３次元モデル表示装置、３次元モデル表示方法、及び、３次元モデル表示プログラム
【課題】 利用者が意図する構成要素のみを表示して不要な構成要素を非表示にすることで、利用者の作業効率の向上を実現する、３次元モデル表示装置等を提供する。
【解決手段】 ３次元構造のモデルを構成する構成要素を表示する３次元モデル表示装置１００であって、表示された前記モデルに対して利用者が指定した指定領域に対応する指定空間に、前記モデルの構成要素が一部でも含まれる場合に当該構成要素を表示対象の候補とし、前記モデルの構成要素が全く含まれない場合に当該構成要素を非表示対象とする表示候補選択処理部２０６と、前記候補とした構成要素のそれぞれの体積に対する、前記指定空間における当該構成要素の体積の包含率を算出する体積算出処理部２０８と、前記包含率と予め設定された閾値とを比較して当該構成要素を表示対象とするかどうかを判定する判定処理部２１０と、を備える。
【解決手段】 ３次元構造のモデルを構成する構成要素を表示する３次元モデル表示装置１００であって、表示された前記モデルに対して利用者が指定した指定領域に対応する指定空間に、前記モデルの構成要素が一部でも含まれる場合に当該構成要素を表示対象の候補とし、前記モデルの構成要素が全く含まれない場合に当該構成要素を非表示対象とする表示候補選択処理部２０６と、前記候補とした構成要素のそれぞれの体積に対する、前記指定空間における当該構成要素の体積の包含率を算出する体積算出処理部２０８と、前記包含率と予め設定された閾値とを比較して当該構成要素を表示対象とするかどうかを判定する判定処理部２１０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元で描画されたモデルを構成する構成要素のうち利用者が意図する構成要素のみを表示する３次元モデル表示装置、３次元モデル表示方法、及び、３次元モデル表示プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
３次元モデル表示装置において３次元で描画されたモデルを構成する構成要素の一部を拡大表示する際に、その拡大表示しようとする構成要素がモデルの外側表面を構成している場合には、その構成要素に対して利用者が注視したい領域を拡大表示する指示を行うことで、３次元モデル表示装置が指示された領域を拡大表示する。
ここで、３次元で描画されたモデルの構成要素の一部を表示する従来の方法について図を用いて説明する。図９は、モデルの構成要素を表示する従来技術を示した模式図である。
【０００３】
図９（ａ）において、モデル４０１の内部に配置されているシートのみを表示したい場合、マウス操作などでシートが存在するであろう位置を含む領域４０３を指定すると、図９（ｂ）に示すように内部のシートは表示されずにドアだけが拡大表示された状態になる。これはモデル４０１の内部に配置するシートは手前のドアによって視界が遮られているために起こる。
【０００４】
そこで、モデル４０１の内部に配置されたシートのみを表示するためには以下の操作が必要となる。図９（ｃ）において、シートが奥行方向に存在していると考えられるドア領域４０３を矩形選択し、その矩形領域に対応する空間に含まれる構成要素のみを表示する。ここで、３次元のモデル空間で矩形選択を行うと、奥行方向は無限遠に選択されることになる。よって、図９（ｄ）に示すように左側ドア４０６、シート４０４及び右側ドア４０５のみが表示された状態となる。そして、左側ドア４０６及び右側ドア４０５をそれぞれ選択して非表示にすることで、シート４０４のみを画面上に表示することができる。
【０００５】
これら一連の利用者による指示とは別の方法として、次の操作であってもよい。まず、前輪及びフロントパネルなどの普通乗用車の前側領域を矩形選択し、この矩形領域内にある構成要素を非表示にする。前述したように３次元のモデル空間で矩形選択を行うと、奥行方向は無限遠に選択されるため、前側領域に対応した奥行空間の内部にあるエンジン、ラジエータなどの構成要素も非表示になる。同様に後側領域を矩形選択して、この矩形領域に対応した奥行空間内にある構成要素を非表示にする。これらの構成要素を非表示にする処理が円滑になされて、左側ドア、シート及び右側ドアのみが表示された状態となった場合、上記の方法と同様に左右のドアを選択して非表示にすることでシートのみを画面上に表示することができる。
【０００６】
さらに、３次元形状モデルを表示する装置において、３次元形状の内部構造を表示することができる技術として特許文献１に示す技術がある。この特許文献１の３次元形状支援装置は、３次元形状モデルの形状データを保持する３次元形状データ記憶部と、表示された３次元形状モデルの部分領域と表示変更情報とを入力する入力部と、前記部分領域に存在する３次元形状モデルを前記３次元形状データ記憶部から抽出する選択部と、前記選択部により抽出された３次元形状モデルに対して、前記表示変更情報により表示状態を変更する表示設定部と、前記表示設定部で変更された表示状態で３次元形状モデルを表示する表示部を備えるものである。これによれば、３次元形状モデルの内部構造をユーザに理解しやすく表示することができる。
【特許文献１】特開２００７−２５９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のように注視したい構成要素の領域のみを画面上に表示したい場合には、利用者がそれ以外の構成要素を非表示に設定しなければいけないため大変手間が掛かる。
また、注視したい構成要素を含む空間を指定すると、上述のように、通常は、表示する必要がない不要な構成要素が含まれるために、利用者が当該表示不要な構成要素を非表示にする操作を行わなければならず、非常に手間がかかる作業になるという課題を有する。
【０００８】
ところで、前記特許文献１に示す技術は、利用者から指示された注視したい部分の３次元形状モデルの内部構造を利用者に分かりやすく表示するが、この特許文献１によっても、前記課題を解決するには至らない。
【０００９】
そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、利用者が、必要な構成要素のみを表示して不要な構成要素を非表示にすることで、利用者の作業効率の向上を実現する、３次元モデル表示装置、３次元モデル表示方法、及び、３次元モデル表示方法をコンピュータに実行させることが可能なプログラムを提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１．体積の包含率で判定）
本発明に係る３次元モデル表示装置は、３次元構造のモデルを構成する構成要素の一部または全部を表示する３次元モデル表示装置であって、表示された前記モデルに対して利用者が指定した指定領域に対応する指定空間に、前記モデルの構成要素が一部でも含まれる場合に当該構成要素を表示対象の候補とし、前記モデルの構成要素が全く含まれない場合に当該構成要素を非表示対象とする候補選択手段と、前記候補選択手段が表示対象の候補とした前記構成要素のそれぞれの体積に対する、前記指定空間における当該構成要素の体積の包含率を算出する算出手段と、前記算出手段が算出したそれぞれの前記構成要素に対応する前記包含率と、予め設定された閾値とを比較して当該構成要素を表示対象とするかどうかを判定する判定手段と、を備える。
【００１１】
このように、本発明においては表示したい構成要素がモデルの内部や他の構成要素に被覆されている場合であっても、利用者が指定した領域に対応する空間（以下、指定空間とする）に含まれるそれぞれの構成要素の体積に対する、指定空間における当該構成要素の体積の包含率から、表示対象となる構成要素かどうかを判定するため、利用者は領域を指定するだけで意図する構成要素のみを容易に表示することができる。従って、利用者の作業効率を向上することができる。
指定空間におけるそれぞれの構成要素の包含率は、以下の式で算出する。
包含率 ＝ （指定空間における各構成要素の体積）／（各構成要素の体積）
【００１２】
（２．閾値を設定）
本発明に係る３次元モデル表示装置は、請求項１記載の３次元モデル表示装置であって、予め設定された前記閾値を利用者の指示に基づいて設定する閾値設定手段と、前記算出手段が算出したそれぞれの前記構成要素に対応する前記包含率と、前記閾値設定手段が設定した閾値とを比較して当該構成要素を表示対象とするかどうかを再判定する再判定手段と、を備える。
