KR101957083B1 - 표시 시스템, 데이터 처리 장치 및 표시용 데이터 생성 장치 - Google Patents

Abstract

데이터 처리 장치(1)는, 기기에 의해 작용되는 물질의 시뮬레이션 데이터를 취득하는 취득부(101)와, 취득된 시뮬레이션 데이터를 분할 조건에 따라 복수의 파일로 분할하는 분할부(102)와, 분할된 데이터를 분할 조건의 대응하는 분할 파라미터와 관련지어서 기록하는 기록부(103)를 갖고, 표시용 데이터 생성 장치(2)는 기록부(103)로부터 해당하는 분할 파라미터에 관련지어진 데이터를 판독하는 판독부(202)와, 판독된 데이터로부터 3차원 동화상 데이터를 생성하는 3차원 동화상 데이터 생성부(203)와, 생성된 3차원 동화상 데이터와, 적어도 기기의 3차원 데이터를 사용하여, 표시용 데이터를 생성하는 표시용 데이터 생성부(204)를 갖는다.

Description

표시 시스템, 데이터 처리 장치 및 표시용 데이터 생성 장치

본 발명은 취득 데이터에 대하여 1파일당 데이터양을 삭감하는 데이터 처리 장치와, 데이터 처리 장치에 의해 처리된 데이터를 사용하여 표시용 데이터를 생성하는 표시용 데이터 생성 장치를 구비한 표시 시스템, 데이터 처리 장치 및 표시용 데이터 생성 장치에 관한 것이다.

종래부터, 강재를 압연하는 압연기를 구비한 압연 플랜트에 대하여, 유한 요소법을 사용한 시뮬레이션을 행하고 있다. 그리고, 이 시뮬레이션 결과를 사용하여, 형상 정보 및 위치 정보로부터 강재를 3차원화하고, 온도 및 평탄도 등의 수치의 대소에 따라서 색 구분을 행하여 화면 표시를 행함으로써, 가시화하고 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조). 이에 의해, 요구하는 품질을 얻기 위한 해석 및 검증에 도움될 수 있고, 기존 설비의 메인터넌스를 행할 때, 또는 새롭게 설비를 도입할 때 활용할 수 있다.

일본 특허 공개 제2001-25805호 공보

한편, 최근 들어, 상기 3차원 표시를 보다 시각적으로 알기 쉽게 하여, 회의실에서의 협의에 사용하거나, 전시회 등에 있어서, 기술 해설 및 기술적 노력의 어필, 집객에 활용하거나 하고자 하는 요망이 발생하고 있다. 작금의 전시회에서는, 각사 모두 시각 정보에 의한 선전 및 집객에 힘을 쏟고 있다.

그러나, 특허문헌 1에 개시된 종래의 표현으로는, 동업 기술자에게 있어서 낯익은 시뮬레이션 툴을 전시하고 있는 것처럼 밖에 보이지 않아, 기술적 노력의 어필 및 집객에 대한 효과가 약하다는 과제가 있다.

또한, 종래 구성에서는, 시뮬레이션 데이터로부터 직접 가시화를 가능하게 하는 고성능의 고가인 시뮬레이션용 PC를 사용하고 있다. 한편, 전시회 용도로는, 이러한 고가인 PC를 반입하는 것이 어렵다는 과제가 있다. 또한, 종래 구성에서는, 시뮬레이션의 조작이 번잡하다는 과제도 있다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 범용 PC이더라도, 처리 지연을 억제해서 3차원 표시를 행할 수 있는 표시 시스템, 데이터 처리 장치 및 표시용 데이터 생성 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명에 관한 표시 시스템은, 취득 데이터에 대하여 1파일당 데이터양을 삭감하는 데이터 처리 장치와, 데이터 처리 장치에 의해 처리된 데이터를 사용하여 표시용 데이터를 생성하는 표시용 데이터 생성 장치를 구비하고, 데이터 처리 장치는, 기기에 의해 작용되는 물질의 시뮬레이션 데이터를 취득하는 취득부와, 취득부에 의해 취득된 시뮬레이션 데이터를 분할 조건에 따라 복수의 파일로 분할하는 분할부와, 분할부에 의해 복수의 파일로 분할된 데이터를 분할 조건의 대응하는 분할 파라미터와 관련지어서 기록하는 기록부를 갖고, 표시용 데이터 생성 장치는, 기록부로부터 해당하는 분할 파라미터에 관련지어진 데이터를 판독하는 판독부와, 판독부에 의해 판독된 데이터로부터 3차원 동화상 데이터를 생성하는 3차원 동화상 데이터 생성부와, 3차원 동화상 데이터 생성부에 의해 생성된 3차원 동화상 데이터와, 적어도 기기의 3차원 데이터를 사용하여, 표시용 데이터를 생성하는 표시용 데이터 생성부를 갖는 것이다.

본 발명에 의하면, 상기와 같이 구성했으므로, 범용 PC이더라도 처리 지연을 억제해서 3차원 표시를 행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 표시 시스템의 구성예를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 데이터 처리 장치의 하드웨어 구성예를 도시하는 도면이다.
도 3은 압연 플랜트의 구성예를 도시하는 모식도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 데이터 처리 장치의 동작예를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 표시용 데이터 생성 장치의 동작예를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 표시용 데이터 생성부에 의해 생성된 표시용 데이터의 일례를 나타낸 도면이고, 강재의 압연을 동화상 재생한 것의 일부를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 표시용 데이터 생성부에 의해 생성된 표시용 데이터의 일례를 나타낸 도면이고, 카메라 앵글 선택부를 표시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태 2에 관한 표시 시스템의 구성예를 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태 3에 관한 표시 시스템의 구성예를 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태 4에 관한 표시 시스템의 구성예를 도시하는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

실시 형태 1.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 표시 시스템의 구성예를 도시하는 도면이다.

