JP6915237B2

JP6915237B2 - 情報処理装置、シミュレータ結果表示方法、及びシミュレータ結果表示プログラム

Info

Publication number: JP6915237B2
Application number: JP2016133443A
Authority: JP
Inventors: 正宏渡邉
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2016-07-05
Filing date: 2016-07-05
Publication date: 2021-08-04
Anticipated expiration: 2036-07-05
Also published as: JP2018005671A; US10223824B2; US20180012395A1

Description

本発明は、情報処理装置、シミュレータ結果表示方法、及びシミュレータ結果表示プログラムに関する。

近年、計算機上で実施する数値シミュレーションにより、現象の再現や予測が行われている。数値シミュレーション後、数値データを直接確認するのでは得られない可視化処理が行われる。可視化にはコンピュータグラフィックスの技術を利用した３次元可視化、動画化による時間変化の可視化が一般的に行われている。

一方、スーパーコンピュータを用いた大規模計算処理によるシミュレーションの結果は、ペタバイトオーダのデータサイズを超える超巨大データとなって出力される。これらのデータに対し、可視化方法の検討が数多く行われている。

大規模データからスカラー場を作成し、直接ボリュームレンダリングという手法で可視化する技術、ある瞬間における各点の流体分子の速度ベクトルに沿ってできる流線の節点間ごとに四辺形を生成し、その四辺形上のポリゴンにテクスチャマッピングする技術等が知られている。

再公表ＷＯ２０１３／０３８５４８号公報特開平１１−１０４０７２号公報特開平１１−０６６２７７号公報

松岡、荒木、「大規模シミュレーションデータ可視化における研究の動向」、JAMSTEC Rep．Res．Dev．、Volume 13、September 2011、35_63 "名古屋大学大型計算機センターライブラリープログラム使用法説明書 DAFM：3次元非構造格子自動生成プログラム"、［online］、［平成２８年４月２７日検索］、インターネット＜URL：http：//iij．sinsakijun．com/information/newtech．html＞http：//www2．itc．nagoya‐u．ac．jp/sys_riyou/lib/dafm．pdf Motoi Kinishi et al．，"Analysis of Centerline Extraction in Three‐Dimensional Scale Space‐Extracting Centerline of Vessels in Hepatic Artery"，2009 Fifth International Conference on Natural Computation，Volume 6，14‐16 Aug．2009

しかしながら、俯瞰的な可視化を実現する上で、データサイズの削減は大きな課題である。そのため、一般的には、格子情報の間引きが行われるが、大規模シミュレーションの解析精度のまま表示することができないといった問題がある。

したがって、１つの側面では、本発明は、シミュレーション結果の可視化処理に必要十分なデータを抽出することを目的とする。

一態様によれば、現象部分に係る線分の近傍の断面毎に、断面形状を示す断面形状情報と、該断面のテクスチャを表わすテクスチャ情報とを記憶した記憶部から、視点方向に対応する断面形状情報とテクスチャ情報とを選択する選択部と、選択した前記断面形状情報と前記テクスチャ情報とを用いて、前記線分を３次元画像で可視化する可視化データを生成し、該可視化データにより該線分を表示部に表示させる表示部と、前記近傍の断面を包含する３次元の直方体に対して、垂直な各方向で該直方体を等分する切断面を設定し、該切断面の頂点を用いて曲面を形成することで、前記断面形状情報を作成する断面化処理部と、を有することを特徴とする情報処理装置が提供される。

また、上記課題を解決するための手段として、シミュレータ結果表示方法、及び、シミュレータ結果表示プログラムとすることもできる。

シミュレーション結果の可視化処理に必要十分なデータを抽出することができる。

特徴抽出から可視化までの処理例を説明するための図である。３次元可視化の例を示す図である。カメラ位置に応じた平面選択による現象領域の表示変化例を示す図である。情報処理装置のハードウェア構成を示す図である。本実施例における情報処理装置の機能構成例を示す図である。計算空間から抽出された領域例を示す図である。本実施例における断面化方法の概要を説明するための図である。本実施例における３次元可視化処理を説明するためのフローチャート図である。構造格子及び非構造格子の例を示す図である。断面化方法１及び断面化方法２による断面化例を示す図である。断面化方法１の処理例を説明するための図である。断面化方法２の処理例を説明するための図である。処理結果画像の例を示す図である。図１３の処理結果画像に対して一部断面の設定を行った例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、特徴抽出から可視化までの処理例を説明するための図である。図１では、数値シミュレーションにより得られた大規模データから作成されたスカラー場のデータ２を用いて可視化する処理の一例を説明する。