【００１３】
このように、本発明においては利用者が閾値の値を変更し、その変更された値に応じて構成要素の表示、非表示の再判定を行う。これにより、万が一利用者が厳密に指定空間を選択できずに、不要な構成要素が表示されてしまった場合、または、必要な構成要素が表示されなかった場合でも、閾値を変更することにより、利用者にとって必要な構成要素のみを容易に表示することができるという効果を有する。
【００１４】
（３．表示サイズの調整）
本発明に係る３次元モデル表示装置は、請求項１または２記載の３次元モデル表示装置であって、表示対象となる前記構成要素を、利用者が指定した前記指定領域のサイズに合わせて描画する描画手段を備える。
このように、本発明においては利用者が指定した領域のサイズに合わせて、必要な構成要素のみが表示されるため、利用者が注視したい領域を拡大表示したり、縮小表示したりすることができるという効果を有する。
【００１５】
（４．表示サイズの変更）
本発明に係る３次元モデル表示装置は、請求項３記載の３次元モデル表示装置であって、前記指定領域のサイズは前記描画手段が前記構成要素を描画した後でも変更することが可能であることを特徴とする。
【００１６】
このように、本発明においては利用者が指定した領域のサイズに合わせて構成要素が表示された後であっても、当該指定領域のサイズを変更することができる。従って、当初領域を指定する際に構成要素の一部のみを指定して表示された場合であっても、指定した領域を変更して全体を表示したりすることができるという効果を有する。また、その逆も可能である。
【００１７】
これまで、本発明を装置として示したが、所謂当業者であれば明らかであるように本発明をシステム、方法、及び、プログラムとして捉えることもできる。これら前記の発明の概要は、本発明に必須となる特徴を列挙したものではなく、これら複数の特徴のサブコンビネーションも発明となり得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を説明する。本発明は多くの異なる形態で実施可能である。従って、本実施形態の記載内容のみで本発明を解釈すべきではない。また、本実施形態の全体を通して同じ要素には同じ符号を付けている。
【００１９】
本実施の形態では、主に装置について説明するが、所謂当業者であれば明らかな通り、本発明はシステム、方法、及び、コンピュータを動作させるためのプログラムとしても実施できる。また、本発明はハードウェア、ソフトウェア、または、ハードウェア及びソフトウェアの実施形態で実施可能である。プログラムは、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、光記憶装置、または、磁気記憶装置等の任意のコンピュータ可読媒体に記録できる。さらに、プログラムはネットワークを介した他のコンピュータに記録することができる。
【００２０】
（本発明の第１の実施形態）
[１． 構成]
[１．１ ハードウェア構成]
図１は、本実施形態に係る３次元モデル表示装置のハードウェア構成の模式図である。
３次元モデル表示装置１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１と、メインメモリ１０２と、外部記憶装置１０３と、入力装置１０４と、出力装置１０５と、を備える。
【００２１】
ＣＰＵ１０１は、プログラムに従って実際の処理を行う。メインメモリ１０２は、プログラムやデータを一時的に記憶する。外部記憶装置１０３は、例えばハードディスク等の記憶装置であり、プログラムやデータを保存しておく。入力装置１０４は、例えばマウスやキーボードであり、利用者はこれらの装置を用いてデータや指示を入力することができる。出力装置１０５は、例えばディスプレイであり、３次元モデルをディスプレイに出力することで、利用者が視認することができる。これらの装置は全てバス１１０を介して接続している。
【００２２】
なお、図１は本実施形態に係る３次元モデル表示装置のハードウェア構成を模式的に示した一例に過ぎず、本実施形態を実現可能であれば、他の構成を採ることもできる。
３次元モデル表示装置１００は、３次元モデル表示プログラムを、ハードディスクを備える外部記憶装置１０３に複製し、メインメモリ１０２に複製した３次元モデル表示プログラムがロード可能に構成する所謂インストール（ここで説示したインストールは例示に過ぎない）を行うことで実現できる。そして、コンピュータを制御するＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）へ利用者が３次元モデル表示装置の起動を命令することで３次元モデル表示プログラムがメインメモリ１０２にロードされて起動する。
なお、３次元モデル表示プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体から提供されるようにしてもよいし、ネットワークを介して他のコンピュータから提供されるようにしてもよい。
【００２３】
[１．２ 構成要素]
図２は、本発明の第１の実施形態に係る３次元モデル表示装置のモジュール構成図である。
３次元モデル表示装置１００は、処理制御装置２００と、入力部２２０と、出力部２３０と、記憶部２４０と、を備える。処理制御装置２００は、モデルデータ読込処理部２０２と、空間設定処理部２０４と、表示候補選択処理部２０６と、体積算出処理部２０８と、判定処理部２１０と、描画部２１２と、を備える。
【００２４】
モデルデータ読込処理部２０２は、表示の対象となるモデルのデータを読み込む処理を行う。利用者からの指示により、表示の対象となるモデルのデータを読み込み、そのモデルが画面上に表示される。
【００２５】
空間設定処理部２０４は、利用者が指定した矩形領域に対応する空間を指定空間として設定する処理を行う。例えば、モデルデータ読込処理部２０２で読み込んだモデルに対して、利用者が画面上の所定の領域を矩形選択した場合に、その矩形領域に対応する奥行無限遠方向の指定空間が設定の対象空間となる。
【００２６】
表示候補選択処理部２０６は、表示の対象となるモデルの構成要素（以下、オブジェクトとする）の候補の選択を行う。空間設定処理部２０４により設定された指定空間内にオブジェクトが一部でも含まれている場合には、そのオブジェクトは表示対象の候補となる。逆に、指定空間内に全く含まれないオブジェクトは非表示の対象となる。
【００２７】
なお、指定空間内にオブジェクトが含まれるかどうかを判定する境界判定技術は周知であり、当業者は適宜設計を行い実施することが可能であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００２８】
体積算出処理部２０８は、モデルを構成している各オブジェクトの体積、空間設定処理部２０４により指定された空間におけるオブジェクトの体積、及び、各オブジェクトの体積に対する指定空間におけるオブジェクトの体積の比率（以下、包含率とする）を算出する。
【００２９】
なお、モデルを構成している各オブジェクトの体積はモデルデータ読込処理部２０２がオブジェクトを読み込む際に算出しておき、属性データとしてオブジェクトごとに保持するようにしてもよい。また、体積の算出単位は、例えば、部品単位、ユニット単位、アセンブリ単位等の意味のあるまとまりであればよい。さらに、意味のあるまとまりのグループ単位は利用者の指示により任意に設定することができるようにしてもよい。
【００３０】
また、体積の計算方法として、オブジェクトの体積を大まかに算出する場合は、オブジェクトを覆う８頂点のＢＯＸ計算で算出することができる。この場合、凹凸や孔穴は無視した体積の値となる。また、オブジェクトの体積を厳密に算出する場合は、体積の算出が可能な閉じたソリッドの単位で体積を算出し、それぞれの和を求めてオブジェクトの体積とすることもできる。その他、周知となっている一般的な体積の算出方法を利用して体積の算出を行うこともできる。
【００３１】
判定処理部２１０は、体積算出部２０８が算出した包含率と予め設定された閾値の大小を比較して、オブジェクトを画面上に表示するかどうかを判定する処理を行う。表示候補選択処理部２０６で表示対象の候補となったオブジェクトについて、それぞれの包含率と閾値を比較し、包含率が閾値以上であるオブジェクトについては表示フラグがＯＮに設定され、表示対象となる。
