JPH06348787A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は計算機援用設計・計算機による各種
シミュレーション分野における計算機内物体モデルを可
視化する画像表示装置に関し、多数の調度品や照明器具
を含む複数の部屋からなるシーンを高速で効率良く３次
元表示することを目的とする。 【構成】 複数の折れ線に囲まれた閉領域を検出し部屋
として登録する部屋登録部12と、線分分割部13で分割さ
れた小線分の周囲に壁厚を用いた矩形領域を生成する矩
形領域生成部17と、壁、床及び天井からなる躯体の形状
を保存する躯体形状保存部22と、調度品や照明器具から
なる部品の形状と光源の配光特性を保存する部品データ
保存部23と、表示対象となる部屋を選択する部屋選択部
24と、躯体形状選択部25と部品データ選択部26から取り
出した躯体と部品の各々の３次元形状を部屋毎に分類し
たシーンを構築するシーン構築部27とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＡＤ（計算機援用設
計）や計算機による各種シミュレーションの分野におけ
る、計算機内に構築した物体モデルを高速かつ効率良く
画面上に可視化するための画像表示装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像表示装置は写実的な画面表示
を用いて言葉や数値では表現が困難な現象を可視化し、
計算機と人間のコミュニケーションを図る道具として、
種々の設計やシミュレーションに利用されている。

【０００３】以下図面を参照しながら、上述した従来の
画像表示装置の一例について説明する。図２は従来の画
像表示装置の構成を示すものである。図２において、71
は床入力部、72は壁入力部、73は平面図情報保存部、74
は平面図表示部、75は床天井生成部、76は壁立上げ部、
77は躯体形状保存部、78は部品データ保存部、79は隠面
処理部、80は照度算出部、81は照度保存部、82は３次元
表示部である。

【０００４】以上のように構成された従来の画像表示装
置について、以下その動作について説明する。図３は平
面図における床及び壁の形状入力の説明図である。図３
において、101,102,103は床、111〜119は壁、121〜129
は頂点である。

【０００５】まず、平面図に床の２次元形状を入力す
る。床入力部71において、床の２次元形状を表す多角形
の頂点位置を順次指定する。例えば図３において、床10
1を入力する場合は頂点を121,122,128,127,121の順に指
定する。

【０００６】同様に、床102,103を入力の場合は、それ
ぞれ頂点を122,123,126,125,122及び頂点123,124,129,1
28,125,126,123の順に指定する。

【０００７】次に、平面図に壁の２次元形状を入力す
る。壁入力部72において、壁の２次元形状を表す折れ線
の頂点位置を順次指定する。

【０００８】例えば図３において、壁111,112,113,116,
118,117,114を入力する場合は、折れ線の頂点を121,12
2,123,124,129,128,128,121の順に指定する。

【０００９】同様に、壁115,119を入力する場合は、折
れ線の頂点を122,125,126の順に指定する。

【００１０】平面図情報保存部73において、床入力部71
及び壁入力部72で入力した床及び壁の２次元形状を表す
多角形及び折れ線のそれぞれの頂点位置の２次元座標値
を保存する。平面図表示部74において、床及び壁の２次
元形状をそれぞれ表す多角形及び折れ線を平面図情報保
存部73の頂点位置の２次元座標値を用いて図３のような
平面図として表示する。

【００１１】さらに、床及び壁のそれぞれの２次元形状
を用いて床、天井及び壁のそれぞれの３次元形状を生成
する。床天井生成部75において、平面図情報保存部73か
ら床の２次元形状を表す多角形に床高及び天井高の情報
を付加することにより床及び天井のそれぞれの３次元形
状を表す多角形を作成する。例えば、図３の床101の場
合を考える。床高及び天井高をそれぞれ０[mm]及び2500
[mm]、床101を表す多角形の頂点121,122,128,127の２次
元座標値をそれぞれ (0,4000),(2000,4000),(2000,0),(0,0) とすると、床を表す多角形の頂点の３次元座標値は (0,4000,0),(2000,4000,0),(2000,0,0),(0,0,0)、 天井を表す多角形の頂点の３次元座標値は (0,4000,2500),(2000,4000,2500),(2000,0,2500),(0,0,
2500) となる。

【００１２】壁立上げ部75において、平面図情報保存部
73から壁の２次元形状を表す折れ線の線分の周囲に壁厚
を付加した長方形を作成し、この長方形に床高及び天井
高の情報を付加した長方形を底面及び上面とする直方体
を作成しこれを壁の３次元形状とする。