先ず、スカラー場データ２から現象を表わす現象領域１の中心線３を取得して、中心線３上に節点Ｉ_０、Ｉ_１、・・・を与え、各節点Ｉ_ｋ（ｋ＝０、１、・・・）におけるベクトルｖ×（Ｉ_０−Ｉ_１）を求める（１ａ）。節点Ｉ_ｋ毎に求めたベクトルを用いて捻じれ情報１ｂを生成し、生成した捻じれ情報１ｂを用いて、曲面１ｃを可視化する。このような３次元可視化の例を図２に示す。

図２は、３次元可視化の例を示す図である。図２では、シミュレーションにより得られた結果を例として示している。図２（Ａ）に、キャビティ流れ方向を示している。図２（Ｂ）では、数値シミュレーションにより得られたスカラー場データ２から抽出した現象領域１の例を示している。現象領域１は、例えば、図１の曲面１ｃのように表される。図２（Ｃ）では、現象領域１のカメラ位置に応じた３次元可視化の例を示している
図３は、カメラ位置に応じた平面選択による現象領域の表示変化例を示す図である。カメラ位置と、各節点Ｉ_ｋのベクトルとに基づいて、中心線３上の隣接する２つの節点Ｉ_ｋを含む平面を形成し、隣接する側の辺を平面同士で共有することにより形成される。

図３（Ａ）は、カメラ位置Ｐ_Ａに応じて選択された平面で描画された現象領域１の例を示している。図３（Ａ）で示す注視点の移動を表わすカメラ移動方向２ｄに従って、図３（Ｂ）〜図３（Ｅ）に、変化する現象領域１の表示例を示す。

図３（Ｂ）は、カメラ位置Ｐ_Ｂに応じて選択された平面で描画された現象領域１の例を示している。図３（Ｃ）は、カメラ位置Ｐ_Ｃに応じて選択された平面で描画された現象領域１の例を示している。図３（Ｄ）は、カメラ位置Ｐ_Ｄに応じて選択された平面で描画された現象領域１の例を示している。図３（Ｅ）は、カメラ位置Ｐ_Ｅに応じて選択された平面で描画された現象領域１の例を示している。

可視化する現象として、形状の存在しない圧力、気流等が考えられるが、本実施例は、これら現象に限定されず、種々の現象領域１を３次元に可視化可能である。

本実施例における３次元可視化は、図４に示すような情報処理装置１００によって行われる。図４は、情報処理装置のハードウェア構成を示す図である。図４において、情報処理装置１００は、コンピュータによって制御される情報処理装置であって、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、主記憶装置１２と、補助記憶装置１３と、入力装置１４と、表示装置１５と、通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）１７と、ドライブ装置１８とを有し、バスＢに接続される。

ＣＰＵ１１は、主記憶装置１２に格納されたプログラムに従って情報処理装置１００を制御するプロセッサに相当する。主記憶装置１２には、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等が用いられ、ＣＰＵ１１にて実行されるプログラム、ＣＰＵ１１での処理に必要なデータ、ＣＰＵ１１での処理にて得られたデータ等を記憶又は一時保存する。

補助記憶装置１３には、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等が用いられ、各種処理を実行するためのプログラム等のデータを格納する。補助記憶装置１３に格納されているプログラムの一部が主記憶装置１２にロードされ、ＣＰＵ１１に実行されることによって、各種処理が実現される。

入力装置１４は、マウス、キーボード等を有し、ユーザが情報処理装置１００による処理に必要な各種情報を入力するために用いられる。表示装置１５は、ＣＰＵ１１の制御のもとに必要な各種情報を表示する。入力装置１４と表示装置１５とは、一体化したタッチパネル等によるユーザインタフェースであってもよい。通信Ｉ／Ｆ１７は、有線又は無線などのネットワークを通じて通信を行う。通信Ｉ／Ｆ１７による通信は無線又は有線に限定されるものではない。
情報処理装置１００によって行われる処理を実現するプログラムは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read‐Only Memory）等の記憶媒体１９によって情報処理装置１００に提供される。

