JP2009146276A - ３次元画像描画装置及び３次元画像描画プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】３次元物体の断面部分を容易に把握することができる３次元画像描画装置を提供する。
【解決手段】複数の面を組み合わせたサーフェイスモデルを用いて、３次元物体の形状を定義する物体形状定義手段と、物体形状定義手段によって定義された３次元物体を構成する面に対して、表面と裏面のそれぞれに異なるテクスチャを定義するテクスチャ定義手段と、３次元物体の任意の位置で断面を定義して３次元物体のカットモデル形状を生成するカットモデル生成手段と、カットモデル生成手段によって生成された３次元物体のカットモデルの画像を表示する表示手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、３次元画像描画装置及び３次元画像描画プログラムに関する。

従来から、建築物をＣＧ画像により動画又は静止画として画面上に表示する際に、建築物の任意の部位の断面を画面上に表示できるようにするために、建築物に関する画像データを予めＣＡＤシステムにより作成し、建築物を画像データに基いてＣＧ画像として画面上に表示するに当たり、建築物の断面を表す画像データを備えておき、画面上に建築物の屋根、外壁等の断面を表示するようにした建築物の断面表示方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平０９−１０６４１３号公報

ところで、３次元ＣＧ画像を生成する場合に、建築物の形状データを面の組み合わせで定義するサーフェイスモデルが用いられる。サーフェイスモデルは、面の組み合わせで建築物の形状を定義するため、簡単に建築物の形状を定義する作業を行うことができる。
しかしながら、サーフェイスモデルは、物体の表面のみの形状を定義するため、建築物等の３次元形状を所定の切断面によって切断すると、断面部分に面が形成されず、見づらい３次元画像になってしまうと問題がある。また、所定の切断面によって切断することによりできる断面部分に新たな面を形成するには多大な作業時間を必要とするという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、３次元物体の断面部分を容易に把握することができる３次元画像描画装置及び３次元画像描画プログラムを提供することを目的とする。

本発明は、複数の面を組み合わせたサーフェイスモデルを用いて、３次元物体の形状を定義する物体形状定義手段と、前記物体形状定義手段によって定義された前記３次元物体を構成する面に対して、表面と裏面のそれぞれに異なるテクスチャを定義するテクスチャ定義手段と、前記３次元物体の任意の位置で断面を定義して前記３次元物体のカットモデル形状を生成するカットモデル生成手段と、前記カットモデル生成手段によって生成された前記３次元物体のカットモデルの画像を表示する表示手段とを備えることを特徴とする。

本発明は、前記３次元物体は、建築物であることを特徴とする。

本発明は、前記３次元物体を構成する面の裏面は、前記断面を定義して生成されたカットモデルにおいて新たに露出する側の面であることを特徴とする。

本発明は、複数の面を組み合わせたサーフェイスモデルを用いて、３次元物体の形状を定義する物体形状定義ステップと、前記物体形状定義ステップによって定義された前記３次元物体を構成する面に対して、表面と裏面のそれぞれにテクスチャを定義するテクスチャ定義ステップと、前記３次元物体の任意の位置で断面を定義して前記３次元物体のカットモデル形状を生成するカットモデル生成ステップと、前記カットモデル生成ステップによって生成された前記３次元物体のカットモデルの画像を表示する表示ステップとをコンピュータに行わせることを特徴とする。

本発明によれば、３次元物体を構成する面に対して、表面と裏面のそれぞれに異なるテクスチャを定義し、３次元物体の任意の位置で断面を定義して生成したカットモデル形状の画像を表示するようにしたため、断面を定義することにより生成されたカットモデルにおいて新たに露出する側の面のテクスチャが見えることになり、容易に断面部分を把握することができるという効果が得られる。

