JP6782108B2 - Visible rate calculation device - Google Patents
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Description
本発明は、可視率算出装置に関する。 The present invention relates to a visibility calculation device.
大規模施設の建設地を検討するにあたり建設後の景観を事前に評価することが行われている。景観の評価技術として、仮想的な３次元空間を用いて対象物の景観の定量的な値（例えば、可視率）を算出する技術が知られている（例えば、特許文献１）。
可視率は、ある視点から見た評価対象が、どの程度見えているかを表す指標である。例えば、視点と評価対象との間に視線を遮る障害物（以降、単に「障害物」と称す）が全くなく、評価対象が全て見えている場合には、可視率が「100％」になる。また、評価対象が障害物に完全に隠れて全く見えていない場合には、可視率が「0％」になる。
When considering the construction site of a large-scale facility, the landscape after construction is evaluated in advance. As a landscape evaluation technique, a technique for calculating a quantitative value (for example, visibility) of a landscape of an object using a virtual three-dimensional space is known (for example, Patent Document 1).
Visibility is an index showing how much the evaluation target is visible from a certain viewpoint. For example, if there are no obstacles (hereinafter simply referred to as "obstacles") that block the line of sight between the viewpoint and the evaluation target, and all the evaluation targets are visible, the visibility rate becomes "100%". .. In addition, when the evaluation target is completely hidden by an obstacle and cannot be seen at all, the visibility rate becomes "0%".
特許文献１に記載される技術は、障害物がある場合のパース（透視投影図）とない場合のパースとから、それぞれの場合での計画建築物（評価対象）の見える大きさを透視投影面積として求め、その比率を可視率として算出するものである。 The technique described in Patent Document 1 determines the visible size of the planned building (evaluation target) in each case from the perspective (perspective projection drawing) when there is an obstacle and the perspective when there is no obstacle. And the ratio is calculated as the visibility rate.
特許文献１に記載される技術では、透視投影面積から可視率を算出していたので、実際に人間の目で見た見かけの大きさと違う場合があった。つまり、人間の目で見た物の見かけの大きさは、正確には透視投影面積ではなく、立体角投射率に相当する。その為、算出した可視率と実際に人間の目で見た見かけの大きさとが違ってしまうという問題があった。 In the technique described in Patent Document 1, since the visibility is calculated from the perspective projected area, it may be different from the apparent size actually seen by the human eye. That is, the apparent size of an object seen by the human eye is not exactly the perspective projection area, but corresponds to the solid angle projection rate. Therefore, there is a problem that the calculated visibility and the apparent size actually seen by the human eye are different.
このような観点から、本発明は、人間の目で見た見かけの大きさで可視率を算出することができる可視率算出装置を提供することを課題とする。 From such a viewpoint, it is an object of the present invention to provide a visibility rate calculation device capable of calculating the visibility rate based on the apparent size seen by the human eye.
前記課題を解決するため、本発明に係る可視率算出装置は、仮想的な３次元空間を用いて、視点から見た評価対象物の可視率を算出するものである。
可視率算出装置は、前記評価対象物および障害物の３次元形状モデルを記憶する記憶部と、可視率計算部とを備える。可視率計算部は、前記評価対象物を仮想スクリーンに投影した場合における当該評価対象物の第１領域と、前記評価対象物および前記障害物を前記仮想スクリーンに投影した場合における当該評価対象物の第２領域とから前記評価対象物の可視率を計算する。
In order to solve the above problems, the visibility rate calculation device according to the present invention calculates the visibility rate of an evaluation object viewed from a viewpoint by using a virtual three-dimensional space.
The visibility calculation device includes a storage unit that stores a three-dimensional shape model of the evaluation object and the obstacle, and a visibility calculation unit. The visibility calculation unit includes a first region of the evaluation object when the evaluation object is projected on the virtual screen, and the evaluation object when the evaluation object and the obstacle are projected on the virtual screen. The visibility of the evaluation target is calculated from the second region.
ここで、前記３次元形状モデルは、複数の面要素により構成されており、また、前記仮想スクリーンは、前記視点を中心とする半球（例えば、半径「１」の半球）の半球底面である。
そして、可視率計算部は、投影処理部と、分割処理部とを備える。投影処理部は、前記半球の球面を介して半球底面に前記面要素を投影する。分割処理部は、前記半球底面に投影された前記面要素の見かけ上の大きさに基づいて、投影後の前記面要素を分割する。
例えば、前記投影処理部は、前記分割処理部による分割に基づいて、投影を行った前記面要素を複数の面要素として再投影する。
また、例えば、前記分割処理部は、前記半球底面に投影された前記面要素の頂点間の見かけの距離に基づいて、投影前の前記面要素を分割する分割点の半球底面における位置を特定し、特定した位置を新たな面要素の頂点とする。
Here, the three-dimensional shape model is composed of a plurality of surface elements, and the virtual screen is a hemispherical bottom surface of a hemisphere centered on the viewpoint (for example, a hemisphere having a radius "1").
The visibility calculation unit includes a projection processing unit and a division processing unit. The projection processing unit projects the surface element onto the bottom surface of the hemisphere via the spherical surface of the hemisphere. The division processing unit divides the projected surface element based on the apparent size of the surface element projected on the bottom surface of the hemisphere.
For example, the projection processing unit reprojects the projected surface element as a plurality of surface elements based on the division by the division processing unit.
Further, for example, the division processing unit specifies the position of the division point for dividing the surface element before projection on the bottom surface of the hemisphere based on the apparent distance between the vertices of the surface element projected on the bottom surface of the hemisphere. , Let the specified position be the apex of the new surface element.
本発明においては、半球の球面を介して半球底面に評価対象物を投影するので、半球底面に映る評価対象物の大きさは立体角投射率に相当する。これによって、評価対象物の可視率の計算を実際の人間の目で見た見かけの大きさで行うことができる。 In the present invention, since the evaluation object is projected on the bottom surface of the hemisphere via the spherical surface of the hemisphere, the size of the evaluation object reflected on the bottom surface of the hemisphere corresponds to the solid angle projection rate. As a result, the visibility of the evaluation object can be calculated with the apparent size seen by the actual human eye.
また、本発明においては、半球底面に投影された面要素の見かけ上の大きさに基づいて、投影後の前記面要素を分割する。したがって、３次元形状モデルを予め微小面要素分割（メッシュ分割）することなく可視率の計算を行うことが可能である。つまり、投影処理の過程で必要十分な面要素の分割が行われるので、精度確保と過剰な計算の削減とが両立される。 Further, in the present invention, the projected surface element is divided based on the apparent size of the surface element projected on the bottom surface of the hemisphere. Therefore, it is possible to calculate the visibility without dividing the three-dimensional shape model into minute surface elements (mesh division) in advance. That is, since the necessary and sufficient surface elements are divided in the process of projection processing, it is possible to both ensure accuracy and reduce excessive calculation.
また、例えば、前記可視率計算部は、前記３次元空間に人間の視野角に基づく第１視野領域を設定し、当該第１視野領域に含まれない前記面要素を投影処理の対象から除外する面要素除外部を備える。
この場合、不要な面要素を除外できるので、可視率の計算を高速化することが可能である。例えば、視野角の範囲を「120°」に限定した場合、視野範囲を限定しない場合に比べて、計算対象とする立体角範囲を半減できる。
Further, for example, the visibility calculation unit sets a first visual field region based on a human viewing angle in the three-dimensional space, and excludes the surface element not included in the first visual field region from the target of projection processing. A surface element exclusion unit is provided.
In this case, since unnecessary surface elements can be excluded, it is possible to speed up the calculation of the visibility rate. For example, when the viewing angle range is limited to "120 °", the solid angle range to be calculated can be halved as compared with the case where the viewing angle is not limited.
また、例えば、前記可視率計算部は、前記半球底面に人間の視野角度に基づく第２視野領域を設定し、当該第２視野領域に含まれない投影後の前記面要素を可視率の計算処理の対象から除外する半球底面範囲限定部を備える。
この場合、不要な面要素を除外できるので、可視率の計算を高速化することが可能である。
Further, for example, the visibility calculation unit sets a second visual field region based on a human visual field angle on the bottom surface of the hemisphere, and calculates the visibility of the projected surface element not included in the second visual field region. It is provided with a hemispherical bottom range limiting portion that is excluded from the target of.
In this case, since unnecessary surface elements can be excluded, it is possible to speed up the calculation of the visibility rate.
本発明によれば、人間の目で見た見かけの大きさで可視率を算出することができる。 According to the present invention, the visibility can be calculated based on the apparent size seen by the human eye.
以下、本発明の実施をするための形態を、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
Each figure is only schematically shown to the extent that the present invention can be fully understood. Therefore, the present invention is not limited to the illustrated examples. In each figure, common components and similar components are designated by the same reference numerals, and duplicate description thereof will be omitted.
≪実施形態に係る可視率算出装置の構成≫
図１を参照して、実施形態に係る可視率算出装置１の構成について説明する。図１は、実施形態に係る可視率算出装置１のブロック図である。可視率算出装置１は、評価対象物の「可視率」を算出するものである。
「可視率」は、ある視点（以降、「計算点」と呼ぶ場合がある）から見た評価対象物が、どの程度見えているかを表す指標である。例えば、計算点と評価対象物との間に視線を遮る障害物が全くなく、評価対象物が全て見えている場合には、可視率が「100％」になる。また、評価対象物が障害物に完全に隠れて全く見えていない場合には、可視率が「0％」になる。
<< Configuration of the visibility calculation device according to the embodiment >>
The configuration of the visibility rate calculation device 1 according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram of the visibility rate calculation device 1 according to the embodiment. The visibility rate calculation device 1 calculates the "visibility rate" of the evaluation target object.
The "visibility rate" is an index showing how much the evaluation object viewed from a certain viewpoint (hereinafter, sometimes referred to as a "calculation point") is visible. For example, if there is no obstacle blocking the line of sight between the calculation point and the evaluation object and all the evaluation objects are visible, the visibility rate is "100%". In addition, when the evaluation target is completely hidden by the obstacle and cannot be seen at all, the visibility rate becomes "0%".
ここでの「評価対象物」は、可視率を算出する目的に応じて様々な物であってよい。また、「計算点」は、可視率を算出する目的に応じて任意に決定される位置であってよい。
例えば、景観上大きな影響のある施設の建設地を選定する際に、施設を建設した後の可視率を事前に推定する場合を想定する。この場合の評価対象物は、建設を行う施設（例えば、発電所や工場）であり、計算点は、近隣住民の生活空間における目の位置である。また、劇場やスタジアムの施設計画を作成する場合を想定する。この場合、評価対象物は、舞台やフィールドであり、計算点は、観客席に座る観客の目の位置である。なお、障害物は、評価対象物以外のものであって、例えば、前者では、地形、建造物、樹木などであり、後者では、手すりや柱などである。
The "evaluation target" here may be various depending on the purpose of calculating the visibility. Further, the "calculation point" may be a position arbitrarily determined according to the purpose of calculating the visibility.
For example, when selecting a construction site for a facility that has a great impact on the landscape, it is assumed that the visibility rate after the facility is constructed is estimated in advance. The object to be evaluated in this case is a facility to be constructed (for example, a power plant or a factory), and the calculation point is the position of the eyes in the living space of the neighboring residents. It is also assumed that a facility plan for a theater or stadium is created. In this case, the evaluation object is a stage or a field, and the calculation point is the position of the eyes of the spectator sitting in the spectator seat. Obstacles are objects other than the objects to be evaluated, for example, in the former case, terrain, buildings, trees, etc., and in the latter case, handrails, pillars, etc.
図２を参照して、可視率について具体的に説明する。図２（ａ）は視点（計算点）と評価対象物との位置関係を説明するための図であり、図２（ｂ）は障害物がないと仮定した場合の評価対象物の見え方を示し、図２（ｃ）は実際に障害物がある場合の評価対象物の見え方を示す。
ここでは、図２（ａ）に示すように、評価対象物Ｅとして建築物を例示しており、計算点Ｋとして評価対象物Ｅから所定の距離に直立する人間の目の位置を想定している。そして、評価対象物Ｅと計算点Ｋとの間に二つの障害物Ｄ1，Ｄ2が存在する。この場合、「障害物Ｄがないと仮定した場合に評価対象物Ｅの見える大きさ（Ａ）」（図２（ｂ）の斜線で示す面積）に対して、「実際に障害物Ｄがある場合に評価対象物Ｅが見える大きさ（Ｂ）」（図２（ｃ）の斜線で示す面積）は小さくなる。可視率は、障害物Ｄの有無による評価対象物Ｅの見える大きさの比率であり、「可視率＝（Ｂ）／（Ａ）×100[％]」として定義される。
The visibility rate will be specifically described with reference to FIG. FIG. 2A is a diagram for explaining the positional relationship between the viewpoint (calculation point) and the evaluation object, and FIG. 2B shows the appearance of the evaluation object when it is assumed that there are no obstacles. As shown, FIG. 2C shows how the evaluation object looks when there is actually an obstacle.
