JPH09106464A

JPH09106464A - 建築物に関するｃｇ画像の作成表示方法

Info

Publication number: JPH09106464A
Application number: JP7264548A
Authority: JP
Inventors: Minoru Funaki; 実船木; Kazuaki Kuratate; 和明倉立; Kanji Manabe; 貫治真鍋
Original assignee: Sekisui House Ltd
Current assignee: Sekisui House Ltd
Priority date: 1995-10-12
Filing date: 1995-10-12
Publication date: 1997-04-22

Abstract

(57)【要約】【課題】建築予定等の建築物をＣＧ画像として、且つ
立体像として表示することにより、広さ感、奥行き感等
を視覚的に認識できるようにすること。【解決手段】建築物に関する３次元形状データを予め
ＣＡＤシステムにより作成しておき、前記３次元形状デ
ータに対して設定した仮想的な視点位置を、オペレータ
Ｏの入力操作に応じて前記３次元形状データに対し停止
又は所望方向へ移動させ、前記３次元画像データと前記
視点位置とに基づく演算により、前記建築物を所望位置
から見た状態を表すＣＧ画像に対応するＣＧ画像用デー
タを生成し、このＣＧ画像用データに基づいて、前記視
点位置が停止しているときは前記建築物に関するＣＧ画
像を静止画として、前記視点位置が移動しているときは
動画として表示すると共に、鑑賞者Ｖが立体化用メガネ
３６を着用することにより前記静止画又は動画を立体像
として認識するもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築予定等の建築
物について、予めＣＡＤシステムで作成した３次元形状
データに基づき、前記建築物に関するコンピュータグラ
フィックスによる画像（以下、ＣＧ画像という）を作成
し、オペレータによる入力操作に応じて前記ＣＧ画像を
立体像の静止画又は動画として表示することにより、実
際に前記建築物の内部及び外部を歩き回っているのと同
様の視聴覚効果を与えるウォークスルーを実現できるよ
うにした、建築物に関するＣＧ画像の作成表示方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、新築すべき住宅の設計に際して
は、敷地条件や顧客の要望等に応じて、建築様式、床面
積、間取り等を個別に検討、決定するのが一般化してい
る。その場合、顧客に設計図面等を見せるのみでは、住
宅の細部に関する具体的なイメージが得られにくく、実
際に建築した住宅が顧客の想像していたものと微妙に相
違する問題を生じる恐れがある。

【０００３】そのため、従来、顧客との相談、検討の結
果、建築すべき住宅の一応の設計ができた段階で、この
住宅の縮小模型を作成し、これを写真撮影してイメージ
スキャナ等によりコンピュータに入力したり、或いは、
前記建築すべき住宅の設計図面をＣＡＤシステムにより
作成して、これらをＣＲＴ等の表示装置に表示できるよ
うにした画像作成表示方法が提案されている（特開平５
−７８６９９号公報参照）。

【０００４】しかしながら、前記縮小模型から得た画像
データを表示する場合、個々の住宅について、一々縮小
模型を作成しなければならず、住宅の設計変更を行った
場合は、縮小模型も作成し直す必要があって煩雑になる
と共に、通常、住宅の外観を表示できるのみで、個々の
部屋の内部等は表示できず、且つ縮小模型であるので、
外壁表面の質感等のニュアンスが実物と微妙に相違する
場合があった。

【０００５】一方、ＣＡＤデータを用いて表示を行う場
合、予め各部屋毎の画像データを作成しておけば、外観
のみでなく、各部屋の内部等も表示できるものである
が、表示される画像は静止画であり、臨場感に乏しい問
題があった。

【０００６】そこで、近年、発達しつつあるコンピュー
タグラフィックス（以下、ＣＧという）の技法を用いれ
ば、建築予定の住宅の外部及び内部等を実際に歩き回り
ながら観察したのと同様の印象を与える動画（アニメー
ション）をＣＧ画像により作成し、これをビデオテープ
等の記憶媒体に記録した上で、顧客に見せることも可能
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
ＣＧの分野で使用されているコンピュータで係る動画を
作成するためには、通常、数か月程度の時間と多大な労
力とを要するので、個々の顧客の建築予定の住宅につい
て、一々、動画を作成することは、コスト、労力の点で
極めて困難なものである。その場合、標準的な住宅モデ
ルについて、ＣＧで動画を作成することも考えられる
が、顧客が建築しようとする住宅の間取り等は、係る住
宅モデルとは完全に一致しない場合が多く、顧客は前記
住宅モデルに関する動画を見ても、自己の建築予定の住
宅を充分にイメージすることができない問題がある。

【０００８】しかも、前記動画は、一定の順序で、住宅
の外部及び各部屋の内部等を順次描写するのみであるの
で、顧客は受動的な鑑賞を強いられ、主体的に住宅の細
部まで詳細な検討を加えることができない問題がある。
又、例えば、壁面等の細部を子細に観察したい場合も、
鑑賞者の好みで遠近を調節して、拡大状態で表示する等
の調整は、通常、不可能である。更に、前記の動画は２
次元的に表現したものであるので、充分な臨場感が得ら
れない不満がある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記した不具
合を解消するため、従来より一層、大容量、高性能のコ
ンピュータを使用し、建築予定等の建築物を、ＣＧ画像
により、立体像の静止画又は動画として表示できるよう
にすることを目的とする。

【００１０】そのため、請求項１に係る建築物に関する
ＣＧ画像の作成表示方法は、建築物に関する３次元形状
データを予めＣＡＤシステムにより作成しておき、前記
３次元形状データに対して仮想的な視点位置を設定し、
この視点位置をオペレータの入力操作に応じて前記３次
元形状データに対し停止又は所望方向へ移動させ、前記
３次元画像データと前記視点位置とに基づく演算によ
り、前記建築物を所望位置から見た状態を疑似的に表す
ＣＧ画像を表示するためのＣＧ画像用データを生成し、
前記視点位置が停止しているときは、前記ＣＧ画像用デ
ータに基づいて前記建築物に関するＣＧ画像を静止画と
して表示する一方、前記視点位置が移動しているとき
は、前記ＣＧ画像用データに基づいて前記建築物に関す
るＣＧ画像を動画として表示すると共に、鑑賞者が立体
化用メガネを着用することにより前記静止画又は動画を
立体像として認識するようにしたことを特徴としてい
る。

