JP3383563B2

JP3383563B2 - 物体移動シミュレーション装置

Info

Publication number: JP3383563B2
Application number: JP34940397A
Authority: JP
Inventors: 直行野崎
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 2003-03-04
Anticipated expiration: 2017-12-18
Also published as: JPH11184898A; US6167142A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物体どうしの接触
（干渉）が問題となる、部品の組み立てや装置内の可動
部品の挙動確認といった作業をシミュレーションにより
行なう物体移動シミュレーション装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、三次元ＣＡＤシステムを使用して
製品設計を行なうことが多くなってきているが、部品点
数の多い複雑な製品の場合、製品を組み立てるための組
立操作も複雑となり、熟練者であっても、設計段階で
は、他の部品と干渉してしまって組み立てることが不可
能になってしまったり、可動部品が他の部品と干渉して
しまって所望の動作をさせることが不可能になってしま
うといった事態を見落としてしまう恐れがある。

【０００３】ところが、従来の機構設計用ＣＡＤシステ
ムでは、設計した各部品を、製品が一見組み立てられた
かのような任意の位置、姿勢に配置することはできる
が、上記のような見落としがないことの確認は、その製
品を構成する各部品ないし各部品のモデルを実際に試作
して組み立てて見る必要がある。このような背景から、
実際に試作することなく、設計した製品が実際に組立可
能、分解可能であるかどうか、あるいは可動部品が他の
部品と干渉せずに所望の動作を実現できるかどうかをシ
ミュレートすることの出来るシミュレート装置の出現が
望まれている。

【０００４】シミュレーションによって組立等が可能で
あるか否かを検証するには、一般的には、三次元ＣＡＤ
システムを用いて設計された部品に関する情報を基に、
組み立てた後の製品の状態から出発し干渉の発生しない
分解経路を探索する手法が採用されている（「ＧＥＯＭ
ＥＴＲＩＣＲＥＡＳＯＮＩＮＧＡＢＯＵＴＭＥＣ
ＨＡＮＩＣＡＬＡＳＳＥＭＢＬＹ，Ｒａｎｄａｌｌ
Ｈ．ＷｉｌｓｏｎＪｅａｎ−ＣｌａｕｄｅＬａｔ
ｏｍｂｅ，ＳｔａｎｆｏｒｄＵｎｉｖｅｒｓｉｔ
ｙ，ＡｒｔｉｆｉｃａｌＩｎｔｅｌｉｇｅｎｃｅ
７１（２），Ｄｅｃ１９９４」，「ＡＮＥＦＦＩＣ
ＩＥＮＴＳＹＳＴＥＭＦＯＲＧＥＯＭＥＴＲＩＣ
ＡＳＳＥＢＬＹＳＥＱＵＥＮＣＥＧＥＮＥＲＡＴ
ＩＯＮＡＮＤＥＶＡＬＵＴＩＯＮ，ＢｒｕｃｅＲ
ｏｍｎｅｙ，ＳｔａｎｆｏｒｄＵｎｉｖｅｒｓｉｔ
ｙ，Ｐｒｏｃ．１９９５ＡＳＭＥ．ＩｎｔｌＣ
ｏｍｐｕｔｅｒｓｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣ
ｏｎｆ．，ｐｐ．６９９−７１２参照）。

【０００５】また、干渉チェックを行ない、干渉の発生
の有無や、干渉が発生したときの干渉点等を求める手法
は、特開平７−１３４７３５号公報、特開平８−７７２
１０号公報、特開平９−２７０４６号公報、「第１３回
日本ロボット学会学術講演会講演論文集ｐｐ．３７３
−３７４」、「情報処理学会第５１回全国大会講演論
文集（１）ｐｐ．５３−５４」等に提案されている。

【０００６】上記のようなシミュレーション装置では、
干渉が発生するか否かの検証ももちろん大切ではあるが
干渉にまでは至らなくても、現在移動中の物体（部品）
と他の物体（部品）との間でどこが最も接近しているか
を知ることは、組立てや分解のしやすさ等の点から重要
である。前掲の干渉チェック手法の中には、物体どうし
の最接近点を求めることができる手法もあり、その手法
を用いて、移動（分解、組立て等）シミュレーションを
行なおうとしている物体（部品）やその物体の周囲に存
在している物体（部品）のほか、最接近点どうしを結ぶ
最接近線を示す仮想物体を仮想三次元空間内に配置し、
表示画面上に、その仮想三次元空間をある視点から眺め
たときの三次元画像を表示することにより、最接近線が
どこに存在しているかを確認しながら移動シミュレーシ
ョンを行なうことができる。

【０００７】図３４は、移動シミュレーションの説明図
である。ここには仮想三次元空間内に、物体Ａ，物体
Ｂ，および物体Ｃが配置されており、今、物体Ａを矢印
Ｘに沿って移動させるシミュレーションを行なっている
ものとする。このとき、物体Ａが移動している途中の各
位置（図３４に示す各位置ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ）におい
て、物体Ａに最接近している物体（位置ａ〜ｄの場合は
物体Ｂ、位置ｅの場合は物体Ｃ）上の、物体Ａに最接近
している最接近点と、その最接近点に最接近している物
体Ａ上の最接近点との２つの最接近点どうしを結ぶ最接
近線ＭＡＬをあらわす仮想物体（以下、この仮想物体と
最接近線とを区別せずに、最接近線と称することがあ
る）を、物体Ａの移動中常に表示画面上に表示してお
く。こうすることにより、物体Ａが移動している途中に
おける、他の物体との干渉を免れる‘余裕度’を知るこ
とができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、これを単純
に実行すると、最接近線ＭＡＬが物体の陰に隠れてみえ
なくなてしまう事態が生じる。図３５，図３６は、最接
近線が物体の陰に隠れてしまう様子を示す模式図であ
り、図３５は移動前、図３６は移動後の状態を示してい
る。また、図３５，図３６とも、（Ａ）は平面図、
（Ｂ）は正面図であり、ここでは、（Ｂ）の正面図が表
示画面上に表示されているものとし、物体Ａが、図３５
に示す矢印Ｘに沿って移動するものとする。

【０００９】図３５に示す移動前の状態では、平面図
（Ａ）だけでなく正面図（Ｂ）にも最接近線ＭＡＬが表
示されているが、図３６に示す移動後の状態では、平面
図（Ａ）には最接近線ＭＡＬは表示されているものの、
表示画面上に表示されている正面図（Ｂ）には最接近線
は隠れてしまっている。このように、最接近線ＭＡＬが
見えなくなってしまうと、干渉を免れる‘余裕度’を確
認することができなくなるため、物体の移動を中断し、
視点を様々に変更して生成した三次元画像を順次表示し
てみて最接近線の見やすい三次元画像をさがし出し、そ
の後に移動を再開させる必要があり、多数の部品が組立
られる場合など、多数の物体が存在していてある物体の
移動中に最接近線ＭＡＬが様々に変化したり、いろいろ
な物体の陰に隠れてしまうような場面では、物体の移動
の中断、視点の変更、移動の再開をしょっちゅう繰り返
す必要があり、操作が煩わしいという問題がある。

【００１０】この操作の煩わしさを解消するために、最
接近線が常に表示されるように、三次元画像上の物体を
ワイヤフレーム等の線画で表示することが考えられる
が、複数の物体が重なっている場合などには線が混み合
い、物体どうしの配置関係や、どの物体のどの点とどの
物体のどの点が最接近点であるかなどを直感的に捕らえ
ることが難しい画像となってしまうことが考えられる。

