JP3902872B2

JP3902872B2 - 仮想３次元空間の生成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、及び仮想３次元空間生成装置

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Publication number: JP3902872B2
Application number: JP24132898A
Authority: JP
Inventors: 正明谷崎; 貴志子丸山; 茂嶋田; 将也岡山; 亮石井
Original assignee: Hitachi Software Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Software Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1997-09-12
Filing date: 1998-08-27
Publication date: 2007-04-11
Anticipated expiration: 2018-08-27
Also published as: JPH11149571A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、仮想３次元空間を生成する方法に関し、特に、住宅地図などの２次元空間データに基づいて生成した、対象物の形状を多角柱で表現する粗い３次元構造データと、設計図などの詳細情報に基づいて対話的に生成した、対象物の形状を詳細に表現する詳細な３次元構造データとから仮想３次元空間を生成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地図／図面情報システムのような空間情報を提供するシステムでは、道順案内や設備管理など位置に関連する情報検索が要求されるため、現実の都市空間をもとにコンピュータ上に構築した仮想３次元空間をウォークスルーしながら目的地を探し、オブジェクトからのリンクによって関連情報を参照する方法が有効である。このようなシステムを実現するためには、現実の都市空間を反映した実用に耐えうる仮想３次元空間を構築する必要がある。このような仮想３次元空間を構築する方法として大きく２通りあり、その１つはCADツール等を用い対話処理によって詳細な３次元構造データを生成する方法である。
【０００３】
もう一つは、２次元地図データ等と各２次元図形に関連付けられた建物の階数情報等から、対象物を多角柱で表現する粗い３次元構造データを自動的に生成する方法である。図３を用いてこの方法を説明する。ベクトル情報を表す２次元空間データ３０１と、その２次元空間データと関連づけられた建物の階数等の属性データ３０２とを用いて、１階当たりの高さを仮定して建物全体の高さを求め、家枠を上底及び下底とした多角柱を生成する。構造データ３０３は、この方法により自動生成された粗い３次元の構造データである。なお、この生成方法は、特願平８−１１８６６１号で説明されている。また、この方法と同様の方法は、特開平４−１４９６８１号公報にも開示されている。特開平４−１４９６８１号公報では、各地図要素の各構成点の全てのＺ座標を各構成点毎に保持させるのではなく、各地図要素毎に１つのＺ座標値を抽出し、それを高さ情報として保持させることにより３次元のデータ量を削減する旨、及び地図上の各表示地図要素の構成点座標値を保持する２次元地図データファイルと、地図上の各表示地図要素に付随する属性情報を保持する属性データファイルに保持されている地図要素の建物の高さとから、３次元地図データを作成する旨が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
仮想３次元空間を構築するためにすべての構造データをCADツールなどを用いて対話的に生成したのでは膨大な時間と労力を要するという問題がある。また、インターネットを介して情報を提供するためには、仮想３次元空間のデータ容量をできるだけ低減しておく必要があるが、仮想３次元空間上のすべての構造データをCADツールなどを用いて対話生成したのではこの要求を満たすこともできない。
【０００５】
一方、２次元地図データ等と各２次元図形に関連付けられた建物の階数情報等から粗い３次元の構造データを自動的に生成する方法によれば、広範囲の２次元地図データから、短時間で、しかも、より少ないデータ容量で、３次元の構造データを生成することができる。しかし、この方法では全ての建物が多角柱として表現されるので、ナビゲーションの目標などにするにはわかりにくい場合がある。
【０００６】
そこで、ナビゲーションの目標などのわかりにくさを解消するために、自動生成した粗い構造データのなかで目標物となりうるランドマーク等だけを、 CADツールなどを用いて対話的に生成した詳細な構造データに置き換えることが考えられる。図２８に仮想３次元空間の手作業による合成処理の流れを示す。２８０１は自動生成した粗い３次元構造データで表現した仮想３次元空間、２８０２はCADツールなどを用いて対話生成した詳細な３次元構造データである。２８０３の仮想３次元空間の合成処理では、構造データのスケール・平行移動・回転を手作業によって変更することにより、置き換えの対象となる粗い３次元構造データと、それに置き換える詳細な３次元構造データとの位置合わせを行い、自動生成した仮想３次元空間上の一部を詳細な３次元構造データに置き換える。２８０４はこのようにして合成された仮想３次元空間データである。
【０００７】
しかし、 CADツールなどを用いて対話生成した詳細な構造データの座標系は、自動生成した粗い仮想３次元空間の座標系と必ずしも一致していないので、位置合わせには多くの労力を必要とする。また、３次元空間における位置合わせは、平行移動や回転などの自由度が大きいため、目標物となりうるランドマーク等だけをCADツールなどを用いて対話的に生成した詳細な構造データに置き換えるとしても、両者を合成する場合には多くの手作業を要し、膨大な労力を必要とすることになる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、複数の粗い３次元構造データの一部を詳細な３次元構造データに置換した仮想３次元空間を、低コストで生成可能な生成方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するために、本願の仮想３次元空間の生成方法の発明では、それぞれが対象物の形状を多角柱で表現する複数の粗い３次元構造データを表示手段に表示し、入力手段から入力された要求に応じて、上記表示手段に表示された上記複数の粗い３次元構造データから、一つの粗い３次元構造データを選択し、記憶装置に蓄積されている対象物の形状を詳細に表現する詳細な３次元構造データの集合から、上記選択された粗い３次元構造データに対応する詳細な３次元構造データを検索し、上記選択された粗い３次元構造データを上記対応する詳細な３次元構造データに置換する。