【００１１】すなわち、３次元ＣＡＤシステムにより作
成した建築物の外部及び内部に関する３次元形状データ
（３次元モデル）に基づき、オペレータの入力操作によ
って与えられる前記視点の位置を基準として、必要な演
算処理を行うことにより、視野変換を行い、前記視点か
ら見た建築物を疑似的に表すＣＧ画像を表示するための
ＣＧ画像用データを生成する（レンダリング）。このＣ
Ｇ画像用データに基づき、前記視点が屋外に位置してい
るときには、建築物の外部がＣＧ画像として表示され、
視点を屋内に移せば、屋内の状況がＣＧ画像として描写
される。

【００１２】その際、オペレータ又は鑑賞者自身がマウ
ス等の適宜の操作器具を用いて入力操作を行うことによ
り、前記視点の移動方向、移動速度等を指示し、あたか
も自身が前記建築物の外部及び内部を自由に歩き回りな
がら観察しているのと同様の感覚で、建築物の各部を主
体的に観察、検討することができる。又、壁面の凹凸、
質感、壁紙の模様等の細部を子細に観察したい場合、前
記操作手段を操作して、前記視点を目的物へ接近させる
ことにより、ＣＧ画像が拡大され、微妙なニュアンス等
も明らかになる。

【００１３】更に、鑑賞者が立体化用メガネ、例えば、
公知の液晶シャッターメガネや偏光メガネを着用するこ
とにより、前記ＣＧ画像は、鑑賞者には立体像として認
識されるので、奥行き等も把握でき、より一層の現実
感、臨場感が与えられることになる。これにより、建築
予定の建築物の各部の検討、評価を一層正確に行えるよ
うになる。

【００１４】請求項２に係る建築物に関するＣＧ画像の
作成表示方法は、建築物に関する３次元形状データを予
めＣＡＤシステムにより作成しておき、前記３次元形状
データに対して仮想的な視点位置を設定し、この視点位
置をオペレータの入力操作に応じて前記３次元形状デー
タに対し停止又は所望方向へ移動させ、前記３次元画像
データと前記視点位置とに基づく演算により、前記建築
物を所望位置から見た状態を疑似的に表すＣＧ画像を表
示するためのＣＧ画像用データを生成し、前記視点位置
が停止しているときは、前記ＣＧ画像用データに基づい
て前記建築物に関するＣＧ画像を立体像の静止画として
ヘッドマウントディスプレイに表示する一方、前記視点
位置が移動しているときは、前記ＣＧ画像用データに基
づいて前記建築物に関するＣＧ画像を立体像の動画とし
て前記ヘッドマウントディスプレイに表示するようにし
たことを特徴とするものである。

【００１５】この請求項２の作成表示方法でも、請求項
１の方法と同様、前記３次元形状データと前記視点の位
置とに基づく演算によって、建築物の外部及び内部が静
止画又は動画として表示されるが、これらの静止画又は
動画は、鑑賞者が着用したヘッドマウントディスプレイ
に立体像として表示される。

【００１６】請求項３に係る建築物に関するＣＧ画像の
作成表示方法は、請求項１又は２の方法において、前記
建築物は建築予定の仮想の建築物であることを特徴とす
るものである。

【００１７】これにより、未建築の仮想の建築物につい
て作成したＣＡＤデータに基づき、該建築物の外部及び
内部を該建築物が実在しているのと同様の感覚で観察、
検討することができるので、前記建築予定の建築物につ
いて不都合な部分があれば、事前に修正することによ
り、一層理想に近い住まいを実現することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基いて説明する。まず、図１乃至図４に基いて、ＣＧ
画像の表示を行うための表示室１（プレゼンテーション
ルーム）の構成につき述べる。図２及び図３に示すよう
に、表示室１は、その前部の壁２に、遮光シャッタ３ａ
付きの上下方向に細長い窓３を、例えば、２個有し、且
つ前部近傍の壁２と図示しない天井との間に上下幅の狭
い通気用の間隙４を有する以外には、外部光が侵入しに
くい構造となっており、全体として大略暗室状に構成さ
れている。表示室１の４方の壁２の上端部近傍には、室
内側へ水平に張り出す張出部５が形成され、張出部５の
下面には、所定の間隔で小型の照明器具６が設けられる
一方、表示室１の前記不図示の天井には、図示しない大
型の照明器具が取り付けられている。

【００１９】表示室１の後方に、壁２を隔てて投影室７
が形成されている。図１にも示すように、表示室１と投
影室７間の壁２の中央部には、サイズが１００インチ以
上、具体的には、例えば、１２５インチ程度の大画面の
スクリーン８（画素数は１２８０×１０２４ドット程
度）が埋め込まれている。スクリーン８は、例えば、投
影室７側に、光を効率的に集めるレンズ状の加工（フレ
ネルレンズ）が施される一方、表示室１側に前記光を水
平方向へ広げる縦スジ（レンティキュラーレンズ）の加
工が施されたフレネルレンティキュラースクリーン等か
らなる。