【００１１】以上の問題点は、干渉が発生した場合の干
渉点についても同様であり、干渉点が物体の陰に隠れて
しまったり、物体を線画で表示した場合にどの物体のど
の点とどの物体のどの点が干渉したかなどを、直感的に
捕らえるのが難しい画像となってしまうことが考えられ
る。本発明は、上記事情に鑑み、最接近線や干渉点が見
やすく、かつ物体どうしの位置関係の把握が容易な三次
元画像を表示することのできる物体移動シミュレーショ
ン装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の物体移動
シミュレーション装置の基本構成図である。本発明の物
体移動シミュレーション装置は、以下に説明する第１〜
第４の物体移動シミュレーション装置のいずれにおいて
も、基本的には、干渉演算手段１００、および画像生成
手段２００を備えている。

【００１３】干渉演算手段１００は、複数の物体をあら
わす情報（物体情報）に基づいて、複数の物体のうちの
いずれかの関心物体とその関心物体を除く他の物体との
間の、関心物体に最接近している最接近物体上の関心物
体への最接近点と、関心物体上の最接近物体への最接近
点とからなる２つの最接近点の検出を含む演算を実行す
る手段である。

【００１４】また、画像生成手段２００は、上記２つの
最接近点どうしを結ぶ最接近線をあらわす仮想物体を含
む三次元画像を生成する手段である。上記の基本構成を
備えた本発明の物体移動シミュレーション装置のうちの
第１の物体移動シミュレーション装置は、上記画像生成
手段２００が、上記最接近線に垂直な方向に視点を移動
し移動後の視点から眺めたときの三次元画像を生成する
ものであることを特徴とする。

【００１５】通常は、最接近線を横から眺めた場合に、
その最接近線を最も良く視認できるからである。また最
接近線を横から眺める場合その最接近線が物体で遮られ
る可能性が低く、この点からも最接近線の良好な視認に
適している。ここで、上記本発明の第１の物体移動シミ
ュレーション装置において、画像生成手段２００が、移
動中の関心物体の今回の移動の前後において、移動後の
最接近線の中点を通りその最接近線を法線とする平面上
に移動前の視点から垂線を下し、上記中点から、上記垂
線が上記平面に交わる点に向かう直線上に視点を移動
し、移動後の視点から眺めたときの、移動後の最接近線
をあらわす仮想物体を含む移動後の複数の物体の三次元
画像を生成するものであることが好ましい。

【００１６】視点が大きく変化すると複数の物体相互の
配置関係を理解するのに手間取るおそれがあるが、最接
近線を横から眺める方向に視点を定めるにあたり、上記
のように視点の移動を最小限に抑えることにより、物体
相互の配置関係の理解が容易となる。また、上記本発明
の第１の物体移動シミュレーション装置において、画像
生成手段２００が、移動中の関心物体の今回の移動の前
後において、移動後の最接近線の中点を通りその最接近
線を法線とする平面上の点であって、移動後の最接近線
をあらわす仮想物体の、三次元画像上にあらわれる物体
により遮られる領域が相対的に小さい点、あるいは相対
的に小さい蓋然性が高い点に視点を移動し、移動後の視
点から移動後の最接近線の方向を眺めたときの、移動後
の最接近線をあらわす仮想物体を含む移動後の複数の物
体の三次元画像を生成するものであることも好ましい形
態である。

【００１７】こうすることにより、視点が大きく変化し
て物体相互間の配置関係の把握に多少手間取る事態が増
えることは考えられるが、最接近線を良好に視認できる
可能性を一層高めることができる。また、本発明の物体
移動シミュレーション装置のうちの第２の物体移動シミ
ュレーション装置は、上記基本構成を備えた上で、上記
画像生成手段２００が、上記最接近線をあらわす仮想物
体を遮る物体に半透明化処理を施してなる三次元画像を
生成するものであることを特徴とする。

【００１８】半透明化処理とは、自分の後ろに隠れた物
体もしくは物体の部分、あるいは自分の内部に包含され
た物体もしくは物体の部分を、例えばその物体の色と自
分自身の色とが混合されたような色で表わすなど、自分
自身をきちんと表示しながら後ろもしくは内部に隠れた
物体もしくは物体の部分も表示する手法である。本発明
の第２の物体移動シミュレーション装置は、最接近線を
遮る物体に半透明化処理を施してなる三次元画像を生成
して表示するものであるため、物体どうしの配置関係の
良好な視認性を保ちつつ、最接近線を常に表示すること
ができる。

【００１９】また、本発明の物体移動シミュレーション
装置のうちの第３の物体移動シミュレーション装置は、
上記基本構成を備えた上で、画像生成手段２００が、最
接近線をあらわす仮想物体を遮る物体の、少なくとも仮
想物体を遮る部分を非表示とした三次元画像を生成する
ものであることを特徴とする。本発明の第３の物体移動
シミュレーション装置は、その仮想物体（最接近線）を
遮る物体ないし物体の部分を非表示した三次元画像を生
成して表示するものであるため、最接近線が常に表示さ
れるとともに、その最接近線で結ばれた関心物体と最接
近物体の、少なくともその最接近線で結ばれた部分に関
し両者の位置関係の良好な視認性が確保される。

【００２０】ここで、上記本発明の第３の物体移動シミ
ュレーション装置において、画像生成手段２００は、最
接近線をあらわす仮想物体を眺める視線に沿う方向につ
いて、その仮想物体よりも手前に位置する物体もしくは
物体の部分を非表示とした三次元画像を生成するもので
あってもよく、あるいは、画像生成手段２００は、最接
近線をあらわす仮想物体を互いの間に挟んで、その仮想
物体を眺める視線に沿って広がる２枚の平面に挟まれた
空間内に位置する物体もしくは物体の部分を非表示とし
た三次元画像を生成するものであってもよい。

【００２１】さらに、本発明の物体移動シミュレーショ
ン装置のうちの第４の物体移動シミュレーション装置
は、上記基本構成を備えた上で、前記干渉演算手段１０
０が、最接近点の検出に加え、干渉の発生の有無の検
出、干渉が発生したときの、関心物体とその関心物体に
干渉した干渉物体との間の干渉点の検出を行なうもので
あって、画像生成手段２００が、干渉演算手段１００に
より干渉の発生が検出された場合に、干渉点を中心とし
た他の物体との重なりが許容された半透明の球体を含む
三次元画像を生成するものであることを特徴とする。

【００２２】ここで、「半透明の球体」は、前述した
「半透明化処理」が施された球体をいい、この球体は他
の物体との重なりが許容されたものであり、したがっ
て、この球体と重なった（球体の内部に含まれた）物体
もしくは物体の部分も、その半透明の球体を透過した表
示状態で表示される。このような半透明の球体を表示す
ることで干渉点の位置を容易に知ることができる。

【００２３】ここで、上記本発明の第４の物体移動シミ
ュレーション装置において、画像生成手段２００が、干
渉点を遮る物体に半透明化処理を施してなる三次元画像
を生成するものであることが好ましい。これにより、物
体どうしの配置関係の良好な視認性を保ちつつ干渉点を
視認することができる。

【００２４】また、上記本発明の第４の物体移動シミュ
レーション装置において、画像生成手段２００が、干渉
点を遮る物体の、少なくともその干渉点を遮る部分を非
表示とした三次元画像を生成するものであることも好ま
しい形態である。これにより、干渉点の観測性が確保さ
れるとともに、干渉が発生した関心物体と干渉物体の、
少なくとも干渉点近傍の部分に関し、両者の位置関係の
良好な視認性が確保される。