【００１０】
また、本願の他の仮想３次元空間の生成方法の発明では、複数の対象物の各対象物を２次元形状で表現する２次元空間データを表示手段に表示し、入力手段から入力された要求に応じて上記表示手段に表示された上記２次元空間データから一つの対象物を選択し、記憶装置に蓄積されている対象物の形状を詳細に表現する詳細な３次元構造データの集合から、上記選択された対象物の２次元形状に対応する詳細な３次元構造データを検索し、上記選択された対象物を上記対応する詳細な３次元構造データに置換する。
【００１１】
また、本願の他の仮想３次元空間の生成方法の発明では、対象物の形状を詳細に表現する詳細な３次元構造データを２次元の図形データに変換し、複数の対象物の各対象物を２次元形状で表現する２次元空間データから、上記変換した２次元の図形データの形状と類似する対象物を検索し、抽出された対象物が表示されている領域に、上記詳細な３次元構造データを配置する。
【００１２】
また、本願の仮想３次元空間生成プログラムを記録したコンピュータで読みとり可能な記録媒体の発明では、上記仮想３次元生成プログラムは、それぞれが対象物の形状を多角柱で表現する複数の粗い３次元構造データを表示手段に表示するステップと、入力手段から入力された要求に応じて、上記表示手段に表示された上記複数の粗い３次元構造データから、一つの粗い３次元構造データを選択するステップと、記憶装置に蓄積されている対象物の形状を詳細に表現する詳細な３次元構造データの集合から、上記選択された粗い３次元構造データに対応する詳細な３次元構造データを検索するステップと、上記選択された粗い３次元構造データを上記対応する詳細な３次元構造データに置換するステップとを有する。
【００１３】
また、本願の、サーバから端末装置に３次元構造データを送信する方法の発明では、サーバは、ネットワークを介して接続されている端末装置から、対象物の形状を多角柱で表現する粗い３次元構造データに対応する対象物の形状を詳細に表現する詳細な３次元構造データ検索要求と検索条件とを受信し、上記検索条件に応じて、記憶装置に格納された対象物の形状を詳細に表現する詳細な３次元構造データの集合を検索し、上記検索条件に応じた上記詳細な３次元構造データを上記端末装置に転送する。
【００１４】
また、本願の、サーバと通信して端末装置において仮想３次元空間を生成する方法の発明では、それぞれが対象物の形状を多角柱で表現する複数の粗い３次元構造データを上記端末装置の表示手段に表示し、上記端末装置において、上記表示手段に表示された上記複数の粗い３次元構造データから、一つの粗い３次元構造データを選択し、上記端末装置から上記サーバに、上記選択されて粗い３次元構造データに対応する対象物の形状を詳細に表現する詳細な３次元構造データの検索条件を送信し、上記サーバにおいて、上記検索条件に応じて、上記サーバの記憶装置に格納されている対象物の形状を詳細に表現する詳細な３次元構造データの集合を検索し、上記サーバから上記端末装置に、上記検索条件に応じた上記詳細な３次元構造データを送信し、上記端末装置において、上記選択された粗い３次元構造データを、上記サーバから送信された上記詳細な３次元構造データに置換する。
【００１５】
その他本願発明の特徴は、後述の実施例で明らかにされる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について説明する。尚、以下の実施例においては、粗い３次元の構造データとして、図３を用いて説明した上述の方法で自動生成した構造データを用いるものとする。また、粗い３次元構造データを「自動生成した構造データ」と、詳細な３次元構造データを「対話生成した構造データ」という。
【００１７】
［実施例１］
図１は本発明による仮想３次元空間の構築を行うシステムの構成を示す図である。
【００１８】
１は仮想空間の構築を行うための中央処理装置、２は中央処理装置で処理を行うために必要なプログラムを格納するプログラムメモリである。プログラムメモリには、自動生成した構造データを表示する表示プログラム１１、自動生成した構造データから置換を行う要素を選択する要素選択プログラム１２、置換候補となる対話生成した構造データを検索する構造データ検索プログラム１３、検索した構造データのデータ形式を自動生成した構造データのデータ形式に変換するデータ形式変換プログラム１４、検索した構造データを一覧表示する構造データ一覧表示プログラム１５、置換する構造データを選択する構造データ選択プログラム１６、構造データの置換を行う構造データ置換プログラム１７が格納されている。３は自動生成した構造データ１８を記憶するための第一のデータメモリ、４は対話生成した構造データの集合１９を記憶する第二のデータメモリである。
【００１９】
ここで、置換を行う候補となる対話生成した構造データの集合１９は、CADツール等で対話生成した建物の詳細な３次元の構造データの集合である。ここで構造データを表現するデータ形式として、３次元空間上に点、線、面等の図形要素を表現でき、しかも複数の図形要素をグループ化することができることが前提となる。このようなデータ形式の１つとして、例えばISO/IEC14772で標準化されている３次元立体記述言語VRML (Virtual Reality Modeling Language) が適用可能である。５は自動生成及び対話生成した構造データや操作の途中経過を表示するための表示手段、６は複数の候補からの選択を指示するための指示手段である。
【００２０】
次に本発明による仮想３次元空間の構築システムにおける置換処理の流れを、自動生成した構造データの建物要素をCADツール等で対話生成した建物の構造データで置き換える操作の一例を、図２を用いて説明する。
【００２１】
図２は、本発明による自動生成した構造データと対話生成した構造データから仮想３次元空間を構築する処理の流れを示す図であり、２０１は自動生成した構造データ、２０４は検索対象となる対話生成した構造データの集合、２０６は置換候補として検索された構造データの集合、２１１は置換処理の結果得られる仮想３次元空間データであり、各ステップ２０２、２０３、２０５、２０７、２０８、２０９、２１０、２１２は仮想３次元空間の構築における各処理を表す。また２２０、２２１、２２２、２２３、２２４は、PCやUNIX等のディスプレイに相当する表示装置上に表示する構造データ表示ウィンドウ及び置換候補表示ウィンドウの表示例であり、以下この画面表示例の順に各処理を説明する。
【００２２】