ドライブ装置１８は、ドライブ装置１８にセットされた記憶媒体１９（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ等）と情報処理装置１００とのインターフェースを行う。

また、記憶媒体１９に、後述される本実施の形態に係る種々の処理を実現するプログラムを格納し、この記憶媒体１９に格納されたプログラムは、ドライブ装置１８を介して情報処理装置１００にインストールされる。インストールされたプログラムは、情報処理装置１００により実行可能となる。

尚、プログラムを格納する記憶媒体１９はＣＤ−ＲＯＭに限定されず、コンピュータが読み取り可能な、構造（structure）を有する１つ以上の非一時的（non‐transitory）な、有形（tangible）な媒体であればよい。コンピュータ読取可能な記憶媒体として、ＣＤ−ＲＯＭの他に、ＤＶＤディスク、ＵＳＢメモリ等の可搬型記録媒体、フラッシュメモリ等の半導体メモリであっても良い。

図５は、本実施例における情報処理装置の機能構成例を示す図である。図５において、情報処理装置１００は、空間内挿部４１と、現象領域抽出部４２と、中心線抽出部４３と、断面化処理部４４と、テクスチャ生成部４５と、レンダリング部４６とを有する。空間内挿部４１と、現象領域抽出部４２と、中心線抽出部４３と、断面化処理部４４と、テクスチャ生成部４５と、レンダリング部４６とは、情報処理装置１００にインストールされたプログラムが、情報処理装置１００のＣＰＵ１１に実行させる処理により実現される。

また、記憶部１３０には、ベクトル場データ５１、スカラー場のλ２分布データ５２、断面形状情報５３、テクスチャ情報５４、可視化データ５５、カメラ位置情報５９等が記憶される。

空間内挿部４１は、ベクトル場データ５１に基づく計算空間７（図６）全体を矩形領域により包含し、構造格子状に内挿処理を行う。ベクトル場データ５１は、構造格子又は非構造格子のいずれのデータであってもよく、また、混在していてもよい。計算空間７（図６）は、ユークリッド空間とする。

ベクトル場データ５１が構造格子のデータである場合、内挿処理は行われない。ベクトル場データ５１のうち、非構造格子のデータに対して、空間内挿部４１による内挿処理が行われる。

現象領域抽出部４２は、Jing等のλ２法を用いて、現象領域（例えば、渦領域又は血管領域等）１を抽出する。λ２法により得られたスカラー場によるλ２分布データ５２を用いて、現象領域１の境界４（図６）が特定される。現象領域１の抽出には、渦領域と渦領域でない領域とを分けること、血管の領域と血管でない領域とを分けることを含む。スカラー場によるλ２分布データ５２が記憶部１３０に出力される。

中心線抽出部４３は、非特許文献３に基づく既存技術により、現象領域抽出部４２によって抽出された領域の中心線３を抽出する。

断面化処理部４４は、中心線３に基づいて抽出した領域に対する断面化処理を行う。断面形状情報５３が記憶部１３０に記憶される。断面形状情報５３は、複数の断面の形状に係る情報を含む。

本実施例における断面化処理部４４では、ユーザの選択に応じて、下記の断面化方法１又は断面化方法２を行う。

・断面化方法１
中心線３の端点毎に、その端点と中心線３の領域中心５（図６）とを含む複数の平面を生成して、断面化処理を行う。

・断面化方法２
抽出された領域の最大最小の空間情報を設定し、空間情報から得られる中点情報を用いた曲面を生成して、断面化処理を行う。空間情報は、立方体又は直方体等の３次元の矩形領域を表わす。以下、単に「矩形領域」という。

テクスチャ生成部４５は、断面形状情報５３を用いて、各断面形状に応じたテクスチャを生成する。テクスチャ情報５４が記憶部１３０に出力される。テクスチャ情報５４は、三次元空間の所定位置に配置された光源に対する帯状面の反射光を表わすテクスチャ等の情報である。