【００２５】さらに、上記本発明の第４の物体移動シミ
ュレーション装置において、図１に一点鎖線で示すよう
に、干渉演算手段１００により干渉の発生が検出された
場合に干渉が発生したことをあらわす警告音を発する警
告音発生手段３００を備えることが好ましい。この警告
音発生手段３００を備えることにより、干渉の発生を見
逃す可能性を大きく下げることができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図２は、本発明の物体移動シミュレーション
装置の一実施形態の外観図である。この図２に示すよう
に、本実施形態の物体移動シミュレーション装置はコン
ピュータシステム１０で実現されており、このコンピュ
ータシステム１０には、ＣＰＵ、磁気ディスク等からな
る記憶部等が内蔵された本体装置１１、表示画面１２ａ
上に画像を表示する画像表示部１２、各種の入力操作を
行なうキーボード１３、表示画面１２ａ上の任意の位置
を指定することによりこのコンピュータシステム１０に
各種の指示を与えるための操作子であるマウス１４、お
よび後述する警告音を発するためのスピーカ１５が備え
られている。このコンピュータシステム１０の本体部１
１には、さらに、画像表示部１２の表示画面１２ａに表
示される三次元画像を高速に描画するためのツールであ
る３Ｄ描画部や、スピーカ１５から発せられる音声を生
成する音声生成部が備えられており、さらには、フロッ
ピィディスクが装填されその装填されたフロッピィディ
スクをアクセスするフロッピィディスクドライバや、Ｃ
Ｄ−ＲＯＭが装填され、その装填されたＣＤ−ＲＯＭを
アクセスするＣＤ−ＲＯＭドライバが搭載されている。

【００２７】図３は、図２に示すコンピュータシステム
１０の内部構成図である。ここには、以下において説明
する本発明の一実施形態としての物体移動シミュレーシ
ョン装置を実現するために必要な構成部分のみ示されて
いる。ここには、バス２０を介して相互に接続された、
プログラムに従って演算を実行するＣＰＵ２１、ＣＰＵ
２１に演算を実行させるためのプログラムや、このコン
ピュータシステム１０内に構築された仮想三次元空間内
における様々な物体の形状やそれらの位置、姿勢を定義
している情報などを記憶しておき、さらに追加的な記憶
や書換えが行なわれる記憶部２２、図１に示すキーボー
ド１３やマウス１４等からなる入力部２３、物体情報に
基づいて画像表示部１２に表示する三次元画像を高速に
描画する３Ｄ描画部２４、およびスピーカ１５から発せ
られる音声を生成してスピーカを鳴らす音声生成部２５
が備えられている。

【００２８】以下、記憶部２２に記憶され、ＣＰＵ２１
で実行される、本発明の一実施形態としての物体移動シ
ミュレーション装置を実現するためのプログラムについ
て説明する。図４は、メインルーチンを示すフローチャ
ートである。ここでは、コンピュータシステム内部に構
築された仮想三次元空間内に配置された複数の物体のう
ち移動（位置の移動だけでなく、姿勢の変更をも含む）
させようとする物体（ここではこれを「関心物体」と称
する）を、記憶部内にあらかじめ用意しておいた指示情
報に基づいて移動させるか、あるいは入力部からの指示
操作により入力される指示情報に基づいてインタラクテ
ィブに移動させるかが判定させる（ステップＭ＿１）。
これら双方の指示形態のいずれを採用するかは、このコ
ンピュータシステムのオペレータにより指示入力され内
部にフラグとして記憶されており、ステップＭ＿１で
は、オペレータにその都度問い合わせることなく、その
フラグにより判定する。

【００２９】ここでは、指示情報は、以下の表１に示す
情報の集合からなる。

【００３０】

【表１】

【００３１】ここでは、「物体識別子」は、物体を相互
に識別するための各物体ごとにユニークに定義された識
別子をいい、「並進」とは、仮想三次元空間内での位置
の移動（狭義の移動）をいう。ここでは、前述したよう
に、「移動」は、広義には物体の回転を含む概念であ
り、以下狭義の移動をいうときは「並進」と称し、「移
動」は、その性質に反しない限り広義の意味に解釈する
ものとする。

【００３２】図４に示すステップＭ＿１でインタラクテ
ィブな移動であると判定されると、ステップＭ＿２に進
み、入力イベントが監視され、入力イベントが発生する
とステップＭ＿４に進む。一方図４に示すステップＭ＿
１でインタラクティブな移動ではないと判定されると、
記憶部にあらかじめ用意された指示情報が読み込まれて
（ステップＭ＿３）、ステップＭ＿４に進む。ここで、
記憶部から指示情報を読み出すにあたっては、あらかじ
め、関心物体の移動の期間中にわたる多数の指示情報が
記憶部内に用意される。また、指示情報には、表１に示
す物体の移動を指示する指示情報のほか、移動の終了を
指示する指示情報も存在する。

【００３３】ステップＭ＿４では、今回入力された、あ
るいは今回読み込まれた指示情報が物体の移動指示をあ
らわす指示情報であるか否かが判定され（ステップＭ＿
４）、物体の移動指示をあらわす指示情報でなかったと
きはステップＭ＿５に進み、今回の指示情報が物体の移
動終了を指示する指示情報であるか否かが判定される。
今回の指示情報が物体の移動終了を指示する指示情報で
あったときは、このメインルーチンを終了し、物体の移
動終了を指示する指示情報でもなかったときは、ここで
は、無関係な情報であるため、ステップＭ＿１に戻る。

【００３４】ステップＭ＿４において、今回の指示情報
が物体の移動指示をあらわす指示情報であると判定され
るとステップＭ＿６に進み、ステップＭ＿６では、今回
の指示情報に基づいて関心物体の移動後の位置・姿勢が
計算され、ステップＭ＿７において、移動後の関心物体
と他の物体との間の干渉チェック処理が行なわれる。こ
の干渉チェック処理は、前述した文献等に記載された既
知の干渉チェック処理アルゴリズムが採用されており、
ここでは、そのアルゴリズム自体の説明は省略する。

【００３５】この干渉チェック処理では、以下の表２に
示す干渉情報が求められ、その求められた干渉情報が記
憶部に格納される。

【００３６】

【表２】

【００３７】ここで、最接近点とは、今回移動された関
心物体に最接近している最接近物体上の、関心物体に最
接近している点と、関心物体上の、その最接近物体に最
接近指いる点との２点をいい、干渉点とは、関心物体
と、その関心物体に干渉した干渉物体との干渉点をい
う。ステップＭ＿８では、ステップＭ＿７で求められた
干渉情報に基づいて、干渉が発生していないか、それと
も干渉が発生したかが判定され、それぞれ、ステップＭ
＿９の処理１、ステップＭ＿１０の処理２に進む。処理
１，処理２の詳細については後述する。

【００３８】その後、ステップＭ＿１１に進んで関心物
体が今回移動した後の三次元画像が作成され、ステップ
Ｍ＿１２に進んで、画像表示部に、その作成された三次
元画像が表示される。図５は、処理１のルーチンを示す
フローチャートである。この処理１のルーチンは、図４
のメインルーチンにおける、干渉が発生していなかった
ときに実行されるステップＭ＿９の処理である。

【００３９】ここでは、先ず、図４に示すメインルーチ
ンのステップＭ＿７で求められて記憶部に格納された干
渉情報（表２参照）が参照され（ステップ１＿１）、そ
の干渉情報に基づいて２つの最接近点どうしを結ぶ最接
近線が作成される（ステップ１＿２）。次いで、ステッ
プ１＿３において、視点の変更が指示されているか否か
が判定される。この視点変更指示はこのコンピュータシ
ステムのオペレータにより行なわれるが、一旦行なわれ
た指示はフラグとして格納されており、このステップ１
＿３ではそのフラグを参照して判定している。そのフラ
グは物体の移動シミュレーションの途中でも変更可能で
ある。

