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JP5085399B2 - 3D model generation system - Google Patents
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Description

本発明は、住宅などの建物の平面図から3Dモデルを生成する際に、3Dモデルの生成をより簡便にし、かつ直感性を損なうことなく高速にレンダリング可能な3Dモデルを生成する3Dモデル生成システムに関する。   The present invention, when generating a 3D model from a plan view of a building such as a house, makes it easier to generate a 3D model and generates a 3D model that can be rendered at high speed without impairing intuition. About.

住宅などの建築物においては通常は平面図や3面図を用いて設計が行われているが、近年のコンピュータ技術の進歩に伴い、3Dモデルを用いて設計や強度計算、表示などをすることが行われている。また3Dモデルはレンダリングすることにより写実的な3D画像を機械的に生成することができ、視覚的かつ直感的にプランを把握することができるため、設計図を読むことになれていない顧客はもちろんのこと、設計担当者が設計段階からプランを検討する際にも有効である。なおレンダリングとは、サーフェス(表面)の反射率やマッピングされたテクスチャ、光源などを計算してデータを画像化することである。   A building such as a house is usually designed using a plan view or a three-sided view. However, as computer technology advances in recent years, a 3D model is used for design, strength calculation, and display. Has been done. In addition, the 3D model can mechanically generate a realistic 3D image by rendering, and the plan can be grasped visually and intuitively. This is also effective when a designer in charge examines a plan from the design stage. Rendering refers to imaging data by calculating the reflectance of the surface (surface), mapped texture, light source, and the like.

さらに3Dモデルを平面的な3D画像(斜視図やパース図)に画像化するに留まらず、三次元構造を有するデータのまま動的に(リアルタイムに)描画することにより、VR画像(ヴァーチャルリアリティ画像)を提供することが行われている。これにより、体験者はあたかも室内を歩き回っているような、いわゆるウォークスルーを実現することができる。   Furthermore, the 3D model is not limited to a planar 3D image (perspective view or perspective view), but is dynamically (in real-time) rendered as data having a three-dimensional structure, thereby obtaining a VR image (virtual reality image). ) Has been done. Thereby, the experience person can realize what is called walk-through as if walking around the room.

VR画像を生成する際には、レンダリングとしてラジオシティ計算を行う場合が多い。ラジオシティ計算はオブジェクトのサーフェスを多数の面に分割し、各面の陰影や色を計算することにより、オブジェクト表面を可視化する。ラジオシティ計算はオブジェクトと光の関係が変わらなければ計算結果が一定となるため、ウォークスルーに際してあらかじめ計算しておくことができる。ただしオブジェクトや光源に変更が生じれば、ラジオシティを再計算する必要が生じる。例えば、ラジオシティ計算を行った後にソファを取り除くと、床面にソファの陰だけが残されてしまう。   When a VR image is generated, radiosity calculation is often performed as rendering. Radiosity calculation visualizes the surface of an object by dividing the surface of the object into a number of faces and calculating the shade and color of each face. In the radiosity calculation, if the relationship between the object and the light does not change, the calculation result is constant, so it can be calculated in advance during the walk-through. However, if the object or light source changes, the radiosity needs to be recalculated. For example, if the sofa is removed after the radiosity calculation, only the shade of the sofa is left on the floor.

従来からも、3Dを用いた住宅プランの提示について、さまざまな提案がなされている。例えば特許文献1(特開2001−283256)には、仮想モデルハウス内に登場させる人物の二次元映像データを取得し、仮想モデルハウスに人物の二次元映像データをテクスチャマッピングの要領で貼り付け、体験者の視線方向が画面に直交するように鉛直軸を回転させてVR画像を立体表示する構成が開示されている。特許文献1によれば、これにより、より高い臨場感を得られるとしている。   Conventionally, various proposals have been made for presentation of a housing plan using 3D. For example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-283256), 2D video data of a person to appear in a virtual model house is acquired, and the 2D video data of the person is pasted into the virtual model house in the manner of texture mapping. A configuration is disclosed in which a VR image is three-dimensionally displayed by rotating the vertical axis so that the gaze direction of the experience person is orthogonal to the screen. According to Patent Document 1, this makes it possible to obtain a higher sense of reality.

また特許文献2(特開2006−040053)には、複数の撮影装置で撮影された室内空間の実映像を取得し、同じ室内空間の仮想モデルを仮想視点から見た仮想映像と取得した実映像とを比較し、実映像中のテクスチャをマッピングさせる仮想モデルの面領域を指定し、形状変換後の実映像中の部分領域を面領域にマッピングする構成が開示されている。特許文献2によれば、これにより仮想空間内にリアリティ性の高い室内空間モデルを簡易に構築することができ、住宅の購入希望者等に対してより現実感を持たせたVR映像を提示することができるとしている。   Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-040053) acquires real images of an indoor space captured by a plurality of imaging devices, and acquires a virtual image obtained by viewing a virtual model of the same indoor space from a virtual viewpoint. , A surface area of the virtual model for mapping the texture in the real video is specified, and a partial area in the real video after shape conversion is mapped to the surface area. According to Patent Document 2, it is possible to easily construct a highly realistic indoor space model in a virtual space, and present a VR video with a more realistic feeling to those who want to purchase a house. You can do that.

特開2001−283256号公報JP 2001-283256 A 特開2006−040053号公報JP 2006-040053 A

上記従来の3Dモデルやレンダリングでは、発達の経緯もあり、より現実味のある精細な画像を生成することを目的としてきた。また建物について3D画像を生成する際には、より臨場感を増し、室内の大きさ(空間の広がり)を視覚的に認識させるために、なるべく現物に近い家具や植物、置物などの付帯物(建築工事にかからないもの)を多数配置することが行われる。このためオペレータは付帯物の選択や配置を行わなければならず、3Dモデルの作成に手間を要する。また、建物本体はおおむね平面的、直線的な構造体であるが、これに比して付帯物は複雑な形状や曲面を有している場合が多く、建物本体よりもむしろ付帯物の方が計算負荷が高くなる傾向にある。   The above-described conventional 3D model and rendering have also been developed, and have been aimed at generating more realistic and detailed images. Also, when generating a 3D image of a building, in order to increase the sense of reality and to visually recognize the size of the room (the spread of the space), it is possible to add furniture, plants, figurines and other incidental items as close as possible to the actual item ( Many things that do not require construction work are placed. For this reason, the operator has to select and arrange the incidental objects, and it takes time to create the 3D model. In addition, the main body of the building is generally a planar and linear structure, but in comparison there are many cases where the accessory has a complicated shape or curved surface, and the incidental rather than the main body of the building. The calculation load tends to increase.

しかし付帯物の精細な画像を生成しようとすれば計算量が膨大となり、計算時間も増加してしまう。従前は計算量に対するコンピュータのCPUの処理能力が圧倒的に不足しており、OpenGL等を用いてグラフィックチップの処理に頼ったり、複数台のPCを接続して分散レンダリングを行ったり、テクスチャマッピングなどによって表面計算を省略したりするなど、様々な高速化が図られてきている。コンピュータの発達によりその処理能力は増進しているものの、それに伴って求められる画質も向上してきているため、未だ求められる画質に対してコンピュータの処理能力が不足している現状は変わらない。   However, if an attempt is made to generate a detailed image of the accessory, the amount of calculation becomes enormous and the calculation time also increases. Conventionally, the processing power of a computer's CPU is overwhelmingly short with respect to the amount of calculation, relying on graphic chip processing using OpenGL, etc., performing distributed rendering by connecting multiple PCs, texture mapping, etc. Various speedups have been attempted, such as omitting surface calculation. Although the processing capability has been improved by the development of computers, the image quality required is improved accordingly, and the current situation where the computer processing capability is still insufficient for the required image quality remains unchanged.

