JP2799048B2 - Display method of object trajectory in three-dimensional space - Google Patents

Display method of object trajectory in three-dimensional space

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JP2799048B2
JP2799048B2 JP2183557A JP18355790A JP2799048B2 JP 2799048 B2 JP2799048 B2 JP 2799048B2 JP 2183557 A JP2183557 A JP 2183557A JP 18355790 A JP18355790 A JP 18355790A JP 2799048 B2 JP2799048 B2 JP 2799048B2
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博康 榎本
茂 郷右近
雅則 尾崎
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バブコツク日立株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、3次元空間内を移動する流体を含む物体軌
跡の表示方法に係り、特に軌跡の空間位置と時間情報を
同時に表示する3次元空間物体軌跡の表示方法を関す
る。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for displaying a trajectory of an object including a fluid moving in a three-dimensional space, and more particularly to a three-dimensional method for simultaneously displaying spatial position and time information of the trajectory. The present invention relates to a display method of a spatial object trajectory.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

大気中を飛行する航空機、ミサイルなどの飛行物体や
大気中で発生し移動する龍巻、あるいは水中を移動する
魚雷や船舶などの移動軌跡を図形的に表示することが行
われている。また、石炭焚き火力発電所において、最
近、省エネルギーの観点から、従来に較べて高ダストの
排ガスからも熱回収を行うようになってきている。その
ため、熱回収装置のダストによる摩耗の問題が生じてき
ており、ダスト分離器のダスト補集性能向上に対する要
求が高まってきている。また、石炭使用の増加により、
ミルにおける分級、摩耗等の問題に対応するために微細
粒子の挙動を解明、把握する必要が生じてきている。こ
の要求に対し、モデル実験あるいは実機の試験では、ダ
スト等の粒子の挙動を精度よく把握することは困難であ
る。そこで、計算機によるシミュレーション方法が開発
されている。
2. Description of the Related Art Graphical display of a moving object such as an aircraft flying in the air, a flying object such as a missile, a tornado generated and moving in the air, or a torpedo or a ship moving in water. Further, in a coal-fired thermal power plant, heat recovery has recently been performed from exhaust gas having a higher dust level than before, from the viewpoint of energy saving. Therefore, the problem of wear of the heat recovery device due to dust has arisen, and the demand for improving the dust collecting performance of the dust separator has been increasing. Also, with the increase in coal use,
In order to cope with problems such as classification and wear in a mill, it has become necessary to clarify and understand the behavior of fine particles. In response to this requirement, it is difficult to accurately grasp the behavior of particles such as dust in a model experiment or a test of an actual machine. Therefore, a computer simulation method has been developed.

粒子軌道解析法は以前から知られているが、一般には
単純な系で理想化されたガス流れの中での解析が多い。
ところで、最近の流れ解析技術の進歩はめざましく、相
当複雑な流れの解析もある程度可能となりつつある。以
下、流れ解析法と組合わせた粒子の挙動解析法について
述べる。なお、実際は3次元流れであるとともに、粒子
の形状もさまざまなものがあり、粒子同士の衝突も考え
られるが、ここでは2次元流れで球形粒子形状とし、比
較的衝突の少ないダスト分離器についての応用を示す。
考え方、処理の仕方は3次元も同様である。
Although the particle orbit analysis method has been known for a long time, analysis in a gas flow idealized by a simple system is often common.
By the way, recent advances in flow analysis technology have been remarkable, and the analysis of considerably complicated flows has become possible to some extent. Hereinafter, a method for analyzing behavior of particles combined with a flow analysis method will be described. In addition, in addition to a three-dimensional flow, there are various shapes of particles, and collision of particles can be considered. Here, a two-dimensional flow is assumed to be a spherical particle shape, and a dust separator with relatively few collisions is used. Show application.
The way of thinking and processing is the same for three dimensions.

解析法の概要 解析手順を第21図に示す。粒子軌道解析は、球形粒子
に重力、浮力、ガスと粒子の相対速度による抗力、粒子
の回転による揚力が作用するものとした粒子の運動方程
式を数値解析により解いて、粒子の起動および速度を求
めるようにしたものである。まず始めに、ガスの流れの
みを計算し、このガス流れ場において、装置の入口各部
から粒子を飛ばし、その軌跡を追跡するものである。ま
ず入力として、解析領域の形状、入口ガス流量などを与
え、流動解析と基礎式であるNavier−Stokes式を解くこ
とにより、「ガス流れ解析」を行い、出力として各位置
での速度ベクトルを得る。これにさらに粒子の粒径、比
重、計算開始位置を入力し、「粒子運動解析」を行い、
時間ごとの粒子を位置を出力として得る。最後に、この
出力を入力として「粒子軌跡図作成」処理により粒子軌
跡図を得る。本発明は、この最後の処理に関するもので
ある。
Outline of analysis method Fig. 21 shows the analysis procedure. Particle trajectory analysis is based on the assumption that gravity, buoyancy, drag due to the relative velocity of gas and particles, and lift due to rotation of particles act on spherical particles. It is like that. First, only the gas flow is calculated, and in this gas flow field, particles are ejected from each part of the entrance of the apparatus, and the trajectory is tracked. First, the shape of the analysis area, the inlet gas flow rate, etc. are given as inputs, and "gas flow analysis" is performed by solving the flow analysis and the Navier-Stokes equation, which is the basic equation, and the velocity vectors at each position are obtained as output. . In addition, input the particle size, specific gravity, and calculation start position of the particles, and perform “particle motion analysis”.
The position of each time particle is obtained as an output. Finally, a particle trajectory diagram is obtained by using this output as an input and performing a “particle trajectory diagram creation” process. The present invention relates to this last process.

ガス流れ解析 2次元非圧縮性定常流の場合、流れの基礎式であるNa
vier−Stokes式と連続4の式は、直交x−y座標系にお
いて次のように表わされる。
Gas flow analysis In the case of a two-dimensional incompressible steady flow, the basic equation of flow is Na
The vier-Stokes equation and the equation of continuation 4 are expressed as follows in the orthogonal xy coordinate system.

ここに、Vx :x軸方向流速(m/s) Vy :y軸方向流速(m/s) ν:動粘性係数(m2/s) ρg:ガス密度(kg/m3) P:圧力(Pa) △:ラブラシアン 流れ関数(ψ)−渦度(ω)法によれば、(1)〜
(3)式は次式のように変換される。
Where V x : flow velocity in the x-axis direction (m / s) V y : flow velocity in the y-axis direction (m / s) ν: kinematic viscosity coefficient (m 2 / s) ρ g : gas density (kg / m 3 ) P : Pressure (P a ) △: Labracian flow function (ψ)-According to vorticity (ω) method, (1)-
Equation (3) is transformed as follows.