２２０の構造データ表示ウィンドウは、自動生成した構造データ２０１を２０２の構造データ表示処理の結果として表示した例である。２０１の自動生成した構造データは、図３の２次元空間データ３０１と属性データ３０２から自動生成した構造データであり、各建物を表す立体要素は上底面、下底面及び壁面等の複数の面をグループ化されており、各々IDを持つものとする。この構造データ２０１を画面上に表示する構造データ表示処理２０２では、公知のように３次元の構造データを透視変換処理、陰面処理等により処理して、例えばディスプレイ画面の各図形要素に対応するピクセルの情報を生成し、ディスプレイに表示する。
【００２３】
２２１の構造データ表示ウィンドウは、２０３の要素選択処理により操作者が指示手段である例えばマウスを用いて自動生成した構造データ中の要素の少なくとも１つ以上を選択し、選択された建物要素の色を変更して表示した例である。この要素選択処理２０３では、選択した要素と置換する対話生成した構造データを検索するためのパラメータを各要素のIDをもとに取得し、構造データ検索処理２０５に引き渡す。この検索パラメータとして、選択要素の名称、階数、底面形状、底面積のいずれかを選択する。
【００２４】
２２３の置換候補表示ウィンドウは、２０４の対話生成した構造データの集合から置換に適当な構造データを一覧表示した結果である。ここで２０４は、あらかじめ例えばCAD等の構造データ作成ツールを用いて対話生成した構造データの集合であり、２０５の構造データ検索処理では、２０３から得た検索パラメータをもとに２０４の構造データの集合から置換候補として適当な構造データの集合２０６を得る。続いて２０７のデータ形式変換処理で、検索された構造データ２０６のデータ形式を２０１の自動生成した構造データとデータ形式と一致させ、２０８の構造データ一覧表示処理でこれら構造データを底面形状の類似度の順に一覧表示する。さらに各構造データを表示する際に、２２１の構造データ表示ウィンドウに示された選択要素と視点方向を底面形状をもとに一致させて一覧表示する。２２１の構造データ表示ウィンドウの表示方向が変更されたときには、その変更を２２３の置換候補表示ウィンドウ中の各構造データ表示にも反映させ、常に表示方向を連動させる。これを画面表示した例が２２３の置換候補表示ウィンドウである。
【００２５】
ここで、底面形状の類似度の定義について説明する。類似度の定義としては、例えば、赤間他、「画像内オブジェクトの自動抽出を使った画像検索システム」（電子情報通信学会第８回データ工学ワークショップ（DEWS 97）論文集、pp. 107-112）で提案されている定義を用いる。図１７は、その文献における図形の特徴量を計算する処理の流れを示す図である。まずステップ１７１１では、１７０１に示すように図形の重心を中心とする外接円を描く。次にステップ１７１２では、円周上の各点から中心に向かう直線を引き、この直線上で図形と最初に交差する点までの距離を、１７０２に示すように角度を変えて求める。ステップ１７１３では、この距離が最小となる角度を原点として１７０３に示すように巡回させ、ステップ１７１４では、１７０４に示すように適当な次元でヒストグラム化したものを図形の特徴量として求める。このようにして求めた特徴量空間における距離を二つの図形間の類似度として定義している。
【００２６】
２２４の置換候補表示ウィンドウは、２０９の構造データ選択処理で操作者が指示手段を用いて構造データを一つ選択した結果を示しており、選択された構造データを続く２１０の構造データ置換処理へ引き渡す。
【００２７】
図２の説明に戻る。２２２の構造データ表示ウィンドウは、２１０の構造データ置換処理の結果を表示した例であり、これは２０３の要素選択処理で選択した建物要素が、２０９の構造データ選択処理で選択された構造データに置換された結果を示す。この結果として、自動生成した構造データと対話生成した構造データから構築した仮想３次元空間データが得られる。最後に仮想３次元空間データ記憶処理では、一連の処理結果として得られる仮想３次元空間データを２０３の要素選択処理で選られた要素のIDと、対話生成データの記憶位置を示す所在情報と、自動生成した構造データ中における配置情報を格納する。これによって次回以降、同じ領域の仮想３次元空間データを表示する場合に、同じ処理を行う必要はない。
【００２８】
図２の各処理ステップに関して、詳述する。
【００２９】
まず、構造データ表示処理２０２に関して、置換する要素を適当な位置へ表示するための平行移動や回転操作を行う処理の流れを説明する。図４は構造データ表示処理を示す図であり、４０１から４１０は平行移動や回転操作処理のフローチャートを示し、図５の５０１から５０３は各処理によって画面上の構造データ表示ウィンドウに表示されるメニューの例を示す。４０１では自動生成した構造データを読み込み、構造データ表示ウィンドウ内に描画する。４０２のモードの選択では、指示手段の例えばマウス左ボタンを押すことによって５０１に示すようなモード選択メニューを構造データウィンドウ内に表示する。ここで指示手段の例えばマウス右ボタンを用いて、回転、平行移動、選択モードを指示する。回転を選択した場合には続いて４０３の回転軸の決定処理で、X、Y、Zのいずれの軸を中心に回転するかを決定する。これには５０２に示す回転軸選択メニューから指示手段の例えばマウス左ボタンでいずれかを指示することで決定する。次に４０４の回転量の決定処理では、指示手段の例えばマウス右ボタンを押せば時計回りに10度、左ボタンを押せば反時計回りに10度ずつ４０５で表示を変更する。４０６の変更終了処理で指示手段の例えばEnterキーをYes、EscapeキーをNoとして、X、Y、Z軸に関して必要な回数繰り返して構造データの表示変更を行う。平行移動に関しても同様に５０３の移動方向選択メニューから移動方向を指示手段により選択し、移動量を４０８で指示手段を用いて決定し、X、Y、Z軸に関して必要な回数繰り返して構造データの表示変更を行う。構造データをウィンドウ内で回転及び平行移動することによって、適当な位置へ表示できたら、４０２のモード選択で次に行う要素選択処理へ移行するために選択を指示してこの処理を終了する。この結果、構造データ表示ウィンドウ内に操作者が望む位置に構造データが表示される。
【００３０】
次に、要素選択処理２０３に関して、図６及び図７を用いて説明する。図６は要素選択処理を説明する図であり、６０１から６０８は構造データ表示ウィンドウ内で置換する要素を選択する処理ステップである。図７の７０１から７０３は、各処理の結果として構造データ表示ウィンドウに表示される例を示す。この要素選択処理における６０１の選択数を選ぶ処理で、複数選択する場合には指示手段である例えばShiftキーを押し続け、単数選択する場合には何も押さずに次の処理へ進む。６０２の要素選択で、７０１の構造データ表示ウィンドウの例のように建物要素をマウスで指示する。次に６０３の選択要素の表示色変更処理により、建物要素の表示色を変更する。例えば、建物要素の各面の表示色がRed、 Green、 Blueそれぞれ0から255までの値(R_org、 G_org、 B_org)で表されているとき、変更後の表示色(R、 G、 B)は、(R、 G、 B) = (255 - R_org、 255 - G_org、 255 - B_org)で与えられる表示色へ変更する。この処理の結果、７０２の構造データ表示ウィンドウに示す例のように、選択された要素の表示色が変更される。