【００２０】投影室７内には載置台１０が配置され、こ
の載置台１０上に、３本の投射管１１ａを有するプロジ
ェクタ１１（投影機）が設置されている。プロジェクタ
１１とスクリーン８との間には、反射ミラー１２が配置
され、プロジェクタ１１からの投影像が反射ミラー１２
で反射された後、スクリーン８に後方から投影され、こ
のスクリーン８への投影像を表示室１内で、該スクリー
ン８の前方から鑑賞できるようになっている。なお、投
影室７のスペースを充分に確保できる場合は、反射ミラ
ー１２を使用せずにプロジェクタ１１からスクリーン８
に直接投影するようにしても良い。図中、Ｄは表示室１
及び投影室７に各々開閉自在に設けたドアである。

【００２１】表示室１内には、スクリーン８上のＣＧ画
像を鑑賞する鑑賞者Ｖや、後述するワークステーション
１５を操作するオペレータ等が着座するための複数の椅
子１３と、前記鑑賞者Ｖが各種書類、カタログ等を置い
たり、メモを取る際等に使用されるテーブル１４等が適
宜配置されると共に、表示室１の片隅のスペースには、
予め作成されたＣＡＤデータに基いて、住宅等の建築物
に関するＣＧ画像を表示するためのＣＧ画像用データを
生成するワークステーション１５が設置されている。

【００２２】図４にも示すように、ワークステーション
１５は、テーブル１６上に載置されたＣＲＴ１７（Cath
ode Ray Tube) 、キーボード１８、マウス１９、プリン
タ２１、及び前記テーブル１６の下方に配置された入出
力兼演算装置２２等を備え、予めＣＡＤシステムにより
作成された建築物に関する３次元形状データと、オペレ
ータＯ（又は鑑賞者Ｖ自身）によるキーボード１８及び
マウス１９等の入力操作とに応じてＣＧ画像用データが
生成され、これに基づいて、ＣＲＴ１７と前記スクリー
ン８とに、前記建築物に関するＣＧ画像が同時に表示さ
れるようになっている。

【００２３】入出力兼演算装置２２は、図５に仮想的に
透視状態の斜視図を示すように、システムバススロッ
ト、グラフィックススロット、ＶＭＥバススロット等を
含むバス及びグラフィックススロット２２ａと、ＳＣＳ
Ｉ−ＩＩドライブスロット等を含むドライブスロット２
２ｂと、電源ユニット２２ｃ等を内蔵している。前記バ
ス及びグラフィックススロット２２ａは、更に、ＣＰ
Ｕ、メモリ等を含んでいても良い。

【００２４】図６にブロック構成図を示すように、前記
入出力兼演算装置２２は、複数個、例えば、２個乃至２
４個程度のＣＰＵ２３（１５０ＭＨｚ) と、容量が６４
ＭＢ乃至１６ＧＢ程度、標準的には１２８ＭＢ程度のメ
インメモリ２４と、Ｉ／Ｏシステム群２５とを備え、こ
れらは同期式のシステムバス２６（１．２ＧＢ／ｓ、２
５６ｂｉｔ）と、入出力バス２７（３２０ＭＢ／ｓ）と
により相互に連結されて、データの送受信を行えるよう
になっている。

【００２５】Ｉ／Ｏシステム群２５は、グラフィックス
インターフェース２８、所定数のＨＩＯスロット３０、
Ｅｔｈｅｒｎｅｔ３１、ＶＭＥ６４バス３２及びＳＣＳ
Ｉ−ＩＩインターフェース３３を備えている。グラフィ
ックスインターフェース２８は、補助画像処理部３４
（Reality Engine２）を介して前記ＣＲＴ１７（画面サ
イズは、例えば、２１インチ）に接続されると共に、図
示しないが、前記プロジェクタ１１にも接続されてい
る。前記補助画像処理部３４はグラフィックスインター
フェース２８からの画像データに対して、周知のアンチ
エリアシング、テクスチャマッピング等の処理を施した
後、ＣＲＴ１７等に出力するものである。

【００２６】ＨＩＯスロット３０は、グラフィックスや
ＳＣＳＩ−ＩＩ等の入出力装置を接続するための、機器
増設用のスロット（差込み口）で、空いているＨＩＯス
ロット３０に各種拡張ボードを追加実装して、機能アッ
プを図ることができるようになっている。例えば、グラ
フィックスとして、今一つの補助画像処理部３４を追加
することにより、２系統のグラフィックス処理系統を具
備することができ、ＣＲＴ１７及びスクリーン８等の複
数画面への出力の高速化を実現できる。

【００２７】Ｅｔｈｅｒｎｅｔ３１は、ＬＡＮ(Local A
rea Network)を接続するための接続ポートであり、この
Ｅｔｈｅｒｎｅｔ３１を用いて他のコンピュータ、例え
ば、ＣＡＤシステムと接続することにより、フロッピー
ディスク等の物理的な媒体を介さずに、ＣＡＤシステム
と直接、３次元形状データ等の送受信を行うことが可能
になる。ＶＭＥ６４バス３２は、ある種のコンピュータ
の拡張規格であって、接続部位の形状、信号線の配置等
を取り決めることにより、各種の拡張機器の接続性を保
証するものである。

【００２８】前記ワークステーション１５を用いて表示
室１内で建築予定の住宅Ｚに関するＣＧ画像を作成、表
示する場合、図７に示すように、まず、表示室１とは別
個の部屋又は別途の建物等に配置された住宅ＣＡＤシス
テムで、前記住宅Ｚの平面図を作成する（Ｓ１）。係る
住宅Ｚの一例としての２階建住宅の１階部分の平面図を
図９に、２階部分の平面図を図１０に各々示す。各平面
図には、前記住宅Ｚの平面形状や間取り等が表されてい
る。

【００２９】続いて、前記住宅ＣＡＤシステムで前記住
宅Ｚの３次元形状データ（３次元モデル）を作成する
（図７中Ｓ２）。係る３次元形状データに基いて表され
た前記住宅Ｚの斜視図、北立面図及び西立面図を各々図
１１乃至図１３に示す。

