JPH08305525A - 情報表示装置および情報表示方法 - Google Patents

情報表示装置および情報表示方法

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JPH08305525A
JPH08305525A JP8097165A JP9716596A JPH08305525A JP H08305525 A JPH08305525 A JP H08305525A JP 8097165 A JP8097165 A JP 8097165A JP 9716596 A JP9716596 A JP 9716596A JP H08305525 A JPH08305525 A JP H08305525A
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JP
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arc
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Withdrawn
Application number
JP8097165A
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English (en)
Inventor
Kenneth Charles Cox
チャールズ コックス ケネス
Stephen Gregory Eick
グレゴリー エイック ステファン
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A T and T I P M CORP
AT&T Corp
Original Assignee
A T and T I P M CORP
AT&T Corp
AT&T IPM Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by A T and T I P M CORP, AT&T Corp, AT&T IPM Corp filed Critical A T and T I P M CORP
Publication of JPH08305525A publication Critical patent/JPH08305525A/ja
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/002D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/20Drawing from basic elements, e.g. lines or circles
    • G06T11/206Drawing of charts or graphs

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)
  • Image Generation (AREA)
  • Digital Computer Display Output (AREA)
  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 情報の3次元表示により、わかりやすく情報
を表示する。 【解決手段】 コンピュータシステムのディスプレイ
に、エンティティ間の関係を記述する情報を表示する。
ディスプレイ上に、ある点を中心とする球面を表示す
る。情報に応じて、ディスプレイ上にエンティティを表
示するとともに、エンティティ間を連結する複数の弧を
表示する。球面の中心から弧までの最大距離によって、
エンティティ間の関係の属性を表現することができる。
また、ユーザ入力に応答してディスプレイからいくつか
の弧を隠すようなクリッピング面を定義することができ
る。クリッピング面を球面と同心円状のクリッピング球
面とした場合、球面の中心からクリッピング球面までの
距離(半径)を変化させ、弧において球面の中心からの
距離がクリッピング球面の半径より小さい部分を隠すこ
とにより、弧の高さすなわち関係の属性にしきい値を設
定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータシス
テムにおけるグラフィック表示(ディスプレイ)に関
し、特に、3次元ディスプレイ表現を用いて情報を図形
的に表現することに関する。
【0002】
【従来の技術】ネットワークは、2つずつ辺によって連
結されたノードの集まりである。ネットワーク表示ツー
ルは、一般に、個々の位置に各ノードを配置してから辺
を示すためにノードをラインで連結することによって、
図形的グリフからなる画像としてネットワークを描画す
るデバイスである。表示ツールは、ネットワークに関す
る情報を符号化するためにグリフの図形的特性を使用す
ることも可能である。
【0003】従来の表示ツールによって生成されるネッ
トワーク表示は、ラインが互いに交差するために視覚的
に込み合うことが多い。この交差は視覚的な「クラッ
タ」を生成し、これは表示の解釈を困難にする。このク
ラッタを減少させる技術、すなわち、ツールのユーザに
よって直ちに理解される表示を生成する技術が所望され
る。
【0004】クラッタを減少させる1つの技術が、米国
特許出願第08/141,885号(出願日:1993
年10月22日)に記載されている。この米国特許出願
には、関連するノードがディスプレイにおいてまとめて
グループ化されるようにノード位置が選択されるような
ノード配置技術が記載されている。しかし、この技術
は、交差リンクの問題を完全に解決するものではない。
さらに、この技術は直ちに地理的ネットワークに適用す
ることができない。地理的ネットワークでは、ノードの
位置は地理によって定まっているためである。
【0005】クラッタを減少させる他の技術は、表示ツ
ールのユーザが表示された画像を操作することができる
ような対話を含むものである。時系列ネットワークデー
タを描画しこのようなユーザ対話を提供する1つの従来
の表示ツールを図20に示す。ネットワークは、ノード
と、ノード間のリンクとからなるグラフによって表され
る。ノードは長方形のグリフとして描画され、ノード間
のリンクは当該ノードを連結するラインとして描画され
ている。グリフおよびラインの図形的パラメータはいく
つかのデータ属性、すなわち、時系列ネットワークデー
タによって決定される。例えば、グリフのX方向のサイ
ズはあるノード属性によって決定され、グリフのY方向
のサイズは別のノード属性によって決定される。同様
に、ラインの太さおよび色も、リンク属性から決定され
ることが可能である。グラフは、地図に重ね合わせるこ
とにより、地理的コンテクストを提供することが可能で
ある。
【0006】このような従来の表示ツールに関しては、
例えば、米国特許第5,136,690号(発明者:ベ
ッカー(Becker)他)、および、Richard A. Becker and
Stephen G. Eick, "Visualizing Network Data", IEEE
Transactions on Visualization and Graphics, Vol.
1, No. 1, 1995, 16-28に記載されている。
【0007】例として、図20は、AT&Tの長距離電
話網(ネットワーク)を表すグラフとして見ることがで
きる。グラフのノードは交換機を表し、リンクは交換機
間の接続(コネクション)を表す。ネットワークの動作
は、属性として使用可能な多くの異なる時系列統計を生
成する。この図では、表示されている属性は、1989
年のカリフォルニア地震の際の交換機内および交換機間
のトラフィック過負荷である。
【0008】長方形は閉塞呼の数を示し、長方形のX方
向のサイズは閉塞された着呼の数を符号化し、Y方向の
サイズは閉塞された発呼の数を符号化している。西海岸
における極めて幅広い長方形は、それらの交換機が、そ
の地域へ電話をしようとする人の数があまりに多いため
にどのくらい過負荷になっているかを示す。ラインは、
交換機間の閉塞呼の数を示す。予想されるように、ほと
んどすべての閉塞は、地震地域の外部の交換機から当該
地域内の交換機へのものである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】いくつかの対話型コン
トロールが図20に示されている。画像の左のボタン2
001およびスライダ2002は、グリフおよびライン
が描画される方法を変える。画像の下のカラースライダ
(色スライダ)しきい値設定機構2003によって、ユ
ーザは、現在のリンク属性に基づいてリンクをフィルタ
