JP2002197490A - 3次元グラフ表示装置 - Google Patents
3次元グラフ表示装置Info
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- JP2002197490A JP2002197490A JP2000376284A JP2000376284A JP2002197490A JP 2002197490 A JP2002197490 A JP 2002197490A JP 2000376284 A JP2000376284 A JP 2000376284A JP 2000376284 A JP2000376284 A JP 2000376284A JP 2002197490 A JP2002197490 A JP 2002197490A
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- G06T11/206—Drawing of charts or graphs
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Abstract
次元グラフ表示装置を実現する。 【解決手段】1つの3次元物体形状モデルを、対象3次
元物体の特性に関するデータを持つオブジェクト(モデ
ル・オブジェクト)と、その物体を表示するのに必要な
データを持つオブジェクト(表示オブジェクト)の2つ
のオブジェクトから構成すると共に、複数のモデル・オ
ブジェクトのデータを相互に結合することを可能とし、
かつ前記モデル・オブジェクトは、複数の表示オブジェ
クトで共有可能とした3次元物体形状モデルのシミュレ
ート装置を実現し、データベースに保存されている3次
元点データを検索し、その結果得られる3次元点データ
を3次元オブジェクトに変換すると共に、これらの3次
元点データを表現する3次元オブジェクトをモデル・オ
ブジェクトのスロット値とするオブジェクト(コンテナ
・オブジェクト)を用意する。
Description
示管理するシステムに関し、特に、データベースに保存
されている3次元点データを検索して、柔軟にグラフ表
示する装置の実現に関する。
して表示する装置には、点データの座標値を単純に3次
元空間にマップしてCRT画面内の2次元空間に投影す
る静的な装置をはじめ、多くのものが有った。これらの
内、その機能の充実度等の点で、比較的成功したもの
に、3次元物体形状のモデリングによるシミュレーショ
ンの方式を応用したものが有った。
グは、対象3次元物体の座標値やその物体を表示する属
性値を1つのまとまったオブジェクトとして表現してい
た。こうすることにより、3次元物体形状モデルの管理
は非常に単純なものとなる。
トは、そのモデルでしか利用できず、ある属性値のみが
異なり、他のデータは同一のモデルを表現するために
も、その属性値が異なるのみで他は殆ど同一のオブジェ
クトが別に必要となるため、表現するモデルが増えるほ
ど、直線的にオブジェクトの数、即ちデータ量が増加し
てシステムの記憶容量を圧迫していた。
だけでも、そのモデルのオブジェクトそのものを修正し
なければならないため、オブジェクトデータをデータベ
ースに格納して管理している場合、修正のための入出力
などのオーバヘッドが大きくなってシミュレーションの
処理効率を下げる原因となっていた。
て表示する3次元グラフ表示装置は、座標系が固定的で
あり、異なった表示形式にするためには、データを作成
しなおす必要があった。また、表示したい3次元点デー
タがデータベースに保存されており、そのデータを3次
元グラフに表示するシステムでは、通常、表示形式が確
定しており、その表示形式を動的に変更することができ
ない。このため、表示形式に応じたデータセットをあら
かじめデータベース上に用意しておく必要があった。
み、本発明は、3次元オブジェクトを再利用や流用が可
能なオブジェクトとして実現したシステムをベースとし
て、3次元グラフの表示形式を動的に変更可能な3次元
グラフ表示装置を実現することを目的とする。
の3次元物体形状モデルを、対象3次元物体の特性に関
するデータを持つオブジェクト(モデル・オブジェクト
と称する)と、その物体を表示するのに必要なデータを
持つオブジェクト(表示オブジェクトと称する)の2つ
のオブジェクトから構成すると共に、複数のモデル・オ
ブジェクトのデータを相互に結合することを可能とし、
かつ前記モデル・オブジェクトは、複数の表示オブジェ
クトで共有可能とした3次元物体形状モデルのシミュレ
ート装置を実現し、このようなベースシステムにおい
て、データベースに保存されている3次元点データを検
索し、その結果得られる3次元点データを3次元オブジ
ェクトに変換する機構を設ける。
(あるいは3次元オブジェクト)に対しての操作が1つ
づつしか行えないため、表示座標系の変更などを一括し
て行うことが不可能なので、これらの3次元点データを
表現する3次元オブジェクトをモデル・オブジェクトの
スロット値とするオブジェクト(コンテナ・オブジェク
