JPH08249501A - ３次元領域内部の可視化方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な操作でオペレータの意図どおりの３次
元領域内部の可視的表示を達成する。 【構成】 ３次元領域の輪郭線上の３点が指定されたこ
とに応答して、第１番目の点と第２番目の点とで規定さ
れる線分上に１次元格子を作成し、この１次元格子を第
３番目の点の方向に引き伸ばすとともに、所定間隔毎に
前記線分と平行な格子を形成することにより２次元格子
を作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は３次元領域内部の可視
化方法およびその装置に関し、さらに詳細にいえば、３
次元流体領域、３次元物体領域などの３次元領域の内部
を任意の切断面で切断し、その切断面上に２次元格子を
配置することにより３次元領域の内部の可視化を達成す
るための方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、３次元流体領域を任意の切断
面で切断し、その切断面上に直交格子を配置し、流体解
析結果としての各格子点上のベクトル、スカラ値を矢
印、数値表示などで可視的に表示することが一般的に行
われている。具体的には、図５に示すように、３次元流
体領域に対して、ｘ−ｙ平面と平行な平面上に表示され
た直交格子が施された表示状態を得、次いで、前記平面
のｘ，ｙ回転、ｚ回転、ｘ，ｙ移動、ｚ移動、拡大・縮
小のための値をマウスなどを用いて設定し、これらの設
定値に基づいて３次元流体領域内部の直交格子による可
視的表示を達成する。なお、回転、移動については、図
５中の矢印により示してある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のように
３次元流体領域内部の直交格子による可視的表示を達成
しようとすれば、値を設定する必要があるパラメータの
数が多いのであるから、３次元流体領域内部の任意の切
断面を自在に可視的に表示し、または可視的に表示され
る切断面を変更するためにかなりの手間がかかってしま
う。また、マウスなどを用いてメニューの中から該当す
る処理（回転、移動）を選択して動的に切断面を移動さ
せ、回転させる（例えば、選択されている時間だけ切断
面を移動させ、回転させる）方法が提案されているが、
設定される値が、切断面を基準面とする座標系上での値
ではなく、切断面を表示するために設定された座標系で
の値であるから、オペレータの感覚とかけ離れた値を設
定しなければならなくなってしまい、オペレータの意図
どおりに切断面を移動させ、回転させることが困難にな
ってしまう。

【０００４】この点についてさらに詳細に説明する。図
５に示すように、切断面が直交座標系の何れかの基準面
と平行な状態においては、ｘ，ｙ回転、ｚ回転、ｘ，ｙ
移動、ｚ移動のための値は、オペレータの感覚どおりに
なる。しかし、このような状態は極めて希であり、一般
的には、例えば、ｘ回転および／またはｙ回転が行われ
た後に、ｚ回転が行われ、あるいはｘ，ｙ移動、ｚ移動
が行われる。そして、実際にｚ回転、ｘ，ｙ移動、ｚ移
動を行わせるための値は、ｘ回転および／またはｙ回転
が行われた切断面を基準面とする座標系上においてオペ
レータにより感覚的に把握されるのであり、前記直交座
標系上における値をオペレータの感覚どおりに把握する
ことは殆ど不可能になってしまう。

【０００５】

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、簡単な操作で、オペレータの意図どおり
に、３次元領域内部の任意の平面上に２次元格子を可視
的に表示することができる３次元領域内部の可視化方法
およびその装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の３次元領域内
部の可視化方法は、３次元領域内部の所望の平面上に２
次元格子を表示する３次元領域内部の可視化方法におい
て、３次元領域の輪郭線上の３点に基づいて定まる平面
を指定する場合に、予め定められた指定順序の２点を結
ぶ線分を所定の分割数で分割して１次元格子を作成し、
上記線分を基準として残余の１点の方向に１次元格子を
引き伸ばすとともに、所定間隔毎に上記線分と平行な線
分を生成して２次元格子を作成する方法である。