【００１３】例えば図３の壁111の場合を考える。壁
厚、床高及び天井高をそれぞれ100[mm]、０[mm]及び250
0[mm]、壁111を表す折れ線の線分の両端の頂点121,122
の２次元座標値をそれぞれ(0,4000),(2000,4000)とする
と、壁を表す直方体の８頂点の３次元座標値は (-50,4050,0),(2050,4050,0),(2050,3950,0),(-50,395
0,0),(-50,4050,2500),(2050,4050,2500),(2050,3950,2
500),(-50,3950,2500) となる。

【００１４】躯体形状保存部77において、床天井生成部
75及び壁立上げ部76でそれぞれ作成した床、天井及び壁
の３次元形状の頂点位置の３次元座標値とする。

【００１５】部品データ保存部78において、調度品や照
明器具からなる部品の３次元形状と光源の配光特性を保
存する。簡単のために以下の説明では、部品の３次元形
状はすべて多面体の各頂点の３次元座標で表すものと
し、３次元座標系は躯体（床、天井及び壁）の形状を表
す３次元座標系と一致しているものとする。

【００１６】隠面処理部79において、躯体形状保存部77
の天井及び壁の３次元形状と部品データ保存部78の部品
の３次元形状と視点の３次元位置を用いて可視面を算出
する。隠面処理方法としてＺバッファ法やレイトレーシ
ング法等を用いる。

【００１７】照度算出部80において、躯体形状保存部77
の天井及び壁の３次元形状と部品データ保存部78の部品
の３次元形状のそれぞれの表面照度を部品データ保存部
78の光源の配光特性を用いて算出する。表面照度算出方
法としてはラジオシティ法等がある。照度保存部81にお
いて、照度算出部80で算出した表面照度を保存する。最
後に、３次元表示部82において、画素に対応する隠面処
理部80で算出した可視面の表面色と照度保存部81の表面
照度の積を表示輝度とする。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の構成では、多数の調度品や照明器具を含む複
数の部屋からなるシーンを隠面処理や照度計算を実行し
ようとすると、膨大な演算量及びメモリ容量を必要とす
るという課題を有していた。

【００１９】本発明は上記課題に鑑み、多数の調度品や
照明器具を含む複数の部屋からなるシーンを部屋単位に
隠面処理や照度計算を実行することにより処理の高速化
及び省メモリ化を実現できる画像表示装置を提供するも
のである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１の発明の画像表示装置は、平面図上で部屋の境
界線を頂点位置を順次指定した折れ線の集合として入力
する境界線入力部と、複数の上記折れ線に囲まれた閉領
域を検出し部屋として登録する部屋登録部と、上記折れ
線の各線分を３つ以上の部屋に隣接しないように分割し
た小線分を壁の２次元形状とする線分分割部と、上記小
線分を対話的に選択し削除することにより不要な壁を取
り除く不要壁削除部と、閉領域及び小線分のそれぞれの
頂点位置からなる平面図情報を保存する平面図情報保存
部と、上記平面図情報を用いて閉領域及び小線分を画面
表示する平面図表示部と、上記小線分の周囲に壁厚を用
いた矩形領域を生成する矩形領域生成部と、部屋ごとに
上記閉領域と上記矩形領域との重なり領域を算出しその
部屋の壁領域とする壁領域算出部と、部屋ごとに上記閉
領域から上記壁領域を除いた領域を算出しその部屋の床
領域とする床領域算出部と、上記壁領域を鉛直上向きに
壁高だけ平行移動した掃引体を壁の３次元形状とする壁
立上げ部と、上記床領域に床高及び天井高を付加するこ
とによりそれぞれ床及び天井の３次元形状を生成する床
天井生成部と、壁、床及び天井からなる躯体の３次元形
状を保存する躯体形状保存部と、調度品や照明器具から
なる部品の３次元形状と光源の配光特性を保存する部品
データ保存部と、３次元表示の対象となる部屋を複数選
択する部屋選択部と、上記部屋選択部で選択した部屋の
躯体の３次元形状を躯体形状保存部から取り出す躯体形
状選択部と、上記部屋選択部で選択した部屋内部に３次
元形状の全体または一部が存在する部品の３次元形状を
部品データ保存部から取り出す部品データ選択部と、上
記躯体形状選択部と上記部品データ選択部から取り出し
た躯体及び部品のそれぞれの３次元形状を部屋ごとに分
類したシーンを構築するシーン構築部と、上記シーンを
対象に光源の配光特性を用いて躯体及び部品の表面照度
を算出する照度算出部と、上記表面照度を保存する照度
保存部と、上記シーンについて隠面処理を実行し可視面
を算出する隠面処理部と、画素に対応する上記可視面の
表面色と上記表面照度の積を表示輝度として表示する３
次元表示部とを具備したものである。