【００３０】又、外構ＣＡＤシステムで、前記住宅Ｚに
付属する塀や門等の外構（図示せず）を表す３次元形状
データを作成する一方（図７中Ｓ３）、一般ＣＡＤシス
テムで、前記建築予定の住宅Ｚに隣接する実在の住宅、
道路或いは遠景の住宅、ビルディング等の実在の近隣環
境（図示せず）に関する３次元形状データを作成する
（Ｓ４）。

【００３１】更に、一般ＣＡＤシステムで屋外及び屋内
の点景部品、例えば、屋外の樹木、自動車等の車両、
石、自転車、道路標識等（図示せず）や、屋内の家具、
調度類、装飾品、絵画等に関する３次元形状データを予
め作成し（Ｓ５）、これらを点景部品用のライブラリー
に蓄えておく（Ｓ６）。以上がＣＧ画像の表示に先立っ
て行うべきＣＡＤシステムによる画像データの作成であ
る。なお、前記住宅ＣＡＤシステム及び外構ＣＡＤシス
テムは、各々住宅Ｚ及び外構に関する３次元形状データ
を作成するための各種データベース等を備えたＣＡＤシ
ステムである。

【００３２】ワークステーション１５で前記ＣＡＤデー
タに基いて、住宅Ｚ、外構、点景部品及び当該住宅Ｚの
近隣環境等をＣＧ画像として作成、表示する場合、前記
住宅Ｚ、外構等について各種ＣＡＤシステムで各々作成
した３次元形状データを入出力兼演算装置２２に読み込
む（図８中Ｓ７）。以後、ワークステーション１５によ
りデータ統合及び画像調整のための処理を行うが、この
処理方法としては、（ａ）手作業による処理と、（ｂ）
自動化処理との２通りがある。

【００３３】その内、（ａ）の手作業による場合、ま
ず、前記住宅Ｚ、外構、点景部品等に関する各種形状デ
ータを、レンダリングソフトを用いて、以後のＣＧ画像
の作成、表示処理の際に読み取り可能なファイル形式に
コンバートする（Ｓ８）。続いて、ＣＡＤデータからコ
ンバートされた面に対し、各面単位或いは隣接する複数
の面のグループ単位をマウス等で選択し、素材情報を設
定することにより、色付けを行う（Ｓ９）。

【００３４】本発明では、主として、（ｂ）の自動化処
理で形状コンバートを行うことを想定しているが、この
場合、前記ＣＡＤシステムにおいて、前記住宅Ｚに関す
る３次元形状データに、予め、建物仕様情報が付加され
る。該建物仕様情報には、前記住宅Ｚの建物形式（例え
ば、形式Ｉ、形式ＩＩ等）、外装材の色彩（外装材の素
材は住宅Ｚの種類により決定される）、屋根材の種類と
色彩等、住宅Ｚの外観を決定する上で重要な情報が含ま
れる。

【００３５】前記（ｂ）の自動化処理においては、ワー
クステーション１５でコンバートプログラムにより、形
状コンバート及び色付け作業が行われる（Ｓ１０）。こ
こでは、コンバート後の３次元形状データが、パース図
（３次元透写図）としてではなく、ファイルとして出力
される。すなわち、前記パース図では、視点から見えな
い部分の描画は行われないが、本発明ではＣＧ画像用の
出力であるため、作成される３次元データの全てがファ
イルとして出力される。

【００３６】前記ファイル出力において、住宅Ｚの各部
位、例えば、壁、床、サッシ等はＣＡＤ上では別個のも
のとしてデータ保存されている。ここでは、各々の部位
の３次元形状データの出力の際に、どの部位の形状デー
タであるかを示す情報が、部位名称又は番号によって、
前記形状データに内部情報として埋め込まれる。以下に
その例を示す。部位名称（又は番号）：壁３次元形状データ（壁）３次元形状データの終り部位名称（又は番号）：サッシ３次元形状データ（サッシ）３次元形状データの終り部位名称（又は番号）：床３次元形状データ（床）３次元形状データの終り

【００３７】一方、前記住宅Ｚの各部位にいかなる素材
が使用され、従って、各部位がいかなる色彩を呈するか
等の情報は、前記３次元形状データには含まれず、別
途、素材情報ファイルにより提供される。この素材情報
ファイルは、例えば、各住宅Ｚが属する建物形式毎に準
備されており、前記コンバートプログラムによって、前
記ＣＡＤシステムの３次元形状データに含まれた前記建
物仕様情報が読み込まれ、これに基いて、当該住宅Ｚの
建物形式に合致した素材情報ファイルが選択される。

【００３８】各素材情報ファイルには、前述した壁、サ
ッシ等の各部位名称と、各部位で標準的に使用される素
材（当該部位が屋根材であれば、例えば、カラーベスト
で、色彩はブラウン等）と、該素材に対応するＣＧソフ
ト上での属性情報（例えば、反射係数０．４、テクスチ
ャマッピングはＹＡＮＥ、ＲＧＢが６００ｍｍＸ４００
ｍｍ相当、張り込みはＺ軸下から上へ）とが対応表とし
て記憶されている。

【００３９】又、これらの素材情報ファイルのマスター
となる、全ての情報を有するマスターファイルがバック
アップファイルとして備えられている。そして、例え
ば、前記住宅Ｚの一部の部位の素材又は色彩等を前記素
材情報ファイルに記憶されたもの以外のものに変更した
い場合、前記マスターファイルから所望の情報を呼び出
して前記素材情報ファイル中の情報の一部と置換するこ
とができる。