표시 시스템은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 데이터 처리 장치(1) 및 표시용 데이터 생성 장치(2)를 구비하고 있다.

데이터 처리 장치(1)는 취득 데이터(시뮬레이션 데이터)에 대하여 1파일당 데이터양을 삭감하는 처리를 행하는 것이다. 이 데이터 처리 장치(1)는 도 1에 도시하는 바와 같이, 취득부(101), 분할부(102) 및 기록부(103)를 갖고 있다.

취득부(101)는 외부 장치(시뮬레이션 실행 장치)로부터 시뮬레이션 실행 결과인 시뮬레이션 데이터를 취득하는 것이다. 여기에서는, 취득부(101)는 시뮬레이션 데이터로서, 기기에 의해 작용되는 물질의 시뮬레이션 데이터와, 당해 기기 중 당해 물질을 작용시키는 개소 및 당해 물질에 의해 작용되는 개소의 시뮬레이션 데이터를, 각각 취득하는 것으로 한다. 이들 시뮬레이션 데이터는 각각 하나의 파일로 구성되어 있다.

분할부(102)는, 취득부(101)에 의해 취득된 시뮬레이션 데이터를, 분할 조건에 따라 복수의 파일로 분할하는 것이다. 여기서, 물질의 시뮬레이션 데이터에 대한 분할 조건으로는, 시간에 관한 조건, 기기가 설치된 공간에 관한 조건, 상기 양쪽 조건을 조합한 조건을 들 수 있다.

기록부(103)는, 분할부(102)에 의해 복수의 파일로 분할된 데이터를 분할 조건의 대응하는 분할 파라미터(시각, 위치 등)와 관련지어서 기록하는 것이다.

또한, 데이터 처리 장치(1)를 실현하기 위한 하드웨어 구성은, 예를 들어 도 2에 도시하는 바와 같이, 수신 장치(51), 프로세서(52) 및 메모리(53)를 포함한다.

이 도 2에 있어서, 도 1에 도시하는 취득부(101)는 수신 장치(51)로 실현된다. 또한, 도 1에 도시하는 기록부(103)는 메모리(53)로 실현된다. 또한, 도 1에 도시하는 분할부(102)는, 메모리(53)에 기록된 프로그램을 실행하는 프로세서(52)에 의해 실현된다. 또한, 복수의 프로세서(52) 및 복수의 메모리(53)가 제휴하여 상기 기능을 실행해도 된다.

표시용 데이터 생성 장치(2)는, 데이터 처리 장치(1)에 의해 처리된 데이터를 사용하여 디스플레이(도시하지 않음)에 표시하기 위한 표시용 데이터를 생성하는 것이며, 태블릿 PC, 노트북 PC, 모바일 PC 등의 저렴한 범용 PC에 탑재된다. 이 표시용 데이터 생성 장치(2)는 도 1에 도시하는 바와 같이, 지정 접수부(201), 판독부(202), 3차원 동화상 데이터 생성부(203) 및 표시용 데이터 생성부(204)를 갖고 있다.

지정 접수부(201)는 유저로부터, 판독 대상인 분할 파라미터의 지정을 접수하는 것이다.

판독부(202)는 데이터 처리 장치(1)의 기록부(103)로부터, 지정 접수부(201)에 의해 접수된 분할 파라미터에 관련지어진 데이터를 판독하는 것이다. 또한, 데이터 처리 장치(1)와 표시용 데이터 생성 장치(2) 사이의 통신은, 온라인으로 행해도 되고, 오프라인으로 행해도 된다.

3차원 동화상 데이터 생성부(203)는, 판독부(202)에 의해 판독된 데이터로부터 3차원 동화상 데이터를 생성하는 것이다.

표시용 데이터 생성부(204)는, 3차원 동화상 데이터 생성부(203)에 의해 생성된 3차원 동화상 데이터와, 기기의 3차원 데이터를 사용하여, 표시용 데이터를 생성하는 것이다. 또한, 기기의 3차원 데이터는, 기기로부터 물질을 작용시키는 개소 및 당해 물질에 의해 작용되는 개소를 제외하고 3차원화된 데이터이며, 사전에 작성된다. 또한, 표시용 데이터의 생성에 있어서, 기기의 3차원 데이터에 더하여, 기기 이외의 3차원 데이터도 사용해도 된다.

이어서, 상기와 같이 구성된 표시 시스템의 동작예에 대하여 설명한다. 또한 이하에서는, 강재(12)(물질)를 압연하는 압연기(11)(기기)를 구비한 압연 플랜트에 대한 시뮬레이션 데이터를 사용하는 경우를 예로 들어 설명한다.

이 압연 플랜트에서는, 예를 들어 도 3에 도시하는 바와 같이, 제조 라인 상에 복수의 압연기(11)가 배치되어 있다. 도 3의 예에서는, 7대의 압연기 F1 내지 F7이 배치되어 있다. 또한, 각 압연기(11)에는, 워크롤(111)과 백업 롤(112)이 각각 상하에 배치되어 있다. 이하, 워크롤(111)을 롤(111)이라 표기한다. 도시는 생략하고 있지만, 각 압연기(11)의 상하의 롤(111) 사이의 간극은, 강재(12)의 압연 방향을 향해 좁아지도록 설정되어 있다. 그리고, 이들 압연기(11)의 롤(111) 사이에, 고온으로 가열된 강재(12)를 맞물려 들어가게 해 감으로써, 당해 강재(12)를 서서히 박판 형상으로 성형한다.

이 압연 플랜트에 대한 시뮬레이션에서는, 강재(12)의 시뮬레이션과, 압연기(11)의 강재(12)를 작용하는 개소 및 강재(12)에 의해 작용되는 개소인 롤(111) 부분의 시뮬레이션을 행하고 있다.