特に住宅のプランを作成するにあたっては、上述したように、レンダリング画像を用いて検討したいという要請がある。このとき設計用の平面図に基づいて3Dモデルを生成し、レンダリングを行う必要がある。レンダリングにどの程の時間を要するかはコンピュータの性能次第であるが、一般的な普及型のコンピュータで40分〜1時間程度を要する。しかしオペレータは顧客の要望や自己の理想を追求するために試行錯誤するため、幾度も平面図に修正を加えては3Dモデルを再生成し、レンダリングをやりなおす必要がある。すると1つの物件を検討するために半日や1日はすぐに経過してしまう。ここでレンダリングが早ければ試行錯誤しやすく、短時間で数多くの間取りを検討することができるため、できる限りのレンダリングの高速化が望まれる。   In particular, when creating a house plan, as described above, there is a demand to study using a rendering image. At this time, it is necessary to generate and render a 3D model based on the plan view for design. How much time is required for rendering depends on the performance of the computer, but it takes about 40 minutes to 1 hour with a general-purpose computer. However, since the operator makes trial and error in order to pursue the customer's request and his / her own ideal, it is necessary to regenerate the 3D model and re-render the rendering after modifying the floor plan several times. Then, half a day or one day passes immediately to consider one property. Here, if rendering is fast, trial and error are likely to occur, and a large number of floor plans can be studied in a short time. Therefore, it is desirable to increase the rendering speed as much as possible.

また、平面図から3D画像やVR画像の生成までを短時間で行うことができれば、顧客にプランを提案する際に、初期段階から3D画像を間に合わせることができる。また修正があればすぐに3D画像に反映させることができる。すると顧客は早期から直感的にプランを検討することができ、またより多くの情報を得ることができる。これにより、設計の進行を円滑に進めることができ、結果として満足度の高い建物を提供することが可能となると考えられる。   Further, if a plan view can be used to generate a 3D image and a VR image in a short time, the 3D image can be made in time from the initial stage when a plan is proposed to the customer. If there is a correction, it can be immediately reflected in the 3D image. Then, the customer can examine the plan intuitively from an early stage, and can obtain more information. As a result, it is considered that the progress of the design can proceed smoothly, and as a result, a highly satisfactory building can be provided.

ここで従来からも、平面図から住宅などの建物の3Dモデルをある程度自動的に生成することは行われている。これは、建物はおおむね矩形の構造物であること、階段や窓などの立体物がある程度規格化されていることから可能となっている。また、平面図内に付帯物の2Dシンボルが配置されていた場合に、3Dモデル中に、対応する付帯物の3Dシンボルを配置することが行われている。これらの自動化によって、平面図から3Dモデルを生成することは飛躍的に省力化が図られている。ここでシンボルとは、図形を独立した図形ファイル(シンボルファイル)として保存しておき、適宜読み出して繰り返し使用するものである。   Heretofore, a 3D model of a building such as a house has been automatically generated to some extent from a plan view. This is possible because buildings are generally rectangular structures and solid objects such as stairs and windows are standardized to some extent. Further, when a 2D symbol of an accessory is arranged in the plan view, a 3D symbol of a corresponding accessory is arranged in the 3D model. With these automations, generating a 3D model from a plan view has dramatically reduced labor. Here, the symbol is a symbol that is saved as an independent graphic file (symbol file), read out appropriately, and used repeatedly.

しかし、2Dシンボルに基づいて3Dシンボルが自動的に配置され、3Dモデルの生成と配置が省力化されたとしても、付帯物のレンダリング負荷が高いことに代わりはない。また平面図では光源が必ずしも記載されていないが、3Dモデルでレンダリングを行う場合には必ず光源が必要である。光源を自動的に配置したとしても、適切でない位置に配置された光源は手動にて修正しなくてはならず、試行錯誤を行うごとに位置修正もやり直さなくてはならない。このため、3Dモデルの修正や調整に時間がかかるという問題がある。   However, even if the 3D symbol is automatically arranged based on the 2D symbol and the generation and arrangement of the 3D model is labor-saving, there is no substitute for the high rendering load of the incidental object. Although the light source is not necessarily described in the plan view, the light source is always necessary when rendering is performed with the 3D model. Even if the light source is automatically arranged, the light source arranged at an inappropriate position must be corrected manually, and the position correction must be performed again every time trial and error is performed. For this reason, there exists a problem that correction and adjustment of 3D model take time.

そこで本発明は、住宅などの建物の平面図から3Dモデルを生成する際に、3Dモデルの生成をより簡便にし、かつ直感性を損なうことなく高速にレンダリング可能な3Dモデルを生成する3Dモデル生成システムを提供することを目的としている。   Therefore, according to the present invention, when generating a 3D model from a plan view of a building such as a house, 3D model generation that makes it easy to generate a 3D model and generates a 3D model that can be rendered at high speed without impairing intuition. The purpose is to provide a system.

発明者らが検討したところ、室内に配置する付帯物は臨場感の向上と室内の大きさ把握のために必要とされているが、住宅プランを検討するに当たっては詳細な付帯物はかえって体験者の観念を固定してしまい、想像力を欠如させてしまうおそれがあることに想達した。すなわち、家具は部屋の大きさを知るために必要であるが、大きさがわかればそれでよく、あまりに具体的だと人間の思考が停止してしまうため、むしろ大雑把な方が想像力を失わないため好ましい。しかし、かといって粗い形状の物体が室内に存在すると見苦しくなってしまうおそれがある。そこで、美観を損なわずに付帯物の存在感を軽減しつつ計算負荷を軽減するため、さらに鋭意検討し、本発明を完成するに到った。   The inventors have examined that incidental items placed in the room are necessary for improving the sense of reality and grasping the size of the room, but when considering a housing plan, the detailed incidental items are rather experienced. I thought that there was a risk of fixing my idea and making my imagination lack. That is, furniture is necessary to know the size of the room, but it is sufficient if the size is known, and if it is too specific, human thinking stops, so rather rough is preferable because it does not lose imagination . However, if a rough object exists in the room, it may become unsightly. Therefore, in order to reduce the calculation load while reducing the presence of the accessory without impairing the aesthetic appearance, the present inventors have completed further studies and completed the present invention.

すなわち本発明にかかる3Dモデル生成システムの代表的な構成は、建物の平面図および該建物の平面図内に配置された付帯物の2Dシンボルを含む2Dデータを取得する2Dデータ取得部と、建物の平面図から建物の3Dモデルを生成する建物立体化部と、付帯物の2Dシンボルと関連付けられた当該付帯物の3Dシンボルをあらかじめ記憶してある記憶部と、建物の平面図内に配置された付帯物の2Dシンボルに基づいて、記憶部を参照して、建物の3Dモデル中に2Dシンボルに対応する3Dシンボルを配置する3Dシンボル配置部と、付帯物の3Dモデルを生成するときの生成パターンを指定する生成パターン指定部とを備え、3Dシンボルは、ポリゴン数の多い詳細な3Dシンボル及び1以上の2次元又は3次元の基本図形であるプリミティブを組み合わせてなり、かつ、サーフェスに半透明となる透過度を設定した簡易な3Dシンボルで構成されており、記憶部には、付帯物の2Dシンボルおよび生成パターンによって、ポリゴン数の多い詳細な3Dシンボル、1以上の2次元又は3次元の基本図形であるプリミティブを組み合わせてなり、かつ、サーフェスに半透明となる透過度を設定して構成された簡略な3Dシンボル、または3Dシンボルなしが一意に決定されるテーブルを記憶し、3Dシンボル配置部は、生成パターン指定部から指定された生成パターンに応じて、記憶部に記憶されたテーブルを参照して、建物の平面図内に配置された特定の付帯物について、詳細な3Dシンボルを建物の3Dモデル中に配置し、簡略な3Dシンボルを建物の3Dモデル中に配置し、または3Dシンボルを配置しないで、建物の3Dモデルを生成することを特徴とする。 That is, a typical configuration of the 3D model generation system according to the present invention includes a 2D data acquisition unit that acquires 2D data including a plan view of a building and 2D symbols of incidental objects arranged in the plan view of the building, A three-dimensional building part that generates a 3D model of the building from the plan view of the building, a storage part that stores the 3D symbol of the accessory associated with the 2D symbol of the accessory in advance, and a plan view of the building Based on the 2D symbol of the accessory , the storage unit is referred to, and a 3D symbol placement unit that places a 3D symbol corresponding to the 2D symbol in the 3D model of the building, and generation when generating the 3D model of the accessory and a generation pattern specifying unit that specifies a pattern, 3D symbol is a polygon having a large number of detailed 3D symbols and one or more two-dimensional or three-dimensional basic figures It combines the primitives, and is composed of a simple 3D symbols set the transmittance to be translucent to the surface, in the storage unit, the 2D symbol and generating patterns of associated object, a polygon having a large number of details 3D symbols, simple 3D symbols composed of a combination of primitives that are one or more two-dimensional or three-dimensional basic figures, and configured to set translucency that is semi-transparent on the surface, or no 3D symbols A table that is uniquely determined is stored, and the 3D symbol placement unit is placed in the plan view of the building with reference to the table stored in the storage unit according to the generation pattern specified by the generation pattern specification unit For specific accessories, place detailed 3D symbols in the 3D model of the building, and place simple 3D symbols in the 3D model of the building. Not place location or 3D symbols, and generates a 3D model of the building.

