JP2006146807A - シミュレーション装置、シミュレート方法、ならびに、プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】 布状体と当該布状体が交差しない障害物との仮想3次元空間における移動をシミュレートするシミュレーション装置201等を提供する。
【解決手段】 シミュレーション装置201の記憶部202は、線分状オブジェクトの端点の位置等の情報と障害物オブジェクトの位置等の情報を記憶し、計算部203は、所定の物理法則に基づいて、線分状オブジェクトに生ずる張力から微小時間後の端点の位置等を計算し、微小時間後の障害物オブジェクトの位置等を計算し、更新部204は、記憶部202に記憶される各オブジェクトの位置等の情報を計算された結果で更新し、補正部205は、端点が障害物オブジェクトに包含されてしまう場合、線分状オブジェクトが障害物オブジェクトに交差すると判断して、当該端点の位置を障害物オブジェクトの表面もしくはその近傍の外側に補正する。
【選択図】 図2
Description
こてつ、3D動きのアルゴリズム、PART2 人体と衣服のモデルの動作原理、Cマガジン2000年9月号、第20頁〜第23頁、ソフトバンクパブリッシング発行、2000年9月1日発行
上記プログラムは、プログラムが実行されるコンピュータとは独立して、コンピュータ通信網を介して配布・販売することができる。また、上記情報記憶媒体は、コンピュータとは独立して配布・販売することができる。
ゲーム用のプログラムおよびデータを記憶したDVD−ROMをDVD−ROMドライブ108に装着して、情報処理装置100の電源を投入することにより、当該プログラムが実行され、本実施形態のシミュレーション装置が実現される。
画像演算プロセッサは、2次元の画像の重ね合わせ演算やαブレンディング等の透過演算、各種の飽和演算を高速に実行できる。
さらに、CPU 101と画像演算プロセッサが協調動作することにより、文字の形状を定義するフォント情報にしたがって、文字列を2次元画像としてフレームメモリへ描画したり、各ポリゴン表面へ描画することが可能である。フォント情報は、ROM 102に記録されているが、DVD−ROMに記録された専用のフォント情報を利用することも可能である。
音声処理部110では、DVD−ROMに記録された音声データがMIDIデータである場合には、これが有する音源データを参照して、MIDIデータをPCMデータに変換する。また、ADPCM形式やOgg Vorbis形式等の圧縮済音声データである場合には、これを展開してPCMデータに変換する。PCMデータは、そのサンプリング周波数に応じたタイミングでD/A(Digital/Analog)変換を行って、スピーカに出力することにより、音声出力が可能となる。
したがって、このような一般的なコンピュータを、本発明のシミュレーション装置として動作させることも可能である。
F = k(D - L)
ただし、Dは、現在の線分状オブジェクト302の長さであり、以下のように計算できる。
D = ((x2-x1)2+(y2-y1)2+(z2-z1)2)1/2
(F(x2-x1)/D,F(y2-y1)/D,F(z2-z1)/D)
(-F(x2-x1)/D,-F(y2-y1)/D,-F(z2-z1)/D)
v' = v + f・dt/m;
r' = r + (v+v')・dt/2
= r + v・dt + f・dt2/(2m)
(a)当該端点303の位置と、複数の障害物オブジェクト402のそれぞれと、を対比して、当該端点303が当該障害物オブジェクト402のいずれかに包含されているか否かを判定する。
(b)当該端点303の位置と、複数の障害物オブジェクト402のうち、当該端点303に対応付けられる旨、記憶部202に記憶されているもの(以下、当該対応付けられている障害物オブジェクト402を「補正用オブジェクト」という。)と、を対比して、当該端点303が当該補正用オブジェクトに包含されるか否かを判定する。
(1)端点303の位置を、補正用オブジェクトの表面のうち、当該端点303に最も近い点もしくはその近傍に移動する。
(2)補正用オブジェクトに固定された座標系で考え、当該微小時間における端点303の位置の変化の経路が、補正用オブジェクトの表面と交わる点もしくはその近傍に移動する。
以下、順に説明する。
101 CPU
102 ROM
103 RAM
104 インターフェイス
105 コントローラ
106 外部メモリ
107 画像処理部
108 DVD−ROMドライブ
109 NIC
110 音声処理部
111 マイク