△ψ=ω …(5) ただし、 (4)、(5)式を解くことにより、流れ場の各点にお
けるガス流速を求めることができる。ここでは、(4)
式に対しては差分法、(5)式に対しては有限要素法を
使用する池川の方法を使うことができる(Int.J.Numeri
eal Melhods in Eng.14 103−113(1979))。
Δψ = ω (5) where By solving the equations (4) and (5), the gas flow velocity at each point in the flow field can be obtained. Here, (4)
The difference method can be used for the expression, and the Ikegawa method using the finite element method can be used for the expression (5) (Int.J.Numeri
eal Melhods in Eng. 14 103-113 (1979)).

粒子軌道解析 第22図に示すように、流速Vgのガス流中を質量mの球
形粒子が速度Vで飛行するとき、この粒子には ガス流による が作用し、その運動方程式は次式で表わされる。
Particle Orbit Analysis As shown in FIG. 22, when a spherical particle having a mass m flies at a velocity V in a gas flow having a flow velocity V g , Depends on gas flow Works, and the equation of motion is expressed by the following equation.

これをmで割ると次式のようになる。 When this is divided by m, the following equation is obtained.

ただし、 m=πDP 3ρP/6 …(9) ここで、 (8)式をx−y直交座標系で示すと、粒子の運動方程
式は次式のようになる。
Where m = πD P 3 ρ P / 6 (9) here, If the equation (8) is expressed in the xy orthogonal coordinate system, the equation of motion of the particle is as follows.

添字のx、yはそれぞれx、y軸方向の成分を表わす。
また、抗力係数CDは、粒子レイノルズ数Reの範囲により
次の値をとる。
The subscripts x and y represent components in the x and y axis directions, respectively.
Also, the drag coefficient C D takes the next value by a range of particle Reynolds number R e.

ここに、 この(14)式を解くとこにより、粒子の軌跡と速度が求
まる。ここでは微小時間△tを設定し、この時間内の粒
子速度△V、移動距離△lを求め、この手順を繰返すこ
とにより、粒子の軌跡および速度を求める。
here, By solving equation (14), the trajectory and velocity of the particles can be obtained. Here, a minute time Δt is set, the particle velocity ΔV and the moving distance Δl within this time are obtained, and the procedure is repeated to obtain the trajectory and velocity of the particles.

このようにして求めた粒子軌跡を可視化して表示する
ことが行われている。
Visualization and display of the particle trajectories obtained in this way are performed.

従来の粒子軌跡表示技術 (ワイヤ表示) 第23図にワイヤ(単線)表示による、従来の表示技術
を使った作図例を示す。この例では奥行き方向の情報が
ないため、3次元的な把握ができない。また、交叉部で
どちらが視点側にあるかの判定が困難である、第24図に
同じ軌跡を、他の視点から見た作図例を示す。両図をよ
く見較べて考えればわかるかもしれないが、かなり難し
い。
Conventional particle trajectory display technology (wire display) Fig. 23 shows a drawing example using the conventional display technology by wire (single line) display. In this example, since there is no information on the depth direction, three-dimensional grasp cannot be performed. FIG. 24 shows a drawing example of the same trajectory viewed from another viewpoint, in which it is difficult to determine which side is on the viewpoint side at the intersection. If you look closely at the two figures, you may understand, but it is quite difficult.

また、粒子の滞留時間や速度に関する情報がなく、こ
れらについては全くわからない、 (パーティクル・トレーサ表示) 最近、特にアニメーション表示やステレオ(立体)表
示で多用されている。
In addition, there is no information on the residence time and velocity of the particles, and they are not known at all. (Particle tracer display) Recently, it is frequently used especially in animation display and stereo (stereoscopic) display.

第25図にパーティクル・トレーサ表示の例を示すが、
これは煙突から出た煙の軌跡である。パーティクルを点
で表わす方法、球で表わす方法などがあり、一度に多数
のパーティクルを飛ばす場合は、どこから来たパーティ
クルかわかるように起点の位置または範囲ごとに色分け
している例もある。
Fig. 25 shows an example of particle tracer display.
This is the trail of smoke coming out of the chimney. There are a method of representing particles by points, a method of representing particles by spheres, and the like. When a large number of particles are to be blown at once, there is also an example in which the starting position or the range is color-coded so as to know where the particles came from.

この方法は、第25図に示したような静止画ではパーテ
ィクルは多いとわかりにくく、アニメーション表示が適
する。また、静止画でもステレオ表示を用いると3次元
的な動きがわかり易い。また、一定時間ごとにパーティ
クルを描いているので、密なところは流速が遅く、疎な
ところは速いことが、大略ではあるがわかる。
This method is difficult to understand if there are many particles in a still image as shown in FIG. 25, and animation display is suitable. In addition, three-dimensional movement is easy to understand even in a still image by using stereo display. In addition, since particles are drawn at regular intervals, it can be understood that the flow rate is slow in a dense area and fast in a sparse area.

(リボン表示) リボン表示の例として、「A Study of the Evolution
of Numerically Modeled Severe Storm:R.B.Wilhelmso
n他:International Journal of Super Computing Aplli
cations,1990」に、局地的な嵐、龍巻の生長の様子を数
値シミュレーション化し、アニメーションにより図化し
た2つの事例がある。1つは粒子軌跡をリボン表示した
ものであり、出発点の異なる赤リボンのグループと青リ
ボンで示す粒子のグループがそれぞれいかなる挙動を龍
巻の中で示すかろ、3次元グラフィックスのアニメーシ
ョンで示している。このリボンは時間とともに伸びてい
くので、その速さにより速度が大略わかり、またリボン
の面の陰影表示により3次元的な形状がわかる。
(Ribbon display) "A Study of the Evolution"
of Numerically Modeled Severe Storm: RBWilhelmso
n Other: International Journal of Super Computing Aplli
In cations, 1990, there are two cases where local storms and tornado growth were numerically simulated and animated. One is a ribbon display of the particle trajectory. The three groups of red ribbons and the blue ribbons with different starting points show the behavior in the tornado and the animation of the three-dimensional graphics. ing. Since the ribbon elongates with time, the speed can be roughly determined by the speed, and the three-dimensional shape can be determined by the shaded display of the ribbon surface.