リングすることが可能となる。図では、スライダ200
3は、閉塞呼の数が1443と9241の間のリンクの
みを示すように設定されている。カラースライダ200
3の下のタイムスライダ(時間スライダ)2004によ
って、ユーザは、時系列データのどのフレームを表示す
るかを選択することが可能となる。また、All On(すべ
てオン)ボタン2005およびAll Off(すべてオフ)
ボタン2006は、ユーザが視覚的混雑を減少させるこ
とができるような機構を提供する。このような対話型機
構は混雑を減少させるのに有効ではあるが、ある程度ま
での助けにしかならない。
【0010】図21は、2次元地図上で国の間の世界イ
ンターネットトラフィックを示す従来のディスプレイで
ある。注意すべき点であるが、北米からヨーロッパを越
えて東アジアまでのリンクは、北米からヨーロッパ、ヨ
ーロッパから東アジア、およびヨーロッパ内のリンクを
わかりにくくする。また、太平洋によって使用されてい
る空間の上を渡るリンクはほとんどないため、この空間
は大きな浪費である。この問題に対する1つの解決法
は、北米から東アジアへのリンクを太平洋を渡るように
迂回させることである(実際はこれがこの2つの地域間
の最短経路である)。これは、リンクが地図の一端で終
わり地図の多端から再び現れるようにすることによれば
可能である。しかし、実験によれば、ユーザはディスプ
レイの両サイドでラインを対応させることが困難である
ため、このようなラインの分解は有効ではない。
【0011】従って、符号化されたデータをユーザが直
ちに解釈することができるように情報を伝えることがで
きる図形的表示ツールが必要とされている。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来技術の問
題を解決する情報の3次元表示を提供する。第3の次元
を追加することは、任意数の弧を表示する手段を提供
し、ユーザは、視点の対話的制御により、ディスプレイ
内で交差するようには見えないように弧を分離すること
が可能となる。さらに、3次元表示への移行により、第
3次元において情報属性を符号化する新規な方法、およ
び、ディスプレイとユーザの新規な対話が可能となる。
例えば、ある面に対する弧あるいはノードの高さは、そ
の弧によって表されるリンクに関係する何らかのデータ
属性あるいはそのノードのデータ属性をそれぞれ符号化
することが可能である。
【0013】また、第3次元の追加は、新規なしきい値
設定技術も可能にする。あるしきい値に満たない弧やノ
ードを隠すクリッピング面を3次元空間に導入すること
が可能である。ユーザは、このようなしきい値関数を変
化させるために、3つの次元のうちの任意の次元におい
て、クリッピング面やグリフを対話的に操作することが
可能である。
【0014】
【発明の実施の形態】
[1.概論]以下で説明する実施例において、本発明
は、グローバルネットワークのための時系列データを表
示するように構成される。図8、図11および図12
(詳細は後述)に示した画像は、国の間のインターネッ
トトラフィックを表す。この時系列データは、1993
年2月のある1週間を表している。ネットワーク内のノ
ードは国であり、リンクは国どうしをトラフィックで連
結する。このネットワークは50個のノードおよび50
×50すなわち2500本のリンクを含む。ソースデー
タは、その週の間の2時間ごと(すなわち、84フレー
ムの時系列データ)に国どうしの間のパケットの数を与
えるリンク統計であり、全部で50×50×84すなわ
ち210,000個の値となる。このリンク統計はノー
ド統計を導出するために使用される。ここで、各ノード
に対する値は、当該ノードと他のすべてのノードの間の
トラフィックの総和である。これもまた84フレームの
時系列データ、すなわち、50×84=4200個の値
からなる。このデータはディスプレイスクリーン上に3
次元表現で表示される。地球は、表示されている時系列
データのフレームに対する太陽の角度を反映するように
配置された光によって照射される。ノード統計は、地球
に配置されたグリフによって表され、グリフの特性はさ
まざまなノード統計を符号化する。リンクは、ノードグ
リフを連結する弧によって表され、弧の特性はさまざま
なリンク統計を符号化する。ユーザは、グラフィカルポ
インティングデバイスを用いてディスプレイと対話する
ことが可能である。以上の、およびその他の本発明の特
徴について以下でさらに詳細に説明する。
【0015】[2.システムアーキテクチャ]本明細書
では、コンピュータという用語は、情報を受け取り、規
定のプロセスをその情報に適用し、そのプロセスの結果
を出力することが可能な任意の装置あるいは機械を含
む。
【0016】本発明の作用は、図1に示したプログラム
されたディジタルコンピュータによって実行される。図
1のコンピュータシステム100は、ディスプレイモニ
タ102、コンピュータキーボード104のようなテキ
スト入力デバイス、マウス106のようなグラフィカル
入力デバイス、コンピュータプロセッサ108、メモリ
ユニット110、およびディスクドライブ120のよう
な不揮発性記憶デバイスからなる。マウス106は左マ
ウスボタン107、中央マウスボタン108および右マ
ウスボタン109を有し、これによりユーザとの対話が
可能となる。メモリユニット110は、例えばアプリケ
ーションコードやライブラリコードの記憶用の記憶領域
112と、データ記憶用の記憶領域114とを有する。
コンピュータプロセッサ105は、ディスプレイモニタ
102、メモリユニット110、不揮発性記憶デバイス
120、キーボード104、およびマウス106に接続
される。外部記憶デバイス120およびメモリユニット
110は、データおよびコンピュータプログラムコード
の記憶に使用可能である。コンピュータプロセッサ10
5は、メモリユニット110の記憶領域112に記憶さ
れたアプリケーションプログラムコードおよびライブラ
リコードを実行する。実行中に、プロセッサはメモリユ
ニット110の記憶領域114内のデータにアクセスす
ることも、不揮発性記憶デバイス120に記憶されたデ
ータにアクセスすることも可能である。コンピュータシ
ステム100は、メインフレームコンピュータ、ミニコ
ンピュータ、ワークステーション、あるいはパーソナル
コンピュータのような当業者に周知の任意のタイプのも
のとすることが可能である。
【0017】記憶領域112をさらに詳細に図2に示
す。記憶領域112は、アプリケーションコード202
およびウィンドウシステムコード210を含む。一実施
例では、本発明は、OpenGLのようなグラフィクスライブ
ラリへのインタフェースを提供するウィンドウシステム
210を使用するように実装される。(OpenGLは米Sili
con Graphics社の商標である。)OpenGLグラフィクスラ
イブラリは、ハードウェアに依存しない3次元グラフィ
クスライブラリである。このライブラリは、直線および
塗りつぶした多角形の描画、コマンドの「ディスプレイ
リスト」の作成、ならびに、視点、色、および照明の操
作の機能を提供する。OpenGLグラフィクスライブラリ
は、米国カリフォルニア州Mountain ViewのSilicon Gra
phics社から入手可能である。OpenGLについてのその他
の情報は、Jackie Neider, Tom Davisand Mason Woo, "
Open GL Reference Manual", Addison-Wesley Publishi
ng Co., 1992およびJackie Neider, Tom Davis and Mas
on Woo, "Open GL Programming Guide", Addison-Wesle
y Publishing Co., 1992に記載されている。本発明の実
装に適したウィンドウシステムの例には、X Windowing
SystemおよびWindowsNTがある。(X Windowing System
の著作権はマサチューセッツ工科大学にある。Windows
NTは米Microsoft社の商標である。)これらのウィンド
ウシステムについてのその他の情報は、Valerie Querci
a and Tim O'Reilly, "X Window System User's Guid
e", O'Reilly & Associates, Inc.(米国カリフォルニ
ア州Sebastopol、1989年、"The X Window System S
eries"のVolume 3)およびHelen Custer, "Inside Wind
ows NTTM", Microsoft Press(Microsoft社の一ディヴ
