(57)【要約】【課題】  シミュレーション計算結果として得られる多次元情報をユーザが現象を容易に理解できるように表現する。【解決手段】  シミュレーション装置は、シミュレーション結果の一部を音声表示することにより、多次元の情報を同時に表示する。シミュレーションにより得られる多次元的な計算結果をそれぞれの情報の性質や分解能、重要度に応じて、画像による視覚表示と、音声による聴覚表示に振り分ける。このような場合、シミュレーション結果が提示されるユーザは、それぞれの感覚器官の特性を生かし、より詳細なレベルでの理解が容易となる。【選択図】  図１
2006268174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計算機上での演算処理により得られた多次元情報をユーザに提示する情報提示装置であって、
各次元の情報に関する提示形態を画像による視覚表示と音声による聴覚表示に振り分ける情報提示選択部と、
前記情報提示選択部によって画像による視覚表示に振り分けられた情報を画像情報に変換する画像情報変換部と、
前記画像情報変換部によって生成された画像情報を画像表示する画像表示部と、
前記情報提示選択部によって音声による聴覚表示に振り分けられた情報を音響情報に変換する音響情報変換部と、
前記音響情報変換部によって生成された音響情報を音響表示する音響表示部と、
を具備することを特徴とする情報提示装置。
【請求項２】
物理的、生態的、あるいは社会的などのシステムの挙動を数式化若しくはモデル化し、ほぼ同じ法則に支配されるシステムの挙動を、数値解析によりシミュレーション計算して得られる多次元的なシミュレーション結果を視覚表示と聴覚表示に振り分けて提示する、
ことを特徴とする請求項１に記載の情報提示装置。
【請求項３】
前記情報提示選択部は、情報が持つ性質、分解能、重要度のうち少なくとも１つに基づいて各次元の情報に関する提示形態を選択する、
ことを特徴とする請求項１に記載の情報提示装置。
【請求項４】
前記情報提示選択部は、空間分解能を利用して提示したい情報を視覚表示に振り分け、周波数分解能又は時間分解能を高い識別性で提示したい情報を聴覚表示に振り分ける、
ことを特徴とする請求項１に記載の情報提示装置。
【請求項５】
前記情報提示選択部は、物性値、ポテンシャル場やスカラ場（電位、磁束密度、温度、湿度、密度分布）、又はベクトル場（流体、電場、磁場）を表した数値情報を聴覚表示に振り分ける、
ことを特徴とする請求項１に記載の情報提示装置。
【請求項６】
前記情報提示選択部は、ユーザの指定に基づいて各次元の情報に関する提示形態を選択する、
ことを特徴とする請求項１に記載の情報提示装置。
【請求項７】
前記音響情報変換部は、音響表示に振り分けられた情報に関し、数値を音声信号の基本波形、周波数、強度、モジュレーション、定位のうち少なくとも１つにマッピングした音色情報に変換する、
ことを特徴とする請求項１に記載の情報提示装置。
【請求項８】
前記音響情報変換部は、基本波形、周波数、強度、定位のうち少なくとも１つを音響情報の基本パラメータとし、元の数値に応じて各パラメータに対して変調処理を施すことにより音響情報に変換する、
ことを特徴とする請求項１に記載の情報提示装置。
【請求項９】
電子写真プロセスを数値解析によりシミュレーション計算して得られる多次元的なシミュレーション結果を提示する際、前記音響情報変換部は、粉体の粒径を周波数、粉体の通過速度を強度に割り当てる、
ことを特徴とする請求項１に記載の情報提示装置。
【請求項１０】
前記画像情報変換部により画像情報に変換され、前記画像表示部で表示されている画面上をユーザがカーソルで操作するカーソル操作部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の情報提示装置。
【請求項１１】
前記音響情報変換部は、前記カーソル操作部を介してユーザが指定した空間上のポイントにおけるスカラ量又はベクトル量を音声変換して音響提示する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の情報提示装置。
【請求項１２】
前記カーソル操作部で画面上の経路を示したとき、前記音響情報変換部は、その経路をポインタが自動又は手動で移動するのに合わせて、指し示す座標位置での計算結果の変化を音響情報に変換する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の情報提示装置。
【請求項１３】
前記音響情報変換部は、スカラ量を周波数に変換する場合には、周波数を対数変換する、
ことを特徴とする請求項１に記載の情報提示装置。
【請求項１４】
計算機上での演算処理により得られた多次元情報をユーザに提示する情報提示方法であって、