もう1つは風の回転を可視化するものであり、前記の
リボンに、さらにネジのようなひねりを加えた表示とし
ている。つまり、アニメーション画像として、矢印が回
転しながらだんだん伸びていく表現方法である。
The other is to visualize the rotation of the wind, which is displayed by adding a twist like a screw to the ribbon. In other words, this is an expression method in which the arrow gradually rotates and rotates as an animation image.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

上記従来技術では、物体(粒子)軌跡の3次元的な位
置とその時間を、通常の静止画上に表現する配慮がなさ
れていないため、静止画では時間の不明確な2次元的な
表現方法でしか粒子軌跡を図化できず、技術的な検討に
用いるには情報が不足していた。一方、アニメーション
を用いると莫大な費用と時間がかかり、日常の設計、開
発研究業務での使用は全く不可能である。また、ステレ
オ表示は設備費が高価なことと、専用メガネを装置する
という限界があり、コピーしてレポートに綴じ込めるも
のではなかった。
In the above prior art, no consideration is given to expressing the three-dimensional position of an object (particle) trajectory and its time on a normal still image, and thus a two-dimensional expression method in which the time is unclear in a still image. Could not plot the particle trajectory, and there was insufficient information to use it for technical studies. On the other hand, the use of animation requires enormous cost and time, making it impossible to use in daily design and development research work. Further, the stereo display has a high facility cost and a limitation of using special glasses, and thus cannot be copied and bound in a report.

本発明の目的はかかる不具合を排除し、通常のCRT画
面上にも表示できる静止画により、物体(粒子)軌跡の
3次元的な位置関係とその時間を可視化できる方法を提
供することにある。
An object of the present invention is to provide a method that eliminates such inconveniences and visualizes the three-dimensional positional relationship of an object (particle) trajectory and its time using a still image that can be displayed on a normal CRT screen.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的は、単位時間ごとに色を塗り分けた、隠面陰
影表示を施した物体(粒子)軌跡のリボン表示により達
成できる。すなわち、従来技術の問題点は、3次元空間
内の物体の移動軌跡の表示方法において、所定時間間隔
ごとの軌跡の3次元的位置データを入力する工程と、前
記データで示される隣接位置間の軌跡を補間する工程
と、前記入力工程および補間工程で得られた軌跡データ
に基づき所定位置での軌跡の曲率ベクトルを算出する工
程と、前記曲率ベクトルの算出点において、曲率ベクト
ルに直角な所定幅のリボン面を形成する工程と、形成さ
れたリボン面を所定時間間隔ごとに色を変えて表示する
工程とを有することを特徴とする3次元空間内の物体軌
跡の表示方法、3次元空間内の物体の移動軌跡の表示方
法において、所定時間間隔ごとの軌跡の3次元的位置デ
ータを入力する工程と、前記データで示される隣接位置
間の軌跡を補間する工程と、前記入力工程および補間工
程で得られた軌跡データに基づき所定位置での軌跡の曲
率ベクトルを求める工程と、前記曲率ベクトルの算出点
において、曲率ベクトルに平行な所定幅のリボン面を形
成する工程と、形成されたリボン面を所定時間間隔ごと
に色を変えて表示する工程とを有することを特徴とする
3次元空間内の物体軌跡の表示方法、 3次元空間内の物体の移動軌跡の表示方法において、所
定時間間隔ごとの軌跡の3次元的位置データを入力する
工程と、前記工程で得られた軌跡データに基づき所定位
置での曲率ベクトルを算出する工程と、前記曲率ベクト
ルに直角な所定幅のリボン面を形成する工程と、形成さ
れたリボン面を所定時間間隔ごとに色を変えて表示する
ことを特徴とする3次元空間内の物体軌跡の表示方法、
3次元空間内の物体の移動軌跡の表示方法において、所
定時間間隔ごとの軌跡の3次元的位置データを入力する
工程と、前記データに示される隣接位置間の軌跡を補間
する工程と、前記入力工程および補間工程で得られた軌
跡データに基づき所定位置での曲率ベクトルを算出する
工程と、入力工程および補間工程で得られた軌跡データ
と、前記曲率ベクトルを使って物体軌跡を所定時間ごと
に色を変えてワイヤ表示するとともに、所定位置での曲
率ベクトル表示を行うことを特徴とする3次元空間内の
物体軌跡の表示方法、 および3次元空間内の物体の移動軌跡の表示方法にお
いて、所定時間間隔ごとの軌跡の3次元的位置データを
入力する工程と、前記データで示される隣接位置関係の
軌跡を補間する工程と、前記両工程で得られた軌跡デー
タに基づき物体軌跡を所定断面形状を有する棒状体で、
かつ所定時間間隔ごとにその表面の色を変えて表示する
工程とを有することを特徴とする3次元空間内の物体軌
跡の表示方法により解決される。
The above object can be achieved by a ribbon display of an object (particle) trajectory in which a color is applied every unit time and a shaded surface is displayed. That is, the problem of the prior art is that, in the method of displaying the movement trajectory of the object in the three-dimensional space, the step of inputting the three-dimensional position data of the trajectory at predetermined time intervals, Interpolating a trajectory; calculating a curvature vector of the trajectory at a predetermined position based on the trajectory data obtained in the input step and the interpolation step; and a predetermined width perpendicular to the curvature vector at the curvature vector calculation point. A method of displaying an object trajectory in a three-dimensional space, comprising the steps of: forming a ribbon surface of the same and changing the color of the formed ribbon surface at predetermined time intervals; Inputting three-dimensional position data of a trajectory at predetermined time intervals, interpolating a trajectory between adjacent positions indicated by the data, A step of obtaining a curvature vector of a trajectory at a predetermined position based on the trajectory data obtained in the input step and the interpolation step, and a step of forming a ribbon surface having a predetermined width parallel to the curvature vector at a point at which the curvature vector is calculated, Displaying the formed ribbon surface in different colors at predetermined time intervals. A method for displaying an object trajectory in a three-dimensional space, the method for displaying a movement trajectory of an object in a three-dimensional space Inputting three-dimensional position data of a trajectory at a predetermined time interval, calculating a curvature vector at a predetermined position based on the trajectory data obtained in the step, and setting a predetermined width perpendicular to the curvature vector. Forming a ribbon surface, displaying the formed ribbon surface in different colors at predetermined time intervals, and displaying the object trajectory in a three-dimensional space.
In a method of displaying a movement trajectory of an object in a three-dimensional space, inputting three-dimensional position data of a trajectory at predetermined time intervals, interpolating a trajectory between adjacent positions indicated by the data, Calculating a curvature vector at a predetermined position based on the trajectory data obtained in the step and the interpolation step; trajectory data obtained in the input step and the interpolation step; and using the curvature vector to generate an object trajectory at predetermined time intervals. In a method of displaying a trajectory of an object in a three-dimensional space and a method of displaying a trajectory of a moving object in a three-dimensional space, the method displays a curvature vector at a predetermined position while displaying a wire in a different color. A step of inputting three-dimensional position data of a trajectory at each time interval, a step of interpolating a trajectory of an adjacent positional relationship indicated by the data, and a step of inputting trajectory data obtained in the two steps. The object trajectory is a rod-shaped body having a predetermined cross-sectional shape based on the data,
And changing the surface color at predetermined time intervals for display. The method of displaying an object trajectory in a three-dimensional space is characterized in that:

〔作用〕[Action]

単位時間ごとにリボンを塗り分けることにより、その
色区間が短いと粒子は遅く、区間が長いと粒子は速いこ
とが容易に理解できる。また、この区間の数がその粒子
の全滞留時間となる。
By separately applying the ribbon every unit time, it can be easily understood that if the color section is short, the particles are slow, and if the color section is long, the particles are fast. Also, the number of this section is the total residence time of the particle.

