JP2001076185A - コンピュータオペレーション方法およびソフトウェアツール、コンピュータ実行可能コード並びにコンピュータデータ信号 - Google Patents

コンピュータオペレーション方法およびソフトウェアツール、コンピュータ実行可能コード並びにコンピュータデータ信号

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JP2001076185A
JP2001076185A JP2000207999A JP2000207999A JP2001076185A JP 2001076185 A JP2001076185 A JP 2001076185A JP 2000207999 A JP2000207999 A JP 2000207999A JP 2000207999 A JP2000207999 A JP 2000207999A JP 2001076185 A JP2001076185 A JP 2001076185A
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dimensional
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Dassault Systemes SE
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    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/048—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
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  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスプレイ上に生成されたコンピュータデ
ィジタルモックアップシーンを通る飛行を案内する方法
および装置が開示されている。 【解決手段】 アローなどの３次元図形は、インプット
デバイスの位置付けに応答して軌道を表すためにディス
プレイ上に形成される。３次元図形は、ビューポイント
ベースの回転速度に応答して曲げられ、ビューポイント
の平行移動速度に応答して伸張または圧縮される。３次
元図形のビジュアルテクスチャは、ビューポイントがデ
ィジタルモックアップシーン内のオブジェクトと衝突す
ることが差し迫っていることを示すように変更すること
ができる。テクスチャの変更としては、カラーを変更し
たり、碁盤目模様や縞模様のような模様を表示したりす
ることが含まれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はコンピュータソフト
ウェアユーティリティプログラムに関し、さらに具体的
には、ディジタルモックアップの内側で飛行 (fly) が
通る動作を案内する３次元アローツールに関する。
【０００２】
【従来の技術】３次元ディジタルモックアップ (digita
l mockup) をコンピュータディスプレイ上でグラフィカ
ルに表現することは、同時に管理しなければならないパ
ラメータの数の関係で困難になっている。さらに、カメ
ラを通してディジタルモックアップを見たとき、動作を
案内するための参照ポイント (points of reference)
は、たとえあるとしても、非常に少なくなっている。参
照ポイントがないと、オペレータはシーンの中で容易に
方向を失うことになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】グラフィカルモックア
ップ内部の動作の実際的なエミュレーションの代表的な
例として、シーンの中でカメラの動作をエミュレーショ
ンすることがある。さらに、速度インジケータ (veloci
ty indicator) および近接検出 (proximity detection)
は動作のエミュレーションを向上することができる。
近接検出としては、３次元ディジタルモックアップがそ
こから表示されている個所に置かれたカメラに関するイ
ンパクトポイント (point of impact) がある。このカ
メラは、例えば、スクリーンデバイスで航空機を操縦し
たり、車を運転したり、ツールを操作したり、といった
ように、ビューを変更するために操作されるビジュアル
構造を包含することも可能である。
【０００４】特に、マウスなどの２次元ポインティング
デバイスを使用して、ディジタルモックアップの内側で
３次元の動作を行うことは困難である。２次元ポインテ
ィングデバイスを使用して３次元の動作を実現すること
を目的とした他のソフトウェアツールは使いづらく、直
観的でない。例えば、ナビゲーションツールに近接し
て、図１０に示すような２次元コンパス１０１０とゲー
ジ１０２０を使用することは知られている。そこでは、
動作の方向はマウスが置かれているロケーションから出
発している。２つのビジュアルデバイスは、ゲージとコ
ンパスのように、スクリーン上に現れて、コースと方位
を示している。しかし、公知の技術では、人間のオペレ
ータが、シミュレートされた動作を本能的に評価するこ
とは困難である。オペレータは、２次元の特徴から３次
元の軌跡への変換を行わなければならない。これらの公
知の方法によれば、ユーザは複数の情報フィードバック
を一度にたどって行くことが要求される。人間のオペレ
ータにとっては、コンパスとマウスのロケーションを同
時にトラッキングすることは困難である。
【０００５】他のアプローチとしては、ジョイスティッ