강재(12)의 시뮬레이션에서는, 강재(12)의 깊이 방향(압연 방향)에 있어서의 일단으로부터 타단까지를 균등하게 분할한 면(평면)과, 당해 강재(12)를 폭 방향과 높이 방향에서 소정 수량으로 각각 분할한 면(평면이라고 한정하지는 않음) 사이의 교점의 좌표값(폭 방향 x, 높이 방향 y)이 계산된다. 이 좌표값(x, y)은, 상기 교점으로 구성된 격자점의 요소 번호(xNum, yNum, zNum)와 관련지어지고, 시뮬레이션 개시로부터의 경과 시간(초)과 함께, 좌표점으로서 기록된다. 또한, 격자점마다, 온도 및 압연에 의해 발생하는 판 형상을 나타내는 평탄도 등의 파라미터도 계산되고 기록된다. 또한, 강재(12)의 깊이 방향의 시뮬레이션 공간은 균등 분할되어 있기 때문에, 좌표값(z)의 기록은 생략하고 있다.

또한, 압연기(11)의 롤(111) 부분의 시뮬레이션에서는, 롤(111) 사이의 갭(간극 치수), 당해 롤(111)과 강재(12)의 접점에 작용하는 하중 및 장력, 롤(111)에 작용하는 벤더 하중이 계산되어, 시뮬레이션 개시로부터의 경과 시간(초)과 함께 기록된다. 또한, 하중 및 장력은 폭 방향의 분포를 갖는다.

먼저, 데이터 처리 장치(1)의 동작예에 대해서, 도 4를 사용하여 설명한다.

데이터 처리 장치(1)의 동작예에서는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 먼저, 취득부(101)는 외부 장치로부터 시뮬레이션 데이터를 취득한다(스텝 ST401). 여기에서는, 취득부(101)는 강재(12)의 시뮬레이션 데이터와, 압연기(11)의 롤(111) 부분의 시뮬레이션 데이터를, 각각 취득하는 것으로 한다.

여기서, 상기 시뮬레이션 데이터의 데이터양은 매우 방대한 사이즈(수GB 이상)이다. 그로 인해, 이 시뮬레이션 데이터를 그대로 사용하여, 3차원 표시를 행하는 경우, 방대한 데이터를 읽어들이기 가능한 메모리가 필요하다. 또한, 방대한 데이터를 한번에 읽어들이는 것은 처리의 지연으로 이어져, 최악의 경우에는 행업되어 버릴 우려가 있다. 또한, 온라인으로 시뮬레이션 데이터를 취득하는 경우에도, 통신 속도에 따라서는 취득에 장시간을 요한다. 그로 인해, 범용 PC에서의 실현은 어렵다.

또한, 예를 들어 시뮬레이션 개시부터 5초째까지의 시뮬레이션 데이터를 읽어들인 단계에서, 1분 후의 시뮬레이션 결과를 확인하고 싶을 경우, 1분 후의 시뮬레이션 데이터를 읽어들일 때까지 대기할 필요가 있다. 또는, 읽어들이기 처리를 중단하고, 시뮬레이션 데이터 전체 중에서 해당하는 데이터를 검색할 필요가 있다. 따라서, 이러한 경우에도, 처리의 지연으로 이어져, 범용 PC에서의 실현은 어렵다.

그래서, 분할부(102)는 취득부(101)에 의해 취득된 시뮬레이션 데이터를, 분할 조건에 따라 복수의 파일로 분할한다(스텝 ST402). 이하, 강재(12)의 시뮬레이션 데이터와, 압연기(11)의 롤(111) 부분의 시뮬레이션 데이터에 대한 분할 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 강재(12)의 시뮬레이션 데이터의 분할 방법에 대하여 설명한다. 여기에서는, 분할 조건을, 기기가 설치된 공간에 관한 조건이면서도 시간에 관한 조건으로 했을 경우를 나타낸다.

강재(12)의 시뮬레이션 데이터의 분할에서는, 예를 들어 도 3에 도시하는 바와 같이, 압연기(11)(F1 내지 F7)의 설치 공간에 있어서, 롤(111)의 배치 간격으로 분할을 행한다. 또한, 공간으로 분할된 하나의 그룹을 오브젝트라 부른다. 도 3의 예에서는, 강재(12)의 삽입구로부터 압연기 F1의 롤(111) 직전까지를 제0 오브젝트(Object.0)라 하고, 각 압연기 F1 내지 F6의 롤(111) 바로 아래로부터 다음 압연기 F2 내지 F7의 롤(111) 직전까지를 제1 내지 6 오브젝트(Object.1 내지 6)라 하고, 압연기 F7의 롤(111) 바로 아래로부터 예를 들어 6m 앞까지를 제7 오브젝트(Object.7)라 하고, 제7 오브젝트의 종단으로부터 예를 들어 120m 앞까지를 제8 오브젝트(Object.8)라 하고 있다.

분할부(102)에서는, 상기 분할 처리를 행할 때, 강재(12)의 깊이 방향에 대하여 데이터의 판독 간격인 분할 피치(Register Pitch)를 설정한다.

또한, 분할부(102)에서는, 상기 분할 피치를, 오브젝트마다 가변으로 할 수 있다. 구체적으로는, 롤(111)에 의한 영향이 없는 영역인 제0 오브젝트, 제8 오브젝트에서는, 깊이 방향의 분할 피치를 성기게 해, 데이터의 경량화를 도모하고 있다.

또한, 상기 각 오브젝트에 대하여 시뮬레이션 개시로부터의 시각 Δt(초)마다 더 분할을 행한다.

이와 같이, 롤(111)의 배치 간격 및 시뮬레이션 개시로부터의 시각마다 시뮬레이션 데이터를 분할함으로써, 수GB 이상인 시뮬레이션 데이터를, 수백k바이트 정도의 데이터로 분할할 수 있다. 따라서, 1파일당 데이터양을 삭감할 수 있어, 표시용 데이터 생성 장치(2)에서의 처리의 고속화로 이어진다. 또한, 상기 오브젝트에 있어서, 온도 및 평탄도 등의 파라미터를 하나도 보유하지 않는 시간대의 오브젝트는 삭제한다.

