JP3047339B2 - 数値データ可視化装置 - Google Patents
数値データ可視化装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は数値シミュレーションの
結果等の数値データをグラフイックス処理により可視化
する数値データ可視化装置に関し、特に連続的な可視化
を行なう場合の数値データ可視化装置に関する。
結果等の数値データをグラフイックス処理により可視化
する数値データ可視化装置に関し、特に連続的な可視化
を行なう場合の数値データ可視化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】時間変化を伴なう数値シミュレーション
の結果等の数値データをグラフイックス処理により連続
的に可視化する従来の数値データ可視化装置について、
そのブロック図を示す図４を参照して説明する。
の結果等の数値データをグラフイックス処理により連続
的に可視化する従来の数値データ可視化装置について、
そのブロック図を示す図４を参照して説明する。
【０００３】数値データ格納手段４２に格納された数値
シミュレーションの結果等の数値データの可視化は、可
視化情報格納手段４１に前もって格納された可視化対象
領域、視点、視線方向、光源の位置といった可視化のた
めに必要な情報に基づき、公知のグラフイックス処理に
より以下のように行なわれる。
シミュレーションの結果等の数値データの可視化は、可
視化情報格納手段４１に前もって格納された可視化対象
領域、視点、視線方向、光源の位置といった可視化のた
めに必要な情報に基づき、公知のグラフイックス処理に
より以下のように行なわれる。
【０００４】公知のグラフイックス処理では、視点、視
線方向、表示対象物体の色、この物体に当たる光の強さ
に関する情報が必要である。そして、表示スクリーン上
の全ての画素に対してこれらの色および光の強さがわか
れば、これらを掛け合わせることにより目的とする画像
を得ることができる。
線方向、表示対象物体の色、この物体に当たる光の強さ
に関する情報が必要である。そして、表示スクリーン上
の全ての画素に対してこれらの色および光の強さがわか
れば、これらを掛け合わせることにより目的とする画像
を得ることができる。
【０００５】まず最初に、各画素に対応するデータ値の
変化を色の変化として表示するために、データ値の大き
さと色との対応表を作成しておく。この表を用いること
により、データ値の大きさから色を一意的に定めること
ができる。
変化を色の変化として表示するために、データ値の大き
さと色との対応表を作成しておく。この表を用いること
により、データ値の大きさから色を一意的に定めること
ができる。
【０００６】次に最初の時刻に対応する１ステップ分の
データおよびそれに対する可視化に必要な情報をグラフ
イックス処理手段４３が読み込む。グラフイックス処理
手段４３は、各画素の輝度を以下のように求める。
データおよびそれに対する可視化に必要な情報をグラフ
イックス処理手段４３が読み込む。グラフイックス処理
手段４３は、各画素の輝度を以下のように求める。
【０００７】まず、各画素が表示すべき可視化対象領域
中の点におけるデータ値の大きさを、数値データ格納手
段４２から読み込んだ数値データから補間により求め
る。これは数値データが得られている計算格子よりも表
示画素の方が小さいからである。求められたデータ値の
大きさと前述の対応表とから画素に対する色を一意的に
定める。
中の点におけるデータ値の大きさを、数値データ格納手
段４２から読み込んだ数値データから補間により求め
る。これは数値データが得られている計算格子よりも表
示画素の方が小さいからである。求められたデータ値の
大きさと前述の対応表とから画素に対する色を一意的に
定める。
【０００８】各画素に対する光の強さ、すなわち、画素
が表示すべき可視化対象領域中の点に当たる光の強さ
は、可視化対象領域、視点、視線方向、光源の位置につ
いての情報、すなわち可視化に必要な情報を用いて計算
する。
が表示すべき可視化対象領域中の点に当たる光の強さ
は、可視化対象領域、視点、視線方向、光源の位置につ
いての情報、すなわち可視化に必要な情報を用いて計算
する。
【０００９】こうして得られた各画素に対する色および
光の強さを掛け合わせたものが、画素の輝度となる。