ィジョン、米国ワシントン州Redmond、1993年)に
記載されている。
【0018】アプリケーションコード202は、初期化
コード204およびいくつかのコールバック関数206
からなる。プログラムは初期化を実行した後、制御をウ
ィンドウシステム210に返す。ウィンドウシステム2
10は、アプリケーションコード202のコールバック
関数206を呼び出すことによってユーザ入力に反応す
る。
【0019】実施例では、アプリケーションコード20
2は図3に示すようなオブジェクト指向設計を有する。
このコードでは、GlobeViewer、GlobeDrawerおよびScal
eという3個のオブジェクトクラスが使用されている。
これらのタイプのそれぞれの1つのオブジェクトが初期
化中にこのコードによって作成される。図3に示すよう
に、GlobeViewerオブジェクト302、GlobeDrawerオブ
ジェクト308、およびScaleオブジェクト306が作
成される。これらのオブジェクトは、オブジェクトを連
結する実線によって示されるようなペアレント−チャイ
ルド(親子)ツリーとして構成される。このような編成
は、Xウィンドウシステムのようなウィンドウシステム
によって一般的に使用されている。また、図3には、デ
ィスプレイモニタ102および表示された画像も示され
ている。破線の矢印は、各オブジェクトを画像の対応す
る部分と連結している。
【0020】GlobeViewerオブジェクト302が最初に
作成され、プログラムを全体として表現する。これは、
ウィンドウシステム210によって提供されるトップレ
ベルオブジェクト(例えば、Xウィンドウシステムにお
けるMainWindowオブジェクト)に基づいている。GlobeV
iewerオブジェクト302は、画像を含むウィンドウ3
10としてディスプレイモニタ102に現れる。次に、
ウィンドウシステム210によって提供されるLayoutMa
nagerオブジェクト304が、GlobeViewerオブジェクト
302のチャイルド(子オブジェクト)として作成され
る。LayoutManagerオブジェクト304の機能は、Globe
Viewerオブジェクト302によって作成されたウィンド
ウ310内に子オブジェクトを配置することである。La
youtManagerオブジェクト304の2つのチャイルドはS
caleオブジェクト306およびGlobeDrawerオブジェク
ト308である。Scaleオブジェクト306はカラース
ケール312を描画し、GlobeViewerオブジェクト30
8は地球314および地球314上のネットワーク表示
(詳細は後述)を描画する。
【0021】[3.データ構造体]上記のように、一実
施例では、本発明はグローバルネットワークのための時
系列データを表示するように実装される。この実施例に
おけるデータは、国どうしの間の1週間のインターネッ
トトラフィックに対するものである。ネットワーク内の
ノードは国であり、リンクはトラフィックを有する国の
対である。
【0022】3個のテーブルデータ構造体がメモリユニ
ット110のデータ空間114に記憶される。これらの
テーブルについて図4〜図6を参照して説明する。これ
らのデータ構造体のサイズは、記号定数NNODES(ネット
ワーク内のノードの数)およびNFRAMES(時系列データ
のフレームの数)によって表される2つのパラメータに
よって決定される。
【0023】第1のテーブルNodesを図4のテーブル4
00として示す。このテーブル400はNNODES個のレコ
ードを含む。各レコードは4個のフィールドを含む。第
1のフィールド402は国の省略名を含む文字列であ
る。第2のフィールド404は、国の完全名を含む文字
列である。第3のフィールド406は、国の首都の緯度
を表す数を含む。第4のフィールド408は国の首都の
経度を表す数を含む。各ノードはノード番号によって表
される。これらのノード番号(図では410で示す)
は、与えられた国の首都の緯度および経度を取得するた
めのテーブルへのインデックスとして使用される。これ
らのノード番号は実際にはテーブル400には記憶され
ず、当業者には周知のようにテーブルの構造に内在す
る。テーブル400から取得される緯度および経度は、
ディスプレイにおけるノードの一を計算するために使用
される。
【0024】第2のテーブルLinkdataを図5のテーブル
500として示す。このテーブル500は、時系列リン
クデータを含む数からなる3次元配列である。配列のサ
イズはNFRAMES×NNODES×NNODESである。フレーム数f
はこのテーブルへの第1インデックスとして使用され、
フレーム(例えばフレーム502)を選択する。各フレ
ーム502,504,506,...,508は、特定の
時刻における国どうしの間のリンクデータを表す。例え
ば、フレーム502は1993年2月1日0時00分の
リンクデータを表し、フレーム504は1993年2月
1日2時00分のリンクデータを表す。本実施例では、
このデータは1週間分のデータからなるため、フレーム
508は例えば2月6日22時00分のリンクデータを
表すことになる。ノード番号は、時系列のフレームfに
おいて、ノードiとjの間のトラフィックがLinkdata
[f][i][j]によって表されるように、第2および第3の
インデックスとして使用される。図5に示した例では、
1993年2月1日0時00分における米国と日本の間
のネットワークトラフィックはフレーム502の位置5
10にある。
【0025】第3のテーブルNodedataを図6に示す。こ
のテーブル600は、時系列ノード属性データを含む数
からなる2次元配列である。配列のサイズはNFRAMES×N
NODESである。本実施例では、ノード属性データは、Lin
kdataテーブル500のリンク属性にわたり和をとるこ
とによって計算される。テーブルは、時系列のフレーム
fにおいて、ノードiと他のすべてのノードの間の全ト
ラフィックがNodedata[f][i]となるように設定される。
図6に示した例では、1993年2月1日0:00とい
う時間フレームにおける米国の全ノードトラフィックは
位置602に記憶される。このテーブルの内容は、すべ
ての値が0と1の間に入るようにスケールすることによ
り正規化される。
【0026】本発明は、実施例のようなグラフィックネ
ットワークを描画するために使用される場合、画像を地
図に組み込むことは、ユーザが、各ノードの地理的位置
を判断することができるために有用である。これは、地
図を球面上に配置することによって球面を地球に変換す
ることにより直ちに実行可能である。本実施例では、こ
れは、大陸の輪郭を球面上に描画することによってこれ
を行う。この輪郭は、当業者には周知のタイプの地理デ
ータベースから取得される。
【0027】地球を生成するために他の技術も使用可能
である。その1つは、大陸輪郭を用いて球面をモザイク
分割し、このモザイク分割によって生成される各多角形
を、領域が陸か海かに従ってそれぞれ緑または青で着色
することである。もう1つの技術は、球面上に世界の画
像を巻き付けるためにテクスチャマッピングを用いるこ
とである。
【0028】[4.球座標]本発明を実装するために使
用される多くの計算は3次元空間内の点を指定するため
に球座標系を使用する。これらの座標は、座標系の原点
を中心とする球面に基づく。図7は、点Pの球座標をど
のようにして決定するかを示すために、原点Oを同じに
してXYZ座標系に球座標系を重ね合わせたものであ
る。
【0029】点Pは球座標(ρ,θ,φ)に位置する。
ρは、球面の中心OからPまでの距離である。X−Y平
面に垂直にPを通る直線PTは点Tでこの平面に交わ
る。θは、直線OTが正のX軸となす角である。φは、
直線OPがX−Y平面となす角であり、Z>0の点はφ
>0でありZ<0の点はφ<0である。注意すべき点で
あるが、ここでφの測りかたは球座標の通例(通例では
φはOPが正のZ軸となす角である)とはやや異なる。
この理由は、本実施例が緯度および経度を多く使用する
ため、このような座標系のほうがそれらの扱いがやや簡
単になるからである。すなわち、緯度はφ(北緯が正の
角度)であり経度はθである。
【0030】本実施例は球座標を用いて多くの計算を実
行するが、すべてのOpenGLライブラリの計算はXYZ座
標である。(ρ,θ,φ)座標と(x,y,z)座標の
間の変換には次の式を使用する。
【0031】x=ρ*cos(θ)*cos(φ) y=ρ*sin(θ)*cos(φ) z=ρ*sin(φ)
【0032】ρ=sqrt(x*x+y*y+z*z) θ=arctan(y/x) φ=arctan(z/sqrt(x*x+y*y))
=arcsin(z/ρ)
