JP2007280157A

JP2007280157A - 三次元地形モデル製作システム

Info

Publication number: JP2007280157A
Application number: JP2006107120A
Authority: JP
Inventors: Masao Endo; 正雄遠藤; Takayuki Okubo; 貴之大久保
Original assignee: Kimoto Co Ltd
Current assignee: Kimoto Co Ltd
Priority date: 2006-04-10
Filing date: 2006-04-10
Publication date: 2007-10-25

Abstract

【課題】リアルな表現による地形模型の製作を簡易化する。
【解決手段】三次元モデル作成部１４は、三次元地形データ１１１が表す三次元形状中の、建造物形状部分にテクスチャマッピングを施して三次元モデルを生成する。展開処理部１６は、三次元モデル上の各建造物オブジェクトの展開図を作成し、展開図印刷処理部１７は展開図をプリンタ５で用紙上に印刷する。地形模型作成制御部１３は、三次元地形データ１１１を読み出し三次元プリンタ２に出力し、三次元地形データ１１１に従った地形模型の自動三次元造形を行う。地形模型製作者は、プリンタ５で用紙に印刷された展開図を切り取って組み立て、地形模型の展開図に対応する形状部分に貼り付ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、三次元地形を表すモデルを製作する技術に関するものである。

三次元地形を表すモデルとしては、ジオラマ等として各種展示等において用いられている三次元形状の地形模型が知られている（たとえば、特許文献１）。
また、このような地形模型を、３Ｄプリンタや三次元光造形装置などの自動三次元造形装置を用いて、現実の地形を表す三次元地形データから自動製造する技術も知られている（たとえば、特許文献２）。
また、三次元地形を表すモデルとしては、三次元地形を電子的に表す三次元モデルも知られている。また、このような三次元モデル中において、建造物を表す三次元オブジェクトのテクスチャとして、現実の建造物を撮影した写真をテクスチャマッピングして用いる技術も知られている（たとえば、特許文献３）。ここで、このような三次元モデルは、仮想的な三次元世界中で三次元モデルを観察した景観を表す画像を表示することにより、当該三次元地形の景観を仮想現実的に提示するためなどに用いられる。

また、立体物形状を表す三次元形状データから、組み立てて当該立体物形状を形成することのできる二次元の展開図を自動生成する技術も知られている（たとえば、特許文献４）。
特開平11-085010号公報特開2006-048064号公報特開平11-120374号公報特開2002-328959号公報

さて、従来の地形模型では、地形模型上の建造物をリアルに表現するために、地形模型の建造物部分に建造物の模様の彩色を施したり、現実の建造物を撮影した写真を当該建造物部分に整合するようにサイズ合わせ等の整形を施した上で切り抜いて貼り付けるなどの煩雑な作業を行う必要があった。

そこで、本発明は、リアルな表現による地形模型の製作を、より簡易に行えるように支援することを課題とする。

前記課題達成のために、本発明は、三次元地形データが規定する三次元の地形を表す三次元形状に含まれる建造物形状部分にテクスチャを付与した三次元モデルに基づいて、前記三次元モデルの前記テクスチャが付与された建造物形状部分の三次元の外観を、組み立てて形成することのできる二次元の展開図を生成する展開図作成手段と、前記展開図を用紙上に印刷する展開図印刷手段とを有することを特徴とする三次元地形モデル製作システムを提供する。

ここで、このような三次元地形モデル製作システムによれば、三次元地形の景観を仮想現実的に提示するために用いる三次元モデルを流用して、組み立てることにより建造物の外観を形成することのできる展開図を印刷することができる。そして、このような展開図を組み立てて、地形模型の建造物部分に貼り付けることにより、地形模型上の建造物をリアルに表現することができる。したがって、地形模型の建造物部分に建造物の模様の彩色を施したり、現実の建造物を撮影した写真を整形した上で切り抜いて貼り付けるなどの煩雑な作業を行うことなく、建造物をリアルに表現した地形模型の製作を簡易に行えるようになる。

ここで、このような三次元地形モデル製作システムには、前記三次元地形データに基づいた三次元の地形模型の自動造形を行う地図模型造形手段と、前記三次元地形データが規定する三次元形状に含まれる建造物形状部分にテクスチャを付与し、前記三次元モデルを表す三次元モデルデータを生成する三次元モデルデータ生成手段とを設けることが好ましい。

また、このような三次元地形モデル製作システムには、前記三次元モデルに基づいて、仮想世界中で前記三次元モデルを観察した景観を表す画像を生成する仮想景観画像生成手段を備えるようにしてもよい。