201 シミュレーション装置
202 記憶部
203 計算部
204 更新部
205 補正部
206 出力部
301 布状の物体のモデル
302 線分状オブジェクト
303 端点
401 仮想3次元空間
402 障害物オブジェクト
412 腿
413 膝の関節
414 脛
415 足首の関節
416 足先
601 補正用オブジェクト
602 補正前の位置
603 交点(補正後の位置の候補)
604 交点から進んだ位置(補正後の位置の候補)
611 球の中心
612 多面体の面
613 垂線
614 円柱の中心軸
615 半直線
621 線分
622 半直線
Claims (13)
- 伸縮する複数の線分状オブジェクトと、当該複数の線分状オブジェクトのいずれとも交差すべきでない複数の障害物オブジェクトと、が仮想3次元空間内で移動する様子をシミュレートするシミュレーション装置であって、
当該複数の線分状オブジェクトの端点の位置および速度情報と、当該複数の障害物オブジェクトの形状、位置、速度および姿勢情報と、を記憶し、当該複数の端点のそれぞれに、当該複数の障害物オブジェクトのいずれかを補正用オブジェクトとして対応付けて記憶する記憶部、
前記記憶部に記憶された当該複数の端点のそれぞれの位置および速度情報から、当該端点同士を結ぶ線分状オブジェクトの張力を計算し、当該計算された張力によって当該端点が所定の微小時間の後に移動すべき位置を計算し、前記記憶部に記憶された当該複数の障害物オブジェクトのそれぞれの形状、位置、速度および姿勢情報から、当該障害物オブジェクトが当該所定の微小時間の後にとるべき形状、位置および姿勢を所定の規則に基づいて計算する計算部、
当該複数の端点のそれぞれが当該微小時間の後に移動すべきと前記計算された位置を、当該線分状オブジェクトの端点の位置および速度情報として前記記憶部に記憶させ、当該複数の障害物オブジェクトのそれぞれが当該微小時間の後にとるべき形状、位置および姿勢を当該障害物オブジェクトの形状、位置、速度および姿勢情報として前記記憶部に記憶させて、前記記憶部に記憶される情報を当該微小時間の後の情報に更新する更新部、
前記更新部による更新が行われる毎に、当該複数の線分状オブジェクトが当該複数の障害物オブジェクトのいずれかに交差するか否かを判断し、交差する場合、当該交差する線分状オブジェクトの端点の位置を、当該端点に対応付けられて前記記憶部に記憶される補正用オブジェクトの形状、位置、速度および姿勢情報により、補正した位置を、当該端点の位置および速度情報として前記記憶部に記憶させ、前記記憶部に記憶される情報を補正する補正部
を備えることを特徴とするシミュレーション装置。 - 請求項1に記載のシミュレーション装置であって、
前記補正部は、当該複数の端点のそれぞれについて、当該端点の位置が、当該端点に対応付けられて前記記憶部に記憶される補正用オブジェクトの形状、位置、速度および姿勢情報により、当該補正用オブジェクトに包含される場合、当該端点の位置を、当該補正用オブジェクトの表面のうち当該端点の近傍の位置に補正する
ことを特徴とする物。 - 請求項1に記載のシミュレーション装置であって、
前記補正部は、当該複数の端点のそれぞれについて、当該端点の位置が、当該複数の障害物オブジェクトについて前記記憶部に記憶される補正用オブジェクトの形状、位置、速度および姿勢情報により、当該複数の障害物オブジェクトのいずれかに包含される場合、当該端点の位置を、当該端点に対応付けられて前記記憶部に記憶される当該補正用オブジェクトの表面のうち当該端点の近傍の位置に補正する
ことを特徴とする物。 - 請求項1に記載のシミュレーション装置であって、
前記補正部は、当該複数の端点のそれぞれについて、当該端点の位置が、当該端点に対応付けられて前記記憶部に記憶される補正用オブジェクトの形状、位置、速度および姿勢情報により、当該補正用オブジェクトに包含される場合、当該端点の更新前の位置を当該補正用オブジェクトの当該更新による移動と同じ方向に同じ距離だけ移動した位置と、当該端点の更新後の位置と、を結ぶ線分が、当該補正用オブジェクトの表面と交差する位置に、当該端点の位置を補正する
ことを特徴とする物。 - 請求項1に記載のシミュレーション装置であって、
前記補正部は、当該複数の端点のそれぞれについて、当該端点の位置が、当該複数の障害物オブジェクトについて前記記憶部に記憶される形状、位置、速度および姿勢情報により、当該複数の障害物オブジェクトのいずれかに包含される場合、当該端点の更新前の位置を当該補正用オブジェクトの当該更新による移動と同じ方向に同じ距離だけ移動した位置と、当該端点の更新後の位置と、を結ぶ線分が、当該補正用オブジェクトの表面と交差する位置に、当該端点の位置を補正する