トと称する)を新たに用意してこの問題を解決する。
する。図1は、本発明の装置を実現するシステム環境を
説明するブロック図である。図において、コンピュータ
システム(15)は、CPU(11)、記憶装置(1
2)、ファイルシステム(13)を有し、データベース
システム(14)、表示装置(16)及び入力装置(1
7)と接続されている。データベースシステム(14)
は、コンピュータシステム(15)と直接結合されたシ
ステムでもよく、また独立にCPU等を備え、コンピュ
ータシステム(15)と通信回線を介して接続された分
散ネットワークシステムでもよい。
形状モデルを表現する方法として、図2に示すような構
成のオブジェクトを実現する。図2において、21はモ
デル・オブジェクトであって、シミュレート対象の3次
元物体の特性に関するデータ(内部状態)とそれらに関
するメソッドを保持しており、これらの内、外部から参
照及び更新が可能なように公開されているものをスロッ
ト(22)と称する。23は表示オブジェクトであっ
て、モデル・オブジェクトに保持された3次元物体を表
示するのに必要なデータ(表示プロパティ)とそれらに
関するメソッドを持ち、ユーザからの操作イベントを受
付け、モデル・オブジェクトと連係してユーザに対して
シミュレート対象の3次元物体の表示を行う。
ロット結合を用いて、複数のモデルを合成することが可
能となっている。次に図3を参照して、回転運動をする
3次元物体を表わすモデル・オブジェクトとその表示オ
ブジェクトとの連係動作を例として説明する。
ト(ユーザ操作)を受け付けた時などに、状態の変化を
お互いに知らせるために通信を行う。図3の例では、表
示された3次元物体が回転操作を受け付ける「回転オブ
ジェクト」を示している。回転オブジェクトを構成する
モデル・オブジェクトとその表示オブジェクトが連係動
作する処理のフローを、図3の(31)から(36)ま
でに示す。ユーザ操作(31): 表示オブジェクトがユーザの回転
操作を入力装置(17)より受け付ける。ここでは、1
80度(360度を1として、0.5として内部的に扱
われる。)の回転がユーザ操作により指示されていると
する。メッセージ送信(32): 180度の回転操作が発生し
たことを表示オブジェクトがモデル・オブジェクトに知
らせる。スロット値変更(33): メッセージを受け取ったモデ
ル・オブジェクトが回転を示すレシオ・スロットの値を
変更する。(変更前は0であった値を0.5に変更す
る。) ここで例えば、この回転オブジェクトを360度以上の
回転を許可しないオブジェクトとして定義している場合
は、表示オブジェクトから受けたメッセージをチェック
し、360度以上の回転の場合、この手順以降の処理を
行わないことで制御することが可能である。状態変更メッセージ(34): モデル・オブジェクトが
スロット値を変更した、という状態の変更があったこと
を表示オブジェクトに知らせる。値変更メッセージ(35): 状態変更の値をモデル・オ
ブジェクトから表示オブジェクトに知らせる。表示オブジェクト更新(36): モデル・オブジェクト
から送られた変更を反映して、再表示する。
るオブジェクトと別のオブジェクトをまとめて1つのオ
ブジェクトとして扱うことを可能としている。本発明の
3次元モデルを表現するオブジェクトは、各オブジェク
トにおけるモデル・オブジェクトのスロットによりその
特性が表現されており、そのスロットをオブジェクト間
で結合(スロット結合)することで、オブジェクトの合
成を可能としている。スロット結合はオブジェクトの間
でそのための標準メッセージをやり取りするように構成
することによって実現される。図4、図5にオブジェク
ト間のスロット結合のための通信プロトコルと、各オブ
ジェクトにおける表示オブジェクト、モデル・オブジェ
クトの通信をあわせて示す。ここにおいては表示オブジ
ェクト及びモデル・オブジェクト内の動作は図3を参照
して説明した内容と同様であり、説明の簡単のために省
略している。図に示すように、合成されたオブジェクト
間には親子関係があり、子オブジェクトの表示座標系
は、親オブジェクトの座標系に支配される。即ち親オブ
ジェクトの座標系に移動、回転、拡大、縮小等の変化を
与えると、子オブジェクト全体がその変化に従属して変
化する。どちらのオブジェクトのスロット値の変更が合
成オブジェクトに有効かは個別に定義することが可能で
ある。
オブジェクト内のスロットの値が変更されたことを子オ
ブジェクトへ知らせる場合を示す図である。ユーザ操作(41): 親オブジェクトの表示オブジェク
トがユーザの操作を入力装置(17)より受け付ける。スロット値変更メッセージ(42): ユーザ操作の内容
を表示オブジェクトがモデル・オブジェクトに知らせ
る。状態変更メッセージ(43): 親オブジェクトのモデル
・オブジェクトがスロット値を変更した、という状態の
変更があったことを自分の表示オブジェクトに知らせ
る。更新メッセージ(44): 親オブジェクトが子オブジェ
クトに、自分のスロット値に変更があったことを知らせ
