JP4864819B2 - ３次元情報共有システム - Google Patents

Description

本発明は、履歴管理できる３次元情報共有システムに係わり、とくに３次元形状情報により生成される画像を、ネットワークを介して接続される計算機によって表示確認できるシステムに関する。

設計支援等の目的で構築される３次元形状情報は、表現する実際の対象物に対し、目的に最適化するようにモデル化した数値情報によって構成される。実際の利用時には、これを幾何学的に処理し、視覚的に認識できるような画像を生成して用いるのが一般的である。

そして３次元形状情報は、種々の設備を設計する現場では、対象設備をその構成部品も含めて模擬的に表現できるように作られ、３ＤＣＡＤ情報と呼ばれる。この３ＤＣＡＤ情報は、対象となる設備が実在しない設計段階や、実設備が遠隔地や特殊環境に存在して容易に触れられない運転保守の現場で、設備製作およびその利用段階における諸問題の発見、修正に関わる方法を検討する際、実設備の代替品としてこれらの検討を支援している。これにより、問題発生に関わる費用の発生を未然に防止する効果を産み出している。

実設備が手元に無くても、３ＤＣＡＤ情報を用いて確認検討を行うことは、事後の費用発生を未然に防止できるため有益である。そこで、最近は、企業の内外を問わず、ネットワークを通じてより多くの利用者同士で３ＤＣＡＤ情報を共用して活用することが要求されている。実際、非特許文献１，２に示すような様々な利用形態が立案され、活用されている。

なお、先に示した効果は、３ＤＣＡＤ情報だけでなく３次元形状情報からも得られるため、以下、これらを纏めて３次元情報と表記する。

非特許文献１，２は、利用形態の一例を示す。これらの公知例では、３次元情報を共通のデータ形式に変換し、ネットワークを通じてその情報を入手可能な状態とし、複数の関係者が、これを表示できる専用ソフトウェアを持った計算機を用いて閲覧することにより、３次元情報を共用することを実現している。

このような共用の仕組みにおいては、インターネット等で一般的に用いられているコンテンツと同様に、情報は画像やムービー映像等と同等に取扱われ、これを受取った表示用のソフトウェアが３次元情報を処理し、画像を生成して表示する。

機密性の高い情報を取扱う場合は、データの暗号化を行ったり、通信そのものを暗号化する技術を用いたり、表示するアプリケーションがデータを保存することができないように機能制限を付加する、などの技術を用いて対応している。

非特許文献１，２においては、３次元情報の活用の際に、情報を提供する側と表示する側とが存在し、表示する側が３次元情報そのものを一時的に保持し、画像生成する処理が行われている。

他の公知例として、非特許文献３に示す技術がある。これによれば、提供する側が、表示する側に３次元情報そのものを引き渡すことなく、利用者は３次元情報から生成された画像を用いて種々の確認を行うことができる。
「日経ものづくり」（2005年8月号、P133）「特報ＣＡＤから飛び出す３次元モデル」 「日経ものづくり」（2006年2月号、P35）「詳報３次元データを中間形式で保管、新しい流通の仕組みを目指すエリジオン」 「日経ものづくり」(2005年7月号、P33）「詳報サーバの設計データを持ち出さずに利用、富士通が３次元ＣＡＤの新機能を開発」

非特許文献１，２に示される技術を用いる場合、データベースを閲覧する権利を持つ利用者が３次元情報を入手できる上、入手後の画像生成を利用者が自由に行えるようになり、画像生成の内容を情報提供側が把握することは困難となる。

更に、利用者が入手した3次元情報を第三者に対して引き渡すことも可能となる。このような実施形態では、情報が閲覧可能となった時点から、機密性が失われることとなり、画像生成に関する機密性を確保することが難しいという問題がある。そのため、提供する相手先は、社内関係者など信頼できる相手先に限らなければならない。

機密性を向上させるために、暗号化や保存機能制限を施しても、表示する側で画像生成の際に扱われる情報は、３次元情報の状態で存在することとなる。したがって、暗号解読や通信情報の盗聴による３次元情報の取出しを防止するために、情報の提供側が情報を管理することは不可能であり、機密性確保における問題が残る。そのため、情報の提供先は信用できる協力会社などに限定される。

このように、非特許文献１ないし３によれば、３次元情報は表示する側で再現されているため、情報の漏洩防止や機密性確保の要求に対して完全な解決策とは言い難く、提供側の機密性に関する意図を理解して利用する相手先に限ってしか用いることができず、活用の範囲が限定されることが問題である。