ことを特徴とする物。 - 請求項1に記載のシミュレーション装置であって、
前記補正部は、当該複数の端点のそれぞれについて、当該端点の位置が、当該端点に対応付けられて前記記憶部に記憶される補正用オブジェクトの形状、位置、速度および姿勢情報により、当該補正用オブジェクトに包含される場合、当該補正用オブジェクトに固定された座標系において、当該補正用オブジェクトに対する当該端点の更新前の位置と、当該補正用オブジェクトに対する当該端点の更新後の位置と、を結ぶ線分が、当該補正用オブジェクトの表面と交差する位置に、当該端点の位置を補正する
ことを特徴とする物。 - 請求項1に記載のシミュレーション装置であって、
前記補正部は、当該複数の端点のそれぞれについて、当該端点の位置が、当該複数の障害物オブジェクトについて前記記憶部に記憶される形状、位置、速度および姿勢情報により、当該複数の障害物オブジェクトのいずれかに包含される場合、当該補正用オブジェクトに固定された座標系において、当該補正用オブジェクトに対する当該端点の更新前の位置と、当該補正用オブジェクトに対する当該端点の更新後の位置と、を結ぶ線分が、当該補正用オブジェクトの表面と交差する位置に、当該端点の位置を補正する
ことを特徴とする物。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載のシミュレーション装置であって、
前記記憶部に記憶される補正用オブジェクトの形状が円柱である場合、
前記補正部は、当該補正用オブジェクトに対応付けられる端点の位置を補正する場合、当該円柱の中心軸のいずれかの点から開始され、当該中心軸に直交し、当該補正前の端点の位置を通過する半直線が、当該円柱の表面と交差する位置を、当該端点の補正後の位置とする
ことを特徴とする物。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載のシミュレーション装置であって、
前記記憶部に記憶される補正用オブジェクトの形状が円柱である場合、
前記補正部は、当該補正用オブジェクトに対応付けられる端点の位置を補正する場合、当該円柱の中心軸のいずれかの点から開始され、当該中心軸に直交し、当該補正前の端点の位置を通過する半直線が、当該円柱の表面と交差する位置からさらに所定の微小距離だけ進んだ位置を、当該端点の補正後の位置とする
ことを特徴とする物。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載のシミュレーション装置であって、
前記記憶部に記憶される補正用オブジェクトの形状が多面体であり、当該多面体の面のうち、いずれか1つ以上が補正用面として設定される場合、
前記補正部は、当該補正用オブジェクトに対応付けられる端点の位置を補正する場合、当該多面体の補正用面として設定された面のうち、当該端点に最も近いものに下ろした垂線が当該補正用面と交差する位置を、当該端点の補正後の位置とする
ことを特徴とする物。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載のシミュレーション装置であって、
前記記憶部に記憶される補正用オブジェクトの形状が多面体であり、当該多面体の面のうち、いずれか1つ以上が補正用面として設定される場合、
前記補正部は、当該補正用オブジェクトに対応付けられる端点の位置を補正する場合、当該多面体の補正用面として設定された面のうち、当該端点に最も近いものに下ろした垂線が当該補正用面と交差する位置からさらに所定の微小距離だけ進んだ位置を、当該端点の補正後の位置とする
ことを特徴とする物。 - 伸縮する複数の線分状オブジェクトと、当該複数の線分状オブジェクトのいずれとも交差すべきでない複数の障害物オブジェクトと、が仮想3次元空間内で移動する様子をシミュレートし、記憶部、計算部、更新部、補正部を備えるシミュレーション装置にて実行されるシミュレート方法であって、
前記記憶部には、当該複数の線分状オブジェクトの端点の位置および速度情報と、当該複数の障害物オブジェクトの形状、位置、速度および姿勢情報と、が記憶され、当該複数の端点のそれぞれが当該複数の障害物オブジェクトのいずれかに補正用オブジェクトとして対応付けて記憶され、