描画部２１２は、判定処理部２１０で表示フラグがＯＮに設定されたオブジェクトのみを出力部２３０に出力する処理を行う。その結果、表示対象となるオブジェクトのみが画面上に表示され、利用者の作業効率が上がる。
【００３２】
[２ 動作]
本発明の第１の実施形態における３次元モデル表示装置の動作を説明する。図３は、本発明の第１の実施形態に係る３次元モデル表示装置の処理を示すフローチャートである。
まず、図２のモデルデータ読込処理部２０２がモデルデータを読み込む処理を行う（ステップＳ３０１）。これにより、利用者が作業対象としているモデルが画面上に初期表示される。次に、初期表示されたモデルを構成するオブジェクトの全てに対して図２の体積算出処理部２０８が体積の算出処理を行う（ステップＳ３０２）。ここで算出した体積データは、一時領域にデータとして保持してもよいし、前述したようにオブジェクトの属性データとして保持するようにしてもよい。次に、図２の空間設定処理部２０４が、利用者が選択した画面上の矩形領域に対応する奥行無限遠方向の空間を指定空間として設定する処理を行う（ステップＳ３０３）。
【００３３】
図２の表示候補選択処理部２０６は、ステップＳ３０３で指定された空間にオブジェクトが一部でも含まれているかどうかを判定する（ステップＳ３０４）。指定空間内に全く含まれていないオブジェクトについては表示の対象とはならずに、次のオブジェクトを判定する処理に進む（ステップＳ３０４のＮＯに進む）。指定空間内に一部でも含まれるオブジェクトについては、図２の体積算出処理部２０８により指定空間に含まれる部分のオブジェクトの体積が算出される（ステップＳ３０５）。次に、予め算出しておいたそれぞれのオブジェクトの体積と、指定空間に含まれる部分のオブジェクトの体積から、包含率を算出する(ステップＳ３０６)。算出された包含率と予め設定された閾値の大小を比較して（ステップＳ３０７）、包含率が閾値以上であれば、そのオブジェクトについては表示フラグがＯＮに設定され（ステップＳ３０８）、包含率が閾値より小さければ、そのオブジェクトについては表示フラグが初期値（ＯＦＦ）のままとなる。ステップＳ３０４からステップＳ３０８の処理はモデルデータを構成する全てのオブジェクトについて繰り返して行われる。
【００３４】
なお、ステップＳ３０７の大小比較では、包含率が閾値以上であれば、そのオブジェクトについては表示フラグがＯＮに設定され、包含率が閾値より小さければ、そのオブジェクトについては表示フラグが初期値のままとしたが、その逆でもよい。
【００３５】
全てのオブジェクトについてステップＳ３０４からステップＳ３０８の処理が完了すると、表示フラグがＯＮになっているオブジェクトについてのみ描画が行われ（ステップＳ３０９）、画面上に表示されて処理を終了する。
なお、オブジェクトの描画に関して、上記では表示フラグを利用して、表示フラグがＯＮのオブジェクトのみを描画するようにしたが、表示フラグを用いずにステップＳ３０７の比較の結果、表示対象となったオブジェクトを順次描画するようにしてもよい。
【００３６】
[３． 表示オブジェクトの決定]
表示するオブジェクトが決定される過程を、図４を用いてさらに詳細に説明する。図４は、表示オブジェクトを決定する過程を示した模式図である。
ここではモデル４０１の内部に配置されているシート４０４を表示する場合の表示オブジェクトの決定過程について説明する。図４（ａ）は、画面上に表示されたモデルの斜視図である。利用者は内部に配置されているシート４０４の位置を予測し矩形領域４０３を指定する。指定された矩形領域４０３に対して矩形領域４０３に対応する奥行無限遠方向の空間４０２が指定される。
【００３７】
図４（ｂ）は、指定された空間４０２に一部でも含まれる全てのオブジェクト（ここではシート４０４、右側ドア４０５、左側ドア４０６）を選択して示している。ここで選択されたオブジェクトは表示の候補となるオブジェクトである。各オブジェクトの体積、及び、選択された各オブジェクトの空間４０２における体積から包含率を算出する（ここではシート４０４が０．９、右側ドア４０５及び左側ドア４０６が０．６である）。ここで、予め設定された閾値を０．８とすると、それぞれのオブジェクトの包含率と閾値を大小比較して、包含率が閾値以上であるシート４０４のみが表示される（図４（ｃ））。
【００３８】
[４． 表示オブジェクトの拡大表示]
また、本発明を適用して拡大操作を行うことでシート４０４のみを拡大表示することができる。図５に、本発明を適用して拡大操作をした場合の模式図を示す。
図５（ａ）は、モデル４０１の側面図である。利用者は上記と同様に、シート４０４が配置されている位置を予測し矩形領域４０３を指定する。そして、図４に示した場合と同様の処理が行われて、シート４０４のみが画面に表示される（図５（ｂ））。その際に、シート４０４のみが拡大表示され、左右に配置していたドアは表示されない。また、この時利用者が指定した矩形領域４０３のサイズに合わせてオブジェクトが表示される。さらに、図５（ｂ）中の矢印で示すようにオブジェクト表示後であっても矩形領域４０３のサイズを変更することで、シート４０４全体を表示することができる。
【００３９】
このように、本実施形態によれば、選択したいオブジェクトがモデルの内部や画面上での選択が困難な位置に配置されているオブジェクトに対して、利用者が表示したいオブジェクトのみを容易に画面上に表示することができる。また、その際に表示したいオブジェクトのみを拡大表示することも可能である。
【００４０】
なお、矩形領域の選択の際に通常の技術者であれば、モデルの内部に配置している画面上で視認不可能なシートの位置を予測するのは容易であるが、未熟な技術者や技術者以外の者がシートの位置を予測するのは困難である。従って、ワイヤーフレームモデルやサーフェスモデルを利用して、モデルの内部を透過的に表示するようにしてもよい。
また、図５（ｂ）において、表示対象（ここではシート４０４）のサイズに合わせて、表示対象の全体が表示されるように、表示領域を自動で変更できるようにしてもよい。
【００４１】
（本発明の第２の実施形態）
[１． 構成]
[１．１ ハードウェア構成]
本発明の第２の実施形態において、装置のハードウェア構成は第１の実施形態と同じであるため説明は省略する。
【００４２】
[１．２ 構成要素]
図６は、本発明の第２の実施形態に係る３次元モデル表示装置のモジュール構成図である。
３次元モデル表示装置１００は、処理制御装置２００と、入力部２２０と、出力部２３０と、記憶部２４０と、を備える。処理制御装置２００は、モデルデータ読込処理部２０２と、空間設定処理部２０４と、表示候補選択処理部２０６と、体積算出処理部２０８と、閾値設定部２０９と、判定処理部２１０と、描画部２１２と、を備える。
【００４３】
モデルデータ読込処理部２０２、空間設定処理部２０４、表示候補選択処理部２０６、体積算出処理部２０８、判定処理部２１０、及び、描画部２１２の機能についての説明は第１の実施形態と同じであるため省略する。
【００４４】
閾値設定部２０９は、利用者が指示した任意の閾値の値を設定する処理を行う。この処理により、表示対象となるオブジェクトが複数存在した場合や万が一必要とするオブジェクトが表示されなかった場合に、利用者は自分が表示したいオブジェクトを選択的に表示することが可能となる。
なお、閾値設定部２０９において閾値が設定されるのと同時に描画部２１２が描画処理を行うことで、利用者は閾値の設定に応じてリアルタイムにオブジェクトを表示したり、非表示にしたりすることができる。
【００４５】
[２ 動作]
本発明の第２の実施形態における３次元モデル表示装置の動作を説明する。図７は、本発明の第２の実施形態に係る３次元モデル表示装置の処理を示すフローチャートである。