Here, as shown in FIG. 2A, a building is illustrated as the evaluation object E, and the position of the human eye standing upright at a predetermined distance from the evaluation object E is assumed as the calculation point K. There is. Then, there are two obstacles D 1 and D 2 between the evaluation object E and the calculation point K. In this case, "there is actually an obstacle D" with respect to "the visible size (A) of the evaluation object E when it is assumed that there is no obstacle D" (the area shown by the diagonal line in FIG. 2B). In this case, the size (B) at which the evaluation object E can be seen (the area indicated by the diagonal line in FIG. 2C) becomes smaller. The visibility rate is the ratio of the visible size of the evaluation object E depending on the presence or absence of the obstacle D, and is defined as “visibility rate = (B) / (A) × 100 [%]”.
本実施形態に係る可視率算出装置１は、ヘミスフィア法を用いて可視率を計算する。ヘミスフィア法は、光解析等で用いられる形態係数算出手法であり、例えば、以下の二つの文献において解説されている。
・土井 章男、「ラジオシティ法における半球底面を用いたフォームファクタ計算方式およびその並列化手法」、画像電子学会誌、1995年6月、第24巻、第3号、p.189-p.195
・山田 昇、外２名、「ヘミスフィア法による形態係数の高速算出性能」、日本機械学会論文集（Ｂ編）、2009年、第75巻、第749号
The visibility calculation device 1 according to the present embodiment calculates the visibility using the Hemisphere method. The hemisphere method is a view factor calculation method used in optical analysis and the like, and is explained in the following two documents, for example.
・ Akio Doi, "Form Factor Calculation Method Using Hemispherical Bottom in Radiosity Method and its Parallelization Method", Journal of the Institute of Image Electronics Engineers, June 1995, Vol. 24, No. 3, p.189-p. 195
・ Noboru Yamada, 2 others, "High-speed calculation performance of view factor by Hemisphere method", Proceedings of the Japan Society of Mechanical Engineers (B), 2009, Vol. 75, No. 749
本実施形態に係る可視率算出装置１は、図１に示すように、記憶部１０と、制御部２０とを備える。可視率算出装置１は、例えば、ユーザが操作するＰＣ（Personal Computer）やユーザ端末と通信可能に接続されたアプリケーションサーバである。ここでのユーザは、景観の評価を行う者であり、例えば、工事の担当者や発注者などの工事関係者である。
記憶部１０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等の記憶媒体から構成される。制御部２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によるプログラム実行処理や、専用回路等により実現される。制御部２０がプログラム実行処理により実現する場合、記憶部１０には、制御部２０の機能を実現するためのプログラムが格納される。
As shown in FIG. 1, the visibility calculation device 1 according to the present embodiment includes a storage unit 10 and a control unit 20. The visibility rate calculation device 1 is, for example, an application server that is communicably connected to a PC (Personal Computer) operated by the user or a user terminal. The user here is a person who evaluates the landscape, and is, for example, a person involved in construction such as a person in charge of construction or an orderer.
The storage unit 10 is composed of a storage medium such as a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), an HDD (Hard Disk Drive), and a flash memory. The control unit 20 is realized by a program execution process by a CPU (Central Processing Unit), a dedicated circuit, or the like. When the control unit 20 is realized by the program execution process, the storage unit 10 stores a program for realizing the function of the control unit 20.
記憶部１０には、評価対象物Ｅの形状データ（以下、「評価対象物モデルＧ」と称す）と、障害物Ｄの形状データ（以下、「障害物モデルＦ」と称す）とが記憶されている。評価対象物モデルＧおよび障害物モデルＦは、仮想の３次元空間（例えば、全体座標系（ｘ，ｙ，ｚ））において形状モデリングされたデータである。
具体的には、人が見得る表面形状の範囲を複数のポリゴン（例えば、多角形ポリゴン）で示した３次元形状モデルである。なお、これらのデータは、ポリゴンを用いた３次元形状モデルとして表現できるものであればよく、形式は特に限定されない。例えば、３次元形状モデルを表現できる形式として、ＶＲＭＬ(Virtual Reality Modeling Language)、ＯＢＪ（Wavefront OBJ）、ＦＢＸ（Filebox）、３ＤＳ（3ds Max,3D Studio Max）、ＳＴＬ（Stereo Lithography）などがある。以降では、３次元形状モデルとして、三角形の面要素で形成されるサーフェスモデルを想定して説明を行う。なお、評価対象物モデルＧの面要素と障害物モデルＦの面要素とを区別するために、評価対象物モデルＧの面要素を特に「対象面」と呼ぶ場合がある。評価対象物モデルＧおよび障害物モデルＦは、ユーザによって予め登録される。
The storage unit 10 stores the shape data of the evaluation object E (hereinafter referred to as "evaluation object model G") and the shape data of the obstacle D (hereinafter referred to as "obstacle model F"). ing. The evaluation object model G and the obstacle model F are shape-modeled data in a virtual three-dimensional space (for example, the entire coordinate system (x, y, z)).
Specifically, it is a three-dimensional shape model in which a range of surface shapes that can be seen by humans is shown by a plurality of polygons (for example, polygonal polygons). It should be noted that these data may be expressed as a three-dimensional shape model using polygons, and the format is not particularly limited. For example, as a format capable of expressing a three-dimensional shape model, there are VRML (Virtual Reality Modeling Language), OBJ (Wavefront OBJ), FBX (Filebox), 3DS (3ds Max, 3D Studio Max), STL (Stereo Lithography) and the like. Hereinafter, as a three-dimensional shape model, a surface model formed by triangular surface elements will be described. In order to distinguish between the surface element of the evaluation object model G and the surface element of the obstacle model F, the surface element of the evaluation object model G may be particularly referred to as an "object surface". The evaluation object model G and the obstacle model F are registered in advance by the user.
また、記憶部１０には、計算点Ｋの座標データが記憶されている。計算点Ｋの座標データは、仮想の３次元空間上における視点の位置（座標値）である。計算点Ｋの座標データは、例えば、面要素の各頂点に観察点高さ（例えば、人間の目の高さ）のオフセットを加えた座標値であってよい。計算点Ｋの座標データは、３次元形状モデル（評価対象物モデルＧや障害物モデルＦ）とは別に予め登録されていてもよいし、可視率を計算する際に３次元形状モデルから導き出されてもよい。なお、計算点Ｋの座標データの形式は特に問わない。 Further, the storage unit 10 stores the coordinate data of the calculation point K. The coordinate data of the calculation point K is the position (coordinate value) of the viewpoint in the virtual three-dimensional space. The coordinate data of the calculation point K may be, for example, a coordinate value obtained by adding an offset of the observation point height (for example, the height of the human eye) to each vertex of the surface element. The coordinate data of the calculation point K may be registered in advance separately from the three-dimensional shape model (evaluation object model G or obstacle model F), or is derived from the three-dimensional shape model when calculating the visibility. You may. The format of the coordinate data of the calculation point K is not particularly limited.
また、記憶部１０には、半球底面セルリストＨ（図１４参照）が記憶されている。半球底面セルリストＨは、可視率を計算する際に作成されるものであり、計算点Ｋの数分だけ作成される。半球底面セルリストＨについては、可視率算出装置１の動作でその詳細を説明することにする。 Further, the storage unit 10 stores the hemispherical bottom cell list H (see FIG. 14). The hemispherical bottom cell list H is created when calculating the visibility, and is created for the number of calculation points K. The details of the hemispherical bottom cell list H will be described in the operation of the visibility calculation device 1.
制御部２０は、解析モデル生成部３０と、可視率計算部４０と、計算結果出力部５０とを備える。ここでは、制御部２０が備える各機能の概要の説明を行い、可視率算出装置１の動作でその詳細を説明することにする。
解析モデル生成部３０は、記憶部１０に記憶される３次元形状モデル（評価対象物モデルＧや障害物モデルＦ）から、可視率を計算するための解析モデルを生成する。可視率計算部４０は、生成された解析モデルを用いて、計算点Ｋ毎に可視率の計算を行う。計算結果出力部５０は、計算された可視率を様々な態様に加工して、外部（例えば、表示部やユーザが操作する端末）に出力する。
The control unit 20 includes an analysis model generation unit 30, a visibility calculation unit 40, and a calculation result output unit 50. Here, the outline of each function included in the control unit 20 will be described, and the details will be described in the operation of the visibility calculation device 1.
The analysis model generation unit 30 generates an analysis model for calculating the visibility rate from the three-dimensional shape model (evaluation object model G and obstacle model F) stored in the storage unit 10. The visibility calculation unit 40 calculates the visibility for each calculation point K using the generated analysis model. The calculation result output unit 50 processes the calculated visibility into various modes and outputs it to the outside (for example, a display unit or a terminal operated by the user).
≪実施形態に係る可視率算出装置の動作≫
以下では、図３を参照して、制御部２０の処理を具体的に説明する。図３は、実施形態に係る可視率算出装置１の処理を示すフローチャートの例示である。
可視率算出装置１の処理は、主に、解析モデル生成処理（ステップＳ１０）と、可視率計算処理（ステップＳ２０）と、計算結果の出力処理（ステップＳ３０）とからなる。
<< Operation of the visibility calculation device according to the embodiment >>
Hereinafter, the processing of the control unit 20 will be specifically described with reference to FIG. FIG. 3 is an example of a flowchart showing the processing of the visibility rate calculation device 1 according to the embodiment.
The process of the visibility rate calculation device 1 mainly includes an analysis model generation process (step S10), a visibility rate calculation process (step S20), and a calculation result output process (step S30).
＜解析モデル生成処理＞
図３を参照して、解析モデル生成処理について説明する。最初に、解析モデル生成部３０は、記憶部１０から３次元形状モデル（評価対象物モデルＧや障害物モデルＦ）、および計算点Ｋの３次元データの読み込みを行う（ステップＳ１１）。なお、計算点Ｋの３次元データは、３次元形状モデルから算出されてもよい。これにより、仮想の３次元空間（例えば、全体座標系（ｘ，ｙ，ｚ））に評価対象物モデルＧ、障害物モデルＦ、計算点Ｋが存在する解析モデルが生成される。
<Analysis model generation process>
The analysis model generation process will be described with reference to FIG. First, the analysis model generation unit 30 reads the three-dimensional shape model (evaluation object model G and obstacle model F) and the three-dimensional data of the calculation point K from the storage unit 10 (step S11). The three-dimensional data of the calculation point K may be calculated from the three-dimensional shape model. As a result, an analysis model in which the evaluation object model G, the obstacle model F, and the calculation point K exist in the virtual three-dimensional space (for example, the whole coordinate system (x, y, z)) is generated.
続いて、解析モデル生成部３０は、評価対象物モデルＧの凸包含領域Ｇａを計算する（ステップＳ１２）。評価対象物モデルＧの凸包含領域Ｇａは、例えば、バウンダリーボックス、２次元凸包領域に高さを持たせた領域、３次元凸包などでよい。
バウンダリーボックスは、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の三つの座標軸に沿った直方体領域である。３次元凸包は、評価対象物モデルＧを囲む最小の凸領域である。２次元凸包領域に高さを持たせた領域としての凸包含領域Ｇａは、例えば、２次元凸包領域Ｇｂ（図４（ａ）参照）を底面とし、評価対象物モデルＧの鉛直方向の最高高さを高さとする多角柱領域である（図４（ｂ）参照）。２次元凸包領域Ｇｂは、評価対象物モデルＧの全頂点（図４（ａ）における×印）を水平面に対して含む領域である。
Subsequently, the analysis model generation unit 30 calculates the convex inclusion region Ga of the evaluation object model G (step S12). The convex inclusion region Ga of the evaluation object model G may be, for example, a boundary box, a region in which the two-dimensional convex hull region has a height, or a three-dimensional convex hull.
The boundary box is a rectangular parallelepiped region along three coordinate axes of x-axis, y-axis, and z-axis. The three-dimensional convex hull is the smallest convex region surrounding the evaluation object model G. The convex hull region Ga as a region having a height in the two-dimensional convex hull region has, for example, the two-dimensional convex hull region Gb (see FIG. 4A) as the bottom surface, and is in the vertical direction of the evaluation object model G. This is a polygonal prism region having the maximum height as the height (see FIG. 4B). The two-dimensional convex hull region Gb is a region including all the vertices of the evaluation object model G (marked with x in FIG. 4A) with respect to the horizontal plane.