上記構成によれば、家具や植物、置物などの付帯物の3Dシンボルを、1以上のプリミティブを組み合わせた簡略な図形で構成しつつ、かつ透過度を調節して半透明で表示させることにより、直感性を損なうことなく高速にレンダリング可能となる。なおプリミティブとは基本図形を意味しており、2次元では長方形、3角形、円など、3次元では直方体、球、3角柱、円錐、円柱などである。これにより付帯物の概略の位置と大きさは把握できるため、室内の大きさを把握することができるにもかかわらず、体験者に固定観念を与えてしまうことがなく、必要にして充分な3D画像を得ることができる。なお、付帯物の3Dモデルを半透明にするための手法として、3Dシンボルのサーフェス(表面属性)に透過度を設定する他に、透過テクスチャを貼ることでもよく、他の手法を用いても本発明において差異はない。   According to the above configuration, the 3D symbol of an accessory such as furniture, plant, or figurine is configured with a simple figure combining one or more primitives, and the translucency is adjusted and displayed in a translucent manner. Rendering is possible at high speed without losing intuition. The primitive means a basic figure, such as a rectangle, a triangle, and a circle in two dimensions, and a cuboid, a sphere, a triangle, a cone, and a cylinder in three dimensions. As a result, the approximate position and size of the accessory can be grasped, so that the size of the room can be grasped. An image can be obtained. In addition, as a method for making the 3D model of the accessory semi-transparent, in addition to setting the transparency on the surface (surface attribute) of the 3D symbol, a transparent texture may be pasted, or other methods may be used. There is no difference in the invention.

また、1つの2Dシンボルに対し、目的に応じて生成パターンの異なる複数の3Dシンボルを簡単に一括して使い分けることができる。したがって例えば試行錯誤中には計算負荷の軽い簡略な3Dシンボルを用いて画像を生成し、プランが固まったときには精細な3Dシンボルを用いることができる。 In addition , a plurality of 3D symbols having different generation patterns can be easily and collectively used for one 2D symbol according to the purpose. Therefore, for example, during trial and error, an image can be generated using simple 3D symbols with a light calculation load, and fine 3D symbols can be used when the plan is fixed.

本発明にかかる3Dモデル生成システムによれば、住宅などの建物の平面図から3Dモデルを生成する際に、3Dモデルの生成をより簡便にし、かつ直感性を損なうことなく高速にレンダリング可能な3Dモデルを生成することができる。   According to the 3D model generation system according to the present invention, when generating a 3D model from a plan view of a building such as a house, the 3D model can be generated more easily and can be rendered at high speed without impairing intuition. A model can be generated.

[第1実施形態]
本発明にかかる3Dモデル生成システムの第1実施形態について説明する。なお、以下の実施例に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。
[First Embodiment]
A first embodiment of a 3D model generation system according to the present invention will be described. Note that dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the following examples are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified.

まず本発明にかかる3Dモデル生成システムを含むCADシステムの全体構成について説明し、ついで3Dモデル生成システムについて詳細に説明する。   First, the overall configuration of a CAD system including a 3D model generation system according to the present invention will be described, and then the 3D model generation system will be described in detail.

(CADシステム(全体構成))
図1はCADシステムの全体構成を説明する図である。図に示すCADシステム10は、2DCAD部12、3Dモデル生成システム100、モデリング部14、レンダリング部16、3D画像出力部18、VR画像生成部20、VRデータ出力部22とを備えている。これらの各部および3Dモデル生成システム100は全体として一つのアプリケーションであってもよいし、複数の独立したアプリケーションを組み合わせたシステムであってもよい。したがって各部のアプリケーションを異なるコンピュータで実行してもよい。またデータの授受も内部的に引き渡してもよいし、記録媒体または通信回線を介して引き渡してもよい。
(CAD system (overall configuration))
FIG. 1 is a diagram for explaining the overall configuration of a CAD system. The CAD system 10 shown in the figure includes a 2D CAD unit 12, a 3D model generation system 100, a modeling unit 14, a rendering unit 16, a 3D image output unit 18, a VR image generation unit 20, and a VR data output unit 22. Each of these units and the 3D model generation system 100 may be a single application as a whole, or may be a system in which a plurality of independent applications are combined. Therefore, you may run the application of each part with a different computer. Also, data exchange may be delivered internally or may be delivered via a recording medium or a communication line.

2DCAD部12は、オペレータが建物の平面図や立面図などの設計図を作成するプログラムである。平面図には住宅などの建物の外形図、部品図、部品リスト、および近隣の建物を含む周辺図が含まれる。また平面図には、家具や植物、置物などの付帯物(建築工事にかからないもの)を表す2Dシンボルが含まれる。シンボルとは、図形を独立した図形ファイル(シンボルファイル)として保存しておき、適宜読み出して繰り返し使用するものである。2Dシンボルは、具体例としては、その付帯物の名称と、平面形状から構成される。   The 2D CAD unit 12 is a program in which an operator creates design drawings such as a plan view and an elevation view of a building. The plan view includes an outline view of a building such as a house, a parts view, a parts list, and a peripheral view including neighboring buildings. In addition, the plan view includes 2D symbols representing incidental objects such as furniture, plants, and figurines (those that do not affect building work). A symbol is a graphic that is saved as an independent graphic file (symbol file), read out appropriately, and used repeatedly. As a specific example, the 2D symbol is constituted by the name of the accessory and a planar shape.

2DCAD部12から3Dモデル生成システム100へは、建物の平面図および付帯物の2Dシンボルを含む2Dデータが受け渡される。2DCAD部12としては一般的なCADプログラムを使用することができ、2Dデータとしては、2Dシンボルが識別できることを条件に、汎用データを用いることができる。また2Dデータの中には、建築工事にかかるものであっても、キッチンなどの特定のユニットを識別可能なデータとすることにより、立体化やテクスチャマッピングなどを適切に行うことができるため好適である。   From the 2D CAD unit 12 to the 3D model generation system 100, 2D data including a plan view of the building and a 2D symbol of the accessory is delivered. A general CAD program can be used as the 2D CAD unit 12, and general-purpose data can be used as the 2D data on the condition that 2D symbols can be identified. Also, 2D data is suitable for construction work, even if it is related to construction work, by making it possible to identify a specific unit such as a kitchen so that three-dimensionalization and texture mapping can be performed appropriately. is there.

3Dモデル生成システム100は、2DCAD部12から受け取った2Dデータに基づき、一定の初期値を用いて3Dデータ(3Dモデルおよび3Dシンボル)を自動的に生成する。3Dモデル生成システム100については、後に詳述する。   The 3D model generation system 100 automatically generates 3D data (3D model and 3D symbol) using a predetermined initial value based on the 2D data received from the 2D CAD unit 12. The 3D model generation system 100 will be described in detail later.