これに対し非特許文献３に示す技術を用いる場合は、３次元情報が表示側に転送されることは無い。しかしながら、この技術は、単にプログラムが動作する計算機が、表示側であるクライアントマシン上から、サーバ上に移行しただけであり、画像生成に対して何の管理も行わない。

上記した各公知技術では、各利用者が３次元情報を用いてどのような画像を生成したのかという情報をデータ提供側が管理したり、利用者間で共用したりすることはできない。また、これらの技術は、３次元情報を効率的に共用することに主眼を置いたものであり、利用者間の情報の受け渡しや意思伝達の仕組みは実現されていない。

本発明は上述の点を考慮してなされたもので、生成された画像を提供側が厳密に管理できるセキュリティ化された表示技術と、３次元情報により生成される画像を用いた種々の検討作業とを実現するため、相互の情報の受け渡しや意思伝達を可能にする３次元情報共有システムを提供することを目的とする。

上記目的達成のため、本発明では、
ネットワーク上の３次元形状データを複数の利用者間で共用し、前記３次元形状データから画像を生成し、この画像をクライアントに送信する３次元情報共有システムであって、
前記３次元形状データを収納する３次元形状データベースと、
前記３次元形状データと前記３次元形状データに対する視点視野情報とに基づいて、前記クライアントに表示される画像を生成する画像生成手段と、
前記視点視野情報が前記クライアントの指示によって変更された場合に、当該変更行為を識別する画像生成時識別子と変更後の視点視野情報とに基づいて、変更後の画像を生成する画像生成情報を収納する履歴データベースとを備え、
前記クライアントによる前記履歴データベースの検索要求に対して、前記画像生成情報に基づいて画像を生成し、当該画像をクライアントに送信することを特徴とする３次元情報共有システム、
を提供するものである。

本発明によれば、提供側が３次元情報を厳密に管理し得るセキュリティ化された表示技術と、３次元情報により生成される画像による種々の検討作業とを実現し得る画像配信サービスシステムを提供することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の第1の実施例の構成を示している。この実施例１では、３次元形状データベース１を管理して画像を生成するデータサーバ２と、生成された画像を画面に表示する表示用クライアント３とが存在する。

データサーバ２は、データを提供する側により管理され、一方、表示用クライアント３は、表示する側により利用されるモジュールプログラムであり、それぞれ別の計算機で動作し、これらの計算機がネットワーク４を介して接続されることで、相互に情報の授受を行うことができる。

この実施例１においては、３次元形状から画像を生成する手続５までを、提供する側が管理するデータサーバ２で実行し、生成された画像６のみをネットワーク４を経由して表示用クライアント３に送信する。表示用クライアント３は、サーバ２から送信された画像情報を画面に表示する画像表示画面７を持ち、利用者に画像を提示する。

図２は、表示用クライアント３における画像表示画面７の一例を示す。画像表示画面７の全体をＢ１で表わすと、この全体Ｂ１は、データサーバ２で生成された画像を表示する画像表示部Ｂ２、種々の状態表示を行う複数の状態表示画面Ｂ３、利用者が入力装置を用いて操作できる対話的操作指示部品Ｂ４、およびパラメータ調整部Ｂ５を備えている。

また図１に戻ると、表示用クライアント３には、データ呼出し機能８が備えられており、これを用いて３次元情報の抽出条件９を指定し、これを、ネットワーク４を通じてデータサーバ２が有するデータ検索機能１０に送り、条件に合致する部分の３次元形状データから画像を生成することができる。

データサーバ２には、画像生成に用いる視点視野情報１３Ａがあり、３次元情報から画像を生成する際には、この視点視野情報１３Ａを用いて描画処理を行っている。

表示用クライアント３の画像表示画面７にある対話的操作指示部品１１は、表示する側の利用者からの入力を対話的に受け付けて処理し、操作指示情報１２を生成してデータサーバ２に送信し、データサーバ２にある視点情報更新機能１３が指示内容に沿って視点視野情報１３Ａを更新することにより、画像生成手続５の際に用いる視点視野情報１３Ａを変更できる仕組みになっている。

なお、表示用クライアント３の動作開始時には、ユーザ名、パスワードを正しく入力する必要がある。これらの入力のため、ユーザ情報１４Ａを入力できるユーザ情報入力画面１４を設ける。

ここで入力されるユーザ情報１４Ａは、データサーバ２のユーザ認証モジュール１５により、ユーザ登録情報１６との整合性評価が実行され、合致した場合にのみ表示用クライアント３の画面に移行できるように制御されている。