以上のように、本発明によれば、リアルな表現による地形模型の製作を、より簡易に行えるように支援することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１に、本実施形態に係る三次元地形モデリングシステムの構成を示す。
図示するように、三次元地形モデリングシステムは、三次元造形処理装置１と、自動三次元造形を行う三次元プリンタ２、表示装置３、入力装置４、プリンタ５とより構成される。
また、三次元造形処理装置１は、記憶装置１１、入出力制御部１２、地形模型作成制御部１３、三次元モデル作成部１４、仮想景観表示制御部１５、展開処理部１６、展開図印刷処理部１７とを有する。
そして、記憶装置１１には、航空測量や衛星測量やその他の測量によって作成された、所定の地理的領域の地形を三次元的に表す三次元地形データ１１１、テクスチャデータ１１２、仮想的な三次元世界を表す三次元モデルデータ１１３、展開図データ１１４が記憶される。

ただし、以上の三次元造形処理装置１は、ＣＰＵやメモリや外部記憶装置等の一般的な構成を備えた汎用コンピュータを用いて構成されるものであって良く、この場合、以上の三次元造形処理装置１の各部の構成は、ＣＰＵが予め用意されたプログラムを実行することにより、プロセスや記憶資源として汎用コンピュータ上に具現化される。

以下、このような三次元造形処理装置１の動作について説明する。
まず、入出力制御部１２は、三次元造形処理装置１の各部と、表示装置３や入力装置４や三次元プリンタ２やプリンタ５との間の入出力処理を担う。すなわち、三次元造形処理装置１の各部は、入出力制御部１２を介して、表示装置３や入力装置４や三次元プリンタ２やプリンタ５との間の入出力を行うことができる。

次に、三次元モデル作成部１４は、たとえば、入力装置４を用いたユーザ操作などに応じて、記憶装置１１に記憶された三次元地形データ１１１が表す三次元形状中の、建造物形状部分などに、テクスチャデータ１１２が表すテクスチャをテクスチャマッピングした三次元モデルを生成し、生成した三次元モデルを表す三次元モデルデータ１１３を記憶装置１１に格納する。

すなわち、たとえば、三次元地形データ１１１が図２ｃに示す三次元形状２００を表しており、三次元形状２００に含まれる建造物形状部分２０１用のテクスチャとして、図２ａに示す建造物の各側面を模擬した画像２１１、２１２を用意した場合には、この画像２１１、２１２を、三次元形状２００の建造物形状部分２０１の表面にテクスチャマッピングし、図２ｄに示す三次元モデル２２０上の建造物オブジェクト２２１を得る。また、三次元形状２００に含まれる建造物形状部分２０２用のテクスチャとして、図２ｂに示す当該建造物形状部分２０２に対応する現実の建造物の各側面を撮影した写真２１３、２１４を用意した場合には、この写真２１３、２１４を、三次元形状２００の建造物形状部分２０２の表面にテクスチャマッピングし、図２ｄに示す三次元モデル２２０上の建造物オブジェクト２２２を得る。そして、三次元モデル２２０上の、他の建造物や道路などのオブジェクトについても、テクスチャマッピングや、その他の手法によって表面に色を設定し、三次元モデル２２０を完成させる。

さて、次に、仮想景観表示制御部１５は、記憶装置１１に格納された三次元モデルデータ１１３が表す仮想的な三次元世界を、入力装置４を介してユーザから設定された環境下で、ユーザから設定された視点や視野角で観察したときに得られる二次元画像を、当該三次元モデルデータ１１３が表す三次元モデルをユーザからの各設定に従ってレンダリングすることにより生成し、表示装置３に表示する。

次に、展開処理部１６は、入力装置４を介したユーザ操作に応じて、記憶装置１１に記憶された三次元モデル上の各建造物オブジェクトの展開図を作成し、展開図データ１１４として記憶装置１１に記憶する。
すなわち、たとえば、図２ｄの三次元モデル２２０上の建造物オブジェクト２２２については、この建造物オブジェクト２２２の三次元形状に基づいて、組み立てて、図３ａに示すように建造物オブジェクト２２２の三次元の外観を形成することのできる、図３ｂに示すような二次元の展開図３０１を作成し、作成した展開図３０１を表す展開図データ１１４を記憶装置１１に記憶する。なお、ここで作成する展開図には、建造物オブジェクト２２２の三次元形状の底辺を形成する部分は含めなくて良い。また、展開図は、複数枚の展開図によって、当該複数の展開図を組み立てて組み合わせたときに、一つの建造物オブジェクトの形状を形成するものとして作成するようにしてもよい。