モデリング部14は、オペレータが3Dモデル生成システム100から引き渡された3Dデータを調整(作成および修正)するプログラムである。モデリング部14では建物を含む住宅の3D形状(オブジェクト)の作成および修正、オブジェクトのサーフェス(表面)の属性の付加および修正を行うことができる。モデリング部14としては一般的な3DCADプログラム(特にモデラーと呼ばれるモジュール)を使用することができる。モデリング部14からレンダリング部16へは、3Dモデルおよび3Dシンボルを含む3Dデータが受け渡される。   The modeling unit 14 is a program that adjusts (creates and corrects) 3D data delivered from the 3D model generation system 100 by an operator. The modeling unit 14 can create and modify a 3D shape (object) of a house including a building, and add and modify an attribute of a surface (surface) of the object. As the modeling unit 14, a general 3D CAD program (in particular, a module called a modeler) can be used. From the modeling unit 14 to the rendering unit 16, 3D data including a 3D model and a 3D symbol is delivered.

レンダリング部16では、3Dデータに基づいてラジオシティ計算、レイトレーシング、スキャンラインなどの計算を行い、可視化を行う。レンダリング部16としては一般的な3DCADプログラム(特にレンダラーと呼ばれるモジュール)を使用することができる。   The rendering unit 16 performs visualization such as radiosity calculation, ray tracing, and scan line based on the 3D data. As the rendering unit 16, a general 3D CAD program (in particular, a module called a renderer) can be used.

レンダリング部16が可視化した3D画像(斜視図やパース図)は、モニタやプリンタなどの画像出力部18から出力することができる。またレンダリング部16からVR画像生成部20へは、ラジオシティ計算を行った3Dデータが受け渡される。   The 3D image (perspective view or perspective view) visualized by the rendering unit 16 can be output from the image output unit 18 such as a monitor or a printer. Further, 3D data subjected to radiosity calculation is delivered from the rendering unit 16 to the VR image generation unit 20.

VR画像生成部20は、ヴァーチャルリアリティ画像を生成する。ここでいうVR画像とは3Dモデルを平面的な3D画像(斜視図やパース図)に画像化するものではなく、三次元構造を有するデータのまま動的に(リアルタイムに)描画する画像である。視点を変更しつつ動的に描画することにより、体験者はあたかも室内を歩き回っているような、いわゆるウォークスルーを実現することができる。VR画像生成部20からVRデータ出力部22へは、VR画像データが受け渡される。   The VR image generation unit 20 generates a virtual reality image. The VR image here is not an image of a 3D model into a planar 3D image (perspective view or perspective view), but an image that is dynamically (in real time) drawn as data having a three-dimensional structure. . By dynamically drawing while changing the viewpoint, the experience person can realize a so-called walk-through as if walking around the room. The VR image data is transferred from the VR image generation unit 20 to the VR data output unit 22.

VRデータ出力部22は、CDやHDDなどの記録媒体、インターネットやネットワークを介してデータを配信可能なサーバなどである。顧客などの体験者は、所定のフォーマットのVR画像データを再生するプログラムを用いて、ヴァーチャルリアリティ画像を体験することができる。   The VR data output unit 22 is a recording medium such as a CD or an HDD, a server that can distribute data via the Internet or a network, and the like. An experienced person such as a customer can experience a virtual reality image by using a program that reproduces VR image data in a predetermined format.

(3Dモデル生成システム)
次に、3Dモデル生成システム100について説明する。図2はモデル生成システムの構成を説明する図、図3はデータの例を示す図である。
(3D model generation system)
Next, the 3D model generation system 100 will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the model generation system, and FIG. 3 is a diagram illustrating an example of data.

図2に示すように、3Dモデル生成システム100は、2Dデータ取得部102と、建物立体化部104と、記憶部106と、3Dシンボル配置部108と、光源配置部110と、3Dデータ出力部112とを備えている。   As illustrated in FIG. 2, the 3D model generation system 100 includes a 2D data acquisition unit 102, a building stereoscopic unit 104, a storage unit 106, a 3D symbol arrangement unit 108, a light source arrangement unit 110, and a 3D data output unit. 112.

2Dデータ取得部102は、2DCAD部12から2Dデータを取得する。2Dデータは、図3(a)に示すように建物の平面図122および付帯物の2Dシンボル126を含む。図3(a)では2Dシンボル126の例として、ソファの2Dシンボル126a、テーブルの2Dシンボル126bなどが配置されている。一方、キッチン124aや戸棚124bは建築工事によって造作されるものであるため、付帯物ではないものと認識させているが、付帯物の設定の仕方は、これに限られない。例えば、戸棚124bなどは家具と考えて付帯物としてもよい。また平面図122において、各部屋には部屋名128が記載されている。なお、図3(a)は平面図122および2Dシンボル126を視覚化して表現しているが、2Dデータ自体は数値データや文字列データの集合である。   The 2D data acquisition unit 102 acquires 2D data from the 2D CAD unit 12. The 2D data includes a plan view 122 of the building and an accompanying 2D symbol 126 as shown in FIG. In FIG. 3A, as an example of the 2D symbol 126, a 2D symbol 126a of a sofa, a 2D symbol 126b of a table, and the like are arranged. On the other hand, since the kitchen 124a and the cupboard 124b are constructed by construction work, it is recognized that they are not incidental, but the manner of setting the incidental is not limited thereto. For example, the cupboard 124b or the like may be considered as furniture and may be an accessory. In the plan view 122, a room name 128 is described for each room. 3A visualizes and represents the plan view 122 and the 2D symbol 126, the 2D data itself is a set of numerical data and character string data.

建物立体化部104は、2Dデータ取得部102において取得した2Dデータを元に、建物の平面図122から建物の3Dモデルを生成する。図3(b)は建物本体の3Dモデル132を生成した例である。住宅などの建物はおおむね矩形であることから、天井の高さ(例えば240cm)や手すりの高さ(例えば65cm)に一定の初期値を用いることにより、3Dモデル132を自動的に生成することができる。   The three-dimensional building unit 104 generates a 3D model of the building from the floor plan 122 of the building based on the 2D data acquired by the 2D data acquisition unit 102. FIG. 3B shows an example in which a 3D model 132 of a building body is generated. Since buildings such as houses are generally rectangular, the 3D model 132 can be automatically generated by using constant initial values for the height of the ceiling (for example, 240 cm) and the height of the handrail (for example, 65 cm). it can.

また建物立体化部104は、おおよそ平らな面にある複雑な形状をテクスチャマッピングによって表現することにより、計算負荷の軽減を図っている。例えばドアの表面の模様、キッチンのコンロ操作面や五徳部分、フローリングや壁にかけた額縁などである。   In addition, the building three-dimensional unit 104 reduces the calculation load by expressing a complicated shape on a substantially flat surface by texture mapping. For example, door surface patterns, kitchen stove control surfaces and virtues, flooring and frames on walls.

記憶部106には、付帯物の2Dシンボル126と、これに関連付けられた付帯物の3Dシンボル136をあらかじめ記憶している。例えばソファの2Dシンボル126aに対してはソファの3Dシンボル136a、テーブルの2Dシンボル126bに対してはテーブルの3Dシンボル136bを関連付けて記憶している。3Dシンボルは、具体例としては、その付帯物の名称と、3D形状、ポリゴンのサーフェス(表面)の色や透過度、テクスチャなどから構成される。   The storage unit 106 stores an accessory 2D symbol 126 and an associated 3D symbol 136 associated therewith in advance. For example, a sofa 3D symbol 136a is stored in association with the sofa 2D symbol 126a, and a table 3D symbol 136b is stored in association with the table 2D symbol 126b. As a specific example, the 3D symbol includes the name of the accessory, the 3D shape, the color and transparency of the surface (surface) of the polygon, the texture, and the like.

3Dシンボル配置部108は、建物の平面図122内に配置された2Dシンボル126に基づいて、記憶部106を参照して対応する3Dシンボル136を呼び出す。そして、図3(c)に示すように、建物の3Dモデル132中において、2Dシンボル126に対応する位置に対応する3Dシンボル136を配置する。2Dシンボル126が重なっているとき、例えば机の上に花瓶があるときには、下にあるオブジェクトの再上面に上のオブジェクトを配置する。これにより、ほぼ自動的に3Dモデル132中に3Dシンボル136が配置される。   The 3D symbol arrangement unit 108 calls the corresponding 3D symbol 136 with reference to the storage unit 106 based on the 2D symbol 126 arranged in the floor plan 122 of the building. Then, as illustrated in FIG. 3C, the 3D symbol 136 corresponding to the position corresponding to the 2D symbol 126 is arranged in the 3D model 132 of the building. When the 2D symbol 126 overlaps, for example, when there is a vase on the desk, the upper object is placed on the upper surface of the underlying object. Thereby, the 3D symbol 136 is arranged in the 3D model 132 almost automatically.