光の強さを掛け合わせたものが、画素の輝度となる。
【００１０】モニタ４４は、グラフイックス処理手段４
３から出力される全画素の輝度情報により画像を表示す
る。
３から出力される全画素の輝度情報により画像を表示す
る。
【００１１】以上の処理を、各時刻ステップの数値デー
タに対して繰り返し行なうことで、連続的な可視化を行
なう。
タに対して繰り返し行なうことで、連続的な可視化を行
なう。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の数値デ
ータ可視化装置では、各時刻ステップにおいて前の時刻
ステップと同じグラフイックス処理を新たに行なってい
る。
ータ可視化装置では、各時刻ステップにおいて前の時刻
ステップと同じグラフイックス処理を新たに行なってい
る。
【００１３】一方、可視化対象領域、視点、視線方向、
光源の位置を変えなければ、各画素に対する光の強さは
一定に保たれ、再計算する必要はない。
光源の位置を変えなければ、各画素に対する光の強さは
一定に保たれ、再計算する必要はない。
【００１４】時系列データの可視化等のような連続的な
可視化を行なう場合、可視化対象領域、視点、視線方
向、光源の位置を頻繁に変えることは一般に少ないとい
う特徴を有している。
可視化を行なう場合、可視化対象領域、視点、視線方
向、光源の位置を頻繁に変えることは一般に少ないとい
う特徴を有している。
【００１５】従って、上述した従来の数値データ可視化
装置では、一般に再計算する必要のない上記各画素に対
する光の強さを毎回計算しなければならないという欠点
がある。
装置では、一般に再計算する必要のない上記各画素に対
する光の強さを毎回計算しなければならないという欠点
がある。
【００１６】本発明の目的は、可視化のための情報中再
計算の必要のない情報は直前の時刻ステップの情報を利
用することにより可視化のための計算時間を大幅に削減
できる数値データ可視化装置を提供することにある。
計算の必要のない情報は直前の時刻ステップの情報を利
用することにより可視化のための計算時間を大幅に削減
できる数値データ可視化装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】 第１の発明の数値デー
タ可視化装置は、数値シミュレーションの結果の数値デ
ータをグラフイックス処理により連続的に可視化する数
値データ可視化装置において、前記数値データを時系列
的に格納する数値データ格納手段と、視点、視線方向、
光源の位置および可視化対象領域の情報を含む可視化情
報を時系列的に格納する可視化情報格納手段と、前記可
視化情報格納手段から前記可視化情報の供給を受け、可
視化情報における視点、視線方向、光源の位置および可
視化対象領域の情報がその直前に供給を受けた情報と比
較して異なっているときには、供給された前記可視化情
報からあらためて各画素毎に表示する画像の光の強度を
計算する光の強度計算手段と、前記光の強度計算手段か
ら供給される光の強度データを格納する不変情報格納手
段と、前記可視化情報が直前の可視化情報と異なってい
るときには、前記数値データ格納手段からの数値データ
と前記光の強度計算手段からの各画素毎の前記光の強度
データとに基づいて対応する画素の輝度を計算し、前記
可視化情報が直前の可視化情報と同じときには、前記数
値データ格納手段からの数値データと前記不変情報格納
手段からの各画素毎の前記光の強度データとに基づいて
対応する画素の輝度を計算する輝度計算手段と、前記輝
度計算手段から全画素の輝度データの供給を受け画像を
表示するモニタとを含むことを特徴とする。
タ可視化装置は、数値シミュレーションの結果の数値デ
ータをグラフイックス処理により連続的に可視化する数
値データ可視化装置において、前記数値データを時系列
的に格納する数値データ格納手段と、視点、視線方向、
光源の位置および可視化対象領域の情報を含む可視化情
報を時系列的に格納する可視化情報格納手段と、前記可
視化情報格納手段から前記可視化情報の供給を受け、可
視化情報における視点、視線方向、光源の位置および可
視化対象領域の情報がその直前に供給を受けた情報と比
較して異なっているときには、供給された前記可視化情
報からあらためて各画素毎に表示する画像の光の強度を
計算する光の強度計算手段と、前記光の強度計算手段か