続いて、解析モデル生成部３０は、評価対象物モデルＧの中心点Ｇｃ（図４（ｂ）参照）を算出する（ステップＳ１３）。中心点Ｇｃは、例えば、凸包含領域Ｇａ（図４（ｂ）参照）の重心点や評価対象物モデルＧの各頂点の平均値である。 Subsequently, the analysis model generation unit 30 calculates the center point Gc (see FIG. 4B) of the evaluation object model G (step S13). The center point Gc is, for example, the center of gravity point of the convex inclusion region Ga (see FIG. 4B) and the average value of each vertex of the evaluation object model G.
＜可視率計算処理＞
図３を参照して、可視率計算処理について説明する。可視率計算部４０は、全ての計算点Ｋにおける可視率の計算が終わるまでステップＳ２１〜ステップＳ２７の処理を繰り返し行う（ステップＳ２０ａ）。つまり、ステップＳ２１〜ステップＳ２７の１回のループ処理で一つの計算点Ｋの可視率の計算が完了し、ステップＳ２１〜ステップＳ２７の処理を計算点Ｋの数分だけ繰り返し行うことにより全ての可視率の計算が完了する。
<Visible rate calculation processing>
The visibility calculation process will be described with reference to FIG. The visibility calculation unit 40 repeats the processes of steps S21 to S27 until the calculation of the visibility at all the calculation points K is completed (step S20a). That is, the calculation of the visibility rate of one calculation point K is completed by one loop processing of steps S21 to S27, and all the visibility is completed by repeating the processing of steps S21 to S27 for the number of calculation points K. The rate calculation is complete.
最初に、可視率計算部４０は、計算点Ｋから評価対象物モデルＧの中心点Ｇｃに向けて視線方向（視心）を設定する（ステップＳ２１）。視線方向は、例えば、計算点Ｋ毎の座標系（局所座標系）を設定することにより行われる。この座標系は、例えば、計算点Ｋを原点とし、視線方向をＺ軸とし、視野の横方向（水平方向）をＸ軸とし、視野の縦方向（鉛直方向）をＹ軸としたものである（図５参照）。 First, the visibility calculation unit 40 sets the line-of-sight direction (center of view) from the calculation point K toward the center point Gc of the evaluation object model G (step S21). The line-of-sight direction is determined, for example, by setting a coordinate system (local coordinate system) for each calculation point K. In this coordinate system, for example, the calculation point K is the origin, the line-of-sight direction is the Z axis, the horizontal direction (horizontal direction) of the visual field is the X axis, and the vertical direction (vertical direction) of the visual field is the Y axis. (See FIG. 5).
続いて、可視率計算部４０は、計算点Ｋが凸包含領域Ｇａ内に位置するか否かを判定する（ステップＳ２２）。この判定は、言い換えると、評価対象物を近くから見ているか否かを判定するものである。つまり、評価対象物を接近して見ている場合に、視点と評価対象物との間に障害物が存在することが考えにくい。その為、計算点Ｋが凸包含領域Ｇａ内である場合に、可視率計算部４０は、計算点Ｋから評価対象物モデルＧを遮られずに見ることができると推定して、この計算点Ｋの可視率を「100％」にする（ステップＳ２２ａ）。そして、可視率計算部４０は、この計算点での処理を終了し、ステップＳ２１に戻って、次の計算点Ｋでの視線方向を設定する（ステップＳ２１）。一方、計算点Ｋが凸包含領域Ｇａ外である場合に、可視率計算部４０は、処理をステップＳ２３に進める。なお、計算点Ｋが凸包含領域Ｇａ内である場合に設定する可視率は、「100％」に限定されるものではなく、他の値であってもよい。 Subsequently, the visibility calculation unit 40 determines whether or not the calculation point K is located in the convex inclusion region Ga (step S22). In other words, this determination determines whether or not the evaluation object is viewed from a close distance. That is, when the evaluation object is viewed closely, it is unlikely that an obstacle exists between the viewpoint and the evaluation object. Therefore, when the calculation point K is in the convex inclusion region Ga, the visibility calculation unit 40 estimates that the evaluation object model G can be seen from the calculation point K without being blocked, and this calculation point. The visibility of K is set to "100%" (step S22a). Then, the visibility calculation unit 40 finishes the process at this calculation point, returns to step S21, and sets the line-of-sight direction at the next calculation point K (step S21). On the other hand, when the calculation point K is outside the convex inclusion region Ga, the visibility calculation unit 40 advances the process to step S23. The visibility rate set when the calculation point K is within the convex inclusion region Ga is not limited to "100%" and may be another value.
続いて、可視率計算部４０は、評価対象物モデルＧの投影処理と半球底面セルＭ(s,t)（図１２参照）への面要素の登録処理を行う（ステップＳ２３）。半球底面セルＭ(s,t)については、可視率算出装置１の動作でその詳細を説明することにする。
評価対象物モデルＧの投影処理は、図５に示す半球Ｒを用いて行われる。半球Ｒは、計算点Ｋを原点として設定された局所座標系に、天頂をＺ軸が通過するようにしてＸＹ平面上に設定される。半球Ｒの半径ｒは「１」としている。また、この半球Ｒを用いた投影処理は、評価対象物モデルＧを構成する面要素（対象面）Ｐ(j)毎に、球面ＲＡを介して半球底面ＲＢ（仮想スクリーン）に投影することにより行われる。ここで、符号ｊは、面番号である。
Subsequently, the visibility calculation unit 40 performs a projection process of the evaluation object model G and a surface element registration process in the hemispherical bottom cell M (s, t) (see FIG. 12) (step S23). The details of the hemispherical bottom cell M (s, t) will be described in the operation of the visibility calculation device 1.
The projection process of the evaluation object model G is performed using the hemisphere R shown in FIG. The hemisphere R is set on the XY plane so that the Z axis passes through the zenith in the local coordinate system set with the calculation point K as the origin. The radius r of the hemisphere R is "1". Further, the projection process using the hemisphere R is performed by projecting each surface element (object surface) P (j) constituting the evaluation object model G onto the hemisphere bottom surface RB (virtual screen) via the spherical surface RA. Will be done. Here, the reference numeral j is a surface number.
ステップＳ２３の処理の詳細を図６に示す。最初に、可視率計算部４０は、計算点Ｋから評価対象物モデルＧを見た際に、視野範囲外になる面要素Ｐ(j)を計算対象から除外する（ステップＳ２３１）。なお、可視率計算部４０の機能の内、ステップ２３１の機能を特に「面要素除外部」と呼ぶ場合がある。
図７を参照して、ステップＳ２３１の処理を説明する。可視率計算部４０は、視線方向（Ｚ軸方向）を中心にした対角視野角αを設定し、頂角がαの円錐（第１視野領域）に含まれる面要素Ｐ(j)（例えば、面要素Ｐ(1)）を計算対象に含める。一方、可視率計算部４０は、頂角がαの円錐に含まれない面要素Ｐ(j)（例えば、面要素Ｐ(2)）を計算対象から除外する。対角視野角αは、予め定められた値であってよく、例えば、人間の視野角（例えば、120°）に基づいて決定される。なお、前記円錐の内外にまたがる面要素Ｐ(j)（例えば、面要素Ｐ(3)）については、前記円錐の表面で面要素Ｐ(j)を分割し、視野内のみで構成される新たな面要素（例えば、面要素Ｐ(31)）を作成する。そして、可視率計算部４０は、面要素Ｐ(31)を計算対象に含め、残りの面要素Ｐ(32)を計算対象から除外する。これにより、例えば、対角視野角の範囲を「120°」に限定した場合、視野範囲を限定しない場合に比べて、計算対象とする立体角範囲を半減できる。
The details of the process of step S23 are shown in FIG. First, the visibility calculation unit 40 excludes the surface element P (j) that is out of the visual field range from the calculation target when the evaluation object model G is viewed from the calculation point K (step S231). Among the functions of the visibility calculation unit 40, the function of step 231 may be particularly referred to as a "surface element exclusion unit".
The process of step S231 will be described with reference to FIG. 7. The visibility calculation unit 40 sets a diagonal viewing angle α centered on the line-of-sight direction (Z-axis direction), and a surface element P (j) (for example, a surface element P (j)) included in a cone (first viewing area) having an apex angle of α. , Surface element P (1)) is included in the calculation target. On the other hand, the visibility calculation unit 40 excludes the surface element P (j) (for example, the surface element P (2)) not included in the cone whose apex angle is α from the calculation target. The diagonal viewing angle α may be a predetermined value and is determined based on, for example, a human viewing angle (for example, 120 °). Regarding the surface element P (j) that straddles the inside and outside of the cone (for example, the surface element P (3)), the surface element P (j) is divided by the surface of the cone and is newly composed only in the visual field. Surface element (for example, surface element P (31)) is created. Then, the visibility calculation unit 40 includes the surface element P (31) in the calculation target and excludes the remaining surface element P (32) from the calculation target. Thereby, for example, when the range of the diagonal viewing angle is limited to "120 °", the solid angle range to be calculated can be halved as compared with the case where the viewing range is not limited.
続いて、可視率計算部４０は、ステップＳ２３１で計算対象となった各面要素Ｐ(j)を半球底面ＲＢに投影する（ステップＳ２３２）。図８を参照して、ステップＳ２３２の処理を説明する。可視率計算部４０は、ステップＳ２３２で以下の処理を各面要素Ｐ(j)について行う。
（１）計算点Ｋと対象面（面要素）Ｐ(j)の各頂点Ｐ(j)kとの距離Ｌkを求める。ここで、符号ｋは、面要素Ｐ(j)の頂点番号である。
（２）対象面Ｐ(j)の頂点Ｐ(j)kを球面ＲＡ上に投影して点ＰＡ(j)kとする。点ＰＡ(j)kは、計算点Ｋと頂点Ｐ(j)kとを結ぶ線分と球面ＲＡとの交点である。
（３）球面ＲＡ上の点ＰＡ(j)kを半球底面ＲＢに投影して点ＰＢ(j)kとする。点ＰＢ(j)kは、点ＰＡ(j)kから半球底面ＲＢに垂線を下ろしたときの半球底面ＲＢ上の交点である。
これにより、半球底面ＲＢには各面要素ＰＢ(j)が投影される。なお、距離Ｌkの算出は、ここでの頂点Ｐ(j)kの投影処理に直接関係しないが、後記する他の処理で距離Ｌkが使用される。その為、可視率計算部４０は、点ＰＢ(j)kと距離Ｌkとを対応付けて記憶しておく。
Subsequently, the visibility calculation unit 40 projects each surface element P (j) calculated in step S231 onto the hemispherical bottom surface RB (step S232). The process of step S232 will be described with reference to FIG. The visibility calculation unit 40 performs the following processing for each surface element P (j) in step S232.
(1) The distance L k between the calculation point K and each vertex P (j) k of the target surface (plane element) P (j) is obtained . Here, the symbol k is the vertex number of the surface element P (j).
(2) The apex P (j) k of the target surface P (j) is projected onto the spherical surface RA to be the point PA (j) k . The point PA (j) k is the intersection of the line segment connecting the calculation point K and the vertex P (j) k and the spherical surface RA.
(3) The point PA (j) k on the spherical surface RA is projected onto the bottom surface RB of the hemisphere to obtain the point PB (j) k . The point PB (j) k is an intersection on the bottom surface RB of the hemisphere when a perpendicular line is drawn from the point PA (j) k to the bottom surface RB of the hemisphere.
As a result, each surface element PB (j) is projected onto the hemispherical bottom surface RB. The calculation of the distance L k is not directly related to the projection process of the apex P (j) k here, but the distance L k is used in other processes described later. Therefore, the visibility calculation unit 40 stores the point PB (j) k and the distance L k in association with each other.
ステップＳ２３２で面要素ＰＢ(j)を半球底面ＲＢに投影すると、投影された面要素ＰＢ(j)の辺は曲線（楕円弧）になる。曲線で構成される面要素ＰＢ(j)を用いてこれ以降の処理を行った場合、直線で構成される面要素ＰＢ(j)を用いて処理を行う場合に比べて処理が複雑になり計算負荷が増加する（特に、ステップＳ２３６の処理）。そこで、半球底面ＲＢに投影された頂点ＰＢ(j)kから半球底面ＲＢに投影された面要素ＰＢ(j)kの辺を直線近似して計算を容易にすることが望ましい。ただし、長い辺を持つ面要素Ｐ(j)や視野の端部に位置する面要素Ｐ(j)を半球底面ＲＢに投影した場合、投影された面要素ＰＢ(j)の辺の曲率が大きくなり、直線近似が成り立たなくなる。 When the surface element PB (j) is projected onto the hemispherical bottom surface RB in step S232, the side of the projected surface element PB (j) becomes a curved line (elliptical arc). When the subsequent processing is performed using the surface element PB (j) composed of curves, the processing becomes more complicated than when the processing is performed using the surface element PB (j) composed of straight lines. The load increases (particularly, the process of step S236). Therefore, it is desirable to linearly approximate the sides of the surface element PB (j) k projected on the hemispherical bottom surface RB from the vertex PB (j) k projected on the hemisphere bottom surface RB to facilitate the calculation. However, when a surface element P (j) having a long side or a surface element P (j) located at the end of the field of view is projected onto the bottom surface RB of the hemisphere, the curvature of the side of the projected surface element PB (j) is large. Therefore, the linear approximation does not hold.
