(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
取得データに対して１ファイル当たりのデータ量を削減するデータ処理装置と、前記データ処理装置により処理されたデータを用いて表示用データを生成する表示用データ生成装置とを備え、
前記データ処理装置は、
機器により作用される物質のシミュレーションデータを取得する取得部と、
前記取得部により取得されたシミュレーションデータを分割条件に従って複数のファイルに分割する分割部と、
前記分割部により複数のファイルに分割されたデータを分割条件の対応する分割パラメータと関連付けて記録する記録部と、
前記分割部により分割されたファイルから、空データを削除する空データ削除部とを備え、
前記記録部は、前記分割部により複数に分割され且つ前記空データ削除部により空データが削除されたファイルのデータを、分割パラメータと関連付けて記録し、
前記表示用データ生成装置は、
前記記録部から該当する分割パラメータに関連付けられたデータを読み出す読み出し部と、
前記読み出し部により読み出されたデータから３次元動画データを生成する３次元動画データ生成部と、
前記３次元動画データ生成部により生成された３次元動画データと、少なくとも前記機器の３次元データとを用いて、前記表示用データを生成する表示用データ生成部とを有する
ことを特徴とする表示システム。
【請求項２】
取得データに対して１ファイル当たりのデータ量を削減するデータ処理装置と、前記データ処理装置により処理されたデータを用いて表示用データを生成する表示用データ生成装置とを備え、
前記データ処理装置は、
機器により作用される物質のシミュレーションデータを取得する取得部と、
前記取得部により取得されたシミュレーションデータを分割条件に従って複数のファイルに分割する分割部と、
前記分割部により複数のファイルに分割されたデータを分割条件の対応する分割パラメータと関連付けて記録する記録部と、
前記分割部により分割されたファイルから、表面以外の内部に関する内部データを削除する内部データ削除部とを備え、
前記記録部は、前記分割部により複数のファイルに分割されたデータに加え、前記内部データ削除部により内部データが削除されたファイルのデータも、分割パラメータと関連付けて別々に記録し、
前記表示用データ生成装置は、
前記記録部から該当する分割パラメータに関連付けられたデータを読み出す読み出し部と、
前記読み出し部により読み出されたデータから３次元動画データを生成する３次元動画データ生成部と、
前記３次元動画データ生成部により生成された３次元動画データと、少なくとも前記機器の３次元データとを用いて、前記表示用データを生成する表示用データ生成部とを有する
ことを特徴とする表示システム。
【請求項３】
取得データに対して１ファイル当たりのデータ量を削減するデータ処理装置と、前記データ処理装置により処理されたデータを用いて表示用データを生成する表示用データ生成装置とを備え、
前記データ処理装置は、
機器により作用される物質のシミュレーションデータを取得する取得部と、
前記取得部により取得されたシミュレーションデータを分割条件に従って複数のファイルに分割する分割部と、
前記分割部により複数のファイルに分割されたデータを分割条件の対応する分割パラメータと関連付けて記録する記録部と、
前記分割部により分割されたファイルを、分割ピッチ毎にさらに複数のファイルに分割する第２の分割部とを備え、
前記記録部は、前記分割部により複数に分割され且つ前記第２の分割部により分割ピッチ毎に分割されたファイルのデータを、分割パラメータと関連付けて記録し、
前記表示用データ生成装置は、
前記記録部から該当する分割パラメータに関連付けられたデータを読み出す読み出し部と、
前記読み出し部により読み出されたデータから３次元動画データを生成する３次元動画データ生成部と、
前記３次元動画データ生成部により生成された３次元動画データと、少なくとも前記機器の３次元データとを用いて、前記表示用データを生成する表示用データ生成部とを有する
ことを特徴とする表示システム。
【請求項４】
前記分割条件は、時間に関する条件である
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちの何れか１項記載の表示システム。
【請求項５】
前記分割条件は、前記機器が設置された空間に関する条件である
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちの何れか１項記載の表示システム。
【請求項６】
前記分割条件は、時間に関する条件と前記機器が設置された空間に関する条件を組み合わせた条件である
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちの何れか１項記載の表示システム。
【請求項７】
