JP5047124B2 - パーツ識別画像作成装置及び同方法、パーツ識別表示装置及び同方法、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
しかし、このような手法では、パーツが組み付いた状態の製品のイメージは把握し難く、このため、製品上のある特定の部分の周辺に組み付いているパーツを識別することも困難であった。
しかし、この方法により部品を抽出する際に、ユーザが抽出対象を3次元の閉空間上で認識し、操作に反映させなければならず、抽出対象の部品を識別するための入力を誰でも簡単にできない、という問題が生じる。
このような場合、表示時に目的とするパーツや周辺を含む部分を拡大して表示する方法をとることで改善を図ることが可能であるが、元の画像の解像度が低いと拡大した画像が汚くなってしまい視認性にも限界が生じる。この点は画像の解像度を高くすることで解決できるが、作成する画像の解像度を一律に高くすると、画像を保存する容量が大きくなってしまうという問題が生じる。
また、本発明は、パーツ識別画像作成装置において作成したパーツ識別画像を表示するパーツ識別画像表示装置であって、外部入出力装置に保存されたモデル画像、パーツ強調画像、パーツ位置情報、及びパーツ解像度比率の一覧表形式のデータ、並びにパーツカタログ用画像データとして保存されたデータを読み込む手段と、モデル画像と、パーツ画像をパーツ位置情報に重ね合わせて表示する手段と、パーツ画像をパーツ位置情報に重ね合わせて表示する際にパーツ解像度比率でパーツ画像を縮小し、表示倍率の指示に基づき、表示倍率とパーツ解像度比率でパーツ強調画像を縮小又は拡大する手段を備えたことを特徴とするパーツ識別画像表示装置である。
本発明は、さらに、予め用意された3次元モデルの形状を、視点情報で示される方向の投影面に投影して、画像サイズ情報から得られるアスペクト比で3次元モデルの形状を投影した画像を取り囲む、モデル領域情報を計算するモデル領域計算処理工程と、3次元モデルを構成する各パーツについて、視点情報で示される方向の投影面に各パーツの形状を投影して、パーツの形状を投影した画像を取り囲むパーツ領域情報を計算するパーツ領域計算工程と、3次元モデルの形状全体を前記投影面に投影した画像からモデル領域情報を元にモデル画像を切り出し、画像サイズ情報により与えられた画素数でモデル全体画像を作成し、3次元モデルを構成する各パーツについて、3次元モデル全体を前記投影面に投影し、強調表示を可能とした画像からパーツ領域情報を元にパーツ画像をそれぞれ切り出し、画像サイズ情報と、モデル領域情報、パーツ領域情報、パーツ解像度比率とに基づいて画素数を計算し、得られる画素数でパーツ強調画像を作成すると共に、モデル全体画像の画素の領域でパーツ強調画像が占める位置を画像サイズ情報、モデル領域情報及びパーツ領域情報に基づいて計算する画像データ処理工程と、前記画像データ処理工程でパーツ強調画像を作成するために用いるパーツ解像度比率を演算するパーツ解像度比率処理工程と、モデル全体画像とパーツ強調画像、パーツ位置情報及びパーツ解像度比率をまとめて、パーツカタログ用画像データとして管理する画像データ管理工程を有することを特徴とするパーツ識別画像作成方法である。
本発明は、さらに、パーツ識別画像作成方法で作成されたパーツ識別画像の表示方法であって、外部入出力装置に保存されたモデル画像、パーツ強調画像、パーツ位置情報、及びパーツ解像度比率の一覧表形式のデータ、並びにパーツカタログ用画像データとして保存されたデータを読み込む手段と、モデル画像と、パーツ画像をパーツ位置情報に重ね合わせて表示する手段と、パーツ画像をパーツ位置情報に重ね合わせて表示する際にパーツ解像度比率でパーツ画像を縮小し、表示倍率の指示に基づき、表示倍率とパーツ解像度比率でパーツ強調画像を縮小又は拡大する工程を有することを特徴とするパーツ識別画像表示方法である。
さらに、本発明は、パーツ識別画像作成方法又はパーツ識別画像表示方法の各工程をコンピュータに実行させるプログラムであり、また、上記プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。
本実施形態は、パーツを組み付けて構成する3次元(3D)モデルをもとに、パーツ識別画像を表示するためのパーツカタログ用画像データを作成し、また、作成された上記パーツカタログ用画像データをもとにパーツの識別表示をする処理に係る。
なお、3次元モデルという場合、データで3次元の形状が表現されたオブジェクトを指し、3D CADデータはこの一つである。