各次元の情報に関する提示形態を画像による視覚表示と音声による聴覚表示に振り分ける情報提示選択ステップと、
前記情報提示選択ステップにおいて画像による視覚表示に振り分けられた情報を画像情報に変換する画像情報変換ステップと、
前記画像情報変換ステップにおいて生成された画像情報を画像表示する画像表示ステップと、
前記情報提示選択ステップにおいて音声による聴覚表示に振り分けられた情報を音響情報に変換する音響情報変換ステップと、
前記音響情報変換ステップにおいて生成された音響情報を音響表示する音響表示ステップと、
を具備することを特徴とする情報提示方法。
【請求項１５】
物理的、生態的、あるいは社会的などのシステムの挙動を数式化若しくはモデル化し、ほぼ同じ法則に支配されるシステムの挙動を、数値解析によりシミュレーション計算して得られる多次元的なシミュレーション結果を視覚表示と聴覚表示に振り分けて提示する、
ことを特徴とする請求項１４に記載の情報提示方法。
【請求項１６】
前記情報提示選択ステップでは、情報が持つ性質、分解能、重要度のうち少なくとも１つに基づいて各次元の情報に関する提示形態を選択する、
ことを特徴とする請求項１４に記載の情報提示方法。
【請求項１７】
前記情報提示選択ステップでは、空間分解能を利用して提示したい情報を視覚表示に振り分け、周波数分解能又は時間分解能を高い識別性で提示したい情報を聴覚表示に振り分ける、
ことを特徴とする請求項１４に記載の情報提示方法。
【請求項１８】
前記情報提示選択ステップでは、物性値、ポテンシャル場やスカラ場（電位、磁束密度、温度、湿度、密度分布）、又はベクトル場（流体、電場、磁場）を表した数値情報を聴覚表示に振り分ける、
ことを特徴とする請求項１４に記載の情報提示方法。
【請求項１９】
前記情報提示選択ステップでは、ユーザの指定に基づいて各次元の情報に関する提示形態を選択する、
ことを特徴とする請求項１４に記載の情報提示方法。
【請求項２０】
前記音響情報変換ステップでは、音響表示に振り分けられた情報に関し、数値を音声信号の基本波形、周波数、強度、モジュレーション、定位のうち少なくとも１つにマッピングした音色情報に変換する、
ことを特徴とする請求項１４に記載の情報提示方法。
【請求項２１】
前記音響情報変換ステップでは、基本波形、周波数、強度、定位のうち少なくとも１つを音響情報の基本パラメータとし、元の数値に応じて各パラメータに対して変調処理を施すことにより音響情報に変換する、
ことを特徴とする請求項１４に記載の情報提示方法。
【請求項２２】
電子写真プロセスを数値解析によりシミュレーション計算して得られる多次元的なシミュレーション結果を提示する際、前記音響情報変換ステップでは、粉体の粒径を周波数、粉体の通過速度を強度に割り当てる、
ことを特徴とする請求項１４に記載の情報提示方法。
【請求項２３】
前記画像情報変換ステップにおいて生成された画像情報を提示した画面上をユーザがカーソルで操作するカーソル操作ステップをさらに備える、
ことを特徴とする請求項１４に記載の情報提示方法。
【請求項２４】
前記音響情報変換ステップでは、前記カーソル操作ステップにおいてユーザが指定した空間上のポイントでのスカラ量又はベクトル量を音声変換して音響提示する、
ことを特徴とする請求項２３に記載の情報提示方法。
【請求項２５】
前記カーソル操作ステップにおいて画面上の経路を示したとき、前記音響情報変換ステップでは、その経路をポインタが自動又は手動で移動するのに合わせて、指し示す座標位置での計算結果の変化を音響情報に変換する、
ことを特徴とする請求項２３に記載の情報提示方法。
【請求項２６】
前記音響情報変換ステップでは、スカラ量を周波数に変換する場合には、周波数を対数変換する、
ことを特徴とする請求項１４に記載の情報提示方法。
【請求項２７】
計算機上での演算処理により得られた多次元情報をユーザに提示するための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、前記コンピュータ・システムに対し、
各次元の情報に関する提示形態を画像による視覚表示と音声による聴覚表示に振り分ける情報提示選択手順と、
前記情報提示選択手順において画像による視覚表示に振り分けられた情報を画像情報に変換する画像情報変換手順と、
前記画像情報変換手順において生成された画像情報を画像表示する画像表示手順と、
前記情報提示選択手順において音声による聴覚表示に振り分けられた情報を音響情報に変換する音響情報変換手順と、
前記音響情報変換手順において生成された音響情報を音響表示する音響表示手順と、