【００３１】
また、６０１で複数選択する場合には、同じく６０５、６０６の処理で繰り返し要素を選択でき、Shiftキーを離すことで６０７の選択終了へ進む。次に６０４では、ここまで選択した要素に確定するときはEnterキーを、再び選択し直すときはEscapeキーを押して、選択処理を繰り返す。選択要素を確定した場合には、６０８の置換候補の検索条件の選択処理へ進む。このとき、７０３の構造データ表示ウィンドウに置換候補の検索条件を選択するメニューが表示され、指示手段である例えばマウスによって、いずれかを選ぶ。このとき、６０１で単一要素を選択した場合には、選択した要素のIDから得られる名称、階数、底面形状、低面積の値を検索パラメータのデフォルト値とする。一方、６０１で複数選択した場合には、階数として選択した要素の最高値を、底面形状としては複数の選択要素の底面図形の最外隔多角形を、低面積は最外隔多角形の面積を検索パラメータのデフォルト値とする。パラメータ値を変更する場合には、７０３の構造データ表示ウィンドウの置換候補の検索条件選択メニューの該当する値をキーボードを用いて修正する。尚、底面形状に関しては後述する。以上の処理により自動生成した構造データから置換する要素を選択する。
【００３２】
次に、構造データ検索処理２０５に関して、図８及び図９を用いて説明する。図８は構造データ検索処理フローを示す図であり、８０１から８０３は対話生成した構造データから前述の要素選択処理２０３によって選択された要素と置換を行うのに最適な構造データを検索するための処理ステップである。図９における９００は、対話生成した構造データ９０１、９０２、９０３を管理する構造データ管理テーブルの例であり、各構造データの名称、階数、底面形状、底面積、データ形式、所在情報として単一PCやUNIXのハードディスクで管理する場合にはディレクトリとファイル名を管理する。この構造データ検索処理において、８００は前述の要素選択処理をさし、構造データ検索に必要な検索パラメータを与える。８０１では、８００から選られた検索パラメータをもとに構造データ管理テーブルへ条件検索を実行し、適当な構造データを得る。次に８０２では、検索結果として得られる構造データが複数である場合に各検索時の属性に関する類似度に基づいて構造データに順序付けを行う。例えば階数や底面積を条件として検索した場合には検索パラメータ値と対話生成した構造データの階数や底面積の差の小さい順に順序付けを行う。以上の処理により置換候補となる対話生成した構造データの集合を得る。
【００３３】
底面形状を検索条件の一つとしたのは次の理由による。一般に仮想３次元空間における構造データの配置を推定することは平行移動や回転などの自由度が大きいため困難である。しかし建物の場合、その底面は地面に拘束されているという制約条件がある。そこで、底面形状を検索条件の一つとした。
【００３４】
ここで上記構造データ管理テーブルにおける底面形状を対話生成した構造データから求める処理について詳述する。図１０において１００１は対話生成した建物の構造データであり、底面がx-y平面、高さ方向がz軸となるように座標系が設定されていると仮定する。本システムではまず、建物の構造データ１００１をデータ変換プログラム１００２によって図形データに変換する。１００３は変換された図形データで、例えば建物を真上から見たときの輪郭図形に対応している。
【００３５】
このデータ変換プログラム１００２の一例を図１１及び図１２にて説明する。図１１は建物を真上から見たときの輪郭図形に変換する処理の流れを示すPAD図、図１２はデータ変換の対象となる建物を表示した図である。
【００３６】
尚、PAD とは、処理を箱に書く形式の木構造チャート（tree structure chart）の一つである。制御構造は箱に特別な目印をつけて識別する。繰り返し構造は二重線を使い、１１０１のように、二重線が右側にあるときは後判定を表す。選択構造は、図の１１０８のように、箱の右側に切り込みを入れた形を使う。構造内に含まれる処理は下位の階層として右横に展開され上位の箱から延ばした横線でつなげる。同一の階層では処理は上から下へ進む。
【００３７】
図１１の説明に戻る。建物の構造データは底面がx-y平面、高さ方向がz軸となるように設定されていると仮定する。まず、ステップ１１０１からステップ１１０２で、すべての構成面をx-y平面に射影する。例えば、１２０１の構成面は１２０２のように射影され、その際に座標値は１２０３に示すようにz成分が0となるように変換される。次にステップ１１０３からステップ１１１１では、こうして求めたn個の射影図形Fi （i = 1〜n）を合成し、建物を真上から見たときの輪郭図形F0を求める。
【００３８】
図１１の各ステップについて説明する。すべての射影図形Fi (i = 1〜n)について、対応するフラグfiを0に設定する（ステップ１１０３，１１０４）。ここで、フラグfiは対応する図形の合成が終了している場合に1、それ以外の場合に0をとるように設定する。次に、F0の初期値をF1に設定し、対応するフラグf1を1に、合成の終了した図形の数kを1に設定する（ステップ１１０５）。すべての合成が終了するまで、即ち、合成の終了した図形の数kが射影図形の数nと一致するまで、残りの射影図形の合成を行う。残りの射影図形Fi (i = 2〜n)について、対応するフラグfiが0ならば、F0と重なるかどうかの判定を行う（ステップ１１０６〜１１０９）。両者が重なる場合は、FiとF0とを合成して新しいF0とし（ステップ１１１０）、対応するフラグfiを1に設定して、kを1だけ増加させる（ステップ１１１１）。
【００３９】
次に、F0とFiが重なるかどうかの判定（ステップ１１０９）を図１３を用いて説明する。図１３では、二つの図形F0とFiの内、少なくとも一つの構成点が他方の図形に含まれているならば、両者は重なっていると判断する。
【００４０】
まず、F0の構成点でFiに含まれる点の数kを0に設定する（ステップ１３０１）。F0のすべての構成点Pj（j = 1〜n0）について、その各々がFiに含まれるかどうかの判定を行う（ステップ１３０２，１３０３）。
【００４１】
点Pjが図形Fiに含まれるかどうかの判定は、例えば、恒川、「ナノピコ教室解答、領域のうちそと」（bit、 Vol.15、 No.1、 pp.103-107）にあるように、「点Pjを始点とする半無限直線と図形Fiの各辺とが交わる回数を調べ、その回数が奇数なら領域内、偶数なら領域外と判断する」というアルゴリズムに基づいて行う。
