１】
仮想３次元空間内に編物の編構造モデルを生成する編構造モデル生成プログラムであって、
編物の編構造が、編構造を構成する編パターンに応じた記号で表された編構造データを取得する編構造データ取得手段と、
仮想３次元空間内の所定の平面に前記編物を構成する糸の連結点を示すノードを格子状に配列するノード配列手段と、
前記編構造データ取得手段により取得された編構造データに従って、仮想３次元空間内に配列されたノードを、糸に相当するエッジによって接続し、編物を簡略的に表す簡略編構造モデルを生成する簡略モデル生成手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする編構造モデル生成プログラム。
【請求項２】
前記編構造データは、前記編パターンに応じた記号がマトリックス状に配列されたデータ構造を有し、
前記ノード配列手段は、格子状に隣接する４つノードを各記号に割り当て、
各記号に割り当てられた４つのノードは、左上に位置する第１のノードと、右上に位置する第２のノードと、左下に位置する第３のノードと、右下に位置する第４のノードとを含み、
前記編構造データを構成する編パターンを示す記号のうち、注目する１の記号である注目記号に割り当てられた前記第３及び第４のノードは、当該注目記号の下側に隣接する記号に割り当てられた第１及び第２のノードと共有されていることを特徴とする請求項１記載の編構造モデル生成プログラム。
【請求項３】
前記編構造データは、ニットの編パターンを含み、
前記簡略モデル生成手段は、縦方向及び横方向に隣接するノード同士を、エッジで接続することで、簡略編構造モデルを生成することを特徴とする請求項２記載の編構造モデル生成プログラム。
【請求項４】
前記編構造データは、ニットとタックとの編パターンを含み、
前記編構造データを構成する編パターンのうち、注目する１のタック記号である注目タック記号の左側にはニットの編パターンを示す左ニット記号が隣接し、前記注目タックの記号の右側にはニットの編パターンを示す右ニット記号が隣接し、前記注目タック記号の下側にはニットの編パターンを示す下ニット記号が存在し、
前記簡略モデル生成手段は、
縦方向及び横方向に隣接するノード同士をエッジで接続し、
前記注目タック記号に割り当てられた第３及び第４のノード及び第３及び第４のノードに接続されているエッジを削除し、
前記注目タック記号に割り当てられた第１のノードと第２のノードとを２本のエッジで接続し、
前記注目タック記号に割り当てられた第１のノードと、前記下ニットの記号に割り当てられた第３のノードとをエッジで接続すると共に、前記注目タックの記号に割り当てられた第２のノードと、前記下ニット記号に割り当てられた第４のノードとをエッジで接続し、
前記左ニット記号に割り当てられた第４のノードと、前記注目タックに記号に割り当てられた第１のノードとをエッジで接続し、前記右ニット記号に割り当てられた第３のノードと、前記注目タック記号に割り当てられた第２のノードとをエッジで接続し、
各タックの記号を注目タック記号として上記処理を実行することを特徴とする請求項２記載の編構造モデル生成プログラム。
【請求項５】
前記エッジは、各ノードに作用する第１の応力を示す第１のエッジと、前記第１の応力よりも弱い第２の応力を示す第２のエッジとを含み、
前記編構造データは、ニットとウエルトとの編パターンを含み、
前記編構造データを構成する記号のうち、注目する１のウエルト記号である注目ウエルト記号の下側にはニットの編パターンを示す下ニット記号が隣接し、
前記簡略モデル生成手段は、
縦方向及び横方向に隣接するノード同士を第１のエッジで接続し、
前記注目ウエルト記号に割り当てられた第１及び第３のノード間、並びに前記第２及び第４のノード間を接続する第１のエッジを削除すると共に、前記下ニット記号に割り当てられた第１及び第３のノード間、並びに前記第２及び第４のノード間を接続する第１のエッジを削除し、
前記注目ウエルト記号に割り当てられた第１及び第３のノード間を第２のエッジで接続すると共に、前記注目ウエルト記号に割り当てられた第２及び第４のノード間を第２のエッジで接続し、
前記下ニット記号に割り当てられた第１及び第３のノード間を第２のエッジで接続すると共に、前記下ニット記号に割り当てられた第２及び第４のノード間を第２のエッジで接続し、
前記注目ウエルト記号に割り当てられた第１のノードと、前記下ニット記号に割り当てられた第３のノードとを第１のエッジで接続すると共に、前記注目ウエルト記号に割り当てられた第２のノードと、前記下ニット記号に割り当てられた第４のノードとを第１のエッジで接続し、
各ウエルト記号を前記注目ウエルト記号として上記処理を実行することを特徴とする請求項２記載の編構造モデル生成プログラム。
【請求項６】
前記簡略モデル生成手段は、左端に位置するノードの各々を、同一行の右端に位置するノードに接続すると共に、上端に位置するノードの各々を、同一列の下端に位置するノードに接続することで、簡略編構造モデルを生成することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の編構造モデル生成プログラム。
【請求項７】
仮想３次元空間内に編物の編構造モデルを生成する編構造モデル生成プログラムであって、
仮想３次元空間内の所定の平面に前記編物を構成する糸の連結点を示すノードが格子状に配列されると共に、各ノードが糸に相当するエッジによって接続された簡略編構造モデルを取得する簡略モデル取得手段と、
前記簡略モデル取得手段により取得された簡略編構造モデルを構成するエッジを基に、前記簡略編構造モデルを構成する各ノードに作用する応力を求め、各ノードに対して、各ノードの配列面と交差する方向に所定の外力を与え、各ノードの運動方程式を解くことにより、立体編構造モデルを生成する立体モデル生成手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする編構造モデル生成プログラム。
【請求項８】
前記ノードは編物の質点を示し、
前記エッジは、質点に作用する応力を示し、