を実行させることを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計算機上での演算結果をユーザに提示する情報提示装置及び情報提示方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、物理現象を計算機による模擬的な計算によって解析したシミュレーション結果を、ユーザが現象を容易に理解できるように提示する情報提示装置及び情報提示方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、シミュレーション計算結果として得られる多次元情報をユーザが現象を容易に理解できるように表現する情報提示装置及び情報提示方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、シミュレーション結果として得られる空間分布と物理量の時間的変化をユーザが理解し易いように同時に提示する情報提示装置及び情報提示方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
【背景技術】
【０００３】
物理的、生態的、あるいは社会的などのシステムの挙動を数式化若しくはモデル化し、ほぼ同じ法則に支配されるシステムの挙動をコンピュータ上で模擬すること、すなわちシミュレーション技術が科学技術や工業技術の分野で広く利用されている。シミュレーション技術を利用することにより、さまざまな局面におけるシステムの挙動を現実に体験する前に予測することができ、得られたパラメータに基づいてシステムを制御し、システムのエラーを予測し、これを防止する制御を行なうことでエラーを回避することができる。
【０００４】
例えば、粉体や粒体などの粒子を取り扱う分野では、粒子の挙動を把握することか必要であるが、このような粒子の挙動を試行錯誤の実験により把握するとなると、時間やコストの面で問題があった。そこで、粉体や粒体などの粒子の挙動を数式化若しくはモデル化し、ほぼ同じ法則に支配されるシステムの挙動をコンピュータ上でシミュレーションすることにより、粒子の挙動を現実に体験する前に予測することができる。また、投入する条件やパラメータを変えて、同じシミュレーション計算を繰り返し行なうことにより、さまざまな粒子組成や装置設計・制御体系の性能を評価することができる。
【０００５】
粉体を取り扱う装置の代表例として、電子写真技術を利用した複写機やプリンタなどの画像形成装置を挙げることができる。この場合、画像構成剤としてのトナー及びトナーを搬送するための磁性体からなるキャリアという２成分系現像剤を粉体挙動解析の対象として取り扱い、粉体挙動解析シミュレーションを適用することで、現実に画像形成実験を行なうことなく、形成される画像を予測し評価することができる。
【０００６】
電子写真プロセスは、電子写真感光体に対する帯電及びスキャンした原稿イメージの露光、感光体表面の静電潜像へのトナー重畳すなわち現像、転写体へのトナー転写、転写したトナーの定着など複数の工程からなる。このようなシステムのシミュレーションを単一のシミュレータで行なおうとすると、装置が巨大化して現実的でなくなる。そこで、例えば露光・帯電、現像、転写、定着などのプロセス毎にシミュレーションをモジュール化し、各シミュレーション・モジュールからのシミュレーション結果を統合して画像形成装置全体の評価を行なうようにすればよい。
【０００７】
ところで、物理現象を計算機による模擬的な計算によって解析したシミュレーション結果は、表示画面すなわち視覚情報によってユーザにフィードバックすることが一般的である。例えば、計算値をテーブル上に配列するなどの文字情報を表示する、あるいは物理量を画素の濃淡や色情報に置き換えて２次元平面又は３次元空間上にマッピングする。シミュレーションで得られる解析結果は熱、応力、密度、電磁界などさまざまな物理量が多次元的に組み合わされていることが多い。このような場合、それらの解析結果を同時に提示することにより、ユーザは現象の理解を容易にすることができる。しかし、視覚情報を用いて提示する場合、多次元的な情報を同時に表示するには限界がある。
【０００８】
シミュレーション結果を画像で表示する場合、原理的にはＲＧＢの３色を独立に異なった変数に割り当てて表示することは可能である。人間の視覚ではこれらの合成されたものを色として知覚しているので、原理的にはその色から３原色を類推することは可能であるが、直感的な理解は困難である。例えば、黄色が赤と緑によって作られることは、頭では分かっていても、直感的には理解し難い。
【０００９】
このような問題を勘案し、異なる情報を複数枚の画像を並べることによって提示するなどの手段がとられることもある。図４には、画像形成装置におけるシミュレーション結果として、解析領域における物性値、ポテンシャル場、及び磁束密度（ベクトル）をそれぞれ異なる画面で表示している様子を示している。これらの場にトナーなどの粉体が作用して流動するという現象を１つの画面で表現しきれない。ところが、この方法では、複数の画像における同一点を直感的に理解することは難しくなる。