以下、本発明の一実施形態による３次元画像描画装置を図面を参照して説明する。図１は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号１は、キーボードやマウスで構成する入力部である。符号２は、カラー画像を表示することが可能なディスプレイ装置から構成する表示部である。符号３は、入力部１から入力される情報に基づきサーフェイスモデルを用いて、建築物等の３次元物体形状を定義する形状定義部である。符号４は、３次元物体形状を定義するために必要な図形要素データが予め記憶された図形要素データ記憶部である。符号５は、定義した３次元の面に貼り付けるテクスチャデータが予め記憶されたテクスチャデータ記憶部である。符号６は、形状定義部３によって定義した建築物等の形状データを記憶する形状データ記憶部である。

符号７は、形状データ記憶部６に記憶されている形状データを読み出して、入力部１によって指定した視点位置から見た３次元画像を表示部２に描画する描画部である。描画部７は、入力部１から指定した切断面に基づいて、建築物等を切断した状態（これをカットモデルという）の形状データを生成し、このカットモデルの鳥瞰図画像を表示部２に表示する。符号８は、図示しないＣＡＤシステムによって設計した建築物等のＣＡＤデータを記憶するＣＡＤデータ記憶部である。符号９は、ＣＡＤデータ記憶部８に記憶されているＣＡＤデータを読み出して、形状定義部３へ受け渡すＣＡＤデータ読取部である。形状定義部３は、建築物等の形状データの定義を容易に行うためにＣＡＤデータを使用する。

次に、図２を参照して、図１に示す形状定義部３の動作を説明する。ここで、図１に示すＣＡＤデータ記憶部８には、建築物のＣＡＤデータが事前に記憶されているものとする。まず、作業者は、入力部１を操作して、ＣＡＤデータ記憶部８に記憶されているＣＡＤデータの読み込みを指示する。これを受けて、形状定義部３は、ＣＡＤデータ読取部９を介して、ＣＡＤデータ記憶部８に記憶されているＣＡＤデータを読み込む。ここで読み込まれるＣＡＤデータは、建築物の平面図データである。図２は、ＣＡＤデータ記憶部８から読み込んだ平面図データの一例を示す図である。作業者は、入力部１を操作して、図形要素データ記憶部４に記憶されている図形要素を選択することにより、読み込んだ平面図データに基づいたサーフェイスモデルの面を定義する。形状定義部３は、入力部１の操作内容を読み取り、定義された形状データを形状データ記憶部６に記憶する。

例えば、図２の符号Ｃ１で示す壁の部分に対して、外側の面と内側の面を定義する。図２の符号Ｃ２は、符号Ｃ１で示す部分を拡大した図である。この拡大図に示すように、建築物の壁を定義するには、壁の外側の面Ｓ１と、内側の面Ｓ２を定義する必要がある。また、作業者は、入力部１を操作して、テクスチャデータ記憶部５に記憶されているテクスチャを選択して、先に定義した面に対して貼り付ける。この作業を繰り返すことにより、図３に示すような建築物の形状を定義することができる。図３は、定義した形状を分かり易くするために、描画部７が定義した建築物に対して地面から所定の高さに切断面を定義してカットモデルを生成し、鳥瞰図の画像を表示部２に表示したものである。このように、ＣＡＤシステムで設計した平面図データを利用することにより、簡単に３次元形状を定義することが可能である。

ただし、このままの状態では、図３の符号Ｃ３、Ｃ４で示すように、壁の部分が切断されているが、断面の表示がないため、断面部分を容易に把握することができない。サーフェイスモデルによる３次元形状定義は、図２の符号Ｃ２に示すように、２つの面Ｓ１、Ｓ２で挟まれた部分Ｓ３は空間であるため、ソリッドモデルのように、切断した場合に断面を簡単に生成することができない。本発明では、サーフェイスモデルによる３次元形状を構成する各面の裏面（通常は目に触れることのない空間側の面で、所定の切断面によって切断することにより新たに露出する面）に対して、表面とは異なるテクスチャを定義することを可能にした。作業者は、図２に示す２つの面Ｓ１、Ｓ２を定義した後に、表面（建築物において通常目に触れる側の面）にテクスチャを貼り付けるとともに、面Ｓ１、Ｓ２の裏面（通常は目に触れることのない空間側の面で、所定の切断面によって切断することにより露出する面）にもテクスチャデータ記憶部５に記憶されているテクスチャデータからテクスチャを選択して貼り付ける。裏面側に貼り付けるテクスチャは、裏面であることを把握することができるテクスチャであればよいため、単に所定の色（例えば、黒）に塗りつぶすテクスチャでもよい。

