JP3370251B2 - ３次元街並配置装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３次元部品を図面
上の仮想都市に配置する３次元街並配置装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、３次元ＣＧオーサリングツールと
呼ばれるツールを用いて３次元形状の仮想都市を作成す
る場合、以下の手続を行うのが通常である。 （１） 外部ファイル（ＶＲＭＬファイル、ＤＸＦファ
イルなど）や部品ライブラリから３次元形状を表示装置
内に取り込む。 （２） （１）で取り込んだ３次元形状を、移動、回
転、拡縮などの操作を行い、所定の位置に配置する。 （３） （１）と（２）を繰り返し、順次３次元形状を
配置する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来は上述した（１）
ないし（３）の手順を繰り返し仮想都市に街並、家、イ
ンテリアなどを順次配置していたため、取り込んだ３次
元形状の表示装置内におけるサイズと表示位置を、その
３次元形状自身が持つサイズと位置と異なることが通常
であり、個々の３次元形状単位でのサイズ変更や配置位
置変更が必要となってしまい、作成する３次元仮想都市
が大きくなるに従い、これら操作に非常に手間のかかる
作業が必要となってしまうという問題があった。

【０００４】本発明は、これらの問題を解決するため、
３次元形状を可視化し、表示装置内のメッシュにドラッ
グ＆ドロップして当該メッシュ内に納まるように自動的
に拡縮および配置などして表示し、３次元形状を仮想都
市に簡易に配置して迅速な作成を可能にすることを目的
としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】図１を参照して課題を解
決するための手段を説明する。図１において、表示手段
４は、作成中の図面を表示したり、３次元部品一覧を表
示したりなどするものである。

【０００６】指示手段５は、３次元部品一覧の中の部品
を指示したり、図面上に表示されるメッシュを指示した
りなどするものである。拡縮手段６は、指示された３次
元部品の定義データとメッシュのサイズに基づき、３次
元部品がメッシュに納まるように３次元部品を拡縮した
りなどするものである。

【０００７】配置手段７は、３次元部品を指示されたメ
ッシュなどにに配置したりするものである。次に、動作
を説明する。

【０００８】表示手段４が作成中の図面を表示および３
次元部品一覧を表示し、指示手段５がこの表示された３
次元部品一覧の中の部品と図面上に表示されたメッシュ
を指示すると、拡縮手段６が指示された３次元部品の定
義データとメッシュのサイズに基づき、３次元部品がメ
ッシュに納まるように３次元部品を拡縮し、配置手段７
が拡縮後の３次元部品を指示されたメッシュに配置して
表示させるようにしている。

【０００９】これらの際に、配置された複数の部品ある
いは外部ファイルから読み込まれた部品を、１つの部品
として３次元部品一覧に追加するようにしている。ま
た、配置手段７が指示された部品を基底平面上に配置し
て表示させるようにしている。

【００１０】また、配置手段７が指示された部品を既に
配置されている部品上に重なるように配置して表示させ
るようにしている。また、作成中の図面を表示および３
次元部品一覧を表示する表示手段４と、３次元部品一覧
の中の部品と図面上に表示されたメッシュを指示する指
示手段５と、指示された３次元部品の定義データとメッ
シュのサイズに基づき、３次元部品がメッシュに納まる
ように３次元部品を拡縮する拡縮手段６と、拡縮後の３
次元部品を指示されたメッシュに配置して表示する配置
手段７との機能を実行するプログラムを記憶媒体に格納
し、販売などするようにしている。

【００１１】従って、３次元形状を可視化し、表示装置
内のメッシュにドラッグ・ドロップしてメッシュ内に納
まるように自動的に拡縮および配置などして表示するこ
とにより、３次元形状を仮想都市に簡易に配置して迅速
に作成することが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、図１から図９を用いて本発
明の実施の形態および動作を順次詳細に説明する。

【００１３】図１は、本発明のシステム構成図を示す。
図１において、計算機１は、外部記憶装置１１からプロ
グラムおよびデータをメモリ３上に格納して各種処理を
行うものであって、ＣＰＵ２およびメモリ３などから構
成されるものである。