【００１０】
また、複数枚の画像をスイッチで切り替えて表示したり、色に対してテクスチャや矢印の向きと長さを変化させて多次元情報を表示したりするなどの手法も多く用いられているが、計算結果の多次元情報を同時に表現するには十分ではない。
【００１１】
他方、計算機からユーザに対する情報の提示方法として、視覚情報以外に聴覚情報を用いることは一般的である。例えば、音響信号を出力するシミュレータとしては仮想的に設計された空間内での音響信号の伝播をシミュレートする音響シミュレーション装置について多くの考案がなされている。
【００１２】
例えば、あらかじめ収録された音声データを状況に応じて出力することにより、さまざまな訓練シミュレータやゲームなどにおける臨場感を高めることができる（例えば、特許文献１を参照のこと）。
【００１３】
また、さまざまな伝搬特性を考慮することによって、仮想的な音響空間を再現することができる（例えば、特許文献２を参照のこと）。
【００１４】
また、表面振動に基づいたシミュレーション結果に基づいて音圧スペクトルを算出し、逆フーリエ変換によって仮想音として再生することにより、機器音の類推を容易にすることができる（例えば、特許文献３を参照のこと）。
【００１５】
また、波動の合成などをシミュレートしその波形を音声で表示することにより、波動の持つ性質の理解を容易にすることができる（例えば、特許文献４を参照のこと）。
【００１６】
しかしながら、上述したいずれの方法も、計算機による計算結果を聴覚情報によりユーザに提示するといっても、音響信号や波動の計算結果として音響信号を出力しているだけであり、対象が音響信号であるとき以外はほとんどの場合これらを利用することができない。すなわち、数値解析した結果を音響表示している訳ではない。また、これらの方法は。計算結果に含まれる多次元的な情報を同時に表現することとは無関係である。
【００１７】
【特許文献１】特開平８−２４１０２７号公報
【特許文献２】特開平５−７３０８０号公報
【特許文献３】特開２００１−９９７０３号公報
【特許文献４】特開２００１−１８４３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の目的は、物理現象を計算機による模擬的な計算によって解析したシミュレーション結果を、ユーザが現象を容易に理解できるように提示することができる、優れた情報提示装置及び情報提示方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００１９】
本発明のさらなる目的は、シミュレーション計算結果として得られる多次元情報をユーザが現象を容易に理解できるように表現することができる、優れた情報提示装置及び情報提示方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、計算機上での演算処理により得られた多次元情報をユーザに提示する情報提示装置であって、各次元の情報に関する提示形態を画像による視覚表示と音声による聴覚表示に振り分ける情報提示選択部と、前記情報提示選択部によって画像による視覚表示に振り分けられた情報を画像情報に変換する画像情報変換部と、前記画像情報変換部によって生成された画像情報を画像表示する画像表示部と、前記情報提示選択部によって音声による聴覚表示に振り分けられた情報を音響情報に変換する音響情報変換部と、前記音響情報変換部によって生成された音響情報を音響表示する音響表示部とを具備することを特徴とする情報提示装置である。
【００２１】
物理的、生態的、あるいは社会的などのシステムの挙動を数式化若しくはモデル化し、ほぼ同じ法則に支配されるシステムの挙動をコンピュータ上で模擬すること、すなわちシミュレーション技術が科学技術や工業技術の分野で広く利用されている。
【００２２】
物理現象を計算機による模擬的な計算によって解析したシミュレーション結果は、表示画面すなわち視覚情報によってユーザにフィードバックすることが一般的である。しかしながら、視覚情報を用いて提示する場合、多次元的な情報を同時に表示するには限界がある。
【００２３】
そこで、本発明に係る情報提示装置は、シミュレーション結果の一部を音声表示することにより、多次元の情報を同時に表示することを可能にし、且つ理解を容易にしている。すなわち、シミュレーションにより得られる多次元的な計算結果をその情報の性質や分解能、重要度などに応じて、それぞれのシミュレーション結果の提示形態を、画像による視覚表示と、音声による聴覚表示に振り分ける。このような場合、シミュレーション結果が提示されるユーザは、それぞれの感覚器官の特性を生かし、より詳細なレベルでの理解が容易となる。
【００２４】