또한, 압연 플랜트의 3차원 표시에서는, 가열된 강재(12)를 리얼리티가 있는 화상으로 표현하고자 하는 경우가 있다(도 6 참조). 이러한 표시를 행하기 위해서, 분할부(102)에서는, 각 오브젝트의 데이터에 대하여 격자점의 휘도값에, 온도에 따라서 1을 초과하는 수치를 할당해 두도록 해도 된다. 이에 의해, 표시용 데이터 생성 장치(2)에 있어서의 3차원 표시에 있어서, 리얼리티가 있는 화상을 용이하게 재현하는 것이 가능하게 된다. 그 상세에 대해서는 후술한다.

이어서, 압연기(11)의 롤(111) 부분의 시뮬레이션 데이터의 분할 방법에 대하여 설명한다.

압연기(11)의 롤(111) 부분의 시뮬레이션 데이터의 분할에서는, 데이터 종별마다 분할을 행한다. 즉, 상기 시뮬레이션 데이터를, 롤(111) 사이의 갭, 하중, 장력 및 벤더 하중의 파일로 각각 분할한다.

또한, 상기 데이터 종별마다의 파일에 대하여 압연기(11)마다 더 분할을 행한다(도 3의 예에서는 7개로 분할함).

이어서, 기록부(103)는 분할부(102)에 의해 복수의 파일로 분할된 데이터를 분할 조건의 대응하는 분할 파라미터와 관련지어서 기록한다(스텝 ST403). 즉, 강재(12)의 시뮬레이션 데이터에 관한 분할 파일에는, 시뮬레이션 개시로부터의 시각을 나타내는 연번 숫자, 오브젝트 번호, 깊이 방향의 분할 피치 번호(격자점의 요소 번호), 폭 방향의 분할 번호(격자점의 요소 번호), 높이 방향의 분할 번호(격자점의 요소 번호), 좌표값(x, y), 온도 및 평탄도, 휘도값 등의 파라미터를 나타내는 데이터가 포함되어 있다. 또한, 압연기(11)의 롤(111) 부분의 시뮬레이션 데이터에 관한 분할 파일에는, 데이터 종별, 압연기(11)를 식별하는 기기 번호를 나타내는 데이터와, 각종 데이터(롤(111) 사이의 갭, 하중, 장력 또는 벤더 하중)가 포함되어 있다.

이어서, 표시용 데이터 생성 장치(2)의 동작예에 대해서, 도 5를 사용하여 설명한다.

표시용 데이터 생성 장치(2)의 동작예에서는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 먼저, 지정 접수부(201)는 유저로부터, 읽어들이기 대상인 분할 파라미터의 지정을 접수한다(스텝 ST501). 이때, 유저는, 예를 들어 시뮬레이션 결과를 확인하고 싶은 시간대 등을 지정한다.

이어서, 판독부(202)는 데이터 처리 장치(1)의 기록부(103)로부터, 지정 접수부(201)에 의해 접수된 분할 파라미터에 관련지어진 데이터를 판독한다(스텝 ST502). 여기서, 데이터 처리 장치(1)에서는, 1개의 파일을 포함한 시뮬레이션 데이터를 소정의 분할 조건으로 복수의 파일로 분할하고, 대응하는 분할 파라미터와 관련지어서 기록하고 있다. 그로 인해, 유저에 의해 지정된 분할 파라미터에 대응하는 데이터를, 순시에 판독하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 종래와 같은 장시간의 읽어들이기 처리 및 검색 처리가 불필요하게 되어, 처리의 고속화로 이어진다. 또한, 판독부(202)에 의한 판독 처리는 유저 조작에 의해 일시 정지할 수도 있고, 또한, 유저가 지정한 시간대의 데이터의 읽어들이기가 완료되지 않은 경우에는, 그 시간대의 데이터를 우선하여 읽어들인다.

이어서, 3차원 동화상 데이터 생성부(203)는 판독부(202)에 의해 판독된 데이터로부터 3차원 동화상 데이터를 생성한다(스텝 ST503).

이어서, 표시용 데이터 생성부(204)는 3차원 동화상 데이터 생성부(203)에 의해 생성된 3차원 동화상 데이터와, 적어도 기기의 3차원 데이터를 사용하여, 표시용 데이터를 생성한다(스텝 ST504). 또한, 압연 플랜트의 경우에는, 상기 기기의 3차원 데이터는, 압연기(11)의 하우징 부분의 3차원 데이터이다.

그 후, 디스플레이 상에 표시용 데이터가 표시된다.

이하에, 유저에 의해 지정된 시간대의 데이터를 판독하고, 묘화를 행할 때까지의 처리에 대하여 나타낸다. 여기에서는, 강재(12)의 시뮬레이션 데이터에 관한 분할 파일을 판독하고, 묘화를 행하는 경우를 예로 들어 설명한다. 또한, 표시용 데이터 생성 장치(2)에서는, 데이터 처리 장치(1)의 기록부(103)에 기록된 각 오브젝트의 기록 개시 시각을 사전에 조사해 둔 것으로 한다.

이 경우, 먼저, 판독부(202)는 데이터 처리 장치(1)의 기록부(103)로부터, 유저에 의해 지정된 시간대의 최초의 시각의 데이터를 판독한다. 이때, 판독부(202)는 강재(12)의 깊이 방향에 있어서의 각 분할 피치에서의 좌표값(x, y)을 판독한다. 또한, 깊이 방향의 좌표값(z)은 분할 피치에 대응하는 격자점의 요소 번호(zNum)로부터 산출한다. 또한, 판독부(202)는 온도, 평탄도 및 휘도값도 판독한다. 또한, 판독 대상의 시각이, 오브젝트의 기록 개시 시각을 채우지 않는 경우에는, 당해 오브젝트에 대한 판독 처리는 스킵한다.