図1に示すデータ処理装置は、CPU(Central Processing Unit)1、メモリ2、入出力装置3及び外部入出力装置4をバス5で接続して構成するもので、この装置は、汎用のPC或いはPCに周辺機器を接続したハードウェア構成を持つデータ処理装置(システム)によって実施することができる。
アプリケーションプログラムとして、後述するパーツカタログ用画像データを作成するためのプログラム及び作成されたパーツカタログ用画像データをもとにパーツ識別画像を表示するためのプログラムをメモリ2等の記憶媒体に記録し保存することにより、以下に説明するパーツカタログ用画像データ作成システム(図2、図12参照)の各機能実現手段を構成する。
また、外部入出力装置4は、本体の機能を拡張するために設ける周辺装置とのインターフェースで、出力装置として本実施形態ではパーツカタログ用画像データ作成システムから出力されるデータを利用する、例えば、プリンタや他のディスプレイ等と情報を交換する。
このパーツカタログ用画像データ作成システムは、予め用意された3次元モデル(パーツを組付けて構成)を管理するモデルデータ管理部11と、視点情報、画像サイズ情報、パーツ解像度比率情報の入力を受け付ける入出力装置3と、入出力装置3を通して視点情報と画像サイズ情報を受け取り、モデルデータ管理部11から得る3次元モデルの形状を視点情報で示される方向で投影面に投影して、画像サイズ情報から得られるアスペクト比で3次元モデルの形状を投影した2次元画像を取り囲むモデル領域情報を計算するモデル領域計算処理部12と、モデル領域計算処理部12を通して3次元モデルと視点情報を得、3次元モデルを構成する各パーツについて、視点情報で示される方向で投影面に各パーツの形状を投影して、パーツの形状を投影した2次元画像を取り囲むパーツ領域情報を計算するパーツ領域計算処理部13と、モデル領域計算処理部12とパーツ領域計算処理部13の処理結果、3次元モデル、視点情報、画像サイズ情報及び後述するパーツ解像度比率処理部16からのパーツ解像度比率γを受け取り、3次元モデルの形状全体を前記投影面に投影した画像からモデル領域情報を元にモデル画像を切り出し、画像サイズ情報により与えられた画素数でモデル全体画像を作成し、3次元モデルを構成する各パーツについて、3次元モデル全体を前記投影面に投影し、強調表示を可能とした画像からパーツ領域情報を元にパーツ画像をそれぞれ切り出し、画像サイズ情報と、モデル領域情報、パーツ領域情報、パーツ解像度比率γとに基づいて画素数を計算し、得られる画素数でパーツ強調画像を作成すると共に、モデル全体画像の画素の領域でパーツ強調画像が占める位置を画像サイズ情報、モデル領域情報及びパーツ領域情報に基づいて計算する画像データ処理部14と、画像データ処理部14がパーツ強調画像を作成するために用いるパーツ解像度比率γを演算するパーツ解像度比率処理部16と、画像データ処理部14から得るモデル全体画像とパーツ強調画像、パーツ位置情報及びパーツ解像度比率γをまとめて、パーツカタログ用画像データとして管理する画像データ管理部15から構成されている。
(ステップ1)
モデルデータ管理部11は、予め管理下のデータとして用意しておいた、複数のパーツが組み付いた状態の3次元モデルのデータをモデル領域計算処理部12に渡す。
(ステップ2)
また、モデル領域計算処理部12は、入出力装置3から視点情報と画像サイズ情報を受け取る。この視点情報は、2つの3次元ベクトル(視線ベクトルとビューアップ・ベクトル)により構成される。
また、画像サイズ情報は、3次元モデルの投影像として作成される画像のサイズを表す。ここでは、横方向の画素数(W)と、縦方向の画素数(H)で指定される。よって、画像面上において所定の解像度の画素配列で画像を表現することを前提とすれば、画像サイズを画素数によって定めると、画像サイズは縦・横の長さで表される。
図4は、3次元モデルを投影面へ投影した状態を示している。なお、図4では、X−Y直交座標系で投影面を表し、投影面(X−Y面)は、視線ベクトルと直交する。また、ここでは投影面のX−Y直交座標系のX方向が画像面の横(W)方向に相当し、Y方向が画像面の縦(H)方向に相当する。
モデル領域計算処理部12は、モデルデータ管理部11から受け取った3次元モデルの形状全体を、入出力装置3で入力された視点情報の視線ベクトル方向に平行投影した場合に、投影面上でモデルの投影図形が収まり、かつ、入出力装置3で入力された画像サイズ情報と同じアスペクト比(W/H)となるモデルの矩形領域を求め、求めたモデルの矩形領域情報(モデル領域情報)を画像データ作成処理部14に渡す。
このモデルの矩形領域は、入出力装置3で入力されたビューアップ・ベクトルをY軸方向としたX−Y直交座標系で投影面を表したとき、下記(1)〜(3)の手順によって求める。なお、この手順は、3次元モデルを投影面(X−Y面)に投影した状態を説明する図4を参照することでより良く理解される。