【００２１】第２の発明の画像表示装置は、部屋選択部
が、部品データ保存部内の任意の部品を選択する部品選
択部と、上記部品選択部で選択した部品全体を内部に含
むような直方体からなる部品バウンダリを生成する部品
バウンダリ生成部と、各部屋について躯体全体を内部に
含む直方体からなる躯体バウンダリを生成する躯体バウ
ンダリ生成部と、上記部品バウンダリと上記躯体バウン
ダリとの交わりを各部屋について調べることにより選択
した部品の３次元形状の全体または一部をその内部に含
む部屋を抽出する所属部屋抽出部とからなるものであ
る。

【００２２】第３の発明の画像表示装置は、部屋選択部
が、視点を頂点とする四角錐状のビューボリュームを作
成するビューボリューム生成部と、各部屋について躯体
全体を内部に含む直方体からなる躯体バウンダリを生成
する躯体バウンダリ生成部と、上記ビューボリュームと
上記躯体バウンダリとの交わりを各部屋について調べる
ことによりビューボリューム内部に部屋の全体または一
部がある部屋を抽出する視野部屋抽出部とからなるもの
である。

【００２３】第４の発明の画像表示装置は、部品選択部
が、部品データ保存部内の任意の光源を選択する光源選
択部と、光源選択部で選択した光源を頂点とし光軸を軸
とする円錐状の配光ボリュームを生成する配光ボリュー
ム生成部と、各部屋について躯体全体を内部に含む直方
体からなる躯体バウンダリを生成する躯体バウンダリ生
成部と、上記配光ボリュームと上記躯体バウンダリとの
交わりを各部屋について調べることにより光線が届く可
能性のある部屋を抽出する配光部屋抽出部とからなるも
のである。

【００２４】

【作用】本発明は上記した構成により、多数の調度品や
照明器具を含む複数の部屋からなるシーンを部屋単位に
隠面処理や照度計算を実行することにより、高速にかつ
少ないメモリ容量で３次元画像表示することとなる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例について、図面
を参照しながら説明する。図１は本発明の実施例におけ
る画像表示装置の構成を示すものである。

【００２６】図１において、11は境界線入力部、12は部
屋登録部、13は線分分割部、14は不要壁削除部、15は平
面図情報保存部、16は平面図表示部、17は矩形領域生成
部、18は床領域算出部、19は壁領域算出部、20は床天井
生成部、21は壁立上げ部、22は躯体形状保存部、23は部
品データ保存部、24は部屋選択部、25は躯体形状選択
部、26は部品データ選択部、27はシーン構築部、28は隠
面処理部、29は照度算出部、30は照度保存部、31は３次
元表示部である。

【００２７】以上のように構成された画像表示装置につ
いて、以下図１及び図７を用いてその動作を説明する。
簡単のために、以下の説明では各部屋の境界線の各線分
はすべて平面図上の２次元座標系のｘ軸またはｙ軸に平
行とする。

【００２８】図７は平面図上における閉領域、小線分、
頂点の説明図である。図７において、201,202,203,204
は閉領域、211〜221は小線分、231〜239は頂点である。
境界線入力部11において、部屋の境界線を表す折れ線を
入力する。入力方法として折れ線の頂点の２次元位置を
順次指定する方法を用いる。例えば図７の部屋の境界線
を入力する場合の手順を以下に示す。

【００２９】まず、最初の折れ線の頂点として231,234,
239,237,231の順に指定し、次の折れ線の頂点として23
2,238を指定し、最後の折れ線の頂点として233,236,235
の順に指定する。部屋登録部12において、境界線入力部
11で入力した複数の折れ線に囲まれた閉領域を検出し部
屋として登録する。例えば、図７の場合、４つの閉領域
201,202,203,204を検出し、それぞれ部屋Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄに登録する。ここで、部屋Ｄは通常屋外であるが一つ
の部屋と同様に扱う。