また、隠面表示により複数のリボンが、または1本で
もそれ自信で絡まっている場合、どちらが手前にあるか
が明確にわかり、軌跡間の立体的な構成がわかる。
Also, when a plurality of ribbons or even one ribbon is entangled with confidence by the hidden surface display, it is clear which one is in front and the three-dimensional configuration between the trajectories can be understood.

さらに、リボンの面が陰影づけされているので、粒子
軌跡の3次元曲線的な動きが手にとるように理解でき
る。
Further, since the surface of the ribbon is shaded, it can be understood that a three-dimensional curved movement of the particle trajectory can be taken.

以上の図形表示は、通常のグラフィックスディスプレ
イ上に静止画として表示でき、またカラーハードコピー
として簡単に紙の上に印刷できるので、日常のエンジニ
アリング業務の中で利用できる。
The above graphic display can be displayed as a still image on an ordinary graphics display, and can be easily printed on paper as a color hard copy, so that it can be used in daily engineering work.

〔実施例〕〔Example〕

第1図のフローを用いて、本発明の実施例を説明す
る。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the flow of FIG.

第1図の大きな構造は。粒子軌跡の全数であるTmax
だけリボン面生成の計算を行い(したがて、リボン本数
はTmax)、その後で表示処理を行うものである。
What is the large structure in Fig. 1? The calculation of the ribbon surface generation is performed Tmax times, which is the total number of the particle trajectories (therefore, the number of ribbons is Tmax ), and then the display processing is performed.

以下、リボン面生成の手順を説明する。 Hereinafter, the procedure for generating the ribbon surface will be described.

工程1では、まず粒子軌跡のデータを読み込む。これ
は、計算時間間隔△Tごとの粒子の空間的な位置データ である。ここでiはリボン番号、nは時間区間の番号で
あり、0≦n≦Ndiv、Ndivは最大区間番号である。第1A
図にnの万能の付け方を示す。
In step 1, data of a particle trajectory is first read. This is the spatial position data of the particles at each calculation time interval ΔT It is. Here, i is the ribbon number, n is the number of the time section, 0 ≦ n ≦ N div , and N div is the maximum section number. 1A
The figure shows how to make n universal.

工程2では、次にパラメトリックスプライン補間を行
う。パラメトリックスプラインとは、3次元空間内での
自由な曲線を表わすものであり、空間のx、y、z座標
によらない、媒介変数(パラメータ)を用いる。その式
の導出方法などは、山口富士男:形状処理工学〔I〕:
萬友社(1982)に詳しく述べられている。
In step 2, next, parametric spline interpolation is performed. The parametric spline represents a free curve in a three-dimensional space, and uses a parameter (parameter) that does not depend on the x, y, and z coordinates of the space. The method of deriving the equation is described in Fujio Yamaguchi: Shape Processing Engineering [I]:
This is described in detail in Banyusha (1982).

第2図に示すように、点Qn-1とQnの間の区間でのスプ
ライン関数の式を、tをパラメータとして Pn(t)、0≦t≦1 とする。本式により、粒子軌跡の離散的な点Qを連続的
に滑らかに結ぶことができる。すなわち、本来滑らから
粒子軌跡の計算点は、飛び飛びの点Qとして出力される
ので、これをスプライン関数式を使って滑らかに結ぶこ
とができる。
As shown in FIG. 2, the expression of the spline function in the section between points Q n-1 and Q n is defined as P n (t), 0 ≦ t ≦ 1, with t as a parameter. According to this formula, discrete points Q of the particle trajectory can be continuously and smoothly connected. That is, since the calculation points of the originally smooth particle trajectory are output as discrete points Q, they can be smoothly connected using the spline function formula.

工程3では曲線ベクトルを求める。その目的はリボン
の面の向きの決定にある。つまり、本来粒子軌跡は単な
る線の軌跡であり、決して面をなしていない。しかし、
本発明では隠面陰影表示(隠面表示:後ろの面は見えな
いようにすること、陰影表示:影をつけれ立体的に見せ
ること)のため、リボン表示とする必要がある。そこ
で、リボンの面方向をどう決定するのが合理的であるか
を考えた。その結果、リボン面の方向を軌跡曲線の曲率
ベクトル方向とすることが最も合理的との結論に達し
た。
In step 3, a curve vector is determined. Its purpose is to determine the orientation of the face of the ribbon. In other words, the particle trajectory is simply a trajectory of a line and never forms a plane. But,
In the present invention, it is necessary to use a ribbon display for hidden surface shading display (hidden surface display: making the rear surface invisible, and shading display: giving a shadow and three-dimensional appearance). Therefore, we considered how it is reasonable to determine the surface direction of the ribbon. As a result, it was concluded that it is most reasonable to set the direction of the ribbon surface as the direction of the curvature vector of the locus curve.

ここで、リボン面の方向とは、第3図に示すような、
描画のためにリボンの微小区間でのリボンの面に垂直な
ベクトルである。一方、曲率ベクトルとは、絶対値の曲
率半径ρの逆数、つまり小さな半径ほど大きな値を持つ
ものである。その方向は曲率の中心に向かうベクトルで
ある。この両者を一致させることにより、軌跡をリボン
表示したときの軌跡の3次元的な曲がり方が、陰影づけ
した面によりよくわかるようにできる。
Here, the direction of the ribbon surface is as shown in FIG.
Vectors perpendicular to the plane of the ribbon in small sections of the ribbon for drawing. On the other hand, the curvature vector is a reciprocal of the curvature radius ρ of the absolute value, that is, a smaller radius has a larger value. The direction is a vector toward the center of curvature. By matching the two, the three-dimensional curve of the locus when the locus is displayed as a ribbon can be better understood by the shaded surface.

ここで、曲率ベクトルKの求め方であるが、曲線Pの
2階微分がKとなるため、非常に簡単である。
Here, the method of finding the curvature vector K is very simple because the second derivative of the curve P is K.

K=P″ 5では、リボンの各微小区間での面の四隅の座標値を
求め、面を明確に定める。それに先立ち、4ではリボン
を2速に塗り分けるためのカウンタ(COUNTER)をゼロ
クリアし、また表示色(COLOR)に初期色を設定する。
本フローでは、軌跡ごと(リボンごと)に色が変えられ
るよう、軌跡ごとに異なる2色を割り当てている。
In K = P ″ 5, the coordinate values of the four corners of the surface in each minute section of the ribbon are determined and the surface is clearly defined.In advance of 4, the counter (COUNTER) for separately applying the ribbon in the second speed is cleared to zero. , And set the initial color to the display color (COLOR).
In this flow, two different colors are assigned to each locus so that the color can be changed for each locus (for each ribbon).