ステップＳ３０１からステップＳ３０９までは、第１の実施形態と同じであるため省略する。ステップＳ３０９で、表示対象のオブジェクトのみが画面に表示される。利用者は画面を見ながら、不要なオブジェクトが表示されていないか、または、表示が必要なオブジェクトが非表示になっていないかを確認し、それらの対象となるオブジェクトがある場合は、閾値を変更して調整を行うことができる。ステップＳ３１０では、閾値が変更されたかどうかが判定される。閾値が変更されていない場合は、そのまま処理を終了する。閾値が変更された場合は、指定空間に一部でも含まれるオブジェクト（表示対象の候補となるオブジェクト）に関して、再度新たに設定された閾値と、包含率の大小を比較する処理が行われる（ステップＳ３１１）。包含率が閾値以上であれば、そのオブジェクトについては表示フラグがＯＮに設定され（ステップＳ３１２）、包含率が閾値より小さければ、そのオブジェクトについては表示フラグがＯＦＦに設定される（ステップＳ３１３）。ステップＳ３１１からここまでの処理は表示対象の候補となる全てのオブジェクトについて繰り返して行われる。そして、表示対象の候補となる全てのオブジェクトについて処理が完了すると、表示フラグがＯＮになっているオブジェクトについてのみ描画が行われ（ステップＳ３１４）、画面上に表示されて処理を終了する。
【００４６】
なお、第１の実施形態でも記述した通り、ここでもオブジェクトの描画に関しては、ステップＳ３０７またはステップＳ３１１の比較の結果、表示対象となったオブジェクトを順次描画するようにしてもよい。
また、上記ではステップＳ３１１からステップＳ３１３までの処理を表示対象の候補となる全てのオブジェクト（指定空間内に一部でも含まれるオブジェクト）に関して行っているが、ステップＳ３０７の判定結果において既に表示の対象とはなり得ないと判定できる表示候補オブジェクトについては処理を省略することもできる。
【００４７】
[３． 閾値を変更した場合の表示オブジェクトの決定]
閾値を変更した場合に表示するオブジェクトが決定される過程を、図８を用いてさらに詳細に説明する。図８は、閾値を変更した場合の表示オブジェクトを決定する過程を示した模式図である。
【００４８】
第１の実施形態で説明したように、閾値を０．８に設定した場合は、図８（ｃ）のようにシート４０４のみが表示対象のオブジェクトとして画面に表示される。ここで、例えば利用者がシート４０４と右側ドア４０５及び左側ドア４０６の関係を知るために右側ドア４０５及び左側ドア４０６も同時に表示したいとする。その場合、利用者は画面上から閾値の値を０．５に変更する。そうすることで、図８（ｄ）に示すように、シート４０４、右側ドア４０５、及び、左側ドア４０６が画面に表示され、３者の関係を知ることが可能となる。
【００４９】
なお、閾値の設定は０．５〜０．８のように範囲で設定できるようにしてもよい。これにより、ドアのみを表示することも可能となる。また、表示対象の候補となっている各オブジェクトの包含率（ここでは右側ドア４０５及び左側ドア４０６の０．６とシート４０４の０．９）とオブジェクト名を画面上に表示し、その情報を見ながら利用者が閾値を任意に選択できるようにしてもよい。さらに、閾値を設定する方法は、スライドバー、直接入力、リストボックスによる選択など画面上でマウス及びキーボードを利用して値を変更できればよい。
【００５０】
このように、本実施形態によれば、閾値を変更することで利用者が選択的にオブジェクトの表示を行うことが可能となる。従って、画面表示が利用者にとってより意図を反映しやすい状態となり、利用者の作業効率を上げることができる。
なお、上記実施形態は、ＣＡＤ装置や分子構造のシミュレーション装置のように、コンピュータグラフィクス技術を用いてモデルを３次元で表示させ、そのモデルを構成するオブジェクトの選択を受け付け、選択を受け付けたオブジェクトを表示する装置で適用可能である。
【００５１】
以上の前記各実施形態により本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は実施形態に記載の範囲には限定されず、これら各実施形態に多様な変更又は改良を加えることが可能である。そして、かような変更又は改良を加えた実施の形態も本発明の技術的範囲に含まれる。このことは、特許請求の範囲及び課題を解決する手段からも明らかなことである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本実施形態に係る３次元モデル表示装置のハードウェア構成の模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る３次元モデル表示装置のモジュール構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る３次元モデル表示装置の処理を示すフローチャートである。
【図４】表示オブジェクトを決定する過程を示した模式図である。
【図５】本発明を適用して拡大操作をした場合の模式図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る３次元モデル表示装置のモジュール構成図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る３次元モデル表示装置の処理を示すフローチャートである。
【図８】閾値を変更した場合に表示オブジェクトを決定する過程を示した模式図である。
【図９】モデルの構成要素を表示する従来技術を示した模式図である。
【符号の説明】
【００５３】
１００ ３次元モデル表示装置
１０１ ＣＰＵ
１０２ メインメモリ
１０３ 外部記憶装置
１０４ 入力装置
１０５ 出力装置
１１０ バス
２００ 処理制御装置
２０２ モデルデータ読込処理部
２０４ 空間設定処理部
２０６ 表示候補選択処理部
２０８ 体積算出処理部
２０９ 閾値設定部
２１０ 判定処理部
２１２ 描画部
２２０ 入力部
２３０ 出力部
２４０ 記憶部
４０１ モデル
４０２ 指定空間
４０３ 指定領域
４０４ シート
４０５ 右側ドア
４０６ 左側ドア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元で描画されたモデルを構成する構成要素のうち利用者が意図する構成要素のみを表示する３次元モデル表示装置、３次元モデル表示方法、及び、３次元モデル表示プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
３次元モデル表示装置において３次元で描画されたモデルを構成する構成要素の一部を拡大表示する際に、その拡大表示しようとする構成要素がモデルの外側表面を構成している場合には、その構成要素に対して利用者が注視したい領域を拡大表示する指示を行うことで、３次元モデル表示装置が指示された領域を拡大表示する。
ここで、３次元で描画されたモデルの構成要素の一部を表示する従来の方法について図を用いて説明する。図９は、モデルの構成要素を表示する従来技術を示した模式図である。
【０００３】
図９（ａ）において、モデル４０１の内部に配置されているシートのみを表示したい場合、マウス操作などでシートが存在するであろう位置を含む領域４０３を指定すると、図９（ｂ）に示すように内部のシートは表示されずにドアだけが拡大表示された状態になる。これはモデル４０１の内部に配置するシートは手前のドアによって視界が遮られているために起こる。
【０００４】
そこで、モデル４０１の内部に配置されたシートのみを表示するためには以下の操作が必要となる。図９（ｃ）において、シートが奥行方向に存在していると考えられるドア領域４０３を矩形選択し、その矩形領域に対応する空間に含まれる構成要素のみを表示する。ここで、３次元のモデル空間で矩形選択を行うと、奥行方向は無限遠に選択されることになる。よって、図９（ｄ）に示すように左側ドア４０６、シート４０４及び右側ドア４０５のみが表示された状態となる。そして、左側ドア４０６及び右側ドア４０５をそれぞれ選択して非表示にすることで、シート４０４のみを画面上に表示することができる。
【０００５】
これら一連の利用者による指示とは別の方法として、次の操作であってもよい。まず、前輪及びフロントパネルなどの普通乗用車の前側領域を矩形選択し、この矩形領域内にある構成要素を非表示にする。前述したように３次元のモデル空間で矩形選択を行うと、奥行方向は無限遠に選択されるため、前側領域に対応した奥行空間の内部にあるエンジン、ラジエータなどの構成要素も非表示になる。同様に後側領域を矩形選択して、この矩形領域に対応した奥行空間内にある構成要素を非表示にする。これらの構成要素を非表示にする処理が円滑になされて、左側ドア、シート及び右側ドアのみが表示された状態となった場合、上記の方法と同様に左右のドアを選択して非表示にすることでシートのみを画面上に表示することができる。