【0033】[5.地球の描画]図8に、ディスプレイ
モニタ102のウィンドウ310に表示される画像80
0の例を示す。地球802を描画する際に2つの図形コ
ンポーネントが使用される。それらは、青色の球面80
4と大陸輪郭806である。青色球面804は、球座標
系の原点Oを中心とし半径が0.995*sphereRad(ただしs
phereRadは定数である)の球面である。この球面は、Op
enGLユーティリティライブラリ関数を用いてOpenGLディ
スプレイリストに記憶されるGlobeViewerオブジェクト
308のOnWindowCreate関数(詳細は後述)で作成され
る。
【0034】大陸輪郭806は、線分の集合として輪郭
を保持しているデータベースから取得される。線分の端
点は緯度・経度座標で与えられる。これらの緯度・経度
座標はそれぞれ、地球球面上の球座標(sphereRad, lon,
lat)を生成するために使用される。その後、この座標
は上記のようにOpenGLのXYZ座標に変換される。
【0035】上記の係数0.995は、青色球面804
が大陸輪郭806を不明瞭にしないように、青色球面8
04が大陸輪郭806によって規定される球面のわずか
内側に入ることを確実にするために使用されている。
【0036】地球802の外観にはさまざまな変更が容
易に可能である。表示される地理情報は、青色球面80
4上に表示される大陸輪郭806からなる。地球802
の外観は、大陸輪郭806内をある色で塗りつぶすこと
によって変更することも可能である。これは、大陸輪郭
データベースに3次元多角形モザイク分割(すなわち、
多角形を、地球を被覆する三角形のメッシュに分割する
こと)によって達成される。さらに現実に向かうステッ
プ(例えば、テクスチャマッピングを用いて地形着色を
有する地球を表示するようなもの)も可能である。しか
し、このような詳細を追加するとネットワーク情報を不
明瞭にする可能性もある。
【0037】[6.照明]地球802は光によって照明
される。この光は、示されている時系列データのフレー
ムに対する太陽と同じ方向に配置される。この光は図8
では全体的に画像の左側から発しているように見ること
ができる。この照明効果は、光を球座標でφ=0および
フレーム時刻から決定されるθに配置することによって
OpenGLグラフィックライブラリで実現される。例えば、
フレーム時刻が12:00UTC(グリニッジ時間)の
とき、すなわち、グリニッジ時間で正午には、光はグリ
ニッジ子午線上で赤道上に位置する。フレーム時刻が
6:00UTCのとき、θ=90度であり、太陽は90
W子午線上で赤道上に位置する。
【0038】さらにフレーム時刻を利用して、太陽の正
確なφ座標を計算することが可能である。3月21日お
よび9月21日頃にはφ=0であり、6月21日にはφ
=23.5度であり、12月21日にはφ=−23.5
度である。これは、ディスプレイに季節情報を組み込む
ことになる。
【0039】地球の照明は、ユーザに、示されているデ
ータの日時の視覚的表示を提供する。この効果は、カラ
ーディスプレイとともに使用すると効果的である。グレ
イスケールディスプレイでは、地球のスムーズシェーデ
ィングはネットワークの知覚を妨害する。その理由は、
光の位置によっては、グリフおよび弧の一部が下の球面
の色とほぼ同じになり、背景に隠れてしまうためであ
る。色を用いることにより、この効果は、地球を着色す
るためには1色または2色を選択し、グリフおよび弧の
色にはそれらの色を含まない範囲から選択することによ
って回避することができる。
【0040】[7.視点]本実施例の観察モデルは球座
標を使用する。画像は、ユーザの目が、ρ座標(地球8
02の中心からの距離)が1.2*sphereRadの空間に、地
球802の中心に向かって位置するかのように描画され
る。ユーザは、左マウスボタン107を押しながらマウ
ス106をドラッグすることによって視点のφ座標およ
びθ座標を変えることが可能である。マウス106を左
右にドラッグすることによりθが増減し、マウス106
を上下にドラッグすることによりφが増減する。このマ
ウス操作によって生成される効果は、マウス移動が地球
802を回転させることであり、これにより、任意の角
度から地球802を見ることが可能となる。この極観察
モデルを、ユーザが地球上の一部を拡大することができ
るように変更することも直ちに実現可能である。
【0041】[8.ノードの描画]図8に示されている
ように、ノードグリフは地球802上にグリフ808の
ようにピラミッドとして表される。他のグリフ(例えば
立方体、円柱、円錐、または球)も使用可能である。ノ
ードの緯度および経度は通常はネットワーク地理によっ
て固定される。基本的なピラミッドを描画するために必
要なコマンドを保持するためにディスプレイリストが使
用される。ノードグリフを描画するためには、OpenGLモ
デル変換コマンドを用いて、ピラミッドが正しい位置に
(例えば、国の首都の位置に)配置されるように座標系
を修正する。グリフの残りの特性は情報を符号化するた
めに自由に用いることができる。このような特性の網羅
的でないリストには、サイズ(3次元のためパラメータ
は3個まで)、地球の中心からの半径方向の距離、色、
テクスチャ、反射率およびその他の照明効果、ならびに
形状がある。しかし、情報を符号化するためにはいくつ
かの組合せのほうがより効果的であることもある。例え
ば、サイズは3個のデータ属性を符号化することができ
るけれども、一般の観察者は、特にグリフをさまざまな
角度から見たときには、それらを解釈することができな
い可能性がある。
【0042】図8に示した本実施例では、各ノードはピ
ラミッドによって表され、その高さおよび色の特性は、
ノード統計属性によって決定され、そのノード統計属性
を符号化する。表示されている現在のフレームのノード
統計の値はNodedataテーブル600から抽出され、それ
を用いてピラミッドのサイズおよび色を計算し、それを
さらにOpenGLライブラリコマンドで設定する。次に、デ
ィスプレイリストを実行してピラミッドを生成する。こ
れを各ノードごとに反復する。このように、本実施例で
は、ノードの色および高さを用いて、ノードに関する情
報(特に、当該ノードに関連するNodedataの属性)を符
号化する。図8では、ノード808はおおむね赤色およ
び特定の高さで示される。ノードの色を、その色によっ
て符号化されているデータ属性と関連づけるために、リ
ンクデータに用いられるカラースケール812と同様の
カラースケールを設けることも可能である。本実施例で
は、ノード808の高さはその色と同じデータ属性を符
号化する。このようなノードデータの視覚的表示によ
り、ディスプレイ内のノードの比較が容易になる。例え
ば、ノード810はおおむね緑色で、ノード808より
低い高さで示されている。これは、表示されている時間
フレーム中は、ノード810がノード808よりもトラ
フィックが少ないことを示す。このようにして、ピラミ
ッドの色およびサイズの特性を用いてノードデータを符
号化することによりユーザは容易にノード統計を比較す
ることが可能となる。
【0043】代替実施例では、ノードの位置は非地理的
手段によって決定され、従って、その位置は、ノードデ
ータが符号化される特性となることが可能となる。例え
ば、米国から発信される国際通話のデータを示すディス
プレイを考える。このデータは、ノードが外国および米
国電話番号(おそらくは例えばエリアコードごとにまと
める)であるようなネットワークに還元することが可能
である。国のノードは地球802の表面上の正しい地理
的位置に配置される。米国番号のノードは、発呼パター
ンを反映するように配置することができる。例えば、電
話番号を表すノードの位置は、ユーザが通話した国まで
の重みつきリンク距離を最小化することによって決定さ
れる。これは、米国特許出願第08/141,885号
(出願日:1993年10月22日)に記載されている
ような配置法を用いて可能である。この配置法は、Step
hen G. Eick and Graham J. Wills, "Navigating Large
Networks With Hierarchies", Visualization '93 Con
ference Proceedings(1993年10月25〜29
日、米国カリフォルニア州San Jose)第204〜210
ページにも記載されている。
【0044】また、3次元の使用により、各ノードおよ
びリンクに複数のグリフを対応させることも可能とな
る。図19に示したように、いくつかのグリフ1902
を、地球表面1904から異なる半径方向の距離に配置