る。値読取メッセージ(45) 知らせを受けた子オブジェク
トが、親オブジェクトのスロットを指定してその値を読
み取る。スロット値変更メッセージ(46): 親オブジェクトか
ら読み取った値を子オブジェクトの表示オブジェクトが
自分のモデル・オブジェクトに知らせる。状態変更メッセージ(47): 子オブジェクトのモデル
・オブジェクトがスロット値を変更した、という状態の
変更があったことを自分の表示オブジェクトに知らせ
る。
オブジェクト内のスロットの値が変更された場合に、親
オブジェクトに対してスロット値の変更を要求する場合
を示す図である。ユーザ操作(51): 子オブジェクトの表示オブジェク
トがユーザの操作を入力装置(17)より受け付ける。スロット値変更メッセージ(52): ユーザ操作の内容
を表示オブジェクトがモデル・オブジェクトに知らせ
る。状態変更メッセージ(53): 子オブジェクトのモデル
・オブジェクトがスロット値を変更した、という状態の
変更があったことを自分の表示オブジェクトに知らせ
る。設定メッセージ(54): 子オブジェクトが、親オブジ
ェクトのスロットを指定してその値の変更を要求する。スロット値変更メッセージ(55): 子オブジェクトか
らの要求によって親オブジェクトの表示オブジェクトが
自分のモデル・オブジェクトに値の変更を知らせる。状態変更メッセージ(47): 親オブジェクトのモデル
・オブジェクトがスロット値を変更した、という状態の
変更があったことを自分の表示オブジェクトに知らせ
る。
数の表示オブジェクトの間で1つのモデル・オブジェク
トを共有することを許すことによって、オブジェクトの
結合を実現する。図6は本発明のモデル・オブジェクト
共有によるオブジェクト結合を説明する図である。図に
おいては表示オブジェクトに対するユーザ操作は簡単化
のために省略されている。1つのモデル・オブジェクト
を共有している各表示オブジェクトに対して、ユーザ操
作が行われると、それぞれスロット値変更メッセージ
(61、62)が送られ、モデル・オブジェクト内のス
ロット値を変更する。モデル・オブジェクトは、そのス
ロット値が変更されると、そのモデル・オブジェクトを
共有している全ての表示オブジェクトに対して状態変更
メッセージ(63、64)を同報する。このようにモデ
ル・オブジェクトの共有を行うことで、複数のオブジェ
クト間でメッセージを交換して各々の変更を知らせる必
要がなくなり効率が向上する。また、モデル・オブジェ
クトの共有は、スロット共有と異なり、結合されたオブ
ジェクト間に親子関係を規定しないため、親子関係が不
要なオブジェクト間でのオブジェクト結合が実現でき
る。
(12)に展開されており、これを一時的に保存する場
合、ファイルシステム(13)に置かれる。ファイルシ
ステムに置かれたオブジェクトを表現するファイルは、
それを読み込み、内容を全て記憶装置に展開することで
保存以前の状態を復元することが可能である。最終的に
はオブジェクトは、永続的なオブジェクトとして保存す
るために、データベースシステム(14)に保存され
る。この場合、オブジェクトを表現する内容のうち、表
示オブジェクトのみを記憶装置に展開し、モデル・オブ
ジェクトをデータベースシステムに残すようにして、こ
れらのオブジェクトの間で、上記手順を通信させること
によって、全てを記憶装置に展開しているのと同様の動
作を提供することが可能である。このような構成にする
事によって、本発明の3次元モデルのシミュレート装置
は、ネットワーク状に分散された環境でも有効かつ効率
的に動作する。
ョン装置をベースとし、3次元グラフ表示装置を実現す
ることを以下に説明する。前述のように、表示したい3
次元点データがデータベースに保存されており、そのデ
ータを3次元グラフに表示するシステムでは、通常、表
示形式が確定しており、その表示形式を動的に変更する
ことができない。このため、表示形式に応じたデータセ
ットをあらかじめデータベース上に用意しておく必要が
あった。本発明においては、1度データベースから、表
示するための3次元点データを検索した結果を、3次元
オブジェクトに変換し、記憶装置に展開して、それに対
して、前述のスロット結合やモデル共有によるオブジェ
クト結合により、表示形式を動的に変更したり、異なっ
た複数の表示形式を、同時に表示することを可能とす
る。
ブジェクトのスロット値とする3次元オブジェクトに変
換する。 (3)変換された各3次元オブジェクトをモデル・オブ
ジェクトのスロット値として持つコンテナ・オブジェク
トを作成する。コンテナ・オブジェクトは作成された時
点では、記憶装置上に展開されているが、永続的なオブ
ジェクトとする場合は、データベース上で管理される。
このコンテナ・オブジェクトを利用する場合は、その表
示オブジェクトのみが記憶装置に展開される。 (4)表示形式を定義しているグラフ・オブジェクト、
たとえば、3次元折れ線グラフ・オブジェクトや3次元
パイチャート・オブジェクトなどを、コンテナ・オブジ
ェクトと結合させる。これにより、結合したグラフ・オ