(2)上記(1)で求めた各点の(X,Y)座標値のうち、最小のX座標値とY座標値の組み合わせ(Xmin,Ymin)と、最大のX座標値とY座標値の組み合わせ(Xmax,Ymax)を求める。
(3)与えられた画像サイズのアスペクト比をα(=横方向の画素数(W)/縦方向の画素数(H))とし、3次元モデルの求める矩形領域の最小の座標値(Sxmin,Symin〉及び最大の座標値(Sxmax,Symax)を下記のように、モデルの矩形領域(Xmin,Ymin)、(Xmax,Ymax)が(i)縦長(縦=横を含む)か、(ii)横長かの条件に応じてそれぞれ下記式(I)、式(II)のように計算し、矩形領域の情報とする。
(i)Xmax−Xmin≧Ymax−Yminならば、
Sxmin=Xmin
Sxmax=Xmax
Symin=(Ymax−Ymin)/2−α(Xmax−Xmin)/2
Symax=(Ymax−Ymin)/2+α(Xmax−Xmin)/2
・・・式(I)
(ii)Xmax−Xmin<Ymax−Yminならば、
Sxmin=(Xmax−Xmin)/2−(Ymax−Ymin)/(2α)
Sxmax=(Xmax−Xmin)/2+(Ymax−Ymin)/(2α)
Symin=Ymin
Symax=Ymax
・・・式(II)
図5のフローによると、まず、3次元モデルを定義している点のうち一つの点を視点情報の視線ベクトル方向に平行投影した投影面上に投影する(S101)。次いで、投影面上の当該点のX座標は今まで投影したどの点よりも大きいか又は小さいかを判断する(S102)、その判断がNOであれば(S102,NO)、次に当該点のY座標について同様に今まで投影したどの点よりも大きいか又は小さいかを判断する(S104)、その判断がNOであれば(S104,NO)、まだ投影を行っていない3次元モデルを定義する点があれば(S106、YES)、ステップS101に戻って、ステップS106までの各処理を繰り返す。
ステップS102の判断がYES(S102、YES)であれば、そのX座標値をXmax又はXminとして記憶し(S103)、次のステップS104に進む、またステップS104において、その判断がYES(S104、YES)であれば、そのY座標値Ymax又はYminとして記憶し(S105)、次のステップS106に進む。
ステップS106で、3次元モデルを定義する点のなかに、投影処理を行っていない点が無いことを確認して(S106、NO)、処理を終了する。
モデル領域計算処理部12は、上記3次元モデルのデータ及び視点情報をパーツ領域計算処理部13に渡す。また、画像データ作成処理部14へは、ステップ3で計算したモデル領域情報に加えて画像サイズ情報を渡す。
パーツ領域計算処理部13は、モデル領域計算処理部12を介して受け取った3次元モデルデータ及び視点情報を元に、3次元モデルを構成するパーツ毎に、パーツを視点情報の視線ベクトル方向で平行投影した場合に、投影面上で当該パーツの投影図形が収まる最小の矩形領域を求め、その情報(パーツ領域情報)を画像データ作成処理部14に渡す。
このパーツの投影図形が収まる最小の矩形領域は、ステップ3と同様のX−Y直交座標系で投影面を表したとき、下記(1)、(2)の手順によって求めることができる。
(2)上記(1)で求めた各点の(X,Y)座標値のうち、パーツの最小のX座標値とY座標値の組み合わせ(Pxmin,Pymin)及び同パーツの最大のX座標値とY座標値の組み合わせ(Pxmax,Pymax)を求め、求めた最小の(X,Y)座標値及び最大の(X,Y)座標値により表した矩形領域をパーツ領域情報とする。
パーツ領域計算処理部13は、ステップ5において、既に上記パーツ領域情報(パーツの投影図形が収まる最小の矩形領域情報)を画像データ作成処理部14に渡しているが、更に、ステップ4でモデル領域計算処理部12を介して受け取った3次元モデルを構成する各パーツのデータと視点情報を画像データ作成処理部14に渡す。
(ステップ7)
画像データ作成処理部14は、受け取った3次元モデルを構成する各パーツのデータと視点情報を元に、視点情報の視線ベクトル方向に平行投影した画像を、上記したモデル領域情報によってモデルの矩形領域で切り出し、切り出した画像から画像サイズ情報に従った画素数でモデル全体画像の画像データを作成し、画像データ管理部15に渡す。