そこで、可視率計算部４０は、ステップＳ２３２で半球底面ＲＢに投影された後の各面要素ＰＢ(j)の中で見かけの大きさが大きいもの（面要素ＰＢ(j)の頂点間の見かけの距離が長いものを含む）を分割し、分割後に再投影を行う（ステップＳ２３３）。
図９を参照して、ステップＳ２３３の処理を説明する。可視率計算部４０は、半球底面ＲＢに投影された対象面ＰＢ(j)の見かけ上の辺「ＰＢ(j)1−ＰＢ(j)2」の長さが大きい場合に、辺「ＰＢ(j)1−ＰＢ(j)2」を分割する。そして、辺「ＰＢ(j)1−ＰＢ(j)2」の分割に基づいて、投影前の面要素Ｐ(j)の辺「Ｐ(j)1−Ｐ(j)2」を分割し、分割後に再投影を行う。
Therefore, the visibility calculation unit 40 has a large apparent size among the surface elements PB (j) after being projected onto the hemispherical bottom surface RB in step S232 (the appearance between the vertices of the surface elements PB (j)). (Including those having a long distance) is divided, and reprojection is performed after the division (step S233).
The process of step S233 will be described with reference to FIG. When the length of the apparent side "PB (j) 1- PB (j) 2 " of the target surface PB (j) projected on the bottom surface RB of the hemisphere is large, the visibility calculation unit 40 performs the side "PB ( j) 1 − PB (j) 2 ”is divided. Then, based on the division of the side "PB (j) 1- PB (j) 2 ", the side "P (j) 1- P (j) 2 " of the surface element P (j) before projection is divided. Reproject after division.
可視率計算部４０は、例えば、ステップＳ２３３で以下の処理を各面要素Ｐ(j)について行う。
（１）半球底面ＲＢ上で均等になるように辺「ＰＢ(j)1−ＰＢ(j)2」を分割し、分割点ＰＢ(j)12を求める。
（２）分割点ＰＢ(j)12を通る半球底面ＲＢの法線と線分「ＰＡ(j)1−ＰＡ(j)2」との交点であるＰＤ(j)12を求める。交点ＰＤ(j)12は、球面ＲＡ上の点ではなく、ＰＡ(j)1とＰＡ(j)2とを直線で結んだ半球Ｒ内部に位置する点である。
（３）計算点Ｋと点ＰＤ(j)12とを通る直線と、辺「Ｐ(j)1−Ｐ(j)2」との交点を分割点Ｐ(j)3として求める。
（４）分割点Ｐ(j)3を新たな頂点とする対象面Ｐ(j1)，Ｐ(j2)を半球底面ＲＢに再投影する。再投影により、辺「Ｐ(j)1−Ｐ(j)2」を半球底面ＲＢへ投影した曲線を１本の線分（線分「ＰＢ(j)1−ＰＢ(j)2」）ではなく、２段階の折れ線（線分「ＰＢ(j)1−ＰＢ(j)3」および線分「ＰＢ(j)2−ＰＢ(j)3」）で近似する。その為、再投影後では、本当の曲線により近づくことができる。また、再投影後における計算点Ｋと対象面Ｐ(j1)，Ｐ(j2)の各頂点Ｐ(j)kとの距離Ｌkを求める。
（５）半球底面ＲＢ上の辺の長さが所定値以下になるまで、（１）〜（５）の再分割・再投影を繰り返す。これによって、半球底面ＲＢに投影される面要素ＰＢ(j)は、辺が直線近似できるまで小さく分割される。なお、半球底面ＲＢ上の面要素ＰＢ(j)が許容される辺長は、計算精度、計算時間、半球底面セルの分割数などを考慮して決定されればよく、例えば、所定値として「0.1〜0.3」を設定する。
For example, the visibility calculation unit 40 performs the following processing for each surface element P (j) in step S233.
(1) The sides "PB (j) 1- PB (j) 2 " are divided so as to be even on the bottom surface RB of the hemisphere, and the division point PB (j) 12 is obtained.
(2) Find PD (j) 12 which is the intersection of the normal of the hemispherical bottom surface RB passing through the division point PB (j) 12 and the line segment “PA (j) 1 −PA (j) 2 ”. The intersection PD (j) 12 is not a point on the spherical surface RA, but a point located inside the hemisphere R connecting PA (j) 1 and PA (j) 2 with a straight line.
(3) The intersection of the straight line passing through the calculation point K and the point PD (j) 12 and the side “P (j) 1 −P (j) 2 ” is obtained as the division point P (j) 3 .
(4) The target surfaces P (j1) and P (j2) having the division point P (j) 3 as a new vertex are reprojected on the hemispherical bottom surface RB. By reprojection, the curve obtained by projecting the side "P (j) 1- P (j) 2 " onto the bottom RB of the hemisphere is plotted on one line segment (line segment "PB (j) 1- PB (j) 2 "). Instead, it is approximated by a two-step broken line (line segment "PB (j) 1- PB (j) 3 " and line segment "PB (j) 2- PB (j) 3 "). Therefore, after reprojection, it is possible to get closer to the true curve. In addition, the distance L k between the calculation point K after reprojection and each vertex P (j) k of the target surfaces P (j1) and P (j2) is obtained .
(5) The subdivision / reprojection of (1) to (5) is repeated until the length of the side on the bottom surface RB of the hemisphere becomes equal to or less than a predetermined value. As a result, the surface element PB (j) projected on the bottom surface RB of the hemisphere is divided into small pieces until the sides can be linearly approximated. The side length to which the surface element PB (j) on the hemisphere bottom surface RB is allowed may be determined in consideration of the calculation accuracy, the calculation time, the number of divisions of the hemisphere bottom surface cell, and the like. Set "0.1 to 0.3".
この方法により、従来の形態係数計算のように、事前に解析モデル（例えば、評価対象物モデルＧなど）を微小面要素分割（メッシュ分割）することなく可視率計算を行うことが可能になる。つまり、この方法により、解析の過程で必要十分な面要素Ｐ(j)の分割が行われるので、精度確保と過剰な解析の削減とが両立される。
なお、ここでは、分割点ＰＢ(j)12、交点ＰＤ(j)12から分割点Ｐ(j)3を算出し、分割点Ｐ(j)3を再投影することにより球面ＲＡ上の点ＰＡ(j)3、半球底面ＲＢ上の点ＰＢ(j)3を算出していた。しかしながら、これらの点を算出する順番や方法はこれに限定されるものではない。例えば、分割点ＰＢ(j)12から交点ＰＤ(j)12を算出し、計算点Ｋと交点ＰＤ(j)12との延長線により球面ＲＡ上の点ＰＡ(j)3および分割点Ｐ(j)3をそれぞれ求める。そして、球面ＲＡ上の点ＰＡ(j)3から半球底面ＲＢに垂線を下ろすことで半球底面ＲＢ上の点ＰＢ(j)3を算出し、また、分割点Ｐ(j)3までの距離Ｌkを求めてもよい。
By this method, it becomes possible to perform the visibility calculation without dividing the analysis model (for example, the evaluation object model G or the like) into minute surface elements (mesh division) in advance as in the conventional view factor calculation. That is, by this method, the necessary and sufficient surface element P (j) is divided in the process of analysis, so that accuracy can be ensured and excessive analysis can be reduced at the same time.
Here, the division point P (j) 3 is calculated from the division point PB (j) 12 and the intersection PD (j) 12 , and the division point P (j) 3 is reprojected to reproject the point PA on the spherical surface RA. (j) 3 , the point PB (j) 3 on the bottom RB of the hemisphere was calculated. However, the order and method for calculating these points are not limited to this. For example, the intersection PD (j) 12 is calculated from the division point PB (j) 12, and the points PA (j) 3 and the division point P (on the spherical surface RA are extended by the extension line between the calculation point K and the intersection PD (j) 12. j) Find 3 respectively. Then, a perpendicular line is drawn from the point PA (j) 3 on the spherical surface RA to the hemispherical bottom surface RB to calculate the point PB (j) 3 on the hemisphere bottom surface RB, and the distance L to the dividing point P (j) 3 is also calculated. You may find k .
可視率計算部４０の機能の内、ステップ２３２の機能を特に「投影処理部」と呼ぶ場合がある。また、可視率計算部４０の機能の内、ステップ２３３の機能を特に「分割処理部」と呼ぶ場合がある。 Among the functions of the visibility calculation unit 40, the function of step 232 may be particularly referred to as a "projection processing unit". Further, among the functions of the visibility calculation unit 40, the function of step 233 may be particularly referred to as a "division processing unit".
続いて、可視率計算部４０は、ステップＳ２３３で投影された評価対象物モデルＧの領域に基づいて、以降の処理で障害物モデルＦを投影する半球底面ＲＢの範囲を限定する（ステップＳ２３４）。
図１０を参照して、ステップＳ２３４の処理について説明する。可視率計算部４０は、半球底面ＲＢに投影された評価対象物モデルＧＢを包含する整形領域ＲＣを検出する。整形領域ＲＣの形状は特に限定されないが、処理を容易にするために矩形状であるのがよい。整形領域ＲＣの寸法は、計算点Ｋから評価対象物モデルＧまでの距離や評価対象物モデルＧのサイズなどによって決定される。例えば、計算点Ｋから評価対象物モデルＧまでの距離が近くなればそれだけ半球底面ＲＢに投影されるサイズは大きくなるので、整形領域ＲＣの寸法は大きくなる。一方、評価対象物モデルＧ自体のサイズが大きければ、それに対応して整形領域ＲＣの寸法は大きくなる。以降の処理において、この整形領域ＲＣに投影される障害物モデルＦのみを処理の対象とすることで計算負荷を軽減することができる。
Subsequently, the visibility calculation unit 40 limits the range of the hemispherical bottom surface RB that projects the obstacle model F in the subsequent processing based on the region of the evaluation object model G projected in step S233 (step S234). ..
The process of step S234 will be described with reference to FIG. The visibility calculation unit 40 detects the shaping region RC including the evaluation object model GB projected on the bottom surface RB of the hemisphere. The shape of the shaping region RC is not particularly limited, but it is preferably rectangular in order to facilitate processing. The dimensions of the shaping region RC are determined by the distance from the calculation point K to the evaluation object model G, the size of the evaluation object model G, and the like. For example, the closer the distance from the calculation point K to the evaluation object model G, the larger the size projected on the bottom surface RB of the hemisphere, and therefore the larger the dimension of the shaping region RC. On the other hand, if the size of the evaluation object model G itself is large, the size of the shaping region RC is correspondingly large. In the subsequent processing, the calculation load can be reduced by targeting only the obstacle model F projected on the shaping region RC.
また、この整形領域ＲＣは、後記する半球底面セルＭ(s,t)（図１２参照）を設定する領域の基になるものである。その為、ステップＳ２３４の処理は、半球底面ＲＢ全体のうち半球底面セルを設定する範囲を限定しているとも言える。その為、以降の処理において、可視率計算の高精度化を図ることができる。つまり、半球底面セルの解像度は、可視率計算を行う際の細かさであると言えるので、可視率の計算精度に影響を与える。その為、半球底面セルの解像度は出来るだけ高いことが望ましい。しかしながら、解像度を高めれば、それだけ計算量が増大するので、例えば、半球底面ＲＢ全体を細かく分割することは現実的ではない。そこで、本実施形態では、半球底面セルを設定する範囲を半球底面ＲＢの内で評価対象物モデルＧが投影される範囲に限定し、その範囲を細かく分割することで可視率計算の高精度化を図る。なお、半球底面セルの解像度は、要求される可視率の精度に応じて決定されればよく、最大・最小解像度を予め設定してもよい。 Further, this shaping region RC is the basis of the region for setting the hemispherical bottom cell M (s, t) (see FIG. 12) described later. Therefore, it can be said that the process of step S234 limits the range in which the hemisphere bottom cell is set in the entire hemisphere bottom RB. Therefore, in the subsequent processing, it is possible to improve the accuracy of the visibility calculation. That is, it can be said that the resolution of the hemispherical bottom cell is a fineness when calculating the visibility rate, which affects the calculation accuracy of the visibility rate. Therefore, it is desirable that the resolution of the hemispherical bottom cell is as high as possible. However, as the resolution is increased, the amount of calculation increases accordingly, so it is not realistic to divide the entire hemispherical bottom surface RB into small pieces, for example. Therefore, in the present embodiment, the range in which the hemisphere bottom cell is set is limited to the range in which the evaluation object model G is projected within the hemisphere bottom RB, and the range is finely divided to improve the accuracy of the visibility calculation. Aim. The resolution of the hemispherical bottom cell may be determined according to the required accuracy of the visibility, and the maximum and minimum resolutions may be set in advance.