ら供給される光の強度データを格納する不変情報格納手
段と、前記可視化情報が直前の可視化情報と異なってい
るときには、前記数値データ格納手段からの数値データ
と前記光の強度計算手段からの各画素毎の前記光の強度
データとに基づいて対応する画素の輝度を計算し、前記
可視化情報が直前の可視化情報と同じときには、前記数
値データ格納手段からの数値データと前記不変情報格納
手段からの各画素毎の前記光の強度データとに基づいて
対応する画素の輝度を計算する輝度計算手段と、前記輝
度計算手段から全画素の輝度データの供給を受け画像を
表示するモニタとを含むことを特徴とする。
【００１８】また、第２の発明の数値データ可視化装置
は、第１の発明の数値データ可視化装置において、輝度
計算手段は数値データ格納手段から供給される数値デー
タを補間して各画素に対する数値データを求め、この数
値データに対応する色を予じめ用意してあるデータ値と
色との対応表とから求め、この色に、供給される各画素
が表示すべき地点に当たる光の強度を掛け合わせること
により画素の輝度を計算することを特徴としている。
は、第１の発明の数値データ可視化装置において、輝度
計算手段は数値データ格納手段から供給される数値デー
タを補間して各画素に対する数値データを求め、この数
値データに対応する色を予じめ用意してあるデータ値と
色との対応表とから求め、この色に、供給される各画素
が表示すべき地点に当たる光の強度を掛け合わせること
により画素の輝度を計算することを特徴としている。
【００１９】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００２０】図１は本発明の数値データ可視化装置の一
実施例を示すブロック図である。
実施例を示すブロック図である。
【００２１】本実施例の数値データ可視化装置は、図１
に示すように、可視化対象領域、視点、視線方向、光源
の位置といった可視化のために必要な情報を時系列的に
格納する可視化情報格納手段１１と、数値シミュレーシ
ョンの結果等の数値データを時系列的に格納する数値デ
ータ格納手段１２と、可視化情報格納手段１１から可視
化情報の供給をうけ直前に供給を受けた可視化情報と比
較して異なっているときに供給された可視化情報から光
の強度を計算する光の強度計算手段１３と、光の強度計
算手段１３から供給される光の強度データを格納する不
変情報格納手段１６と、数値データ格納手段１２からの
数値データと不変情報格納手段１６または光の強度計算
手段１３からの対応する光の強度データとの供給をうけ
て画素の輝度を計算する輝度計算手段１４と、輝度計算
手段１４から全画素の輝度データの供給を受け画像を表
示するモニタ１５とから構成される。
に示すように、可視化対象領域、視点、視線方向、光源
の位置といった可視化のために必要な情報を時系列的に
格納する可視化情報格納手段１１と、数値シミュレーシ
ョンの結果等の数値データを時系列的に格納する数値デ
ータ格納手段１２と、可視化情報格納手段１１から可視
化情報の供給をうけ直前に供給を受けた可視化情報と比
較して異なっているときに供給された可視化情報から光
の強度を計算する光の強度計算手段１３と、光の強度計
算手段１３から供給される光の強度データを格納する不
変情報格納手段１６と、数値データ格納手段１２からの
数値データと不変情報格納手段１６または光の強度計算
手段１３からの対応する光の強度データとの供給をうけ
て画素の輝度を計算する輝度計算手段１４と、輝度計算
手段１４から全画素の輝度データの供給を受け画像を表
示するモニタ１５とから構成される。
【００２２】数値データ格納手段１２に格納された数値
シミュレーションの結果等の数値データのコンピュータ
による可視化を、可視化情報格納手段１１に前もって格
納された、可視化対象領域、視点、視線方向、光源の位
置といった可視化のために必要な情報に基づき、連続的
に行なう場合について、図２の本実施例の動作を示す流
れ図を参照して説明する。
シミュレーションの結果等の数値データのコンピュータ
による可視化を、可視化情報格納手段１１に前もって格
納された、可視化対象領域、視点、視線方向、光源の位
置といった可視化のために必要な情報に基づき、連続的
に行なう場合について、図２の本実施例の動作を示す流
れ図を参照して説明する。
【００２３】最初に、データ値の大きさと色との対応表