また、画像データ作成処理部14は、受け取った3次元モデルを構成する各パーツのデータと視点情報を元に、各パーツについて、上記視点情報の視点ベクトル方向に3次元モデル全体を平行投影し、かつ、識別すべきパーツだけを強調表示した画像を、当該パーツに対応する上記パーツ領域情報によってパーツの矩形領域で切り取り、上記画像サイズ情報(W,H)と、上記モデルの矩形領域(Sxmin,Symin,Sxmax,Symax)、及び上記パーツの矩形領域(Pxmin,Pymin,Pxmax,Pymax)と、パーツ解像度比率処理装置16から渡されるパーツ解像度比率γに基づいて、下記式(III)により得られる横方向画素数及び縦方向画素数で画像データ(パーツ強調画像)を作成し、画像データ管理部15に渡す。
横方向画素数
γ[(Pxmax−Pxmin)/{(Sxmax−Sxmin)/W}]
縦方向画素数
γ[(Pymax−Pymin)/{(Symax−Symin)/H}]
・・・式(III)
γ=β×√[{(Sxmax−Sxmin)×(Symax−Symin)}/{(Pxmax−Pxmin)×(Pymax−Pymin)}]
・・・式(IV)
但し、γ<1のときは、γ=1とする。
即ち、γは、モデル領域の矩形の面積とパーツ領域の矩形の面積の比(モデル領域の矩形の面積/パーツ領域の矩形の面積)の平方根をβ倍したものである。
ここで、βの値は、入出力装置3で与えられる定数であり、大きさを0<β<1の間で設定することでパーツ強調画像のデータ容量と解像度のバランスを調整することができる。
また、モデル画像領域の矩形の面積とパーツ領域の矩形の面積の比が64:1の場合、この比の平方根は8になる。β=1/2のときは、パーツ解像度比率γ=4となる。これによりパーツ強調画像の画素数を4倍に増やすことになり、高解像度画像とすることができる。
このように、モデル領域の矩形の面積とパーツ領域の矩形の面積の比が大きければ大きい程、つまりパーツ強調画像面積がモデル画像領域に比べて小さければ小さい程、γの値を大きくしてパーツの強調画素数を増やして解像度を上げることができる。
なお、ここで求めたパーツ解像度比率γは、画像データ管理部15に渡される。
画像データ作成処理部14は、ステップ8で指定のパーツ解像度比率γに従った画素数で作成した各パーツの強調表示画像の領域が、モデル全体画像の領域中のどの位置を占めるかを、各パーツ画像について求め、求めた位置情報(パーツ位置情報)を画像データ管理部15に渡す。
図6は、このモデル全体画像に対するパーツ強調画像の位置関係を表現する方法を説明する図である。同図に示すように、原点(モデル全体画像の左上隅)に対するパーツ強調画像の左上隅の位置を横方向の画素数wと、縦方向の画素数hによって表すことで、パーツ強調画像の位置情報を示す。このとき、wとhは、それぞれ下記式(V)によって求める。
w=W(Pxmin−Sxmin)/(Sxmax−Sxmin)
h=H(Symax−Pymax)/(Symax−Symin)
・・・式(V)
画像データ管理部15は、画像データ作成処理部14から受け取った3次元モデル全体画像と、各パーツについてのパーツ強調画像、パーツ解像度比率γ及び各パーツのパーツ位置情報をまとめてパーツカタログ用画像データとして保存管理する。
図7は、このパーツカタログ用画像データを保存管理する際のデータ構造の1例を示す。ここでは、後述するパーツカタログの画像出力に適応し得るパーツカタログ用画像データとして、図7に示すように、識別対象(モデル全体,パーツ1,パーツ2,・・・)に対応付けて、画像データ、パーツ位置情報及びパーツ解像度比率γをまとめて、一覧表形式のデータ構造をとることで、ディスプレイ等に外部入出力装置4を介してデータを提供できる形態とする。
パーツ識別画像表示装置は、CPU1と入出力装置3に備えた図示しない例えばLCD(液晶表示装置)等の周知の表示手段とで構成され、CPU1は、パーツ識別画像の表示要求に応じて、パーツカタログ用画像データとして画像データ管理部15で保存管理されたモデル画像、パーツ強調画像、パーツ位置情報、及びパーツ解像度比率をまとめて一覧表形式のデータを外部入出力装置4に読み込む。また、CPU1は、読み込んだモデル画像とパーツ画像をパーツ位置情報に重ね合わせて表示する場合は、パーツ画像の縮小手段として機能してパーツ解像度比率でパーツ画像を縮小処理して表示手段を動作させる画像データを生成し、かつ、入出力手段3における表示倍率の指示に基づき表示する場合は、表示倍率とパーツ解像度比率でパーツ強調画像を縮小、または拡大処理して表示手段を動作させる画像データを生成して、画像表示を行う。
図10の処理フローによると、まず、外部入出力装置4に読み込んだパーツカタログ用画像データから、3次元モデル全体を視点情報の視線ベクトル方向に平行投影したときの投影面上での3次元モデルの投影図形を取り囲む矩形領域の最小及び最大の座標(Sxmin,Symin)、(Sxmax,Symax)を得る(S201)。