することによって、それらのグリフを1つの地理的位置
(緯度および経度)に「積み重ねる」ことが可能とな
る。これらのノードグリフ1902はそれぞれ別のノー
ド統計を符号化することが可能である。同様に、いくつ
かの弧1906が2つのノードを連結することが可能で
ある。ここで第3次元はそれらを分離するのに役立つ。
【0045】[9.弧の描画]図8に示されているよう
に、一実施例では、リンク統計は、国の首都を連結する
弧814のような弧によって表される。弧は両端で地球
802に接触し、中央で最高点に達する。弧の高さはリ
ンク統計を符号化するために使用され、高さが高いほど
大きい値を表す。弧を描画するために使用される線の幅
および弧の色もまた弧の統計を符号化するために使用さ
れる。カラースケール812は、リンクの色符号化を示
す。リンクは以下のように描画される。
【0046】球座標を用いて、リンク統計を符号化する
弧を作成する。図9を参照すると、各弧は、N個の点を
連結する一連の線分から構成される。点の数は、滑らか
に見える曲線を生成するように、弧の全長によって決定
される。2つの独立の計算が実行される。第1の計算は
点のθ座標およびφ座標を決定し、第2の計算はρ座標
を決定する。これらの結果は組み合わされ、OpenGLグラ
フィックライブラリとともに使用するためにXYZ座標
に変換される。
【0047】[9.1 θおよびφの計算]θおよびφ
の計算は、地球の表面上の弧の経路を規定する。図9に
おいて、地球の表面は陰影領域910として表されてい
る。図10のA、BおよびCの2次元地図上にはさまざ
まなタイプの経路が示されている。これらの3つの地図
はそれぞれ、イギリスから米国、オーストラリア、イン
ド、および南アフリカまでの経路を示すことによって、
1つの経路計算方法を例示している。これらの地図は、
矩形座標系を用いている。すなわち、点のX座標は経度
であり、Y座標は緯度である。
【0048】図10のAは、地図を描画するために使用
した矩形座標系に基づく経路を示している。経路は、も
ちろん、この2次元地図上で直線である。端点の座標が
与えられた場合、これらの経路上の点の座標を生成する
ことは特に容易である。この矩形座標系図法は図8に示
したタイプのディスプレイを生成する。
【0049】図10のBの地図は、メルカトル座標系に
基づく経路を示す。この座標系は壁掛け地図に一般的に
使用されている。点のX座標は経度に比例するが、Y座
標はlog(tan(45゜+φ/2))に比例する。
これらの経路は、メルカトル図法では直線となる。それ
らの経路は、図10のBに示した図法では極めて直線に
近くなる。
【0050】図10のCの地図は、経路の一方の端点を
中心とする極図法に基づく経路を示す。直線は地球上の
大円に対応する。従って、各弧は他方の端点までの最短
経路をとる。この大円座標系図法は図11に示したタイ
プのディスプレイを生成する。
【0051】[9.2 ρの計算]ρの計算は、地球の
中心から弧上の各点までの距離を決定し、間接的に、地
球の表面からの各点の高さを決定する。θおよびφの計
算の場合と同様に、ρはさまざまな方法で計算可能であ
る。リンク属性を符号化するρの計算方法の1つは以下
の通りである。
【0052】上記のように、一実施例におけるリンク属
性はLinkdataテーブル500に記憶される。システムが
時間フレームfの間のノードiとjの間のリンクを描画
するとき、Linkdata[f][i][j]のリンク属性が読み出さ
れる。次に、この属性は0.0から1.0までの間に入
るように正規化される。これは、最小のリンク属性(す
なわち、Linkdataのどこかに現れる最小値)が0.0に
スケールされ、最大のリンク属性が1.0にスケールさ
れるような線形スケーリングによって行われる。このリ
ンク属性は、適当な定数を乗じることによって所望の最
大高さHに変換される。
【0053】再び図9を参照すると、各弧は、0からN
まで番号づけられたN+1個の点を有する。点0および
点Nはρ=sphereRadを有する。点N/2はρ=sphereR
ad+Hを有する。そしてその他の点のρ座標は、これらの
2つの値の間で滑らかに変化する。これは、次のような
公式によってρ[i](i番目の点のρ)を計算すること
によって実行することができる。 ρ[i]=sphereRad+H*f(i) ただし、fは0において0、1においてN/2であり、
所望により変化する関数である。fとして、多くの関数
が使用可能である。本実施例では関数fはsin(pi*i/N)
である。これは、図8および図11に示される弧を作成
するために使用した関数である。ρ座標を計算する同等
の方法としては、球面上の絶対高さであるパラメータH
の代わりに、球面の半径に対する相対的な高さである半
径方向の高さパラメータhtを定義することがある。この
半径方向高さパラメータhtを使用することは、上の公式
を次のように変える。 ρ[i]=sphereRad*(1.0+ht*sin(pi*i/N)) 相対高さhtを使用することにより、設計のいくつかの点
が簡単化される。例えば、この相対高さを制限すること
により、弧が、画像の見える空間部分の外に出ないよう
にすることができる。
【0054】上の計算で、球面半径より小さいρの値を
生成することを許容することによって、地球の表面の下
に弧を表示することが可能である。このような場合、弧
の一部または全部が地球の内側に存在することになる。
これは、実質的には、負の属性値を符号化するために使
用することができる。上記のいずれのρ[i]の式におい
ても、Hの値またはhtの値を0より小さくすることによ
り、弧は地球の表面の下に存在することになる。弧が表
面下に表示される場合にも弧が見えるようにするには、
地球は半透明でなければならない。図12にこのような
ディスプレイを示す。直線上のリンクは、地球の表面下
の経路をとっており、地球は半透明である。さらに、視
者から遠くに位置する弧は、曇り効果を用いて曇らされ
ている。これは、曇って見えるほうの物体を遠くに見せ
て3次元構造を明確化する、深さを暗示する効果であ
る。
【0055】また、米国特許第5,136,690号に
記載されているような線短縮スライダを使用することに
よって弧の長さを変更することも可能である。
【0056】色、高さ、および幅以外の弧の特性は、リ
ンクデータを符号化するために使用することができる。
例えば、選択した特定の経路を、データを符号化するた
めに使用することが可能である。矩形、メルカトル、ま
たは大円の経路を、リンクデータに応じて選択すること
が可能である。連続変数は、基本経路の側方への偏向に
よって符号化することが可能である。その他の技術とし
ては、リンク属性に依存して異なる関数fを用いるもの
がある。さらに、弧の端点は、地球の表面の上のある高
さに表示されることも可能である。データを符号化する
ことができるその他の弧特性は、形状、テクスチャ、反
射率、およびその他の照明技術である。しかし、ノード
特性に関して既に述べたように、ユーザは、特に多くの
経路および可能な方向がある場合に、これらの技術のう
ちのいくつかを使用して符号化されたデータを有効に知
覚することができないことがある。
【0057】[10.しきい値設定技術]しきい値設定
とは、通常はユーザの制御下で、いくつかのグリフを除
去することによってディスプレイを単純化する技術であ
る。3次元ディスプレイによれば、新たなタイプのしき
い値設定が可能となる。1つのしきい値効果は、クリッ
ピング面の使用によって得られる。これは、3次元画像
を通って移動しグラフィクスの一部を隠すグラフィック
オブジェクトである。クリッピング面は、不透明でも半
透明でもよい。ユーザが面の透明度を制御することがで
きるようにすることも可能である。
【0058】地球を描画するために用いた球面が不透明
である場合、その内部に存在するいかなる弧やその他の
グリフも隠されることになる。弧経路が生成される態様
をユーザが変更することができるような対話的制御とと
もに用いた場合、地球表面をクリッピング面として用い
ることが可能となる。このような地球のクリッピング面
としての用法を図13のA〜Dに示す。図13のA〜C
の陰影領域1302は地球面を通るスライスを表す。2
つのノード、すなわち、ノード1304および1306
が図示されている。図13のA〜Cにおいて、弧131
0〜1315が、ノード1304をノード1306に連
結するように図示されており、表面からの高さは何らか
の属性値を符号化している。この属性値が0と1の間の
値からなるように正規化されていると仮定すると、最も
高い弧1315は符号化された属性値1.0に対応し、
最も低い弧1310は符号化された属性値0.0に対応