本発明に係る情報提示装置によれば、視覚情報に基づいて空間分布を直感的に把握する一方、聴覚情報に基づいて時間的な変化を追跡することができる。例えば、聴覚信号の変調波形や周波数、音の大きさの変化や変化の大きさを利用して、シミュレーション結果の時間的変化を表現することができる。
【００２５】
また、音響表示に振り分けられたシミュレーション結果だけでなく、画像表示に振り分けられたシミュレーション結果であっても、ユーザがマウスなどのポインティング・デバイスを用いて画面上で指定されたポイントにおける計算結果（スカラ量やベクトル量）を音響情報に再変換して音声出力するようにしてもよい。このような場合、ユーザが注目する箇所については、音響情報の周波数分解能（音程）や時間分解能（リズム）を利用して、視覚よりもはるかに高い識別を行なうことが可能となる。
【００２６】
また、シミュレーション結果を画像表示した画面上で、ユーザがマウスなどのポインティング・デバイスを用いて操作した経路に応じて変化する計算結果（スカラ量やベクトル量）を音響情報に再変換して音声の時間的変化として出力するようにしてもよい。その経路をポインタが自動又は手動で移動するのに合わせて、指し示す座標位置での計算結果の変化を音声表示するようにしてもよい。
【００２７】
音声による表示方法を用いた場合、操作者が理解できる分解能は、空間分解能（定位）については視覚に劣るが、周波数分解能（音程）や時間分解能（リズム）は視覚よりもはるかに高い識別が可能という特徴を持つ。また、音響表示は、画像と違い複数の表示方法をブレンドしても聞き分けることができる。
【００２８】
また、本発明の第２の側面は、計算機上での演算処理により得られた多次元情報をユーザに提示するための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、前記コンピュータ・システムに対し、各次元の情報に関する提示形態を画像による視覚表示と音声による聴覚表示に振り分ける情報提示選択手順と、前記情報提示選択手順において画像による視覚表示に振り分けられた情報を画像情報に変換する画像情報変換手順と、前記画像情報変換手順において生成された画像情報を画像表示する画像表示手順と、前記情報提示選択手順において音声による聴覚表示に振り分けられた情報を音響情報に変換する音響情報変換手順と、前記音響情報変換手順において生成された音響情報を音響表示する音響表示手順とを実行させることを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
【００２９】
本発明の第２の側面に係るコンピュータ・プログラムは、コンピュータ・システム上で所定の処理を実現するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムを定義したものである。換言すれば、本発明の第２の側面に係るコンピュータ・プログラムをコンピュータ・システムにインストールすることによって、コンピュータ・システム上では協働的作用が発揮され、本発明の第１の側面に係る情報提示装置と同様の作用効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、物理現象を計算機による模擬的な計算によって解析したシミュレーション結果を、ユーザが現象を容易に理解できるように提示することができる、優れた情報提示装置及び情報提示方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【００３１】
また、本発明のさらなる目的は、シミュレーション計算結果として得られる多次元情報をユーザが現象を容易に理解できるように表現することができる、優れた情報提示装置及び情報提示方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【００３２】
また、本発明によれば、シミュレーション結果として得られる空間分布と物理量の時間的変化をユーザが理会し易いように同時に提示することができる、優れた情報提示装置及び情報提示方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【００３３】
本発明に係る情報提示装置は、シミュレーション結果の一部を音声表示することによって、多次元の情報を同時に表示することを可能にし、且つ理解を容易にすることができる。また、シミュレーション結果を視覚情報でのみ表示する場合と比べて、より高い分解能でユーザに情報を提示することができる。空間分布を表すには視覚が優れているが、時間的変化を追うには聴覚情報を利用することが好ましい。
【００３４】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。
【００３６】