【００１４】ＣＰＵ２は、外部記憶装置１１からプログ
ラムおよびデータをメモリ３上に格納して各種処理を実
行するものである。メモリ３は、プログラムやデータを
格納するものであって、ここでは、その格納したプログ
ラムの実行によって各種手段（表示手段４、指示手段
５、拡縮手段５、および配置手段６）として機能させる
ためのものである。

【００１５】表示手段４は、作成中の図面を表示装置８
の画面上に表示したり、３次元部品一覧を表示装置８の
画面上に表示したりなどするものである。指示手段５
は、表示装置８の画面上の３次元部品一覧の中の部品と
図面上に表示されたメッシュを指示したりなどするもの
である。

【００１６】拡縮手段６は、表示装置８の画面上で指示
された３次元部品の定義データとメッシュのサイズに基
づき、３次元部品がメッシュに納まるように３次元部品
を拡縮したりなどするものである。

【００１７】配置手段７は、表示装置８の画面上で３次
元部品を指示されたメッシュなどにに配置したりするも
のである。表示装置８は、画面上に図面、３次元部品一
覧、メッシュなどを表示するものである。

【００１８】入力装置９は、各種入力を行うものであ
る。外部記憶装置１０は、部品ライブラリを格納するも
のである。外部記憶装置１１は、表示手段４、指示手段
５、拡縮手段６、および配置手段７として機能するプロ
グラムやデータを格納するものである。この外部記憶装
置１１に格納されたプログラムやデータは、図示外の記
憶媒体（ＦＤ、ＭＤ、ＣＤ−Ｒなど）に格納して販売な
どするようにしている。

【００１９】次に、図２のフローチャートに示す順序に
従い、図１の構成の動作を詳細に説明する。図２におい
て、Ｓ１は、仮想都市の新規作成・メッシュサイズ決定
を行う。これらは、例えば図５の画面に示すように仮想
都市の新規作成を選択して表示させ、その中央に表示さ
れたウィンドウ上でメッシュサイズとして、ここでは
“Ｃｉｔｙ Ｍｏｄｅ”を選択し、後述する図７に示す
ように当該選択した“ＣｉｔｙＭｏｄｅ（街）”に対応
するメッシュサイズとして“２０”と決定する。尚、
“Ｈｏｕｓｅ Ｍｏｄｅ”を選択すると、メッシュサイ
ズとして“１”と決定する。

【００２０】Ｓ２は、表示装置の仮想都市をクリアす
る。Ｓ１で表示させた図５の仮想都市を作成しようとす
る部分（ウィンドウ）をクリアする。Ｓ３は、メッシュ
配列を表示するか判別する。これは、メッシュ配列を表
示するモードが選択されているか判別する。ＹＥＳの場
合には、Ｓ４でメッシュ配列を表示、例えば後述する図
６に示すように画面上にメッシュ配列を３次元的に表示
し（ここでは、メッシュサイズは、Ｓ１で決定したメッ
シュサイズをそれぞれ持つものである）、Ｓ５に進む。
一方、Ｓ３のＮＯの場合には、Ｓ５に進む。

【００２１】Ｓ５は、部品ライブラリから３次元形状を
ドラッグ＆ドロップする。これは、後述する図６の左側
の３次元部品一覧上からマウスで配置しようとする３次
元形状をドラッグして画面上の所望の位置まで移動させ
た後、ドロップする。

【００２２】Ｓ６は、メッシュ配列が表示されているか
判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ７でドロップされたメ
ッシュ内におさまるように拡縮して表示する（図３を用
いて後述する）。一方、ＮＯの場合には、ドロップ先の
３次元形状に積み重ねて表示する（図４を用いて後述す
る）。

【００２３】Ｓ９は、部品ライブラリへ登録するか判別
する。ＹＥＳの場合（部品ライブライに登録すると指示
された場合）には、部品ライブラリへの登録を行い、Ｓ
１１に進む。一方、ＮＯの場合（部品ライブラリに登録
すると指示されなかった場合）には、Ｓ１１に進む。

【００２４】Ｓ１１は、仮想都市の作成を終了する指示
があったか判別する。ＹＥＳの場合には、終了する。Ｎ
Ｏの場合には、Ｓ１、Ｓ３、あるいはＳ５の該当する手
順に戻り、繰り返す。