이어서, 3차원 동화상 데이터 생성부(203)는, 판독부(202)에 의해 판독된 데이터를 기초로, 폴리곤 생성용 데이터를 작성한다. 이때, 3차원 동화상 데이터 생성부(203)는, 먼저, 판독부(202)에 의해 판독된 데이터로부터, 폴리곤의 수량을 산출하고, 연번의 정점 번호를 작성한다. 그리고, 각 정점 번호에 좌표값(x, y, z)을 할당한다.

이때, 먼저, 강재(12)의 폭 방향의 정방향 단부이면서도 깊이 방향의 가장 앞의 좌표값으로부터 할당을 개시하고, 계속해서, 깊이 방향으로 하나씩 어긋나게 하면서 할당을 실시해 간다. 그리고, 깊이 방향의 종단에 도달한 경우에는, 폭 방향의 부방향으로 하나 어긋나게 하고, 그 후, 상기와 마찬가지로 안쪽 방향으로 어긋나게 하면서 할당을 행한다.

또한, 3차원 동화상 데이터 생성부(203)는 판독부(202)에 의해 판독된 데이터를 기초로, 온도, 평탄도 및 휘도값으로부터, 표시 설정에 맞추어, 색 정보로 변환한 수치를 작성한다.

또한, 폴리곤은, 세개의 정점을 조합하여 하나의 삼각형을 구성하기 때문에, 그 구성하는 정점의 번호를 차례로 기록해 간다. 지정하는 순서는, 삼각형의 정점을 연결하는 순서가 반시계 방향이 되도록, 격자점의 요소 번호를 참조하면서 선택하고, 그 좌표에 대응하는 정점 번호를 기록한다.

또한, 3차원 동화상 데이터 생성부(203)에서는, 동시에, 텍스처 투영용 이차원 전개 좌표값을 작성한다. 이때, 세개의 정점으로 구성되는 삼각형의 하나의 폴리곤과, 그 빗변과 인접하는 폴리곤과 합하여 1세트의 4각형으로서 취급하고, 1변의 길이를 1로 하는 정사각형의 이차원 평면 상에, 최대의 크기가 되도록 전개한다.

그 후, 다음 시각에 대하여, 상기 판독부(202) 및 3차원 동화상 데이터 생성부(203)의 처리를 행한다. 이것을 반복함으로써, 지정된 시간대의 데이터의 판독 및 각종 데이터의 작성을 행할 수 있다.

그 후, 표시용 데이터 생성부(204)는 폴리곤 묘화 처리를 행한다. 또한, 지정한 시간대의 폴리곤 생성용 데이터의 작성이 종료되지 않은 경우에는, 폴리곤 묘화 처리 전에, 당해 데이터의 작성을 실행한다. 한편, 폴리곤 생성용 데이터가 존재하는 경우에는, 그 데이터에 기초하여 폴리곤 묘화 처리를 행한다. 또한, 표시용 데이터 생성부(204)에서는, 강재(12)가 도달하지 않은 오브젝트 공간에 대해서는, 묘화 처리를 실행하지 않는다.

이어서, 표시용 데이터 생성부(204)에 의해 생성되는 표시용 데이터의 일례에 대하여 나타낸다.

도 6은 강재(12)의 압연을 동화상 재생한 것의 일부를 나타낸 것이다. 도 6에서는, 종래부터 존재하는 압연 시뮬레이션의 가시화에 더하여, 고온으로 가열된 강재(12)를 실제로 촬영한 것 같은, 리얼리티가 있는 표현을 하고 있다.

도 6에 도시하는 바와 같은 표현을 종래 수법으로 재현하는 경우에는, 시뮬레이션 데이터로부터 강재(12)의 격자점마다의 열에너지를 계산하고, 이 열에너지로부터 빛에너지를 계산한 다음, 묘화 픽셀로 변환하여 묘화를 행할 필요가 있어, 계산 부하가 높다. 또한, 도 6에 도시하는 바와 같은 애니메이션은, 압연 플랜트의 해석 및 검증 용도에는 이용하지 않는 데이터이다. 그래서, 본 발명에서는, 계산 부하가 낮은 의사적 표현으로 재현을 행하고 있다.

구체적으로는, 데이터 처리 장치(1)에 있어서, 강재(12)의 각 격자점의 휘도값에 대하여, 각각이 갖는 온도에 따라서 1을 초과하는 수치를 할당하고 있다. 그리고, 3차원 동화상 데이터 생성부(203)에 있어서, 3차원 묘화를 행할 때, 휘도값을 강재(12)의 묘화 픽셀에 할당하고, 그 값이 일정 이상(예를 들어 1.1 이상)이면, 당해 묘화 픽셀의 색을 팽창시키는 처리를 행한다. 이러한 처리를 행함으로써, 2차원 처리로 도 6에 도시하는 바와 같은 표시가 가능하게 되어, 계산 부하를 억제할 수 있다. 또한, 묘화 픽셀의 휘도는, 통상, 흑색인 0부터 백색인 1까지의 범위로 표현된다. 따라서, 1을 초과하는 값을 가지는 묘화 픽셀은 의도적으로 지정한 부분이며, 그 이외의 부분(예를 들어 압연기(11)의 흰 부분)이 팽창하여 발광된 외견이 되는 경우는 없다.