し、その他の弧1311、1312、1313および1
314はこれらの値の間に分布する。
【0059】また、図13のA〜Cは、ユーザ設定可能
な対話的スライダ1320も示している。スライダイン
ジケータ1322を通じてユーザは弧の生成を操作する
ことができる。スライダ1320は、属性値が弧の最大
高さに変換される方法を制御する。スライダは、入力属
性値(0と1の間にある)を変換した後の出力高さの範
囲を決定する。出力高さは2つの値、すなわち、MINHと
MAXHの間に入る。これを図13のDに示す。グラフの横
軸はスライダの位置を表し、縦軸は出力高さの値であ
る。実線1350は、0.0という入力属性値が生成す
る出力高さの値を示し、破線1352は、1.0という
入力属性値が生成する出力高さの値を示す。
【0060】スライダの左端位置1354では、最小お
よび最大の出力高さはいずれもMINHである。スライダが
右方へ移動すると、最小出力高さはMINHのままとどま
り、最大出力高さは一定割合で増大し、スライダの中央
位置1356に至ると、最小出力高さはMINHであり、最
大出力高さはMAXHとなる。さらにスライダを右方へ移動
すると、最小出力高さは増大するが、最大出力高さはMA
XHのままとどまる。スライダの右端位置1358では、
最小および最大の出力高さはいずれもMAXHとなる。
【0061】この計算の一例として、スライダ位置が直
線1360によって示されるように設定されたと仮定す
る。このスライダ設定は、中央位置1356のわずかに
右側である。入力値0.0は、直線1350と直線13
60の点1362における交差によって示されるよう
に、MINHのやや上の出力高さを生成する。出力値1.0
は、直線1352と直線1360の点1362における
交差によって示されるように、出力高さMAXHを生成す
る。中間の入力値は、出力値の範囲に線形に写像され
る。
【0062】ここで、一例として、図13のAでは、ス
ライダインジケータ1322はその範囲に沿って約4分
の1に位置する。6本の弧のうちの1つ(弧1315)
のみが陰影領域1302の上にあり、このことは、弧1
315のみが地球の表面の上に見えることを例示してい
る。図13のBでは、スライダインジケータ1322は
その範囲の中点付近に位置し、6本の弧のうちの3本
(1315、1314、および1313)が陰影領域1
302の上にあり、地球の表面の上に見える。図13の
Cでは、スライダインジケータ1322はさらに右方へ
行き、すべての弧(1310から1315)が陰影領域
1302の上にあり、地球の表面の上に見える。ユーザ
にとって、スライダ1320を操作することの効果は、
弧が上下に移動して見え隠れすることである。
【0063】別のタイプのクリッピング面は、ユーザが
任意に向きづけることができるクリッピング平面(例え
ば、特定の緯線または経線に沿った)である。この平面
は、その裏側のすべてのものを隠すことになる。このよ
うなクリッピング面は、地球を隠さないように構成する
ことが好ましい。
【0064】その他のしきい値設定技術もまた、3次元
ディスプレイに組み込むことが可能である。例えば、米
国特許第5,136,690号(発明者:ベッカー(Bec
ker)他)、および、Richard A. Becker and Stephen G.
Eick, "Visualizing Network Data", IEEE Transactio
ns on Visualization and Graphics, Vol. 1, No. 1,19
95, 16-28に記載されているしきい値設定技術を使用す
ることによって、リンクおよびノードを両方ともリンク
属性に基づいて選択することが可能である。
【0065】[11.プログラムフロー]図14に、ア
プリケーションプログラムコードおよびライブラリの制
御の全体の流れを示す。ステップ1402で、データフ
ァイルを読み込み、ネットワークテーブルNodes40
0、Linkdata500、およびNodedata600を初期化す
る。ステップ1404で、GlobeViewerオブジェクト3
02、GlobeDrawerオブジェクト308、およびScaleオ
ブジェクト306を作成する。次に、ステップ1406
で、アプリケーションコードはウィンドウシステムのイ
ベントループ関数を呼び出し、制御をウィンドウシステ
ム210に引き継ぐ。この関数は復帰しない。制御をア
プリケーションコード202に返す唯一の方法は、オブ
ジェクトに付属するコールバック関数によることであ
る。
【0066】このようなコールバック関数のうち最初に
実行されるのは、ウィンドウシステムのメインループ関
数が自己の初期化を行い、それによりウィンドウシステ
ムのオブジェクトが初期化され、ウィンドウ310がデ
ィスプレイモニタ102に現れるときである。これによ
り、ステップ1408に示したように、各アプリケーシ
ョンコードオブジェクトのOnWindowCreateコールバック
関数が呼び出される。OnWindowCreate関数に関連する唯
一のオブジェクトはGlobeDrawerオブジェクト308で
ある。その作用を以下で説明する。
【0067】ウィンドウ310が現れると、ステップ1
410で、ウィンドウシステム210はイベントループ
に入る。このループにおいて、ウィンドウシステム21
0はイベントの形でユーザ入力を受信し処理する。本実
施例では重要なイベントが4つある。ステップ1412
で、ユーザ入力イベントを受信する。ステップ1414
で、イベントがwindow-kill(ウィンドウ削除)イベン
トであるかどうかを判定する。このイベントは、ユーザ
がウィンドウ310をクローズするときに引き起こされ
る。イベントがwindow-killである場合、ステップ14
22で、プログラムは終了する。ステップ1416で、
イベントがarea-expose(領域表示)イベントであるか
どうかを判定する。area-exposeイベントは、画像を再
描画することを要求するイベントである。イベントがar
ea-exposeイベントである場合、ステップ1424で、
アプリケーションオブジェクトのDoExposeコールバック
関数が呼び出される。ステップ1418で、イベントが
mouse-action(マウス動作)であるかどうかを判定す
る。イベントがmouse-actionである場合、ステップ14
26で、アプリケーションオブジェクトのDoMouseコー
ルバック関数が呼び出される。ステップ1420で、イ
ベントがtime-out(時間切れ)であるかどうかを判定す
る。イベントがtime-outである場合、ステップ1428
でtime-out関数が呼び出される。
【0068】time-out関数を図15に示す。これは、本
実施例の動画的特徴とともに使用される。ディスプレイ
は、いくつかの時間フレームに関係するデータを順次表
示する動画とすることが可能である。ステップ1502
で、time-out関数が開始される。この関数が呼び出され
ると、ステップ1504で、現在のフレーム番号(すな
わち、時系列データのうちのどのスライスが表示される
か)がインクリメントされる。これは、表示される画像
を変化させ、ステップ1506で、GlobeDrawerのDoExp
ose関数が呼び出されて再描画を引き起こす。ステップ
1508で、プログラムが再生モードであるかどうかを
判定する。プログラムが再生モードである場合、ステッ
プ1510で、新たなtime-outをスケジューリングす
る。ステップ1512で、制御は復帰する。
【0069】図16に、OnWindowsCreateコールバック
関数を示す。ステップ1602で、この関数が開始され
る。まず、ステップ1604で、この関数はいくつかの
OpenGLパラメータを初期化する。図8の実施例では、そ
れらのパラメータは、消去色、zバッファ設定、および
照明設定である。(zバッファは、深度バッファとも呼
ばれるが、隠れた面の除去を実行するOpenGLの方法であ
る。)ステップ1606で、1つ以上のディスプレイリ
ストが作成され、これにより地図が地球面上に描画され
る。本実施例では、地図は大陸を示す一連のラインとし
てレンダリングされ、これらのリストはMakeLists関数
によって作成され、この関数は、ラインの座標を含む地
理的データベースにアクセスする。ステップ1608
で、球面を含むディスプレイリスト(すなわち、球面を
描画するコマンド)およびピラミッドを含む別のリスト
が作成される。ステップ1610で関数は復帰する。
【0070】図17に、DoExposeコールバック関数を示
す。ステップ1702で、この関数が開始される。ま
ず、ステップ1704で、この関数は、フレームバッフ