レンダリング部４６は、記憶部１３０から、カメラ位置情報５９に応じた断面形状情報５３とテクスチャ情報５４とを選択する選択部と、可視化データ５５を記憶部１３０に生成し、表示装置１５に表示させる表示部とを有する。

図６は、計算空間から抽出された領域例を示す図である。図６において、内挿処理後の計算空間７において、抽出された現象領域１の例を示している。抽出された各現象領域１から中心線３が抽出され、更に、抽出された中心線３の中心を特定することで領域中心５が定められる。図６では、抽出された現象領域１は、境界４で示される。以下の説明においても同様である。

抽出された領域毎に、断面化方法１又は断面化方法２が行われる。断面化方法１及び断面化方法２について説明する。

図７は、本実施例における断面化方法の概要を説明するための図である。図７（Ａ）は、中心線３に基づく曲率判定により平面指定を行う断面化方法１を示している。断面化方法１では、領域から抽出された中心線３の中心を求めて、領域中心５を設定する。

領域中心５を含む一辺を共有する、中心線３の一方の端点と領域中心５とを含む平面と、中心線３の他方の端点と領域中心５とを含む平面の２つの平面のペアを設定することで断面化処理が行われる。異なる角度θで、領域中心５を含む一辺を共有する複数の平面のペアが作成されればよい。この例ではθ＝９０°の例を示しているが、任意のθを設定可能である。

図７（Ｂ）は、抽出された領域の最大最小の空間情報を設定し、空間情報から得られる中点情報を用いた曲面を生成する断面化方法２を示している。断面化方法１と同様に、現象領域１の領域中心５を設定する。また、境界４に基づいて予測した現象領域１の３次元形状に対して最大最小の矩形領域６を決定する。

矩形領域６の各辺の中心点を用いて曲線８を定め、定めた複数の曲線８により曲面を生成する。

図８は、本実施例における３次元の可視化処理を説明するためのフローチャート図である。図８において、空間内挿部４１は、計算空間７における現象領域１に係るベクトル場データ５１を用いて、空間内挿処理を行う（ステップＳ７１）。非構造格子に対して空間内処理が実施される。

現象領域抽出部４２は、計算空間７のλ２値分布を算出してλ２分布データ５２を生成し、現象領域１を抽出する（ステップＳ７２）。現象領域１の抽出によって、少なくとも境界４が抽出される。そして、中心線抽出部４３は、計算空間７からλ２分布データ５２に基づいて、境界４と中心線３とを抽出する（ステップＳ７３）。

その後、断面化処理部４４は、ユーザが指定した断面化方法１又は２により、中心線抽出部４３が抽出した境界４と中心線３に基づいて断面化処理を行う（ステップＳ７４）。断面形状情報５３が出力される。

そして、テクスチャ生成部４５は、断面形状情報５３に基づいて、境界４で特定される各領域に対して断面形状毎にテクスチャを生成し、生成したテクスチャを表わすテクスチャ情報５４を生成する（ステップＳ７５）。

レンダリング部４６は、断面形状情報５３及びテクスチャ情報５４を用いて、カメラ位置情報５９に基づいて、可視化データ５５を作成する（ステップＳ７６）。可視化データ５５により、表示装置１５に３次元画像又は動画が表示される。

次に、空間内挿部４１による空間内挿処理について説明する。空間内挿部４１は、構造格子、非構造格子、又はそれらが混在したベクトル場データ５１を入力する。

図９は、構造格子及び非構造格子の例を示す図である。図９（Ａ）は、構造格子の例を示す。構造格子は、六面体で表される。図９（Ｂ）は、非構造格子の例を示す。非構造格子は、四面体（三角錐）又は五面体（四角錐又は三角錐）で表される。