【００２５】以上によって、画面上に部品ライブラリか
ら３次元形状一覧を表示してドラッグ＆ドロップされた
ことに対応して、ドロップされたメッシュ内に３次元形
状を拡縮して配置して表示したり、ドロップされた位置
に積み重ねて配置して表示したりすることを繰り返し、
仮想都市を簡易かつ迅速に作成することが可能となる。

【００２６】図３は、本発明の詳細説明フローチャート
（その１）を示す。この図３は、図２のＳ７のメッシュ
内に３次元形状を拡縮して配置するときの詳細フローチ
ャートである。

【００２７】図３において、Ｓ２１は、部品をメッシュ
内にドラッグ＆ドロップする。これは、例えば図６の左
側の３次元形状の部品一覧上から部品をドラッグしてメ
ッシュ上の表示しようとする位置に移動してドロップす
る。

【００２８】Ｓ２２は、部品のＶＲＭＬファイルの読み
出しを行う。これは、Ｓ２１でドラッグ＆ドロップした
部品のＶＲＭＬファイルを、例えば図９の（ｃ）のＶＲ
ＭＬファイルとして外部記憶装置から読み出す。

【００２９】Ｓ２３は、ＶＲＭＬファイル内の３次元形
状のバウンディングボックスを求める。これは、Ｓ２２
で読み出したＶＲＭＬファイル内の３次元形状のバウン
ディングボックスとして、例えば図８の（ａ）に示す３
角形状が部品の３次元形状とした場合、当該部品である
３角形状について内接する矩形の最小値、最大値を図示
のようにすると、当該部品である３角形状のバウンディ
ングボックスとして図８の（ｂ）に示す下記のように求
める。

【００３０】・バウンディングボックス Ｘ（Ｘｍｉｎ、Ｘｍａｘ） Ｙ（Ｙｍｉｎ、Ｙｍａｘ） Ｚ（Ｚｍｉｎ、Ｚｍａｘ） Ｓ２４は、配置基準となる中心点とサイズを求める。こ
れは、Ｓ２３で求めたバウンディングボックスをもと
に、配置基準となる中心点とサイズとして、例えば図８
の（ｃ）に示すように中心点を求める。ここで、図８の
（ｃ）の場合は、ＸＺ平面でメッシュを作成した場合で
あって、中心点の座標は Ｘ＝Ｘｍｉｎ＋（Ｘｍａｘ−Ｘｍｉｎ）／２＝２ Ｙ＝Ｙｍｉｎ ＝０ Ｚ＝Ｚｍｉｎ＋（Ｚｍａｘ−Ｚｍｉｎ）／２＝２ となる（ここで、Ｘｍｉｎ＝Ｙｍｉｎ＝１、Ｘｍａｘ＝
Ｙｍａｘ＝３としたときに右端のような数値となる）。

【００３１】Ｓ２５は、メッシュの中心を求める。これ
は、Ｓ２１で部品をドラッグ＆ドロップしたメッシュの
中心を求める。Ｓ２６は、部品のサイズがメッシュサイ
ズに一致するように拡大／縮小する。これは、既述した
図２のＳ１で決定したメッシュサイズになるように、部
品のサイズを拡縮する。

【００３２】Ｓ２７は、部品の中心点とメッシュの中心
点を合わせる。Ｓ２８は、メッシュ内に表示する。これ
らＳ２７、Ｓ２８により、Ｓ２１でドラッグ＆ドロップ
したメッシュ内に丁度内接するように部品が拡縮されて
表示されることとなる（例えば図６の家のようにメッシ
ュ内に拡縮して丁度納まるように表示されることとな
る）。