クなどの、別のポインティングデバイスを使用したもの
が知られている。しかし、この方法によると、コンピュ
ータシステム上に通常に配置されているもののほかに、
追加のハードウェア機器が必要になる。さらに、オペレ
ータは、ユーザがシミュレートされた動作を行う必要が
起こるたびに、手の位置を変えて一方のポインティング
デバイスから他方のポインティングデバイスに移る必要
がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような問題を解決す
るために、請求項１に記載の発明は、ディスプレイ上に
生成されたコンピュータディジタルモックアップオブジ
ェクトシーンを通る飛行を案内するコンピュータオペレ
ーション方法であって、該方法は、３次元図形をディス
プレイ上に形成して軌跡を表現することを備え、前記軌
跡の形状はインプットデバイスを使用してカーソルを位
置付けると、それに応答することを特徴とする。
【０００７】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の方法において、ビューポイントの回転速度に応
答して前記３次元図形を曲げるステップをさらに備える
ことを特徴とする。
【０００８】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
に記載の方法において、ビューポイントの平行移動速度
が増加すると、それに応答して前記３次元図形を伸張す
るステップをさらに備えることを特徴とする。
【０００９】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
に記載の方法において、形成される前記３次元図形はア
ローであることを特徴とする。
【００１０】また、請求項５に記載の発明は、請求項１
に記載の方法において、前記３次元図形の画像のテクス
チャまたはカラーを変更して、ビューポイントが前記デ
ィジタルモックアップシーン内のオブジェクトと衝突す
ることが差し迫っていることを示すステップをさらに備
えることを特徴とする。
【００１１】また、請求項６に記載の発明は、請求項５
に記載の方法において、前記衝突が差し迫っていること
は、その視線方向に沿ったビューポイントアイの平行移
動を計算し、およびその結果のアイ位置を深さバッファ
と突き合わせてテストすることによって決定されること
を特徴とする。
【００１２】また、請求項７に記載の発明は、請求項１
に記載の方法において、ビューポイントが前記ディジタ
ルモックアップシーン内のオブジェクトと衝突すると、
それに応答して前記３次元図形を前後に振動させること
をさらに備えることを特徴とする。
【００１３】また、請求項８に記載の発明は、請求項１
に記載の方法において、前記３次元図形は複数のスライ
スを備え、および第１のスライスは現在のビューポイン
トベースによって決定され、および各々の追加のスライ
スは、ビューポイントの変形を表す変形を加えることに
よって、隣接する先行スライスに基づいて計算されるこ
とを特徴とする。
【００１４】また、請求項９に記載の発明は、請求項１
に記載の方法において、ビューポイントの平行移動速度
が減少すると、それに応答して前記３次元図形を圧縮す
るステップをさらに備えることを特徴とする。
【００１５】また、請求項１０に記載の発明は、請求項
１に記載の方法において、視線方向のビューポイントの
平行移動速度は、コンピュータに関連するキーボード上
のプログラムされたキーを使用して増加および減少でき
ることを特徴とする。
【００１６】また、請求項１１に記載の発明は、ディジ
タルモックアップシーンを通る動作を案内するソフトウ
ェアツールであって、該ソフトウェアツールは、軌跡を
表すためにコンピュータディスプレイ上に形成された３
次元図形を備え、前記軌跡の形状は、インプットデバイ
スを使用してカーソルを位置付けると、それに応答する
ことを特徴とする。
【００１７】また、請求項１２に記載の発明は、請求項
１１に記載のソフトウェアツールにおいて、ビューポイ
ントの回転速度に応答して前記３次元図形を曲げる手段
と、ビューポイントの平行移動速度の増加に応答して３
次元図形を伸張する手段とをさらに備えることを特徴と
する。
【００１８】また、請求項１３に記載の発明は、請求項
１２に記載のソフトウェアツールにおいて、ビューポイ
ントの平行移動速度の減少に応答して前記３次元図形を
圧縮する手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１９】また、請求項１４に記載の発明は、請求項
１３に記載のソフトウェアツールにおいて、前記３次元
図形はアローであることを特徴とする。
【００２０】また、請求項１５に記載の発明は、請求項
１１に記載のソフトウェアツールにおいて、前記３次元
図形は複数のスライスを備え、第１のスライスは現在の
ビューポイントベースによって決定され、各々の追加の
スライスは、ビューポイントの変形を表す変形を加える
ことによって、隣接する先行スライスに基づいて計算さ
れることを特徴とする。
【００２１】また、請求項１６に記載の発明は、請求項
１１に記載のソフトウェアツールにおいて、各々の追加
のスライスはビューポイントの回転および平行移動に従
って、隣接スライスから計算されることを特徴とする。
【００２２】また、請求項１７に記載の発明は、請求項
１１に記載のソフトウェアツールにおいて、前記３次元
図形のカラーは、次の平行移動ステップ期間にビューポ
イントが計算された表面横断を行うと、それに応答して
変更されることを特徴とする。
【００２３】また、請求項１８に記載の発明は、ディジ
タルモックアップシーン内のビューポイントと、そのシ