【０００６】
さらに、３次元形状モデルを表示する装置において、３次元形状の内部構造を表示することができる技術として特許文献１に示す技術がある。この特許文献１の３次元形状支援装置は、３次元形状モデルの形状データを保持する３次元形状データ記憶部と、表示された３次元形状モデルの部分領域と表示変更情報とを入力する入力部と、前記部分領域に存在する３次元形状モデルを前記３次元形状データ記憶部から抽出する選択部と、前記選択部により抽出された３次元形状モデルに対して、前記表示変更情報により表示状態を変更する表示設定部と、前記表示設定部で変更された表示状態で３次元形状モデルを表示する表示部を備えるものである。これによれば、３次元形状モデルの内部構造をユーザに理解しやすく表示することができる。
【特許文献１】特開２００７−２５９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のように注視したい構成要素の領域のみを画面上に表示したい場合には、利用者がそれ以外の構成要素を非表示に設定しなければいけないため大変手間が掛かる。
また、注視したい構成要素を含む空間を指定すると、上述のように、通常は、表示する必要がない不要な構成要素が含まれるために、利用者が当該表示不要な構成要素を非表示にする操作を行わなければならず、非常に手間がかかる作業になるという課題を有する。
【０００８】
ところで、前記特許文献１に示す技術は、利用者から指示された注視したい部分の３次元形状モデルの内部構造を利用者に分かりやすく表示するが、この特許文献１によっても、前記課題を解決するには至らない。
【０００９】
そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、利用者が、必要な構成要素のみを表示して不要な構成要素を非表示にすることで、利用者の作業効率の向上を実現する、３次元モデル表示装置、３次元モデル表示方法、及び、３次元モデル表示方法をコンピュータに実行させることが可能なプログラムを提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１．体積の包含率で判定）
本発明に係る３次元モデル表示装置は、３次元構造のモデルを構成する構成要素の一部または全部を表示する３次元モデル表示装置であって、表示された前記モデルに対して利用者が指定した指定領域に対応する指定空間に、前記モデルの構成要素が一部でも含まれる場合に当該構成要素を表示対象の候補とし、前記モデルの構成要素が全く含まれない場合に当該構成要素を非表示対象とする候補選択手段と、前記候補選択手段が表示対象の候補とした前記構成要素のそれぞれの体積に対する、前記指定空間における当該構成要素の体積の包含率を算出する算出手段と、前記算出手段が算出したそれぞれの前記構成要素に対応する前記包含率と、予め設定された閾値とを比較して当該構成要素を表示対象とするかどうかを判定する判定手段と、を備える。
【００１１】
このように、本発明においては表示したい構成要素がモデルの内部や他の構成要素に被覆されている場合であっても、利用者が指定した領域に対応する空間（以下、指定空間とする）に含まれるそれぞれの構成要素の体積に対する、指定空間における当該構成要素の体積の包含率から、表示対象となる構成要素かどうかを判定するため、利用者は領域を指定するだけで意図する構成要素のみを容易に表示することができる。従って、利用者の作業効率を向上することができる。
指定空間におけるそれぞれの構成要素の包含率は、以下の式で算出する。
包含率 ＝ （指定空間における各構成要素の体積）／（各構成要素の体積）
【００１２】
（２．閾値を設定）
本発明に係る３次元モデル表示装置は、請求項１記載の３次元モデル表示装置であって、予め設定された前記閾値を利用者の指示に基づいて設定する閾値設定手段と、前記算出手段が算出したそれぞれの前記構成要素に対応する前記包含率と、前記閾値設定手段が設定した閾値とを比較して当該構成要素を表示対象とするかどうかを再判定する再判定手段と、を備える。
【００１３】
このように、本発明においては利用者が閾値の値を変更し、その変更された値に応じて構成要素の表示、非表示の再判定を行う。これにより、万が一利用者が厳密に指定空間を選択できずに、不要な構成要素が表示されてしまった場合、または、必要な構成要素が表示されなかった場合でも、閾値を変更することにより、利用者にとって必要な構成要素のみを容易に表示することができるという効果を有する。
【００１４】
（３．表示サイズの調整）
本発明に係る３次元モデル表示装置は、請求項１または２記載の３次元モデル表示装置であって、表示対象となる前記構成要素を、利用者が指定した前記指定領域のサイズに合わせて描画する描画手段を備える。
このように、本発明においては利用者が指定した領域のサイズに合わせて、必要な構成要素のみが表示されるため、利用者が注視したい領域を拡大表示したり、縮小表示したりすることができるという効果を有する。
【００１５】
（４．表示サイズの変更）
本発明に係る３次元モデル表示装置は、請求項３記載の３次元モデル表示装置であって、前記指定領域のサイズは前記描画手段が前記構成要素を描画した後でも変更することが可能であることを特徴とする。
【００１６】
このように、本発明においては利用者が指定した領域のサイズに合わせて構成要素が表示された後であっても、当該指定領域のサイズを変更することができる。従って、当初領域を指定する際に構成要素の一部のみを指定して表示された場合であっても、指定した領域を変更して全体を表示したりすることができるという効果を有する。また、その逆も可能である。
【００１７】
これまで、本発明を装置として示したが、所謂当業者であれば明らかであるように本発明をシステム、方法、及び、プログラムとして捉えることもできる。これら前記の発明の概要は、本発明に必須となる特徴を列挙したものではなく、これら複数の特徴のサブコンビネーションも発明となり得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を説明する。本発明は多くの異なる形態で実施可能である。従って、本実施形態の記載内容のみで本発明を解釈すべきではない。また、本実施形態の全体を通して同じ要素には同じ符号を付けている。
【００１９】
本実施の形態では、主に装置について説明するが、所謂当業者であれば明らかな通り、本発明はシステム、方法、及び、コンピュータを動作させるためのプログラムとしても実施できる。また、本発明はハードウェア、ソフトウェア、または、ハードウェア及びソフトウェアの実施形態で実施可能である。プログラムは、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、光記憶装置、または、磁気記憶装置等の任意のコンピュータ可読媒体に記録できる。さらに、プログラムはネットワークを介した他のコンピュータに記録することができる。
【００２０】
（本発明の第１の実施形態）
[１． 構成]
[１．１ ハードウェア構成]
図１は、本実施形態に係る３次元モデル表示装置のハードウェア構成の模式図である。
３次元モデル表示装置１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１と、メインメモリ１０２と、外部記憶装置１０３と、入力装置１０４と、出力装置１０５と、を備える。
【００２１】
ＣＰＵ１０１は、プログラムに従って実際の処理を行う。メインメモリ１０２は、プログラムやデータを一時的に記憶する。外部記憶装置１０３は、例えばハードディスク等の記憶装置であり、プログラムやデータを保存しておく。入力装置１０４は、例えばマウスやキーボードであり、利用者はこれらの装置を用いてデータや指示を入力することができる。出力装置１０５は、例えばディスプレイであり、３次元モデルをディスプレイに出力することで、利用者が視認することができる。これらの装置は全てバス１１０を介して接続している。
【００２２】
なお、図１は本実施形態に係る３次元モデル表示装置のハードウェア構成を模式的に示した一例に過ぎず、本実施形態を実現可能であれば、他の構成を採ることもできる。