【００３３】以上によって、例えば図６の左端の部品
“家”をドラッグして中央のメッシュのうちの家が表示
されている部分に移動させてドロップすると、Ｓ２２な
いしＳ２８の手順によって、図９の（ｃ）の部品のＶＲ
ＭＬファイルを読み出し、このＶＲＭＬファイル中の部
品の形状データからバウンディングボックスを図８の
（ａ）、（ｂ）に示すように求め、これから図８の
（ｃ）に示すように部品の中心位置を求めると共にメッ
シュサイズに一致するように部品の３次元形状の拡縮を
行い、ドロップされたメッシュの中心位置と当該部品の
３次元形状の中心位置とを合わせ、メッシュ内に丁度納
まるように部品の拡縮した後の３次元形状を表示する。
これらにより、仮想都市の作成者は、図６の左端の部品
一覧から所望の部品をドラッグして所望のメッシュ上で
ドロップするという簡単な操作のみで、自動的に選択し
た部品の３次元形状を拡縮してメッシュ内に丁度納まる
ようにして配置し表示することが可能となり、迅速に仮
想都市を画面上で容易に作成できる。

【００３４】図４は、本発明の詳細説明フローチャート
（その２）を示す。この図４は、図２のＳ８のドロップ
先の３次元形状に積み重ねて配置して表示するときの詳
細フローチャートである。

【００３５】図４において、Ｓ３１ないしＳ３４は、図
３のＳ２１ないしＳ２４と同一であるので説明を省略す
る。Ｓ３５は、ドラッグ＆ドロップされた３次元形状の
最上面の中心点を求める。これは、メッシュが画面上に
表示されていないので、部品を３次元形状上にドラッグ
＆ドロップした３次元形状の最上面の中心点を求める。

【００３６】Ｓ３６は、部品の中心点とメッシュの中心
点を合わせる。Ｓ３７は、最上面に重ねて表示する。こ
れらＳ３６、Ｓ３７により、Ｓ３１でドラッグ＆ドロッ
プした３次元形状の最上面の中心点と一致するように部
品の中心点を一致させて表示することとなる。

【００３７】以上によって、画面の左端の部品をドラッ
グして中央に表示されている所望の３次元形状に移動し
てドロップすると、Ｓ３２ないしＳ３７の手順によっ
て、図９の（ｃ）の部品のＶＲＭＬファイルを読み出
し、このＶＲＭＬファイル中の部品の形状データからバ
ウンディングボックスを図８の（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに求め、これから図８の（ｃ）に示すように部品の中
心位置を求め、ドロップされたメッシュの中心位置と当
該部品の３次元形状の中心位置とを合わせ、積み重ねて
表示する。これらにより、仮想都市の作成者は、画面の
左端の部品一覧から所望の部品をドラッグして所望の３
次元形状上でドロップするという簡単な操作のみで、自
動的に選択した部品の中心点をドロップした３次元形状
の最上面の中心点に自動的に一致させて積み重ねて配置
し表示することが可能となり、迅速に仮想都市を画面上
で容易に作成できる。

【００３８】図５は、本発明の画面例（その１）を示
す。図５において、初期設定画面は、モードを設定た
り、背景色を設定（画面は実際の画面とは白黒が反転さ
れている）したりなどするものである。ここでは、モー
ドとして、 ●Ｃｉｔｙ Ｍｏｄｅ ○Ｈｏｕｓｅ Ｍｏｄｅ ○Ｉｎｔｅｒｉａ Ｍｏｄｅ とし、“Ｃｉｔｙ Ｍｏｄｅ”が設定され、メッシュサ
イズが“２０”と設定される（Ｈｏｕｓｅ Ｍｏｄｅの
ときはメッシュサイズ“１”、ＩｎｔｅｒｉａＭｏｄｅ
のときはメッシュサイズは“０．２”と設定される）
（図７参照）。

【００３９】部品一覧は、画面上にドラッグ＆ドロップ
する部品一覧を表示したものである。画面は、部品一覧
から部品をドラッグ＆ドロップして配置し表示する画面
（仮想都市を表示する画面）である。

【００４０】図６は、本発明の画面例（その２）を示
す。図６において、部品一覧は、画面上にドラッグ＆ド
ロップする部品の一覧を表示するものであって、ここで
は、異なる家の部品をそれぞれ（３個）表示したもので
ある。

【００４１】画面は、メッシュを表示してその中に部品
（家）を２つ表示した後の状態を示す。この家の手前に
は３メッシュ分の道路が既にドラッグ＆ドロップされて
配置され表示されている。