空間内挿部４１は、計算空間７の全体を矩形領域により包含し、構造格子状に内挿処理を行う。内挿処理は、以下の手順で行えばよい。

１）非構造格子において、辺の長さを基準に自動的にヒストグラム化する。つまり、
（min，max）＝（1．0e‐3，1．0e+2）であれば、対数で１０分割する。

２）最初のヒストグラム範囲のカウント値（例えばａ）と、最大のカウント値（例えばｂ）を数１に導入し、代表値Ｌを得る。この値に基づき、空間を均等に分割する。

入力されるデータ構造は構造格子及び非構造格子の両方であっても良い。

非構造格子のデータの内挿処理では、非特許文献２の四面体要素を用いて三次元構造格子を生成する手法を用い、ユーザが指定する分割数に内挿する。現象領域１の抽出を、内挿精度にあまり依存せず行える。

現象領域抽出部４２は、以下の手順で現象領域１とそうでない領域とを分ける。Jing等によるλ２法を用いた例で説明するが、現象領域１の抽出は、λ２法に限定されない。λ２法を用いた場合、出力される値はλ２値（スカラー値）となる。

１）構造格子の節点上に速度ベクトル（u，v，w）を配置する。非構造格子の場合は構造格子上の節点に内挿する。

２）（u_i，v_i，w_i）から節点ｉ上の勾配を計算し、

行列Ｊを作成する。

３）そして、
Ａ＝Ｓ^２＋Ｑ^２
を計算する。ここで、Ｓは、

また、Ｑは、

である。

４）行列Ａの固有値を計算し、
５）λ２を選択する。つまり、λ１、λ２、及びλ３から２番目の値を選択する。

中心線抽出処理部４３による中心線抽出処理は、既存技術で行う。一例として、非特許文献３の手法を用いれば良い。中心線３が抽出される。

次に、本実施例に係る断面化処理とテクスチャ生成処理について説明する。断面化処理部４４による断面化処理は、上述したように、断面化方法１又は断面化方法２により行う。

図１０は、断面化方法１及び断面化方法２による断面化例を示す図である。図１０（Ａ）では、現象領域１の領域中心５を含む一辺を共有する２つの平面９ａによって１つの断面を作成する。領域中心５を含む一辺を共有する２つの平面９ａのペアによって一断面が表される。

図１０（Ｂ）では、最大最小の矩形領域６の中点情報を用いて、生成した２つの曲面９ｂによって１つの断面を作成する。矩形領域６の長さ方向に平行な４面の各々において、幅方向で対向する２辺の各中点を含む直線を共有する辺とした、上下２つの曲面９ｂによって、１つの断面が表わされる。

図１１は、断面化方法１の処理例を説明するための図である。図１１（ａ）は、現象領域１の領域中心５を設定した状態を示している。

図１１（ｂ）において、中心線３の両端５ａ及び５ｂの３次元座標（x_a，y_a，z_a）及び（x_b，y_b，z_b）を取得する。領域中心５と端５ａとを含む四辺形９_ａ１１と、領域中心５と端５ｂとを含む四辺形９_ａ１２とを定める。四辺形９_ａ１１と四辺形９_ａ１２とによって、境界４を含む必要最小限の領域を設定する。

四辺形９_ａ１１と四辺形９_ａ１２とに基づいて、領域中心５を含む直線を一辺として共有する２つの平面９ａのペアを作成する。角度θを変えて複数の平面９ａのペアを作成することで、ｎ断面を作成する。

単純には、中心線３の各軸方向の最大値及び最小値を求め、最も距離の長い軸を選択し、その距離の半分を求めて中心位置とする。その中心位置と端５ａを共有する平面（四辺形９ａ_１１）、或いは、端５ｂと領域中心５（四辺形９ａ_１２）を共有する平面を、２点を結ぶ軸で角度θ毎に回転させることで、ｎ断面を作成する。

図１１（ｃ）において、領域中心５と端５ａを含む四辺形９ａ_１１と、端５ｂと領域中心５とを含む四辺形９ａ_１２とを生成する。

図１１（ｄ）において、領域中心５を通り、四辺形９ａ_１１を含む平面と、四辺形９ａ_１２を含む平面とが交わる直線５γ_１を求めて、２つの平面を結合したペアの平面９ａを作成する。

図１１（ｅ）では、領域中心５を軸として、角度θ回転させ、図１１（ｃ）と同様に、領域中心５と端５ａとを含む四辺形９ａ_２１及び端５ｂと領域中心５とを含む四辺形９ａ_２２を生成する。