【００４２】
ここで、点Pjが図形Fiの境界線上にある場合、点Pjは図形Fiに含まれると判断する。点Pjが図形Fiに含まれる場合はkを1だけ増加させて（ステップ１３０４）、対応するラベル情報Ljを1に設定し（ステップ１３０５）、それ以外の場合は、Ljを0に設定する（ステップ１３０６）。同様に、Fiの構成点でF0に含まれる点の数kを0に設定する（ステップ１３０７）。Fiのすべての構成点Qj（j = 1〜ni）について、その各々がF0に含まれるかどうかの判定を行う（ステップ１３０８，１３０９）。点Qj が図形F0に含まれる場合はkを1だけ増加させて（ステップ１３１０）、対応するラベル情報Mjを1に設定し（ステップ１３１１）、それ以外の場合は、Mjを0に設定する（ステップ１３１２）。最後にk = n0かどうかの判定を行い（ステップ１３１３）、k = n0ならばF0はFiに完全に含まれると判断する（ステップ１３１４）。それ以外の場合はk = niかどうかの判定を行い（ステップ１３１５）、k = niならばFiはF0に完全に含まれると判断する（ステップ１３１６）。それ以外の場合は更にk+k' > 0かどうかの判定を行い（ステップ１３１７）、k+k' > 0ならばF0とFiは重なる（ステップ１３１８）、それ以外ならば重ならない（ステップ１３１９）と判断する。
【００４３】
次に、F0とFiが重なる場合の合成（ステップ１１１０）を図１４及び図１５にて説明する。図１４は処理の流れを示すPAD図、図１５は合成の対象となる二つの図形を示した図である。ここでは、輪郭線を追跡することによって合成図形を求める。
【００４４】
まず、ステップ１４０１からステップ１４０４では、F0の構成点から輪郭線追跡の開始位置P'1を求める。Fiに含まれる点は求める輪郭線からは外れるので、ラベル情報Liを0に設定した点を選ぶ。図１５において、１５０１と１５０２はそれぞれF0とFiに対応し、白丸で表した１５０３はラベル情報Ｌが0の点、黒丸で表した54はラベル情報Ｌが1の点を表す。ここで、それぞれの多角形は時計周りか半時計周りのどちらか一方に順番を一致させて格納されているものとする。図１５の場合、P1はラベル情報Ｌが0の点であるからそのまま開始位置として選択される。
【００４５】
次にステップ１４０５からステップ１４１４では、最初の点に戻るまで輪郭線を追跡していく。ここでflagは、F0とFiのどちらを追跡しているかを表し、flag = 0の場合はF0を、それ以外の場合はFiを追跡することを表す。flag = 0の場合、まず、次の追跡PkPlとFiが交差するかどうかを調べる(ステップ１４０７)。
【００４６】
交差する場合、最初に交差するFiの辺QmQm+1と交点Rを求め（ステップ１４０８）、交点RとQm+1を通過点として付け加える（ステップ１４０９）。
【００４７】
交差しない場合はPlをそのまま通過点として付け加える（ステップ１４１０）。flag = 1の場合も同様にして追跡を行う（ステップ１４１１〜ステップ１４１４）。
【００４８】
図１１乃至図１５を用いてデータ変換方法について説明したが、データ変換方法はこれに限られれない。例えば図１６のように、ステップ１６０１からステップ１６０３で、構造データのすべての構成面をそれぞれx-y平面に射影し、図形内部を黒画素(1)、外部を白画素(0)とした2値画像に変換する。次にステップ１６０４からステップ１６０６で、こうして求めたn個の画像Ii (i = 1〜n)について画像論理和をとり、合成画像I0を求める。最後にステップ１６０７で、合成画像I0の輪郭追跡を行い、輪郭図形F0を求めてもよい。
【００４９】
図２のステップの説明に戻る。２０８の構造データ一覧表示処理に関して、図１８を用いて説明する。図１８は置換候補となる構造データを一覧表示する処理の流れと処理の結果の画面表示例を示す図である。図１８において、１８０１では１８０６の構造データ表示ウィンドウから置換する要素の表示方向を得る。次に１８０２で置換候補の対話生成した構造データを１つ読み込み、１８０３で構造データを表示する方向を１８０１で得られた表示方向から設定し、１８０４で置換候補表示ウィンドウ内に表示を行う。１８０２から１８０４までの処理を検索された構造データの数だけ繰り返し、１８０７に示すような置換候補表示ウィンドウを表示する。本発明によるこの処理の結果２つのウィンドウの例のように、１８０６における選択された要素と１８０７に表示された構造データは底面形状が同じ向きに表示される。また、図１９に示すように置換候補表示ウィンドウが表示された後に、構造データ表示ウィンドウの視点方向を変更したときにも、図１８の処理のなかで１８０１、１８０２、１８０３、１８０４を繰り返し行って置換候補表示ウィンドウに表示される構造データの表示方向も連動して変更する。このように、２つのウィンドウにおける構造データの表示方向を一致させることで、自動生成した構造データをさまざまな方向から見たときの各方向に対応する構造データを一覧表示可能となるので、置換候補を選択する処理に有効である。
【００５０】
次に２１０の構造データ置換処理に関して、図２０を用いて説明する。図２０は構造データ置換処理の流れを示した図であり、まず２０００の構造データ選択処理から置換を行う対話生成した構造データを得る。次に２００１で構造データ表示ウィンドウにおける置換を行う選択要素の表示色を透明色に変更する。続いて２００２で構造データの選択要素位置への配置決定を行う。この構造データの配置決定のための位置合わせには、いくつか手段があるが例えば図形間の面積比や重心座標を利用可能である。２００３で構造データ表示ウィンドウ内の該当位置に構造データを表示し、２００４で確定あるいは、別の配置について再処理を行い、最適な配置を得る。この構造データの配置決定において、複雑な形状を持つ構造データを置換する場合には配置が一通りに決まるが、対話生成した構造データが立方体や円柱等といった対称図形を持つ場合には配置する際の方向が複数通りある。そこで、例えばマウスの右ボタン及び左ボタンを用いてそれぞれ、右ボタンを一回押したときは次の配置候補へ、左ボタンを押したときは前の配置候補へ対話生成した構造データを回転して最適な配置を決定する方式や、また対話生成した構造データが円柱の場合には回転角度を指定するといった配置決定方式が利用できる。以上の処理の結果、自動生成した構造データと対話生成した構造データから仮想３次元空間データが得られる。
【００５１】
構造データの配置決定のための位置合わせの方法を図２１及び図２２を用いて詳述する。図２１は処理の流れを示すPAD図、図２２は位置合わせ方法の説明図である。
【００５２】
２２０１は置換対象となる自動生成した構造データ上の家枠図形、２２０２は対話生成した構造データを真上から見たときの輪郭図形である。家枠図形２２０１のある座標系と輪郭図形２２０２のある座標系の座標原点と座標軸とを合わせる。