【００４０】視点の変更が指示されていたときはステッ
プ１＿４の処理３に進む。処理３の詳細は後述する。そ
の処理３が終了すると、ステップ６に進み、物体群を半
透明表示するか否かが判定される。ステップ１＿３にお
いて視点の変更の指示がないと判定されたときは、ステ
ップ１＿５においてモードフラグＭｏｄｅＦｌａｇがＭ
ｏｄｅＦｌａｇ＝１にセットされてステップ１＿６に進
む。モードフラグＭｏｄｅＦｌａｇの意味について後述
する。ステップ１＿６にいう物体群は、全ての物体をい
うのではなく、後述するようにして定義される、最接近
線を遮る物体の集合をいう。このステップ１＿６におけ
る判定も、ステップ１＿３における視点変更の判定と同
様、あらかじめ指示入力されたフラグに基づいて行なわ
れる。

【００４１】ステップ１＿６において物体群を半透明表
示にする旨が指示されていたときは、ステップ１＿７に
進み、モードフラグＭｏｄｅＦｌａｇが１か否かが判定
される。ＭｏｄｅＦｌａｇ＝１のときは、ステップ１＿
８の処理４１に進み、ＭｏｄｅＦｌａｇ≠１のときはス
テップ１＿９の処理４２に進む。処理４１，処理４２の
詳細は後述する。処理４１あるいは処理４２が終了する
と、図４に示すメインルーチンのステップＭ＿１１に進
み、三次元画像が作成される。

【００４２】ステップ１＿６において物体群を半透明表
示にする旨の指示がなされていないと判定されたとき
は、ステップ１＿１０に進み、今度は物体群を非表示に
するか否かが判定される。ここでいう物体群とは、後述
するようにして定義される、最接近線を遮る物体や物体
の部分の集合をいう。このステップ１＿１０における判
定も、ステップ１＿３における視点変更の判定やステッ
プ１＿６における半透明表示にするか否かの判定と同
様、あらかじめ指示入力されたフラグに基づいて行なわ
れる。

【００４３】ステップ１＿１０において物体群を非表示
にする旨が指示されていたときは、ステップ１＿１１に
進み、モードフラグＭｏｄｅＦｌａｇが１か否かが判定
される。ＭｏｄｅＦｌａｇ＝１のときは、ステップ１＿
１２の処理５１に進み、ＭｏｄｅＦｌａｇ≠１のときは
ステップ１＿１３の処理５２に進む。処理５１，処理５
２の詳細は後述する。処理５１あるいは処理５２が終了
すると、図４に示すメインルーチンのステップＭ＿１１
に進み、三次元画像が作成される。

【００４４】ステップ１＿１０において、物体群を非表
示する旨の指示がなされていないと判定されたときは、
そのまま、図４に示すメインルーチンのステップＭ＿１
１に進む。図６は、図５に示す処理１のルーチンのステ
ップ１＿４で実行される処理３のルーチンを示すフロー
チャートである。図５に示す処理１のルーチンは、図４
に示すメインルーチンのステップＭ＿８において物体間
に干渉が発生していない旨判定されたときに実行される
ルーチンであって、図６に示す処理３のルーチンは、そ
の処理１のルーチンのステップ１＿３で視点を変更する
旨判定されたときに実行されるルーチンである。すなわ
ち処理３のルーチンは干渉が発生しておらず、したがっ
て最接近線が作成される状況において、その最接近線を
表示するにあたり、その最接近線の視認性向上のために
視点を変更するルーチンである。

【００４５】図６に示す処理３のルーチンの説明に先立
ち、仮想三次元空間に配置された物体とその物体を描写
した三次元画像との関係について説明する。図７は、仮
想三次元空間に複数の物体が配置されている状態を示す
模式図、図８は、それらの物体を描写した三次元画像を
示す模式図である。ここでは、図７に示すように仮想三
次元空間内に２つの物体Ａ，Ｂが配置されており、それ
らの物体Ａ，Ｂ間に最接近線ＭＡＬが示されている。こ
れらの物体の三次元画像を作成するには、視点Ｅ１と注
視点Ｏ１が定義され、視点Ｅ１からクリーンＳＣＲを透
して注視点Ｏ１を眺めたときの画像がここでいう三次元
画像であり、ここに示す例では図８のような画像とな
る。この図８に示す三次元画像には最接近線ＭＡＬは物
体Ｂの陰に隠れてしまっており、表示されていない。視
点Ｅ１と注視点Ｏ１との間の距離Ｌは視距離と呼ばれ
る。尚、視点Ｅ１の一点からスクリーンＳＣＲを透して
物体Ａ，Ｂを眺めると遠近法的な三次元画像となり、そ
のような遠近法を採用して三次元画像を作成してもよい
が、ここでは、必ずしも、遠近法を採用する必要はな
く、視点Ｅ１から注視点Ｏ１に向かう方向に平行に投影
した三次元画像等、他の描写法を採用した三次元画像を
作成してもよい。

【００４６】ここでは、物体Ａが移動し図８に示すよう
に最近接線ＭＡＬ（図７参照）が見えなくなってしまっ
たものとし、この状態から視点を変更する場合を例に挙
げて説明する。図９は、図７に示す物体Ａ，物体Ｂと同
じ配置関係にある物体Ａ，物体Ｂを示す模式図、図１０
は、図８に示す平面Ｐ１が直線に見える方向から見た平
面図である。

【００４７】さらに、図１１は、図９と同じ配置位置に
ある物体Ａ，物体Ｂと、さらに物体Ｃを示す模式図、図
１２は、図１１に示す平面Ｐが直線に見える方向から見
た平面図である。以下、これらの図９〜図１２を参照し
ながら、図６に示す処理３のルーチンについて説明す
る。

【００４８】図６に示す処理３では、先ずステップ３＿
１において、最接近線ＭＡＬの中点Ｏ２（図９参照）を
計算し、この中点Ｏ２を新たな注視点と定義する。次
に、ステップ３＿２において、その新たな注視点Ｏ２を
通り最接近線ＭＡＬが法線となる仮想的な平面Ｐ１を決
定する。次いで、ステップ３＿３に進み、図１０に示
す、変更前の視点Ｅ１を通る平面Ｐ１への垂線とその平
面Ｐ１との交点ｅ２が計算され、ステップ３＿４に進
み、２点Ｏ２，ｅ２を通り注視点Ｏ２から点ｅ２の方向
に向かって視距離Ｌを持つ点Ｅ２が計算され、その点Ｅ
２が新たな視点とされる。

【００４９】次いで、ステップ３＿３に進む。本実施形
態では視点の移動量が最小なるように視点を変更するモ
ードと、最接近線を隠す物体が最小となる位置に視点を
変更するモードとの２つのモードのうちのいずれか一方
のモードをあらかじめ選択するよう構成されており、ス
テップ３＿５では、視点の移動量が最小となるように視
点を変更するモードであるか否かが判定され、ステップ
３＿６では、最接近線を隠す物体が最小となる位置に視
点を変更するモードであるか否かが判定される。いずれ
のモードとも明示的に指定されていないときは、本実施
形態では、視点の移動量が最小となるように視点を移動
するモードが採用される。

【００５０】視点の移動量が最小となるように視点を変
更するモードが採用されたときは、ステップ３＿７に進
んでモードＭｏｄｅＦｌａｇに‘１’がセットされ、図
５に示すステップ１＿６に進む。ステップ３＿６におい
て、最接近線を隠す物体が最小となる位置に視点を変更
するモードが指定されていると判定された場合は、ステ
ップ３＿８に進み、図１１に示す平面的な領域Ａ、すな
わち、最接近線ＭＡＬの長さＷと視距離Ｌから長方形の
領域Ａが定められ、ステップ３＿９において、領域Ａに
含まれる物体の断面積ｄの合計面積Ｄが計算される。そ
の計算された合計面積は記憶部に格納される。このと
き、記憶部には、領域Ａに含まれる物体の物体識別子
や、以下に説明する領域Ａの回転角度θも一緒に格納さ
れる。ここでは、これらの情報を含めて「断面積情報」
と称する。