3Dデータ出力部112は、モデリング部14に対して3Dモデルおよび付帯物の3Dシンボルを含む3Dデータを出力する。なお図3(b)(c)は3Dモデル132を視覚化して表現しているが、3Dデータ自体は数値データや文字列データの集合である。   The 3D data output unit 112 outputs 3D data including a 3D model and an accompanying 3D symbol to the modeling unit 14. FIGS. 3B and 3C visualize the 3D model 132, but the 3D data itself is a collection of numerical data and character string data.

ここで記憶部106に記憶された3Dシンボルは、1以上のプリミティブを組み合わせて構成している。図4は3Dシンボルを説明する図であって、図4(a)はプリミティブを組み合わせた半透明の3Dシンボルの例を示す図、図4(b)は精細な3Dシンボルの例を示す図である。   Here, the 3D symbol stored in the storage unit 106 is configured by combining one or more primitives. 4A and 4B are diagrams illustrating 3D symbols. FIG. 4A illustrates an example of a translucent 3D symbol in which primitives are combined, and FIG. 4B illustrates an example of a fine 3D symbol. is there.

プリミティブとは基本図形を意味しており、直方体、球、3角柱、円錐、円柱などである。できるだけ平面を用いることによってポリゴン数を減らすことができるため、直方体や多角形状で近似し、球や円筒は分割数を少なくする。例えばソファであれば、図4(a)に示すように座面、背もたれ、肘掛けをそれぞれ直方体(プリミティブ)で近似し、これらを組み合わせた極めて簡略な形状とすることができる。これにより図4(b)に示すような曲面を多用した精細な図形に対し、飛躍的にポリゴン数を削減することができる。また例えばテーブルであれば、天板と足をそれぞれ直方体(プリミティブ)で近似し、これらを組み合わせた極めて簡略な形状とすることができる。換言すれば、複雑な形状や曲面を用いることなく付帯物の形状を構成している。   A primitive means a basic figure, such as a rectangular parallelepiped, a sphere, a triangular prism, a cone, or a cylinder. Since the number of polygons can be reduced by using planes as much as possible, approximation is performed with a rectangular parallelepiped or polygonal shape, and the number of divisions is reduced for spheres and cylinders. For example, in the case of a sofa, as shown in FIG. 4A, the seating surface, the backrest, and the armrest can be approximated by a rectangular parallelepiped (primitive) and combined to form a very simple shape. Thereby, the number of polygons can be drastically reduced with respect to a fine figure using many curved surfaces as shown in FIG. Further, for example, in the case of a table, the top plate and the legs can be approximated by rectangular parallelepipeds (primitives) and combined to form a very simple shape. In other words, the shape of the accessory is configured without using a complicated shape or curved surface.

ただし、室内に単純な形状の物体があると、画像を見た者が違和感を覚えるおそれがある。そこで3Dシンボル136においては、サーフェスに半透明となる透過度を設定している。これらのことから、室内の大きさを視覚的かつ直感的に認識できると共に、画像中の付帯物の存在感を軽減し、違和感を軽減することができる。   However, if there is an object with a simple shape in the room, there is a risk that the person who sees the image will feel uncomfortable. Therefore, in the 3D symbol 136, a translucency that is translucent is set on the surface. As a result, the size of the room can be recognized visually and intuitively, the presence of incidental objects in the image can be reduced, and the uncomfortable feeling can be reduced.

図5(a)はプリミティブからなる付帯物を用いた3D画像の例であり、図5(b)は複雑な曲面を有する付帯物を用いた精細な3D画像の例である。図5(b)においては確かに精細な画像が得られているが、付帯物の存在感が大きく、見る者に固定観念を与えてしまうおそれがある。これに対し図5(a)においては、付帯物の概略の位置と大きさは直感的に把握できるため、室内の大きさを把握することができるにもかかわらず、体験者に固定観念を与えてしまうことがなく、必要にして充分な3D画像を得ることができる。   FIG. 5A is an example of a 3D image using an accessory made of primitives, and FIG. 5B is an example of a fine 3D image using an accessory having a complicated curved surface. Although a fine image is certainly obtained in FIG. 5B, the presence of the accessory is large, and there is a possibility of giving a fixed idea to the viewer. On the other hand, in FIG. 5 (a), the approximate position and size of the accessory can be grasped intuitively, so that the experience person is given a fixed idea even though the size of the room can be grasped. Therefore, a sufficient 3D image can be obtained if necessary.

さらに発明者らが実際に演算を行ったところ、図5(b)の画像を計算するためには一般的な普及型のコンピュータで40分〜1時間程度の作業時間を要したのに対し、図5(a)の画像を得るためには約8分の作業時間で完了した。これはソファや植木などの複雑な形状の付帯物に対し、プリミティブはポリゴン数を飛躍的に削減できるため、高速にレンダリングを行うことが可能となったものである。   Furthermore, when the inventors actually performed the calculation, it took about 40 minutes to 1 hour for a general popular computer to calculate the image in FIG. In order to obtain the image of FIG. 5A, the work time was about 8 minutes. This is because primitives can dramatically reduce the number of polygons for ancillary accessories such as sofas and planted trees, so that rendering can be performed at high speed.

すなわち、家具や植物、置物などの付帯物の3Dシンボル136を、1以上のプリミティブを組み合わせた簡略な図形で構成しつつ、かつ透過度を調整して半透明で表示させることにより、直感性を損なうことなく高速にレンダリング可能となった。   In other words, the 3D symbol 136 of an accessory such as furniture, plant, or figurine is composed of a simple figure combining one or more primitives, and the translucency is adjusted and displayed in a semi-transparent manner, thereby improving intuition. It became possible to render at high speed without loss.

また図示はしないが、3Dシンボル配置部108は、近隣の住宅についても、3Dシンボルを配置する。すなわち近隣の住宅は平面図から3Dモデルを生成するものではなく、記憶部106に格納された3Dシンボルであって、1以上のプリミティブを組み合わせてなり、かつ、サーフェスに半透明となる透過度を設定して構成した3Dシンボルを配置する。近隣の住宅を精細に表示すると、レンダリングするポリゴン数が飛躍的に増大して、計算時間が増加してしまう。一方、対象物件の窓の外に、あるいは対象物件の外観図に隣接して単純な形状の物体の塊があると、画像を見た者が違和感を覚えるおそれがある。そこで近隣の住宅を表す3Dシンボルにおいても、付帯物の3Dシンボル136と同様に、サーフェスに半透明となる透過度を設定している。これにより画像中の付帯物の存在感を軽減し、違和感を軽減させることができる。   Although not shown, the 3D symbol arrangement unit 108 arranges 3D symbols for neighboring houses. That is, a neighboring house does not generate a 3D model from a plan view, but is a 3D symbol stored in the storage unit 106, which is a combination of one or more primitives, and has a transparency that is translucent on the surface. 3D symbols configured and configured are arranged. If the neighboring houses are displayed in detail, the number of polygons to be rendered increases dramatically and the calculation time increases. On the other hand, if there is a lump of objects having a simple shape outside the window of the target property or adjacent to the external view of the target property, the person who viewed the image may feel uncomfortable. Therefore, in the 3D symbol representing a neighboring house, the translucency that is translucent is set on the surface as in the 3D symbol 136 of the accessory. As a result, the presence of the accessory in the image can be reduced, and the uncomfortable feeling can be reduced.