図１１（ｆ）において、領域中心５を通り、四辺形９ａ_２１を含む平面と、四辺形９ａ_２２を含む平面とが交わる直線５γ_２を求めて、２つの平面を結合したペアの平面９ａを作成する。

更に、図１１（ｇ）では、直線５γ_１及び直線５γ_２を含む平面において、直線５γ_２に対して更に角度θ回転させ、領域中心５と端５ａとを含む四辺形９ａ_３１及び端５ｂと領域中心５とを含む四辺形９ａ_３２を生成する。

図１１（ｈ）において、領域中心５を通り、四辺形９ａ_３１を含む平面と、四辺形９ａ_３２を含む平面とが交わる直線５γ_３を求めて、２つの平面を結合したペアの平面９ａを作成する。

よって、角度θ＝６０°とした場合、図１１（ｉ）に示すように、３つのペアの平面９ａが定められる。つまり、６方向の断面を定めたことになる。

図１２は、断面化方法２の処理例を説明するための図である。図１２（ａ）において、現象領域１の空間的な最大最小の矩形領域６を設定した状態を示している。この矩形領域６の情報を使って面構成を行う。

図１２（ｂ）において、先ず、不定形の現象領域１に対して、ｘ、ｙ、及びｚ軸方向の最小値及び最大値をそれぞれ探索し、矩形領域６の角に相当する点ｅ_１（x_e1，y_e1，z_e1）及び点ｅ_２（x_e2，y_e2，z_e2）を設定する。

点ｅ_１及び点ｅ_２間の距離で、ｘ、ｙ、及びｚの値が最大の座標軸を選択する。ｙが最も長い場合、（y_e2‐y_e1）/２の位置で、矩形領域６を１／２にする平面Ｄ_１を設定する。

図１２（ｃ）において、また、ｘ軸に対しても中間の位置（x_e2‐x_e1）/２の位置で、矩形領域６を１／２にする平面Ｄ_２を設定する。平面Ｄ_２が矩形領域６の辺と交わる点ｐ_１（x_p1，y_p1，z_p1）と、平面Ｄ_１が矩形領域６の辺とが交わる点ｑ_１（x_q1，y_q1，z_q1）とを繋ぐ二次曲線を設定する。また、平面Ｄ_２が矩形領域６の辺と交わる点ｐ_２（x_p2，y_p2，z_p2）と、平面Ｄ_１が矩形領域６の辺とが交わる点ｑ_２（x_q2，y_q2，z_q2）とを繋ぐ二次曲線を設定する。点ｐ_１と点ｑ_１とを繋ぐ二次曲線と、点ｐ_２と点ｑ_２とを繋ぐ二次曲線と、点ｐ_１と点ｐ_２とを繋ぐ直線と、点ｑ_１と点ｑ_２とを繋ぐ直線とにより曲面９ｂが作成される。

図１２（ｄ）において、同様に、点ｐ_１と点ｑ_３とを繋ぐ二次曲線を設定し、点ｐ_２と点ｑ_４とを繋ぐ二次曲線を設定する。点ｐ_１と点ｑ_３とを繋ぐ二次曲線と、点ｐ_２と点ｑ_４とを繋ぐ二次曲線と、点ｐ_１と点ｐ_２とを繋ぐ直線と、点ｑ_３と点ｑ_４とを繋ぐ直線とにより曲面９ｂが作成される。図１２（ｃ）で作成した曲面９ｂの点ｐ_１と点ｐ_２とを繋ぐ直線は、共有される。

また、点ｐ_３と点ｑ_１とを繋ぐ二次曲線を設定し、点ｐ_４と点ｑ_２とを繋ぐ二次曲線を設定する。点ｐ_３と点ｑ_１とを繋ぐ二次曲線と、点ｐ_４と点ｑ_２とを繋ぐ二次曲線と、点ｐ_３と点ｐ_４とを繋ぐ直線と、点ｐ_３と点ｐ_４とを繋ぐ直線とにより他の曲面９ｂが作成される。