ブジェクトの表示形式で、検索した3次元点データが表
示される。
と点オブジェクト(72、73)との関連と、2つの表
示形式(3次元折れ線グラフ:74、3次元パイチャー
ト:75)を提供するグラフ・オブジェクトとの関連を
示す。図において、各点オブジェクトは、データベース
(76)上に保持されており、コンテナ・オブジェクト
のモデル・オブジェクトのスロット値として参照されて
いる。コンテナ・オブジェクトの表示オブジェクトと各
グラフ・オブジェクトは記憶装置(77)に展開されて
おり、それぞれ図4及び図5に示すスロット結合を用い
てオブジェクト結合されている。
を用いた場合の、コンテナ・オブジェクト(81)と点
オブジェクト(82、83)との関連と、2つの表示形
式(3次元折れ線グラフ:84、3次元パイチャート:
85)を提供するグラフ・オブジェクトとの関連を示
す。図において、各点オブジェクトは、データベース
(86)上に保持されており、コンテナ・オブジェクト
のモデル・オブジェクトのスロット値として参照されて
いる。コンテナ・オブジェクトの表示オブジェクトと各
グラフ・オブジェクトは記憶装置(87)に展開されて
おり、それぞれ図6に示すモデル・オブジェクトの共有
を用いてオブジェクト結合されている。
何らかの3次元モデルを表現するものではなく、3次元
空間そのものを表現するものと考えられるので、表示オ
ブジェクトとして、持つべき表示形式をオブジェクト結
合により、動的に切り替えることが可能である。これに
より、一度のデータベース検索により得られたデータを
使った3次元グラフの表示をさまざまに切り替えること
が可能となるため、グラフ表示形式に対応した新たなデ
ータ作成が必要なく、データ検索のパフォーマンスボト
ルネックを解消することが可能となる。
を置くことにより、複数ユーザが同一データを異なった
表示形式で参照したり、変更することが可能である。ま
た、モデル・オブジェクトを共有することにより変更の
内容が即時に他のユーザに反映されるため、複数ユーザ
間での協調作業が可能となる。
図。
ジの流れを示す図。
ジの流れを示す図。
図。
ブジェクトと点オブジェクト及び2つの表示形式を提供
するグラフ・オブジェクトとの関連を示す図。
コンテナ・オブジェクトと点オブジェクト及び2つの表
示形式を提供するグラフ・オブジェクトとの関連を示す
図。
メッセージ 35:値変更メッセージ 36:表示オブジェクト更新 42、46、52、55、61、62:スロット値変更
メッセージ 44:更新 45:値読取メッセージ 54:値設定メッセージ 71、81:コンテナ・オブジェクト 72、73、82、83:点オブジェクト 74、75、84、85:グラフ・オブジェクト
Claims (5)
- 【請求項1】 1つの3次元形状モデルを、対象3次元
形状の特性に関するデータを保持する複数のスロットを
有するモデル・オブジェクトと、その形状を表示するの
に必要なデータを持つ表示オブジェクトの2つのオブジ
ェクトから構成する、3次元モデルのシミュレート装置
において、 データベースから検索した3次元点データをスロット値
とする点オブジェクトと、複数の点オブジェクトをそれ
ぞれスロット値とするコンテナ・オブジェクトと、該コ
ンテナ・オブジェクトのスロット値を表示するためのグ
ラフ・オブジェクトとを含むことを特徴とする、3次元
グラフ表示装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の装置において、1つ以
上のグラフ・オブジェクトが前記コンテナ・オブジェク
トとスロットを結合することによって結合されているこ
とを特徴とする、3次元グラフ表示装置。 - 【請求項3】 請求項1に記載の装置において、1つ以
上のグラフ・オブジェクトが前記コンテナ・オブジェク
トのモデル・オブジェクトを共有することを特徴とす
る、3次元グラフ表示装置。 - 【請求項4】 請求項1に記載の装置において、装置が
ローカルファイルシステムとデータベースシステムとを
有するコンピュータシステム上に実現され、前記点オブ
ジェクトがデータベースシステム上で管理されており、
前記グラフ・オブジェクトが前記ファイルシステム上で
管理されていることを特徴とする3次元グラフ表示装
置。 - 【請求項5】 請求項4に記載の装置において、前記コ
ンピュータシステムが分散ネットワーク型のコンピュー
タシステムであることを特徴とする3次元グラフ表示装
置。
Priority Applications (3)
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2001
- 2001-12-11 US US10/011,301 patent/US20020070936A1/en not_active Abandoned
- 2001-12-11 EP EP01129245A patent/EP1215628A3/en not_active Withdrawn
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