【００３０】線分分割部13において、境界入力部11で入
力した折れ線の各線分が３つ以上の部屋に隣接しないよ
うに分割した小線分を生成し、それぞれの小線分を壁の
２次元形状とする。例えば図７の場合、最初の折れ線の
221と224を頂点とする線分は４つの部屋Ａ〜Ｄに隣接す
るため、３つの小線分211,212,213に分割する。

【００３１】不要壁削除部14において、線分分割部13で
生成した小線分のうち、壁が不要な場所に対応するもの
を対話的に選択し削除する。例えば図７の場合、小線分
220,221が不要である。

【００３２】平面図情報保存部15において、部屋登録部
12で検出した閉領域と不要壁削除部14で削除せずに残っ
た小線分を保存する。保存するデータとしては閉領域の
周囲及び小線分の両端のそれぞれの頂点の２次元座標で
ある。例えば図７の閉領域203の場合、周囲の６頂点23
3,234,239,238,235,236の２次元座標を保存する。ま
た、小線分211の場合、両端の２頂点231,232の２次元座
標を保存する。

【００３３】平面図表示部16において、平面図情報保存
部15で保持している閉領域及び小線分のデータを読込み
平面図として画面に表示する。表示方法としては閉領域
は塗りつぶし多角形、小線分は線幅の太いラインを用い
る。

【００３４】矩形領域生成部17において、平面図情報保
存部15で保持している小線分の周囲に壁厚を用いた矩形
領域を生成する。小線分の両端の頂点座標を(a,b),(c,
d)、壁厚を2wとした場合、矩形領域の周囲の４頂点の座
標は次の通りである。 (1) ａ＝ｃかつｂ＜ｄの場合 (a-w,b-w),(a+w,b-w),(c
+w,d+w),(c-w,d+w) (2) ｂ＝ｄかつａ＜ｃの場合 (a-w,b-w),(c+w,d-w),(c
+w,d+w),(a-w,b+w) 壁領域算出部19において、部屋ごとに平面図情報保存部
15で保持している閉領域と矩形領域生成部17で生成した
矩形領域との重なり領域を算出しその部屋の壁領域とす
る。床領域算出部18において、部屋ごとに平面図情報保
存部15で保持している閉領域から壁領域算出部19で算出
した壁領域を除いた領域を算出しその部屋の床領域とす
る。壁立上げ部21おいて、壁領域算出部19で算出した壁
領域を鉛直上向きに壁高だけ平行移動した掃引体を生成
し壁の３次元形状とする。

【００３５】床天井生成部20において、床領域算出部18
で算出した床領域に床高及び天井高を付加することによ
りそれぞれ床及び天井の３次元形状を生成する。躯体形
状保存部22において、壁立上げ部21で生成した壁の３次
元形状と床天井生成部20で生成した床及び天井の３次元
形状を保存する。以下、壁、床及び天井を躯体と呼ぶ。

【００３６】部品データ保存部23において、調度品や照
明器具からなる部品の３次元形状と光源の配光特性を保
存する。部屋選択部24において、３次元表示の対象とな
る部屋を複数選択する。選択方法として、すべての部屋
を順次１つずつ選択していくものや、画面表示を希望す
る部屋のみを選択するものがある。躯体形状選択部25に
おいて、部屋選択部24で選択した部屋の躯体の３次元形
状を躯体形状保存部22から取り出す。部品データ選択部
26において、部屋選択部24で選択した部屋内部に３次元
形状の全体または一部が存在する部品の３次元形状を部
品データ保存部23から取り出す。

【００３７】シーン構築部27において、躯体形状選択部
25と部品データ選択部26から取り出した躯体及び部品の
それぞれの３次元形状を部屋ごとに分類したシーンを構
築する。照度算出部29において、シーンを対象に光源の
配光特性を用いて躯体及び部品の表面照度を算出する。
照度保存部30において、照度算出部29で算出した表面照
度を保存する。隠面処理部28において、シーン構築部27
で構築したシーンについて隠面処理を実行し可視面を算
出する。３次元表示部31において、画素に対応する隠面
処理部28で算出した可視面の表面色と照度保存部30で保
持している表面照度の積を表示輝度として表示する。