【０００７】請求項２の３次元領域内部の可視化装置
は、３次元領域内部の所望の平面上に２次元格子を表示
する３次元領域内部の可視化装置において、３次元領域
の輪郭線上の３点に基づいて定まる平面を指定する場合
に、予め定められた指定順序の２点を結ぶ線分を所定の
分割数で分割して１次元格子を作成する１次元格子作成
手段と、上記線分を基準として残余の１点の方向に１次
元格子を引き伸ばすとともに、所定間隔毎に上記線分と
平行な線分を生成して２次元格子を作成する２次元格子
作成手段とを有している。

【０００８】

【作用】請求項１の３次元領域内部の可視化方法であれ
ば、３次元領域内部の所望の平面上に２次元格子を表示
するに当って、３次元領域の輪郭線上の３点に基づいて
定まる平面を指定する場合に、予め定められた指定順序
の２点を結ぶ線分を所定の分割数で分割して１次元格子
を作成し、上記線分を基準として残余の１点の方向に１
次元格子を引き伸ばすとともに、所定間隔毎に上記線分
と平行な線分を生成して２次元格子を作成するのである
から、オペレータは任意の３点を指定するだけでよく、
作業を著しく簡単化できる。また、３点を指定すること
により所望の切断面が決定でき、しかも３点の指定順序
によって２次元格子の向きを決定でき、この結果、オペ
レータの意図どおりの２次元格子の作成を達成すること
ができる。

【０００９】請求項２の３次元領域内部の可視化装置で
あれば、３次元領域内部の所望の平面上に２次元格子を
表示するに当って、３次元領域の輪郭線上の３点に基づ
いて定まる平面を指定する場合に、１次元格子作成手段
により予め定められた指定順序の２点を結ぶ線分を所定
の分割数で分割して１次元格子を作成し、２次元格子作
成手段により、上記線分を基準として残余の１点の方向
に１次元格子を引き伸ばすとともに、所定間隔毎に上記
線分と平行な線分を生成して２次元格子を作成する。し
たがって、オペレータは任意の３点を指定するだけでよ
く、作業を著しく簡単化できる。また、３点を指定する
ことにより所望の切断面が決定でき、しかも３点の指定
順序によって２次元格子の向きを決定でき、この結果、
オペレータの意図どおりの２次元格子の作成を達成する
ことができる。

【００１０】

【実施例】以下、実施例を示す添付図面によってこの発
明を詳細に説明する。図１はこの発明の３次元領域内部
の可視化方法の一実施例を説明するフローチャートであ
る。このフローチャートは、３次元領域の輪郭線上の３
点が指定され、かつ可視化すべきことが指示されたこと
に応答して、ステップＳＰ１において、第１番目に指定
された点と第２番目に指定された点とを結ぶ線分を作成
し、ステップＳＰ２において、作成された線分を分割数
ｎ（ｎは２以上の整数）で分割して１次元格子を作成す
る。そして、ステップＳＰ３において、第１番目に指定
された点、第２番目に指定された点と第３番目に指定さ
れた点とで平面を決定し、ステップＳＰ４において、前
記線分を基準として第３番目に指定された点の方向へ１
次元格子を引き伸ばし（各格子点において、線分と直交
する方向に格子点を引き伸ばし）、ステップＳＰ５にお
いて所定間隔毎に上記線分と平行な線分を生成して２次
元格子を作成する。なお、ここで、ステップＳＰ４にお
ける引き伸ばし倍率は、線分と点Ｐ３との距離に基づい
て定められ、ステップＳＰ５における所定間隔は、線分
と点Ｐ３との距離、および点Ｐ３の方向における分割数
ｍ（ｍは２以上の整数）に基づいて定められる。なお、
分割数ｍ，ｎは、予め設定されていてもよいが、オペレ
ータにより設定されるようにしてもよい。図２は図１の
方法により可視化が達成された状態を示す概略図であ
る。

