JP2002197491A - 3次元モデルのシミュレート装置 - Google Patents

3次元モデルのシミュレート装置

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JP2002197491A
JP2002197491A JP2000376276A JP2000376276A JP2002197491A JP 2002197491 A JP2002197491 A JP 2002197491A JP 2000376276 A JP2000376276 A JP 2000376276A JP 2000376276 A JP2000376276 A JP 2000376276A JP 2002197491 A JP2002197491 A JP 2002197491A
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JP2000376276A
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Kazunari Oikawa
一成 及川
Yuzuru Tanaka
譲 田中
Tomoru Teruuchi
点 照内
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PAPYRUS COMPUTER SYSTEM KK
PLEX Inc K
K Plex Inc
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PAPYRUS COMP SYSTEM KK
PAPYRUS COMPUTER SYSTEM KK
PLEX Inc K
K Plex Inc
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects

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  • Geometry (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
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  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】3次元物体形状のモデルを再利用可能かつデー
タベースで効率的に管理できる形式で表現し、柔軟なシ
ミュレーションを実現する装置を提供する。 【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。そし
て、複数のモデル・オブジェクトのデータを相互に結合
することを可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、3次元モデルのシ
ミュレート装置に関し、特に3次元形状モデルのデータ
をデータベースで管理するシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来3次元物体形状のモデリングは、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。
【0003】しかし、あるモデルを表現するオブジェク
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。
【0004】また、モデルの表示(見え方)を修正する
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。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、3次元物体
形状のモデルを再利用可能かつデータベースで効率的に
管理できる形式で表現し、柔軟なシミュレーションを実
現する装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明においては、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。そして、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す
る。
【0007】
【実施例】次に、図面を参照して本発明の実施例を説明
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。
【0008】このようなシステム環境において、3次元
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。
【0009】前記モデル・オブジェクトは、後述するス
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。
【0010】これらのオブジェクトは、ユーザ・イベン
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。
【0011】従来の3次元モデリングシステムでは、あ
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。
【0012】図4は、親オブジェクトが自分のモデル・
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。
【0013】図5は、子オブジェクトが自分のモデル・
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。
【0014】通常、作成されたオブジェクトは記憶装置
(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。
【0015】
【発明の効果】以上に説明したように、1つの3次元物
体形状モデルを、モデル・オブジェクトと表示オブジェ
クトの2つのオブジェクトの組で表現するようにしたの
で、物体の特性と表示(見え方)を独立に管理でき、そ
れぞれ独立に修正する事ができる。
【0016】また、このようなオブジェクト構成にする
ことで、表示データに依存しない汎用的なシミュレート
プログラムをモデル・オブジェクトに対して用意するだ
けで、その3次元物体形状モデルのシミュレーションを
実現することが可能となり、即ち表示データに依存した
プログラムを用意する必要がなくなった。
【0017】更に本発明では、シミュレート機能を含め
てオブジェクトの結合を実現しているため、3次元モデ
リングシステム以上の効果を提供することを可能として
いる。例えば、例示した回転オブジェクトを歯車とし、
別に上下動作するアームを表現するオブジェクトを作成
し、それらを結合するだけで、歯車の回転に対応して上
下動作するアームというオブジェクトを作成することが
可能である。
【0018】このように従来は1つの3次元オブジェク
トを1つのオブジェクトとして内部表現していたのに対
して、2つのオブジェクトに分割して表現することで、
オブジェクトの流用や再利用を効率的に可能としてい
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のシステム環境を説明するブロック
図。
【図2】 本発明によるオブジェクトの構成図。
【図3】 本発明による回転オブジェクトの構成図。
【図4】 本発明の親オブジェクトの変更時のメッセー
ジの流れを示す図。
【図5】 本発明の子オブジェクトの変更時のメッセー
ジの流れを示す図。
【符号の説明】
11:CPU 12:記憶装置 13:ファイルシステム 14:データベースシステム 15:コンピュータシステム 16:表示装置 17:入力装置 21:モデル・オブジェクト 22:スロット 23:表示オブジェクト 31、41、51:ユーザ操作 32:メッセージ送信 33:スロット値変更 34、43、47、53、56:状態変更メッセージ 35:値変更メッセージ 36:表示オブジェクト更新 42、46、52、55: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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 譲 北海道札幌市中央区宮の森2条13丁目2番 13号 (72)発明者 照内 点 東京都渋谷区桜丘町29−10−501 Fターム(参考) 5B046 AA05 CA06 FA06 FA18 JA04 KA02 5B050 AA05 BA07 BA08 BA09 BA17 CA07 CA08 EA19 EA24 EA28 FA02

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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持つモデル・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ことを特
    徴とする3次元モデルのシミュレート装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の装置において、前記モデ
    ル・オブジェクトは、前記特性に関するデータを保持す
    る複数のスロットを有し、該スロットを他のオブジェク
    トのスロットと結合することによって複数の3次元形状
    モデルを合成することを可能とすることを特徴とする3
    次元モデルのシミュレート装置。
  3. 【請求項3】請求項1に記載の装置において、対象3次
    元形状の特性に応じた汎用的な処理プログラムを有する
    ことを特徴とした3次元モデルのシミュレート装置。
  4. 【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、前記モデル・
    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、前記表示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次元モデルのシミュ
    レート装置。
  5. 【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次元モデルのシミュ
    レート装置。
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