続いて、可視率計算部４０は、視野によって半球底面ＲＢの範囲を限定する（ステップＳ２３５）。なお、可視率計算部４０の機能の内、ステップ２３５の機能を特に「半球底面範囲限定部」と呼ぶ場合がある。
図１１を参照して、ステップＳ２３５の処理について説明する。図１１の符号Ｗ1は、人間の垂直方向における視野角度に対応した楕円領域であり、図１１の符号Ｗ2は、人間の水平方向における視野角度に対応した楕円領域である。可視率計算部４０は、楕円領域Ｗ1と楕円領域Ｗ2との重複領域Ｗ（第２視野領域）に半球底面ＲＢの範囲を限定する。これにより、人間の視野（人間による見え方）に近い形で評価対象物の可視率を算出することができる。
また、この処理により、ステップＳ２３１で除外した面要素Ｐ(j)からさらに対象とする面要素Ｐ(j)を絞り込むことが可能である。図１１に示す破線は、ステップＳ２３１により除外される面要素Ｐ(j)と除外されない面要素Ｐ(j)との境界を示すものである。
Subsequently, the visibility calculation unit 40 limits the range of the hemispherical bottom surface RB according to the field of view (step S235). Among the functions of the visibility calculation unit 40, the function of step 235 may be particularly referred to as a "hemispherical bottom surface range limiting unit".
The process of step S235 will be described with reference to FIG. Reference numeral W 1 in FIG. 11 is an elliptical region corresponding to the viewing angle in the vertical direction of the human, and reference numeral W 2 in FIG. 11 is an elliptical region corresponding to the viewing angle in the horizontal direction of the human. The visibility calculation unit 40 limits the range of the hemispherical bottom surface RB to the overlapping region W (second visual field region) between the elliptical region W 1 and the elliptical region W 2 . As a result, the visibility rate of the evaluation target can be calculated in a form close to the human field of view (view by humans).
Further, by this processing, it is possible to further narrow down the target surface element P (j) from the surface element P (j) excluded in step S231. The broken line shown in FIG. 11 indicates the boundary between the surface element P (j) excluded by step S231 and the surface element P (j) not excluded.
なお、ステップＳ２３４で求めた整形領域ＲＣ（図１０参照）とステップＳ２３５で算出した領域Ｗ（図１１参照）との包含関係は、整形領域ＲＣのサイズにより異なる。例えば、計算点Ｋから評価対象物モデルＧまでの距離が遠いことにより領域Ｗに整形領域ＲＣが含まれる（Ｗ＞ＲＣ）こともあれば、計算点Ｋから評価対象物モデルＧまでの距離が近いことにより整形領域ＲＣに領域Ｗが含まれる（ＲＣ＞Ｗ）こともある。後者（ＲＣ＞Ｗ）になることが事前に予測できる場合には、ステップＳ２３４の処理を省略してもよい。 The inclusion relationship between the shaping region RC (see FIG. 10) obtained in step S234 and the region W (see FIG. 11) calculated in step S235 differs depending on the size of the shaping region RC. For example, the region W may include the shaping region RC (W> RC) because the distance from the calculation point K to the evaluation object model G is long, or the distance from the calculation point K to the evaluation object model G may be. Due to the closeness, the shaping region RC may include the region W (RC> W). If the latter (RC> W) can be predicted in advance, the process of step S234 may be omitted.
続いて、可視率計算部４０は、半球底面ＲＢに半球底面セルを設定し、設定した半球底面セルに投影された面要素ＰＢ(j)を登録する（ステップＳ２３６）。
図１２を参照して、ステップＳ２３６の処理について説明する。可視率計算部４０は、ステップＳ２３６で以下の処理を各面要素ＰＢ(j)について行う。
（１）ステップＳ２３４で求めた整形領域ＲＣを分割し、半球底面セルＭ(s,t)を設定する。ここでの符号ｓは、横方向の並び位置（最大値がｎ）を示し、符号ｔは、縦方向の並び位置（最大値がｍ）を示す。整形領域ＲＣを分割する方法は、特に限定されない。以下では、整形領域ＲＣを分割する方法の一例を示す。
Subsequently, the visibility calculation unit 40 sets the hemisphere bottom cell in the hemisphere bottom RB, and registers the surface element PB (j) projected on the set hemisphere bottom cell (step S236).
The process of step S236 will be described with reference to FIG. The visibility calculation unit 40 performs the following processing for each surface element PB (j) in step S236.
(1) The shaping region RC obtained in step S234 is divided, and the hemispherical bottom cell M (s, t) is set. Here, the symbol s indicates the arrangement position in the horizontal direction (maximum value is n), and the symbol t indicates the arrangement position in the vertical direction (maximum value is m). The method of dividing the shaping region RC is not particularly limited. The following shows an example of a method of dividing the shaping region RC.
（1-1）最初に、視力の観点から、認識可能な半球底面セルＭ(s,t)の分割幅ＭLを予め算出しておく。この値は、半球底面セルＭ(s,t)の横方向および縦方向で同じ値であってよく、また、どの計算点Ｋでも共通の値であってよい。以下では、横方向および縦方向の分割幅ＭLに基づく半球底面セルＭ(s,t)の大きさを、半球底面セルＭ(s,t)のサイズと呼ぶ場合がある。
例えば、視力ＶＡを「1.0」の場合を想定する。視力ＶＡ「1.0」の人間が見分けられる最小角度β（図１３参照）は、「最小角度β＝１／ＶＡ［分］＝１／６０ＶＡ［度］＝１／６０［度］」となる。その為、視力ＶＡ「1.0」の人間が見分けられる最小の分割幅ＭL（図１３参照）は、「分割幅ＭL＝｛ｒ×ｓｉｎ（β／２）｝×２」＝｛１×ｓｉｎ（１／１２０）｝×２≒０．０００２９」となる。
（1-2）続いて、各計算点Ｋについて、ユーザは指定分割数（横方向「1000」×縦方向「500」等）で整形領域ＲＣを分割する。指定分割数は、例えば、計算負荷の観点から求められる上限値である。
指定分割数により求められた半球底面セルＭ(s,t)のサイズが、（1-1）の視力の観点から認識できる半球底面セルＭ(s,t)のサイズ（視力「1.0」なら約「0.00029」）よりも小さくなった場合、（1-1）の視力の観点によって決まるサイズを優先する。視力的に認識できるサイズ（目視できる最小限のサイズ）よりも半球底面セルＭ(s,t)のサイズを細かくしても意味がないためである。これにより、半球底面セルＭ(s,t)の分割数は、指定分割数による分割方法よりも分割数が少なくなり、計算負荷を減らせることも可能である。
一方、指定分割数により求められた半球底面セルＭ(s,t)のサイズが、（1-1）の視力の観点から認識できる半球底面セルＭ(s,t)のサイズよりも大きくなった場合、指定分割数によって決まる半球底面セルＭ(s,t)のサイズを優先する。
(1-1) First, in terms of visual acuity, calculated in advance division width M L recognizable hemispherical bottom cell M (s, t). This value may be the same value in the horizontal direction and the vertical direction of the hemispherical bottom cell M (s, t), and may be a common value at any calculation point K. Hereinafter, there are cases where horizontal and vertical division width M L hemispherical bottom cell M (s, t) based on the size of, referred to as the size of the hemispherical bottom cell M (s, t).
For example, assume that the visual acuity VA is "1.0". The minimum angle β (see FIG. 13) at which a human with a visual acuity VA “1.0” can be identified is “minimum angle β = 1 / VA [minute] = 1/60 VA [degree] = 1/60 [degree]”. Therefore, (see FIG. 13) the minimum division width M L human vision VA "1.0" is distinguished, the "division width M L = {r × sin ( β / 2)} × 2 " = {1 × sin (1/120)} × 2 ≈ 0.00029 ”.
(1-2) Subsequently, for each calculation point K, the user divides the shaping area RC by a specified number of divisions (horizontal direction "1000" x vertical direction "500", etc.). The designated number of divisions is, for example, an upper limit value obtained from the viewpoint of calculation load.
If the size of the hemispherical bottom cell M (s, t) obtained by the specified number of divisions is the size of the hemispherical bottom cell M (s, t) that can be recognized from the viewpoint of the visual acuity of (1-1) (if the visual acuity is "1.0", it is about. If it becomes smaller than "0.00029"), priority is given to the size determined by the viewpoint of eyesight in (1-1). This is because it is meaningless to make the size of the hemispherical bottom cell M (s, t) smaller than the size that can be visually recognized (the minimum size that can be visually recognized). As a result, the number of divisions of the hemispherical bottom cell M (s, t) is smaller than that of the division method based on the specified number of divisions, and the calculation load can be reduced.
On the other hand, the size of the hemispherical bottom cell M (s, t) obtained by the specified number of divisions is larger than the size of the hemispherical bottom cell M (s, t) that can be recognized from the viewpoint of visual acuity in (1-1). In this case, priority is given to the size of the hemispherical bottom cell M (s, t) determined by the specified number of divisions.
例えば、評価対象物と視点とが離れている程、（1-1）の視力の観点から認識できる半球底面セルＭ(s,t)のサイズが優先されやすくなる。ただし、極端に遠方（視野に映る姿が小さい）の評価対象物では、分割数が少なくなり過ぎるために、精度低下を防止する意味で分割数の下限値を併せて指定しておくのがよい。
一方、評価対象物が視野全体に広がるように評価対象物と視点とが接近している場合、（1-2）の指定分割数によって決まる半球底面セルＭ(s,t)のサイズが優先されやすくなる。これにより、計算負荷が多くなり過ぎるのを防ぐことができる。
なお、半球底面セルＭ(s,t)の分割数は、視線に対して垂直方向、水平方向で異なる数値とすることも可能である。図１２では、垂直方向の分割数をｍ個とし、水平方向の分割数をｎ個としている。
For example, the farther the evaluation object is from the viewpoint, the easier it is for the size of the hemispherical bottom cell M (s, t) that can be recognized from the viewpoint of visual acuity (1-1) to be prioritized. However, for an evaluation object that is extremely distant (the figure reflected in the field of view is small), the number of divisions becomes too small, so it is better to specify the lower limit of the number of divisions in order to prevent deterioration of accuracy. ..
On the other hand, when the evaluation object and the viewpoint are close to each other so that the evaluation object spreads over the entire field of view, the size of the hemispherical bottom cell M (s, t) determined by the specified number of divisions in (1-2) is prioritized. It will be easier. As a result, it is possible to prevent the calculation load from becoming too large.
The number of divisions of the hemispherical bottom cell M (s, t) can be different in the direction perpendicular to the line of sight and in the horizontal direction. In FIG. 12, the number of divisions in the vertical direction is m, and the number of divisions in the horizontal direction is n.
なお、上記では、（1-1）の視力の観点による半球底面セルＭ(s,t)のサイズと、（1-2）指定分割数による半球底面セルＭ(s,t)のサイズとを比較して分割数を決定していたが、何れかの分割方法のみを用いて半球底面セルＭ(s,t)の分割数を決定してもよい。つまり、（1-1）の視力の観点による半球底面セルＭ(s,t)のサイズのみを用いて整形領域ＲＣを分割してもよいし、（1-2）指定分割数による半球底面セルＭ(s,t)のサイズのみを用いて整形領域ＲＣを分割してもよい。 In the above, the size of the hemispherical bottom cell M (s, t) from the viewpoint of sight (1-1) and the size of the hemisphere bottom cell M (s, t) according to (1-2) the specified number of divisions are shown. Although the number of divisions has been determined by comparison, the number of divisions of the hemispherical bottom cell M (s, t) may be determined using only one of the division methods. That is, the shaping region RC may be divided using only the size of the hemispherical bottom cell M (s, t) from the viewpoint of (1-1) visual acuity, or (1-2) the hemispherical bottom cell according to the specified number of divisions. The shaping region RC may be divided using only the size of M (s, t).