ーンを含むオブジェクトとが関与する衝突を決定する方
法であって、該方法は、前記ビューポイントに回転を加
え、前記シーンを再描画し、視線方向に沿った平行移動
を計算し、前記視線方向の平行移動計算で決定されたポ
イントを、深さバッファと突き合わせてテストし、およ
び表面横断が起こることが前記テストで決定されると、
それに応答してビューポイント速度をリセットし、およ
び平行移動を停止することを備えることを特徴とする。
【００２４】また、請求項１９に記載の発明は、請求項
１８に記載の方法において、表面横断が起こらないこと
が前記ポイントのテストで決定されると、それに応答し
て前記ビューポイントに平行移動を加えるステップをさ
らに備えることを特徴とする。
【００２５】また、請求項２０に記載の発明は、コンピ
ュータ可読媒体に格納されていて、ディスプレイ上に生
成されたディジタルモックアップオブジェクトシーンを
通る飛行を案内するためのコンピュータ実行可能コード
であって、該コードは、インプットデバイスを使用して
ビューポイントを位置付けると、それに応答して軌跡を
表すために３次元図形を前記ディスプレイ上に形成する
ステップと、ビューポイントの回転速度に応答して前記
３次元図形を曲げるステップと、ビューポイントの平行
移動速度の増加に応答して前記３次元図形を伸張するス
テップとをコンピュータに実行させることを特徴とす
る。
【００２６】また、請求項２１に記載の発明は、請求項
２０に記載のコンピュータ実行可能コードにおいて、前
記ビューポイントは、視線方向、右方向および上方向を
備えるベクトルによって表現されることを特徴とする。
【００２７】また、請求項２２に記載の発明は、請求項
２１に記載のコンピュータ実行可能コードにおいて、前
記オブジェクトシーンはビューポイントと近クリッピン
グプレーンと遠クリッピングプレーンとによって定義さ
れることを特徴とする。
【００２８】また、請求項２３に記載の発明は、３次元
図形の表現を含むデータからなるディジタルデータスト
リーム内で具現化されているコンピュータデータ信号で
あって、該コンピュータデータ信号は、インプットデバ
イスを使用してビューポイントを位置付けると、それに
応答して軌跡を表すために前記３次元図形をディスプレ
イ上に形成するステップと、前記ビューポイントの回転
速度に応答して前記３次元図形を曲げるステップと、ビ
ューポイントの平行移動速度の増加に応答して前記３次
元図形を伸張するステップとを備える方法によって生成
されることを特徴とする。
【００２９】さらに、請求項２４に記載の発明は、請求
項２３に記載のコンピュータデータ信号において、前記
ビューポイントの平行移動速度は、前記信号を生成する
コンピュータに接続されたキーボードを構成する予め定
められたキーによって制御されることを特徴とする。
【００３０】従って、標準的なポインティングデバイス
を使用して、３次元ディジタルモックアップの内側で飛
行の動作の間に、動作の方向、速度、仮想オブジェクト
の近接および衝突を評価する３次元ソフトウェアツール
があると、便利である。
【００３１】以上に鑑みて、本発明は、ディスプレイ上
で生成されたコンピュータディジタルモックアップオブ
ジェクトシーンを通る飛行 (flight) を案内する方法お
よび装置を提供している。矢印などの３次元図形は、イ
ンプットデバイスによるカーソルの位置付けに応答して
軌跡を表すように、ディスプレイ上に形成することがで
きる。この３次元図形は、ビューポイント（視点）の回
転速度に応答して曲げることが可能であり、ビューポイ
ントの平行移動速度 (translation speed) に応答して
伸縮可能になっている。
【００３２】本発明の一実施形態では、形成される３次
元図形 (graphical figure) はヘッド部分とベース部分
を持つアロー（矢印）になっている。本発明の一側面で
は、３次元図形のビジュアルテクスチャ (visual textu
re) は、ビューポイントとディジタルモックアップシー
ン内のオブジェクトとの、差し迫った衝突 (imminentco
llision) を示すように変更することが可能になってい
る。テクスチャの変更としては、カラーの変更、パター
ンの表示または形状の変更がある。衝突が差し迫ってい
ることは、視線方向に沿ったビューポイントアイ (view
point eye) の平行移動を計算し、計算結果のアイ位置
を深さバッファ (depth buffer) と突き合わせてテスト
することによって決定することができる。
【００３３】別の側面では、３次元図形は、ビューポイ
ントがディジタルモックアップシーン内のオブジェクト
と衝突すると、それに応答して前後に振動させることが
可能になっている。３次元図形は複数のスライス (slic
e) を使用して実施することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】図１を参照して説明すると、図１
はコンピュータシステム１００の物理リソースを示した
ものである。コンピュータ１００はプロセッサホストバ
ス１０２に接続された中央プロセッサ１０１を装備し、
このプロセッサはデータ信号、アドレス信号および制御
信号をバス１０２上に送出している。プロセッサ１０１
は、従来の、どの汎用シングルチップまたはマルチチッ
プマイクロプロセッサにもすることが可能であり、その
ようなものとして、Pentium（登録商標）プロセッサ、A
K6プロセッサ、MIPS（登録商標）プロセッサ、PowerPC
（登録商標）プロセッサまたはALPHA（登録商標）プロ
セッサがある。さらに、プロセッサ１０１は、ディジタ
ル信号プロセッサやグラフィックスプロセッサなどの、