【００５１】表３に断面積情報の一例を示す。

【００５２】

【表３】

【００５３】ステップ３＿１０では、合計面積Ｄが０で
はない、すなわち、最接近線ＭＡＬを視界から遮る物体
が存在するか否かが判定され、最接近線ＭＡＬを遮る物
体が存在していたときはステップ３＿１１に進み、図１
１に示すように、その最接近線ＭＡＬを軸に領域Ａを所
定角度だけ回転させ、ステップ３＿１２では、領域Ａが
一回転したか否かが判定され、一回転していないときは
ステップ３＿９に戻り、再度、その回転後の領域Ａにつ
いて、その領域Ａに含まれる物体の断面積ｄの合計面積
Ｄが計算される。

【００５４】ステップ３＿１３では、どの回転角度でも
合計面積Ｄが０でなかったときは、記憶部に記憶された
断面積情報に含まれる、各回転角度θごとの合計面積Ｄ
を参照して、合計面積Ｄが最小となる角度θから新たな
視点Ｅ２が求められる。ステップ３＿１０においてある
回転角度で合計面積Ｄが０であると判定されたときは、
ステップ１３ではそのときの回転角度から新たな視点Ｅ
２が計算される。

【００５５】ステップ３＿１４では、モードフラグＭｏ
ｄｅｌＦｌａｇが０にリセットされる。尚、ここでは、
領域Ａに含まれる物体の断面積ｄの合計面積Ｄが求めら
れたが、これは計算の都合上断面積ｄを計算しやすいこ
とによる。断面積ｄの合計面積Ｄが小さいときは、最接
近線を良好に視認できる蓋然性が高いことになる。

【００５６】計算量は増えるが、断面積ｄに代わり、図
１２に示すような、領域Ａに物体が食い込む長さｈを採
用し、視点Ｅ２から眺めたときの、最接近線の遮られる
長さを求めてもよく、その場合、最接近線を最も良く視
認できる回転角度に視点を定めることができる。図５に
示す処理１のルーチン中ステップ１＿４の処理３では、
以上のようにして視点の変更が行なわれる。

【００５７】図１３は、図５に示す処理１のルーチン中
のステップ１＿８で実行される処理４１のルーチンを示
すフローチャートである。この処理４１のルーチンは、
処理１自体が図４に示すメインルーチンにおけるステッ
プＭ＿８で物体間に干渉が発生していないと判定された
場合に実行されるルーチンであって、かつ、図５に示す
処理１のルーチン中のステップ１＿６で物体群を半透明
表示することが指示されている旨判定された場合に実行
されるルーチンである。本実施形態には物体を半透明表
示するルーチンとして処理４１のルーチンと処理４２の
ルーチンとの２つのルーチンが用意されており、Ｍｏｄ
ｅＦｌａｇに応じて、それら２つのルーチンのうちのい
ずれのルーチンを実行するかが定められており、図１３
に示す処理４１のルーチンはＭｏｄｅＦｌａｇ＝１のと
きに実行される。ＭｏｄｅｌＦｌａｇが１にセットされ
るのは視点を変更しない場合（図５ステップ１＿５）、
あるいは視点の移動量が最小となるように視点を変更し
た場合（図６ステップ３＿５，３＿７）である。ここで
は、図５に示す処理１中のステップ１＿４で処理３が実
行されることにより、図６に示す処理３のルーチンで視
点の移動量が最小となるように視点が変更された場合を
想定して説明する。

【００５８】図１４，図１５は、図１３に示す処理４１
のルーチンの説明図であり、仮想三次元空間に５つの物
体Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅが配置されている状態を示す、そ
れぞれ平面図、正面図である。図１３に示す処理４１の
ステップ４１＿１では、図１４，図１５に示すように、
最接近線ＭＡＬの長さＷ、視距離Ｌ、視点Ｅ２、注視点
Ｏ２から、図１４，図１５に示す長尺の直方体形状の仮
想物体α１が作成され、ステップ４１＿２においてその
作成された仮想物体α１と他の物体との干渉チェックが
行なわれ、干渉情報（前掲の表２参照）が生成されて記
憶部に一旦格納される。

【００５９】次いで、その干渉情報が参照され（ステッ
プ４１＿３）、干渉をおこした物体が存在するか否かが
判定され（ステップ４１＿４）、干渉をおこした物体が
存在していたときは、その干渉をおこした物体の材質特
性が半透明に変更される。半透明とは、前述したよう
に、自分自身をきちんと表示するとともにその半透明の
物体内部あるいはその半透明の物体の背後に存在する物
体がある程度透けて見えるような処理を行なうことをい
う。図１４，図１５に示す例では、物体Ｄの材質特性が
半透明に変更され、その結果視点Ｅ２から注視点Ｏ２を
眺めた場合、最接近線ＭＡＬの一部は物体Ｄの背後にあ
るものの、その半透明の物体Ｄを透してその存在が視認
できることになる。

【００６０】ステップ４１＿５において、干渉した物体
の材質特性が変更されるとステップ４１＿３に戻り、こ
れまでに材質特性を半透明に変更した物体以外に干渉を
おこしている物体が存在していないかどうか確認が行な
われ、干渉を起こしている物体がさらに存在するときは
同様にして半透明化処理が施され、干渉を起こしている
物体の全てについて半透明化処理が施されると、この処
理１のルーチンを抜け、図５に示す処理１のルーチンに
戻ってその処理１のルーチンも抜け、図４に示すメイン
ルーチンのステップＭ＿１１に進んで三次元画像の作
成、表示が行なわれる。

【００６１】図１６は、図５に示す処理１のルーチン中
のステップ１＿１２で実行される処理５１のルーチンを
示すフローチャートである。この処理５１のルーチン
は、処理１自体が図４に示すメインルーチンにおけるス
テップＭ＿８で物体間に干渉が発生していないと判定さ
れた場合に実行されるルーチンであって、かつ、図５に
示す処理１のルーチン中のステップ１＿１０で、物体群
を非表示にすることが指示されている旨判定された場合
に実行されるルーチンである。本実施形態には、物体群
を非表示にするルーチンとして処理５１のルーチンと処
理５２のルーチンとの２つのルーチンが用意されてお
り、ＭｏｄｅＦｌａｇに応じて、それら２つのルーチン
のうちのいずれのルーチンを実行するかが定められる。
図１６に示すルーチンは、それら２つのルーチンのう
ち、ＭｏｄｅＦｌａｇ＝１のときに実行されるルーチン
である。ＭｏｄｅＦｌａｇが１にセットされるのは、図
１３に示す処理４１のルーチンの説明のときに説明した
とおり、視点を変更しない場合（図５ステップ１＿
５）、あるいは視点の移動量が最小となるように視点を
変更した場合（図６ステップ３＿５，３＿７）である。
ここでは、図１３に示す処理４１のルーチンを説明した
ときと同様、図５に示す処理１中のステップ１＿４で処
理３が実行され、図６に示す処理３のルーチン中で、視
点の移動量が最小となるように視点が変更された場合を
想定して説明する。

【００６２】図１７，図１８は、図１６に示す処理５１
のルーチンの説明図であり、仮想三次元空間に３つの物
体Ａ，Ｂ，Ｃが配置されている状態を示す、それぞれ、
斜視図、平面図である。また、図１９は、図１６に示す
処理５１のルーチンを実行した結果を示す模式図であ
る。