【００３８】以上のように本実施例によれば、平面図上
で部屋の境界線を頂点位置を順次指定した折れ線の集合
として入力する境界線入力部と、複数の上記折れ線に囲
まれた閉領域を検出し部屋として登録する部屋登録部
と、上記折れ線の各線分を３つ以上の部屋に隣接しない
ように分割した小線分を壁の２次元形状とする線分分割
部と、上記小線分を対話的に選択し削除することにより
不要な壁を取り除く不要壁削除部と、閉領域及び小線分
のそれぞれの頂点位置からなる平面図情報を保存する平
面図情報保存部と、上記平面図情報を用いて閉領域及び
小線分を画面表示する平面図表示部と、上記小線分の周
囲に壁厚を用いた矩形領域を生成する矩形領域生成部
と、部屋ごとに上記閉領域と上記矩形領域との重なり領
域を算出しその部屋の壁領域とする壁領域算出部と、部
屋ごとに上記閉領域から上記壁領域を除いた領域を算出
しその部屋の床領域とする床領域算出部と、上記壁領域
を鉛直上向きに壁高だけ平行移動した掃引体を壁の３次
元形状とする壁立上げ部と、上記床領域に床高及び天井
高を付加することによりそれぞれ床及び天井の３次元形
状を生成する床天井生成部と、壁、床及び天井からなる
躯体の３次元形状を保存する躯体形状保存部と、調度品
や照明器具からなる部品の３次元形状と光源の配光特性
を保存する部品データ保存部と、３次元表示の対象とな
る部屋を複数選択する部屋選択部と、上記部屋選択部で
選択した部屋の躯体の３次元形状を躯体形状保存部から
取り出す躯体形状選択部と、上記部屋選択部で選択した
部屋内部に３次元形状の全体または一部が存在する部品
の３次元形状を部品データ保存部から取り出す部品デー
タ選択部と、上記躯体形状選択部と上記部品データ選択
部から取り出した躯体及び部品のそれぞれの３次元形状
を部屋ごとに分類したシーンを構築するシーン構築部
と、上記シーンを対象に光源の配光特性を用いて躯体及
び部品の表面照度を算出する照度算出部と、上記表面照
度を保存する照度保存部と、上記シーンについて隠面処
理を実行し可視面を算出する隠面処理部と、画素に対応
する上記可視面の表面色と上記表面照度の積を表示輝度
として表示する３次元表示部とを設けることにより、多
数の調度品や照明器具を含む複数の部屋からなるシーン
を高速にかつ少ないメモリ容量で３次元画像表示するこ
とができる。

【００３９】本発明に係わる画像表示装置の第２の実施
例について、図面を参照しながら説明する。図４は本発
明の実施例における画像表示装置の構成を示すものであ
る。

【００４０】図４において、40は部屋選択部、41は躯体
形状保存部、42は部品データ保存部、43は部品選択部、
44は部品バウンダリ生成部、45は躯体バウンダリ生成
部、46は所属部屋抽出部、47は躯体形状選択部、48は部
品データ選択部である。

【００４１】以上のように構成された画像表示装置につ
いて、以下図１、図４を用いてその動作を説明する。こ
こで、部屋選択部40以外の動作は、第１の実施例と同様
であるので省略する。簡単のために、以下の説明では部
品の３次元形状はそれを近似した多面体表面の多角形の
３次元形状の集合として表すものとする。

【００４２】まず、部品選択部43において、部品データ
保存部42で保持している調度品や照明器具等の任意の部
品を一つまたは複数選択する。選択方法として、１回前
の隠面処理や照度計算の実行後に追加、移動、削除等の
配置変更を施した部品を選ぶものがある。

【００４３】次に、部品バウンダリ生成部44において、
部品選択部43で選択したすべての部品をその内部に含む
直方体からなる部品バウンダリを生成する。生成方法
は、選択した部品の３次元形状の各頂点の３次元座標値
の取り得るｘ、ｙ、ｚの範囲を調査することにより直方
体の頂点を得るものとする。

【００４４】例えば、ａ≦ｘ≦ｂ、ｃ≦ｙ≦ｄ、ｅ≦ｚ
≦ｆの各条件を満たす場合では、２点(a,c,e),(b,d,f)
を対角の頂点とし各辺がｘ、ｙ、ｚのいずれかの軸に平
行な直方体を部品バウンダリとする。

【００４５】同様に、躯体バウンダリ生成部45におい
て、躯体形状保存部41で保持している躯体の３次元形状
を用いて部屋ごとに躯体全体をその内部に含む直方体か
らなる躯体バウンダリを生成する。生成方法は部品バウ
ンダリの場合と同様の方法を用いる。