従来の特殊目的マイクロプロセッサにすることも可能で
ある。マイクロプロセッサ１０１は、従来のアドレスラ
イン、データライン、および制御ラインでプロセッサホ
ストバス１０２に結合することができる。
【００３５】コンピュータ１００は、RAMメモリコント
ローラ１０４を有するシステムコントローラ１０３を含
むことができる。システムコントローラ１０３はホスト
バス１０２に接続し、ランダムアクセスメモリ１０５と
のインタフェースとなることができる。システムコント
ローラ１０３は、ペリフェラルバスブリッジ機能とのホ
ストバスを提供することもできる。従って、コントロー
ラ１０３は、プロセッサホストバス１０２上の信号を、
プライマリペリフェラルバス１１０上の信号と互換性を
もってやり取りすることを可能にしている。ペリフェラ
ルバス１１０は、例えば、ペリフェラル・コンポーネン
ト・インターコネクト (PCI) バス、業界標準アーキテ
クチャ (ISA) バス、またはマイクロチャネル (Micro-C
hannel)バスにすることができる。そのほかに、コント
ローラ１０３は、ホストバス１０２とペリフェラルバス
１１０の間でデータバッファの働きをし、データ転送レ
ートを整合する働きをする。この結果、コントローラ１
０３は、例えば、64ビットの66 MHzインタフェースと53
3Mバイト/秒のデータ転送レートを有するプロセッサ１
０１が、データパスのビット幅、クロック速度、または
データ転送レートが異なっているデータパスを有するＰ
ＣＩバス１１０とのインタフェースになることを可能に
している。
【００３６】例えば、ハードディスクドライブ１１３に
結合されたハードディスクドライブ制御インタフェース
１１１、ビデオディスプレイ１１５に結合されたビデオ
ディスプレイコントローラ１１２、およびキーボードと
マウスコントローラ１２１を含む、アクセサリデバイス
はペリフェラルバス１１０に結合し、プロセッサ１０１
に制御させることができる。コンピュータシステムは、
コンピュータシステムネットワーク、イントラネットま
たはインターネットとの接続を含むことができる。デー
タおよび情報はこの接続を経由して送受信することがで
きる。
【００３７】コンピュータ１００は、基本コンピュータ
・ソフトウェア・ルーチンを格納しておく不揮発性ROM
メモリ１２２を含むこともできる。ROM１２２として
は、EEPROM (電気的消去可能PROM) などのように、構成
（コンフィギュレーション）データを格納しておく消去
可能メモリがある。BIOSルーチン１２３はROM１２２に
格納しておくことができ、コンピュータ初期化、システ
ムテスト、および入出力 (Ｉ／Ｏ) などの、基本的サー
ビスを提供する。BIOS１２３は、オペレーティングシス
テムをディスク１１３から「ブート」することを可能に
するルーチンを含むことも可能である。ハイレベルオペ
レーティングシステムの例としては、Microsoft Window
s 98（商標）、Windows NT（商標）、ＵＮＩＸ（登録商
標）、LINUX、Apple MacOS（商標）オペレーティングシ
ステムがある。
【００３８】オペレーティングシステムは全体をRAMメ
モリ１０５にロードすることも、その一部をRAMメモリ
１０５、ディスクドライブストレージ１１３、またはネ
ットワークロケーションに置かれたストレージに格納し
ておくことも可能である。オペレーティングシステム
は、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアシス
テムおよびソフトウェアシステムのツールを実行する機
能を用意することが可能である。ソフトウェア機能は、
コンピュータシステム１００のビデオディスプレイコン
トローラ１１２および他のリソースにアクセスして、２
次元 (2-D) および３次元 (3-D) モデルをビデオコンピ
ュータディスプレイ１１５上で構築することができる。
【００３９】次に、図２を参照して説明すると、３次元
ビューア (viewer) は、シーンに含まれるオブジェクト
を、ビューポイント、つまり、カメラを定義することに
よってスクリーン上に投影することができる。ビューポ
イントとしては、アイ位置 (eye position) ２１０、上
方向 (up direction) ２１１、視線方向 (sight direct
ion) ２１２、右方向 (right direction) ２１３、近ク
リッピングプレーン (near clipping plane) ２１４、
遠クリッピングプレーン (far clipping plane)２１５
および視野 (field of view) ２３０などがある。近ク
リッピングプレーン２１４と遠クリッピングプレーンの
間に置かれたオブジェクト２２０と２２１はオブジェク
トシーンに含めることができる。
【００４０】アイ位置と３つのベクトル（視線方向、右
方向および上方向）はビューポイントベースを定義する
ことができる。飛行通過機能 (fly-through functional
ity)は、シーン座標系でこのベースの動作に依存させる
ことができる。本発明の一実施形態では、ビューポイン
ト、つまり、カメラは、ビューを変更するために操作さ
れる仮想構造 (virtual structure) を内包することが
できる。例えば、ビューポイントは、シーンデバイスで
航空機を操縦したり、車を運転したり、ツールを操作し
たり、といったように構造の動作のエミュレーションに
応答して変化させることができる。
【００４１】次に、図３を参照して説明すると、動作の
各ステップを実現するために、３種類の変形 (transfor