データサーバ２は、視点視野情報１３Ａの変更が発生したときには、その変更行為を固有に識別できる画像生成時識別子１７を生成し、３次元情報および視点視野情報１３Ａと組み合わせて１単位とし、後に等価な画像を生成できる画像生成情報１８として履歴情報とした上で、履歴データベース１９に保存する。

図３は、本発明の実施例１における、履歴データベースに保存された履歴情報の取扱い手段を示す。履歴レコード情報を扱う場合には、データサーバ２にあるセッション管理モジュール２０が利用され、履歴表示用クライアント２１との通信を行うことができる。

履歴表示用クライアント２１は、履歴データベース１９を検索することのできる画像生成時識別子検索表示画面２２を有し、検索結果として履歴画像生成時識別子２３を得ることができる。

この履歴画像生成時識別子２３を、履歴表示用クライアント２１は、データサーバ２のセッション管理モジュール２０に送信して画像生成情報１８を引き当て、ここに含まれる視点視野情報１３Ａを用いて画像を生成し、履歴表示用クライアント２１の画像表示画面７に表示する。

また、リアルタイムに動作状況を確認する場合は、データサーバ２における画像生成時識別子１７の検索表示画面にセッション番号をリスト表示し、選択されたセッションを指定して常時生成された画像を転送するよう、指示することもできる。

データサーバ２のセッション管理モジュール２０は、履歴表示用クライアント２１の表示画面に履歴データベース１９から任意の画像生成情報１８を選別して画像を再現生成し、履歴表示用クライアント２１に送信したり、表示用クライアント３に送信中の画像をリアルタイム確認クライアント（図示せず）に表示せずに送信したりする役割を担う。これにより、複数の利用者同士の表示画像の共有を実現する。

この実施例１に示すユーザ認証から終了までの一連の手続は、セッションと呼ばれ固有の識別番号が付される。履歴データベース１９の保存時には、この識別番号が履歴レコード情報に組み合わされてデータサーバ２内に保存管理される。

図４は、図１に示した表示用クライアント３（図１）が備える対話的操作指示部品１１（図１）を示す。ここには、視点の変更を指示する視点変更部品Ｃ１と、画像として表示されている部品の属性を調べたり、部品同士の寸法を計測したり、人形を画面内に配置する操作部品Ｃ２とが存在する。

表示用クライアント３は、この対話的操作指示部品１１（図１）が利用者により操作されると、対話操作指示情報１２（図1）を生成してデータサーバ２（図１)に送信する。これに応じてデータサーバ２は、対話操作指示情報に従った画像を生成し、履歴情報を更新して表示用クライアント３に生成画像を送信する。

この時、データサーバ２は、表示用クライアント３側で特定の操作がなされた際に、画像内に表示を行う。すなわち、表示用クライアント３側で特定の操作がなされると、逐次、３次元形状データベースの検索を行ったり、例えば物体間の距離など形状に対する幾何学的な処理による数値結果を得たりして、それを３次元情報から直接的に生成された画像に、属性文字列情報や、寸法計測の結果とか視点視野情報に関わる情報を画像内に合成する機能を備える。これにより、利用者は、操作の結果をデータサーバ２の画像内で確認することが可能となる。

表示用クライアント３には、データサーバ２に対して操作結果を問い合わせる機能が備えられており、データサーバ２はこれに応答する機能を持つ。これらの機能に基き、３次元情報に１単位として組み合わされた操作履歴情報を用いることにより、３次元情報から生成された画像情報とは別に、これらの問合せおよび応答の履歴情報を、操作結果の一部として状態表示画面に表示することもできる。

図５は、本発明の第１の実施例における、複数のＣＡＤ情報を取扱い可能にする複数ＣＡＤ対応システムＤ１を示す。このシステムＤ１では、データサーバ２は、履歴表示用クライアント３（図１）からの抽出条件に合致する３次元情報を、データベースＡ，Ｂ，Ｃから検索して画像を生成する。

そしてデータサーバ２は、複数の形式の３次元データベースＡ，Ｂ，Ｃが保管管理できるようになっている。そのため、データサーバ２は、データベースＡ，Ｂ，Ｃに収容される３次元形状データの形式に合わせて画像を生成するプログラムを適切に切り替え、画像を表示することができる。

また、上記実施例における履歴情報に、データベースＡ，Ｂ，Ｃを識別する情報を組み合わせれば、データの抽出条件に合致する検索結果を元に、データベースＡ，Ｂ，Ｃを選択して画像生成プログラムを切り替えることができる。