【００５３】
まずステップ２１０１では、家枠図形２２０１の面積S1と輪郭図形２２０２の面積S2からスケール比sを求める。面積とスケール比の関係は２２０３に示す通りである。
【００５４】
次にステップ２１０２では、家枠図形２２０１の重心G1の座標(x1、y1)と輪郭図形２２０２の重心G2の座標(x2、y2)から平行移動量Δgを求める。重心と平行移動の関係は２２０４に示す通りである。
【００５５】
またステップ２１０３では、重心から最も離れた点へのベクトルを求め、それぞれv1(a1、b1)とv2(a2、b2)とし、これより回転角Δθ求める。ベクトルと回転角の関係は２２０５に示す通りである。
【００５６】
そして、上記のスケール比、平行移動量、回転角により構造データの座標変換を行うことにより位置合わせを行う。
【００５７】
家枠図形２２０１と輪郭図形２２０２は厳密に一致しているわけではないので、ステップ２１０１からステップ２１０３で正しい配置が得られるとは限らない。
【００５８】
一方、「建物は道路に対して平行に配置されることが多い」というような、２次元空間データ上の他の図形要素との位置関係に規則性が存在している。
【００５９】
そこでステップ２１０４では、２次元空間上の他の図形要素との位置関係から回転角を補正する。すなわち、家枠図形２２０１の位置を２次元空間上の他の図形要素との位置関係に基づき補正し、この補正に基づきさらに輪郭図形２２０２の回転角を補正する。
【００６０】
この一連の処理の結果得られた仮想３次元空間データを格納するときに、図２３に示す仮想３次元空間データ管理テーブルの例のように対話生成した構造データについてはデータ自体ではなく、自動生成した構造データ中の配置を表す位置情報と、対話生成した構造データの管理場所を示す所在情報を記憶しておく。この仮想３次元空間データ管理テーブルの構成例として例えば図２３のように、置換を行った要素の図形ID、対話生成した構造データの所在を表すディレクトリとファイル名、置換を行ったときの配置を示すX、Y、Z軸方向の移動量、同じくX、Y、Z軸中心とした回転量を格納する。再び置換処理済み自動生成した構造データを表示するときには、上記のように記憶しておいた配置情報と所在情報をもとに再表示を行う。
【００６１】
本実施例では、対話生成した構造データの集合から、対話生成した構造データへの置き換えの対象とした自動生成した３次元構造データの底面の形状、名称属性、又は高さ情報等を検索条件として所望の対話生成した構造データを検索するので、上記置き換えの対象とした自動生成した３次元構造データごとに、ＣＡＤツール等を用いて対話生成した構造データを作り込む必要がなく、また、自動生成した構造データと対話生成した構造データとを合成する際の手作業を極力減らすことが可能となる。
【００６２】
［実施例２］
実施例１で説明した仮想３次元空間の構築方法に関して、インターネット環境でシステムを構成したときの実現例を図２４を用いて説明する。図２４は本発明による仮想３次元空間の構築処理をインターネット環境で実現するときのシステム構成を示しており、Web端末２４０１、WWWサーバ２４０２、インター/イントラネット等のネットワーク２４０３、及びネットワークに接続する外部WWWサーバ２４０４からなる。Web端末２４０１には、構造データ表示部２４１２と要素選択部２４１３と構造データ一覧表示部２４１７と構造データ選択部２４１８と構造データ置換部２４１９を配置し、WWWサーバ２４０２には、構造データ生成部２４１１と構造データ検索部２４１４と構造データ形式変換部２４１６と構造データ配置・所在情報記憶部２４２０を配置し、外部WWWサーバ２４０４には、構造データ記憶部２４１５を配置する。図２４中の各処理部を図２の処理の流れに合わせて説明すると、２４１２が２０２に、２４１３が２０３に、２４１４が２０５に、２４１６が２０７に、２４１７が２０８に、２４１８が２０９に、２４１９が２１０に、そして２４２０が２１２に相当する。ここで構造データ検索部２４１４に関して、ネットワーク上に分散して管理される構造データから所望の構造データだけを検索するために、図９の構造データ管理テーブルのディレクトリ/ファイル名の項目にネットワーク上のコンピュータを一意に特定する識別子を追加するかたちで拡張したテーブルを用いる。同様に構造データ配置・所在情報記憶部２４２０でも、構造データの所在を記憶するために上記の識別子を合わせて管理する。
【００６３】
本実施例では、サーバから、対話生成した構造データへの置き換えの対象とした自動生成した３次元構造データの底面の形状、名称属性、又は高さ情報等の検索条件に合う所望の対話生成した構造データの提供を受けるので、端末装置側に余分なデータを保持しておく必要がなくなり、記憶装置等の資源を有効利用することが可能となる。
【００６４】
［実施例３］
実施例１及び実施例２では、２次元空間データと２次元空間データに関連付けされた属性データから自動生成した構造データを置き換えの対象としたが、この構造データの代わりに構造データを生成するために使用する２次元空間データを対象として、同様の置換処理を行う場合について図２５を用いて述べる。図２と処理の流れが異なる点は構造データの代わりに２５０１の２次元空間データと２５０２の属性データを用いる点と、２５０５の構造データ生成処理が追加される点である。ここで用いる２次元空間データと属性データは、図３の３０１と３０２に示すように、２次元空間データの各図形に属性データが関連付けられているものとする。
【００６５】
２５０３の処理内容に関して説明する。２５０３の構造データ表示処理では、２次元空間データを表示及びスクロールを行うために、図４に示す処理の流れに従う。ただし、２次元データの表示であるため、表示ウィンドウ上で右方向をX軸正方向、上向きをY軸正方向として２５２０の構造データ表示ウィンドウの例のように表示したとき、図５の回転モードでは回転軸を初期値としてZ軸とし、ウィンドウ上で時計回り及び反時計回りの回転表示を行う。平行移動に関しては構造データに対する同じ処理が、X方向とY方向の移動がそれぞれ横方向と縦方向のスクロール表示、Z方向の移動が拡大・縮小表示に該当することになる。
【００６６】
次に２５０４の要素選択処理に関し説明する。２５０４の要素選択処理では、選択対象が２５３０の構造データ表示ウィンドウの例のように、２次元空間データから図形要素を指示する点で、３次元構造データを対象とする場合と異なる。しかし、このときの処理内容は構造データを対象とするときと同様に図８に示す処理と同じである。
【００６７】
最後に、２次元空間データと属性データを対象としたときに追加する２５０５の構造データ生成処理について説明する。２５０５の構造データ生成処理では、前述の通り、２次元空間データ内の各図形要素と図形に関連付けられた属性データの高さ情報から３次元立体を順に生成し、２５４０の構造データ表示ウィンドウに示すような３次元の構造データを生成する。この処理以降に関しては、図２の流れと同様である。