光源配置部110は、2Dデータ中に照明の2Dシンボルがない場合であっても、建物立体化部104が生成した3Dモデル132中の各部屋に光源を配置する。図6は光源の自動配置について説明する図であって、図6(a)は3Dモデルの平面図、図6(b)は3Dモデルの側面図である。   The light source placement unit 110 places a light source in each room in the 3D model 132 generated by the building three-dimensionalization unit 104 even when there is no 2D symbol of illumination in the 2D data. 6A and 6B are diagrams for explaining automatic arrangement of light sources, in which FIG. 6A is a plan view of a 3D model, and FIG. 6B is a side view of the 3D model.

3Dモデルをレンダリングする際に、部屋内に光源がなければ、その部屋は暗闇となってしまうため、全ての部屋に光源を配置する必要がある。また室内に明るすぎる場所や暗すぎる場所を作らないために、オペレータは光源の設置位置や強さの設定にかなりの時間を要していた。また、平面図を修正して3Dモデルを再生成する際には、せっかく行った光源の設定が消えてしまうために、毎回設定し直さなくてはならなかった。   When rendering a 3D model, if there is no light source in the room, the room will be dark, so it is necessary to place the light source in all rooms. Also, in order not to create a place that is too bright or too dark in the room, the operator has required a considerable amount of time to set the position and intensity of the light source. Further, when the 3D model is regenerated by correcting the plan view, the settings of the light source that have been made are lost, so it has to be reset every time.

そこで光源配置部110は、全ての室内空間に光源を配置する。ここで、2Dデータ中に照明器具の2Dシンボルがある場合には、これに基づいて光源を配置することができる。すなわち、光源を自動生成するのは照明機器の位置が決定していない場合(間取り決定前の建物を購入する顧客等へのプレゼンテーションをする段階)である。したがって自動的に配置する光源138は、ある程度確からしい位置にあればよく、まだ必ずしもプランとして最善の位置にある必要はない(プラン作成が進めば、間取りが固まり、平面図122の照明機器の配置計画も決定されるので、これに基づいてパース図を作成することになるため)。   Therefore, the light source placement unit 110 places light sources in all indoor spaces. Here, when there is a 2D symbol of a lighting fixture in 2D data, a light source can be arranged based on this. That is, the light source is automatically generated when the position of the lighting device has not been determined (a stage of giving a presentation to a customer who purchases the building before the floor plan is determined). Therefore, the light source 138 to be automatically arranged is only required to be in a certainly certain position, and is not necessarily in the best position as a plan (if the plan creation is advanced, the floor plan is fixed, and the arrangement of the lighting devices in the plan view 122 is arranged. Since the plan is also decided, we will create a perspective diagram based on this).

光源配置部110は、図6に示すように、居間食堂122aおよび洋室122bのようにほぼ長方形の部屋においては、光源138を部屋の平面方向中央かつ天井から所定距離の位置に配置する。平面方向中央とは、例えば平面図形における各部屋(外壁、間仕切壁等に囲まれた領域)の図心とすることができる。天井から所定距離とは、適宜設定することができるが、例えば天井から50cm程度としたり、部屋の高さの半分とすることができる。光源138の位置を部屋の平面方向中央かつ部屋の高さの半分とするとき、すなわち3次元座標上における部屋の空間領域の中点に設定することができる。   As shown in FIG. 6, the light source arrangement unit 110 arranges the light source 138 at a predetermined distance from the center in the plane direction of the room in a substantially rectangular room such as the living room cafeteria 122 a and the western room 122 b. The center in the plane direction can be, for example, the centroid of each room (a region surrounded by an outer wall, a partition wall, etc.) in a plane figure. The predetermined distance from the ceiling can be set as appropriate. For example, the predetermined distance can be about 50 cm from the ceiling or half the height of the room. When the position of the light source 138 is set to the center in the plane direction of the room and half the height of the room, that is, it can be set to the midpoint of the space area of the room on the three-dimensional coordinates.

また廊下122cのように屈曲した室内空間においては、図心が室内空間から外れてしまう場合がある。ここで言う廊下122cの図心は、廊下122cの領域の最外周線により仮想の矩形を作り、その仮想の矩形の対角線を結んだ交点となる位置である。このような場合は、光源138の平面方向の位置を建物の平面図122(図3(a)参照)における部屋名128の画面表示位置に合わせることができる。   Further, in a bent indoor space such as the hallway 122c, the centroid may be out of the indoor space. The centroid of the corridor 122c referred to here is a position that is an intersection of a virtual rectangle formed by the outermost peripheral line of the area of the corridor 122c and connecting diagonal lines of the virtual rectangle. In such a case, the position of the light source 138 in the plane direction can be matched with the screen display position of the room name 128 in the plan view 122 of the building (see FIG. 3A).

すなわち、建物の平面図122において、各部屋には部屋名の文字等が必ず部屋領域内のいずれかの位置に配置され、コンピュータ(CAD)の表示手段により画面に表示され、印刷手段によりプリンタから紙に印刷されるものであるが、特に曲がった廊下122cのように図心が部屋(実際の廊下122cの領域)内にない場合であっても、マウスなどの入力手段により表示位置を移動して部屋名128を部屋の中(部屋領域内)に配置することができる。そこで、この部屋名128の位置に光源138を配置することにより確実に光源138を部屋の領域内に配置することができるのである。   That is, in the plan view 122 of the building, the characters of the room name are always arranged at any position in the room area in each room, displayed on the screen by the display means of the computer (CAD), and from the printer by the printing means. Although it is printed on paper, the display position is moved by an input means such as a mouse even when the centroid is not in the room (the area of the actual corridor 122c), particularly in a curved corridor 122c. Thus, the room name 128 can be arranged in the room (in the room area). Therefore, by arranging the light source 138 at the position of the room name 128, the light source 138 can be surely arranged in the region of the room.

なお、部屋の平面方向中央が部屋領域内から外れてしまうか否かについては、光源配置部110が判定する。   Note that the light source arrangement unit 110 determines whether or not the center of the room in the plane direction is out of the room area.

上記例では、より好ましい例として光源138の配置を、部屋領域が単純な矩形である場合は図心に合わせて配置し、部屋領域が単純な矩形でない場合は部屋名の画面表示位置に合わせて配置するようにしたが、本実施形態はこれに限られることなく、例えば部屋が矩形かどうかに関わらず、その部屋への光源138の配置をすべて部屋名の表示位置に合わせて自動配置するようにしてもよい。さらに、部屋名128の表示位置に光源138を配置することに代えて、図心から最も近い部屋領域内の画面のグリッドの交点に光源138を配置してもよい(グリッドとは、コンピュータ(CAD)画面上に表示されるものであり、設計モジュール寸法の最小単位で平面図上の縦横方向(X方向・Y方向)に設定されたモジュール線同士の交点であり、設計モジュールを基準に寸法計画がなされる建物の外壁や間仕切り壁は、グリッド交点を基準にして入力されて配置される。)。   In the above example, as a more preferable example, the light source 138 is arranged according to the centroid when the room area is a simple rectangle, and according to the screen display position of the room name when the room area is not a simple rectangle. However, the present embodiment is not limited to this. For example, regardless of whether the room is rectangular or not, all the light sources 138 are automatically arranged in the room according to the display position of the room name. It may be. Furthermore, instead of arranging the light source 138 at the display position of the room name 128, the light source 138 may be arranged at the intersection of the grids of the screen in the room area closest to the centroid (the grid is a computer (CAD)). It is displayed on the screen and is the intersection of module lines set in the vertical and horizontal directions (X direction and Y direction) on the plan view in the smallest unit of design module dimensions. The outer wall and partition wall of the building to be made are input and arranged based on the grid intersection.)

これらのことにより、各部屋の中に確実に光源を配置することができ、オペレータが光源を配置する手間を著しく軽減することができる。したがって平面図から3Dモデルを生成する際の作業の高速化を図ることができる。   By these things, a light source can be reliably arrange | positioned in each room, and the effort which an operator arrange | positions a light source can be reduced significantly. Therefore, it is possible to increase the speed of work when generating the 3D model from the plan view.

