芸術科学会論文誌 投稿用カバーシート

■ 論文種類

  原著論文 フルペーパー


■ 論文分野
 
  2) 科学系分野


■ カテゴリ

  a-1) CG技術(モデリング)
  a-5) CAD/CAE/CAM


■ 該当特集

   芸術科学会論文誌 第14巻 第3号
  「NICOGRAPH 2014 発表論文特集」


■ 論文題名(和文、英文)

曲面の流れを考慮したトリム曲面の推定手法
An Estimation of Trimed Surface Using Directional Derivative


■ 著者名(和文、英文)

木下  勉(正会員) 
松山  克胤(正会員)
今野  晃市(正会員)

Tsutomu Kinoshita(Member)
Katsutsugu Matsuyama(Member)
Kouichi Konno(Member)


■ 著者所属(和文、英文)

福井工業大学
Fukui University of Technology

岩手大学大学院
Graduate School of Engineering, Iwate University


■ 著者e-mail

木下  勉
pxw05066@nifty.com

松山  克胤
matsuyama@eecs.iwate-u.ac.jp

今野  晃市
konno@eecs.iwate-u.ac.jp


■ 連絡担当者の氏名、住所、所属、電話、Fax、e-mail

氏名： 木下  勉
住所：〒910-8505 福井県福井市学園3-6-1 福井工業大学 1号館 6階 1-66
所属：福井工業大学 環境情報学部経営情報学科
電話：0776-29-2405
Fax:0776-29-2405
e-mail：pxw05066@nifty.com


■ 論文概要(和文400字程度、英文100ワード程度)

3 次元CADシステムにおいて，トリム曲面の表現方法はCADシステム間で統一されていないため，
異なるCADシステム間におけるデータ交換で，意図する形状として受け渡しされないことがある．そ
のため，受け取り側でトリム曲面データの修正が必要であるが，修正のために考慮するべき問題は多い．
一つの解決方法としては，曲面情報を破棄し，境界線のみから曲面を生成することが有効な手段である．
しかし，境界線のみから曲面を推定すると，元曲面の特徴量が少ないため，意図した形状を推定できな
いことがある．また，曲面の推定が可能であっても，推定される曲面の品質が低いといった問題がある．
本論文では，境界線上における母曲面の u，v 方向の接ベクトルに着目し，境界線と母曲面の特徴量の
両方を用いて，母曲面を推定する新たな手法について提案する．本手法では，まず境界線の始点，終点
および曲線セグメント分割点に対し，推定元の母曲面の u ，v 方向1次微分ベクトルをそれぞれ算出す
る．つぎに，uv 空間における境界線の最大，最小点を通過点とし，通過点における母曲面の接ベクト
ルを，法線ベクトルとする投影面(平面)を定義する．さらに，各境界線において u ，v 方向1次微分ベ
クトルを補間することで，オフセット方向を定義し，投影面に境界線をオフセットする．最後に，オフ
セットされた境界線から，閉領域を生成し，内部をB-spline曲面で内挿することで母曲面を生成する．

In 3D CAD systems, it is not always possible to convert trimmed surfaces to the intended shapes upon data 
exchange between different CAD systems because the definition of trimmed surfaces is not unified among the
CAD systems. If a shape can not import to a CAD system, the shape should be modified to suit to the system. 
But many problems to improve the shape arise. To solve the problems, it is effective to generate a new surface
from the boundary curves and delete the invalid one. If insufficient information on the features of the original
trimmed surface is applied, the intended surface cannot be estimated from the boundary curves. Even if surface
can be estimated, the quality of the surface is low. We, therefore, focus on the tangent vectors of the original
source surface in the U and V directions on the boundary curves of the trimed surface. In this paper, we present a 
new method to generate the new source surface by using the boundary curves and the features of the original 
source surface. In our method, at first, the first derivative vectors are calculated at the start and end points of 
each boundary curve and the division points on the curve segment of the source surface in the U and V directions. 
Next, the projection plane is defined whose origin is the maximum and minimum points of a boundary curve in 
the UV space and normal vector at the origin is the tangent vector of the original source surface. The offset
direction is calculated by linear interpolation of the first derivative vectors in the U and V directions for each
boundary curve, and the boundary curves are offset to the projection plane. Finally, a region enclosed by the 
offset four free-form curves is interpolated by a B-spline surface to create the new source surface.


■ キーワード(和文5個程度、英文5個程度)

トリム曲面, trimed surface
曲面推定, surface approximation
偏微分ベクトル, directional derivative
曲面補間, surface interpolation