【００４０】例えば、図１４中Ａ部に示すように、当該
住宅Ｚに関する建物仕様情報の建物種類が形式Ｉ、外装
材が種類Ｉ（色彩はオフグレー）、屋根材が平瓦（色彩
はブラック）である場合、素材情報ファイルとしては、
建物形式に基づき、図１４中Ｂ部に示す形式Ｉ用のもの
が選択される。ここでは、形式Ｉ用の素材情報ファイル
の標準的な外装材として、種類Ｉ（ペールグレー）が登
録されており、前記建物仕様情報中の外装材とは相違し
ている。この場合、図１４中Ｃ部に示す前記マスターフ
ァイルから建物仕様情報に対応した外装材に関する情報
Ｃ１が呼び出され、前記素材情報ファイル中の外装材に
関する情報Ｂ１に代えて記憶される。前記３次元形状デ
ータのファイルと、この素材情報ファイルとは、以後、
セットとして取り扱われる。

【００４１】その後、前記外構、点景部品及び近隣環境
に関する各３次元形状データに対しても、ワークステー
ション１５で各々（ａ）の手作業又は（ｂ）の自動処理
によって形状コンバート及び色付け作業が行われた後、
コンバート済の住宅Ｚ、外構、点景部品等に関するファ
イル及びそれらに対応する前記素材情報ファイルがＣＧ
ソフトに読み込まれ、前記住宅Ｚ、外構、点景部品等を
全て同一画面に合成状態で表示できるように、各種ファ
イルの統合処理が行われて、全体の構成が作成される
（図８中Ｓ１１）。続いて、統合されたファイルに対
し、ラジオシティ法等により前記住宅Ｚ等の画像に日向
又は日陰等に応じた陰影を付与するための演算が行わ
れ、且つ照明計算、日当り計算等の各種演算が行われる
（Ｓ１２）。

【００４２】この場合、前記照明計算により、例えば、
昼間の太陽光の下での前記住宅Ｚ等を表すためのＣＧ画
像用データと、夜間に前記住宅Ｚに付属する照明器具を
点灯した状態での前記住宅Ｚ等を表すためのＣＧ画像用
データ等、互いに異なる複数種の照明状態に対応する複
数種のＣＧ画像用データが準備される。更に、外壁や壁
紙等の各種表面材については、各々、色彩、模様、凹凸
形状等の異なる複数種の表面材が準備され、各表面材に
対応した複数種のＣＧ画像用データが用意される。

【００４３】Ｓ１２で各種演算、調整を終了した後、前
記ファイルに基いて、前記ワークステーション１５でＣ
Ｇ画像の表示用ソフトを用い、前記３次元形状データに
対して設定した仮想的な視点位置を、オペレータによる
マウス１９等での入力操作に応じて停止又は所望方向へ
移動させると、この視点位置の移動に伴ってリアルタイ
ムの演算が行われ、該演算により得られたＣＧ画像用デ
ータがスクリーン８及びＣＲＴ１７に出力されることに
より、各時点で前記視点位置に対応する所望位置から前
記住宅Ｚ、外構、点景部品等を見た状態を疑似的に再現
するＣＧ画像が動画又は静止画として表示される（Ｓ１
３）。

【００４４】表示形態としては、図８に示すように、例
えば、他のＣＧシステム、前記スクリーン８等の大画面
立体表示システム、後述するヘッドマウントディスプレ
イ、前記ＣＲＴ１７等に出力して直接表示したり、前記
ＣＧ画像をビデオテープに録画し、これを家庭用ビデオ
デッキで再生して家庭用テレビジョンで視聴できるよう
にしたり、前記ＣＧ画像に基いて、いわゆるファミリー
コンピュータ等のテレビジョン遊戯機用のソフトウェア
を作成し、テレビジョン遊戯機と家庭用テレビジョンと
を用いて表示できるようにしたり、任意の静止画に基い
て立体写真を作成する等の種々の形態が考えられる。

【００４５】以下、表示形態の一例として、前記ワーク
ステーション１５で作成した、前記住宅Ｚ、外構、点景
部品等に関する静止画又は動画を、ＣＲＴ１７とスクリ
ーン８とに同時に表示する場合につき説明する。図１５
に示すように、ＣＲＴ１７上にはカーソルＧが表示さ
れ、このカーソルＧは、例えば、キーボード１８上の４
個のカーソルキー１８ａを選択的に操作することによ
り、ＣＲＴ１７の画面１７ａ上で上下方向及び／又は左
右方向へ移動可能である。

【００４６】そして、前記レンダリングの基準となる仮
想的な視点位置は、カーソルＧを前記画面１７ａ上で上
方へ移動させると前記視点位置が高くなり、カーソルＧ
を下方へ移動させると前記視点位置が低くなると共に、
カーソルＧを右又は左方向へ移動させると、それに応じ
て視点（視線）の向きが右又は左方向へ旋回するように
なっている。更に、マウス１９に付属した、左ボタン１
９ａを押圧すると視点位置が前進し、中ボタン１９ｂを
押圧すると視点位置の前後方向への移動が停止し、右ボ
タン１９ｃを押圧すると視点位置が後退するようになっ
ている。

【００４７】図１６にＣＧ画像としてスクリーン８に表
示された前記住宅Ｚの昼間における外観の一例を示す。
ここでは、前記ラジオシティ法等に基づく演算により陰
影が付与されており、図中ドットの付された部分が陰に
なっている。前記ＣＲＴ１７上でカーソルＧを移動さ
せ、且つ、マウス１９の各ボタン１９ａ乃至１９ｃを操
作することによって、前記視点の向きを転換させ、或い
は、視点位置を画面の奥行き方向で移動させると、実際
に前記住宅Ｚの外部及び内部を歩き回っているのと同様
の視聴覚効果を与える動画がＣＧ画像として生成され、
この動画は陰影を付与された状態で表示される。

【００４８】図１７は前記照明計算に基いて、夜間に屋
内の照明器具を点灯した状態の住宅Ｚを示すＣＧ画像で
ある。ここでは、ドットの密度の高い部分程、暗くなっ
ており、Ｅ部及びＦ部は屋内の照明器具により照らされ
ている部分である。照明状態としては、昼間、夜間の点
灯状態以外に、早朝又は薄暮等、複数種の状態を前記照
明計算により予め準備しておくことができ、照明状態の
切換は、キーボード１８による任意の操作等で行える。
なお、前記カーソルキー１８ａ及びマウス１９上の各ボ
タン１９ａ乃至１９ｃを操作することによって行うウォ
ークスルーは、任意の照明状態の下で実施することがで
きる。

