JP6401046B2 - ３次元モデル化オブジェクトを設計するためのコンピュータ実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンピュータプログラムおよびシステムの分野に関し、より詳細には、３次元（３Ｄ）シーンにおける３Ｄモデル化オブジェクトを設計するためのコンピュータ実装方法の分野に関する。

本発明は、３Ｄオブジェクトモデリング（スケッチング、モデリング、レビュー、ＣＡＤ…）を設計するために平面を使用する技術のいずれの分野にも属することができる。特に、それを使用することができる製品は、ダッソーシステムズ(Dassault Systems)によってＮａｔｕｒａｌ Ｓｋｅｔｃｈの商標で提供されるソフトウェアなど、スケッチング分野に属する。本発明は、マニピュレータと（３次元シーンにおけるオブジェクトの）選択が共存することができるいかなる３次元ベースのＣＡＤソフトウェアに使用されることも可能である。

タッチスクリーンは、一般的に、テキストおよび／またはモデル化オブジェクトを表示するために、多くの電子デバイスおよびシステムで使用される。これらは、タッチ−スクリーン、またはタッチセンシティブディスプレイとしても知られる。ユーザは、ユーザインタフェースオブジェクトを含むユーザインタフェースを介してタッチスクリーンと対話することができる。タッチスクリーンデバイスが、タッチスクリーン上の接触を検知し、これに反応する。したがって、ユーザは、ユーザが対話したいと望むユーザインタフェースオブジェクトに対応する場所で、１本の指、数本の指（マルチタッチジェスチャ）、またはスタイラスでタッチスクリーンと接触することによって、機能をアクティブ化させる、プロセスをトリガする、またはモデル化オブジェクトを操作することができる。ユーザインタフェースオブジェクトは、ソフトキー、メニュー、またはグラフィックとすることができる。ジェスチャは、機能をトリガするためのユーザインタラクションのシーケンスと定義されることが可能である。

Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｋｅｔｃｈではユーザは、作業平面（working plane）または描画平面（drawing plane）とも呼ばれるサポート平面（support plane）、すなわちスケッチングが行われる平面を定義する必要がある。したがって、既存の平面を選択する、または新しい平面を定義するための迅速な方法を提供することが不可欠である。これが、製品Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｋｅｔｃｈにおいて、作業平面を選択し、操作するための特定のコマンドの目的である。

デスクトップ上においてこのコマンドには、ユーザが現在の平面から新しい平面を定義することに移ることができる平面マニピュレータがある。オブジェクト上で左クリックして、ユーザはそれをピックによって、またはストロークによって選択して、その平面を呼び出すことができる。マウスの中央ボタンおよび左ボタン／右ボタンの組合せを使用することによって、３次元シーンにおいてナビゲートすることができる（デフォルトＣＡＴＩＡナビゲーション）。画面上の「ポインティング要素」を用いて、目に見えるまたは見えないことがある連続曲線を描くことによって、ストロークによる選択が行われることが可能である。画面上のストロークによって交差されたすべての選択可能オブジェクトが、自動的に選択される。

３つの異なるユーザアクションにマップされた、３つの異なる種類の挙動がある。マウスの設定改変またはボタン（左クリック／中央クリック／右クリック）に依存して、これらのアクションを差別化する。

（タブレットまたはスマートフォンのような）タッチのみのデバイス（touch only device）上では、ボタンの設定改変が存在しないので、３次元環境においてオブジェクトを同時にナビゲートし、操作し、選択することを可能にするアプリケーションは現在存在しない。

説明を続けると、古典的なデスクトップ環境では、すべてがマウスを使用して動作する。
−中央クリック＋左クリック／右クリックを組み合わせてナビゲートする。
−平面マニピュレータ上で左クリックして、平面を移動させる。
−平面マニピュレータの外側のオブジェクト上で左クリックしてこのオブジェクトを選択し、その平面を呼び出す。

最新技術のソリューションでは、一方ではシーンの視点を操作するための、および他方では選択されたオブジェクトから作業平面を選択するための、極めて似ている可能性があるジェスチャ間に、競合が存在する。

各挙動（ナビゲーション／操作／選択）を異なるユーザアクションにマップすることが可能である。これらのアクションは、非常に直観的および生産的なワークフローを提供するほどに簡単である。

しかしながら、タブレットデバイス上では、マウスがない（タッチのみ）ということが、このワークフローに影響を及ぼすいくつかの制限を暗示する。
−マウスオーバー（クリックせずにマウスを移動させること）がないため、したがってユーザは選択を事前にハイライトすることができない。
−ボタンがないため、したがってユーザはどのボタンがクリックされるかに基づく様々な挙動を有することができない。そのため、ユーザは、曲線選択と３Ｄナビゲーションの両方を同時に行うことができない（デスクトップ上では中央クリックの設定改変で実現する）。