更に、点ｐ_３と点ｑ_３とを繋ぐ二次曲線を設定し、点ｐ_４と点ｑ_４とを繋ぐ二次曲線を設定する。曲面９ｂが作成される。

このように作成された４つの曲面９ｂは、隣接する曲面９ｂとの間で中点情報で得られる直線を共有する。

図１２（ｅ）では、ｚ軸に対して、中間の位置（z_e2‐Z_e1）/２の位置で、矩形領域６を１／２にする平面Ｄ_３を設定する。平面Ｄ_３が矩形領域６の辺と交わる点ｒ_１と、平面Ｄ_１が矩形領域６の辺とが交わる点ｑ_３とを繋ぐ二次曲線を設定する。そして、平面Ｄ_３が矩形領域６の辺と交わる点ｒ_２と、平面Ｄ_１が矩形領域６の辺とが交わる点ｑ_１とを繋ぐ二次曲線を設定する。曲面９ｂが作成される。

同様に、点ｒ_１と点ｑ_４とを繋ぐ二次曲線を設定し、点ｒ_２と点ｑ_３とを繋ぐ二次曲線を設定して曲面９ｂを作成する。

また、点ｒ_３と点ｑ_３とを繋ぐ二次曲線を設定し、点ｒ_４と点ｑ_１とを繋ぐ二次曲線を設定して曲面９ｂを作成する。更に、点ｒ_３と点ｑ_４とを繋ぐ二次曲線を設定し、点ｒ_４と点ｑ_２とを繋ぐ二次曲線を設定して曲面９ｂを作成する。断面化方法２では、断面を２つの曲面９ｂのペアで表す。

本実施例による可視化処理での表示例を図１３及び図１４で示す。図１３は、処理結果画像の例を示す図である。図１４は、図１３の処理結果画像に対して一部断面の設定を行った例を示す図である。

図１４では、断面化方法１での断面設定の例を示している。上述したような本実施例による可視化処理では、データ量を削減可能であることが分かっている。

入力は、
・シミュレーション結果
節点の座標、要素情報、要素上の物理値
・カラーマップデータ
・ユーザ指定のパラメータ
断面化方法１又は断面化方法２
である。

本実施例において、可視化処理に必要となるデータ量は、
元の３次元ポリゴン数をｎ、各断面での使用ポリゴンが２、１オブジェクト当たりの断面数（平均）が５、オブジェクト数がｍとすると、
ｎ＞＞ｍ×２×５＋テクスチャデータ量
で表される。本実施例の可視化処理では、現象領域１を含む最小の領域に相当する平面９ａ又は曲面９ｂの領域に相当するデータを抽出することで、現象の三次元の可視化処理に利用するデータ量を少なくすることができる。本実施例の可視化処理を用いない既存の技術と比べて最大１／１００までデータ量を削減可能である。

従って、本実施例では、構造・非構造格子の３次元大規模データを用いたシミュレーション結果の可視化処理において、データリダクションを可能とする。

本発明は、具体的に開示された実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、主々の変形や変更が可能である。