9では、データ全区間Ndivにつき、上記処理を繰返
す。
In 9, per data entire section N div, repeat the above process.

さらに、その各区間内で10に示すように、軌跡を滑ら
かに表示できるよう、区間分割数Mdiv回処理を繰返す。
第3図の例ではMdiv=12である。
Further, as shown by 10 in each section, the processing is repeated M div times so that the trajectory can be displayed smoothly.
In the example of FIG. 3, M div = 12.

工程5における微小区間でのリボン面生成とは、第3
図において実線で囲った面の4頂点の座標を求めること
である。Pの式を用いて、リボンの微小区間において軌
跡上の両端点P(t−△t)、P(t)および曲率ベク
トル(=面の方向)Kが求まるので、これらとリボン幅
Wより微小面の4頂点の座標は簡単に求められる。
The generation of the ribbon surface in the minute section in the step 5 is the third step.
In this figure, the coordinates of four vertices of the surface surrounded by the solid line are determined. The end points P (t−Δt) and P (t) on the trajectory and the curvature vector (= surface direction) K on the trajectory in the minute section of the ribbon are obtained by using the equation of P. The coordinates of the four vertices of the surface can be easily obtained.

次に、面色のスイッチングにつき説明する。6に示す
ように、微小区間ごとにCOUNTERを1ずつ増加させる。
Next, switching of face colors will be described. As shown in FIG. 6, COUNTER is increased by one for each minute section.

7にて示すように、COUNTERの値がCLRSW(色のスイッ
チング間隔)に達したら、8に示すようにCOUNTERをゼ
ロクリアし、表示色COLORをもう1つの色の番号に変え
る。ここで、 CLRSW*△t が、1つの色が連続している区間であり、例えばこれを
1秒とすれば、リボンの縞の総数が秒数となる。工程8
のMOD(1、COLOR+1)は、(COLOR+1)が奇数なら
1、偶数なら0となる演算を示す。以上のように計算し
た微小区間面の座標値と表示色をすべて記憶する。
When the value of COUNTER reaches CLRSW (color switching interval) as shown at 7, COUNTER is cleared to zero as shown at 8 and the display color COLOR is changed to another color number. Here, CLRSW * △ t is a section in which one color is continuous. For example, if this section is 1 second, the total number of ribbon stripes becomes the number of seconds. Step 8
MOD (1, COLOR + 1) indicates that the operation is (1) if (COLOR + 1) is odd and 0 if (COLOR + 1) is even. All coordinate values and display colors of the minute section plane calculated as described above are stored.

工程11、12では、リボン全面につき隠面処理、陰影処
理を施して画面上に表示する。この処理は本発明特有の
ものではなく、一般的な処理であるので詳細な説明は省
略する。
In steps 11 and 12, the entire surface of the ribbon is hidden and shaded and displayed on the screen. This process is not specific to the present invention, but is a general process, and a detailed description thereof will be omitted.

第4図に、本発明の第1図のフローによって表わされ
た粒子軌跡の表示例を示す。これは先に示した、第23図
と全く同じデータを用い、全く同じ視点から見た表示例
である。
FIG. 4 shows a display example of the particle trajectory represented by the flow of FIG. 1 of the present invention. This is a display example using exactly the same data as shown in FIG. 23 and viewed from the same viewpoint.

これまで述べた実施例では、物体の移動軌跡データを
△T時間という一定時間ごとに入力する例を示したが、
この時間△Tを所望の値に変更して入力することも可能
である。また、入力された軌跡データによる隣接位置間
の軌跡を補間処理する実施例を示したが、最初の物体の
軌跡データ入力間隔(△T)を適切にとれば、この補間
処理工程は省略することができる。
In the above-described embodiments, an example is shown in which the movement trajectory data of the object is input at regular intervals of ΔT time.
The time ΔT can be changed to a desired value and input. Also, the embodiment has been described in which the trajectory between adjacent positions based on the input trajectory data is interpolated. However, if the trajectory data input interval (ΔT) of the first object is appropriately set, this interpolation processing step is omitted. Can be.

このように本発明によれば、粒子軌跡を単位時間ごと
に色分け表示するため、粒子の場所による速度および全
滞留時間を容易に知ることができる。
As described above, according to the present invention, since the particle trajectory is displayed in different colors for each unit time, the speed and the total residence time depending on the location of the particles can be easily known.

また、リボン面とすることにより、軌跡の前後位置関
係、曲率の方向が立体的に、かつ容易に理解できる。
Further, by using the ribbon surface, the front-rear positional relationship of the locus and the direction of the curvature can be three-dimensionally and easily understood.

リボン色を2色としたが、これは3色でも、また単位
時間ごとに区切りの線を入れても、本発明の範囲であ
る。ここで2色としたメリットであるが、N色から2色
を選択する組合わせの数cは c=nC2 であり、N=4、5、6、7、8……に対し、c=6、
10、15、21、28……と、単色表示に較べて多くの組合わ
せができ、複数の軌跡の見分けが容易である。
Although two ribbon colors are used, it is within the scope of the present invention to use three colors or to insert a dividing line every unit time. Is a merit that here in two colors, the number c of combinations for selecting two colors from N color was c = nC 2, N = 4,5,6,7,8 ...... contrast, c = 6,
10, 15, 21, 28,..., More combinations can be made than in the single color display, and it is easy to distinguish a plurality of trajectories.

また、粒子軌跡データの数はあまり多くなくとも、パ
ラメトリックスプライン補間をするため滑らかに軌跡を
描ける。本体、粒子軌跡の計算は非常に細かい時間刻み
で行うため、これをすべて出力すると計算点が1万点以
上になる。これに対し、計算点を直線で結んで滑らかに
見せるには、少なくとも1000点ぐらい必要である。一
方、本実施例では数十〜100点で同等以上の品質の表示
ができ、データ量が大幅に少なくて済む。
Further, even if the number of particle trajectory data is not so large, the trajectory can be drawn smoothly due to the parametric spline interpolation. Since the calculation of the main body and the particle trajectory is performed at very fine time intervals, if all of them are output, the number of calculation points becomes 10,000 or more. On the other hand, at least about 1000 points are required to connect the calculation points with a straight line to make them look smooth. On the other hand, in this embodiment, several tens to 100 points can be displayed with equal or higher quality, and the data amount can be significantly reduced.

他の実施例として、パラメトリックスプライン補間を
使用せずに曲率ベクトルを求める方法を示す。
As another embodiment, a method of obtaining a curvature vector without using parametric spline interpolation will be described.