【００４２】図７は、本発明のモード・メッシュサイズ
対応関係テーブル例を示す。これは、図５の初期設定画
面上でモード選択したときのメッシュサイズを予め定義
したものであり、図示の下記の通りとなる。

【００４３】 モード メッシュサイズ ・街（Ｃｉｔｙ Ｍｏｄｅ） ２０ ・家（Ｈｏｕｓｅ Ｍｏｄｅ） １ ・インテリア（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｍｏｄｅ） ０．２ 図８は、本発明の説明図（その１）を示す。これは、部
品のサイズ、バウンディングボックス、中心位置につい
て説明したものである。

【００４４】図８の（ａ）は、部品の形状例を示す。こ
こでは、部品がＸＺ平面（Ｙ＝０）にのみあるとした場
合の３次元形状を模式的に表したものであって、 ・Ｘ方向の最小値Ｘｍｉｎ、最大値Ｘｍａｘ ・Ｙ方向の最小値Ｙｍｉｎ、最大値Ｙｍａｘ ・Ｚ方向の最小値Ｚｍｉｎ、最大値Ｚｍａｘ とする。

【００４５】図８の（ｂ）は、バウンディングボックス
を示す。バウンディングボックスは、図８の（ａ）のよ
うに部品の３次元形状を表すと図示の下記のように表せ
る。 Ｘ（Ｘｍｉｎ、Ｘｍａｘ） Ｙ（Ｙｍｉｎ、Ｙｍａｘ） Ｚ（Ｚｍｉｎ、Ｚｍａｘ） 図８の（ｃ）は、中心点（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の例を示す。こ
こで、ＸＺ平面でメッシュ作成した場合（Ｙ＝０の場
合）には、中心点は図示の下記の通りとなる。

【００４６】 Ｘ＝Ｘｍｉｎ＋（Ｘｍａｘ−Ｘｍｉｎ）／２＝２ Ｙ＝Ｙｍｉｎ ＝０ Ｚ＝Ｚｍｉｎ＋（Ｚｍａｘ−Ｚｍｉｎ）／２＝２ ここで、右端の数値は、図８の（ａ）に示すように、 Ｘｍｉｎ＝Ｚｍｉｎ＝１ Ｘｍａｘ＝Ｚｍａｘ＝３ Ｙ＝０ としたときの値である。

【００４７】図９は、本発明のＶＲＭＬデータの説明図
を示す。図９の（ａ）は、ＶＲＭＬデータをツリー構造
で管理する様子を示す。ここで、ルートノードの下位
に、道路データ、家データ１、家データ２などがあり、
ここではグループノード（図９の（ｂ）参照）に対応す
るものである。各道路データには、実際の道路のデータ
（３次元形状のデータ）がある。また、家データ１に
は、屋根、窓、ドアの３つのデータ（３次元形状のデー
タ）から構成される。

【００４８】図９の（ｂ）は、グループノードを示す。
グループノードは、図示のように、 ・属性データ：３次元形状の色や貼り付ける画像データ
の情報 ・座標変換データ：メッシュ位置、メッシュサイズに合
致するような座標変換行列（４×４行列）である。この
座標変換データは、ＶＲＭＬファイルに定義されていな
く、この座標変換行列（４×４行列）により、幾何デー
タはＶＲＭＬファイルに定義されている状態のままで管
理することができる。ここで、座標変換行列（４×４行
列）は、右側に記載した通りである（図８の例の場
合）。

【００４９】 幾何データである３次元座標リストは、ＶＲＭＬファイ
ルに定義されている座標点、球の半径または直方体のサ
イズ等から計算した３次元座標リストである。この３次
元座標リストは、ＶＲＭＬファイルそのままの情報であ
るため、ツリー上部の座標変換データにより、表示装置
上の表示方法が決定されることとなる。