【００６３】図１６に示す処理５１のステップ５１＿１
では、図１７に示すように、最接近線ＭＡＬの中心点で
ある注視点Ｏ２から視点Ｅ２に向かうベクトルＶ２を法
線とする、最接近線ＭＡＬを含む平面Ｐ２を設定し、ス
テップ５１＿２では、その平面Ｐ２を視点Ｅ２の方向に
あらかじめ定められた所定距離Δｄだけ移動し（図１８
参照）、ステップ５１＿３では、その移動後の平面Ｐ２
をクリップ面としてその平面Ｐ２よりも視点Ｅ２側に存
在する物体あるいは物体の部分を非表示にする。具体的
には、図１８に示す例では、物体Ｃが非表示にされ、物
体Ａと物体Ｂの、平面Ｐ２よりも視点Ｅ２側の部分が切
断されて非表示にされる。その結果、図１９に示すよう
に、物体Ａと物体Ｂの、視点Ｅ２から見て平面Ｐよりも
遠い側に存在する部分と、最接近線ＭＡＬが表示される
ことになる。こうすることにより、最接近線ＭＡＬが確
実に視認される。

【００６４】図２０は、図５に示す処理１のルーチン中
のステップ１＿９で実行される処理４２のルーチンを示
すフローチャートである。この処理４２は、図１３に示
す処理４１と同様、最接近線の視認の妨げとなる物体を
半透明化する処理の１つであるが、ＭｏｄｅＦｌａｇ＝
０のときに実行されるルーチンであるＭｏｄｅＦｌａｇ
が０にセットされるのは、図６に示す処理３のルーチン
中、最接近線を隠す物体が、最小値となる位置に視点を
変更するモードを実行したときである（図６ステップ３
＿６，３＿１４）。

【００６５】図２０に示す処理４２のルーチンでは、先
ずステップ４２＿１において、図６に示す処理３のステ
ップ３＿８で記憶部に格納された断面積情報の中に、視
点Ｅ２が設定された角度θ（ステップ３＿１３参照）に
対応する物体識別子が存在するか否か検索される。この
検索対象の物体識別子は、図６に示す処理３のステップ
３＿１３で設定された視点Ｅ２から最接近線ＭＡＬを眺
めたときにその最接近線ＭＡＬを遮る物体の識別子であ
る。

【００６６】ステップ４２＿２では、そのような最接近
線ＭＡＬを遮る物体の識別子が存在するか否かが判定さ
れ、存在していたときは、ステップ４３＿３において、
その物体識別子により特定される物体の材質特性が半透
明に変更される。これらステップ４２＿１〜４２＿３
は、最接近線ＭＡＬを視界が遮る物体の数だけ繰り返さ
れる。

【００６７】以上のように、この処理４２では、図６に
示す処理３で記憶部に格納された断面積情報に基づい
て、最接近線ＭＡＬを視界から遮る物体が検索され、そ
れにより検出された物体が半透明に材質変更される。図
２１は、図５に示す処理１のルーチン中のステップ１＿
１３で実行される処理５２のルーチンを示すフローチャ
ートである。この処理５２は、図１６に示す処理５１と
同様、最接近線の視認の妨げとなる物体もしくはその一
部分を非表示にする処理の１つであるが、ＭｏｄｅＦｌ
ａｇ＝０のときに実行されるルーチンである。Ｍｏｄｅ
Ｆｌａｇが０にセットされるのは、図２０に示す処理４
２の説明でも述べたように、図６に示す処理３のルーチ
ン中、最接近線を隠す物体が最小となる位置に視点を変
更するモードが実行されたときである（図６ステップ３
＿６，３＿１４）。

【００６８】図２２，図２３は、図２１に示す処理５２
のルーチンの説明図であり、仮想三次元空間に３つの物
体Ａ，Ｂ，Ｃが配置されている状態を示す、それぞれ斜
視図、平面図である。また図２４は、図２１に示す処理
５２のルーチンを実行した結果を示す模式図である。

【００６９】図２１に示す処理５２のステップ５２＿１
では、図４に示すメインルーチンのステップＭ＿７で求
められて記憶部に格納された干渉情報（表２参照）が参
照され、最接近線の両端（最接近点）の位置情報Ｏ４，
Ｏ５を取得し、ステップ５２＿２において、図２２，図
２３に示すような、最接近点Ｏ４，Ｏ５をそれぞれ含
み、最接近線ＭＡＬを法線とする２つの平面Ｐ３，Ｐ４
が設定される。

【００７０】次いで、ステップ５２＿３において、図６
に示す処理３のステップ３＿８で記憶部に格納された断
面積情報中に、視点Ｅ２が設定されたときの角度θ（ス
テップ３＿１３参照）に対応する物体識別子が存在する
か否かが検索される。この検索対象の物体識別子は、図
６に示す処理３のステップ３＿１３で設定された視点Ｅ
２から最接近線ＭＡＬを眺めたときにその最接近線ＭＡ
Ｌを遮る物体の識別子である。

【００７１】ステップ５２＿４では、そのような最接近
線ＭＡＬを遮る物体の識別子が存在するか否かが判定さ
れ、存在していたときは、ステップ５２＿５において、
その物体識別子により特定される物体について２つの平
面Ｐ３，Ｐ４がクリップ面として設定され、その物体
の、それら２つの平面Ｐ３，Ｐ４に挟まれた領域内の部
分が非表示にされる。これらステップ５２＿３〜５２＿
５は、最接近線ＭＡＬを視界から遮る物体の数だけ繰り
返される。

【００７２】このような処理の結果、図２４に示すよう
に、最接近線ＭＡＬを見透すことができるようになる。
図２５は、図４に示すメインルーチンのステップＭ＿１
０で実行される処理２のルーチンを示すフローチャート
である。この処理２のルーチンは、図４に示すメインル
ーチンのステップＭ＿８で物体間に干渉が発生している
と判定されたときに実行されるルーチンである。

【００７３】また、図２６は、図２５に示す処理ルーチ
ンの説明図であり、仮想三次元空内に干渉した物体Ａと
物体Ｂが存在しており、それらの物体Ａ，Ｂを半透明の
球体Ｒで包み込んだ状態を示している。図２５に示す処
理２のルーチンでは、先ず、図４に示すメインルーチン
のステップＭ＿７における干渉チェック処理において求
められた干渉情報が参照されて干渉点Ｐ３が求められ
（ステップ２＿１）、注視点Ｏ３がその干渉点Ｐ３に変
更され（ステップ２＿２）、干渉を起こしている物体
Ａ，Ｂの最大外形が取得され（ステップ２＿３）、注視
点Ｏ３（干渉点Ｐ３）を中心として物体Ａ，Ｂの最大外
径を内包する最小半径の球の半径が取得され（ステップ
２＿４）、図２６に示すように、その半径を持つ半透明
球Ｒが作成される（ステップ２＿５）。この半透明球Ｒ
は、その中心点に干渉点Ｐ３が存在することを示すマー
クの一種であり、表示された三次元画像上でこの半透明
球を手掛かりに干渉点Ｐ３を容易に見つけ出すことがで
きる。

【００７４】次いで、ステップ２＿６において処理６が
実行される。この処理６の詳細は後述するが、前述した
最接近線の場合と同様に、干渉点の視認を遮る物体の半
透明化処理や非表示処理が行なわれる。ステップ２＿７
では、干渉が発生したことをあらわす警告音が出力さ
れ、図４に示すメインルーチンに戻り、ステップＭ＿１
１における三次元画像の作成、ステップＭ＿１２におけ
る、その作成された三次元画像の表示が行なわれる。