第5図に、3点を通過する円から曲率ベクトルを求め
る方法を示す。3点の中央点から円の中心に向かう方向
を曲線の方向とし、円の半径の逆数を曲率ベクトルの絶
対値とする。そして、点Qn-1とQnの間の曲率ベクトル
は、Kn-1とKnを補間して使用する。
FIG. 5 shows a method of obtaining a curvature vector from a circle passing through three points. The direction from the center of the three points toward the center of the circle is defined as the direction of the curve, and the reciprocal of the radius of the circle is defined as the absolute value of the curvature vector. Then, the curvature vector between the points Q n−1 and Q n is used by interpolating K n−1 and K n .

本方法によれば、必要とするデータ点数は多いが、パ
ラメトリックスプラインの計算が不要であり、プログラ
ム開発が容易である。
According to this method, although the number of required data points is large, the calculation of a parametric spline is unnecessary, and the program development is easy.

さらに容易な実施例を第6図に示す。例えばQnにおけ
る曲率ベクトルを求める場合、Qnから2点、Qn-1、Qn+1
を結ぶ線分に垂直で、しかも線分と交わる方向に半直線
を引き、その方向を曲率ベクトルとする。リボン面の向
きを決めるのに、曲率ベクトルの大きさは不要なので、
以上の処理で充分である。データ点が充分に接近してい
れば、 であり、このようにして求めたKnの方向は3点、Qn-1
Qn、Qn+1を通る円の中心にほぼ向かう。
An even easier embodiment is shown in FIG. For example, when obtaining the curvature vector at Q n, 2 points from Q n, Q n-1, Q n + 1
Are drawn perpendicularly to the line segment connecting the lines and in a direction intersecting the line segment, and the direction is defined as a curvature vector. Since the magnitude of the curvature vector is not necessary to determine the orientation of the ribbon surface,
The above processing is sufficient. If the data points are close enough, Thus, the directions of Kn obtained in this way are three points, Q n−1 ,
It is almost toward the center of the circle passing through Q n and Q n + 1 .

次に、表示方法の他の実施例を示す。 Next, another embodiment of the display method will be described.

第7図は、第1図の実施フローを使って求めた粒子軌
跡である。これをもとに、他の実施例を説明する。
FIG. 7 is a particle trajectory obtained using the implementation flow of FIG. Based on this, another embodiment will be described.

第8図は、曲率ベクトルと直角に面ベクトルを定めた
ものであり、第7図と同等の情報を表現している。
FIG. 8 shows a plane vector defined at right angles to the curvature vector, and expresses the same information as in FIG.

第9図は、速度の速いところでリボンの幅を細く、遅
いところで広くしたものであり、流速をより明確に図示
できる。
FIG. 9 shows a ribbon having a narrow width at a high speed and a wide width at a low speed, so that the flow velocity can be illustrated more clearly.

流速によりリボン幅を変える一実施例を第20図を使っ
て説明する。図の例では、Qn-1からQnまでの時間と、Q
m-1からQmまでの時間が同一であり、ともに4区間に分
割してリボン面を作成する場合を示す。このリボンの描
画単位である1つの面に着目する。この微小面の上流側
の幅(Wt- )は、その前の微小面の計算により既知
であり、下流側の幅(Wt)が未知である。
An embodiment in which the ribbon width is changed according to the flow rate will be described with reference to FIG. In the example shown, the time from Q n -1 to Q n and Q
Time from m-1 to Q m are the same, showing a case of creating a ribbon surface is divided both into four sections. Attention is paid to one surface which is a drawing unit of the ribbon. The upstream width ( Wt- [ Delta] t ) of this minute surface is known from the calculation of the minute surface before it, and the downstream width ( Wt ) is unknown.

ここで、 △l=|P(t)−P(t−△t)| つまり、この2点間の距離とし、微小面の面積△A=
(一定)とすると、 である。これを変形して、 この式により、微小面の下流側のリボン幅が求まる。
このようにして求めたリボン幅を用いて描画することに
より、軌跡速度の速い部分は細く、遅い部分は太いリボ
ンとすることができる。また、速度が大きいところのリ
ボン幅を広く、遅いところのリボン幅を細くして表示し
てもよい。
Here, Δl = | P (t) −P (t−Δt) | That is, the distance between these two points and the area of the minute surface ΔA =
(Constant) It is. Transform this, This formula determines the width of the ribbon on the downstream side of the minute surface.
By drawing using the ribbon width obtained in this way, a portion with a high trajectory speed can be made thin and a portion with a low trajectory speed can be made thick. Alternatively, the ribbon width at a high speed may be widened and the ribbon width at a low speed may be narrowed.

第10図は、巻き尺表示とでもいうものであり、リボン
上に時間的な目盛りを入れたものである。また、あわせ
て全滞留時間を数字で表示した。第11図は、第7図の上
に速度ベクトルを表す矢印を重ね書きしたものである。
FIG. 10 is also referred to as a tape measure display, in which a time scale is put on the ribbon. In addition, the total residence time is indicated by numbers. FIG. 11 is obtained by superimposing arrows indicating speed vectors on FIG.

第12図は、リボンを使わずに円柱を利用した例であ
る。この場合、リボンより表示に時間がかかるが、曲率
の計算が不要である。
FIG. 12 is an example in which a cylinder is used without using a ribbon. In this case, it takes longer to display than the ribbon, but it is not necessary to calculate the curvature.

第13図は、リボンではなくワイヤ表示とし、単位時間
ごとに面方向を示す板をつけたもので、表示面数が少な
く表示が早い。これは板の代わりに球でもよい。
FIG. 13 shows a wire display instead of a ribbon, with a plate indicating the surface direction per unit time, and the number of display surfaces is small and the display is fast. This may be a ball instead of a plate.

第14図は、ワイヤ表示に対し、曲率ベクトルを同時に
描いたものである。この場合、表示ワイヤの色をリボン
表示の場合と同様に、所定時間間隔ごとに変更して表示
する。この表示は線だけなので表示処理が速く、専門家
の検討用に向いている。
FIG. 14 is a drawing in which a curvature vector is simultaneously drawn with respect to a wire display. In this case, the color of the display wire is changed and displayed at predetermined time intervals as in the case of the ribbon display. Since this display is only a line, the display processing is fast, and is suitable for examination by an expert.

第15図は、第7図の表示に曲率ベクトルを加えたもの
であり、非常に情報の多い表示である。
FIG. 15 is a display obtained by adding a curvature vector to the display of FIG. 7, and is a display with much information.

第16図は、解析領域から流出した粒子は矢印で示し、
壁にぶつかった粒子は矢印をつけない表示としたもので
ある 第17図は、複数の軌跡がある場合、後ろ側の軌跡も見
えるよう、半透明表示としたものである。
In FIG. 16, particles flowing out of the analysis area are indicated by arrows,
Particles hitting a wall are displayed without arrows. FIG. 17 shows a translucent display so that when there are a plurality of trajectories, the trajectory on the rear side can be seen.