を作成して、予め輝度計算手段１４に格納しておく。
を作成して、予め輝度計算手段１４に格納しておく。
【００２４】まず、最初の時刻ステップ分のデータを輝
度計算手段１４が数値データ格納手段１２から、これに
対応する可視化に必要な情報を光の強度計算手段１３が
可視化情報格納手段１１からそれぞれ読み込む（ステッ
プ２１）。
度計算手段１４が数値データ格納手段１２から、これに
対応する可視化に必要な情報を光の強度計算手段１３が
可視化情報格納手段１１からそれぞれ読み込む（ステッ
プ２１）。
【００２５】次に、視点、視線方向、光源の位置、およ
び可視化対象領域が直前の時刻ステップから変わったか
どうかを光の強度計算手段が判定する（ステップ２
２）。
び可視化対象領域が直前の時刻ステップから変わったか
どうかを光の強度計算手段が判定する（ステップ２
２）。
【００２６】もし変わっていれば、各画素に対する光の
強さを光の強度計算手段１３が計算し（ステップ２
３）、その結果を輝度計算手段１４に受け渡すと同時に
専用の不変情報格納手段１６に格納更新する（ステップ
２５）。
強さを光の強度計算手段１３が計算し（ステップ２
３）、その結果を輝度計算手段１４に受け渡すと同時に
専用の不変情報格納手段１６に格納更新する（ステップ
２５）。
【００２７】一方、視点、視線方向、光源の位置、およ
び可視化対象領域が直前の時刻ステップから変わってい
ないと判定された場合は、光の強度計算手段１３は直前
の時刻ステップで計算し、不変情報格納手段１６に格納
しておいた光の強さの情報を輝度計算手段１４に供給さ
せる（ステップ２４）。
び可視化対象領域が直前の時刻ステップから変わってい
ないと判定された場合は、光の強度計算手段１３は直前
の時刻ステップで計算し、不変情報格納手段１６に格納
しておいた光の強さの情報を輝度計算手段１４に供給さ
せる（ステップ２４）。
【００２８】各時刻ステップのデータからその画素が表
示すべき可視化対象領域中の点におけるデータ値を輝度
計算手段１４が補間により求め、その大きさと対応表と
から各画素に対する色を一意的に定め、各画素に対して
色および光の強さを掛け合わせてその輝度を計算する
（ステップ２６）。
示すべき可視化対象領域中の点におけるデータ値を輝度
計算手段１４が補間により求め、その大きさと対応表と
から各画素に対する色を一意的に定め、各画素に対して
色および光の強さを掛け合わせてその輝度を計算する
（ステップ２６）。
【００２９】このようにして得られた全画素の輝度情報
をモニタ１５に供給して画像を表示する（ステップ２
７）。
をモニタ１５に供給して画像を表示する（ステップ２
７）。
【００３０】以上の処理を全時刻ステップの数値データ
の可視化が終了するまで続ける（ステップ２８）。
の可視化が終了するまで続ける（ステップ２８）。
【００３１】例えば３次元翼の周りの流体シミュレーシ
ョンの結果から、時刻ｔ0 〜ｔn における翼表面上の圧
力分布の様子を等高線図により連続的に可視化して、ア
ニメーション表示を行なう場合を考える。
ョンの結果から、時刻ｔ0 〜ｔn における翼表面上の圧
力分布の様子を等高線図により連続的に可視化して、ア
ニメーション表示を行なう場合を考える。
【００３２】この場合、数値データは翼の周りの３次元
空間内に設定された格子点上に定義されており、可視化
対象領域は翼表面ということになる。
空間内に設定された格子点上に定義されており、可視化
対象領域は翼表面ということになる。
【００３３】図３を参照すれば、ある時刻ステップｔi
での表示を考えると、一つの画素Ｐは、これと視点Ｏと
を結ぶ線が可視化対象領域である翼表面と交わる点Ｘを
表示すればよい。
での表示を考えると、一つの画素Ｐは、これと視点Ｏと
を結ぶ線が可視化対象領域である翼表面と交わる点Ｘを
表示すればよい。
【００３４】この点Ｘにおける翼表面の法線ベクトルＨ
は、点Ｘの周りのデータ定義点である格子点の座標値か
ら外積計算を通して求まる。そして、点Ｘに当たる光の
強さは、この法線ベクトルＨの、光源Ｌと点Ｘとを結ぶ
ヘクトルＶに対する相対的な向きで決まる。
は、点Ｘの周りのデータ定義点である格子点の座標値か
ら外積計算を通して求まる。そして、点Ｘに当たる光の
強さは、この法線ベクトルＨの、光源Ｌと点Ｘとを結ぶ
ヘクトルＶに対する相対的な向きで決まる。