３次元モデル表示装置１００は、３次元モデル表示プログラムを、ハードディスクを備える外部記憶装置１０３に複製し、メインメモリ１０２に複製した３次元モデル表示プログラムがロード可能に構成する所謂インストール（ここで説示したインストールは例示に過ぎない）を行うことで実現できる。そして、コンピュータを制御するＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）へ利用者が３次元モデル表示装置の起動を命令することで３次元モデル表示プログラムがメインメモリ１０２にロードされて起動する。
なお、３次元モデル表示プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体から提供されるようにしてもよいし、ネットワークを介して他のコンピュータから提供されるようにしてもよい。
【００２３】
[１．２ 構成要素]
図２は、本発明の第１の実施形態に係る３次元モデル表示装置のモジュール構成図である。
３次元モデル表示装置１００は、処理制御装置２００と、入力部２２０と、出力部２３０と、記憶部２４０と、を備える。処理制御装置２００は、モデルデータ読込処理部２０２と、空間設定処理部２０４と、表示候補選択処理部２０６と、体積算出処理部２０８と、判定処理部２１０と、描画部２１２と、を備える。
【００２４】
モデルデータ読込処理部２０２は、表示の対象となるモデルのデータを読み込む処理を行う。利用者からの指示により、表示の対象となるモデルのデータを読み込み、そのモデルが画面上に表示される。
【００２５】
空間設定処理部２０４は、利用者が指定した矩形領域に対応する空間を指定空間として設定する処理を行う。例えば、モデルデータ読込処理部２０２で読み込んだモデルに対して、利用者が画面上の所定の領域を矩形選択した場合に、その矩形領域に対応する奥行無限遠方向の指定空間が設定の対象空間となる。
【００２６】
表示候補選択処理部２０６は、表示の対象となるモデルの構成要素（以下、オブジェクトとする）の候補の選択を行う。空間設定処理部２０４により設定された指定空間内にオブジェクトが一部でも含まれている場合には、そのオブジェクトは表示対象の候補となる。逆に、指定空間内に全く含まれないオブジェクトは非表示の対象となる。
【００２７】
なお、指定空間内にオブジェクトが含まれるかどうかを判定する境界判定技術は周知であり、当業者は適宜設計を行い実施することが可能であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００２８】
体積算出処理部２０８は、モデルを構成している各オブジェクトの体積、空間設定処理部２０４により指定された空間におけるオブジェクトの体積、及び、各オブジェクトの体積に対する指定空間におけるオブジェクトの体積の比率（以下、包含率とする）を算出する。
【００２９】
なお、モデルを構成している各オブジェクトの体積はモデルデータ読込処理部２０２がオブジェクトを読み込む際に算出しておき、属性データとしてオブジェクトごとに保持するようにしてもよい。また、体積の算出単位は、例えば、部品単位、ユニット単位、アセンブリ単位等の意味のあるまとまりであればよい。さらに、意味のあるまとまりのグループ単位は利用者の指示により任意に設定することができるようにしてもよい。
【００３０】
また、体積の計算方法として、オブジェクトの体積を大まかに算出する場合は、オブジェクトを覆う８頂点のＢＯＸ計算で算出することができる。この場合、凹凸や孔穴は無視した体積の値となる。また、オブジェクトの体積を厳密に算出する場合は、体積の算出が可能な閉じたソリッドの単位で体積を算出し、それぞれの和を求めてオブジェクトの体積とすることもできる。その他、周知となっている一般的な体積の算出方法を利用して体積の算出を行うこともできる。
【００３１】
判定処理部２１０は、体積算出部２０８が算出した包含率と予め設定された閾値の大小を比較して、オブジェクトを画面上に表示するかどうかを判定する処理を行う。表示候補選択処理部２０６で表示対象の候補となったオブジェクトについて、それぞれの包含率と閾値を比較し、包含率が閾値以上であるオブジェクトについては表示フラグがＯＮに設定され、表示対象となる。
描画部２１２は、判定処理部２１０で表示フラグがＯＮに設定されたオブジェクトのみを出力部２３０に出力する処理を行う。その結果、表示対象となるオブジェクトのみが画面上に表示され、利用者の作業効率が上がる。
【００３２】
[２ 動作]
本発明の第１の実施形態における３次元モデル表示装置の動作を説明する。図３は、本発明の第１の実施形態に係る３次元モデル表示装置の処理を示すフローチャートである。
まず、図２のモデルデータ読込処理部２０２がモデルデータを読み込む処理を行う（ステップＳ３０１）。これにより、利用者が作業対象としているモデルが画面上に初期表示される。次に、初期表示されたモデルを構成するオブジェクトの全てに対して図２の体積算出処理部２０８が体積の算出処理を行う（ステップＳ３０２）。ここで算出した体積データは、一時領域にデータとして保持してもよいし、前述したようにオブジェクトの属性データとして保持するようにしてもよい。次に、図２の空間設定処理部２０４が、利用者が選択した画面上の矩形領域に対応する奥行無限遠方向の空間を指定空間として設定する処理を行う（ステップＳ３０３）。
【００３３】
図２の表示候補選択処理部２０６は、ステップＳ３０３で指定された空間にオブジェクトが一部でも含まれているかどうかを判定する（ステップＳ３０４）。指定空間内に全く含まれていないオブジェクトについては表示の対象とはならずに、次のオブジェクトを判定する処理に進む（ステップＳ３０４のＮＯに進む）。指定空間内に一部でも含まれるオブジェクトについては、図２の体積算出処理部２０８により指定空間に含まれる部分のオブジェクトの体積が算出される（ステップＳ３０５）。次に、予め算出しておいたそれぞれのオブジェクトの体積と、指定空間に含まれる部分のオブジェクトの体積から、包含率を算出する(ステップＳ３０６)。算出された包含率と予め設定された閾値の大小を比較して（ステップＳ３０７）、包含率が閾値以上であれば、そのオブジェクトについては表示フラグがＯＮに設定され（ステップＳ３０８）、包含率が閾値より小さければ、そのオブジェクトについては表示フラグが初期値（ＯＦＦ）のままとなる。ステップＳ３０４からステップＳ３０８の処理はモデルデータを構成する全てのオブジェクトについて繰り返して行われる。
【００３４】
なお、ステップＳ３０７の大小比較では、包含率が閾値以上であれば、そのオブジェクトについては表示フラグがＯＮに設定され、包含率が閾値より小さければ、そのオブジェクトについては表示フラグが初期値のままとしたが、その逆でもよい。
【００３５】
全てのオブジェクトについてステップＳ３０４からステップＳ３０８の処理が完了すると、表示フラグがＯＮになっているオブジェクトについてのみ描画が行われ（ステップＳ３０９）、画面上に表示されて処理を終了する。
なお、オブジェクトの描画に関して、上記では表示フラグを利用して、表示フラグがＯＮのオブジェクトのみを描画するようにしたが、表示フラグを用いずにステップＳ３０７の比較の結果、表示対象となったオブジェクトを順次描画するようにしてもよい。
【００３６】
[３． 表示オブジェクトの決定]
表示するオブジェクトが決定される過程を、図４を用いてさらに詳細に説明する。図４は、表示オブジェクトを決定する過程を示した模式図である。
ここではモデル４０１の内部に配置されているシート４０４を表示する場合の表示オブジェクトの決定過程について説明する。図４（ａ）は、画面上に表示されたモデルの斜視図である。利用者は内部に配置されているシート４０４の位置を予測し矩形領域４０３を指定する。指定された矩形領域４０３に対して矩形領域４０３に対応する奥行無限遠方向の空間４０２が指定される。
【００３７】
図４（ｂ）は、指定された空間４０２に一部でも含まれる全てのオブジェクト（ここではシート４０４、右側ドア４０５、左側ドア４０６）を選択して示している。ここで選択されたオブジェクトは表示の候補となるオブジェクトである。各オブジェクトの体積、及び、選択された各オブジェクトの空間４０２における体積から包含率を算出する（ここではシート４０４が０．９、右側ドア４０５及び左側ドア４０６が０．６である）。ここで、予め設定された閾値を０．８とすると、それぞれのオブジェクトの包含率と閾値を大小比較して、包含率が閾値以上であるシート４０４のみが表示される（図４（ｃ））。