第18図は、粒子の回転を考慮した表示な場合、捩れが
わかり易いよう、片側のエッジを色を変えて強調した例
である。同じ目的で、リボンの表裏の色を変える方法も
考えられる。
FIG. 18 shows an example in which one edge is changed in color and emphasized so that the twist is easy to understand in the case of display in consideration of the rotation of the particles. For the same purpose, it is possible to change the color of the front and back of the ribbon.

第19図は、視点からの距離が遠ざかるほど色を薄く表
示し、奥行き感をつけたものである。上記実施例では、
粒子軌跡の表示例について説明したが、本発明は3次元
空間内の流体の流れの軌跡、大気中の飛行体の軌跡、水
中を走行する物体軌跡をも対象とすることはもちろんで
ある。
In FIG. 19, the color is displayed lighter as the distance from the viewpoint increases, giving a sense of depth. In the above embodiment,
Although the display example of the particle trajectory has been described, the present invention naturally covers the trajectory of the flow of the fluid in the three-dimensional space, the trajectory of the flying object in the atmosphere, and the trajectory of the object traveling in the water.

なお、本発明は静止画を念頭においているが、これを
アニメーション表示、ステレオ表示に利用すれば、さら
に非常にわかり易い画像が得られる。
Although the present invention is intended for a still image, if it is used for animation display and stereo display, an image that is much easier to understand can be obtained.

また、応用も粒子軌跡のみならず、自動車、船、飛行
機、ロケットなどの航路表示、電子ビームや素粒子の軌
跡表示など、空間と時間の次元を持つ挙動の表示に広汎
に利用できる。
In addition, the present invention can be widely used not only for particle trajectories, but also for displaying behaviors having dimensions of space and time, such as displaying routes of automobiles, ships, airplanes, rockets, and the like, and displaying trajectories of electron beams and elementary particles.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、物体軌跡の3次元的な位置と時間の
情報を1つの図に表示でき、物体の挙動の理解に効果的
であるとともに、プレゼンテーションに用いても効果的
である。
According to the present invention, information on the three-dimensional position and time of an object trajectory can be displayed in one diagram, which is effective for understanding the behavior of an object and also effective for use in presentation.

本発明は静止画、アニメーション表示、立体表示に共
通に利用できる。静止画として利用した場合、図が1つ
だけなので表示処理が速く、ほとんどリアルタイムに作
図できるのでエンジニアリング検討用に好適である。ま
た、紙へのコピーや写真撮影したものをレポートの一部
として使用でき、その費用もきわめて廉価である。
The present invention can be used commonly for still images, animation displays, and stereoscopic displays. When used as a still image, display processing is fast because there is only one figure, and drawing can be performed almost in real time, which is suitable for engineering studies. In addition, paper copies and photographs can be used as part of the report, and the cost is extremely low.

本発明は、空間と時間の次元を持つ軌跡の可視化に、
物体軌跡に限らず広く利用できる。
The present invention provides visualization of a trajectory having dimensions of space and time,
It can be widely used not only for object trajectories.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明の実施例系統図、第1A図は、粒子軌跡
計算区間番号付与説明図、第2図は、粒子軌跡の計算点
間を結ぶスプライン関数処理説明図、第3図は、軌跡デ
ータ区間内の微小部分の面方向と座標決定説明図、第4
図は、本発明による粒子軌跡表示例図、第5図、第6図
は、粒子軌跡の曲率ベクトルを求める他の方法の説明
図、第7〜20図は、本発明による粒子軌跡の表示例図、
第21図は、従来の粒子軌跡の計算手順図、第22図は、従
来の粒子軌跡計算の原理図、第23図、第24図は、従来技
術によるワイヤ表示例図、第25図は、従来技術のパーテ
ィクル・トレーサ表示例図、第26図は、従来技術による
リボン表示例図である。 1……粒子軌跡データ読込工程、2……パラメトリック
スプライン補間工程、3……曲率ベクトル算出工程、4
……初期色設定および色変更カウンタのゼロ設定工程、
5……微小区間リボン面生成工程、6……微小区間ごと
のカウンタ工程、7……面色切換判定、8……面色切
換、9……全区間内繰返処理工程、10……各区間内繰返
処理工程、11……全面の隠面陰影処理工程、12……表示
工程。
1 is a system diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 1A is an explanatory diagram of assigning particle trajectory calculation section numbers, FIG. 2 is an explanatory diagram of spline function processing connecting between calculation points of the particle trajectory, and FIG. 4A, 4B, 4D, 4D, 4D, and 4D, the plane directions and coordinates of minute parts in a trajectory data section.
FIGS. 5 and 6 are explanatory views of another method for obtaining a curvature vector of a particle trajectory according to the present invention. FIGS. 7 to 20 are display examples of a particle trajectory according to the present invention. Figure,
FIG. 21 is a diagram showing the calculation procedure of the conventional particle trajectory, FIG. 22 is a diagram showing the principle of the conventional particle trajectory calculation, FIG. 23 and FIG. FIG. 26 is an example of a conventional particle tracer display, and FIG. 26 is an example of a ribbon display according to the prior art. 1 ... particle trajectory data reading step 2 ... parametric spline interpolation step 3 ... curvature vector calculation step 4
…… Initial color setting and zero setting process of color change counter,
5: minute section ribbon surface generation step, 6: counter step for each minute section, 7: face color switching determination, 8: face color switching, 9: repetition processing step within all sections, 10: within each section Repetitive processing step, 11 ... shading processing of the entire surface, 12 ... display step.

フロントページの続き (72)発明者 尾崎 雅則 神奈川県横浜市磯子区磯子1丁目2番10 号 バブコック日立株式会社横浜研究所 内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06T 15/00 - 15/70 G06F 17/50Continuation of the front page (72) Inventor Masanori Ozaki 1-2-10 Isogo, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside of Yokohama Laboratory, Babcock Hitachi, Ltd. (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G06T 15 / 00-15/70 G06F 17/50