【００１１】図２中（Ａ）において、第１番目に指定さ
れた点がＰ１、第２番目に指定された点がＰ２、第３番
目に指定された点がＰ３でそれぞれ示されている。した
がって、先ず点Ｐ１とＰ２を結ぶ線分を作成し、この線
分を分割数ｎで分割することにより１次元格子を作成す
る。次いで、点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３で規定され、かつ３次
元領域内部に存在する平面を決定し、線分を基準として
点Ｐ３の方向に（かつ、線分と直交する方向に）１次元
格子の格子点を引き伸ばし、さらに、所定間隔毎に前記
線分と平行な線分を生成することにより２次元格子を作
成する。

【００１２】以上から明らかなように、３点を指定する
ことにより可視化する平面をオペレータの意図どおりに
簡単に決定することができる。そして、第１番目と第２
番目との点により基準となる１次元格子が決定され、第
３番目の点により１次元格子の引き伸ばし方向が決定さ
れ、最終的にオペレータの意図どおりの２次元格子を得
ることができる。また、オペレータに要求される作業
は、３点の指定、およびこの３点の指定順序だけである
から、ｘ，ｙ回転、ｚ回転、ｘ，ｙ移動、ｚ移動などを
行わせるべくそれぞれの値を設定する必要がある従来方
法と比較して著しく作業を簡単化することができ、しか
も、オペレータの意図どおりの２次元格子を得ることが
できる。

【００１３】また、以上の説明においては、線分から第
３番目の点までの全範囲にわたって２次元格子を作成す
るようにしているが、例えば、第３番目の点の方向への
２次元格子の作成範囲を規定して、規定された範囲のみ
に２次元格子を作成することが可能である。また、第２
番目に点Ｐ３が、第３番目に点Ｐ４がそれぞれ指定され
た場合には、図２中（Ｂ）に示すように２次元格子が作
成される。

【００１４】図３は図１のフローチャートの処理を組み
込んだ表示処理方法を説明するフローチャートである。
ステップＳＰ１において動画面上で３次元領域の輪郭線
上の３点をピック（指定）し、ステップＳＰ２におい
て、ピックされた３点を通る平面方程式を作成し、ステ
ップＳＰ３において可視化のタイプを判定する。ステッ
プＳＰ３において可視化のタイプが図１の方法によるも
のであると判定された場合には、ステップＳＰ４におい
て、図１のフローチャートと同様の処理を行って２次元
格子を作成し、ステップＳＰ５において２次元格子の格
子点上にベクトルデータをマッピングして矢印を可視的
に表示し、そのまま一連の処理を終了する。逆に、可視
化のタイプが従来の方法によるものであると判定された
場合には、ステップＳＰ６において従来の方法により３
次元領域内部の任意の切断面を設定し、塗りつぶし、等
高線表示などを施して３次元領域内部の切断面の可視的
表示を行い、必要に応じて従来方法によるｘ，ｙ回転、
ｚ回転、ｘ，ｙ移動、ｚ移動などを行い、そのまま一連
の処理を終了する。

【００１５】したがって、この実施例の方法に基づく可
視化処理、従来の方法に基づく可視化処理を自由に選択
して、３次元領域内部の任意の切断面を可視的に表示す
ることができる。

【００１６】

【実施例２】図４はこの発明の３次元領域内部の可視化
装置の一実施例を説明するブロック図である。この装置
は、３次元領域の境界および内部を規定するデータ（座
標データ、解析結果データなど）を保持するデータ保持
部１と、３次元領域の輪郭線上において指定された３点
の座標データおよび指定順序を保持する点データ保持部
２と、２次元格子を作成するための条件（各格子方向の
分割数など）を保持する条件保持部３と、点データ保持
部２から所定の指定順序の２点の座標データを読み出
し、この２点により規定される線分を作成するととも
に、条件保持部３から該当する条件を読み出して１次元
格子を作成する１次元格子作成部４と、点データ保持部
２から残余の点の座標データを読み出して平面を規定
し、１次元格子を基準としてこの残余の点の方向に１次
元格子を引き伸ばすとともに、条件保持部３から該当す
る条件を読み出して該当する条件に基づいて定まる所定
間隔毎に上記線分と平行な線分を生成して２次元格子を
作成する２次元格子作成部５と、データ保持部１から解
析結果データなどを読み出し、作成された２次元格子の
各格子点に対応させて、解析結果データに対応するベク
トルデータなどをマッピングするマッピング部６とを有
している。