mation) をビューポイントベースに連続的に適用するこ
とができる。動作としては、次のものが可能である。
【００４２】a) 角度θz0 = Ωz0*Δtだけ、絶対ｚ軸
を中心とする３方向の回転、つまり、水平回転（３１
１）。ただし、Δtは最後のステップ期間に経過した時
間である。
【００４３】b) 角度θright = Ωright*Δtだけ、右
方向を中心とする上方向の視線の回転、つまり、垂直回
転（３１２）、および c) 距離Ｄsight = Ｖsight *Δtだけ、視線方向に沿っ
たアイ位置の正平行移動（３１３）。
【００４４】アニメーションの各ステップでは、ビュー
ポイントベースΩz0３１０とΩrigh t３１２の回転速度
は、マウスポインタとスクリーン３２０の中心との相対
位置から次のように計算される。
【００４５】 Ωz0 = α1 * (ｘmouse − ｗscreen/2) Ωright =α2 * (ｙmouse − hscreen/2) 上記において、α1とα2は正の定数値であり、ｗscreen
とh screenはスクリーン３２０の境界である。
【００４６】その視線方向Vsightに沿ったビューポイン
トの平行移動速度は、飛行の開始時に低い正値（シーン
境界に適応された）にセットしておき、あとで、例え
ば、ページアップ(Page Up)キーおよびページダウン(Pa
ge Down)キーなどの、２つのキーボードキーを使用して
増減させることができる。上記とは別に、感知ジョイス
ティックの位置から計算を行うことも可能である。
【００４７】次に、図４を参照して説明すると、インプ
ットデバイスの現在位置が導く軌跡を３次元で表現した
ものは、ナビゲーションアローで表現することも、他の
３次元図形で表現することも可能である。一実施形態で
は、３次元図形はシーンの上に描画された３次元透明ア
ロー (transparent arrow) ４１０−４１１で表すこと
ができる。ユーザがインプットデバイスを動かしたと
き、アローはビューポイントの現在の回転速度に応じて
曲げることができる。さらに、３次元アローはビューポ
イントの現在の平行移動速度に応じて伸ばすことができ
る。オプションの衝突検出メカニズムを働かせることが
可能になっていれば、アローは視線方向で最寄りのオブ
ジェクトとの衝突が差し迫っていることを示すためにも
使用できる。
【００４８】スクリーンの中央で深さバッファから読み
取られた値、つまり、ビューポイントアイから最寄りの
オブジェクトまでの距離である値を、現在の平行移動速
度で除すると、起こり得る横断 (potential traversal)
前の遅延時間を求めることができる。横断は、ディジ
タルモックアップシーンでは衝突として現れることがで
きる。一実施形態では、この遅延時間があらかじめ定義
した値の範囲内にあれば、アローのカラーは、グリーン
からレッドにといったように、あるカラーから別のカラ
ーを変化させることができる。他の実施形態では、アロ
ーのテクスチャを変更することや、他の３次元図形を使
用することを含めることも可能である。テクスチャの変
種としては、碁盤目 (checkerboard) 模様や縞 (strip
e) 模様などの模様がある。さらに、テクスチャの変種
としては、他のビジュアルインジケータの明るさを大き
くすることがある。別の実施形態では、衝突または差し
迫った衝突はオーディオサウンドで通知することができ
る。
【００４９】次に、図５を参照して説明すると、アニメ
ーションの各ステップでは、アローの曲率は、アローの
テールをいくつかのスライス５１１−５１８にカットす
ることによって計算することができる。アローのエンド
はもう１つのスライス５１９として考慮される。次に、
図６に示すように、各スライスには、ベース
【００５０】
【外１】
【００５１】を割り当てることができる。各スライスは
ビューポイントベース (viewpoint base) と考え、最初
のスライスはカレントビューポイントベースと考えるこ
とができる。
【００５２】最初のスライス５１１から始まって、各ス
ライスベースは、飛行が通る動作でのビューポイントベ
ースの場合と同じように、以下のように類似の変形を加
えることによって直前のスライスから計算することがで
きる。
【００５３】角度θ'z0 = Ωz0 * Ｋ１だけ、絶対ｚ軸
を中心にした３方向の回転（６１０）、角度θ'right =
Ωright * Ｋ１だけ、
【００５４】
【外２】
【００５５】を中心にした
【００５６】
【外３】
【００５７】の回転（６１１）、および距離D'= Vsight
* Ｋ２だけ、
【００５８】
【外４】
【００５９】に沿ったPiの平行移動（６１２） 上記において、Ｋ１およびＫ２は正の定数である。
【００６０】各々のスライスは、カレントビューポイン
トの回転と平行移動に応答して変形を加えることによっ
て直前のスライスから計算できるので、アロー形状は、
ユーザがインプットデバイスを同じ位置に保っていれば
ビューポイントが描くことになる曲線に見えるようにす
ることができる。
【００６１】次に、図７を参照して説明すると、本発明
の一実施形態では、オブジェクトの表面がシーンの中で
横断することは、衝突検出機能を働かせることにより回
避することができる。この機能を働かせると、インプッ
トデバイスの位置に応じてビューポイントに回転を加え
（７１０）、回転させたビューポイントからシーンを再
描画 (redraw) することができる（７１１）。シーンが
再描画された後、プログラムは、その視線方向に沿った
ビューポイントアイの平行移動を計算し、計算結果のア
イ位置を深さバッファと突き合わせてテストすることが
できる。一実施形態では、平行移動ポイントはスクリー