【００４６】最後に、所属部屋抽出部46において、部品
バウンダリ生成部44で生成した部品バウンダリと躯体バ
ウンダリ生成部45で生成した躯体バウンダリとの交わり
領域の有無を調べることにより選択した部品の３次元形
状の全体または一部をその内部に含む部屋を抽出する。

【００４７】以上のように本実施例によれば、画像表示
装置の部屋選択部を、部品データ保存部内の任意の部品
を選択する部品選択部と、上記部品選択部で選択した部
品全体を内部に含むような直方体からなる部品バウンダ
リを生成する部品バウンダリ生成部と、各部屋について
躯体全体を内部に含む直方体からなる躯体バウンダリを
生成する躯体バウンダリ生成部と、上記部品バウンダリ
と上記躯体バウンダリとの交わりを各部屋について調べ
ることにより選択した部品の３次元形状の全体または一
部をその内部に含む部屋を抽出する所属部屋抽出部から
構成することにより、多数の調度品や照明器具を含む複
数の部屋からなるシーンを調度品や照明器具の配置変更
時に高速にかつ少ないメモリ容量で３次元画像表示する
ことができる。

【００４８】以下、本発明の第３の実施例について、図
面を参照しながら説明する。図５は本発明の第３の実施
例における画像表示装置の構成を示すものである。

【００４９】図５において、50は部屋選択部、51は躯体
形状保存部、52は躯体バウンダリ生成部、53はビューボ
リューム生成部、54は視野部屋抽出部、55は躯体形状選
択部、56は部品データ選択部である。以上のように構成
された画像表示装置について、以下図１、図５を用いて
その動作を説明する。ここで、部屋選択部50以外の動作
は、第１の実施例と同様であるので省略する。

【００５０】まず、躯体バウンダリ生成部52において、
躯体形状保存部51で保持している躯体の３次元形状を用
いて部屋ごとに躯体全体をその内部に含む直方体からな
る躯体バウンダリを生成する。生成方法は、部屋内のす
べての躯体の３次元形状の各頂点の３次元座標値の取り
得るｘ、ｙ、ｚの範囲を調査することにより直方体の頂
点を得るものとする。例えば、ａ≦ｘ≦ｂ、ｃ≦ｙ≦
ｄ、ｅ≦ｚ≦ｆの条件を満たす場合、２点(a,c,e),(b,
d,f)を対角の頂点とし各辺がｘ、ｙ、ｚのいずれかの軸
に平行な直方体を躯体バウンダリとする。

【００５１】一方、ビューボリューム生成部53におい
て、視点を頂点する四角錐状のビューボリュームを生成
する。ビューボリュームは以前の隠面処理後に視線ベク
トルまたは視野角度を変更した場合のみ再生成する必要
がある。

【００５２】次に、視野部屋抽出部54において、ビュー
ボリューム生成部53で生成したビューボリュームと躯体
バウンダリ生成部52で生成した躯体バウンダリとの交わ
り領域の有無を調べることにより選択した部品の３次元
形状の全体または一部をその内部に含む部屋を抽出す
る。

【００５３】以上のように本実施例によれば、画像表示
装置の部屋選択部を、視点を頂点とする四角錐状のビュ
ーボリュームを作成するビューボリューム生成部と、各
部屋について躯体全体を内部に含む直方体からなる躯体
バウンダリを生成する躯体バウンダリ生成部と、上記ビ
ューボリュームと上記躯体バウンダリとの交わりを各部
屋について調べることによりビューボリューム内部に部
屋の全体または一部がある部屋を抽出する視野部屋抽出
部から構成することにより、多数の調度品や照明器具を
含む複数の部屋からなるシーンを視線ベクトルや視野角
度の変更時に高速にかつ少ないメモリ容量で３次元画像
表示することができる。

【００５４】以下、本発明の第４の実施例について、図
面を参照しながら説明する。図６は本発明の第４の実施
例における画像表示装置の構成を示すものである。

【００５５】図６において、60は部屋選択部、61は躯体
形状保存部、62は部品データ保存部、63は光源選択部、
64は配光ボリューム生成部、65は躯体バウンダリ生成
部、66は配光部屋抽出部、67は躯体形状選択部、68は部
品データ選択部である。以上のように構成された画像表
示装置について、以下図６を用いてその動作を説明す
る。ここで部屋選択部60以外の動作は、第１の実施例と
同様であるので省略する。簡単のために、以下の説明で
は部品の３次元形状はそれを近似した多面体表面の多角
形の３次元形状の集合として表すものとする。