【００１７】なお、１次元格子作成部４、２次元格子作
成部５の作用は図１のフローチャートの該当するステッ
プの処理と同様であるから、詳細な説明を省略する。上
記の構成の可視化装置を採用した場合には、図２に示す
ように、先ず点Ｐ１とＰ２を結ぶ線分を作成し、この線
分を分割数ｎで分割することにより１次元格子を作成す
る。次いで、点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３で規定され、かつ３次
元領域内部に存在する平面を決定し、線分を基準として
点Ｐ３の方向に（かつ、線分と直交する方向に）１次元
格子の格子点を引き伸ばし、さらに、所定間隔毎に前記
線分と平行な線分を生成することにより２次元格子を作
成する。

【００１８】以上から明らかなように、３点を指定する
ことにより可視化する平面をオペレータの意図どおりに
簡単に決定することができる。そして、第１番目と第２
番目との点により基準となる１次元格子が決定され、第
３番目の点により１次元格子の引き伸ばし方向が決定さ
れ、最終的にオペレータの意図どおりの２次元格子を得
ることができる。また、オペレータに要求される作業
は、３点の指定、およびこの３点の指定順序だけである
から、ｘ，ｙ回転、ｚ回転、ｘ，ｙ移動、ｚ移動などを
行わせるべくそれぞれの値を設定する必要がある従来方
法と比較して著しく作業を簡単化することができ、しか
も、オペレータの意図どおりの２次元格子を得ることが
できる。

【００１９】

【発明の効果】請求項１の発明は、オペレータが任意の
３点を指定するだけでよいから、作業を著しく簡単化で
き、また、３点を指定することにより所望の切断面が決
定でき、しかも３点の指定順序によって２次元格子の向
きを決定できるのであるから、オペレータの意図どおり
の２次元格子の作成を達成することができるという特有
の効果を奏する。

【００２０】請求項２の発明は、オペレータが任意の３
点を指定するだけでよいから、作業を著しく簡単化で
き、また、３点を指定することにより所望の切断面が決
定でき、しかも３点の指定順序によって２次元格子の向
きを決定できるのであるから、オペレータの意図どおり
の２次元格子の作成を達成することができるという特有
の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の３次元領域内部の可視化方法の一実
施例を説明するフローチャートである。

【図２】図１の方法により可視化が達成された状態を示
す概略図である。

【図３】図１のフローチャートの処理を組み込んだ表示
処理方法を説明するフローチャートである。

【図４】この発明の３次元領域内部の可視化装置の一実
施例を説明するブロック図である。

【図５】従来の方法の一例を説明する概略図である。

【符号の説明】

４ １次元格子作成部 ５ ２次元格子作成部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３次元領域内部の所望の平面上に２次元
   格子を表示する３次元領域内部の可視化方法において、
   ３次元領域の輪郭線上の３点に基づいて定まる平面を指
   定する場合に、予め定められた指定順序の２点を結ぶ線
   分を所定の分割数で分割して１次元格子を作成し、上記
   線分を基準として残余の１点の方向に１次元格子を引き
   伸ばすとともに、所定間隔毎に上記線分と平行な線分を
   生成して２次元格子を作成することを特徴とする３次元
   領域内部の可視化方法。
2. 【請求項２】 ３次元領域内部の所望の平面上に２次元
   格子を表示する３次元領域内部の可視化装置において、
   ３次元領域の輪郭線上の３点に基づいて定まる平面を指
   定する場合に、予め定められた指定順序の２点を結ぶ線
   分を所定の分割数で分割して１次元格子を作成する１次
   元格子作成手段（４）と、上記線分を基準として残余の
   １点の方向に１次元格子を引き伸ばすとともに、所定間
   隔毎に上記線分と平行な線分を生成して２次元格子を作
   成する２次元格子作成手段（５）とを有することを特徴
   とする３次元領域内部の可視化装置。