選択コマンドにおいて、ナビゲーションが、新しい描画平面をすぐに定義できることが不可欠である。したがってそれは、ユーザが平面マニピュレータを操作しないとき、デフォルトアクションでなければならない。本発明は、ユーザが選択マニピュレータなしで既存の曲線を選択することを可能にすることによって、前述の欠点に対処する。

本発明の目的は、これらの競合を解決することである。本発明は、ユーザが特にタッチのみのデバイス上で可能な限り容易にかつ直観的にオブジェクトをナビゲートする／操作する、および選択することを可能にする。

本発明の目的は、上述の問題を克服するコンピュータ実装方法およびシステムを提供することである。

本発明の１つの態様により、３次元にモデル化されたオブジェクト（以下、３次元モデル化オブジェクト）を設計するためのコンピュータ実装方法は、次のステップを含むことが提案される：
−３次元シーンにおいて３次元モデル化オブジェクトを提供するステップ
−現在の作業平面を定義する平面状のグラフィカルツールを表示するステップ
−ポインティング要素を用いて平面状のグラフィカルツールをポイントし、アクティブ化するステップ
−ポインティング要素を放さずに、３次元モデル化オブジェクトの一部の上に乗せる（hovering）ステップ
−ポインティング要素を放すとき、３次元モデル化オブジェクトの前記一部を選択するステップ
−ポインティング要素の現在の位置で選択されたオブジェクトから作業平面を取り出し、前記平面を、平面状のグラフィカルツールによって表される現在の作業平面として定義するステップ
−現在の作業平面で設計動作を行うステップ。

このような方法は、各挙動（ナビゲーション／操作／選択）を異なるユーザアクションにマップすることを可能にする。これらのアクションは、非常に直観的および生産的なワークフローを提供するほど簡単である。

したがって、選択マニピュレータを使用せずに、既存の曲線を選択すること、より正確には、オブジェクトを可能な限り容易にかつ直観的にナビゲートする／操作するおよび選択することが可能である。

一実施形態によれば、平面状のグラフィカルツールは、ポインティング要素を放すまで、異なる表現を用いて、アクティブ化されるとき、選択グラフィカルツールに変換される。

したがって、平面状のグラフィカルツールのアクティブ化は、選択グラフィカルツールにその変換を引き起こし、ユーザが３次元モデル化オブジェクトの一部を容易にかつ自動的に選択すること、および選択されたオブジェクトから作業平面を取り出すことを可能にする。アクティブ化は、タッチスクリーン上のロングホールド（long hold）で、またはマウスボタンを押し下げたままにして、行われることが可能である。

表現の変化は、ユーザがグラフィカルツールは選択グラフィカルツールであるかどうかを容易に知ることを可能にする。

一実施形態によれば、選択グラフィカルツールは、部分的に透明である。

一実施形態によれば、ポインティング要素の現在の位置で選択されたオブジェクトから作業平面を取り出し、前記平面を、平面状のグラフィカルツールによって表される現在の作業平面として定義するステップは、ポインティング要素の現在の位置でオブジェクトに垂直な平面を使用する。

本発明の別の態様によれば、上述のように３次元モデル化オブジェクトを設計するための方法をコンピュータシステムに実行させるコンピュータ実行可能命令を有するコンピュータ可読媒体もまた提案される。

本発明の別の態様によれば、システムに上述のように３次元モデル化オブジェクトを設計するための方法のステップを実行させるためのコード手段を含む、コンピュータ可読媒体に格納されたコンピュータプログラム製品もまた提案される。

本発明の別の態様によれば、上述のように３次元モデル化オブジェクトを設計するための方法のステップを実行するための手段を含んだ３次元モデル化オブジェクトを設計するための装置もまた提案される。

本発明は、非限定的な例によって説明され、添付の図面によって例示されるいくつかの実施形態を検討してよりよく理解されよう。

本発明の一態様による方法を示す図である。 本発明の一態様による方法を示す図である。 本発明の一態様による方法を示す図である。 本発明の一態様による方法を示す図である。 本発明の一態様による方法を示す図である。 本発明の一態様による方法を示す図である。 本発明の一態様による方法を示す図である。 本発明の一態様による方法を示す図である。 本発明の一態様による方法を示す図である。 本発明の一態様による方法を示す図である。 本発明の一態様による方法を示す図である。 本発明が実行されることが可能であるコンピュータネットワークまたは同様のデジタル処理環境を示す図である。 コンピュータの内部構造の図である。