また光源配置部110は、建物立体化部104が生成した3Dモデル132中の各部屋に光源138を配置する際に、光源138の強さを部屋の容積または部屋名に基づいて設定する。光源138を配置する際に、全ての部屋において同じ明るさの光源138を配置すると、部屋の大きさによって明るさがまちまちとなってしまうおそれがある。そこで、部屋の容積(大きさ)に基づいて光源の強さを設定することにより、各部屋を適切な明るさとすることができる。また3Dモデルを生成する際に天井の高さを一定に仮設定する場合には、部屋の容積は面積に比例するために、容積に代えて面積に基づいて光源の強さを設定しても同様の効果を得ることができる。光源の強さは、例えば部屋の容積に基づいて3段階程度に設定することができる。   The light source placement unit 110 sets the intensity of the light source 138 based on the volume of the room or the room name when the light source 138 is placed in each room in the 3D model 132 generated by the building three-dimensionalization unit 104. If the light source 138 having the same brightness is disposed in all the rooms when the light source 138 is disposed, the brightness may vary depending on the size of the room. Therefore, by setting the intensity of the light source based on the volume (size) of the room, each room can be set to appropriate brightness. In addition, when the ceiling height is temporarily set when generating the 3D model, since the volume of the room is proportional to the area, the intensity of the light source can be set based on the area instead of the volume. Similar effects can be obtained. The intensity of the light source can be set to about three levels based on the volume of the room, for example.

また住宅においてはおおむね部屋名が部屋の大きさを表すことから、部屋名を用いて光源の強さを設定することでも、同様に各部屋を適切な明るさとすることができる。この場合において、部屋名と光源の強さの対応は、簡単なテーブルを用いることによって関連づけることができる。   In a house, since the room name generally indicates the size of the room, each room can be similarly set to an appropriate brightness by setting the intensity of the light source using the room name. In this case, the correspondence between the room name and the intensity of the light source can be related by using a simple table.

(CADシステムの動作)
次に、図1を用いて説明したCADシステムの全体の流れについて説明する。図7はCADシステムの動作を説明するフローチャートである。
(Operation of CAD system)
Next, the overall flow of the CAD system described with reference to FIG. 1 will be described. FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the CAD system.

図7に示すように、まず2DCAD部12を用いて平面図を作成する(S102)。このとき、平面図に2Dシンボル126も配置する。3Dモデル生成システム100の2Dデータ取得部102が2Dデータを取得すると(S104)、建物立体化部104が建物の平面図を立体化して3Dモデルを生成する(S106)。3Dシンボル配置部108は、平面図内に配置された2Dシンボルに基づいて記憶部106を参照し、3Dモデル132中に3Dシンボル136を配置する(S108)。   As shown in FIG. 7, a plan view is first created using the 2D CAD unit 12 (S102). At this time, the 2D symbol 126 is also arranged on the plan view. When the 2D data acquisition unit 102 of the 3D model generation system 100 acquires 2D data (S104), the building three-dimensionalization unit 104 generates a 3D model by three-dimensionalizing the floor plan of the building (S106). The 3D symbol arrangement unit 108 refers to the storage unit 106 based on the 2D symbols arranged in the plan view, and arranges the 3D symbol 136 in the 3D model 132 (S108).

次に光源配置部110は、平面図内の照明の2Dシンボルに基づいて光源を配置する(S110)。部屋内に照明の2Dシンボルがない場合には、または各部屋の形状に基づいて、部屋の平面方向中央を取得する(S112)。そして平面方向中央が室内空間内にあるか否かを判定する(S114)。室内にある場合にはそのまま平面方向中央に光源を配置する(S116)。室内にない場合には、平面図における部屋名の位置に光源を配置する(S118)。   Next, the light source arrangement unit 110 arranges light sources based on the 2D symbols of illumination in the plan view (S110). If there is no 2D symbol of illumination in the room, or based on the shape of each room, the center of the room in the plane direction is acquired (S112). Then, it is determined whether or not the center in the plane direction is in the indoor space (S114). If it is in the room, the light source is arranged at the center in the plane direction as it is (S116). If it is not in the room, a light source is placed at the position of the room name in the plan view (S118).

3Dモデル生成システム100の3Dデータ出力部112からモデリング部14へと3Dデータが受け渡されると、モデリング部14においてオペレータは3Dデータの調整を行い(S120)、レンダリング部16において可視化して出力し(S122)、またはVR画像生成部20においてVR画像を生成する(S124)。   When the 3D data is transferred from the 3D data output unit 112 of the 3D model generation system 100 to the modeling unit 14, the operator adjusts the 3D data in the modeling unit 14 (S120), and is visualized and output in the rendering unit 16. (S122) or the VR image generation unit 20 generates a VR image (S124).

上記説明した如く、本発明にかかる3Dモデル生成システムによれば、住宅などの建物の平面図から3Dモデルを生成する際に、3Dモデルの生成をより簡便にし、かつ直感性を損なうことなく高速にレンダリング可能な3Dモデルを生成することができる。したがって3D画像(斜視図やパース図)を作成するために必要な3Dモデルの作成時間と、VR画像を作成するために必要なレンダリング時間の大幅な削減が可能である。これにより短時間に幾度も試行錯誤することが可能となり、また顧客に建築パースやVR画像を設計初期から提示したり、設計変更ごとに提示したりすることが可能となった。   As described above, according to the 3D model generation system according to the present invention, when generating a 3D model from a plan view of a building such as a house, the generation of the 3D model is simplified, and high speed can be achieved without impairing intuition. A 3D model that can be rendered is generated. Therefore, it is possible to greatly reduce the time required to create a 3D model required to create a 3D image (perspective view or perspective view) and the rendering time required to create a VR image. As a result, trial and error can be repeated several times in a short time, and the architectural perspective and VR image can be presented to the customer from the initial stage of the design or each time the design is changed.

[第2実施形態]
本発明にかかる3Dモデル生成システムの第2実施形態について説明する。上記第1実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the 3D model generation system according to the present invention will be described. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

上記第1実施形態においては、2Dシンボルは対応する3Dシンボルに単に置き換えるものであった。これに対し本実施形態は、2Dシンボルに対して複数の3Dシンボルを関連付けたものである。   In the first embodiment, 2D symbols are simply replaced with corresponding 3D symbols. In contrast, in the present embodiment, a plurality of 3D symbols are associated with 2D symbols.

図8は第2実施形態にかかるモデル生成システムの構成を説明する図である。図8(a)に示すように、3Dモデル生成システム100には、生成する3Dデータの生成パターンを指定する生成パターン指定部114を備えている。生成パターンの指定は3Dモデル生成システム100の動作条件としてオペレータの操作により指定してもよいし、2Dデータまたは個々の2Dシンボルに生成パターンを指定するフラグを含ませてもよい。   FIG. 8 is a diagram for explaining the configuration of the model generation system according to the second embodiment. As illustrated in FIG. 8A, the 3D model generation system 100 includes a generation pattern specifying unit 114 that specifies a generation pattern of 3D data to be generated. The generation pattern may be specified by an operator's operation as an operation condition of the 3D model generation system 100, or a flag for specifying the generation pattern may be included in 2D data or individual 2D symbols.

また本実施形態において記憶部116には、2Dシンボル126および生成パターンによって、ポリゴン数の多い詳細な3Dシンボル、1以上のプリミティブを組み合わせた簡略な3Dシンボル、もしくは3Dシンボルなしが一意に決定されるテーブル118を記憶している。図8(b)はテーブル118の構成の例を示す図である。図において2DシンボルとしてA2〜D2、生成パターンとして高精細、中精細、低精細が定義づけられている。これらに対し、詳細な3DシンボルA3−1〜D3〜1、簡略な3DシンボルA3−2〜D3−2、極めて簡略な3DシンボルA3−3、C3−3が一意に定まるように格納されている。生成パターンが低精細であるとき、2DシンボルB2、D2に対応する3Dシンボルは記憶されていない。   Further, in the present embodiment, the storage unit 116 uniquely determines a detailed 3D symbol having a large number of polygons, a simple 3D symbol combining one or more primitives, or no 3D symbol depending on the 2D symbol 126 and the generation pattern. A table 118 is stored. FIG. 8B is a diagram illustrating an example of the configuration of the table 118. In the figure, A2 to D2 are defined as 2D symbols, and high definition, medium definition, and low definition are defined as generation patterns. In contrast, detailed 3D symbols A3-1 to D3-1, simple 3D symbols A3-2 to D3-2, extremely simple 3D symbols A3-3, and C3-3 are stored so as to be uniquely determined. . When the generated pattern is low definition, 3D symbols corresponding to 2D symbols B2 and D2 are not stored.