【００６８】
以上のような処理の流れによって、２次元空間データと属性データを置換対象とした場合にも、対話生成した構造データとの置換を行うことができる。
【００６９】
［実施例４］
実施例１乃至実施例３は、対話生成した構造データの集合から所望の対話生成した構造データを検索するという観点の実施例であるが、本実施例では、２次元空間データ３０１と属性データ３０２とで表現される仮想３次元空間における対話生成した構造データの配置を推定する方法について説明する。
【００７０】
図２６は本発明による構造データの配置推定を行うシステムの構成図を示す図である。
【００７１】
２６０１は構造データの配置推定を行うための中央処理装置、２６０２は中央処理装置２６０１で処理を行うのに必要なプログラムを格納するプログラムメモリである。
【００７２】
プログラムメモリには、構造データを図形データに変換するデータ変換プログラム２６０７、変換した図形データを検索条件として仮想３次元空間上の類似図形を検索する類似検索プログラム２６０８が格納されている。
【００７３】
２６０３は２次元空間データ３０１と属性データ３０２とで表現される仮想３次元空間データ２６０９を格納するための第一のデータメモリ、２６０４は対話生成した構造データの集合を格納するための第二のデータメモリである。２６０５は対象となる仮想３次元空間データ及び対話生成した構造データと配置推定の過程及び結果を表示するための表示手段、２６０６は推定結果の正否判定または複数の配置候補からの選択を指示するための指示手段である。
【００７４】
次に、本実施例による構造データの配置推定システムにおける全体の処理の流れを説明する。
【００７５】
本システムではまず、図１０に示した処理の流れと同様に、対話生成した構造データをデータ変換プログラム２６０７によって図形データに変換する。この図形データで、例えば建物を真上から見たときの輪郭図形に対応している。
【００７６】
次に、類似検索プログラム２６０８によって、上記図形データを検索条件として２次元空間データから類似図形を検索する。
【００７７】
データ変換プログラム２６０７の処理の流れは、図１１から図１５で説明した処理の流れ、又は図１６で説明した処理の流れと同様である。
【００７８】
次に、本発明に基づくシステムの表示インタフェースを図２７を用いて説明する。
【００７９】
２７０１は類似検索プログラム２６０８を実行する前の画面、２７０２は、類似検索プログラム２６０８を実した後の画面を示している。
【００８０】
２７０３はベクトル地図情報等の２次元空間データを表示したウィンドウ、２７０４は対話生成した構造データを表示したウィンドウである。２７０５は対話生成した構造データ２７０４を真上から見たときの輪郭図形を表示したウィンドウで、データ変換プログラム２６０７の実行結果を表示している。
【００８１】
２７０６は輪郭図形２７０５を検索条件として、２次元空間データ２７０３から類似図形を検索した結果を表示したウィンドウである。このウィンドウには複数の検索結果を、上述した類似度の順に一覧表示する。
【００８２】
ここで、検索結果２７０６はそれぞれ２次元空間データ２７０３上の図形と関連付けられており、検索結果の図形の中から輪郭図形２７０５を配置するための図形を選択し、この図形を指示すると、指示した図形２７０７と２次元空間データ上の対応する図形２７０８にマークが表示される。操作者は、輪郭図形２７０５を配置すべき図形を２次元空間データ２７０３上での図形を見て確認し、選択指示を出し、選択する。
【００８３】
このようにして建物の構造データと２次元空間データ上の図形が対応付けられた場合に、建物の位置合わせの処理を行うが、この処理は図２１及び図２２で説明した処理と同様である。
【００８４】
上記の説明では、仮想３次元空間データは２次元空間データと属性データとからなるとしたが、対話生成した構造データを含んでいてもよい。その場合には、上記データ変換プログラムによって構造データを真上から見た図に変換するのと同様の方法で、仮想３次元空間データから２次元空間データを作成することができる。構造データの配置を推定する際には、この２次元空間データを類似検索プログラムの入力として用いればよい。
【００８５】
本実施例によれば、仮想３次元空間における構造データの配置を推定することが可能となり、自動生成した仮想３次元空間データと対話生成した構造データを合成する際に、位置合わせに要する膨大な労力を削減することが可能である。
【００８６】
【発明の効果】
本発明によれば、自動生成した構造データと対話生成した構造データの置換処理を容易に行うことが可能となり、自動生成した構造データと対話生成した構造データからの仮想３次元空間の構築に要する膨大な労力を削減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による仮想３次元空間の構築を行うためのシステム構成を示した図。
【図２】本発明による仮想３次元空間の構築方法を示す処理の流れ図。
【図３】構造データの自動生成方法を説明する図。
【図４】自動生成した構造データを表示する処理の流れ図。
【図５】構造データ表示ウィンドウの表示モード変更を説明する図。
【図６】自動生成した構造データから置換要素を選択する処理を説明する図。
【図７】構造データ表示ウィンドウ上で置換要素を選択する処理を説明する図。
【図８】対話生成した構造データを検索する処理の流れ図。
【図９】構造データ管理テーブルの例を示す図。
【図１０】構造データの配置推定における処理の流れを示す図。
【図１１】建物を真上から見た図形に変換するデータ変換処理のPAD図。
【図１２】データ変換処理の対象となる建物を表示した図。
【図１３】二つの図形が重なるかどうかの判定を行う処理のPAD図。
【図１４】二つの図形を合成する処理のPAD図。
【図１５】合成の対象となる二つの多角形を示した図。
【図１６】データ変換処理の他の実施例を示すPAD図。
【図１７】図形形状の特徴量を説明する図。
【図１８】置換候補となる対話生成した構造データの一覧表示処理を説明する図。
【図１９】構造データ表示ウィンドウと置換候補表示ウィンドウの連携を示す図。
【図２０】構造データ置換処理の流れ図。
【図２１】建物の位置合わせを行う処理の流れを示すPAD図。
【図２２】建物の位置合わせ方法を説明するための図。
【図２３】仮想３次元空間データ格納テーブルの例を示す図。
【図２４】本発明による仮想３次元空間の構築システムをネットワーク環境で構成した図。
【図２５】本発明による仮想３次元空間の構築方法の２次元空間データを対象とした処理の流れ図。
【図２６】本発明による対話生成した構造データの配置推定を行うためのシステム構成を示す図。