【００７５】図２７は、図２５に示す処理２のステップ
２＿６で実行される処理６のルーチンを示すフローチャ
ートである。図２８〜図３３は、図２７に示す処理６の
ルーチンの説明図である。図２８，図２９は、仮想三次
元空間に３つの物体Ａ，Ｂ，Ｃが配置された状態を示
す、それぞれ斜視図、平面図である。ここでは、物体Ａ
と物体Ｂとが干渉し視点Ｅ２からその干渉点Ｐ３（注視
点Ｏ３）を眺めたとき物体Ｃで遮られてその干渉点Ｐ３
（注視点Ｏ３）が視認できない状態にある。

【００７６】また、図３０は、物体Ｃが半透明化され干
渉点Ｐ３（注視点Ｏ３）を物体Ｃを透して視認できる状
態にあることを示す平面図である。また、図３１，図３
２は、図２８，図２９と同様、仮想三次元空間に３つの
物体Ａ，Ｂ，Ｃが配置され、物体Ａと物体Ｂとが干渉
し、その干渉点Ｐ３が物体Ｃに遮られて視点Ｅ２から視
認できない状態を示す、それぞれ斜視図、および平面図
であり、図３３は物体Ｃが非表示化され、さらに物体
Ａ，Ｂの各一部分が非表示化された結果の、干渉点Ｐ３
（注視点Ｏ３）を視認することができる状態の三次元画
像を示す図である。

【００７７】図２７に示す処理６のルーチンのステップ
６＿１では、干渉箇所を隠す物体を半透明にするか否か
が判定され、ステップ６＿２では、干渉箇所を隠す物体
を非表示にするか否かが判定される。干渉箇所を隠す物
体を半透明にするか否か、および干渉箇所を隠す物体を
非表示にするか否かはあらかじめコンピュータシステム
１０（図２参照）のオペレータにより指示入力され、そ
の入力された指示は内部にフラグとして記憶されてお
り、ステップ６＿１，６＿２ではその記憶されたフラグ
により判定される。干渉箇所を隠す物体を半透明にする
ことの指示と、干渉箇所を隠す物体を表示にするこの指
示の双方がなされていたときは、干渉箇所を隠す物体を
半透明にする指示の方が優先される。一方、いずれの指
示もなされていないときは、図２７に示す処理６のルー
チンでは何も行なわずにこの処理６のルーチンを抜け、
図２５に示す処理２のルーチンのステップ２＿７に進
む。

【００７８】ステップ６＿１において干渉箇所を隠す物
体を半透明にする指示がなされている旨判定されると、
ステップ６＿３に進み、図２９，図３０に示すような仮
想物体α２が作成される。この仮想物体α２は、注視点
Ｏ３（干渉点Ｐ３）と視点Ｅ２とを結ぶ直線に平行な辺
と垂直な辺で構成され、干渉した２つの物体Ａ，Ｂを含
む立方体の高さＨおよび幅Ｗと、視距離Ｌとで囲まれた
直方体である。

【００７９】ステップ６＿４では、このように作成され
た仮想物体α２と各物体との干渉チェック処理が行なわ
れ、それにより得られた干渉情報（表２参照）が一旦記
憶部に格納される。次いで、その干渉情報が参照され
（ステップ６＿５）、仮想物体α２と干渉している物体
が存在しているか否かが判定され（ステップ６＿６）、
干渉している物体が存在しているときは、その干渉して
いる物体の材質特性が半透明に変更される（ステップ６
＿７）。

【００８０】図２８〜図３０に示す例では、物体Ｃの材
質特性が半透明に変更され、その結果視点Ｅ２から注視
点Ｏ３（干渉点Ｐ３）を眺めた場合、その注視点Ｏ３
（干渉点Ｐ３）を、物体Ｃを透して視認することができ
る。ステップ６＿７で干渉している物体の材質特性が半
透明に変更されると、ステップ６＿５に戻り、これまで
に材質特性を半透明に変更した物体以外に仮想物体α２
と干渉している物体が存在していないかどうか確認が行
なわれ、干渉している物体が未だ残っているときは、同
様にして半透明処理が施される。仮想物体α２と干渉し
ている物体が全て半透明化されると、この処理６のルー
チンを抜け、図２５に示すステップ２＿７に進んで警告
音が発せられ、さらに図４に示すメインルーチンのステ
ップＭ＿１１に進んで三次元像の作成、さらにステップ
Ｍ＿１２でその作成された三次元画像の表示が行なわれ
る。

【００８１】図２７に示す処理６のルーチンのステップ
６＿１で干渉箇所を隠す物体を半透明にすることの指示
が存在しない旨判定されると、ステップ６＿２におい
て、干渉物体を隠す物体を非表示にすることの指示が存
在するか否かが判定され、その指示が存在している旨判
定されるとステップ６＿３に進む。ステップ６＿３で
は、図３１，図３２に示すとおり干渉点Ｐ３（注視点Ｏ
３）を通り、その干渉点Ｐ３（注視点Ｏ３）から視点Ｅ
２に向かうベクトルＶ４を法線とする平面Ｐ５が設定さ
れ、その平面Ｐ５が視点Ｅ２側に所定距離Δｄだけその
位置が移動され、そのように移動された平面Ｐ５をクリ
ップ面として、そのクリップ面よりも視点Ｅ２側に存在
する物体や物体の部分が非表示にされる。図３１〜図３
３に示す例では、物体Ｃが非表示にされるとともに、物
体Ａと物体Ｂの、クリップ面よりも視点Ｅ２側の部分が
非表示にされ、これにより、図４に示すメインルーチン
のステップＭ＿１１では、図３３に示すような三次元画
像が生成され、次のステップＭ＿１２にてその三次元画
像が表示される。

【００８２】これにより、干渉点を確実に視認すること
ができる。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
最接近線や干渉点が見やすい三次元画像を表示すること
のできる物体移動シミュレーション装置が実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の物体移動シミュレーション装置の基本
構成図である。

【図２】本発明の物体移動シミュレーション装置の一実
施形態の外観図である。

【図３】図２に示すコンピュータシステムの内部構成図
である。

【図４】メインルーチンを示すフローチャートである。

【図５】処理１のルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図６】処理３のルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図７】仮想三次元空間に複数の物体が配置されている
状態を示す模式図である。

【図８】仮想三次元空間に配置された複数の物体を描写
した三次元画像を示す模式図である。

【図９】図７に示す物体Ａ，物体Ｂと同じ配置関係にあ
る物体Ａ，物体Ｂを示す模式図である。

【図１０】図８に示す平面Ｐが直線に見える方向から見
た平面図である。

【図１１】図９と同じ配置関係にある物体Ａ，物体Ｂ
と、さらに物体Ｃを示す模式図である。

【図１２】図１１に示す平面Ｐが直線に見える方向から
見た平面図である。

【図１３】処理４１のルーチンを示すフローチャートで
ある。

【図１４】図１３に示す処理４１のルーチンの説明図で
あり、仮想三次元空間に５つの物体Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ
が配置されている状態を示す平面図である。

【図１５】図１３に示す処理４１のルーチンの説明図で
あり、仮想三次元空間に５つの物体Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ
が配置されている状態を示す正面図である。