以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
現象部分に係る線分の近傍の断面毎に、断面形状を示す断面形状情報と、該断面のテクスチャを表わすテクスチャ情報とを記憶した記憶部から、視点方向に対応する断面形状情報とテクスチャ情報とを選択する選択部と、
選択した前記断面形状情報と前記テクスチャ情報とを用いて、前記線分を３次元画像で可視化する可視化データを生成し、該可視化データにより該線分を表示部に表示させる表示部と、
を有することを特徴とする情報処理装置。
（付記２）
前記線分の中心と、該線分の一端を含む第１平面と、該線分の他端を含む第２平面とを、該第１平面と該第２平面とが交わり、かつ、該中心を含む直線で結合して、前記断面形状情報を作成する断面化処理部を有することを特徴とする付記１記載の情報処理装置。
（付記３）
前記断面化処理部は、
前記第１平面又は前記第２平面において、前記中心を通る直線を軸として所定角度毎に回転させて、角度毎の前記断面形状情報を作成する
ことを特徴とする付記２記載の情報処理装置。
（付記４）
前記近傍の断面を包含する３次元の矩形領域に対して、垂直な各方向で該矩形領域を等分する切断面を設定し、該切断面の頂点を用いて曲面を形成することで、前記断面形状情報を作成する断面化処理部を有することを特徴とする付記１記載の情報処理装置。
（付記５）
前記３次元の矩形領域の各面において、前記切断面により等分された領域毎に前記曲面が作成され、
前記面を等分する直線は、該曲面の一部として形成され、もう一方の領域に作成された曲面と共有されることを特徴とする付記４記載の情報処理装置。
（付記６）
現象部分に係る線分の近傍の断面毎に、断面形状を示す断面形状情報と、該断面のテクスチャを表わすテクスチャ情報とを記憶した記憶部から、視点方向に対応する断面形状情報とテクスチャ情報とを選択し、
選択した前記断面形状情報と前記テクスチャ情報とを用いて、前記線分を３次元画像で可視化する可視化データを生成し、該可視化データにより該線分を表示部に表示させる、
処理をコンピュータが行うシミュレータ結果表示方法。
（付記７）
現象部分に係る線分の近傍の断面毎に、断面形状を示す断面形状情報と、該断面のテクスチャを表わすテクスチャ情報とを記憶した記憶部から、視点方向に対応する断面形状情報とテクスチャ情報とを選択し、
選択した前記断面形状情報と前記テクスチャ情報とを用いて、前記線分を３次元画像で可視化する可視化データを生成し、該可視化データにより該線分を表示部に表示させる、
処理をコンピュータに行わせるシミュレータ結果表示プログラム。

１現象領域
３中心線
４境界
５領域中心
６矩形領域
７計算空間
８曲線
９ａ平面
９ｂ曲面
４１空間内挿部
４２現象領域抽出部
４３中心線抽出部
４４断面化処理部
４５テクスチャ生成部
４６レンダリング部
５１ベクトル場データ
５２ λ２分布データ
５３断面形状情報
５４テクスチャ情報
５５可視化データ
５９カメラ位置情報
１００情報処理装置

Claims

現象部分に係る線分の近傍の断面毎に、断面形状を示す断面形状情報と、該断面のテクスチャを表わすテクスチャ情報とを記憶した記憶部から、視点方向に対応する断面形状情報とテクスチャ情報とを選択する選択部と、
選択した前記断面形状情報と前記テクスチャ情報とを用いて、前記線分を３次元画像で可視化する可視化データを生成し、該可視化データにより該線分を表示部に表示させる表示部と、
前記近傍の断面を包含する３次元の直方体に対して、垂直な各方向で該直方体を等分する切断面を設定し、該切断面の頂点を用いて曲面を形成することで、前記断面形状情報を作成する断面化処理部と、
を有することを特徴とする情報処理装置。
前記選択部は、
前記視点方向における、前記現象部分を含む領域に相当する平面又は曲面に対応する断面形状情報とテクスチャ情報とを選択する、請求項１記載の情報処理装置。
現象部分に係る線分の近傍の断面毎に、断面形状を示す断面形状情報と、該断面のテクスチャを表わすテクスチャ情報とを記憶した記憶部から、視点方向に対応する断面形状情報とテクスチャ情報とを選択し、
選択した前記断面形状情報と前記テクスチャ情報とを用いて、前記線分を３次元画像で可視化する可視化データを生成し、該可視化データにより該線分を表示部に表示させ
前記近傍の断面を包含する３次元の直方体に対して、垂直な各方向で該直方体を等分する切断面を設定し、該切断面の頂点を用いて曲面を形成することで、前記断面形状情報を作成する、処理をコンピュータが行うシミュレータ結果表示方法。
現象部分に係る線分の近傍の断面毎に、断面形状を示す断面形状情報と、該断面のテクスチャを表わすテクスチャ情報とを記憶した記憶部から、視点方向に対応する断面形状情報とテクスチャ情報とを選択し、
選択した前記断面形状情報と前記テクスチャ情報とを用いて、前記線分を３次元画像で可視化する可視化データを生成し、該可視化データにより該線分を表示部に表示させ、
前記近傍の断面を包含する３次元の直方体に対して、垂直な各方向で該直方体を等分する切断面を設定し、該切断面の頂点を用いて曲面を形成することで、前記断面形状情報を作成する、
処理をコンピュータに行わせるシミュレータ結果表示プログラム。