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】3次元空間内の物体の移動軌跡の表示方法
において、所定時間間隔ごとの軌跡の3次元的位置デー
タを入力する工程と、前記データで示される隣接位置間
の軌跡を補間する工程と、前記入力工程および補間工程
で得られた軌跡データに基づき所定位置での軌跡の曲率
ベクトルを算出する工程と、前記曲率ベクトルの算出点
において、曲率ベクトルに直角な所定幅のリボン面を形
成する工程と、形成されたリボン面を所定時間間隔ごと
に色を変えて表示する工程とを有することを特徴とする
3次元空間内の物体軌跡の表示方法。
1. A method for displaying a movement trajectory of an object in a three-dimensional space, wherein three-dimensional position data of a trajectory at predetermined time intervals is input, and a trajectory between adjacent positions indicated by the data is interpolated. A step of calculating a curvature vector of a trajectory at a predetermined position based on the trajectory data obtained in the input step and the interpolation step; and at a calculation point of the curvature vector, a ribbon surface having a predetermined width perpendicular to the curvature vector. A method for displaying an object trajectory in a three-dimensional space, comprising: a forming step; and a step of displaying the formed ribbon surface by changing a color at predetermined time intervals.
【請求項2】請求項(1)において、リボン面の表示工
程を、形成されたリボン面を所定時間間隔ごとに色を変
えて表示するとともに、上記時間間隔ごとにリボン面に
物体の移動速度ベクトル表示を行うようにしたことを特
徴とする3次元空間内の物体軌跡の表示方法。
2. The method according to claim 1, wherein the step of displaying the ribbon surface includes displaying the formed ribbon surface in different colors at predetermined time intervals, and moving the object on the ribbon surface at each time interval. A method of displaying an object trajectory in a three-dimensional space, wherein a vector display is performed.
【請求項3】請求項(1)において、リボン面の表示工
程を、形成されたリボン面を所定時間間隔ごとに色を変
えて表示するとともに、表示リボン面にその位置の曲率
ベクトルを表示するようにしたことを特徴とする3次元
空間内の物体軌跡の表示方法。
3. The ribbon surface display step according to claim 1, wherein the formed ribbon surface is displayed by changing the color at predetermined time intervals, and the curvature vector at the position is displayed on the display ribbon surface. A method for displaying a trajectory of an object in a three-dimensional space, characterized in that:
【請求項4】3次元空間内の物体の移動軌跡の表示方法
において、所定時間間隔ごとの軌跡の3次元的位置デー
タを入力する工程と、前記データで示される隣接位置間
の軌跡を補間する工程と、前記入力工程および補間工程
で得られた軌跡データに基づき所定位置での軌跡の曲率
ベクトルを求める工程と、前記曲率ベクトルの算出点に
おいて、曲率ベクトルに平行な所定幅のリボン面を形成
する工程と、形成されたリボン面を所定時間間隔ごとに
色を変えて表示する工程とを有することを特徴とする3
次元空間内の物体軌跡の表示方法。
4. A method for displaying a movement trajectory of an object in a three-dimensional space, wherein three-dimensional position data of a trajectory at predetermined time intervals is input, and a trajectory between adjacent positions indicated by the data is interpolated. A step of obtaining a curvature vector of a trajectory at a predetermined position based on trajectory data obtained in the input step and the interpolation step; and forming a ribbon surface having a predetermined width parallel to the curvature vector at a calculation point of the curvature vector. And displaying the formed ribbon surface in a different color at predetermined time intervals.
A method for displaying an object trajectory in a three-dimensional space.
【請求項5】請求項(1)および(4)において、曲率
ベクトルの算出点におけるリボン面の形成に際し、リボ
ン面の幅を物体軌跡の移動速度に応じて制御するように
したことを特徴とする3次元空間内の物体軌跡の表示方
法。
5. The method according to claim 1, wherein the width of the ribbon surface is controlled according to the moving speed of the object trajectory when forming the ribbon surface at the curvature vector calculation point. Of displaying an object trajectory in a three-dimensional space.
【請求項6】3次元空間内の物体の移動軌跡の表示方法
において、所定時間間隔ごとの軌跡の3次元的位置デー
タを入力する工程と、前記工程で得られた軌跡データに
基づき所定位置での曲率ベクトルを算出する工程と、前
記曲率ベクトルに直角な所定幅のリボン面を形成する工
程と、形成されたリボン面を所定時間間隔ごとに色を変
えて表示することを特徴とする3次元空間内の物体軌跡
の表示方法。
6. A method for displaying a movement trajectory of an object in a three-dimensional space, comprising the steps of: inputting three-dimensional position data of the trajectory at predetermined time intervals, and at a predetermined position based on the trajectory data obtained in said step. Calculating the curvature vector, forming a ribbon surface having a predetermined width perpendicular to the curvature vector, and displaying the formed ribbon surface in different colors at predetermined time intervals. Display method of object trajectory in space.
【請求項7】請求項(1)、(2)、(3)、(4)、
(5)、(6)において、形成されたリボン面の表示工
程を、該リボン面に隠面陰影づけ処理するとともに所定
時間間隔ごとに色を変えて表示する工程としたことを特
徴とする3次元空間内の物体軌跡の表示方法。
7. Claims (1), (2), (3), (4),
(5) In (6), the display step of the formed ribbon surface is a step of performing a shadow shading process on the ribbon surface and changing the color at predetermined time intervals for display. A method for displaying an object trajectory in a three-dimensional space.
【請求項8】3次元空間内の物体の移動軌跡の表示方法
において、所定時間間隔ごとの軌跡の3次元的位置デー
タを入力する工程と、前記データに示される隣接位置間
の軌跡を補間する工程と、前記入力工程および補間工程
で得られた軌跡データに基づき所定位置での曲率ベクト
ルを算出する工程と、入力工程および補間工程で得られ
た軌跡データと、前記曲率ベクトルを使って物体軌跡を
所定時間ごとに色を変えてワイヤ表示するとともに、所
定位置での曲率ベクトル表示を行うことを特徴とする3
次元空間内の物体軌跡の表示方法。
8. A method for displaying a movement trajectory of an object in a three-dimensional space, wherein three-dimensional position data of the trajectory at predetermined time intervals is input, and a trajectory between adjacent positions indicated by the data is interpolated. A step of calculating a curvature vector at a predetermined position based on the trajectory data obtained in the input step and the interpolation step; a trajectory data obtained in the input step and the interpolation step; and an object trajectory using the curvature vector. Is displayed in a wire with a different color every predetermined time, and a curvature vector is displayed at a predetermined position.
A method for displaying an object trajectory in a three-dimensional space.
【請求項9】3次元空間内の物体の移動軌跡の表示方法
において、所定時間間隔ごとの軌跡の3次元的位置デー
タを入力する工程と、前記データで示される隣接位置間
の軌跡を補間する工程と、前記両工程で得られた軌跡デ
ータに基づき物体軌跡を所定断面形状を有する棒状体
で、かつ所定時間間隔ごとにその表面の色を変えて表示
する工程とを有することを特徴とする3次元空間内の物
体軌跡の表示方法。
9. A method for displaying a movement trajectory of an object in a three-dimensional space, wherein three-dimensional position data of a trajectory at predetermined time intervals is input, and a trajectory between adjacent positions indicated by the data is interpolated. And a step of displaying the object trajectory as a rod-shaped body having a predetermined cross-sectional shape based on the trajectory data obtained in both steps, and changing the surface color at predetermined time intervals. A method for displaying an object trajectory in a three-dimensional space.
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