【００５６】まず、光源選択部63において、部品データ
保存部62で保持している光源を一つまたは複数選択す
る。選択方法として、１回前の隠面処理や照度計算の実
行後に追加、移動、削除等の配置変更や配光特性等の属
性変更を施した光源を選ぶものがある。次に、配光ボリ
ューム生成部64において、光源選択部63で選択した光源
ごとにその配光特性を用いて光源を頂点とし光軸を軸と
する円錐状の配光ボリュームを生成する。例えば、ビー
ム角がθ度のダウンライトの配光ボリュームは、頂点の
位置が光源位置と、頂角がビーム角θと、軸が光軸とそ
れぞれ一致する大きさが無限大の円錐である。

【００５７】一方、躯体バウンダリ生成部65において、
躯体形状保存部61の躯体の３次元形状を用いて部屋ごと
に躯体全体をその内部に含む直方体からなる躯体バウン
ダリを生成する。生成方法は部屋内のすべての躯体の３
次元形状の各頂点の３次元座標値の取り得るｘ、ｙ、ｚ
の範囲を調査することにより直方体の頂点を得るものと
する。例えば、ａ≦ｘ≦ｂ、ｃ≦ｙ≦ｄ、ｅ≦ｚ≦ｆの
条件を満たす場合、２点(a,c,e),(b,d,f)を対角の頂点
とし各辺がｘ、ｙ、ｚのいずれかの軸に平行な直方体を
躯体バウンダリとする。

【００５８】最後に、配光部屋抽出部66において、配光
ボリューム生成部64で生成した光源ごとの配光ボリュー
ムと躯体バウンダリ生成部65で生成した躯体バウンダリ
との交わり領域の有無を調べることにより選択した部品
の３次元形状の全体または一部をその内部に含む部屋を
抽出する。

【００５９】以上のように本実施例によれば、画像表示
装置の部屋選択部を、部品データ保存部内の任意の光源
を選択する光源選択部と、光源選択部で選択した光源を
頂点とし光軸を軸とする円錐状の配光ボリュームを生成
する配光ボリューム生成部と、各部屋について躯体全体
を内部に含む直方体からなる躯体バウンダリを生成する
躯体バウンダリ生成部と、上記配光ボリュームと上記躯
体バウンダリとの交わりを各部屋について調べることに
より光線が届く可能性のある部屋を抽出する配光部屋抽
出部から構成することにより、多数の調度品や照明器具
を含む複数の部屋からなるシーンを光源の配置及び属性
変更時に高速にかつ少ないメモリ容量で３次元画像表示
することができる。

【００６０】

【発明の効果】以上のように本発明は、多数の調度品や
照明器具を含む複数の部屋からなるシーンを部屋単位に
隠面処理や照度計算を実行することにより、高速にかつ
少ないメモリ容量で３次元画像表示することとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における画像表示装置の
構成図