このような面定義作業を行うことにより、図４に示す建築物を定義することができる。図４は、描画部７が３次元形状を構成する各面の裏面を黒に塗りつぶすテクスチャを貼り付けた建築物の鳥瞰図の画像を表示したものである。図３に示す符号Ｃ３、Ｃ４の部分と、図４に示す符号Ｃ５、Ｃ６の部分とを比較すると明らかなように、裏面に表面と異なるテクスチャを定義することにより、あたかも断面を定義したように表示することが可能となる。これにより、定義した建築物に対して切断面の地面からの高さを変えながらリアルタイムにカットモデルを生成し、鳥瞰図の画像を表示することが可能である。特に、切断面の高さをリアルタイムで変化させるような場合であっても、切断面が変化する度に断面を生成する必要がないため、画像処理の負荷を軽くすることができる。

以上説明したように、３次元物体を構成する面に対して、表面と裏面のそれぞれに異なるテクスチャを定義し、３次元物体の任意の位置で切断面を定義したカットモデル形状の画像を表示するようにしたため、断面を定義することにより生成されたカットモデルにおいて新たに露出する側の面のテクスチャが見えることになり、容易に断面部分を把握することができる。

なお、図１における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより３次元画像描画処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。 図１に示すＣＡＤデータ記憶部８に記憶される建築物の平面図データの一例を示す説明図である。 図１に示す描画部７が、形状データ記憶部６に記憶されている形状データに基づいて鳥瞰図のカットモデル画像を生成して表示部２に表示した例を示す説明図である。 図１に示す描画部７が、形状データ記憶部６に記憶されている形状データに基づいて鳥瞰図のカットモデル画像を生成して表示部２に表示した例を示す説明図である。

符号の説明

１・・・入力部、２・・・表示部、３・・・形状定義部、４・・・図形要素データ記憶部、５・・・テクスチャデータ記憶部、６・・・形状データ記憶部、７・・・描画部、８・・・ＣＡＤデータ記憶部、９・・・ＣＡＤデータ読取部

Claims (4)

1. 複数の面を組み合わせたサーフェイスモデルを用いて、３次元物体の形状を定義する物体形状定義手段と、
   前記物体形状定義手段によって定義された前記３次元物体を構成する面に対して、表面と裏面のそれぞれに異なるテクスチャを定義するテクスチャ定義手段と、
   前記３次元物体の任意の位置で断面を定義して前記３次元物体のカットモデル形状を生成するカットモデル生成手段と、
   前記カットモデル生成手段によって生成された前記３次元物体のカットモデルの画像を表示する表示手段と
   を備えることを特徴とする３次元画像描画装置。
2. 前記３次元物体は、建築物であることを特徴とする請求項１に記載の３次元画像描画装置。
3. 前記３次元物体を構成する面の裏面は、前記断面を定義して生成されたカットモデルにおいて新たに露出する側の面であることを特徴とする請求項１または２に記載の３次元画像描画装置。
4. 複数の面を組み合わせたサーフェイスモデルを用いて、３次元物体の形状を定義する物体形状定義ステップと、
   前記物体形状定義ステップによって定義された前記３次元物体を構成する面に対して、表面と裏面のそれぞれにテクスチャを定義するテクスチャ定義ステップと、
   前記３次元物体の任意の位置で断面を定義して前記３次元物体のカットモデル形状を生成するカットモデル生成ステップと、
   前記カットモデル生成ステップによって生成された前記３次元物体のカットモデルの画像を表示する表示ステップと
   をコンピュータに行わせることを特徴とする３次元画像描画プログラム。

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