【００４９】前記住宅Ｚの外壁Ｗとして、凹凸形状、模
様、質感等の異なるものを準備しておいて、鑑賞者Ｖに
好みの外壁Ｗを選択させる場合、図１８に示すように、
この外壁Ｗの選択をスクリーン８上で行わせることがで
きる。すなわち、前記オペレータＯがキーボード１８等
で所定の操作を行うと、スクリーン８及びＣＲＴ１７の
片隅、例えば、左下隅に、複数種、例えば、９種の外壁
Ｗの各微小領域を拡大状態で示す表示サンプルＳが表示
される。

【００５０】鑑賞者Ｖが、前記表示サンプルＳを見て、
所望の外壁Ｗを選択すると、それに応じて、前記オペレ
ータＯがキーボード１８又はＣＲＴ１７の画面１７ａ上
等で所定の操作をすることにより、選択された外壁Ｗが
スクリーン８及びＣＲＴ１７の画面１７ａ上に表示され
る。そして、当該外壁Ｗを選択することが決定される
と、オペレータＯが所定の操作を行うことにより前記表
示サンプルＳが消去され、以後、ウォークスルーは当該
選択された外壁Ｗを用いて行われる。

【００５１】カーソルキー１８ａ及びマウス１９の各ボ
タン１９ａ乃至１９ｃを操作することにより前記視点位
置を屋内に移動させると、例えば、図１９に示すよう
に、前記３次元形状データに基いてワークステーション
１５で演算が行われ、該演算により生成されたＣＧ画像
用データに基づいて屋内Ｉの状況がスクリーン８及びＣ
ＲＴ１７上に表示される。図１９は陰影の付与前の状態
を示し、図２０に前記ラジオシティ法による陰影の付与
後のＣＧ画像を示す。図２０においては、ハッチングの
間隔の狭い部分程、暗くなっている。

【００５２】前記視点位置を屋内で、順次、移動又は停
止させることにより、図２１に示す洋室Ｊ、図２２に示
す厨房Ｋ及び図２３に示す浴室Ｙ等の各部屋が、順次、
動画又は静止画として表示される。キーボード１８及び
マウス１９によって前記仮想的な視点位置を移動させる
操作と、前記ＣＧ画像の表示の切換わりとの対応関係に
つき、図９の平面図を参照しながら説明する。例えば、
今、前記視点位置がＰ点、つまり、食堂Ｍ内にあり、視
点が矢印Ｑ方向を向いているものとすると、図示しない
が、画面上には前記厨房Ｋの仕切りＫ１が表示されてい
る。ここで、厨房Ｋの方向に接近するのであれば、マウ
ス１９上の前進用の左ボタン１９ａを押圧すれば良い。
一方、視点の向きを居間Ｎの方向へ転換するのであれ
ば、カーソルキー１８ａで前記カーソルＧを左側に移動
させれば良い。上記ウォークスルー中に生じる任意の静
止画は、プリンタ２１等でカラー印刷でき、この印刷中
にもウォークスルーは継続して行える。

【００５３】屋内の各部屋の床、内壁、壁紙、天井等の
各種表面材は、予め、各々、模様、質感等の異なる複数
種のものに対応するＣＧ画像用データを準備しておき、
前記外壁Ｗと同様の方法により、スクリーン８及びＣＲ
Ｔ１７上で鑑賞者Ｖに所望の表面材を選択させて、選択
された表面材を表示することができる。

【００５４】本発明では、前記スクリーン８上のＣＧ画
像を３次元の立体像として鑑賞するようにしている。こ
れにより、空間の広さ感等が把握し易くなって、実際の
住宅Ｚの内外を歩き回って観察している状態に一層近似
した現実感を得ることができる。立体像を得る方法とし
ては、図１に示すように、例えば、鑑賞者Ｖに、各々開
閉自在の右目用シャッター３６ａと左目用シャッター３
６ｂとを備えた液晶シャッターメガネ３６を着用させる
方法がある。この液晶シャッターメガネ３６を用いて立
体像を得る原理は周知であるが、以下で簡単に説明す
る。

【００５５】図２４に示すように、スクリーン８等の表
示装置には、右目用映像信号Ｒと左目用映像信号Ｌとが
交互に供給される一方、液晶シャッターメガネ３６の右
目用シャッター３６ａを開く右目用シャッター開信号Ｒ
Ｏと、左目用シャッター３６ｂを開く左目用シャッター
開信号ＬＯとが、右目用シャッター３６ａと左目用シャ
ッター３６ｂとに交互に供給される。そして、液晶シャ
ッターメガネ３６を着用した鑑賞者Ｖが、右目と左目で
交互に右目用映像信号Ｒと左目用映像信号Ｌとを視認す
ることにより、ＣＧ画像が立体像として認識される。

【００５６】前記液晶シャッターメガネ３６の代わり
に、例えば、図２５に示す偏光メガネ３７を用いて、立
体像を得ることもできる。ここでは、スクリーン８等の
表示装置の前方に偏光板３８が設けられ、この偏光板３
８に、偏光板制御信号θ_R、θ _Lとが交互に供給され
て、その偏光方向が交互に９０°転換されることによ
り、右目用映像ＲＩと左目用映像ＬＩとが交互に偏光板
３８を透過し、更に、右目用映像ＲＩは偏光メガネ３７
の右目用偏光板３７ａを、左目用映像ＬＩは左目用偏光
板３７ｂを各々透過することにより、前記ＣＧ画像が立
体像として認識される。なお、偏光メガネ３７を用いる
場合、２台のプロジェクタ１１を用い、一方のプロジェ
クタ１１で右目用映像信号を、他方のプロジェクタ１１
で左目用映像信号を各々連続的に投影し、これらを偏光
板３８及び偏光メガネ３７で分離して、各々右目と左目
で視認させることにより、立体像を得ることもできる。