本発明は、物理的、生態的、あるいは社会的などのシステムの挙動を数式化若しくはモデル化し、ほぼ同じ法則に支配されるシステムの挙動をコンピュータ上で模擬するシミュレーション装置に関する。シミュレーション結果は、表示画面すなわち視覚情報によってユーザにフィードバックすることが一般的であるが、視覚情報だけでは多次元的な情報を同時に表示するには限界がある。そこで、本発明本発明に係るシミュレーション装置は、シミュレーション結果の一部を音声表示することにより、多次元の情報を同時に表示することを可能にし、且つ理解を容易にしている。
【００３７】
図１には、本発明の一実施形態に係るシミュレーション装置の機能構成を模式的に示している。かかるシステムは、専用のハードウェア装置として設計・製作することも可能であるが、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）などの一般的な計算機上で所定のアプリケーションを実行するという形態で実現することも可能である。
【００３８】
同図に示すシミュレーション装置１は、数値演算部１１と、情報提示選択部１２と、画像情報変換部１３と、音響情報変換部１４と、画像合成部１５と、画像表示部１６と、音響表示部１７と、カーソル操作部１８と、カーソル画像生成部１９とを備えている。
【００３９】
数値演算部１１は、物理的、生態的、あるいは社会的などのシステムの挙動を数式化若しくはモデル化し、ほぼ同じ法則に支配されるシステムの挙動を、数値解析によりシミュレーション計算して、多次元的なシミュレーション結果を出力する。例えば、電子写真方式の画像形成装置における、露光・帯電、現像、転写、定着などのプロセスにおける粉体挙動シミュレーションや、放電解析シミュレーションなどを行なう。
【００４０】
情報提示選択部１２は、数値演算部１１においてシミュレーション計算から得られる多次元的な計算結果をその情報の性質や分解能、重要度などに応じて、それぞれのシミュレーション結果の提示形態を、画像による視覚表示と、音声による聴覚表示に振り分ける。
【００４１】
音声による表示方法を用いた場合、操作者が理解できる分解能は、空間分解能（定位）については視覚に劣るが、周波数分解能（音程）や時間分解能（リズム）は視覚よりもはるかに高い識別が可能という特徴を持つ。したがって、シミュレーション結果が空間分布であれば、視覚情報に基づいて直感的に把握し易いように提示することができる。他方、シミュレーション結果が時間的に変化するものであれば、聴覚情報として提示することにより、ユーザは時間的変化を追跡し易くなる。また、音響表示は、画像と違い複数の表示方法をブレンドしても聞き分けることができる。
【００４２】
画像ではなく音響出力に割り当てる数値情報として、例えば、物性値、ポテンシャル場やスカラ場（電位、磁束密度、温度、湿度、密度分布）、ベクトル場（流体、電場、磁場）を挙げることができる。
【００４３】
情報提示選択部１２は、各シミュレーション結果の情報としての性質や分解能、重要度などに応じて、自動又は半自動で情報提示形態を選択するが、勿論、ユーザのマニュアル操作で選択するようにしてもよい。
【００４４】
図２には、シミュレーション結果の情報提示形態をマニュアル操作で設定するための画面構成例を示している。同図に示す例では、シミュレーション計算結果毎に、画像表示又は音響表示のいずれかを選択することができる。図中、物性値は画像表示、透磁率、ポテンシャル、並びに磁束密度分布は音響表示が、それぞれのチェックボックスの記入により指定されている。また、音響表示の場合には、使用する基本波形（後述）などの表示方法をさらに指定することになる。
【００４５】
画像情報変換部１３は、画像による視覚表示に振り分けられたシミュレーション結果を色調や濃淡などの画素値に変換して画像平面上の該当する座標位置にマッピングする。原理的にはＲＧＢの３色を独立に異なった変数に割り当てて表示することは可能であり、シミュレーション結果の空間分布を好適に表現することができる。そして、画像情報に変換されたシミュレーション結果は、ＣＲＴやＬＣＤなどのモニタ・ディスプレイからなる画像表示部１６から画面出力される。
【００４６】
音響情報変換部１４は、音響表示に振り分けられたシミュレーション結果を、音声信号の基本波形、周波数、強度、モジュレーション、定位などの音色情報に変換することによってユーザに提示する。音響情報に変換されたシミュレーション結果は、スピーカなどからなる音響表示部１７から音声出力される。ユーザは、音声信号から、シミュレーション結果の時間的変化を容易に追うことができる。
【００４７】
音響情報変換部１４は、入力された数値を変調波形、周波数、変化の大きさなどにマッピングすることで音響情報への変換を行なう。例えば、基本波形、周波数、強度、定位を音響情報の基本パラメータとし、元の数値に応じて各パラメータに対して変調処理を施すことにより音響情報に変換することができる。
【００４８】