また、3次元モデルを構成する各パーツについても同様に、平行投影したパーツの矩形領域の最小及び最大の座標(Pxmin,PSymin)、(Pxmax,Pymax)を得る(S202)。
次にパーツ強調画像の横方向の画素数及び同縦方向の画素数を上記式(III)に従って求める(S206、S207)。
続いて、パーツ強調画像の位置情報w、hを上記式(V)に従って求め(S208)、さらにこの位置情報とステップS206、S207で求めたパーツ強調画像の横縦方向の画素数からパーツ強調画像データを切り出して、パーツカタログ画像の表示に用いるデータとして保存し(S209)、この処理を終了する。
この後、読み込んだパーツ強調画像をγ(パーツ解像度比率)分の1に画像サイズを縮小して3次元モデル全体画像に重ね合わせて表示する(S302)。なお、パーツ強調画像の画像サイズを縮小するのは、3次元モデル全体画像の解像度で表示する場合に、パーツ強調画像を全体画像に対して適正な位置に配するために、全体画像のパーツ解像度比率1に合わせる処理である。
他方、拡大指示が行われれば(S303、YES)、3次元モデル全体を表示指示倍率に拡大した画像(S304)と、パーツ強調表示画像をγ×表示指示倍率で拡大(又は縮小)した画像データを変倍処理により求める(S305)。
次いで、求めた画像、即ち表示サイズを変えた3次元モデル全体画像とパーツ強調表示とを重ね合わせて表示して(S306)、処理を終了する。
また、入出力装置3を通して上記βの値を指示することにより、パーツ強調画像と3次元モデル全体画像のバランスをとり、全体のデータ容量を上げないようにして、パーツ強調画像の画素数を増やして、各パーツ画像の解像度を上げて視認性をよくすることができる。
即ち、モデル全体に対応した画像データの上に、特定のパーツに対応した画像を、そのパーツに対応した位置情報に従って重ね合わせて表示する場合は、パーツはパーツ解像度比率γだけ画素数が多いので、逆にパーツ解像度比率γでパーツ強調画像は縮小して表示することによって、パーツが組み付いた状態のモデルを自然な状態で表示し、その表示画像において当該パーツを識別することができる。
図2を参照して説明した第一の実施形態のパーツカタログ用画像データ作成システムでは、視点情報をどのように入力するかについては特に示さず、一般的に用いられる方法により視線ベクトル方向が指示され(図2および後記図13の説明、参照)、この視線ベクトル方向に3次元モデルを投影した投影面におけるパーツカタログ用画像データが作成される。このシステムの場合、ユーザが特定のパーツの組み付け位置や組み付け状態を表示する際には、注目するパーツに向けておおよその見当を付けて視線の方向を入力する、というやり方で指示を行う。よって、入力した視線の方向(視点)は、必ずしも注目したパーツが見易い方向である保証はなく、見易い視点が他に存在する場合もあり得る。
ただ、この方法を採用する場合、どのような3次元モデルが対象でも見易い視点を選ぶことを可能にしようとすると、視点数が多くなってしまい、視点数に対応する表示画像をユーザに提示できるように各視点のパーツ強調画像をモデル全体図と組み合わせて生成すると、全体の画像データ量が膨大になる。
視点の適合度を判定し、優先度を定める機能を付加機能として有した本実施形態におけるパーツカタログ用画像データ作成システムは、図12に示すように、第一の実施形態における同システム(図2、参照)に新たに視点判定処理部17を付加要素とすることにより構成することができる。
この付加した視点判定処理部17は、入力された複数視点の視認性への適合度を判定し、適合度が高い順に従って複数視点間における優先度を決定する処理を行い、処理結果を画像データ作成処理部14へ渡す。
なお、上記の付加機能は、ソフトウェア構成の追加、変更によって実施でき、データ処理装置のハードウェア構成については変更することなく、第1の実施形態に示した図1の構成を適用し得る。
この第二の実施形態のパーツカタログ用画像データ作成システムにおいても、入力された視点情報の視線ベクトル方向に3次元モデル全体を平行投影したときの投影面上での3次元モデルの投影図形を取り囲む矩形領域の最小、最大の座標(Sxmin,Symin)、(Sxmax,Symax)を求め、さらに3次元モデルを構成する各パーツについても同様に平行投影したパーツの矩形領域の最小、最大の座標(Pxmin,Pymin)、(Pxmax,Pymax)を求めるので、これらの処理ステップは、第一の実施形態における同システムの動作として先に上記(ステップ1)〜(ステップ6)で説明したと同様に行う。