前記計算部が、前記記憶部に記憶された当該複数の端点のそれぞれの位置および速度情報から、当該端点同士を結ぶ線分状オブジェクトの張力を計算し、当該計算された張力によって当該端点が所定の微小時間の後に移動すべき位置を計算し、前記記憶部に記憶された当該複数の障害物オブジェクトのそれぞれの形状、位置、速度および姿勢情報から、当該障害物オブジェクトが当該所定の微小時間の後にとるべき形状、位置および姿勢を所定の規則に基づいて計算する計算工程、
前記更新部が、当該複数の端点のそれぞれが当該微小時間の後に移動すべきと前記計算された位置を、当該線分状オブジェクトの端点の位置および速度情報として前記記憶部に記憶させ、当該複数の障害物オブジェクトのそれぞれが当該微小時間の後にとるべき形状、位置および姿勢を当該障害物オブジェクトの形状、位置、速度および姿勢情報として前記記憶部に記憶させて、前記記憶部に記憶される情報を当該微小時間の後の情報に更新する更新工程、
前記補正部が、前記更新工程による更新が行われる毎に、当該複数の線分状オブジェクトが当該複数の障害物オブジェクトのいずれかに交差するか否かを判断し、交差する場合、当該交差する線分状オブジェクトの端点の位置を、当該端点に対応付けられて前記記憶部に記憶される補正用オブジェクトの形状、位置、速度および姿勢情報により、補正した位置を、当該端点の位置および速度情報として前記記憶部に記憶させ、前記記憶部に記憶される情報を補正する補正工程
を備えることを特徴とする方法。 - コンピュータに、伸縮する複数の線分状オブジェクトと、当該複数の線分状オブジェクトのいずれとも交差すべきでない複数の障害物オブジェクトと、が仮想3次元空間内で移動する様子をシミュレーションさせるプログラムであって、当該プログラムは、当該コンピュータを、
当該複数の線分状オブジェクトの端点の位置および速度情報と、当該複数の障害物オブジェクトの形状、位置、速度および姿勢情報と、を記憶し、当該複数の端点のそれぞれに、当該複数の障害物オブジェクトのいずれかを補正用オブジェクトとして対応付けて記憶する記憶部、
前記記憶部に記憶された当該複数の端点のそれぞれの位置および速度情報から、当該端点同士を結ぶ線分状オブジェクトの張力を計算し、当該計算された張力によって当該端点が所定の微小時間の後に移動すべき位置を計算し、前記記憶部に記憶された当該複数の障害物オブジェクトのそれぞれの形状、位置、速度および姿勢情報から、当該障害物オブジェクトが当該所定の微小時間の後にとるべき形状、位置および姿勢を所定の規則に基づいて計算する計算部、
当該複数の端点のそれぞれが当該微小時間の後に移動すべきと前記計算された位置を、当該線分状オブジェクトの端点の位置および速度情報として前記記憶部に記憶させ、当該複数の障害物オブジェクトのそれぞれが当該微小時間の後にとるべき形状、位置および姿勢を当該障害物オブジェクトの形状、位置、速度および姿勢情報として前記記憶部に記憶させて、前記記憶部に記憶される情報を当該微小時間の後の情報に更新する更新部、
前記更新部による更新が行われる毎に、当該複数の線分状オブジェクトが当該複数の障害物オブジェクトのいずれかに交差するか否かを判断し、交差する場合、当該交差する線分状オブジェクトの端点の位置を、当該端点に対応付けられて前記記憶部に記憶される補正用オブジェクトの形状、位置、速度および姿勢情報により、補正した位置を、当該端点の位置および速度情報として前記記憶部に記憶させ、前記記憶部に記憶される情報を補正する補正部
として機能させることを特徴とするプログラム。
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JP2014229254A (ja) * | 2013-05-27 | 2014-12-08 | 株式会社ア−キテック | Cadシステム |
RU2726834C1 (ru) * | 2019-11-27 | 2020-07-15 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Устройство для моделирования процесса перемещения подвижного объекта в условиях функционирования космической разведки с учетом возможных неисправностей |
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- 2004-11-24 JP JP2004339349A patent/JP4113179B2/ja not_active Expired - Fee Related
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