ンの中央に投射されるが、この場合には、視線方向 （D
sight）と、スクリーンの中央で深さバッファから読み
取られた値とを比較するテストが行われる。このポイン
トが衝突を回避する参照ポイントとして使用できること
をユーザに指示するように、スクリーンの中央にターゲ
ットを描画することができる。このターゲットは、マウ
スインプットデバイスの参照ポイントとして使用するこ
とも可能である。
【００６２】バッファと突き合わせるアイ位置のテスト
が失敗したときは、平行移動ポイントは拒否し、表面の
横断が次のステップ期間に起こることを示すことができ
る。この場合、システムはビューポイントに平行移動を
加えることなく、速度７１３をリセットすることによっ
て飛行アニメーションを処理することができる。さら
に、アローのカラーを更新することができる。
【００６３】バッファと突き合わせるアイ位置のテスト
が成功したときは、システムはビューポイントに平行移
動を加え、次のステップを処理することによって飛行ア
ニメーションを処理することができる。深さバッファで
読み取られた値は、視線方向におけるビューポイントか
ら最初のオブジェクトまでの距離と、衝突が起こるまで
の遅延時間を計算するために使用できる。アローのカラ
ーは計算した衝突遅延時間に基づいて更新することがで
きる。
【００６４】次に、図８を参照して説明すると、オブジ
ェクトシーン８００は、オブジェクト８２０およびプレ
ーナグリッド８３０を含むことができる。３次元アロー
８１０は、ポインティングデバイスを使用してオブジェ
クト８２０の横断を回避する向きにすることができる。
図８に示す例では、アロー８１０はオブジェクト８２０
の左側に、グリッド８３０の上をカーブする向きになっ
ている。次に、図９に示すように、オブジェクトシーン
９００における３次元アロー８１０の投影パス(project
ed path) は、オブジェクトとプレーナグリッド８３０
の右に向いている。この３次元アローを使用すると、オ
ペレータはシーンを通る動作を３次元で案内することが
できる。
【００６５】本発明はディジタル電子回路で実現するこ
とも、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソ
フトウェアまたはこれらの組み合わせで実現することも
可能である。本発明の装置は、マシン可読ストレージデ
バイスの形で具現化され、プログラマブルプロセッサに
よって実行されるコンピュータプログラムプロダクトで
実現することが可能であり、本発明の方法ステップは、
入力データに操作（演算）を加え、出力を生成すること
によって本発明の機能を実施する命令プログラムをプロ
グラマブルプロセッサに実行させることで、実施するこ
とが可能である。
【００６６】本発明は、データと命令をデータストレー
ジシステムから受信し、データおよび命令をデータスト
レージシステムに送信するように結合された少なくとも
１つのプログラマブルプロセッサと、少なくとも１つの
インプットデバイスと、少なくとも１つのアウトプット
デバイスとを装備しているプログラマブルプロセッサで
実行可能である、１つまたは２つ以上のプログラムで実
現できるという利点がある。各コンピュータプログラム
は、高水準手続き型プログラミング言語でも、オブジェ
クト指向プログラミング言語でも、あるいは必要なら
ば、アセンブリまたはマシン言語でも実施することがで
きる。いずれの場合も、言語はコンパイル型言語でも、
解釈型言語でも構わない。
【００６７】一般的に、プロセッサは、命令とデータを
リードオンリメモリおよび/またはランダムアクセスメ
モリから受け取る。コンピュータプログラム命令とデー
タを具現化するのに適したストレージデバイスとして
は、あるゆる形体の不揮発性メモリ (nonvolatile memo
ry) がある。その例をいくつか挙げると、EPROM、EEPRO
M、フラッシュメモリデバイスなどのセミコンダクタメ
モリデバイス、内部ハードディスクや取り外し可能ディ
スクなどの磁気ディスク、磁気光学ディスク、およびCD
-ROMディスクがある。上述したものは、いずれも、特殊
設計ASIC (特定用途向けIC)で補強することも、あるい
はASICに内蔵させることも可能である。
【００６８】以上、本発明の実施形態をいくつか説明し
てきたが、当然に理解されるように、これらの実施形態
は本発明の精神と範囲を逸脱しない限り、種々の態様に
変更することが可能である。従って、他の実施形態は請
求項の範囲に属するものである。
【００６９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ディスプレイ上で生成されたコンピュータディジタルモ
ックアップオブジェクトシーンを通る飛行を案内する方
法および装置を提供するので、矢印などの３次元図形
は、インプットデバイスによるカーソルの位置付けに応
答して軌跡を表すように、ディスプレイ上に形成するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンピュータシステムを示すブロック図であ
る。
【図２】３次元ビューアのエレメントを示す図である。
【図３】３種類の変形を示す図である。
【図４】３次元アローツールの例を示す図である。
【図５】スライスに分割されたアローツールを示す図で
ある。
【図６】アロースライスの代替ビューを示す図である。
【図７】衝突検出機能のフローを示す図である。
【図８】３次元アローツールを含むオブジェクトシーン
を示す図である。
【図９】図８のオブジェクトシーンの代替ビューを示す
図である。
【図１０】従来技術のコンパスとゲージを示す図であ
る。