以下の図は、本発明の機能をより詳細に説明する。

本説明では、３次元モデルオブジェクトとは、３Ｄで表される、すなわち、３Ｄシーンにおいて任意の遠近法でオブジェクトを表示するための、データに基づく、表現を用いたオブジェクトである。

３次元モデル化オブジェクトは、ＣＡＤソリューションを用いた仮想設計の完成の後に現実世界で製造される物理的な製品と関係する。この物理的な製品は、例えばこれに限定されないが、機械部品などの機械製品のような工業製品でありえる。ＣＡＤソリューションは、様々な、限定されない工業分野、すなわち航空宇宙産業、建築、建設、消費財、ハイテクデバイス、工業機器、輸送、船舶、海洋、または輸送において、製品の設計を可能にする。

以下の図は、本発明の方法の非限定的な例を表す。

このアプリケーションでは、図示されるポインティング要素は、タッチスクリーン上の指であるが、これはマウスまたはペンのような任意の他のポインティング要素とすることも可能である。

図１は、設計中の３Ｄモデル化オブジェクトを示す。本発明の態様に従った方法を明確に示すために、３Ｄモデル化オブジェクトは、第１の曲線Ｃ１および第２の曲線Ｃ２などの単純なモデル化オブジェクト含む。本方法は当然ながら、より複雑な３Ｄオブジェクトに適用する。

図２は、開始選択コマンドとともに、平面マニピュレータ、すなわち現在の作業平面もしくは描画平面を定義する平面状のグラフィカルツールＰＳＧＴの開始を示す。この例では、平面状のグラフィカルツールＰＳＧＴは矩形である。

図３は、平面状のグラフィカルツールＰＳＧＴによる描画平面の変更を示す。この例では、描画平面は、ポインティング要素ＰＥを用いて行われる、平面状のグラフィカルツールＰＳＧＴのエッジをドラッグし、放す動作により、平面状のグラフィカルツールＰＳＧＴのエッジとともに回転される。

図４には、平面状のグラフィカルツールＰＳＧＴによる描画平面の変更が図示される。この例では、描画平面は、平面状のグラフィカルツール表面ＰＳＧＴでシングルタッチして平行移動される。

図５では、ユーザは第１の曲線Ｃ１の平面を使用したいと望み、次いでユーザは、平面状のグラフィカルツールＰＳＧＴ上のロングホールドから始める。ここで、ロングホールドとは、平面状のグラフィカルツールＰＳＧＴに関連するアクティベーションゾーン内のポインティング要素ＰＥの接触が、閾値時間制限に等しいまたはこれを超過する期間の間、放されることなく維持されることとして説明されることができる。

したがって、このようなロングホールドが行われるとき、図６に図示されるように、平面状のグラフィカルツールＰＳＧＴは、この例ではより小さい矩形によって表される選択グラフィカルツールＳＧＴに変換される。例えば、選択グラフィカルツールＳＧＴは、一部を透明とすることができる。

図７では、ポインティング要素ＰＥを放さずに、ユーザは選択グラフィカルツールＳＧＴを方々に移動させ、例えば、プリハイライト（pre-highlight）、または色変化、または任意の他の視覚的表示により、どの曲線が選択されているか、この例では曲線Ｃ１を示すことができる。

したがって、ポインティング要素ＰＥが放されるとき、図８に表されるように、Ｃ１曲線の平面が呼び出され、平面状のグラフィカルツールＰＳＧＴはそれに応じて位置決めされる。ポインティング要素の現在の位置でオブジェクトの作業平面を取り出すこと、および上記平面を、平面状のグラフィカルツール（ＰＳＧＴ）によって表される現在の作業平面として定義することは、ポインティング要素の現在の位置でオブジェクトに対して垂直な平面を使用して実行されることができる。

あるいは、オブジェクト上の平面属性を取り出すことが可能である。

次いで、図９に図示されるように、ユーザは、マニピュレータの外側で操作することによって３次元シーンにおいてナビゲートすることができる。ここではユーザは、ポインティング要素、この場合はユーザの指を使用して視点を回転させる。

図１０に図示されるように、例えば、２つのポインティング要素ＰＥに対応する２本の指を用いてマルチタッチスクリーン上でピンチジェスチャー(a pinch gesture)を用いて、ズームインまたはズームアウトが行われることが可能である。