또한 종래에는, 고성능 시뮬레이션용 PC를 사용하여, 하나의 오브젝트 공간에 한정해서 3차원 표시를 행하고 있다. 또한, 이러한 한정된 3차원 표시이더라도, 사전 계산에 많은 시간(반일부터 1일 정도)을 요한다. 그에 반해, 본 발명에서는, 저렴한 범용 PC이더라도, 판독하는 데이터의 1파일당 데이터양을 작게 하고 있으므로, 용이하게 도 6에 도시하는 바와 같은 압연 플랜트 전체를 3차원 표시하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에서는, 시뮬레이션 결과의 확인 작업에 특화하여, 시뮬레이션의 실행 장치와는 독립된 형태로 구성하고 있다. 이에 의해, 기능을 한정할 수 있고, 유저에 대하여 용이한 조작성을 제공할 수 있으며, 또한, 표시용 데이터 생성 장치(2)가 탑재되는 범용 PC의 능력을 낮게 억제할 수 있다.

또한, 표시 내용 조작 기능부(301)에 포함되는 부선택 항목은, 각종 기능이 선택된 경우만, 동일하게 하부에 표시하는 것으로 하고 있다. 이에 의해, 유저에게의 직관적인 조작성을 제공할 수 있고, 또한, 목적 기능에 대한 액세스에 수반하는 혼란 방지를 실현하고 있다. 예를 들어 도 7에서는, 표시 내용 조작 기능부(301)의 부선택 항목의 일례인 카메라 앵글 선택부(3011)를 표시한 경우를 나타내고 있다. 이 카메라 앵글 선택부(3011)에 의해 원하는 방향에서 본 3차원 표시를 행할 수 있다. 또한, 유저는, 포인터를 조작함으로써, 고정된 카메라 앵글 이외의 앵글로, 자유자재로 변경할 수도 있다.

또한, 시간 조작 기능부(302)에서는, 시뮬레이션 데이터의 판독이 완료된 시간대의 영역을 착색함으로써, 현재의 판독 처리의 진척 상황을 한눈에 확인할 수 있도록 하고 있다.

이상과 같이, 본 실시 형태 1에 의하면, 시뮬레이션 데이터를 취득하는 취득부(101)와, 취득부(101)에 의해 취득된 시뮬레이션 데이터를 분할 조건에 따라 복수의 파일로 분할하는 분할부(102)와, 분할부(102)에 의해 복수의 파일로 분할된 데이터를 분할 조건의 대응하는 분할 파라미터와 관련지어서 기록하는 기록부(103)를 갖는 데이터 처리 장치(1)와, 기록부(103)로부터 해당하는 분할 파라미터에 관련지어진 데이터를 판독하는 판독부(202)와, 판독부(202)에 의해 판독된 데이터로부터 3차원 동영상 데이터를 생성하는 3차원 동영상 데이터 생성부(203)와, 3차원 동영상 데이터 생성부(203)에 의해 생성된 3차원 동영상 데이터와, 적어도 기기의 3차원 데이터를 이용하여 표시용 데이터를 생성하는 표시용 데이터 생성부(204)를 갖는 표시용 데이터 생성 장치(2)를 구비했으므로, 범용 PC이더라도 처리 지연을 억제하여 3차원 표시를 행할 수 있다. 그 결과, 해석 및 검증용에 사용되어 온 시뮬레이션 데이터를 이용하여, 회의실 또는 전시회 등의 장에 있어서, 기술 해설 및 기술적 노력의 어필, 집객에 활용 가능한 3차원 표시를 실현할 수 있다.

또한 상기에서는, 취득부(101)가, 기기에 의해 작용되는 물질의 시뮬레이션 데이터와, 당해 기기 중 당해 물질을 작용시키는 개소 및 당해 물질에 의해 작용되는 개소의 시뮬레이션 데이터의 양쪽을 취득하는 경우를 나타냈다. 그러나, 이것에 한정하는 것은 아니고, 기기에 의해 작용되는 물질의 시뮬레이션 데이터만을 취득하는 것으로 해도 된다.

실시 형태 2.

도 8은 본 발명의 실시 형태 2에 관한 표시 시스템의 구성예를 도시하는 도면이다. 이 도 8에 도시하는 실시 형태 2에 관한 표시 시스템의 구성예는, 도 1에 도시하는 표시 시스템의 구성예에, 빈 데이터 삭제부(104)를 추가한 것이다. 기타의 구성은 마찬가지이며, 동일한 부호를 부여하고 상이한 부분에 대해서만 설명한다.

빈 데이터 삭제부(104)는, 분할부(102)에 의해 분할된 파일로부터, 빈 데이터를 삭제하는 것이다.

또한 기록부(103)는, 분할부(102)에 의해 복수로 분할되며 또한 빈 데이터 삭제부(104)에 의해 빈 데이터가 삭제된 파일의 데이터를, 분할 파라미터와 관련지어서 기록한다.

예를 들어, 압연기(11)의 롤(111) 부분의 시뮬레이션에 있어서, 강재(12)가 도달하지 않은 부분은 장력 등이 발생하지 않은 부분이며, 통상, 0 등의 빈 데이터가 기록되어 있다. 그러나, 이 빈 데이터는, 3차원 표시에는 불필요하다. 그래서, 이 빈 데이터를 삭제함으로써, 기록부(103)에 기록되는 각 파일의 데이터양을 더욱 삭감할 수 있어, 표시용 데이터 생성 장치(2)에서의 처리의 고속화로 이어지게 할 수 있다.

실시 형태 3.

실시 형태 3에서는, 애니메이션 표시용 데이터와 상세 표시(단면 표시)용 데이터를 나누어서 기록하는 경우를 나타낸다. 도 9는 본 발명의 실시 형태 3에 관한 표시 시스템의 구성예를 도시하는 도면이다. 이 도 9에 나타내는 실시 형태 3에 관한 표시 시스템의 구성예는, 도 1에 도시하는 표시 시스템의 구성예에, 내부 데이터 삭제부(105)를 추가한 것이다. 기타 구성은 마찬가지이며, 동일한 부호를 부여하고 상이한 부분에 대해서만 설명한다.