【図２】従来の画像表示装置の構成図

【図３】従来の画像表示装置における床及び壁の入力方
法の説明図

【図４】本発明の第２の実施例における画像表示装置の
構成図

【図５】本発明の第３の実施例における画像表示装置の
構成図

【図６】本発明の第４の実施例における画像表示装置の
構成図

【図７】閉領域、小線分及び頂点の概念図

【符号の説明】

11 境界線入力部 12 部屋登録部 13 線分分割部 14 不要壁削除部 15 平面図情報保存部 16 平面図表示図 17 矩形領域生成部 18 床領域算出部 19 壁領域算出部 20 床天井生成部 21 壁立上げ部 22 躯体形状保存部 23 部品データ保存部 24 部屋選択部 25 躯体形状選択部 26 部品データ選択部 27 シーン構築部 28 隠面処理部 29 照度算出部 30 照度保存部 31 ３次元表示部 40 部屋選択部 41 躯体形状保存部 42 部品データ保存部 43 部品選択部 44 部品バウンダリ生成部 45 躯体バウンダリ生成部 46 所属部屋抽出部 47 躯体形状選択部 48 部品データ選択部 50 部屋選択部 51 躯体形状保存部 52 躯体バウンダリ生成部 53 ビューボリューム生成部 54 視野部屋抽出部 55 躯体形状選択部 56 部品データ選択部 60 部屋選択部 61 躯体形状保存部 62 部品データ保存部 63 光源選択部 64 配光ボリューム生成部 65 躯体バウンダリ生成部 66 配光部屋抽出部 67 躯体形状選択部 68 部品データ選択部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平面図上で部屋の境界線を頂点位置を順次
   指定した折れ線の集合として入力する境界線入力部と、
   複数の上記折れ線に囲まれた閉領域を検出し部屋として
   登録する部屋登録部と、上記折れ線の各線分を３つ以上
   の部屋に隣接しないように分割した小線分を壁の２次元
   形状とする線分分割部と、上記小線分を対話的に選択し
   削除することにより不要な壁を取り除く不要壁削除部
   と、閉領域及び小線分のそれぞれの頂点位置からなる平
   面図情報を保存する平面図情報保存部と、上記平面図情
   報を用いて閉領域及び小線分を画面表示する平面図表示
   部と、上記小線分の周囲に壁厚を用いた矩形領域を生成
   する矩形領域生成部と、部屋ごとに上記閉領域と上記矩
   形領域との重なり領域を算出しその部屋の壁領域とする
   壁領域算出部と、部屋ごとに上記閉領域から上記壁領域
   を除いた領域を算出しその部屋の床領域とする床領域算
   出部と、上記壁領域を鉛直上向きに壁高だけ平行移動し
   た掃引体を壁の３次元形状とする壁立上げ部と、上記床
   領域に床高及び天井高を付加することによりそれぞれ床
   及び天井の３次元形状を生成する床天井生成部と、壁、
   床及び天井からなる躯体の３次元形状を保存する躯体形
   状保存部と、調度品や照明器具からなる部品の３次元形
   状と光源の配光特性を保存する部品データ保存部と、３
   次元表示の対象となる部屋を複数選択する部屋選択部
   と、上記部屋選択部で選択した部屋の躯体の３次元形状
   を躯体形状保存部から取り出す躯体形状選択部と、上記
   部屋選択部で選択した部屋内部に３次元形状の全体また
   は一部が存在する部品の３次元形状を前記部品データ保
   存部から取り出す部品データ選択部と、上記躯体形状選
   択部と上記部品データ選択部から取り出した躯体及び部
   品のそれぞれの３次元形状を部屋ごとに分類したシーン
   を構築するシーン構築部と、上記シーンを対象に光源の
   配光特性を用いて躯体及び部品の表面照度を算出する照
   度算出部と、上記表面照度を保存する照度保存部と、上
   記シーンについて隠面処理を実行し可視面を算出する隠
   面処理部と、画素に対応する上記可視面の表面色と上記
   表面照度の積を表示輝度として表示する３次元表示部を
   備えたことを特徴とする画像表示装置。
2. 【請求項２】部屋選択部が、部品データ保存部内の任意
   の部品を選択する部品選択部と、上記部品選択部で選択
   した部品全体を内部に含むような直方体からなる部品バ
   ウンダリを生成する部品バウンダリ生成部と、各部屋に
   ついて躯体全体を内部に含む直方体からなる躯体バウン
   ダリを生成する躯体バウンダリ生成部と、上記部品バウ
   ンダリと上記躯体バウンダリとの交わりを各部屋につい
   て調べることにより選択した部品の３次元形状の全体ま
   たは一部をその内部に含む部屋を抽出する所属部屋抽出
   部からなる請求項１記載の画像表示装置。
3. 【請求項３】部屋選択部が、視点を頂点とする四角錐状
   のビューボリュームを作成するビューボリューム生成部
   と、各部屋について躯体全体を内部に含む直方体からな
   る躯体バウンダリを生成する躯体バウンダリ生成部と、
   上記ビューボリュームと上記躯体バウンダリとの交わり
   を各部屋について調べることによりビューボリューム内
   部に部屋の全体または一部がある部屋を抽出する視野部
   屋抽出部からなる請求項１記載の画像表示装置。
4. 【請求項４】部屋選択部が、部品データ保存部内の任意
   の光源を選択する光源選択部と、前記光源選択部で選択
   した光源を頂点とし光軸を軸とする円錐状の配光ボリュ
   ームを生成する配光ボリューム生成部と、各部屋につい
   て躯体全体を内部に含む直方体からなる躯体バウンダリ
   を生成する躯体バウンダリ生成部と、上記配光ボリュー
   ムと上記躯体バウンダリとの交わりを各部屋について調
   べることにより光線が届く可能性のある部屋を抽出する
   配光部屋抽出部からなる請求項１記載の画像表示装置。