【００５７】更に、立体像を得るために、例えば、図２
６、図２７に示すＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレ
イ）４０を使用することもできる。このＨＭＤ４０は、
鑑賞者Ｖの両目の前方に位置する画像表示部４１と、鑑
賞者Ｖの両耳に当てがわれる２個のヘッドホン４２と、
画像表示部４１及びヘッドホン４２等を連結するフレー
ム４３と、フレーム４３の上部に取り付けられ、鑑賞者
Ｖの頭部の動きを検出する検出センサ４４とを有する本
体４５、ジョイスティック４６及び操作ボタン４７（図
１）等の操作器具を有するコントロールボックス４８、
並びにコントロールボックス４８から本体４５の画像表
示部４１及びヘッドホン４２等に各々信号を送信すると
共に、検出センサ４４の検出信号等をコントロールボッ
クス４８に出力するケーブル４９を備えている。図示し
ないが、コントロールボックス４８は、必要により、前
記ワークステーション１５に接続される。

【００５８】図２８に示すように、画像表示部４１はレ
ンズ等からなる光学系５１と、液晶ディスプレー等から
なる表示部５２とを備え、鑑賞者Ｖの右目と左目に対
し、互いに視差を有するＣＧ画像が表示されることによ
り、図中、Ｔの位置（目からその焦点距離Ｕだけ離れた
位置）に虚像が作り出される。これにより、鑑賞者Ｖに
は、図中、Ｘの位置に目的物が存在するかのような視覚
効果が与えられる。

【００５９】鑑賞者Ｖが前記ＨＭＤ４０を着用し、頭部
を右又は左方向へ旋回させると、前記検出センサ４４に
より、それが検出されて、ＣＧ画像を作成、表示するた
めの前記仮想的な視点の向きが右又は左方向へ旋回する
と共に、ジョイスティック４６等により、前記視点位置
を前進又は後退させることができる。そして、前記視点
の方向転換及び視点位置の移動に伴って、前記ワークス
テーション１５でリアルタイムで演算が行われて、ＣＧ
画像用データが生成されることにより、ＨＭＤ４０でウ
ォークスルーが行われる。

【００６０】なお、上記の説明では、住宅Ｚに関するＣ
Ｇ画像をスクリーン８及びＣＲＴ１７或いはＨＭＤ４０
を用いて表示するものとしたが、表示媒体としては、そ
れ以外にも、図８に示したビデオデッキやテレビジョン
遊戯機等、各種のものを使用できる。又、ワークステー
ション１５において、前記視点位置を移動させるための
操作手段としては、マウス１９以外にもジョイスティッ
ク等、各種のものを使用できる。

【００６１】前記の実施の形態では、表示室１の後方に
別途に投影室７を設けて、スクリーン８の裏側から投影
するようにしたが、投影室７を設けずに、表示室１内に
プロジェクタ１１を配置して、前方から投影するように
しても良い。その場合、スクリーン８としては、銀幕
等、前方からの投影に適したものを使用することができ
る。又、スクリーン８及びプロジェクタ１１の代わり
に、大画面のハイビジョンテレビ等を用いて、表示を行
うようにしても良い。

【００６２】

【発明の効果】本発明に係る建築物に関するＣＧ画像の
作成表示方法は、建築物に関する３次元形状データを予
めＣＡＤシステムにより作成しておき、前記３次元形状
データに対して仮想的な視点位置を設定し、この視点位
置をオペレータの入力操作に応じて前記３次元形状デー
タに対し停止又は所望方向へ移動させ、前記３次元画像
データと前記視点位置とに基づく演算により、前記建築
物を所望位置から見た状態を疑似的に表すＣＧ画像を表
示するためのＣＧ画像用データを生成し、前記視点位置
が停止しているときは、前記ＣＧ画像用データに基づい
て前記建築物に関するＣＧ画像を静止画として表示する
一方、前記視点位置が移動しているときは、前記ＣＧ画
像用データに基づいて前記建築物に関するＣＧ画像を動
画として表示すると共に、鑑賞者が立体化用メガネを着
用することにより前記静止画又は動画を立体像として認
識するようにしたので、オペレータが入力操作によっ
て、前記視点の移動方向、移動速度等を指示することに
より、あたかも鑑賞者自身が前記建築物の外部及び内部
を自由に歩き回りながら観察しているのと同様の感覚
で、建築物の各部を主体的に観察、検討することができ
ると共に、鑑賞者が立体化用メガネを着用することによ
り、前記ＣＧ画像が立体像として認識されるので、奥行
き等も把握でき、より一層の現実感、臨場感が与えられ
て、前記建築物の各部の検討、評価を一層正確に行える
ようになる利点がある。

【００６３】本発明の他の建築物に関するＣＧ画像の作
成表示方法は、建築物に関する３次元形状データを予め
ＣＡＤシステムにより作成しておき、前記３次元形状デ
ータに対して仮想的な視点位置を設定し、この視点位置
をオペレータの入力操作に応じて前記３次元形状データ
に対し停止又は所望方向へ移動させ、前記３次元画像デ
ータと前記視点位置とに基づく演算により、前記建築物
を所望位置から見た状態を疑似的に表すＣＧ画像を表示
するためのＣＧ画像用データを生成し、前記視点位置が
停止しているときは、前記ＣＧ画像用データに基づいて
前記建築物に関するＣＧ画像を立体像の静止画としてヘ
ッドマウントディスプレイに表示する一方、前記視点位
置が移動しているときは、前記ＣＧ画像用データに基づ
いて前記建築物に関するＣＧ画像を立体像の動画として
前記ヘッドマウントディスプレイに表示するようにした
ものであるから、前記建築物の外部及び内部が、前記ヘ
ッドマウントディスプレイにより、立体像の静止画又は
動画として表示され、鑑賞者は充分な現実感、臨場感を
持って前記建築物の各部を検討することができると共
に、ヘッドマウントディスプレイを用いることによっ
て、表示装置の小型化、低価格化を実現できる。

