ヒューマンフレンドリーな曲面生成法

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06805014
• Research Institution: Tokyo Metropolitan Institute of Technology
• Principal Investigator: 福田 収一 東京都立科学技術大学, 工学部, 教授 (90107095)
• Keywords: 曲面生成法 / イメージ形状 / ヒューマンフレンドリー / 直接描画 / スケッチ / 3次元形状 / インタラクティブ / 仮想現実

Research Abstract

近年ユーザーニーズの多様化、製品のライフサイクルの短縮化により、初期設計が重要となってきた。このため設計者の間で、イメージしている形状を柔軟に計算機の中に表現したいとの要望が強くなってきた。しかし、現在の形状表現法の大部分は、制御点操作により形状を間接的に表現しており、望む形状の生成は容易ではなく、しかもひとたび生成すると、修正がきわめてむずかしい。
そこで、本研究では紙にスケッチする感覚で設計者がマウスで形状を自由に生成、変更できる方法を開発した。この方法では制御点に関する数学的な知識は不要である。
本年度の活動実績としては、まず2次元の形状生成法を開発した。
(1)この2次元の形状生成法では、マウスにより望む形状を描画すると、そのマウスの軌跡を移動平均法で平滑化し、その平滑化された曲線から特徴点を抽出し、それにBczicr曲線をあてはめて望む2次元の形状を生成する。本方法の利点は、大局的な視点と、 局地的な視点での形状生成、修正が可能である。したがって、設計作業の進行に伴い通常は大局的な視点で生成した曲線を局地的な視点で手直しするが、そのような視点の移動と、それに対応する曲線の生成、修正がきわめて容易である。
次に本方法を3次元に拡張し、次の(2)、(3)を開発した。
(2)ある指定領域内の任意点を曲面の法線方向に移動すると、それにともなって(2)の方法で曲面が補正され、任意の曲面が生成される。
(3)(2)の方法を、さらに指定領域をパラメータ表示することにより、上記の法線方向だけではなく、任意の方向への移動に対しても同様に望む曲面が生成できるように改良した。これにより曲面をねじることも可能となった。この方法と適切な3次元位置デバイスを結合すれば仮想現実においてきわめてインタラクティブに望む形状を生成できると期待される。

Research Products

• [Publications] 福田収一: "直接操作による自由曲面生成" 日本機械学会第4回設計工学・システム部門講演会講演論文集. No.940-22. 153-156 (1994)
• [Publications] 福田収一: "ヒューマンフレンドリーな曲線生成法の開発" 日本機械学会論文集C編. 60. 71-75 (1994)
• [Publications] 福田収一: "曲線・曲面の直接生成法" 日本機械学会第7回計算力学講演会講演論文集. No.940-54. 238-240 (1994)