図１１には、本発明の一態様による方法の一実施形態が表される。

ステップ（１０１）において、ユーザは、３次元シーンにおいて３次元モデル化オブジェクトを操作することを開始する。

ユーザがポインティング要素ＰＥを用いて平面状のグラフィカルツールＰＳＧＴ上でホールドジェスチャから始めるかどうかをチェックするために、テスト（１０２）が行われる。

テスト（１０２）が肯定である場合、次の操作（１０３）が選択のために使用され、オブジェクトが選択されたかどうかをテストするために、テスト（１０４）が行われる。

テスト（１０４）が肯定である場合、ポインティング要素ＰＥを放すときオブジェクトの一部が選択され（１０５）、次いでオブジェクトの選択された一部から作業平面が取り出される。

次いで、取り出し（１０６）が終了されるとき、操作は、ステップ（１０４）が否定であるかのように終了される（１０８）。

テスト（１０２）が否定である場合、操作は通常通りに行われ（１０７）、終了する（１０８）。

図１２は、本発明が実行されることが可能であるコンピュータネットワークまたは同様のデジタル処理環境を示す。

クライアントコンピュータ／デバイスＣＬおよびサーバコンピュータＳＶが、アプリケーションプログラムなどを実行する処理デバイス、ストレージデバイス、および入力／出力デバイスを提供する。クライアントコンピュータ／デバイスＣＬは、通信ネットワークＣＮＥＴを介して、他のクライアントデバイス／処理ＣＬおよびサーバコンピュータＳＶを含めた、他のコンピュータデバイスにリンクされることも可能である。通信ネットワークは、現在それぞれのプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）など）を使用して互いと通信するリモートアクセスネットワーク、グローバルネットワーク（例えばインターネット）、コンピュータの世界規模の集まり、ローカルエリアネットワークもしくはワイドエリアネットワーク、およびゲートウェイの一部とすることができる。他の電子デバイス／コンピュータネットワークアーキテクチャも適している。

図１３は、図１２のコンピュータシステムにおけるコンピュータ（例えば、クライアントプロセッサ／デバイスＣＬまたはサーバコンピュータＳＶ）の内部構造図である。各コンピュータＣＬ、ＳＶが、システムバスＳＢを含み、バスは、コンピュータまたは処理システムの構成要素間のデータ転送に使用されるハードウェア回線のセットである。バスＳＢは本質的に、コンピュータシステムの異なる要素（例えば、プロセッサ、ディスクストレージ、メモリ、入力／出力ポート、ネットワークポートなど）を接続する共用コンジット（shared conduit）であり、要素間の情報の転送を可能にする。

様々な入力および出力デバイス（例えば、キーボード、マウス、ディスプレイ、プリンタ、スピーカなど）をコンピュータＣＬ、ＳＶに接続するためのＩ／ＯデバイスインタフェースＤＩが、システムバスＳＢに接続される。ネットワークインタフェースＮＩが、コンピュータがネットワーク（例えば、図１２のネットワークＣＮＥＴ）に接続された様々な他のデバイスに接続することを可能にする。

メモリＭＥＭが、本発明の一実施形態を実行するために使用されるコンピュータソフトウェア命令ＳＩおよびデータＣＰＰ用の揮発性ストレージを提供する（例えば、図１から１１に論じられる方法を実行し、上に詳述されるコードをサポートする、第１のパスビルダＰＢ、第２のパスを計算するための手段ＣＭ、アップデータＵＤ）。

ディスクストレージＤＳが、本発明の実施形態を実行するために使用されるコンピュータソフトウェア命令ＳＩおよびデータＤＡＴ用の不揮発性ストレージを提供する。中央処理装置ＣＰＵもまた、システムバスＳＢに接続され、コンピュータ命令の実行を提供する。

ある実施形態では、プロセッサルーチンＳＩおよびデータＤＡＴは、本発明のシステムのためのソフトウェア命令の少なくとも一部分を提供するコンピュータ可読媒体（例えば、１または複数のＤＶＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ディスケット、テープなどのリムーバブル記憶媒体）を含むコンピュータプログラム製品（一般的にＣＰＰとされる）である。コンピュータプログラム製品ＣＰＰは、当技術分野ではよく知られているように、任意の好適なソフトウェアインストール手順によってインストールされることが可能である。

別の実施形態では、ソフトウェア命令の少なくとも一部が、ケーブル、通信および／または無線接続を通じてダウンロードされることも可能である。他の実施形態では、発明のプログラムは、伝搬媒体（例えば、インターネットなどのグローバルネットワークまたは（１もしくは複数の）他のネットワークを通じて伝搬される、ラジオ波、赤外線波、レーザー波、音波、または電波）上の伝搬信号に具体化されるコンピュータプログラム伝搬信号製品（ＳＰ）である。このような搬送媒体または信号は、本発明のルーチン／プログラムＣＰＰのためのソフトウェア命令の少なくとも一部分を提供する。