ただし、ここでは、複数視点の入力が行われるので、複数の視点それぞれについて、モデル全体の矩形領域及びパーツの矩形領域を求め、求めたデータを画像データ作成処理部14に渡す。
画像データ作成処理部14は、3次元モデルを構成する各パーツのデータ、視点情報及び画像サイズ情報、並びに(ステップ1)〜(ステップ4)で求めたモデル矩形領域を元に、モデル全体画像の画像データを作成する。このモデル全体画像の作成方法は、先に第一の実施形態の(ステップ7)で説明したと同様に行う。
ただし、この実施形態では、入力された複数の視点それぞれについて、モデル全体画像の画像データ。
画像データ作成処理部14は、3次元モデルを構成する各パーツのデータ、視点情報及び画像サイズ情報、並びに(ステップ1)〜(ステップ6)で求めたモデル矩形領域及びパーツ矩形領域を元に、識別すべきパーツだけを強調表示する画像を作成する。
ただ、この実施形態では、入力された複数の視点それぞれについて、パーツ強調画像を作成する。強調表示は、例えば、注目するパーツだけを識別できる強調色で表し、これ以外は全て無彩色で表現するといった、通常パーツに現れない特定の色を用いて表現する。また、複数の視点ごとに作成された各パーツ強調画像は、視点によって変わる見易さ(視認性)に従って、視点間における優先度を決定する視点判定処理を行う視点判定処理部17に渡される。
図14は、視点判定処理の過程において求めたパーツ強調画像の画素(ドット)数の計数値と視点との関係を示すテーブルである。ここに示したテーブルは、注目した一つのパーツについての強調画像の画素数の計数結果を例示したもので、複数パーツの構成については、図14のテーブルがパーツ数だけ作成される。
なお、図14のテーブルに視点情報として示される(α,β)は、視線を表すパラメータである。このパラメータは、図13に参照されるように、(X,Y,Z)軸よりなる3次元座標系の原点を注視点として、視点から原点(注視点)への視線を極座標系のα角とβ角の組み合わせで表現している。
ここでは、ドット数が多い順に優先度を付与し、この優先度の情報をパーツ強調画像の作成に反映できるように、視点判定処理部17は、判定処理で得た優先度の情報を図14のテーブルとともに画像データ作成処理部14に渡す。
このとき、対象モデルは複数パーツで構成されているのが普通であるから、視点判定処理部17から与えられる優先度の情報は、モデル画像に表われるパーツの数だけ与えられる。つまり、注目するパーツによっては、複数の視点間の優先度が異なってくる。よって、注目するパーツを指定して、指定したパーツについて付与された優先度に従い、最も見易い視点を選択する。
注目するパーツの指定は、システム側で所定のルールでパーツを選択する順序を定め、この順序に従って指定するパーツの強調表示画像を一つずつ作成し、ユーザの選択に委ねる方法をとることができる。
このパーツ強調画像の画像データ処理プロセスは、第一の実施形態におけるパーツカタログ用画像データ作成システムの(ステップ8)の動作として先に説明したと同様に行う。なお、この処理に用いる視点情報は、上記したように、優先度に従って選択された視点であり、入力された複数の視点中、この視点のパーツ強調画像だけが表示用の画像データとして作成され、画像データ管理部15で保存、管理される。つまり、優先度がより高い視点で作成されたパーツ強調画像がユーザの意図に合わず、視点を変えることが要求されるまで、他の視点のパーツ強調画像を表示するための画像データの作成及び作成された画像データの保存、管理は行わない。
この処理ステップは、第一の実施形態の(ステップ9)の動作として先に説明したと同様に、原点(モデル全体画像の左上隅)に対するパーツ強調画像の左上隅の位置を横方向の画素数wと、縦方向の画素数hによって表し、wとhを式(V)によって求める。
この処理ステップも、第一の実施形態の(ステップ10)で説明したと同様に、モデル全体画像と、各パーツ強調画像、パーツ解像度比率γ及びパーツ位置情報をまとめて図7に示すような一覧表形式のデータ構造で管理する。ただし、本実施形態のように、入力された複数の視点から優先度に従って視点が選択されると、対象モデルを構成するパーツによって選択する視点が異なる場合がある。即ち、視点数分のテーブルを作成し、パーツ強調画像を表示する際に、注目するパーツによってテーブルを使い分けて、対応しなければならない場合がある。
画像データ管理部15でテーブル管理されるこのデータは、本実施形態では、視点数分のテーブルとして用意され、パーツ強調画像を表示する際には、注目するパーツが指示されたときに、視点数分のテーブルから当該パーツに付与された優先度に従い決定されたテーブルを選択して、パーツ強調画像の表示に用いる。