次に、入力装置４へのユーザ操作などに応じて、展開図印刷処理部１７は、記憶装置１１に記憶されている展開図データ１１４が表す各展開図を用紙上にプリンタ５で印刷する。
次に、地形模型作成制御部１３は、入力装置４へのユーザ操作などに応じて、適時、記憶装置１１から三次元地形データ１１１を読み出し三次元プリンタ２に出力する。これにより、三次元プリンタ２において、三次元地形データ１１１に従った自動三次元造形が行われ、三次元形状を有する三次元の地形模型が製作される。

さて、地形模型製作者は、プリンタ５で上記のように用紙に印刷された展開図を切り取って組み立て、地形模型の展開図に対応する形状部分に貼り付ける。
すなわち、たとえば、図２ｄの三次元モデル２２０上の建造物オブジェクト２２２について作成し印刷した図４ａの展開図３０１については、建造物オブジェクト２２２に対応する図４ｂの地形模型４０１の形状部分４０２に、図４ｃに示すように、切り取って組み立てた展開図３０１を貼り付ける。また、他の三次元モデルの建造物オブジェクトについて作成、印刷した展開図についても同様に、切り取って組み立て、地形模型４０１の対応する形状部分に貼り付ける。そして、適宜、塗料による彩色などを必要に応じて施して、最終的に、図４ｄに示すような地形模型４０１を得る。

以上、本発明の実施形態について説明した。
以上のように本実施形態によれば、三次元地形の景観を仮想現実的に提示するために用いる三次元モデルを流用して、組み立てることにより建造物の外観を形成することのできる展開図を印刷することができる。そして、このような展開図を組み立てて、地形模型の建造物部分に貼り付けることにより、地形模型上の建造物をリアルに表現することができる。したがって、簡易にリアルな表現による地形模型の製作を行えるようになる。

本発明の実施形態に係る三次元地形モデリングシステムの構成を示すブロック図である。本発明の実施形態に係る三次元モデルの生成例を示すフローチャートである。本発明の実施形態に係る展開図の生成例を示す図である。本発明の実施形態に係る地形模型の製作例を示す図である。

符号の説明

１…三次元造形処理装置、２…三次元プリンタ、３…表示装置、４…入力装置、５…プリンタ、１１…記憶装置、１２…入出力制御部、１３…地形模型作成制御部、１４…三次元モデル作成部、１５…仮想景観表示制御部、１６…展開処理部、１７…展開図印刷処理部、１１１…三次元地形データ、１１２…テクスチャデータ、１１３…三次元モデルデータ、１１４…展開図データ。

Claims

三次元地形データが規定する三次元の地形を表す三次元形状に含まれる建造物形状部分にテクスチャを付与した三次元モデルに基づいて、前記三次元モデルの前記テクスチャが付与された建造物形状部分の三次元の外観を、組み立てて形成することのできる二次元の展開図を生成する展開図作成手段と、
前記展開図を用紙上に印刷する展開図印刷手段とを有することを特徴とする三次元地形モデル製作システム。
請求項１記載の三次元地形モデル製作システムであって、
前記三次元地形データに基づいた三次元の地形模型の自動造形を行う地図模型造形手段と、
前記三次元地形データが規定する三次元形状に含まれる建造物形状部分にテクスチャを付与し、前記三次元モデルを表す三次元モデルデータを生成する三次元モデルデータ生成手段とを有することを特徴とする三次元地形モデル製作システム。
請求項１または２記載の三次元地形モデル製作システムであって、
前記三次元モデルに基づいて、仮想世界中で前記三次元モデルを観察した景観を表す画像を生成する仮想景観画像生成手段を有することを特徴とする三次元地形モデル製作システム。
三次元の地形を表す三次元形状を規定する三次元地形データと、建造物のテクスチャを表すテクスチャデータとを用いて、前記三次元形状に含まれる建造物形状部分に前記テクスチャを付与した三次元モデルを表す三次元モデルデータを生成するステップと、
前記三次元モデルデータに基づいて、前記三次元モデルの前記テクスチャが付与された建造物形状部分の三次元の外観を、組み立てて形成することのできる二次元の展開図を生成し、用紙上に印刷するステップと、
前記三次元地形データに基づいた三次元の地形模型の自動造形を行うステップと、
前記展開図に印刷された前記展開図を組み立てて前記地形模型の、当該展開図に対応する建造物形状部分に貼り付けるステップとを有することを特徴とする三次元地形モデル製作方法。