3Dシンボル配置部108は、生成パターン指定部114から指定された生成パターンに応じて、2Dシンボル126(A2〜D2)に対応する3Dシンボル(A3〜D3)を建物の3Dモデル132中に配置する。また、低精細のときのように対応する3Dシンボルが記憶されていない場合には、3Dシンボルを配置しない。   The 3D symbol arrangement unit 108 arranges 3D symbols (A3 to D3) corresponding to the 2D symbols 126 (A2 to D2) in the 3D model 132 of the building according to the generation pattern specified by the generation pattern specification unit 114. . Further, when the corresponding 3D symbol is not stored as in the case of the low definition, the 3D symbol is not arranged.

これにより、1つの2Dシンボルに対し、目的に応じて生成パターンの異なる複数の3Dシンボルを簡単に一括して使い分けることができる。例えば、試行錯誤中には生成パターンを低く指定することにより、計算負荷の軽い簡略な3Dシンボルを用いて高速に画像を生成し、プランが固まったときには生成パターンを高く指定して精細な3Dシンボルを用いることができる。したがって、オペレータは高速にプランを検討し、顧客には好適な画像を提示することができる。   Thereby, a plurality of 3D symbols having different generation patterns can be easily used together for one 2D symbol according to the purpose. For example, by specifying a low generation pattern during trial and error, an image is generated at high speed using a simple 3D symbol with a light calculation load, and when the plan is fixed, a high generation pattern is specified and a fine 3D symbol is specified. Can be used. Therefore, the operator can review the plan at high speed and present a suitable image to the customer.

また、必ずしも生成パターンは精細さの区分けではなく、特定の付帯物の3Dシンボルだけを配置するパターンを設けたり、特定の付帯物のみを精細にして残りを簡略にするパターンを設けたりしてもよい。   In addition, the generated pattern is not necessarily a definition of detail, but a pattern in which only a 3D symbol of a specific accessory is arranged or a pattern in which only a specific accessory is refined and the rest is simplified may be provided. Good.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

本発明は、住宅などの建物の平面図から3Dモデルを生成する3Dモデル生成システムとして利用することができる。   The present invention can be used as a 3D model generation system that generates a 3D model from a plan view of a building such as a house.

CADシステムの全体構成を説明する図である。It is a figure explaining the whole CAD system structure. モデル生成システムの構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of a model production | generation system. データの例を示す図である。It is a figure which shows the example of data. 3Dシンボルを説明する図である。It is a figure explaining 3D symbol. 3D画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of 3D image. 光源の自動配置について説明する図である。It is a figure explaining the automatic arrangement | positioning of a light source. CADシステムの動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of a CAD system. 第2実施形態にかかるモデル生成システムの構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the model generation system concerning 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 …システム
12 …2DCAD部
14 …モデリング部
16 …レンダリング部
18 …画像出力部
20 …VR画像生成部
22 …VRデータ出力部
100 …3Dモデル生成システム
102 …2Dデータ取得部
104 …建物立体化部
106 …記憶部
108 …3Dシンボル配置部
110 …光源配置部
112 …3Dデータ出力部
114 …生成パターン指定部
116 …記憶部
122 …平面図
122a …居間食堂
122b …洋室
122c …廊下
124a …キッチン
124b …戸棚
126 …2Dシンボル
126a …ソファの2Dシンボル
126b …テーブルの2Dシンボル
128 …部屋名
132 …3Dモデル
136 …3Dシンボル
136a …ソファの3Dシンボル
136b …テーブルの3Dシンボル
138 …光源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... System 12 ... 2DCAD part 14 ... Modeling part 16 ... Rendering part 18 ... Image output part 20 ... VR image generation part 22 ... VR data output part 100 ... 3D model generation system 102 ... 2D data acquisition part 104 ... Building three-dimensionalization part DESCRIPTION OF SYMBOLS 106 ... Memory | storage part 108 ... 3D symbol arrangement | positioning part 110 ... Light source arrangement | positioning part 112 ... 3D data output part 114 ... Generation | occurrence | production pattern designation | designated part 116 ... Memory | storage part 122 ... Plan view 122a ... Living room dining room 122b ... Western-style room 122c ... Corridor 124a ... Kitchen 124b ... Cupboard 126 ... 2D symbol 126a ... 2D symbol of sofa 126b ... 2D symbol of table 128 ... Room name 132 ... 3D model 136 ... 3D symbol 136a ... 3D symbol of sofa 136b ... 3D symbol of table 138 ... Light source

Claims (1)

建物の平面図および該建物の平面図内に配置された付帯物の2Dシンボルを含む2Dデータを取得する2Dデータ取得部と、
前記建物の平面図から建物の3Dモデルを生成する建物立体化部と、
付帯物の2Dシンボルと関連付けられた当該付帯物の3Dシンボルをあらかじめ記憶してある記憶部と、
前記建物の平面図内に配置された付帯物の2Dシンボルに基づいて、前記記憶部を参照して、建物の3Dモデル中に前記2Dシンボルに対応する3Dシンボルを配置する3Dシンボル配置部と
付帯物の3Dモデルを生成するときの生成パターンを指定する生成パターン指定部とを備え、
前記3Dシンボルは、ポリゴン数の多い詳細な3Dシンボル及び1以上の2次元又は3次元の基本図形であるプリミティブを組み合わせてなり、かつ、サーフェスに半透明となる透過度を設定した簡易な3Dシンボルで構成されており、
前記記憶部には、付帯物の2Dシンボルおよび生成パターンによって、前記ポリゴン数の多い詳細な3Dシンボル、1以上の2次元又は3次元の基本図形であるプリミティブを組み合わせてなり、かつ、サーフェスに半透明となる透過度を設定して構成された簡略な3Dシンボル、または3Dシンボルなしが一意に決定されるテーブルを記憶し、
前記3Dシンボル配置部は、前記生成パターン指定部から指定された生成パターンに応じて、前記記憶部に記憶されたテーブルを参照して、前記建物の平面図内に配置された特定の付帯物について、詳細な3Dシンボルを建物の3Dモデル中に配置し、簡略な3Dシンボルを建物の3Dモデル中に配置し、または前記3Dシンボルを配置しないで、建物の3Dモデルを生成することを特徴とする3Dモデル生成システム。
A 2D data acquisition unit for acquiring 2D data including a plan view of the building and a 2D symbol of an incidental object arranged in the plan view of the building;
A three-dimensional building unit for generating a 3D model of the building from the plan view of the building;
A storage unit that stores in advance the 3D symbol of the accessory associated with the 2D symbol of the accessory;
A 3D symbol arrangement unit that arranges a 3D symbol corresponding to the 2D symbol in a 3D model of the building with reference to the storage unit based on the 2D symbol of the accessory arranged in the plan view of the building ;
A generation pattern designating unit for designating a generation pattern when generating a 3D model of the accessory ,
The 3D symbol is made by combining the primitive is a polygon having a large number of detailed 3D symbols and one or more basic shapes of two-dimensional or three-dimensional, and simple 3D set the transmittance to be translucent surface Consists of symbols ,
The storage unit is a combination of detailed 3D symbols having a large number of polygons, primitives that are one or more two-dimensional or three-dimensional basic figures, and a half-surface on the surface, depending on the 2D symbols and generation patterns of the accessories. Stores a simple 3D symbol configured by setting transparency to be transparent, or a table in which no 3D symbol is uniquely determined;
The 3D symbol arrangement unit refers to a table stored in the storage unit according to the generation pattern specified by the generation pattern specification unit, and for a specific accessory arranged in the plan view of the building A detailed 3D symbol is arranged in a 3D model of the building, a simple 3D symbol is arranged in the 3D model of the building, or the 3D model of the building is generated without arranging the 3D symbol. 3D model generation system.
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