即ち、図10及び図11のフローチャートを参照して第一の実施形態で説明したように、モデル全体画像とパーツ画像をパーツ位置情報に重ね合わせて表示する場合は、パーツ画像の縮小手段として機能してパーツ解像度比率でパーツ画像を縮小処理して表示手段を動作させる画像データを生成し、さらに、表示倍率の指示に基づき表示する場合は、表示倍率とパーツ解像度比率でパーツ強調画像を縮小、または拡大処理して表示手段を動作させる画像データを生成して、画像表示を行う。
また、入力された複数の視点について、注目するパーツの見易い視点の優先度をシステムが有した機能によって決定して、その視点のパーツ強調画像を先ず表示するので、複数の視点のパーツ強調画像をユーザのモニタに表示し得るようにして、複数視点の画像を切替表示することによりユーザ自身で見易い画像を選ぶ、という方法をとる場合にかかるユーザの負担を軽減することができる。
Claims (14)
- 予め用意された3次元モデルを管理するモデルデータ管理手段と、
入出力装置を通して視点情報と画像サイズ情報を受け取り、3次元モデルの形状を視点情報で示される方向の投影面に投影して、画像サイズ情報から得られるアスペクト比で3次元モデルの形状を投影した画像を取り囲むモデル領域情報を計算するモデル領域計算処理手段と、
3次元モデルを構成する各パーツについて、視点情報で示される方向の投影面に各パーツの形状を投影して、パーツの形状を投影した画像を取り囲むパーツ領域情報を計算するパーツ領域計算処理手段と、
3次元モデルの形状全体を前記投影面に投影した画像からモデル領域情報を元にモデル画像を切り出し、画像サイズ情報により与えられた画素数でモデル全体画像を作成し、3次元モデルを構成する各パーツについて、3次元モデル全体を前記投影面に投影し、強調表示を可能とした画像からパーツ領域情報を元にパーツ画像をそれぞれ切り出し、画像サイズ情報と、モデル領域情報、パーツ領域情報、パーツ解像度比率とに基づいて画素数を計算し、得られる画素数でパーツ強調画像を作成すると共に、モデル全体画像の画素の領域でパーツ強調画像が占める位置を画像サイズ情報、モデル領域情報及びパーツ領域情報に基づいて計算する画像データ処理手段と、
前記画像データ処理手段がパーツ強調画像を作成するために用いるパーツ解像度比率を演算するパーツ解像度比率処理手段と、
モデル全体画像とパーツ強調画像、パーツ位置情報及びパーツ解像度比率をまとめて、パーツカタログ用画像データとして管理する画像データ管理手段を備えたことを特徴とするパーツ識別画像作成装置。 - 請求項1に記載されたパーツ識別画像作成装置において、
前記パーツ領域計算処理手段は、3次元モデルを構成するパーツ毎に、パーツの形状を定義しているすべての点を、X−Y直交座標系で定義される投影面に投影し、最小のX座標値とY座標値、および最大のX座標値とY座標値によって矩形領域を求め、その矩形領域をパーツ領域情報とすることを特徴とするパーツ識別画像作成装置。 - 請求項1又は2に記載されたパーツ識別画像作成装置において、
前記パーツ解像度比率処理手段は、モデル領域情報及びパーツ領域情報に基づきパーツ解像度比率を計算する手段であることを特徴とするパーツ識別画像作成装置。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載されたパーツ識別画像作成装置において、
入出力装置を通して複数の視点情報を受け取り、得られる各視点情報に基づいて前記画像データ処理手段によって処理されるパーツ強調画像の大きさから視点の適合度を判定し、判定結果に従い複数視点間の優先度をパーツごとに決定する視点判定処理手段を備え、
前記画像データ処理手段は、前記画像データ管理手段で管理するパーツ強調画像を前記視点判定処理手段により決定された優先度に従い作成する手段であることを特徴とするパーツ識別画像作成装置。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載されたパーツ識別画像作成装置において、
画像データ管理手段は、モデル全体画像とパーツ強調画像とパーツ位置情報とパーツ解像度比率を一覧表形式のデータ構造で外部入出力装置に出力し、パーツカタログ用画像データとして保存及び管理する手段であることを特徴とするパーツ識別画像作成装置。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載されたパーツ識別画像作成装置において作成したパーツ識別画像を表示するパーツ識別画像表示装置であって、