【図２７】類似検索プログラムに基づく検索結果の表示方向を説明するための図。
【図２８】自動生成した仮想３次元空間に、手作業により詳細な３次元構造データを合成し、仮想３次元空間を生成する処理の流れを示す図。
【符号の説明】
1 ・・・中央処理装置、2・・・プログラムメモリ、3・・・データメモリ(1)、4・・・データメモリ(2)、5・・・表示装置、6・・・指示装置。

Claims

ユーザからの指示を受け付ける指示装置と、中央処理装置と、表示装置と、記憶装置とを有する仮想３次元空間生成装置の上記中央処理装置に、
対象物の形状を多角柱で表現している第１の３次元構造データにより構成されている第１のデータを上記表示装置に表示し、
上記指示装置から入力された要求に応じて、上記表示装置に表示された上記第１のデータから、第１の３次元構造データを選択し、
該選択された第１の３次元構造データの底面形状と上記記憶装置に蓄積されている対象物の形状を表現している第２の３次元構造データにより構成される第２のデータの底面形状とを比較して、上記選択された第１の３次元構造データに対応する１つもしくは複数個の第２の３次元構造データを検索し、
上記選択された第１の３次元構造データを上記検索された第２の３次元構造データに置換する処理を実行させることを特徴とする仮想３次元空間の生成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
さらに、上記中央処理装置に、上記検索された第２の３次元構造データを上記表示装置に表示し、
上記指示装置から入力された要求に応じて、上記表示装置に表示された第２の３次元構造データから１つを選択し、
上記選択された第２の３次元構造データで上記選択された第１の３次元構造データを置換する処理を実行させることを特徴とする請求項１記載の仮想３次元空間の生成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
さらに、上記中央処理装置に、上記選択された第１の３次元構造データの表示領域の色を選択前の色とは異なる色で表示する処理を実行させることを特徴とする請求項１又は２に記載の仮想３次元空間の生成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
さらに、上記中央処理装置に、上記選択された第１の３次元構造データ中で対象物の名称属性、高さ情報の何れかを用いて上記検索を行う処理を実行させることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の仮想３次元空間の生成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
さらに、上記中央処理装置に、上記選択された第１の３次元構造データが有する底面の形状との類似度を基に、上記検索された第２の３次元構造データに順序づけをして上記表示装置に一覧表示する処理を実行させることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の仮想３次元空間の生成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
さらに、上記中央処理装置に、上記選択された第１の３次元構造データと同一の視点方向に上記検索された第２の３次元構造データを変換して上記表示装置に表示する処理を実行させることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の仮想３次元空間の生成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
さらに、上記中央処理装置に、上記選択された第１の３次元構造データの底面形状と、上記検索された３次元構造データの底面形状との間の対応関係を求め、その対応関係に応じて、上記視点方向の変換を行う処理を実行させることを特徴とする請求項６記載の仮想３次元空間の生成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
さらに、上記中央処理装置に、上記表示装置上で、
上記選択された第１の３次元構造データの表示領域の色を透明色にし、
上記透明色で表示された第１の３次元構造データの上に、上記検索された第２の３次元構造データを重ねて表示する処理を実行させることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の仮想３次元空間の生成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
上記３次元構造データの底面形状は、上記３次元構造データの各構成面をそれぞれ底面と平行な平面に射影し、該射影したすべての図形を合成して輪郭図形を求めたものであることを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の仮想３次元空間の生成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
上記射影した複数の図形を合成する際には、各図形の輪郭経路追跡を行うことにより合成することを特徴とする請求項９記載の仮想３次元空間の生成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
上記３次元構造データの底面形状は、上記３次元構造データの各構成面をそれぞれ底面と平行な平面に射影し、該射影した複数の図形内部を塗りつぶして２値画像データに変換し、画像論理和を行うことにより合成することを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の仮想３次元空間の生成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
ユーザからの指示を受け付ける指示装置と、該指示を処理する中央処理装置と、表示装置とを有する仮想３次元空間生成装置であって、
前記中央処理装置は、
それぞれが対象物の形状を多角柱で表現する複数の第１の３次元構造データを上記表示装置に表示する手段と、
上記指示装置から入力された要求に応じて、上記表示装置に表示された上記複数の第１の３次元構造データから、一つの第１の３次元構造データを選択する手段と、
記憶装置に蓄積されていて上記対象物の形状を上記第１の３次元構造データとは異なった形式表現する第２の３次元構造データの集合から、該選択された第１の３次元構造データの底面形状と該第２の3次元形状の底面形状と比較することで上記選択された第１の３次元構造データに対応する第２の３次元構造データを検索する手段と、
上記選択された第１の３次元構造データを上記検索された第２の３次元構造データに置換する手段、とを有することを特徴とする仮想３次元空間生成装置。