代替的実施形態では、伝搬信号は、アナログ搬送波または伝搬媒体上で搬送されるデジタル信号である。例えば、伝搬信号は、グローバルネットワーク（例えば、インターネット）、電気通信ネットワーク、または他のネットワークを通じて伝搬されるデジタル化された信号とすることができる。

ある実施形態では、伝搬信号は、ミリ秒、秒、分、またはより長い期間にわたってネットワークを通じてパケットで送信される、ソフトウェアアプリケーションのための命令など、期間にわたって伝搬媒体を通じて伝送される信号であり、例えば（描画平面が画面平面と異なるとき）これらを描画平面に投影することによって、画面上でアクティブ化される。したがって、ストロークは、ユーザ対話を介してユーザによってスケッチされるものから導き出されるシーンにおけるユーザ対話（Ｓ１）に対応する。したがって、シーンではストロークは、ユーザ対話（Ｓ１）を介してユーザによってスケッチされる。結果として、５の定義、ストロークは全く実物のようなものであり、サポートは事実上ここでは描画用紙（サポートが画面平面であるとき、設計者によって事実上直角に対面される用紙）に対応する。

別の実施形態では、コンピュータプログラム製品ＣＰＰのコンピュータ可読媒体は、コンピュータシステムＣＬが、例えば、コンピュータプログラム伝搬信号製品について上述したように、伝搬媒体を受け取り、伝搬媒体に具体化された伝搬信号を識別することによって、受け取り、読むことができる伝搬媒体である。

一般的に言えば、「搬送媒体」という用語、または一時的な搬送波は、前述の一時的な信号、伝搬信号、伝搬媒体、ストレージ媒体などを包含する。

本発明は、その例示的実施形態を参照して詳細に示され、説明されたが、形態および詳細の様々な変更が、添付の特許請求の範囲に包含される本発明の範囲を逸脱することなく、そこに行われ得ることを当業者には理解されよう。

Claims (7)

1. ３次元モデル化オブジェクトを設計するためのコンピュータ実装方法であって、
   ３次元シーンにおいて前記３次元モデル化オブジェクトを提供するステップと、
   現在の作業平面を定義する平面状のグラフィカルツール（ＰＳＧＴ）を表示するステップと、
   ポインティング要素（ＰＥ）を用いて前記平面状のグラフィカルツール（ＰＳＧＴ）をポイントし、アクティブ化するステップと、
   前記ポインティング要素（ＰＥ）を放さずに、前記３次元モデル化オブジェクトの一部の上に乗せるステップと、
   前記ポインティング要素（ＰＥ）を放すとき、前記３次元モデル化オブジェクトの前記一部を選択するステップと、
   前記ポインティング要素の現在の位置で前記選択されたオブジェクトから作業平面を取り出し、前記平面を前記平面状のグラフィカルツール（ＰＳＧＴ）によって表される前記現在の作業平面として定義するステップと、
   現在の作業平面で設計動作を行うステップと
   を含むことを特徴とするコンピュータ実装方法。
2. 前記平面状のグラフィカルツール（ＰＳＧＴ）は、前記ポインティング要素（ＰＥ）を放すまで、異なる表現を用いて、アクティブ化されるとき、選択グラフィカルツール（ＳＧＴ）に変換される
   ことを特徴とする請求項１に記載のコンピュータ実装方法。
3. 前記選択グラフィカルツール（ＳＧＴ）は、部分的に透明である
   ことを特徴とする請求項２に記載のコンピュータ実装方法。
4. 前記一部の作業平面を取り出し、前記平面を、前記平面状のグラフィカルツール（ＰＳＧＴ）によって表される現在の作業平面として定義するステップは、前記ポインティング要素の現在の位置で前記オブジェクトに垂直な平面を使用する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のコンピュータ実装方法。
5. コンピュータシステムに、請求項１乃至４のいずれか一項の３次元モデル化オブジェクトを設計するための方法を実行させるコンピュータ実行可能命令を有する
   ことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。
6. コンピュータシステムに、請求項１乃至４のいずれか一項の３次元モデル化オブジェクトを設計するための方法を実行させるためのコードを含む
   ことを特徴とするコンピュータプログラム。
7. 請求項１乃至４のいずれか一項の３次元モデル化オブジェクトを設計するための方法を実行する装置。

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