図３には、音響情報に変換する手順を図解している。例えば、異なる数種類の基本波形を用意しておき、音響情報変換時には、このうちから１つ又は複数を選択して、その周波数（音の高さ）や強度（音の大きさ）、音の定位（ステレオの場合の音の聞こえてくる方向）に対し変調処理を施す。また、２以上の基本波形を選択した場合には、その混合比率に対し変調処理を行なうことができる。また、ＰＷＭの場合にはデューティに対し変調処理を行なう。
【００４９】
例えば電子写真方式の画像形成装置における、露光・帯電、現像、転写、定着などのプロセスにおける粉体挙動シミュレーションや、放電解析シミュレーションの結果を扱う場合、変調処理の周期、粉体の粒径を周波数、粉体の通過速度を強度に割り当てることにより、ユーザは粉体の通過の様子を雨音に類似した感覚で３つの次元の情報を同時に理解することができる。また、画像情報も組み合わせることにより温度分布など他の情報も同時に表現することができる。
【００５０】
カーソル操作部１８は、マウスなどのポインティング・デバイスで構成され、画像情報に変換して表示出力された画面上で、ユーザが入力操作を行なうためのものである。
【００５１】
ユーザがシミュレーション結果を操作しているときには、音響表示とは別に画像表示された他の計算結果をカーソル操作部１８により指し示すことによって、その空間上のポイントでのスカラ量やベクトル量を音声変換して、ユーザに提示するようにしてもよい。
【００５２】
また、カーソル操作部１８で画面上の経路を示し、その経路をポインタが自動又は手動で移動するのに合わせて、指し示す座標位置での計算結果の変化を音声表示するようにしてもよい。このような場合、視覚では伝わりにくいより細かな変化を操作者は感じることができる。スカラ量を周波数に変換する場合、人間の音程に対する感覚と近づけるため、周波数は対数変換とするとよい。
【００５３】
カーソル画像生成部１９は、ユーザがカーソル操作部１８を介して画面上で操作したカーソルの経路についての画像情報を生成する。画像合成部１５は、画像情報変換部１３から出力されるシミュレーション結果の画像と、カーソル経路に関する画像とを合成し、画像表示部１６から表示出力する。
【００５４】
このように、本実施形態に係るシミュレーション装置によれば、シミュレーションにより得られる多次元的な計算結果をその情報の性質や分解能、重要度などに応じて、それぞれのシミュレーション結果の提示形態を、画像による視覚表示と、音声による聴覚表示に振り分ける。シミュレーション結果が提示されるユーザは、それぞれの感覚器官の特性を生かし、より詳細なレベルでの理解が容易となる。
【００５５】
音声による表示方法を用いた場合、操作者が理解できる分解能は、空間分解能（定位）については視覚に劣るが、周波数分解能（音程）や時間分解能（リズム）は視覚よりもはるかに高い識別が可能という特徴を持つ。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
【００５７】
本発明に係るシミュレーション装置は、電子写真方式の画像形成装置における、露光・帯電、現像、転写、定着などのプロセスにおける粉体挙動シミュレーションや、放電解析シミュレーションにおけるシミュレーション結果の表示出力に適用することができる。この場合、変調処理の周期、粉体の粒径を周波数、粉体の通過速度を強度に割り当てることにより、ユーザは粉体の通過の様子を雨音に類似した感覚で３つの次元の情報を同時に理解することができる。また、画像情報も組み合わせることにより温度分布など他の情報も同時に表現することができる。
【００５８】
要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るシミュレーション装置の機能構成を模式的に示した図である。
【図２】図２は、シミュレーション結果の情報提示形態をマニュアル操作で設定する画面の構成例を示した図である。
【図３】図３は、音響情報に変換する手順を説明するための図である。
【図４】図４は、画像形成装置におけるシミュレーション結果として、解析領域における物性値、ポテンシャル場、及び磁束密度（ベクトル）をそれぞれ異なる画面で表示している様子を示した図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…シミュレーション装置
１１…数値演算部
１２…情報提示選択部
１３…画像情報変換部
１４…音響情報変換部
１５…画像合成部
１６…画像表示部
１７…音響表示部
１８…カーソル操作部
１９…カーソル画像生成部
【図１】
2006268174.tif 000003
【図２】
2006268174.tif 000004
【図３】
2006268174.tif 000005
【図４】
2006268174.tif 000006