（２）評価対象物モデルＧＢ（面要素ＰＢ(j)の集合体）が投影されている半球底面セルＭ(s,t)を判定し、評価対象物モデルＧＢの投影があるか否かを半球底面セルリストＨ（図１４参照）に登録する。図１２では、評価対象物モデルＧＢが投影されている半球底面セルＭ(s,t)をドット模様で示している。
具体的には、半球底面ＲＢに投影された面要素ＰＢ(j)の頂点間を半球底面上の直線式で表現し、頂点を結ぶ線分が投影された半球底面セルＭ(s,t)および線分で囲まれた領域の内部に位置する半球底面セルＭ(s,t)であるか否かを判定する。そして、半球底面セルリストＨのこれらの投影された半球底面セルＭ(s,t)等については、投影面の投影結果の欄に投影ありを識別する情報「１」を登録する。一方、投影されていない半球底面セルＭ(s,t)等については、投影面の投影結果の欄に投影なしを識別する情報「０」を登録する。この際に、可視率計算部４０は、対象面ＰＢ(j)を識別する情報および計算点Ｋとの距離Ｌについても半球底面セルリストＨに登録する。距離Ｌは、例えば、対象面ＰＢ(j)を構成する三つの頂点ＰＢ(j)kとの距離Ｌkの線形補完値などでよい。
(2) The hemispherical bottom cell M (s, t) on which the evaluation object model GB (aggregate of surface elements PB (j)) is projected is determined, and whether or not the evaluation object model GB is projected is determined. Register in the hemispherical bottom cell list H (see FIG. 14). In FIG. 12, the hemispherical bottom cell M (s, t) on which the evaluation object model GB is projected is shown by a dot pattern.
Specifically, the space between the vertices of the surface element PB (j) projected on the bottom surface of the hemisphere is expressed by a linear expression on the bottom surface of the hemisphere, and the line segment connecting the vertices is projected on the bottom cell M (s, t) of the hemisphere. And, it is determined whether or not the hemispherical bottom cell M (s, t) is located inside the area surrounded by the line segment. Then, for these projected hemispherical bottom cells M (s, t) and the like in the hemisphere bottom cell list H, information “1” for identifying the presence of projection is registered in the projection result column of the projection surface. On the other hand, for the hemispherical bottom cell M (s, t) or the like that is not projected, the information “0” that identifies no projection is registered in the projection result column of the projection surface. At this time, the visibility calculation unit 40 also registers the information for identifying the target surface PB (j) and the distance L from the calculation point K in the hemispherical bottom cell list H. The distance L may be, for example, a linear interpolation value of the distance L k with the three vertices PB (j) k constituting the target surface PB (j).
なお、頂点を結ぶ線分で囲まれた領域の内部に位置する半球底面セルＭ(s,t)に対してのみ、投影面の投影結果の欄に投影ありを識別する情報「１」を登録するようにしてもよい。つまり、頂点を結ぶ線分が投影された半球底面セルＭ(s,t)については、投影面の投影結果の欄に投影なしを識別する情報「０」を登録するようにしてもよい。
また、頂点を結ぶ線分が半球底面セルＭ(s,t)に投影された場合に、前記線分の位置に基づいて当該半球底面セルＭ(s,t)の投影あり／なしを判定するようにしてもよい。例えば、線分で囲まれた領域の内部に半球底面セルＭ(s,t)の中心点の位置がある場合に、当該半球底面セルＭ(s,t)を投影ありと判定してもよい。また、線分で分割された半球底面セルＭ(s,t)の面積比により、投影あり／投影なしを判定してもよい。
In addition, only for the hemispherical bottom cell M (s, t) located inside the area surrounded by the line segment connecting the vertices, the information "1" for identifying the projection is registered in the projection result column of the projection surface. You may try to do it. That is, for the hemispherical bottom cell M (s, t) on which the line segment connecting the vertices is projected, the information “0” for identifying no projection may be registered in the projection result column of the projection surface.
Further, when the line segment connecting the vertices is projected on the hemispherical bottom cell M (s, t), it is determined whether or not the hemisphere bottom cell M (s, t) is projected based on the position of the line segment. You may do so. For example, when the position of the center point of the hemispherical bottom cell M (s, t) is located inside the area surrounded by the line segment, the hemisphere bottom cell M (s, t) may be determined to be projected. .. Further, it may be determined whether or not there is a projection based on the area ratio of the hemispherical bottom cell M (s, t) divided by the line segment.
（３）既に対象面ＰＢ(j)の情報が登録された半球底面セルＭ(s,t)に別の対象面ＰＢ(j)の情報を登録しようとする場合には、距離Ｌが小さい方を優先する。例えば、二つで一組をなす建造物やコの字状の建造物のように、計算点Ｋとの位置関係で前後関係がある評価対象物の場合、手前側（近い側）の評価対象物の情報を登録する。計算点から視認可能なのは、手前側の建造物であるためであり、障害物との関係を考慮するのは手前側の建造物になるためである。なお、一つの半球底面セルＭ(s,t)に二つの対象面ＰＢ(j)がまたがっている場合には、例えば、何れか一方の情報を登録する。 (3) When trying to register the information of another target surface PB (j) in the hemispherical bottom cell M (s, t) in which the information of the target surface PB (j) has already been registered, the distance L is smaller. Give priority to. For example, in the case of an evaluation target that has a front-back relationship with the calculation point K, such as a building that forms a set of two or a U-shaped building, the evaluation target is on the front side (near side). Register the information of the thing. It is visible from the calculation point because it is the building on the front side, and it is the building on the front side that considers the relationship with obstacles. When two target surfaces PB (j) straddle one hemispherical bottom cell M (s, t), for example, one of the information is registered.
続いて、可視率計算部４０は、ステップＳ２３６で評価対象物モデルＧＢが登録された半球底面セルＭ(s,t)の合計数Ｎ1(i)をカウントする（ステップＳ２３７）。ここで、符号ｉは、計算点番号である。可視率計算部４０は、例えば、半球底面セルリストＨの対象面の投影結果が「１（投影あり）」の半球底面セルＭ(s,t)の数を数える。
以上で、評価対象物モデルＧの投影処理・半球底面セルへの面要素の登録処理（ステップＳ２３）が終了する。
Subsequently, the visibility calculation unit 40 counts the total number N 1 (i) of the hemispherical bottom cells M (s, t) in which the evaluation object model GB is registered in step S236 (step S237). Here, the reference numeral i is a calculation point number. The visibility calculation unit 40 counts, for example, the number of hemispherical bottom cells M (s, t) whose projection result of the target surface of the hemisphere bottom cell list H is “1 (with projection)”.
This completes the projection process of the evaluation object model G and the registration process of the surface element in the hemispherical bottom cell (step S23).
次に、図３に戻って、可視率算出装置１の処理を説明する。ステップＳ２３に続いて、可視率計算部４０は、視力による可視・不可視判定を行う（ステップＳ２４）。この処理では、観察者の視力を設定することによって、視認限界を算出し、その視認限界を可視率に反映する。
視力ＶＡは、視認限界となったときの分単位で表した視角（以下、「限界視角」と称する）の逆数なので、「限界視角＝１／６０ＶＡ［度］」が成立する。
Next, returning to FIG. 3, the process of the visibility calculation device 1 will be described. Following step S23, the visibility calculation unit 40 makes a visible / invisible determination based on visual acuity (step S24). In this process, the visual acuity of the observer is set to calculate the visual acuity limit, and the visual acuity limit is reflected in the visibility rate.
Since the visual acuity VA is the reciprocal of the visual angle expressed in minutes when the visual acuity limit is reached (hereinafter, referred to as "limit visual angle"), "limit visual angle = 1/60 VA [degree]" is established.
そこで、以下の手順により評価対象物の見え幅判定を行い、評価対象物の見え幅が限界視角以下となる場合には、観測者からは不可視（見えない）と判定し、この計算点Ｋの可視率を「0％」にする（ステップＳ２４ａ）。そして、可視率計算部４０は、この計算点での処理を終了し、ステップＳ２１に戻って、次の計算点Ｋでの視線方向を設定する（ステップＳ２１）。一方、評価対象物の見え幅が限界視角以下とならない場合には、観測者からは可視（見える）と判定し、可視率計算部４０は、処理をステップＳ２５に進める。 Therefore, the visible width of the evaluation object is determined by the following procedure, and if the visible width of the evaluation object is equal to or less than the limit viewing angle, it is determined to be invisible (invisible) to the observer, and the calculation point K is determined. The visibility is set to "0%" (step S24a). Then, the visibility calculation unit 40 finishes the process at this calculation point, returns to step S21, and sets the line-of-sight direction at the next calculation point K (step S21). On the other hand, when the visible width of the evaluation object is not equal to or less than the limit viewing angle, it is determined that the object is visible (visible) to the observer, and the visibility calculation unit 40 proceeds to the process in step S25.
図１５および図１６を参照して、ステップＳ２４の処理を説明する。
（１）ステップＳ２３６で評価対象物モデルＧＢが投影されていると判定された半球底面セルＭ (s,t)を細線化（スケルトン化）する。細線化（スケルトン化）とは、画像処理の分野で用いられる処理であり、二値画像を幅1ピクセルの線画像に変換する処理のことである。
投影されている半球底面セルＭ(s,t)の細線化処理について図１５に示す。図１５（ａ）は細線化される前の状態を示し、図１５（ｂ）は細線化された後の状態を示す。ここでは、評価対象物モデルＧＢが投影されない半球底面セルＭ(s,t)を「ＯＦＦセル（模様なしで表示）」と呼び、評価対象物モデルＧＢが投影された半球底面セルＭ(s,t)を「ＯＮセル（斜線模様で表示）」と呼ぶことにする。また、スケルトン化されたＯＮセルを特に「スケルトンセル（格子模様で表示）」と呼ぶことにする。
細線化処理の方法は、特に限定されるものではなく、種々の方法を用いることができる。これによって、ＯＮセルを幅が１つの半球底面セルＭ(s,t)の線画像に変換される。
The process of step S24 will be described with reference to FIGS. 15 and 16.
(1) The hemispherical bottom cell M (s, t) determined in step S236 on which the evaluation object model GB is projected is thinned (skeletonized). Thinning (skeletonization) is a process used in the field of image processing, and is a process of converting a binary image into a line image having a width of 1 pixel.
FIG. 15 shows a thinning process of the projected hemispherical bottom cell M (s, t). FIG. 15 (a) shows a state before thinning, and FIG. 15 (b) shows a state after thinning. Here, the hemispherical bottom cell M (s, t) on which the evaluation object model GB is not projected is called an “OFF cell (displayed without a pattern)”, and the hemisphere bottom cell M (s, t) on which the evaluation object model GB is projected is called. t) will be referred to as "ON cell (displayed with a diagonal line pattern)". Further, the skeletonized ON cell is particularly referred to as a "skeleton cell (displayed in a grid pattern)".
The method of thinning treatment is not particularly limited, and various methods can be used. As a result, the ON cell is converted into a line image of the hemispherical bottom cell M (s, t) having one width.
（２）限界視角の離隔を有し、方向が異なる複数の２点ペアを用意する。例えば、図１６に示すように、４５度間隔で四つの２点ペアを用意する。
（３）図１６に示すように、スケルトンセル上に２点ペアの中心を置き、両端の位置にあたる半球底面セルＭ(s,t)の状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を判定する。例えば、２点ペアの両端の位置にあたる半球底面セルＭ(s,t)に評価対象物モデルＧＢが投影されていない場合（ＯＦＦセルである場合）、または整形領域ＲＣ外である場合にＯＦＦ状態と判定する。４方向の２点ペアの少なくとも何れか一つの両端の状態がＯＦＦ状態の場合、その部分は視認限界よりも細いとする（視認不可である）。図１６の例では、右下の半球底面セルＭ(s,t)に設定された２点ペアは、全てがＯＮ状態なので（両端がＯＦＦ状態のものがない）、この半球底面セルＭ(s,t)は可視であると判定する。一方、中央の半球底面セルＭ(s,t)に設定された２点ペアは、上下方向の２点ペアの両端がＯＦＦ状態なので、この半球底面セルＭ(s,t)は不可視であると判定する。
(2) Prepare a plurality of two-point pairs having a difference in the limit viewing angle and different directions. For example, as shown in FIG. 16, four two-point pairs are prepared at intervals of 45 degrees.
(3) As shown in FIG. 16, the center of the two-point pair is placed on the skeleton cell, and the state (ON / OFF) of the hemispherical bottom cell M (s, t) corresponding to the position of both ends is determined. For example, when the evaluation object model GB is not projected on the hemispherical bottom cells M (s, t) corresponding to the positions at both ends of the two-point pair (when the cell is OFF), or when it is outside the shaping area RC, the OFF state is set. Is determined. When the state of both ends of at least one of the two-point pairs in the four directions is in the OFF state, that portion is thinner than the visual limit (not visible). In the example of FIG. 16, since all of the two-point pairs set in the lower right hemisphere bottom cell M (s, t) are in the ON state (there are no ones in which both ends are in the OFF state), this hemisphere bottom cell M (s). , T) is determined to be visible. On the other hand, in the two-point pair set in the central hemisphere bottom cell M (s, t), both ends of the two-point pair in the vertical direction are in the OFF state, so that the hemisphere bottom cell M (s, t) is invisible. judge.