前記簡略モデル生成手段により生成された簡略編構造モデルを構成するエッジを基に、前記簡略編構造モデルを構成する各ノードに作用する応力を求め、各ノードに対して、各ノードの配列面と交差する方向に所定の外力を与え、各ノードの運動方程式を解くことにより、立体編構造モデルを生成する立体モデル生成手段としてコンピュータを更に機能させることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の編構造モデル生成プログラム。
【請求項９】
前記編物は、表面及び裏面からなる両面編みの編物であり、
前記立体モデル生成手段は、
ウエルトの記号に割り当てられた第３及び第４のノードの各々に対し、表面との距離及び裏面との距離に反比例する反発力を、前記外力として作用させることを特徴とする請求項７又は８記載の編構造モデル生成プログラム。
【請求項１０】
前記立体モデル生成手段は、各ノードに半径の異なる２つの円を同心円状に設定し、ある注目ノードに設定した２つの円と、前記注目ノードに対してエッジで接続された他のノードに設定した２つの円とを滑らかに結ぶような２本の線を糸経路として設定することを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の編構造モデル生成プログラム。
【請求項１１】
前記立体モデル生成手段は、前記糸経路を表す原関数に対してフーリエ級数展開を実行したときの１次の項を前記原関数から差し引き、差し引いた関数を所定の低次の項までフーリエ級数展開した後、前記１次の項を加算することで、前記糸経路を平滑化することを特徴とする請求項１０記載の編構造モデル生成プログラム。
【請求項１２】
仮想３次元空間内に編物の編構造モデルを生成する編構造モデル生成装置であって、
編物の編構造が、編構造を構成する編パターンに応じた記号で表された編構造データを取得する編構造データ取得手段と、
仮想３次元空間内の所定の平面に前記編物を構成する糸の連結点を示すノードを格子状に配列するノード配列手段と、
前記編構造データ取得手段により取得された編構造データに従って、前記仮想３次元空間内に配列されたノードを、糸に相当するエッジによって接続し、簡略編構造モデルを生成する簡略モデル生成手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする編構造モデル生成装置。
【請求項１３】
仮想３次元空間内に編物の編構造モデルを生成する編構造モデル生成方法であって、
コンピュータが、編物の編構造が、編構造を構成する編パターンに応じた記号で表された編構造データを取得し、
コンピュータが、仮想３次元空間内の所定の平面に前記編物を構成する糸の連結点を示すノードを格子状に配列し、
コンピュータが、取得された編構造データに従って、前記仮想３次元空間内に配列されたノードを、ノード同士の接続関係を表すエッジによって接続し、簡略編構造モデルを生成することを特徴とする編構造モデル生成方法。
【請求項１４】
仮想３次元空間内に編物の編構造モデルを生成する編構造モデル生成装置であって、
仮想３次元空間内の所定の平面に前記編物を構成する糸の連結点を示すノードが格子状に配列されると共に、各ノードが糸に相当するエッジによって接続された簡略編構造モデルを取得する簡略モデル取得手段と、
前記簡略モデル取得手段により取得された簡略編構造モデルを構成するエッジを基に、各ノードに作用する応力を求め、各ノードに対して、各ノードの配列面と交差する方向に所定の外力を与え、各ノードの運動方程式を解くことにより、立体編構造モデルを生成する立体モデル生成手段とを備えることを特徴とする編構造モデル生成装置。
【請求項１５】
仮想３次元空間内に編物の編構造モデルを生成する編構造モデル生成方法であって、
コンピュータが、仮想３次元空間内の所定の平面に前記編物を構成する糸の連結点を示すノードが格子状に配列されると共に、各ノードが糸に相当するエッジによって接続された簡略編構造モデルを取得する簡略モデル取得手段と、
コンピュータが、前記簡略モデル取得手段により取得された簡略編構造モデルを構成するエッジを基に、前記簡略編構造モデルの各ノードに作用する応力を求め、各ノードに対して、各ノードの配列面と交差する方向に所定の外力を与え、各ノードに作用する運動方程式を解くことにより、立体編構造モデルを生成する立体モデル生成手段とを備えることを特徴とする編構造モデル生成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図６】
【図７】
【図１１】
【図１２】
【図１５】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図４】
【図５】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１３】
【図１４】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図２】
【図３】
【図６】
【図７】
【図１１】
【図１２】
【図１５】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図４】
【図５】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１３】
【図１４】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【公開番号】特開２００７−２９３６３６（Ｐ２００７−２９３６３６Ａ）
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１２１３６５（Ｐ２００６−１２１３６５）
【出願日】平成１８年４月２５日（２００６．４．２５）
【出願人】（５０１２６０５１０）デジタルファッション株式会社 (13)
【出願人】（０００２４１４８５）豊田通商株式会社 (73)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月２５日（２００６．４．２５）
【出願人】（５０１２６０５１０）デジタルファッション株式会社 (13)
【出願人】（０００２４１４８５）豊田通商株式会社 (73)
【Ｆターム（参考）】
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