【００３８】
[４． 表示オブジェクトの拡大表示]
また、本発明を適用して拡大操作を行うことでシート４０４のみを拡大表示することができる。図５に、本発明を適用して拡大操作をした場合の模式図を示す。
図５（ａ）は、モデル４０１の側面図である。利用者は上記と同様に、シート４０４が配置されている位置を予測し矩形領域４０３を指定する。そして、図４に示した場合と同様の処理が行われて、シート４０４のみが画面に表示される（図５（ｂ））。その際に、シート４０４のみが拡大表示され、左右に配置していたドアは表示されない。また、この時利用者が指定した矩形領域４０３のサイズに合わせてオブジェクトが表示される。さらに、図５（ｂ）中の矢印で示すようにオブジェクト表示後であっても矩形領域４０３のサイズを変更することで、シート４０４全体を表示することができる。
【００３９】
このように、本実施形態によれば、選択したいオブジェクトがモデルの内部や画面上での選択が困難な位置に配置されているオブジェクトに対して、利用者が表示したいオブジェクトのみを容易に画面上に表示することができる。また、その際に表示したいオブジェクトのみを拡大表示することも可能である。
【００４０】
なお、矩形領域の選択の際に通常の技術者であれば、モデルの内部に配置している画面上で視認不可能なシートの位置を予測するのは容易であるが、未熟な技術者や技術者以外の者がシートの位置を予測するのは困難である。従って、ワイヤーフレームモデルやサーフェスモデルを利用して、モデルの内部を透過的に表示するようにしてもよい。
また、図５（ｂ）において、表示対象（ここではシート４０４）のサイズに合わせて、表示対象の全体が表示されるように、表示領域を自動で変更できるようにしてもよい。
【００４１】
（本発明の第２の実施形態）
[１． 構成]
[１．１ ハードウェア構成]
本発明の第２の実施形態において、装置のハードウェア構成は第１の実施形態と同じであるため説明は省略する。
【００４２】
[１．２ 構成要素]
図６は、本発明の第２の実施形態に係る３次元モデル表示装置のモジュール構成図である。
３次元モデル表示装置１００は、処理制御装置２００と、入力部２２０と、出力部２３０と、記憶部２４０と、を備える。処理制御装置２００は、モデルデータ読込処理部２０２と、空間設定処理部２０４と、表示候補選択処理部２０６と、体積算出処理部２０８と、閾値設定部２０９と、判定処理部２１０と、描画部２１２と、を備える。
【００４３】
モデルデータ読込処理部２０２、空間設定処理部２０４、表示候補選択処理部２０６、体積算出処理部２０８、判定処理部２１０、及び、描画部２１２の機能についての説明は第１の実施形態と同じであるため省略する。
【００４４】
閾値設定部２０９は、利用者が指示した任意の閾値の値を設定する処理を行う。この処理により、表示対象となるオブジェクトが複数存在した場合や万が一必要とするオブジェクトが表示されなかった場合に、利用者は自分が表示したいオブジェクトを選択的に表示することが可能となる。
なお、閾値設定部２０９において閾値が設定されるのと同時に描画部２１２が描画処理を行うことで、利用者は閾値の設定に応じてリアルタイムにオブジェクトを表示したり、非表示にしたりすることができる。
【００４５】
[２ 動作]
本発明の第２の実施形態における３次元モデル表示装置の動作を説明する。図７は、本発明の第２の実施形態に係る３次元モデル表示装置の処理を示すフローチャートである。
ステップＳ３０１からステップＳ３０９までは、第１の実施形態と同じであるため省略する。ステップＳ３０９で、表示対象のオブジェクトのみが画面に表示される。利用者は画面を見ながら、不要なオブジェクトが表示されていないか、または、表示が必要なオブジェクトが非表示になっていないかを確認し、それらの対象となるオブジェクトがある場合は、閾値を変更して調整を行うことができる。ステップＳ３１０では、閾値が変更されたかどうかが判定される。閾値が変更されていない場合は、そのまま処理を終了する。閾値が変更された場合は、指定空間に一部でも含まれるオブジェクト（表示対象の候補となるオブジェクト）に関して、再度新たに設定された閾値と、包含率の大小を比較する処理が行われる（ステップＳ３１１）。包含率が閾値以上であれば、そのオブジェクトについては表示フラグがＯＮに設定され（ステップＳ３１２）、包含率が閾値より小さければ、そのオブジェクトについては表示フラグがＯＦＦに設定される（ステップＳ３１３）。ステップＳ３１１からここまでの処理は表示対象の候補となる全てのオブジェクトについて繰り返して行われる。そして、表示対象の候補となる全てのオブジェクトについて処理が完了すると、表示フラグがＯＮになっているオブジェクトについてのみ描画が行われ（ステップＳ３１４）、画面上に表示されて処理を終了する。
【００４６】
なお、第１の実施形態でも記述した通り、ここでもオブジェクトの描画に関しては、ステップＳ３０７またはステップＳ３１１の比較の結果、表示対象となったオブジェクトを順次描画するようにしてもよい。
また、上記ではステップＳ３１１からステップＳ３１３までの処理を表示対象の候補となる全てのオブジェクト（指定空間内に一部でも含まれるオブジェクト）に関して行っているが、ステップＳ３０７の判定結果において既に表示の対象とはなり得ないと判定できる表示候補オブジェクトについては処理を省略することもできる。
【００４７】
[３． 閾値を変更した場合の表示オブジェクトの決定]
閾値を変更した場合に表示するオブジェクトが決定される過程を、図８を用いてさらに詳細に説明する。図８は、閾値を変更した場合の表示オブジェクトを決定する過程を示した模式図である。
【００４８】
第１の実施形態で説明したように、閾値を０．８に設定した場合は、図８（ｃ）のようにシート４０４のみが表示対象のオブジェクトとして画面に表示される。ここで、例えば利用者がシート４０４と右側ドア４０５及び左側ドア４０６の関係を知るために右側ドア４０５及び左側ドア４０６も同時に表示したいとする。その場合、利用者は画面上から閾値の値を０．５に変更する。そうすることで、図８（ｄ）に示すように、シート４０４、右側ドア４０５、及び、左側ドア４０６が画面に表示され、３者の関係を知ることが可能となる。
【００４９】
なお、閾値の設定は０．５〜０．８のように範囲で設定できるようにしてもよい。これにより、ドアのみを表示することも可能となる。また、表示対象の候補となっている各オブジェクトの包含率（ここでは右側ドア４０５及び左側ドア４０６の０．６とシート４０４の０．９）とオブジェクト名を画面上に表示し、その情報を見ながら利用者が閾値を任意に選択できるようにしてもよい。さらに、閾値を設定する方法は、スライドバー、直接入力、リストボックスによる選択など画面上でマウス及びキーボードを利用して値を変更できればよい。
【００５０】
このように、本実施形態によれば、閾値を変更することで利用者が選択的にオブジェクトの表示を行うことが可能となる。従って、画面表示が利用者にとってより意図を反映しやすい状態となり、利用者の作業効率を上げることができる。
なお、上記実施形態は、ＣＡＤ装置や分子構造のシミュレーション装置のように、コンピュータグラフィクス技術を用いてモデルを３次元で表示させ、そのモデルを構成するオブジェクトの選択を受け付け、選択を受け付けたオブジェクトを表示する装置で適用可能である。
【００５１】
以上の前記各実施形態により本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は実施形態に記載の範囲には限定されず、これら各実施形態に多様な変更又は改良を加えることが可能である。そして、かような変更又は改良を加えた実施の形態も本発明の技術的範囲に含まれる。このことは、特許請求の範囲及び課題を解決する手段からも明らかなことである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本実施形態に係る３次元モデル表示装置のハードウェア構成の模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る３次元モデル表示装置のモジュール構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る３次元モデル表示装置の処理を示すフローチャートである。