내부 데이터 삭제부(105)는, 분할부(102)에 의해 분할된 파일로부터, 내부 데이터를 삭제하는 것이다. 여기서, 내부 데이터란, 애니메이션을 표시하는 데 있어서 불필요한 물질 및 기기의 표면 이외의 내부에 관한 시뮬레이션 데이터를 가리킨다.

또한 기록부(103)는 분할부(102)에 의해 복수의 파일로 분할된 데이터에 더하여, 내부 데이터 삭제부(105)에 의해 내부 데이터가 삭제된 파일의 데이터도, 분할 파라미터와 관련지어서 따로따로 기록한다.

물질 및 기기의 외관만을 표시하는 애니메이션 표시에서는, 당해 물질의 내부 및 당해 기기 내부의 시뮬레이션 데이터는 불필요하다. 그래서, 이 내부 데이터를 삭제한다. 또한, 애니메이션 표시용 데이터와, 기타의 상세 표시(강재(12) 및 롤(111) 등의 단면 표시)용 데이터를 나누어서 기록한다. 이에 의해, 애니메이션 표시용 데이터양을 더욱 삭감할 수 있어, 표시용 데이터 생성 장치(2)에서의 처리의 고속화로 이어지게 할 수 있다.

또한 상기에서는, 실시 형태 1에 관한 표시 시스템에 내부 데이터 삭제부(105)를 추가한 경우를 나타냈다. 그러나, 이것에 한정하는 것은 아니고, 실시 형태 2에 관한 표시 시스템에 내부 데이터 삭제부(105)를 추가해도 되며, 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

실시 형태 4.

도 10은 본 발명의 실시 형태 4에 관한 표시 시스템의 구성예를 도시하는 도면이다. 이 도 10에 도시하는 실시 형태 4에 관한 표시 시스템의 구성예는, 도 1에 도시하는 실시 형태 1에 관한 표시 시스템의 구성예에, 제2 분할부(106)를 추가한 것이다. 기타의 구성은 마찬가지이며, 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

제2 분할부(106)는 분할부(102)에 의해 분할된 파일을, 분할 피치마다 다시 복수의 파일로 분할하는 것이다.

또한 기록부(103)는 분할부(102)에 의해 복수로 분할되며 또한 제2 분할부(106)에 의해 분할 피치마다 분할된 파일의 데이터를, 분할 파라미터와 관련지어서 기록한다.

본 발명에서는, 강재(12) 및 롤(111) 등의 단면을 표시하는 것도 가능하게 하고 있다. 이 경우, 단면 이외의 데이터의 판독은 불필요하다. 그래서, 분할 피치마다 파일을 더 세분화한다. 이에 의해, 기록부(103)에 기록되는 1파일당 데이터양을 더욱 삭감할 수 있어, 표시용 데이터 생성 장치(2)에서의 처리의 고속화로 이어지게 할 수 있다.

또한, 이 분할 피치마다 분할한 데이터에 대해서는, 분할부(102)에서 시뮬레이션 개시로부터의 시각 Δt마다 분할은 행하지 않는다. 즉, 분할 피치마다 분할된 파일 내에, 그 지점에 물질이 존재하는 모든 시간의 데이터가 기록된다. 또한, 단면 표시를 행하는 경우에는, 분할 피치마다 분할된 데이터 중 소정의 데이터(예를 들어 롤(111) 바로 아래의 7군데분의 데이터)를 판독한다.

또한 상기에서는, 실시 형태 1에 관한 표시 시스템에 제2 분할부(106)를 추가한 경우를 나타냈다. 그러나, 이것에 한정하는 것은 아니고, 실시 형태 2, 3에 관한 표시 시스템에 제2 분할부(106)를 추가해도 된다.

또한 상기에서는, 강재(12)(물질)를 압연하는 압연기(11)(기기)를 구비한 압연 플랜트에 대한 시뮬레이션 데이터를 사용하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 공조 설비(기기)와, 당해 공조 설비로부터 유출되는 온풍 또는 냉풍인 공기(물질)에 대한 시뮬레이션 데이터를 사용해서 3차원 표시를 행하는 경우에도, 본 발명을 적용 가능하다.

또한, 본원 발명은 그 발명의 범위 내에 있어서, 실시 형태의 임의의 구성 요소의 변형, 혹은 실시 형태의 임의의 구성 요소의 생략이 가능하다.

본 발명에 관한 표시 시스템은, 범용 PC이더라도, 종래 구성에 비하여 처리 지연을 억제해서 3차원 표시를 행할 수 있고, 취득 데이터에 대하여 1파일당 데이터양을 삭감하는 데이터 처리 장치와, 데이터 처리 장치에 의해 처리된 데이터를 사용하여 표시용 데이터를 생성하는 표시용 데이터 생성 장치를 구비한 표시 시스템 등에 사용하기에 적합하다.

1: 데이터 처리 장치
2: 표시용 데이터 생성 장치
11: 압연기
12: 강재
51: 수신 장치
52: 프로세서
53: 메모리
101: 취득부
102: 분할부
103: 기록부
104: 빈 데이터 삭제부
105: 내부 데이터 삭제부
106: 제2 분할부
111: 워크롤
112: 백업 롤
201: 지정 접수부
202: 판독부
203: 3차원 동화상 데이터 생성부
204: 표시용 데이터 생성부

Claims (13)