【００３５】位置Ｘにおける圧力の大きさは、その周り
の格子点上の圧力値から補間により求まり、その大きさ
に応じて色を一意的に定める（例えば圧力が高ければ
赤、低ければ青という具合に）。
の格子点上の圧力値から補間により求まり、その大きさ
に応じて色を一意的に定める（例えば圧力が高ければ
赤、低ければ青という具合に）。
【００３６】ところで、視点Ｏや視線方向を変えず、翼
表面上の圧力変化だけを可視化の対象とする限り、前記
画素Ｐは常に翼表面上の同じ位置Ｘを表示することにな
る。
表面上の圧力変化だけを可視化の対象とする限り、前記
画素Ｐは常に翼表面上の同じ位置Ｘを表示することにな
る。
【００３７】更に、光源の位置Ｌを変えなければ、位置
Ｘにおける翼表面の法線ベクトルＨは、光源Ｌに際して
常に同じ向きを向いている。従ってこの場合、全画素に
対して計算される光の強さの情報を専用の格納手段に格
納しておき、次の時刻ステップｔi+1 で改めて全画素に
対して翼表面の法線ベクトルや、それから求まる光の強
さを再計算せず、格納しておいた情報を利用する。
Ｘにおける翼表面の法線ベクトルＨは、光源Ｌに際して
常に同じ向きを向いている。従ってこの場合、全画素に
対して計算される光の強さの情報を専用の格納手段に格
納しておき、次の時刻ステップｔi+1 で改めて全画素に
対して翼表面の法線ベクトルや、それから求まる光の強
さを再計算せず、格納しておいた情報を利用する。
【００３８】このように本実施例では必要のない再計算
を省略することにより可視化のための計算時間を大幅に
短縮することができる。
を省略することにより可視化のための計算時間を大幅に
短縮することができる。
【００３９】本実施例では可視化情報の同一か否かの判
断機能を光の強度計算手段に含ませているが、本発明は
これに限るものではなく、光の強度計算手段とは別の手
段として設けてもよく、また不変情報格納手段を光の強
度計算手段内に取込むこともできる。
断機能を光の強度計算手段に含ませているが、本発明は
これに限るものではなく、光の強度計算手段とは別の手
段として設けてもよく、また不変情報格納手段を光の強
度計算手段内に取込むこともできる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の数値デー
タ可視化装置は、数値データの連続的な可視化におい
て、各時刻ステップで再計算を要する可能性が低い情報
を専用の装置上で計算すると共にその結果を格納手段に
格納しておき、次時刻ステップでこの格納しておいた情
報を利用することにより、可視化のために計算時間を大
幅に削減できるという効果を有する。
タ可視化装置は、数値データの連続的な可視化におい
て、各時刻ステップで再計算を要する可能性が低い情報
を専用の装置上で計算すると共にその結果を格納手段に
格納しておき、次時刻ステップでこの格納しておいた情
報を利用することにより、可視化のために計算時間を大
幅に削減できるという効果を有する。
【図１】本発明の数値データ可視化装置の一実施例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】本実施例の数値データ可視化装置における動作
の一例を示す流れ図である。
の一例を示す流れ図である。
【図３】数値シミュレーションの結果の可視化を行なう
場合の説明図である。
場合の説明図である。
【図４】従来の数値データ可視化装置の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
１１ 可視化情報格納手段 １２ 数値データ格納手段 １３ 光の強度計算手段 １４ 輝度計算手段 １５ モニタ １６ 不変情報格納手段 ２１〜２８ 流れ図のステップ ４１ 可視化情報格納手段 ４２ 数値データ格納手段 ４３ グラフイックス処理手段 ４４ モニタ
Claims (2)
- 【請求項１】 数値シミュレーションの結果の数値デー
タをグラフイックス処理により連続的に可視化する数値
データ可視化装置において、 前記数値データを時系列
的に格納する数値データ格納手段と、 視点、視線方
向、光源の位置および可視化対象領域の情報を含む可視
化情報を時系列的に格納する可視化情報格納手段と、
前記可視化情報格納手段から前記可視化情報の供給を受
け、可視化情報における視点、視線方向、光源の位置お