（４）全てのスケルトンセルに対して可視・不可視の判定を順次行い、全てのスケルトンセルが視認限界よりも細い（視認不可である）と判定された場合に、その評価対象物は計算点Ｋから視認不可（可視率が「０」）であるとする。これにより、当該計算点Ｋにおける以降の処理を省略できるので、計算を効率的に行うことができる。
また、一部のスケルトンセルが視認限界よりも細い（視認不可である）と判定された場合に、半球底面セルリストの当該スケルトンセルおよびその周辺の半球底面セルＭ(s,t)の投影結果を「０」にする。これは、距離と視力との関係によって見えないという考えに基づくものであり、実際に人が評価対象物を見た見え方に忠実な可視率評価となる。
(4) Visible / invisible judgments are sequentially made for all skeleton cells, and when it is determined that all skeleton cells are thinner than the visual limit (invisible), the evaluation target is the calculation point K. It is assumed that the visibility is invisible (the visibility rate is "0"). As a result, the subsequent processing at the calculation point K can be omitted, so that the calculation can be performed efficiently.
Further, when it is determined that some of the skeleton cells are thinner than the visual limit (not visible), the projection result of the skeleton cell in the hemispherical bottom cell list and the hemispherical bottom cell M (s, t) around it. Is set to "0". This is based on the idea that it cannot be seen due to the relationship between distance and visual acuity, and it is a visibility evaluation that is faithful to the way a person actually sees the evaluation object.
続いて、可視率計算部４０は、障害物モデルＦの投影処理・半球底面セルへの面要素の登録処理を行う（ステップＳ２５）。
障害物モデルＦに対する処理（ステップＳ２５）は、評価対象物モデルＧの処理（ステップＳ２３）と概ね同様の処理である。つまり、図５に示す半球Ｒを用いて障害物モデルＦの投影処理・半球底面セルＭ(s,t)への面要素Ｑ(j)の登録処理を行う。なお、ステップＳ２５の処理の対象となる障害物モデルＦは、図６に示すステップ２３４で設定した整形領域ＲＣに投影されるものに限定される。これにより、ステップＳ２５の処理を含めた以降の処理を高速化することが可能である。
Subsequently, the visibility calculation unit 40 performs a projection process of the obstacle model F and a surface element registration process in the hemispherical bottom cell (step S25).
The process for the obstacle model F (step S25) is substantially the same as the process for the evaluation object model G (step S23). That is, the projection process of the obstacle model F and the registration process of the surface element Q (j) in the hemisphere bottom cell M (s, t) are performed using the hemisphere R shown in FIG. The obstacle model F to be processed in step S25 is limited to the one projected on the shaping region RC set in step 234 shown in FIG. As a result, it is possible to speed up the subsequent processing including the processing in step S25.
ステップＳ２５の処理の詳細を図１７に示す。図１７は、障害物モデルＦの投影処理・半球底面セルへの面要素Ｑ(j)の登録処理を示すフローチャートの例示である。ステップＳ２５の処理は、障害物モデルＦ単位に行われる。
ステップＳ２５１〜Ｓ２５３の処理は、ステップＳ２３１〜Ｓ２３３の処理と同様である。つまり、半球底面ＲＢ（図５参照）に投影する対象を評価対象物モデルＧから障害物モデルＦに変更している。
The details of the process of step S25 are shown in FIG. FIG. 17 is an example of a flowchart showing the projection process of the obstacle model F and the registration process of the surface element Q (j) in the hemispherical bottom cell. The process of step S25 is performed in the obstacle model F unit.
The processing of steps S251 to S253 is the same as the processing of steps S231 to S233. That is, the object to be projected on the hemispherical bottom surface RB (see FIG. 5) is changed from the evaluation object model G to the obstacle model F.
ステップＳ２５３に続いて、可視率計算部４０は、半球底面ＲＢに投影された障害物モデルＦによって半球底面セルＭ(s,t)の塗りつぶしを行う（ステップＳ２５４）。具体的には、可視率計算部４０は、障害物モデルＦが投影された半球底面セルＭ(s,t)に評価対象物モデルＧが既に登録されている場合（投影結果「１」）に面要素Ｐ(j)，Ｑ(j)の距離を比べる。そして、障害物モデルＦの面要素Ｑ(j)の距離が評価対象物モデルＧの面要素Ｐ(j)の距離よりも近ければ、可視率計算部４０は、半球底面セルリストＨの当該半球底面セルＭ(s,t)に対応する対象面の投影結果を「０（投影なし）」にする。 Following step S253, the visibility calculation unit 40 fills the hemisphere bottom cell M (s, t) with the obstacle model F projected on the hemisphere bottom RB (step S254). Specifically, the visibility calculation unit 40 is in the case where the evaluation target model G is already registered in the hemispherical bottom cell M (s, t) on which the obstacle model F is projected (projection result “1”). Compare the distances of the surface elements P (j) and Q (j). Then, if the distance of the surface element Q (j) of the obstacle model F is closer than the distance of the surface element P (j) of the evaluation object model G, the visibility calculation unit 40 will perform the hemisphere of the hemisphere bottom cell list H. Set the projection result of the target surface corresponding to the bottom cell M (s, t) to "0 (no projection)".
続いて、可視率計算部４０は、障害物モデルＦによって塗りつぶされなかった評価対象物モデルＧの半球底面セルＭ(s,t)の合計数Ｎ2(i)をカウントする（ステップＳ２５５）。つまり、可視率計算部４０は、ステップＳ２５４の後における半球底面セルリストＨの対象面の投影結果が「１（投影あり）」の半球底面セルＭ(s,t)の数を数える。
以上で、障害物モデルＦの投影処理・半球底面セルへの面要素Ｑ(j)の登録処理（ステップＳ２５）が終了する。
Subsequently, the visibility calculation unit 40 counts the total number N 2 (i) of the hemispherical bottom cells M (s, t) of the evaluation object model G that is not filled by the obstacle model F (step S255). That is, the visibility calculation unit 40 counts the number of hemispherical bottom cells M (s, t) whose projection result of the target surface of the hemisphere bottom cell list H after step S254 is “1 (with projection)”.
This completes the projection process of the obstacle model F and the registration process (step S25) of the surface element Q (j) in the hemispherical bottom cell.
次に、図３に戻って、可視率算出装置１の処理を説明する。ステップＳ２５に続いて、可視率計算部４０は、視力による可視・不可視判定を再び行う（ステップＳ２６）。この処理はステップＳ２４の処理と同様である。ステップＳ２４では、評価対象物モデルＧのみを投影した状態で可視・不可視判定を行っていたが、ここでは、評価対象物モデルＧおよび障害物モデルＦを投影した状態で可視・不可視判定を行う。
ここでは、障害物モデルＦによって評価対象物モデルＧが隠されることにより、見え幅が限界視角以下となる部分を処理の対象とする。例えば、評価対象物モデルＧのみを投影した状態では矩形状を呈することで観測者からは可視（見える）であったものが、障害物モデルＦを投影することにより線状になることで観測者からは不可視（見えない）となる場合である。
Next, returning to FIG. 3, the process of the visibility calculation device 1 will be described. Following step S25, the visibility calculation unit 40 again performs the visible / invisible determination by visual acuity (step S26). This process is the same as the process in step S24. In step S24, the visible / invisible determination is performed with only the evaluation object model G projected, but here, the visible / invisible determination is performed with the evaluation object model G and the obstacle model F projected.
Here, the portion where the viewing width is equal to or less than the limit viewing angle due to the obstacle model F hiding the evaluation object model G is processed. For example, what was visible (visible) to the observer by showing a rectangular shape when only the evaluation object model G was projected becomes linear by projecting the obstacle model F, so that the observer can see it. This is the case when it becomes invisible (invisible) from.
可視率計算部４０は、２点ペア（図１６参照）の両端の位置にあたる半球底面セルＭ(s,t)に評価対象物モデルＧが投影されていない場合（ＯＦＦセルである場合）、または整形領域ＲＣ外である場合にＯＦＦ状態と判定する。４方向の２点ペアの少なくとも何れか一つの両端の状態がＯＦＦ状態の場合、その部分は視認限界よりも細いとする（視認不可である）。視認限界よりも細い（視認不可である）と判定された場合に、半球底面セルリストＨの当該スケルトンセルおよびその周辺の半球底面セルＭ(s,t)の投影結果を「０（投影なし）」に更新する。また、可視率計算部４０は、半球底面セルＭ(s,t)の投影結果を「０（投影なし）」に更新した場合に、評価対象物モデルＧが登録された半球底面セルＭ(s,t)の合計数Ｎ1(i)から更新した半球底面セルＭ(s,t)の数を減算する。これにより、実際に人が評価対象物を見た見え方により忠実な可視率評価となる。 In the visibility calculation unit 40, when the evaluation object model G is not projected on the hemispherical bottom cell M (s, t) corresponding to the positions at both ends of the two-point pair (see FIG. 16) (when the cell is OFF), or When it is outside the shaping area RC, it is determined to be in the OFF state. When the state of both ends of at least one of the two-point pairs in the four directions is in the OFF state, that portion is thinner than the visual limit (not visible). When it is determined that the cell is thinner than the visible limit (not visible), the projection result of the skeleton cell of the hemispherical bottom cell list H and the hemispherical bottom cell M (s, t) around it is set to "0 (no projection)". Update to. Further, when the visibility calculation unit 40 updates the projection result of the hemisphere bottom cell M (s, t) to "0 (no projection)", the hemisphere bottom cell M (s) in which the evaluation object model G is registered is registered. , t) Subtract the updated number of hemispherical bottom cells M (s, t) from the total number N 1 (i). As a result, the visibility evaluation is more faithful to the way a person actually sees the evaluation object.
続いて、可視率計算部４０は、評価対象物の可視率Ｖ(i)を以下の式で算出する。
・可視率Ｖ(i)［％］＝Ｎ2(i)／Ｎ1(i)×100
そして、当該計算点Ｋiでの処理を終了し、新たな計算点Ｋ(i+1)での処理を開始する。全ての計算点Ｋにおける可視率の計算が終わったら、処理をステップＳ３１に進める。
Subsequently, the visibility calculation unit 40 calculates the visibility V (i) of the evaluation target object by the following formula.
・ Visibility V (i) [%] = N 2 (i) / N 1 (i) × 100
Then, the processing at the calculation point K i is ended, and the processing at the new calculation point K (i + 1) is started. When the calculation of the visibility at all the calculation points K is completed, the process proceeds to step S31.
次に、計算結果出力部５０は、全計算点Ｋにおける可視率の計算結果の加工処理を行う（ステップＳ３１）。この処理は、例えば、解析モデルに色付けを行うなどして、場所による可視率の違いを一目で把握可能なようにするのがよい。そして、計算結果出力部５０は、可視率の計算結果を出力する（ステップＳ３２）。 Next, the calculation result output unit 50 processes the calculation result of the visibility at all the calculation points K (step S31). In this process, for example, the analysis model should be colored so that the difference in visibility depending on the location can be grasped at a glance. Then, the calculation result output unit 50 outputs the calculation result of the visibility rate (step S32).
図１８および図１９に、可視率の計算結果を例示する。
図１８は、サッカースタジアムの施設計画を作成する場合を想定し、観客席から見たグラウンドの可視率を計算したものである。（ａ）はサッカースタジアムの全体を示しており、（ｂ）は手すり付近の観客の様子を示している。ここでの評価対象物はピッチであり、計算点は各観客席に座る観客の目の位置である。ここでは可視率を観客の色の濃淡で表しており、可視率の高い観客を濃い色で表示し、可視率の低い観客を薄い色で表示している。図１８（ｂ）を参照すると、手すりにより最前列の観客の可視率が低下しているのが分かる。
18 and 19 show examples of the calculation result of the visibility rate.
FIG. 18 is a calculation of the visibility of the ground as seen from the spectators' seats, assuming the case of creating a facility plan for a soccer stadium. (A) shows the whole soccer stadium, and (b) shows the state of the spectators near the handrail. The object to be evaluated here is the pitch, and the calculation point is the position of the eyes of the spectators sitting in each spectator seat. Here, the visibility is represented by the shade of the color of the audience, the audience with high visibility is displayed in dark color, and the audience with low visibility is displayed in light color. With reference to FIG. 18B, it can be seen that the handrail reduces the visibility of the spectators in the front row.
図１９は、劇場の施設計画を作成する場合を想定し、観客席から見た舞台の可視率を計算したものである。（ａ）は劇場の全体を示しており、（ｂ）は座席に座る観客の様子を示している。ここでの評価対象物は舞台であり、計算点は各観客席に座る観客の目の位置である。ここでは可視率を観客の色の濃淡で表しており、可視率の高い観客を濃い色で表示し、可視率の低い観客を薄い色で表示している。図１９（ｂ）を参照すると、前に座る観客により後列の観客の可視率が低下しているのが分かる。 FIG. 19 is a calculation of the visibility of the stage as seen from the audience seats, assuming the case of creating a theater facility plan. (A) shows the whole theater, and (b) shows the audience sitting in the seats. The object to be evaluated here is the stage, and the calculation point is the position of the eyes of the spectators sitting in each spectator seat. Here, the visibility is represented by the shade of the color of the audience, the audience with high visibility is displayed in dark color, and the audience with low visibility is displayed in light color. With reference to FIG. 19B, it can be seen that the visibility of the spectators in the back row is reduced by the spectators sitting in front.