【００６４】本発明の更に他の建築物に関するＣＧ画像
の作成表示方法は、前記建築物が建築予定の仮想の建築
物であるので、未建築の仮想の建築物について作成した
ＣＡＤデータに基づき、該建築物の外部及び内部を該建
築物が実在しているのと同様の感覚で観察、検討するこ
とができ、前記建築予定の建築物について不都合な部分
があれば、事前に修正することにより、一層理想に近い
住まいを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法によりＣＧ画像の表示を行う表示室
を前方から見た状態を示す斜視図。

【図２】前記表示室及び投影室を示す概略水平断面図。

【図３】前記表示室を後方から見た状態を示す斜視図。

【図４】前記表示室内のワークステーションの設置され
たコーナを示す斜視図。

【図５】前記ワークステーションの入出力兼演算装置を
透視状態で示す斜視図。

【図６】前記入出力兼演算装置を示すブロック構成図。

【図７】本発明によるＣＧ画像の作成表示に先立ってＣ
ＡＤシステムで住宅に関する３次元形状データを作成す
る手順を示すフローチャート。

【図８】前記３次元形状データをレンダリングソフトで
読み取り可能な状態にコンバートする手順を示すフロー
チャート。

【図９】前記ＣＡＤシステムで作成された２階建住宅の
１階部分を示す平面図。

【図１０】前記ＣＡＤシステムで作成された２階建住宅
の２階部分を示す平面図。

【図１１】前記ＣＡＤシステムで作成された２階建住宅
の斜視図。

【図１２】前記ＣＡＤシステムで作成された２階建住宅
の北立面図。

【図１３】前記ＣＡＤシステムで作成された２階建住宅
の西立面図

【図１４】自動処理で形状コンバートを行う場合に使用
される素材情報ファイルの作成手順を示す説明図。

【図１５】前記ワークステーションの要部を示す正面
図。

【図１６】本発明方法により住宅を陰影を付してＣＧ画
像として表示した画面を示す正面図。

【図１７】前記住宅の夜間の照明状態を示すＣＧ画像を
表示した画面の部分正面図。

【図１８】前記住宅の外壁を複数種の中から画面上で選
択する状態を示す正面図。

【図１９】前記住宅の屋内をＣＧ画像として表示した画
面を示す正面図。

【図２０】前記住宅の屋内を示すＣＧ画像に陰影を付与
した状態を示す正面図。

【図２１】前記住宅内の洋室をＣＧ画像として表示した
画面を示す部分正面図。

【図２２】前記住宅内のキッチンをＣＧ画像として表示
した画面を示す部分正面図。

【図２３】前記住宅内の浴室をＣＧ画像として表示した
画面を示す部分正面図。

【図２４】液晶シャッターメガネを用いて立体像を得る
原理を示す説明図。

【図２５】偏光メガネを用いて立体像を得る原理を示す
説明図。

【図２６】本発明により使用可能なヘッドマウントディ
スプレイを示す側面図。

【図２７】前記ヘッドマウントディスプレイを示す背面
図。

【図２８】前記ヘッドマウントディスプレイにより立体
像を得る原理を示す説明図。

【符号の説明】

３６液晶シャッターメガネ（立体化用メガネ）４０ヘッドマウントディスプレイＯオペレータＶ鑑賞者Ｚ住宅（建築物）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０６Ｆ 15/62 ３５０Ｖ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】建築物に関する３次元形状データを予め
ＣＡＤシステムにより作成しておき、前記３次元形状デ
ータに対して仮想的な視点位置を設定し、この視点位置
をオペレータの入力操作に応じて前記３次元形状データ
に対し停止又は所望方向へ移動させ、前記３次元画像デ
ータと前記視点位置とに基づく演算により、前記建築物
を所望位置から見た状態を疑似的に表すＣＧ画像を表示
するためのＣＧ画像用データを生成し、前記視点位置が
停止しているときは、前記ＣＧ画像用データに基づいて
前記建築物に関するＣＧ画像を静止画として表示する一
方、前記視点位置が移動しているときは、前記ＣＧ画像
用データに基づいて前記建築物に関するＣＧ画像を動画
として表示すると共に、鑑賞者が立体化用メガネを着用
することにより前記静止画又は動画を立体像として認識
するようにしたことを特徴とする建築物に関するＣＧ画
像の作成表示方法。
【請求項２】建築物に関する３次元形状データを予め
ＣＡＤシステムにより作成しておき、前記３次元形状デ
ータに対して仮想的な視点位置を設定し、この視点位置
をオペレータの入力操作に応じて前記３次元形状データ
に対し停止又は所望方向へ移動させ、前記３次元画像デ
ータと前記視点位置とに基づく演算により、前記建築物
を所望位置から見た状態を疑似的に表すＣＧ画像を表示
するためのＣＧ画像用データを生成し、前記視点位置が
停止しているときは、前記ＣＧ画像用データに基づいて
前記建築物に関するＣＧ画像を立体像の静止画としてヘ
ッドマウントディスプレイに表示する一方、前記視点位
置が移動しているときは、前記ＣＧ画像用データに基づ
いて前記建築物に関するＣＧ画像を立体像の動画として
前記ヘッドマウントディスプレイに表示するようにした
ことを特徴とする建築物に関するＣＧ画像の作成表示方
法。
【請求項３】前記建築物は建築予定の仮想の建築物で
ある請求項１又は２記載の建築物に関するＣＧ画像の作
成表示方法。