ァ(画像)を黒に設定することによって消去する。ステ
ップ1706で、OpenGLコマンドを使用することによっ
て、投影法および照明を設定し、3次元空間内の点をス
クリーン314のGlobeDrawerオブジェクトの領域30
8に変換するいくつかの行列を初期化する。その後、ス
テップ1708で、ディスプレイリストを呼び出すこと
によって、球面および大陸輪郭を描画する。ステップ1
710で、適当にスケールし着色したピラミッドを各ノ
ード位置に配置することによってノードを描画する。次
に、ステップ1712で、弧が描画される。ステップ1
704〜1712は、ダブルバッファモードで実行され
る。ダブルバッファモードでは、システムには実際には
2つの画像がある。ユーザがその画像のうちの一方を見
ている間に、他方が作成される。ステップ1714で、
バッファがスワップされ新たな画像が現れる。ステップ
1716で関数は復帰する。
【0071】図18にDoMouseコールバック関数を示
す。ステップ1802で、この関数が開始される。ステ
ップ1804で、ユーザが右マウスボタン109をクリ
ックしたかどうかを判定する。右マウスボタン109は
再生モードのオン/オフを切り替える。右マウスボタン
109がクリックされた場合、ステップ1810で、シ
ステムが現在再生モードにあるかどうかを判定する。再
生モードにない場合、ステップ1812で再生モードが
オンになり、ステップ1820でtime-outがスケジュー
リングされ、ステップ1808で関数は復帰する。シス
テムが再生モードにある場合、ステップ1818で再生
モードがオフになり、ステップ1808で関数は復帰す
る。ステップ1804で右マウスボタン109がクリッ
クされていないと判定された場合、ステップ1806
で、ユーザが左マウスボタン107をクリックしたかど
うかを判定する。左マウスボタン107の押下の作用
は、新たな視点を計算するために使用される。左マウス
ボタン107が押下されている場合、ステップ1814
で、新たな視点θおよびφが計算され、ステップ181
6で、GlobeDrawerのDoExpose関数を呼び出すことによ
ってディスプレイが更新される。ステップ1808で関
数は復帰する。
【0072】[12.結論]以上の実施例は単なる一例
であり、さまざまな変形が可能である。例えば、上記で
はネットワークデータを表示するためのものとして地球
を使用して説明したが、他の3次元構造体を使用してネ
ットワークを表示することも可能である。例えば、メル
カトル図法やその他の平面図法を使用して、地球を平面
に表示することが可能であり、ネットワークグリフは、
この平面の上の空間に配置することが可能である。ある
いは、投影を円筒面上に表示し、グリフを円筒の外側の
空間に配置することも可能である。さらに、他の技術を
3次元ディスプレイに組み込み、その結果として、新た
な情報ディスプレイ技術とすることも可能である。例え
ば、リンクおよびノードの色を変更すること、リンク属
性に基づいてリンクおよびノードを選択すること、ライ
ン短縮スライダを用いるようなリンクおよびノードを描
画する態様を変更すること、検査のために特定のデータ
フレームを選択すること、および、ノードおよびリンク
を選択または選択解除することによりそれらを表示また
は非表示にすることのための制御が可能である。このよ
うな変形は当業者には容易に実現可能である。
【0073】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、情
報の3次元表示により、情報を従来に比べて格段にわか
りやすく表示することが可能となる。第3の次元を追加
することは、任意数の弧を表示する手段を提供し、ユー
ザは、視点の対話的制御により、ディスプレイ内で交差
するようには見えないように弧を分離することが可能と
なる。さらに、3次元表示への移行により、第3次元に
おいて情報属性を符号化する新規な方法、および、ディ
スプレイとユーザの新規な対話が可能となる。例えば、
ある面に対する弧あるいはノードの高さは、その弧によ
って表されるリンクに関係する何らかのデータ属性ある
いはそのノードのデータ属性をそれぞれ符号化すること
が可能である。また、第3次元の追加は、新規なしきい
値設定技術も可能にする。あるしきい値に満たない弧や
ノードを隠すクリッピング面を3次元空間に導入するこ
とが可能である。ユーザは、このようなしきい値関数を
変化させるために、3つの次元のうちの任意の次元にお
いて、クリッピング面やグリフを対話的に操作すること
が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実現するように設定することが可能な
コンピュータシステムのコンポーネントの概略図であ
る。
【図2】コンピュータシステムのメモリユニットの一部
の内容を示す図である。
【図3】アプリケーションコードのオブジェクト指向設
計を説明する図である。
【図4】Nodesテーブルデータ構造体の概略図である。
【図5】Linkdataテーブルデータ構造体の概略図であ
る。
【図6】Nodedataテーブルデータ構造体の概略図であ
る。
【図7】本発明の球座標系の説明図である。
【図8】本発明によるディスプレイ画像の図である。
【図9】弧の描画の説明図である。
【図10】Aは矩形座標系図法に基づく弧経路の図、B
はメルカトル座標系図法に基づく弧経路の図、Cは極座
標系図法(大円座標系図法ともいう)に基づく弧経路の
図である。
【図11】極座標系図法によるディスプレイ画像の図で
ある。
【図12】半透明地球の表面下の経路をとる弧を有する
ディスプレイ画像の図である。
【図13】しきい値設定作用を実行するためのクリッピ
ング面として球面を用いることの説明図である。
【図14】アプリケーションプログラムコードおよびラ
イブラリの制御の全体的流れの流れ図である。
【図15】時間切れ関数の流れ図である。
【図16】OnWindowCreateコールバック関数の流れ図で
ある。
【図17】DoExposeコールバック関数の流れ図である。
【図18】DoMouseコールバック関数の流れ図である。
【図19】複数のグリフを各ノードおよびリンクに関連
づけることを可能にする第3次元の使用法の説明図であ
る。
【図20】従来技術によるネットワーク情報のディスプ
レイの図である。
【図21】従来技術によるネットワーク情報のディスプ
レイの図である。
【符号の説明】
100 コンピュータシステム 102 ディスプレイモニタ 104 コンピュータキーボード 105 コンピュータプロセッサ 106 マウス 107 左マウスボタン 108 中央マウスボタン 109 右マウスボタン 110 メモリユニット 112 記憶領域 114 記憶領域 120 ディスクドライブ 202 アプリケーションコード 204 初期化コード 206 コールバック関数 210 ウィンドウシステムコード 302 GlobeViewerオブジェクト 304 LayoutManagerオブジェクト 306 Scaleオブジェクト 308 GlobeDrawerオブジェクト 310 ウィンドウ 312 カラースケール 314 地球 400 Nodesテーブル 402 フィールド 404 フィールド 406 フィールド 408 フィールド 500 Linkdataテーブル 502 フレーム 504 フレーム 506 フレーム 508 フレーム 600 Nodedataテーブル 802 地球 804 青色球面 806 大陸輪郭 808 ノード 810 ノード 1304 ノード 1306 ノード 1310 弧 1311 弧 1312 弧 1313 弧 1314 弧 1315 弧 1320 スライダ 1322 スライダインジケータ 1902 ノードグリフ 1904 地球表面 1906 弧 2001 ボタン 2002 スライダ 2003 カラースライダ 2004 タイムスライダ 2005 All Onボタン 2006 All Offボタン

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンピュータシステムのディスプレイ
    に、エンティティおよびエンティティ間の関係を記述す
    る情報を表示する装置において、 前記ディスプレイ上に面表示を表示する手段と、 前記情報に応じて、前記ディスプレイ上に、前記エンテ
    ィティにそれぞれ対応する複数のエンティティ表示を表
    示するエンティティ表示手段と、 前記情報に応じて、前記ディスプレイ上に、複数の弧を
    表示する弧表示手段とからなり、各弧は2つのエンティ
    ティのエンティティ表示を連結し、前記面表示に対する
    各弧の位置は2つのエンティティの間の関係の属性を表