1. 취득 데이터에 대하여 1파일당 데이터양을 삭감하는 데이터 처리 장치와, 상기 데이터 처리 장치에 의해 처리된 데이터를 사용하여 표시용 데이터를 생성하는 표시용 데이터 생성 장치를 구비하고,
   상기 데이터 처리 장치는,
   기기에 의해 작용되는 물질의 시뮬레이션 데이터를 취득하는 취득부와,
   상기 취득부에 의해 취득된 시뮬레이션 데이터를 분할 조건에 따라 복수의 파일로 분할하는 분할부와,
   상기 분할부에 의해 복수의 파일로 분할된 데이터를 분할 조건의 대응하는 분할 파라미터와 관련지어서 기록하는 기록부를 갖고,
   상기 표시용 데이터 생성 장치는,
   상기 기록부로부터 해당하는 분할 파라미터에 관련지어진 데이터를 판독하는 판독부와,
   상기 판독부에 의해 판독된 데이터로부터 3차원 동화상 데이터를 생성하는 3차원 동화상 데이터 생성부와,
   상기 3차원 동화상 데이터 생성부에 의해 생성된 3차원 동화상 데이터와, 적어도 상기 기기의 3차원 데이터를 사용하여, 상기 표시용 데이터를 생성하는 표시용 데이터 생성부를 갖고,
   상기 데이터 처리 장치는,
   상기 분할부에 의해 분할된 파일로부터, 빈 데이터를 삭제하는 빈 데이터 삭제부를 구비하고,
   상기 기록부는, 상기 분할부에 의해 복수로 분할되며 또한 상기 빈 데이터 삭제부에 의해 빈 데이터가 삭제된 파일의 데이터를, 분할 파라미터와 관련지어서 기록하는 것을 특징으로 하는 표시 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 분할 조건은, 시간에 관한 조건인
   것을 특징으로 하는 표시 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 분할 조건은, 상기 기기가 설치된 공간에 관한 조건인
   것을 특징으로 하는 표시 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 분할 조건은, 시간에 관한 조건과 상기 기기가 설치된 공간에 관한 조건을 조합한 조건인
   것을 특징으로 하는, 표시 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 취득부는, 상기 기기 중의 상기 물질을 작용시키는 개소 및 상기 물질에 의해 작용되는 개소의 시뮬레이션 데이터도 취득하는
   것을 특징으로 하는 표시 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 기기의 3차원 데이터는, 상기 기기로부터 상기 물질을 작용시키는 개소 및 상기 물질에 의해 작용되는 개소를 제외하고 3차원화된 데이터인
   것을 특징으로 하는 표시 시스템.
7. 제1항에 있어서,
   상기 표시용 데이터 생성 장치는,
   상기 분할 파라미터의 지정을 접수하는 지정 접수부를 갖고,
   상기 판독부는, 상기 기록부로부터, 상기 지정 접수부에 의해 접수된 상기 분할 파라미터에 관련지어진 데이터를 판독하는
   것을 특징으로 하는 표시 시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 데이터 처리 장치는,
   상기 분할부에 의해 분할된 파일로부터, 표면 이외의 내부에 관한 내부 데이터를 삭제하는 내부 데이터 삭제부를 구비하고,
   상기 기록부는, 상기 분할부에 의해 복수의 파일로 분할된 데이터에 더하여, 상기 내부 데이터 삭제부에 의해 내부 데이터가 삭제된 파일의 데이터도, 분할 파라미터와 관련지어서 따로따로 기록하는
   것을 특징으로 하는 표시 시스템.
9. 제1항에 있어서,
   상기 데이터 처리 장치는,
   상기 분할부에 의해 분할된 파일을, 분할 피치마다 복수의 파일로 더 분할하는 제2 분할부를 구비하고,
   상기 기록부는, 상기 분할부에 의해 복수로 분할되면서도 상기 제2 분할부에 의해 분할 피치마다 분할된 파일의 데이터를, 분할 파라미터와 관련지어서 기록하는
   것을 특징으로 하는 표시 시스템.
10. 제1항에 있어서,
    상기 물질은 강재이며,
    상기 기기는 상기 강재를 압연하는 압연기인
    것을 특징으로 하는 표시 시스템.
11. 취득 데이터에 대하여 1파일당 데이터양을 삭감하는 데이터 처리 장치이며,
    기기에 의해 작용되는 물질의 시뮬레이션 데이터를 취득하는 취득부와,
    상기 취득부에 의해 취득된 시뮬레이션 데이터를 분할 조건에 따라 복수의 파일로 분할하는 분할부와,
    상기 분할부에 의해 복수의 파일로 분할된 데이터를 분할 조건의 대응하는 분할 파라미터와 관련지어서 기록하는 기록부
    를 갖고,
    상기 데이터 처리 장치는,
    상기 분할부에 의해 분할된 파일로부터, 빈 데이터를 삭제하는 빈 데이터 삭제부를 구비하고,
    상기 기록부는, 상기 분할부에 의해 복수로 분할되며 또한 상기 빈 데이터 삭제부에 의해 빈 데이터가 삭제된 파일의 데이터를, 분할 파라미터와 관련지어서 기록하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 장치.
12. 취득 데이터에 대하여 1파일당 데이터양을 삭감하는 데이터 처리 장치에 의해 처리된 데이터를 사용하여 표시용 데이터를 생성하는 표시용 데이터 생성 장치이며,
    상기 데이터 처리 장치에 의해, 기기에 의해 작용되는 물질의 시뮬레이션 데이터가 취득되고, 당해 시뮬레이션 데이터가 분할 조건에 따라 복수의 파일로 분할되며 또한 빈 데이터가 삭제되고, 분할 조건의 대응하는 분할 파라미터와 관련지어서 기록된 당해 복수의 파일로 분할된 데이터로부터, 해당하는 상기 분할 파라미터에 관련지어진 데이터를 판독하는 판독부와,
    상기 판독부에 의해 판독된 데이터로부터 3차원 동화상 데이터를 생성하는 3차원 동화상 데이터 생성부와,
    상기 3차원 동화상 데이터 생성부에 의해 생성된 3차원 동화상 데이터와, 적어도 상기 기기의 3차원 데이터를 사용하여, 상기 표시용 데이터를 생성하는 표시용 데이터 생성부
    를 갖는 것을 특징으로 하는 표시용 데이터 생성 장치.
13. 삭제

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