【符号の説明】
１００ コンピュータシステム １０１ ＣＰＵ １０２ ＣＰＵバス １０３ システムコントローラ １０４ ＤＲＡＭコントローラ １０５ ＲＡＭ １０６ キャッシュＳＲＡＭ １１０ ペリフェラルバス １１１ ハードディスクドライブ制御インタフェース １１２ ビデオディスプレイコントローラ １１３、１５０ ハードディスクドライブ １１４ ネットワークアダプタ １２０ ＩＳＡバス １２１ キーボードとマウスコントローラ １２２ ＲＯＭ １２３ ＢＩＯＳ １２４ オーディオ １２５ マイク １２６ スピーカ １２７ マウス １２８ キーボード １２９ 左ボタン １３０ 右ボタン ２１０ アイ位置 ２１１ 上方向 ２１２ 視線方向 ２１３ 右方向 ２１４ 近クリッピングプレーン ２１５ 遠クリッピングプレーン ２２０、２２１ オブジェクト ２３０ 視野 ３１１ インプットデバイスの水平位置で制御 ３１２ インプットデバイスの垂直位置で制御 ３１３ キー（ページアップ／ページダウン）で制御 ３２０ スクリーン ４１０、４１１ ３次元透明アロー ５１１−５１９ スライス ６１０ 絶対ｚ軸を中心にした回転 ６１１
【外５】 を中心にした
【外６】 の回転 ６１２
【外７】 に沿ったPiの平行移動 ８００ オブジェクトシーン ８１０ ３次元アロー ８２０ オブジェクト ８３０ プレーナグリッド ９００ オブジェクトシーン １０１０ コンパス １０２０ ゲージ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 500102435 ９，ｑｕａｉ Ｍａｒｃｅｌ Ｄａｓｓａ ｕｌｔ， ＢＰ 310 92156 Ｓｕｒｅｓ ｎｅｓ Ｃｅｄｅｘ， ＦＲＡＮＣＥ (72)発明者 セバスチャン ヴィドゥコック フランス国 78400 シャトゥ アヴニュ ダリーグル ７

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ディスプレイ上に生成されたコンピュー
    タディジタルモックアップオブジェクトシーンを通る飛
    行を案内するコンピュータオペレーション方法であっ
    て、該方法は、 ３次元図形をディスプレイ上に形成して軌跡を表現する
    ことを備え、前記軌跡の形状はインプットデバイスを使
    用してカーソルを位置付けると、それに応答することを
    特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、ビュー
    ポイントの回転速度に応答して前記３次元図形を曲げる
    ステップをさらに備えることを特徴とする方法。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の方法において、ビュー
    ポイントの平行移動速度が増加すると、それに応答して
    前記３次元図形を伸張するステップをさらに備えること
    を特徴とする方法。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の方法において、形成さ
    れる前記３次元図形はアローであることを特徴とする方
    法。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載の方法において、前記３
    次元図形の画像のテクスチャまたはカラーを変更して、
    ビューポイントが前記ディジタルモックアップシーン内
    のオブジェクトと衝突することが差し迫っていることを
    示すステップをさらに備えることを特徴とする方法。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の方法において、前記衝
    突が差し迫っていることは、その視線方向に沿ったビュ
    ーポイントアイの平行移動を計算し、およびその結果の
    アイ位置を深さバッファと突き合わせてテストすること
    によって決定されることを特徴とする方法。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載の方法において、ビュー
    ポイントが前記ディジタルモックアップシーン内のオブ
    ジェクトと衝突すると、それに応答して前記３次元図形
    を前後に振動させることをさらに備えることを特徴とす
    る方法。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載の方法において、前記３
    次元図形は複数のスライスを備え、および第１のスライ
    スは現在のビューポイントベースによって決定され、お
    よび各々の追加のスライスは、ビューポイントの変形を
    表す変形を加えることによって、隣接する先行スライス
    に基づいて計算されることを特徴とする方法。
  9. 【請求項９】 請求項１に記載の方法において、ビュー
    ポイントの平行移動速度が減少すると、それに応答して
    前記３次元図形を圧縮するステップをさらに備えること
    を特徴とする方法。
  10. 【請求項１０】 請求項１に記載の方法において、視線
    方向のビューポイントの平行移動速度は、コンピュータ
    に関連するキーボード上のプログラムされたキーを使用
    して増加および減少できることを特徴とする方法。
  11. 【請求項１１】 ディジタルモックアップシーンを通る
    動作を案内するソフトウェアツールであって、該ソフト
    ウェアツールは、軌跡を表すためにコンピュータディス
    プレイ上に形成された３次元図形を備え、前記軌跡の形