【図１６】処理５１のルーチンを示すフローチャートで
ある。

【図１７】図１６に示す処理５１のルーチンの説明図で
あり、仮想三次元空間に３つの物体Ａ，Ｂ，Ｃが配置さ
れている状態を示す斜視図である。

【図１８】図１６に示す処理５１のルーチンの説明図で
あり、仮想三次元空間に３つの物体Ａ，Ｂ，Ｃが配置さ
れている状態を示す平面図である。

【図１９】図１６に示す処理５１のルーチンを実行した
結果を示す模式図である。

【図２０】処理４２のルーチンを示すフローチャートで
ある。

【図２１】処理５２のルーチンを示すフローチャートで
ある。

【図２２】図２０に示す処理５２のルーチンの説明図で
あり、仮想三次元空間に３つの物体Ａ，Ｂ，Ｃが配置さ
れている状態を示す斜視図である

【図２３】図２０に示す処理５２のルーチンの説明図で
あり、仮想三次元空間に３つの物体Ａ，Ｂ，Ｃが配置さ
れている状態を示す平面図である。

【図２４】図２１に示す処理５２のルーチンを実行した
結果を示す模式図である。

【図２５】処理２のルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図２６】処理２のルーチンの説明図である。

【図２７】処理６のルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図２８】処理６のルーチンの説明図である。

【図２９】処理６のルーチンの説明図である。

【図３０】処理６のルーチンの説明図である。

【図３１】処理６のルーチンの説明図である。

【図３２】処理６のルーチンの説明図である。

【図３３】処理６のルーチンの説明図である。

【図３４】移動シミュレーションの説明図である。

【図３５】最接近線が物体の陰に隠れてしまう様子を示
す、移動前の状態の模式図である。

【図３６】最接近線が物体の陰に隠れてしまう様子を示
す、移動後の状態の模式図である。

【符号の説明】

１０コンピュータシステム１１本体装置１２画像表示部１２ａ表示画面１３キーボード１４マウス１５スピーカ２０バス２１ＣＰＵ２２記憶部２３入力部２４３Ｄ描画部２５音声生成部１００干渉演算手段２００画像生成手段３００警告音発生手段ＭＡＬ最接近線Ｐ３干渉点

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の物体をあらわす情報に基づいて、
該複数の物体のうちのいずれかの関心物体と該関心物体
を除く他の物体との間の、該関心物体に最接近している
最接近物体上の該関心物体への最接近点と、該関心物体
上の該最接近物体への最接近点とからなる２つの最接近
点の検出を含む演算を実行する干渉演算手段と、前記２つの最接近点どうしを結ぶ最接近線をあらわす仮
想物体を含む三次元画像を生成する画像生成手段とを備
え、該画像生成手段が、前記最接近線に垂直な方向に視点を
移動し移動後の視点から眺めたときの三次元画像を生成
するものであることを特徴とする物体移動シミュレーシ
ョン装置。
【請求項２】前記画像生成手段が、移動中の関心物体
の今回の移動の前後において、移動後の最接近線の中点
を通り該最接近線を法線とする平面上に移動前の視点か
ら垂線を下し、前記中点から、該垂線が該平面に交わる
点に向かう直線上に視点を移動し、移動後の視点から眺
めたときの、移動後の最接近線をあらわす仮想物体を含
む移動後の複数の物体の三次元画像を生成するものであ
ることを特徴とする請求項１記載の物体移動シミュレー
ション装置。
【請求項３】前記画像生成手段が、移動中の関心物体
の今回の移動の前後において、移動後の最接近線の中点
を通り該最接近線を法線とする平面上の点であって、移
動後の最接近線をあらわす仮想物体の、三次元画像上に
あらわれる物体により遮られる領域が相対的に小さい
点、あるいは相対的に小さい蓋然性が高い点に視点を移
動し、移動後の視点から移動後の最接近線の方向を眺め
たときの、移動後の最接近線をあらわす仮想物体を含む
移動後の複数の物体の三次元画像を生成するものである
ことを特徴とする請求項１記載の物体移動シミュレーシ
ョン装置。
【請求項４】複数の物体をあらわす情報に基づいて、
該複数の物体のうちのいずれかの関心物体と該関心物体
を除く他の物体との間の、該関心物体に最接近している
最接近物体上の該関心物体への最接近点と、該関心物体
上の該最接近物体への最接近点とからなる２つの最接近
点の検出を含む演算を実行する干渉演算手段と、前記２つの最接近点どうしを結ぶ最接近線をあらわす仮
想物体を含む三次元画像を生成する画像生成手段とを備
え、該画像生成手段が、前記最接近線をあらわす仮想物体を
遮る物体に半透明化処理を施してなる三次元画像を生成
するものであることを特徴とする物体移動シミュレーシ
ョン装置。
【請求項５】複数の物体をあらわす情報に基づいて、
該複数の物体のうちのいずれかの関心物体と該関心物体
を除く他の物体との間の、該関心物体に最接近している
最接近物体上の該関心物体への最接近点と、該関心物体
上の該最接近物体への最接近点とからなる２つの最接近
点の検出を含む演算を実行する干渉演算手段と、前記２つの最接近点どうしを結ぶ最接近線をあらわす仮
想物体を含む三次元画像を生成する画像生成手段とを備
え、該画像生成手段が、前記最接近線をあらわす仮想物体を
遮る物体の、少なくとも該仮想物体を遮る部分を非表示
とした三次元画像を生成するものであることを特徴とす
る物体移動シミュレーション装置。
【請求項６】前記画像生成手段が、前記最接近線をあ
らわす仮想物体を眺める視線に沿う方向について、該仮
想物体よりも手前に位置する物体もしくは物体の部分を
非表示とした三次元画像を生成するものであることを特
徴とする請求項５記載の物体移動シミュレーション装
置。
【請求項７】前記画像生成手段が、前記最接近線をあ
らわす仮想物体を互いの間に挟んで、該仮想物体を眺め
る視線に沿って広がる２枚の平面に挟まれた空間内に位
置する物体もしくは物体の部分を非表示とした三次元画
像を生成するものであることを特徴とする請求項５記載
の物体移動シミュレーション装置。
【請求項８】複数の物体をあらわす情報に基づいて、
該複数の物体のうちのいずれかの関心物体と該関心物体
を除く他の物体との間の、干渉の発生の有無の検出、干
渉が発生したときの、該関心物体と該関心物体に干渉し
た干渉物体との間の干渉点の検出、および、干渉の発生
を免れているときの、該関心物体に最接近している最接
近物体上の該関心物体への最接近点と、該関心物体上の
該最接近物体への最接近点とからなる２つの最接近点の
検出を含む演算を実行する干渉演算手段と、前記関心物体の移動に伴って、前記干渉演算手段に前記
演算を実行させながら、前記関心物体と、前記最接近物体もしくは前記干渉物体
とを含む複数の物体の三次元画像であって、干渉を免れ
ている場合に前記２つの最接近点どうしを結ぶ最接近線
をあらわす仮想物体を含む三次元画像を順次に生成する
画像生成手段と、前記画像生成手段で生成された三次元画像を表示する画
像表示手段とを備え、前記画像生成手段が、前記干渉演算手段により干渉の発
生が検出された場合に、干渉点を中心とし他の物体との
重なりが許容された半透明の球体を含む三次元画像を生
成するものであることを特徴とする物体移動シミュレー
ション装置。
【請求項９】前記画像生成手段が、前記干渉点を遮る
物体に半透明化処理を施してなる三次元画像を生成する
ものであることを特徴とする請求項８記載の物体移動シ
ミュレーション装置。
【請求項１０】前記画像生成手段が、前記干渉点を遮
る物体の、少なくとも該干渉点を遮る部分を非表示とし
た三次元画像を生成するものであることを特徴とする請
求項８記載の物体移動シミュレーション装置。
【請求項１１】前記干渉演算手段により干渉の発生が
検出された場合に干渉が発生したことをあらわす警告音
を発する警告音発生手段を備えたことを特徴とする請求
項８記載の物体移動シミュレーション装置。