よび可視化対象領域の情報がその直前に供給を受けた情
報と比較して異なっているときには、供給された前記可
視化情報からあらためて各画素毎に表示する画像の光の
強度を計算する光の強度計算手段と、 前記光の強度計算手段から供給される光の強度データを
格納する不変情報格納手段と、 前記可視化情報が直前の可視化情報と異なっているとき
には、前記数値データ格納手段からの数値データと前記
光の強度計算手段からの各画素毎の前記光の強度データ
とに基づいて対応する画素の輝度を計算し、前記可視化
情報が直前の可視化情報と同じときには、前記数値デー
タ格納手段からの数値データと前記不変情報格納手段か
らの各画素毎の前記光の強度データとに基づいて対応す
る画素の輝度を計算する輝度計算手段と、 前記輝度計算手段から全画素の輝度データの供給を受け
画像を表示するモニタとを含むことを特徴とする数値デ
ータ可視化装置。 - 【請求項２】 輝度計算手段は数値データ格納手段から
供給される数値データを補間して各画素に対する数値デ
ータを求め、この数値データに対応する色を予じめ用意
してあるデータ値と色との対応表とから求め、供給され
る光の強度とから画素の輝度を計算することを特徴とす
る請求項１記載の数値データ可視化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05016039A JP3047339B2 (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | 数値データ可視化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05016039A JP3047339B2 (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | 数値データ可視化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06231277A JPH06231277A (ja) | 1994-08-19 |
| JP3047339B2 true JP3047339B2 (ja) | 2000-05-29 |
Family
ID=11905445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05016039A Expired - Fee Related JP3047339B2 (ja) | 1993-02-03 | 1993-02-03 | 数値データ可視化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3047339B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013061882A (ja) * | 2011-09-14 | 2013-04-04 | Fujitsu Ltd | 描画装置、描画方法及び描画プログラム |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6452087B2 (ja) | 2014-11-14 | 2019-01-16 | 国立研究開発法人海洋研究開発機構 | 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム |
-
1993
- 1993-02-03 JP JP05016039A patent/JP3047339B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013061882A (ja) * | 2011-09-14 | 2013-04-04 | Fujitsu Ltd | 描画装置、描画方法及び描画プログラム |
| US9324187B2 (en) | 2011-09-14 | 2016-04-26 | Fujitsu Limited | Visualization apparatus and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06231277A (ja) | 1994-08-19 |
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