外部入出力装置に保存されたモデル画像、パーツ強調画像、パーツ位置情報、及びパーツ解像度比率の一覧表形式のデータ、並びにパーツカタログ用画像データとして保存されたデータを読み込む手段と、モデル画像と、パーツ画像をパーツ位置情報に重ね合わせて表示する手段と、パーツ画像をパーツ位置情報に重ね合わせて表示する際にパーツ解像度比率でパーツ画像を縮小し、表示倍率の指示に基づき、表示倍率とパーツ解像度比率でパーツ強調画像を縮小又は拡大する手段を備えたことを特徴とするパーツ識別画像表示装置。 - 予め用意された3次元モデルの形状を、視点情報で示される方向の投影面に投影して、画像サイズ情報から得られるアスペクト比で3次元モデルの形状を投影した画像を取り囲む、モデル領域情報を計算するモデル領域計算処理工程と、
3次元モデルを構成する各パーツについて、視点情報で示される方向の投影面に各パーツの形状を投影して、パーツの形状を投影した画像を取り囲むパーツ領域情報を計算するパーツ領域計算工程と、
3次元モデルの形状全体を前記投影面に投影した画像からモデル領域情報を元にモデル画像を切り出し、画像サイズ情報により与えられた画素数でモデル全体画像を作成し、3次元モデルを構成する各パーツについて、3次元モデル全体を前記投影面に投影し、強調表示を可能とした画像からパーツ領域情報を元にパーツ画像をそれぞれ切り出し、画像サイズ情報と、モデル領域情報、パーツ領域情報、パーツ解像度比率とに基づいて画素数を計算し、得られる画素数でパーツ強調画像を作成すると共に、モデル全体画像の画素の領域でパーツ強調画像が占める位置を画像サイズ情報、モデル領域情報及びパーツ領域情報に基づいて計算する画像データ処理工程と、
前記画像データ処理工程でパーツ強調画像を作成するために用いるパーツ解像度比率を演算するパーツ解像度比率処理工程と、
モデル全体画像とパーツ強調画像、パーツ位置情報及びパーツ解像度比率をまとめて、パーツカタログ用画像データとして管理する画像データ管理工程を有することを特徴とするパーツ識別画像作成方法。 - 請求項7に記載されたパーツ識別画像作成方法において、
前記パーツ領域計算処理工程は、3次元モデルを構成するパーツ毎に、パーツの形状を定義しているすべての点を、X−Y直交座標系で定義される投影面に投影し、最小のX座標値とY座標値、および最大のX座標値とY座標値によって矩形領域を求め、その矩形領域をパーツ領域情報とする工程を有することを特徴とするパーツ識別画像作成方法。 - 請求項7又は8に記載されたパーツ識別画像作成方法において、
パーツ解像度比率処理工程は、モデル領域情報及びパーツ領域情報に基づきパーツ解像度比率を計算する工程であることを特徴とするパーツ識別画像作成方法。 - 請求項7乃至9のいずれかに記載されたパーツ識別画像作成方法において、
複数の視点情報各々に基づいて前記画像データ処理工程で処理されるパーツ強調画像の大きさから視点の適合度を判定し、判定結果に従い複数視点間の優先度をパーツごとに決定する視点判定処理工程をさらに有し、
前記画像データ処理工程は、前記画像データ管理工程で管理するパーツ強調画像を前記視点判定処理工程で決定された優先度に従い作成する工程であることを特徴とするパーツ識別画像作成方法。 - 請求項7乃至10のいずれかに記載されたパーツ識別画像作成方法において、
前記画像データ管理工程は、モデル全体画像とパーツ強調画像とパーツ位置情報とパーツ解像度比率を一覧表形式のデータ構造で外部入出力装置に出力し、パーツカタログ用画像データとして保存及び管理する工程であることを特徴とするパーツ識別画像作成方法。 - 請求項7乃至11のいずれかに記載されたパーツ識別画像作成方法で作成されたパーツ識別画像を表示するパーツ識別画像表示方法であって、
外部入出力装置に保存されたモデル画像、パーツ強調画像、パーツ位置情報、及びパーツ解像度比率の一覧表形式のデータ、並びにパーツカタログ用画像データとして保存されたデータを読み込む手段と、モデル画像と、パーツ画像をパーツ位置情報に重ね合わせて表示する手段と、パーツ画像をパーツ位置情報に重ね合わせて表示する際にパーツ解像度比率でパーツ画像を縮小し、表示倍率の指示に基づき、表示倍率とパーツ解像度比率でパーツ強調画像を縮小又は拡大する工程を有することを特徴とするパーツ識別画像表示方法。 - 請求項7乃至11のいずれかに記載されたパーツ識別画像作成方法又は請求項12に記載されたパーツ識別画像表示方法の各工程をコンピュータに実行させるプログラム。
- 請求項13に記載されたプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
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