    状は、インプットデバイスを使用してカーソルを位置付
    けると、それに応答することを特徴とするソフトウェア
    ツール。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載のソフトウェアツー
    ルにおいて、 ビューポイントの回転速度に応答して前記３次元図形を
    曲げる手段と、 ビューポイントの平行移動速度の増加に応答して３次元
    図形を伸張する手段とをさらに備えることを特徴とする
    ソフトウェアツール。
  13. 【請求項１３】 請求項１２に記載のソフトウェアツー
    ルにおいて、 ビューポイントの平行移動速度の減少に応答して前記３
    次元図形を圧縮する手段をさらに備えることを特徴とす
    るソフトウェアツール。
  14. 【請求項１４】 請求項１３に記載のソフトウェアツー
    ルにおいて、前記３次元図形はアローであることを特徴
    とするソフトウェアツール。
  15. 【請求項１５】 請求項１１に記載のソフトウェアツー
    ルにおいて、前記３次元図形は複数のスライスを備え、
    第１のスライスは現在のビューポイントベースによって
    決定され、各々の追加のスライスは、ビューポイントの
    変形を表す変形を加えることによって、隣接する先行ス
    ライスに基づいて計算されることを特徴とするソフトウ
    ェアツール。
  16. 【請求項１６】 請求項１１に記載のソフトウェアツー
    ルにおいて、各々の追加のスライスはビューポイントの
    回転および平行移動に従って、隣接スライスから計算さ
    れることを特徴とするソフトウェアツール。
  17. 【請求項１７】 請求項１１に記載のソフトウェアツー
    ルにおいて、前記３次元図形のカラーは、次の平行移動
    ステップ期間にビューポイントが計算された表面横断を
    行うと、それに応答して変更されることを特徴とするソ
    フトウェアツール。
  18. 【請求項１８】 ディジタルモックアップシーン内のビ
    ューポイントと、そのシーンを含むオブジェクトとが関
    与する衝突を決定する方法であって、該方法は、 前記ビューポイントに回転を加え、 前記シーンを再描画し、 視線方向に沿った平行移動を計算し、 前記視線方向の平行移動計算で決定されたポイントを、
    深さバッファと突き合わせてテストし、および表面横断
    が起こることが前記テストで決定されると、それに応答
    してビューポイント速度をリセットし、および平行移動
    を停止することを備えることを特徴とする方法。
  19. 【請求項１９】 請求項１８に記載の方法において、 表面横断が起こらないことが前記ポイントのテストで決
    定されると、それに応答して前記ビューポイントに平行
    移動を加えるステップをさらに備えることを特徴とする
    方法。
  20. 【請求項２０】 コンピュータ可読媒体に格納されてい
    て、ディスプレイ上に生成されたディジタルモックアッ
    プオブジェクトシーンを通る飛行を案内するためのコン
    ピュータ実行可能コードであって、該コードは、 インプットデバイスを使用してビューポイントを位置付
    けると、それに応答して軌跡を表すために３次元図形を
    前記ディスプレイ上に形成するステップと、 ビューポイントの回転速度に応答して前記３次元図形を
    曲げるステップと、 ビューポイントの平行移動速度の増加に応答して前記３
    次元図形を伸張するステップとをコンピュータに実行さ
    せることを特徴とするコンピュータ実行可能コード。
  21. 【請求項２１】 請求項２０に記載のコンピュータ実行
    可能コードにおいて、前記ビューポイントは、視線方
    向、右方向および上方向を備えるベクトルによって表現
    されることを特徴とするコンピュータ実行可能コード。
  22. 【請求項２２】 請求項２１に記載のコンピュータ実行
    可能コードにおいて、前記オブジェクトシーンはビュー
    ポイントと近クリッピングプレーンと遠クリッピングプ
    レーンとによって定義されることを特徴とするコンピュ
    ータ実行可能コード。
  23. 【請求項２３】 ３次元図形の表現を含むデータからな
    るディジタルデータストリーム内で具現化されているコ
    ンピュータデータ信号であって、該コンピュータデータ
    信号は、 インプットデバイスを使用してビューポイントを位置付
    けると、それに応答して軌跡を表すために前記３次元図
    形をディスプレイ上に形成するステップと、 前記ビューポイントの回転速度に応答して前記３次元図
    形を曲げるステップと、 ビューポイントの平行移動速度の増加に応答して前記３
    次元図形を伸張するステップとを備える方法によって生
    成されることを特徴とするコンピュータデータ信号。
  24. 【請求項２４】 請求項２３に記載のコンピュータデー
    タ信号において、前記ビューポイントの平行移動速度
    は、前記信号を生成するコンピュータに接続されたキー
    ボードを構成する予め定められたキーによって制御され
    ることを特徴とするコンピュータデータ信号。
JP2000207999A 1999-07-08 2000-07-10 コンピュータオペレーション方法およびソフトウェアツール、コンピュータ実行可能コード並びにコンピュータデータ信号 Pending JP2001076185A (ja)

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