面構造分析法の研究とそれを用いたデザイン支援システムの開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12780228
• Research Institution: Wakayama University
• Principal Investigator: 原田 利宣 和歌山大学, システム工学部, 助教授 (80294304)
• Keywords: 視覚言語 / 面構造分析 / 曲線(面) / リバースエンジニアリング / 形状デザイン / スプライン / 遺伝的アルゴリズム / 自動フェアリング

Research Abstract

1.認知幾何の拡張とプリミティブヘの応用
製品などの曲面を創成するためには,その基となる曲面の構造を表す簡単な多面体が必要不可欠である.また,デザイナはこれら多面体を組み合わせて,製品形状を構築している.ここで,筆者らは,以前「認知幾何」という概念を提唱し,また一面体と六面体の間に何通りの異なった面構造を持った多面体が存在するのかを明らかにする方法を研究した.この方法を「面構造分析」と呼んだ.さらに,一般的に用いられるすべてのプリミティブや特殊な面の成り立ちをしている多面体にまで面構造分析の範囲を拡げ,そこにいくつの面構造の異なった多面体が存在するのか,またそれらを抽出するための方法論の研究も行った.そこで,本研究においては,それら抽出された多面体をデザイン作業における形のバリエーション展開に応用することを考え,視覚言語として体系化するとともに,コンピュータグラフィックスにおけるプリミティブインスタンシングヘの適用について提案を行った.その結果,それら視覚言語により形のバリエーション展開が効率化されるとともに,新しい形が考え出される可能性があると考えられた.
2.視覚言語の抽出と自動フェアリングシステム
ー般に,工業デザインの分野においては,クレイモデルの計測データをフェアリングして,CADシステム上で3次元モデルを作成する.しかし,このフェアリング作業には多大の工数がかかることが問題である.そこで,我々はリバースエンジニアリングヘの応用を考えた,曲線の自動フェアリングシステムを提案する.この自動フェアリングシステムは,以下の5つの部分からなる.1)非接触型3次元形状計測装置による曲面の測定とキーラインの抽出,2)抽出したキーラインの曲線あてはめ,3)曲線あてはめされたキーラインの曲率単調曲線への分割,4)各々の曲率単調曲線に対して曲線の"性質"を分析,5)上記分析結果をもとに各曲率単調曲線をノイズ除去した視覚言語に置換し,キーラインを再構成,再配置
本システムを用いることにより,我々は極めて短時間にデザイナの意図する曲線を得ることが可能となった.

Research Products

• [Publications] 原田, 中嶋, 栗原, 吉本: "自然造形物・工芸品における曲線の分析"デザイン学研究. 48巻3号. 29-38 (2001)
• [Publications] 原田, 吉本: "Automatic Curve Fairing System Using Visual Languages"Proc. of IV2001 International Symposium of Computer Aided Geometric Design. 53-62 (2001)
• [Publications] 高橋, 原田, 吉本: "ヒトの顔の認知と自動車フロントマスク認知に関する比較研究"デザイン学研究. 48巻3号(印刷中). (2002)
• [Publications] 長沢伸也, 原田利宣他10名: "感性をめぐる商品開発-その方法と実際-"(株)日本出版サービス(印刷中). 200 (2002)