    現することを特徴とする情報表示装置。
  2. 【請求項2】 前記面表示上に地図を表示する手段をさ
    らに有することを特徴とする請求項1の装置。
  3. 【請求項3】 前記情報が時系列データからなり、前記
    装置がさらに、 前記情報に応答して、前記面表示の照明を変化させて、
    前記ディスプレイ上に表示されている情報の時間を表現
    することを特徴とする請求項2の装置。
  4. 【請求項4】 前記弧表示手段は、少なくとも一部が前
    記ディスプレイ上の前記面表示の下に配置されるように
    現れる位置に複数の弧を表示する手段をさらに有するこ
    とを特徴とする請求項1の装置。
  5. 【請求項5】 前記弧表示手段は、少なくとも一部が前
    記ディスプレイ上の前記面表示の上に配置されるように
    現れる位置に複数の弧を表示する手段をさらに有するこ
    とを特徴とする請求項1の装置。
  6. 【請求項6】 前記エンティティ表示手段は、前記ディ
    スプレイ上の前記面表示の上に現れるように複数のエン
    ティティ表示を表示する手段をさらに有することを特徴
    とする請求項1の装置。
  7. 【請求項7】 ユーザ対話に応答して前記面表示に対す
    る前記弧の位置を変更する弧位置変更手段をさらに有す
    ることを特徴とする請求項1の装置。
  8. 【請求項8】 前記弧位置変更手段は、前記属性がしき
    い値より小さいような2つのエンティティのエンティテ
    ィ表示を連結する弧を前記ディスプレイ上に表示しない
    ように前記弧の位置を変更する手段をさらに有すること
    を特徴とする請求項7の装置。
  9. 【請求項9】 前記エンティティ表示手段は、前記面表
    示に対する高さとともに前記エンティティ表示を表示す
    る高さ表示手段をさらに有し、当該高さは前記エンティ
    ティの属性を表すことを特徴とする請求項1の装置。
  10. 【請求項10】 ユーザ対話に応答して前記面表示に対
    する前記エンティティ表示の高さを変更する手段をさら
    に有することを特徴とする請求項9の装置。
  11. 【請求項11】 前記高さ表示手段は、前記エンティテ
    ィの属性がしきい値より小さいときに前記面表示の下に
    現れるようにエンティティ表示を表示する手段をさらに
    有することを特徴とする請求項9の装置。
  12. 【請求項12】 コンピュータシステムのディスプレイ
    に、エンティティ間の関係を記述する情報を表示する装
    置において、 前記ディスプレイ上に、第1の中心を有する第1の球面
    を表示する手段と、 前記情報に応じて、前記ディスプレイ上に、エンティテ
    ィに対応するエンティティ表示を表示する手段と、 前記情報に応じて、エンティティ表示間を連結する複数
    の弧を表示する手段とからなり、前記第1の中心から当
    該弧までの最大距離は、エンティティ間の関係の属性を
    表現することを特徴とする情報表示装置。
  13. 【請求項13】 ユーザ入力に応答して前記ディスプレ
    イからいくつかの弧を隠すようなクリッピング面を定義
    するクリッピング面定義手段をさらに有することを特徴
    とする請求項12の装置。
  14. 【請求項14】 前記クリッピング面は前記第1の球面
    と同心円状のクリッピング球面として現れ、前記クリッ
    ピング面定義手段は、 前記第1の中心からの前記クリッピング球面の半径を変
    化させる手段と、 弧において前記第1の中心からの距離が、前記クリッピ
    ング球面の半径より小さい部分を隠す手段とをさらに有
    することを特徴とする請求項13の装置。
  15. 【請求項15】 前記第1の球面が半透明であることを
    特徴とする請求項12の装置。
  16. 【請求項16】 ユーザ入力に応答して前記第1の球面
    の透明度を変化させる手段をさらに有することを特徴と
    する請求項15の装置。
  17. 【請求項17】 前記面表示の少なくとも一部が透明で
    あることを特徴とする請求項16の装置。
  18. 【請求項18】 コンピュータディスプレイ上に3次元
    表現によりノードを記述するノード情報およびノード間
    の関係を記述する関係情報を表示する情報表示装置にお
    いて、 前記情報に応じて、第1方向および第2方向における各
    ノードの位置が前記ノード情報の属性を符号化するよう
    に前記ディスプレイ上に前記ノードを表示する手段と、 前記情報に応じて、第3方向における各弧の位置が前記
    関係情報の属性を符号化するように前記ディスプレイ上
    に前記ノードを連結する弧を表示する手段とからなるこ
    とを特徴とする情報表示装置。
  19. 【請求項19】 前記情報に応じて、第3方向における
    前記ノードの特性が前記ノード情報の属性を符号化する
    ように当該特性を変更する手段をさらに有することを特
    徴とする請求項18の装置。
  20. 【請求項20】 第3方向における前記ノードの特性が
    高さであることを特徴とする請求項19の装置。
  21. 【請求項21】 球面上の各位置が緯度および経度によ
    って記述される球面を表示する手段をさらに有し、 第1方向は緯度によって定義され、 第2方向は経度によって定義され、 第3方向は前記球面に対して定義されることを特徴とす
    る請求項18の装置。
  22. 【請求項22】 前記級面上に地図を投影する手段をさ
    らに有することを特徴とする請求項21の装置。
  23. 【請求項23】 辺によって連結されたノードの集合と
    して情報を表示する表示手段と、 情報に関する値を前記辺に対応させる手段と、 辺に対応した値に従って、ディスプレイにおいてノード
    を連結する際の辺の経路を変更する手段とからなること
    を特徴とする情報表示装置。
  24. 【請求項24】 コンピュータシステムのディスプレイ
    上に3次元表現により、ネットワーク内のノード間の関
    係を表すネットワーク情報を表示する方法において、 前記ディスプレイ上に面表示を表示するステップと、 前記ディスプレイ上に複数のノードを表示するステップ
    と、 前記ディスプレイ上にノード間を連結する複数の弧を表
    示する弧表示ステップとからなり、前記面表示に対する
    各弧の位置はノード間の関係の属性を表現することを特
    徴とする情報表示方法。
  25. 【請求項25】 前記面表示上に地図を表示するステッ
    プをさらに有することを特徴とする請求項24の方法。
  26. 【請求項26】 前記弧表示ステップは、メルカトル投
    影法で複数の弧を表示するステップをさらに有すること
    を特徴とする請求項25の方法。
  27. 【請求項27】 前記弧表示ステップは、大円投影法で
    複数の弧を表示するステップをさらに有することを特徴
    とする請求項25の方法。
  28. 【請求項28】 前記弧表示ステップは、矩形座標投影
    法で複数の弧を表示するステップをさらに有することを
    特徴とする請求項25の方法。
  29. 【請求項29】 コンピュータシステムのディスプレイ
    上に3次元表現により、ノード属性からなる複数のノー
    ドを記述する情報を表示する方法において、 前記ディスプレイ上に第1方向および第2方向を規定す
    る曲面を表示するステップと、 前記ディスプレイ上に複数の3次元ノードを表示するス
    テップとからなり、第3方向における前記ノードの特性
    がノード属性を表現することを特徴とする情報表示方
    法。
  30. 【請求項30】 前記情報はさらに前記ノード間のリン
    クを記述するとともにリンク属性を含み、 前記方法は、前記ノードを連結する弧を表示するステッ
    プをさらに有し、第3方向における弧の特性がリンク属
    性を表現することを特徴とする請求項29の方法。
  31. 【請求項31】 前記ノード属性に基づいて第1方向お
    よび第2方向における前記ノードの特性を変更するステ
    ップをさらに有することを特徴とする請求項29の方
    法。
  32. 【請求項32】 前記リンク属性に基づいて第1方向お
    よび第2方向における前記ノードの特性を変更するステ
    ップをさらに有することを特徴とする請求項30の方
    法。
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