【００５０】図９の（ｃ）は、ＶＲＭＬファイル例を示
す。ＶＲＭＬファイルは、図示の下記の項目から構成さ
れる。 ・グループノード： ・属性データ： ・幾何データ ここで、幾何データは、 １ ０ １ ２ ０ ３ ３ ０ １ であり、既述した図８の（ａ）の３角形の３次元形状の
部品の幾何データである。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
３次元形状を可視化し、表示装置内のメッシュにドラッ
グ・ドロップしてメッシュ内に納まるように自動的に拡
縮および配置したりなどする構成を採用しているため、
３次元形状を仮想都市に簡易に配置して迅速に作成する
ことが可能となる。これにより、 （１） メッシュ配列上の任意のメッシュへ配置しよう
とする部品をドラッグ＆ドロップするという簡単な操作
で、部品をメッシュサイズに拡縮しかつ中心位置を合わ
せて自動的に配置して表示できる。 （２） サイズの異なる部品であっても、メッシュサイ
ズに一致するように自動的に拡縮して配置でき、部品ラ
イブラリに登録する部品サイズが任意でよく、各種サイ
ズの部品を登録する必要がない。 （３） 画面上の仮想都市に既に配置された３次元形状
に配置するときに、ドロップした３次元形状の最上面に
積み重ねるて自動的に配置して表示できる。 （４） 複数の部品をまとめて部品ライブラリに１つの
部品として登録し、これをドラッグ＆ドロップして簡易
に仮想都市に配置し表示できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシステム構成図である。

【図２】本発明の３次元仮想都市作成フローチャートで
ある。

【図３】本発明の詳細説明フローチャート（その１）で
ある。

【図４】本発明の詳細説明フローチャート（その２）で
ある。

【図５】本発明の画面例（その１）である。

【図６】本発明の画面例（その２）である。

【図７】本発明のモード・メッシュサイズ対応関係テー
ブル例である。

【図８】本発明の説明図である。

【図９】本発明のＶＲＭＬデータの説明図である。

【符号の説明】

１：計算機 ２：ＣＰＵ ３：メモリ ４：表示手段 ５：指示手段 ６：拡縮手段 ７：配置手段 ８：表示装置 ９：入力装置 １０、１１：外部記憶装置

フロントページの続き (56)参考文献 ファイティングスタジオ，「Ａ．４. ＥＶＯＬＵＴＩＯＮ Ａ列車で行こう４ 必勝攻略法」，株式会社双葉社，1995 年 ３月10日，ｐ．12，46 ＹＳ−11（山川総司），“３次元地図 を作って上空を飛ぶ：空飛ぶ箱庭エディ タ”，「Ｉ／Ｏ」，株式会社工学社, 1993年 ７月 １日，第18巻，第７号, ｐ．94−103 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 1/00 G06T 11/60 - 17/50 G06F 17/50

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】３次元部品を図面上の仮想都市に配置する
   ３次元街並配置装置において、複数のモードのそれぞれとメッシュサイズとを対応付け
   て管理する対応テーブルと、 上記複数のモードの中から１つのモードを選択するモー
   ド選択手段と 、 作成中の図面とともに選択されたモードに対応するサイ
   ズのメッシュ配列を表示する図面表示手段と、 ３次元部品一覧を表示する一覧表示手段と、３次元部品一覧の中の部品と上記図面上に表示されたメ
   ッシュを指示する処理と、指示された３次元部品の定義
   データに含まれるサイズデータと選択されたモードに対
   応するメッシュサイズとに基づき倍率を決定し、この倍
   率を用いて３次元部品が当該メッシュに納まるように当
   該３次元部品を拡縮する処理と、 拡縮後の３次元部品を
   指示された上記メッシュに配置して表示させる処理とを
   繰り返し行う配置手段とを備えたことを特徴とする３次
   元街並配置装置。
2. 【請求項２】上記配置された複数の部品あるいは外部フ
   ァイルから読み込まれた部品を、１つの部品として上記
   ３次元部品一覧に追加する手段を備えたことを特徴とす
   る請求項１記載の３次元街並配置装置。
3. 【請求項３】上記配置手段が指示された部品を基底平面
   上に配置することを特徴とする請求項１あるいは請求項
   ２記載の３次元街並配置装置。
4. 【請求項４】上記配置手段が指示された部品を既に配置
   されている部品上に重なるように配置することを特徴と
   する請求項１ないし請求項３記載のいずれかの３次元街
   並配置装置。