【図４】表示オブジェクトを決定する過程を示した模式図である。
【図５】本発明を適用して拡大操作をした場合の模式図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る３次元モデル表示装置のモジュール構成図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る３次元モデル表示装置の処理を示すフローチャートである。
【図８】閾値を変更した場合に表示オブジェクトを決定する過程を示した模式図である。
【図９】モデルの構成要素を表示する従来技術を示した模式図である。
【符号の説明】
【００５３】
１００ ３次元モデル表示装置
１０１ ＣＰＵ
１０２ メインメモリ
１０３ 外部記憶装置
１０４ 入力装置
１０５ 出力装置
１１０ バス
２００ 処理制御装置
２０２ モデルデータ読込処理部
２０４ 空間設定処理部
２０６ 表示候補選択処理部
２０８ 体積算出処理部
２０９ 閾値設定部
２１０ 判定処理部
２１２ 描画部
２２０ 入力部
２３０ 出力部
２４０ 記憶部
４０１ モデル
４０２ 指定空間
４０３ 指定領域
４０４ シート
４０５ 右側ドア
４０６ 左側ドア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元構造のモデルを構成する構成要素の一部または全部を表示する３次元モデル表示装置であって、
表示された前記モデルに対して利用者が指定した指定領域に対応する指定空間に、前記モデルの構成要素が一部でも含まれる場合に当該構成要素を表示対象の候補とし、前記モデルの構成要素が全く含まれない場合に当該構成要素を非表示対象とする候補選択手段と、
前記候補選択手段が表示対象の候補とした前記構成要素のそれぞれの体積に対する、前記指定空間における当該構成要素の体積の包含率を算出する算出手段と、
前記算出手段が算出したそれぞれの前記構成要素に対応する前記包含率と、予め設定された閾値とを比較して当該構成要素を表示対象とするかどうかを判定する判定手段と、を備える３次元モデル表示装置。
【請求項２】
予め設定された前記閾値を利用者の指示に基づいて設定する閾値設定手段と、
前記算出手段が算出したそれぞれの前記構成要素に対応する前記包含率と、前記閾値設定手段が設定した閾値とを比較して当該構成要素を表示対象とするかどうかを再判定する再判定手段と、を備える請求項１記載の３次元モデル表示装置。
【請求項３】
表示対象となる前記構成要素を、利用者が指定した前記指定領域のサイズに合わせて描画する描画手段を備える、請求項１または２記載の３次元モデル表示装置。
【請求項４】
前記指定領域のサイズは前記描画手段が前記構成要素を描画した後でも変更することが可能であることを特徴とする、請求項３記載の３次元モデル表示装置。
【請求項５】
３次元構造のモデルを構成する構成要素の一部または全部を表示する３次元モデル表示方法であって、
表示された前記モデルに対して利用者が指定した指定領域に対応する指定空間に、前記モデルの構成要素が一部でも含まれる場合に当該構成要素を表示対象の候補とし、前記モデルの構成要素が全く含まれない場合に当該構成要素を非表示対象とする候補選択ステップと、
前記候補選択ステップで表示対象の候補とした前記構成要素のそれぞれの体積に対する、前記指定空間における前記構成要素の体積の包含率を算出する算出ステップと、
前記算出ステップで算出したそれぞれの前記構成要素に対応する前記包含率と、予め設定された閾値とを比較して当該構成要素を表示対象とするかどうかを判定する判定ステップと、を含む３次元モデル表示方法。
【請求項６】
３次元構造のモデルを構成する構成要素の一部または全部を表示するようにコンピュータを動作させるための３次元モデル表示プログラムであって、
表示された前記モデルに対して利用者が指定した指定領域に対応する指定空間に、前記モデルの構成要素が一部でも含まれる場合に当該構成要素を表示対象の候補とし、前記モデルの構成要素が全く含まれない場合に当該構成要素を非表示対象とする候補選択手段と、
前記候補選択手段で表示対象の候補とした前記構成要素のそれぞれの体積に対する、前記指定空間における前記構成要素の体積の包含率を算出する算出手段と、
前記算出手段で算出したそれぞれの前記構成要素に対応する前記包含率と、予め設定された閾値とを比較して当該構成要素を表示対象とするかどうかを判定する判定手段としてコンピュータを動作させるための３次元モデル表示プログラム。
【請求項１】
３次元構造のモデルを構成する構成要素の一部または全部を表示する３次元モデル表示装置であって、
表示された前記モデルに対して利用者が指定した指定領域に対応する指定空間に、前記モデルの構成要素が一部でも含まれる場合に当該構成要素を表示対象の候補とし、前記モデルの構成要素が全く含まれない場合に当該構成要素を非表示対象とする候補選択手段と、
前記候補選択手段が表示対象の候補とした前記構成要素のそれぞれの体積に対する、前記指定空間における当該構成要素の体積の包含率を算出する算出手段と、
前記算出手段が算出したそれぞれの前記構成要素に対応する前記包含率と、予め設定された閾値とを比較して当該構成要素を表示対象とするかどうかを判定する判定手段と、を備える３次元モデル表示装置。
【請求項２】
予め設定された前記閾値を利用者の指示に基づいて設定する閾値設定手段と、
前記算出手段が算出したそれぞれの前記構成要素に対応する前記包含率と、前記閾値設定手段が設定した閾値とを比較して当該構成要素を表示対象とするかどうかを再判定する再判定手段と、を備える請求項１記載の３次元モデル表示装置。
【請求項３】
表示対象となる前記構成要素を、利用者が指定した前記指定領域のサイズに合わせて描画する描画手段を備える、請求項１または２記載の３次元モデル表示装置。
【請求項４】
前記指定領域のサイズは前記描画手段が前記構成要素を描画した後でも変更することが可能であることを特徴とする、請求項３記載の３次元モデル表示装置。
【請求項５】
３次元構造のモデルを構成する構成要素の一部または全部を表示する３次元モデル表示方法であって、
表示された前記モデルに対して利用者が指定した指定領域に対応する指定空間に、前記モデルの構成要素が一部でも含まれる場合に当該構成要素を表示対象の候補とし、前記モデルの構成要素が全く含まれない場合に当該構成要素を非表示対象とする候補選択ステップと、
前記候補選択ステップで表示対象の候補とした前記構成要素のそれぞれの体積に対する、前記指定空間における前記構成要素の体積の包含率を算出する算出ステップと、
前記算出ステップで算出したそれぞれの前記構成要素に対応する前記包含率と、予め設定された閾値とを比較して当該構成要素を表示対象とするかどうかを判定する判定ステップと、を含む３次元モデル表示方法。
【請求項６】
３次元構造のモデルを構成する構成要素の一部または全部を表示するようにコンピュータを動作させるための３次元モデル表示プログラムであって、
表示された前記モデルに対して利用者が指定した指定領域に対応する指定空間に、前記モデルの構成要素が一部でも含まれる場合に当該構成要素を表示対象の候補とし、前記モデルの構成要素が全く含まれない場合に当該構成要素を非表示対象とする候補選択手段と、
前記候補選択手段で表示対象の候補とした前記構成要素のそれぞれの体積に対する、前記指定空間における前記構成要素の体積の包含率を算出する算出手段と、
前記算出手段で算出したそれぞれの前記構成要素に対応する前記包含率と、予め設定された閾値とを比較して当該構成要素を表示対象とするかどうかを判定する判定手段としてコンピュータを動作させるための３次元モデル表示プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−２４２６１０（Ｐ２００８−２４２６１０Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７９３９５（Ｐ２００７−７９３９５）
【出願日】平成１９年３月２６日（２００７．３．２６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２６日（２００７．３．２６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]