以上のように、実施形態に係る可視率算出装置１は、半球Ｒの球面ＲＡを介して半球底面ＲＢに評価対象物を投影するので、半球底面ＲＢに映る評価対象物の大きさは立体角投射率に相当する。これによって、評価対象物の可視率の計算を実際の人間の目で見た見かけの大きさで行うことができる。 As described above, since the visibility calculation device 1 according to the embodiment projects the evaluation object onto the hemisphere bottom surface RB via the spherical surface RA of the hemisphere R, the size of the evaluation object reflected on the hemisphere bottom surface RB is a solid angle. Corresponds to the projection rate. As a result, the visibility of the evaluation object can be calculated with the apparent size seen by the actual human eye.
また、実施形態に係る可視率算出装置１においては、半球底面ＲＢに投影された面要素ＰＢ(j)の見かけの大きさに基づいて、投影前の面要素Ｐ(j)および投影後の面要素ＰＢ(j)を分割する（図９参照）。したがって、３次元形状モデル（例えば、評価対象物モデルＧ）を予め微小面要素分割（メッシュ分割）することなく可視率の計算を行うことが可能である。つまり、投影処理の過程で必要十分な面要素の分割が行われるので、精度確保と過剰な計算の削減とが両立される。 Further, in the visibility calculation device 1 according to the embodiment, the surface element P (j) before projection and the surface after projection are based on the apparent size of the surface element PB (j) projected on the bottom surface RB of the hemisphere. The element PB (j) is divided (see FIG. 9). Therefore, it is possible to calculate the visibility without dividing the three-dimensional shape model (for example, the evaluation object model G) into minute surface elements (mesh division) in advance. That is, since the necessary and sufficient surface elements are divided in the process of projection processing, it is possible to both ensure accuracy and reduce excessive calculation.
［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を変えない範囲で実施することができる。実施形態の変形例を以下に示す。
[Modification example]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to this, and can be carried out within a range that does not change the gist of the claims. A modified example of the embodiment is shown below.
実施形態では、可視率算出装置１の処理について例示した（例えば、図３，６，１６）。しかしながら、可視率算出装置１の処理の順番は、これに限定されるものではない。例えば、図６に示すステップＳ２３４よりも先にステップＳ２３５の処理を行うようにしてもよい。
また、可視率算出装置１の処理の構成は、これに限定されるものではない。一部の処理を行わなくてもよいし、他の処理をさらに行うようにしてもよい。例えば、図３に示すステップＳ２４の処理およびステップＳ２６の処理の何れか一方の処理のみを行ってもよい。
In the embodiment, the processing of the visibility calculation device 1 has been illustrated (for example, FIGS. 3, 6 and 16). However, the order of processing of the visibility calculation device 1 is not limited to this. For example, the process of step S235 may be performed before step S234 shown in FIG.
Further, the processing configuration of the visibility rate calculation device 1 is not limited to this. It is not necessary to perform some processing, and other processing may be further performed. For example, only one of the process of step S24 and the process of step S26 shown in FIG. 3 may be performed.
また、実施形態では、可視率算出装置１は、評価対象物モデルＧや障害物モデルＦを記憶部１０に記憶していた。しかしながら、他の装置にこれらのモデルを記憶しておき、可視率を算出する場合にこの他の装置からこれらのモデルを取得し記憶部１０に格納するようにしてもよい。 Further, in the embodiment, the visibility calculation device 1 stores the evaluation object model G and the obstacle model F in the storage unit 10. However, these models may be stored in another device, and when calculating the visibility, these models may be acquired from the other device and stored in the storage unit 10.
１ 可視率算出装置
１０ 記憶部
２０ 制御部
３０ 解析モデル生成部
４０ 可視率計算部
５０ 計算結果出力部
Ｇ 評価対象物モデル（３次元形状モデル）
Ｆ 障害物モデル（３次元形状モデル）
Ｈ 半球底面セルリスト
Ｋ 計算点（視点）
Ｐ(j) 面要素
Ｑ(j) 面要素
Ｒ 半球
ＲＡ 球面
ＲＢ 半球底面（仮想スクリーン）
Ｍ(s,t) 半球底面セル
1 Visible rate calculation device 10 Storage unit 20 Control unit 30 Analysis model generation unit 40 Visible rate calculation unit 50 Calculation result output unit G Evaluation object model (three-dimensional shape model)
F Obstacle model (3D shape model)
H Hemisphere bottom cell list K Calculation point (viewpoint)
P (j) Surface element Q (j) Surface element R Hemisphere RA Sphere RB Hemisphere bottom surface (virtual screen)
M (s, t) hemispherical bottom cell
Claims (4)
前記評価対象物および障害物の３次元形状モデルを記憶する記憶部と、
前記評価対象物を仮想スクリーンに投影した場合における当該評価対象物の第１領域と、前記評価対象物および前記障害物を前記仮想スクリーンに投影した場合における当該評価対象物の第２領域とから前記評価対象物の可視率を計算する可視率計算部と、を備え、
前記３次元形状モデルは、複数の面要素により構成されており、
前記仮想スクリーンは、前記視点を中心とする半球の半球底面であり、
前記可視率計算部は、
前記半球の球面を介して半球底面に前記面要素を投影する投影処理部と、
前記半球底面に投影された前記面要素の見かけの大きさに基づいて、投影後の前記面要素を分割する分割処理部と、を備え、
前記投影処理部は、前記分割処理部による分割に基づいて、投影を行った前記面要素を複数の面要素として再投影する、ことを特徴とする可視率算出装置。 It is a visibility calculation device that calculates the visibility of the evaluation target from the viewpoint using a virtual three-dimensional space.
A storage unit that stores the three-dimensional shape model of the evaluation object and the obstacle,
From the first region of the evaluation object when the evaluation object is projected on the virtual screen and the second region of the evaluation object when the evaluation object and the obstacle are projected on the virtual screen. It is equipped with a visibility calculation unit that calculates the visibility of the evaluation object.
The three-dimensional shape model is composed of a plurality of surface elements.
The virtual screen is a hemispherical bottom surface of a hemisphere centered on the viewpoint.
The visibility calculation unit
A projection processing unit that projects the surface element onto the bottom surface of the hemisphere via the spherical surface of the hemisphere.
A division processing unit for dividing the projected surface element based on the apparent size of the surface element projected on the bottom surface of the hemisphere is provided .
The projection processing unit is a visibility calculation device characterized in that the projected surface element is reprojected as a plurality of surface elements based on the division by the division processing unit .
前記評価対象物および障害物の３次元形状モデルを記憶する記憶部と、
前記評価対象物を仮想スクリーンに投影した場合における当該評価対象物の第１領域と、前記評価対象物および前記障害物を前記仮想スクリーンに投影した場合における当該評価対象物の第２領域とから前記評価対象物の可視率を計算する可視率計算部と、を備え、
前記３次元形状モデルは、複数の面要素により構成されており、
前記仮想スクリーンは、前記視点を中心とする半球の半球底面であり、
前記可視率計算部は、
前記半球の球面を介して半球底面に前記面要素を投影する投影処理部と、
前記半球底面に投影された前記面要素の見かけの大きさに基づいて、投影後の前記面要素を分割する分割処理部と、を備え、
前記分割処理部は、前記半球底面に投影された前記面要素の頂点間の見かけの距離に基づいて、投影前の前記面要素を分割する分割点の半球底面における位置を特定し、特定した位置を新たな面要素の頂点とする、
ことを特徴とする可視率算出装置。 It is a visibility calculation device that calculates the visibility of the evaluation target from the viewpoint using a virtual three-dimensional space.
A storage unit that stores the three-dimensional shape model of the evaluation object and the obstacle,
From the first region of the evaluation object when the evaluation object is projected on the virtual screen and the second region of the evaluation object when the evaluation object and the obstacle are projected on the virtual screen. It is equipped with a visibility calculation unit that calculates the visibility of the evaluation object.
The three-dimensional shape model is composed of a plurality of surface elements.
The virtual screen is a hemispherical bottom surface of a hemisphere centered on the viewpoint.
The visibility calculation unit
A projection processing unit that projects the surface element onto the bottom surface of the hemisphere via the spherical surface of the hemisphere.
A division processing unit for dividing the projected surface element based on the apparent size of the surface element projected on the bottom surface of the hemisphere is provided.
The division processing unit identifies the position of the division point for dividing the surface element before projection on the bottom surface of the hemisphere based on the apparent distance between the vertices of the surface element projected on the bottom surface of the hemisphere, and the specified position. Is the apex of the new surface element,
The visible rate calculation device you wherein a.
前記評価対象物および障害物の３次元形状モデルを記憶する記憶部と、
前記評価対象物を仮想スクリーンに投影した場合における当該評価対象物の第１領域と、前記評価対象物および前記障害物を前記仮想スクリーンに投影した場合における当該評価対象物の第２領域とから前記評価対象物の可視率を計算する可視率計算部と、を備え、
前記３次元形状モデルは、複数の面要素により構成されており、
前記仮想スクリーンは、前記視点を中心とする半球の半球底面であり、
前記可視率計算部は、
前記半球の球面を介して半球底面に前記面要素を投影する投影処理部と、
前記半球底面に投影された前記面要素の見かけの大きさに基づいて、投影後の前記面要素を分割する分割処理部と、
前記３次元空間に人間の視野角に基づく第１視野領域を設定し、当該第１視野領域に含まれない前記面要素を投影処理の対象から除外する面要素除外部と、を備える、
ことを特徴とする可視率算出装置。 It is a visibility calculation device that calculates the visibility of the evaluation target from the viewpoint using a virtual three-dimensional space.
A storage unit that stores the three-dimensional shape model of the evaluation object and the obstacle,
From the first region of the evaluation object when the evaluation object is projected on the virtual screen and the second region of the evaluation object when the evaluation object and the obstacle are projected on the virtual screen. It is equipped with a visibility calculation unit that calculates the visibility of the evaluation object.
The three-dimensional shape model is composed of a plurality of surface elements.
The virtual screen is a hemispherical bottom surface of a hemisphere centered on the viewpoint.
The visibility calculation unit
A projection processing unit that projects the surface element onto the bottom surface of the hemisphere via the spherical surface of the hemisphere.
A division processing unit that divides the projected surface element based on the apparent size of the surface element projected on the bottom surface of the hemisphere.
Set the first field area based on the viewing angle of the human to the three-dimensional space, and a exclude surface element elimination unit from the target of the first not included in the viewing area wherein the surface element of the projection process,
The visible rate calculation device you wherein a.
前記評価対象物および障害物の３次元形状モデルを記憶する記憶部と、
前記評価対象物を仮想スクリーンに投影した場合における当該評価対象物の第１領域と、前記評価対象物および前記障害物を前記仮想スクリーンに投影した場合における当該評価対象物の第２領域とから前記評価対象物の可視率を計算する可視率計算部と、を備え、
前記３次元形状モデルは、複数の面要素により構成されており、
前記仮想スクリーンは、前記視点を中心とする半球の半球底面であり、
前記可視率計算部は、
前記半球の球面を介して半球底面に前記面要素を投影する投影処理部と、
前記半球底面に投影された前記面要素の見かけの大きさに基づいて、投影後の前記面要素を分割する分割処理部と、
前記半球底面に人間の視野角度に基づく第２視野領域を設定し、当該第２視野領域に含まれない投影後の前記面要素を可視率の計算処理の対象から除外する半球底面範囲限定部と、を備える、
ことを特徴とする可視率算出装置。 It is a visibility rate calculation device that calculates the visibility rate of an evaluation object viewed from a viewpoint using a virtual three-dimensional space.
A storage unit that stores the three-dimensional shape model of the evaluation object and the obstacle,
From the first region of the evaluation object when the evaluation object is projected on the virtual screen and the second region of the evaluation object when the evaluation object and the obstacle are projected on the virtual screen. It is equipped with a visibility calculation unit that calculates the visibility of the evaluation object.
The three-dimensional shape model is composed of a plurality of surface elements.
The virtual screen is a hemispherical bottom surface of a hemisphere centered on the viewpoint.
The visibility calculation unit
A projection processing unit that projects the surface element onto the bottom surface of the hemisphere via the spherical surface of the hemisphere.
A division processing unit that divides the projected surface element based on the apparent size of the surface element projected on the bottom surface of the hemisphere.
Said hemispherical bottom sets the second field area based on human vision angle, the second excluding the surface elements of the projected not included in the viewing area from the target of the calculation process of the visible rate hemispherical bottom range restriction unit , and a,
The visible rate calculation device you wherein a.
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