これにより、解析結果や３次元測量結果情報等の様々な形式の３次元情報を一元的に処理して表示することができ、管理者によるデータ管理作業の効率化、並びに利用者によるシステムのアクセス性や操作性の向上が実現される。

図６は、本発明の第２の実施例を示したもので、履歴管理可能な３次元情報共有システムにおける、データサーバ２と表示用クライアント３とによるコメント管理システムＥ１を示している。

この実施例２では、表示用クライアント３のコメント入力表示画面２４を用いて、３次元情報に対し付加的な指示コメント２５を加える。この指示コメント２５を、データサーバ２では、履歴情報２６と組み合わせて履歴データベース１９に記録する。

この指示コメント２５は、相互の意思疎通に用いることもできる。また、意思疎通の記録を３次元情報と組み合わせて１単位として提示することにより、種々の問題改善を効率的に行うことを支援することも可能である。

さらに図示しないが、これら本発明によりデータを提供する際、データの作成・管理やシステムの保全に関わる利用料金を課料する仕組みを実装してもよい。

利用料課料に当たっては、履歴を用いて、画像を生成する履歴から操作履歴を保存する単位、ユーザ毎に画像を表示する単位、システムへのアクセスを行った単位、またはこれらを組み合わせる任意の単位を計算し、それに単位利用料金を付加することで利用料金を計算することができる。そのための利用回数算定システムを備え、これらの管理単位で利用料金を課料する。

そして、利用料金の課料と関連して、またはそれとは関連せずに、アクセス単位で利用権利の認証を行い、固有のキー情報を生成して操作履歴情報の中に組込むようにしてもよい。

本発明の第１の実施例を示すシステム構成図。 本発明の第１の実施例における画像表示画面の一例を示す図。 本発明の履歴データベースの管理に関する実施例を示すシステム構成図。 本発明の表示用クライアントが備える対話的操作指示部品の構成例を示す説明図。 本発明の複数のＣＡＤ情報を取扱い可能にする実施例を示す説明図。 本発明のコメント管理システムの実施例を示すシステム構成図。

符号の説明

1 … ３次元形状データベース
2 … データサーバ
3 … 表示用クライアント
4 … ネットワーク
5 … 画像生成手続
6 … 画像
7 … 画像表示画面
8 … データ呼出し機能
9 … 抽出機能
10 … データ検索機能
11 … 対話型操作指示部品
12 … 操作指示情報
13 … 視点情報更新機能
13A … 視点・視野情報
14 … ユーザ情報入力画面
14A … ユーザ情報
15 … ユーザ認証
16 … ユーザ登録情報
17 … 画像生成時識別子
18 … 画像生成情報
19 … 履歴データベース
20 … セッション管理モジュール
21 … 履歴表示用クライアント
22 … 画像生成時識別子検索表示
23 … 画像生成時識別子
B1 … 画像表示部
B2 … ステータス表示部
B3 … 対話型操作指示部品
B4 … パラメータ調整部
C1 … 視点変更部品
C2 … 操作部品
D1 … 複数ＣＡＤ対応システム
E1 … コメント管理システム

Claims (3)

1. ネットワーク上の３次元形状データを複数の利用者間で共用し、前記３次元形状データから画像を生成し、この画像をクライアントに送信する３次元情報共有システムであって、
   前記３次元形状データを収納する３次元形状データベースと、
   前記３次元形状データと前記３次元形状データに対する視点視野情報とに基づいて、前記クライアントに表示される画像を生成する画像生成手段と、
   前記視点視野情報が前記クライアントの指示によって変更された場合に、当該変更行為を識別する画像生成時識別子と変更後の視点視野情報とに基づいて、変更後の画像を生成する画像生成情報を収納する履歴データベースとを備え、
   前記クライアントによる前記履歴データベースの検索要求に対して、前記画像生成情報に基づいて画像を生成し、当該画像をクライアントに送信することを特徴とする３次元情報共有システム。
2. 前記変更後の画像内に、前記変更後の画像に表示されている部品の属性情報又は前記視点視野情報が合成されていることを特徴とする請求項１記載の３次元情報共有システム。
3. 前記クライアントの指示を履歴情報として保持し、当該指示を保存する単位、システムへのアクセスの単位、若しくは前記履歴情報を用いて画像を表示する単位、又はこれらを組み合わせる任意の単位で回数を計算する利用回数算定システムを備え、
   これらの管理単位で利用料金を課料することを特徴とする請求項１記載の３次元情報共有システム。

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