前記取得部は、前記機器のうちの前記物質を作用させる箇所及び前記物質により作用される箇所のシミュレーションデータも取得する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちの何れか１項記載の表示システム。
【請求項８】
前記機器の３次元データは、前記機器から前記物質を作用させる箇所及び前記物質により作用される箇所を除いて３次元化したデータである
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちの何れか１項記載の表示システム。
【請求項９】
前記表示用データ生成装置は、
前記分割パラメータの指定を受付ける指定受付け部を有し、
前記読み出し部は、前記記録部から、前記指定受付け部により受付けられた前記分割パラメータに関連付けられたデータを読み出す
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちの何れか１項記載の表示システム。
【請求項１０】
前記物質は、鋼材であり、
前記機器は、前記鋼材を圧延する圧延機である
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちの何れか１項記載の表示システム。
【請求項１１】
取得データに対して１ファイル当たりのデータ量を削減するデータ処理装置であり、
機器により作用される物質のシミュレーションデータを取得する取得部と、
前記取得部により取得されたシミュレーションデータを分割条件に従って複数のファイルに分割する分割部と、
前記分割部により複数のファイルに分割されたデータを分割条件の対応する分割パラメータと関連付けて記録する記録部と、
前記分割部により分割されたファイルから、空データを削除する空データ削除部とを備え、
前記記録部は、前記分割部により複数に分割され且つ前記空データ削除部により空データが削除されたファイルのデータを、分割パラメータと関連付けて記録する
ことを特徴とするデータ処理装置。
【請求項１２】
取得データに対して１ファイル当たりのデータ量を削減するデータ処理装置であり、
機器により作用される物質のシミュレーションデータを取得する取得部と、
前記取得部により取得されたシミュレーションデータを分割条件に従って複数のファイルに分割する分割部と、
前記分割部により複数のファイルに分割されたデータを分割条件の対応する分割パラメータと関連付けて記録する記録部と、
前記分割部により分割されたファイルから、表面以外の内部に関する内部データを削除する内部データ削除部とを備え、
前記記録部は、前記分割部により複数のファイルに分割されたデータに加え、前記内部データ削除部により内部データが削除されたファイルのデータも、分割パラメータと関連付けて別々に記録する
ことを特徴とするデータ処理装置。
【請求項１３】
取得データに対して１ファイル当たりのデータ量を削減するデータ処理装置であり、
機器により作用される物質のシミュレーションデータを取得する取得部と、
前記取得部により取得されたシミュレーションデータを分割条件に従って複数のファイルに分割する分割部と、
前記分割部により複数のファイルに分割されたデータを分割条件の対応する分割パラメータと関連付けて記録する記録部と、
前記分割部により分割されたファイルを、分割ピッチ毎にさらに複数のファイルに分割する第２の分割部とを備え、
前記記録部は、前記分割部により複数に分割され且つ前記第２の分割部により分割ピッチ毎に分割されたファイルのデータを、分割パラメータと関連付けて記録する
ことを特徴とするデータ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、取得データに対して１ファイル当たりのデータ量を削減するデータ処理装置と、データ処理装置により処理されたデータを用いて表示用データを生成する表示用データ生成装置とを備えた表示システム及びデータ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、鋼材を圧延する圧延機を備えた圧延プラントに対し、有限要素法を用いたシミュレーションを行っている。そして、このシミュレーション結果を用いて、形状情報及び位置情報から鋼材を３次元化し、温度及び平坦度等の数値の大小に応じて色分けを行って画面表示を行うことで、可視化を行っている（例えば特許文献１参照）。これにより、求める品質を得るための解析及び検証に役立てることができ、既存設備のメンテナンスを行う際又は新たに設備を導入する際に活用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２５８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、近年、上記の３次元表示をより視覚的にわかりやすくし、会議室での打ち合わせに使用したり、展示会等において、技術解説及び技術的取組のアピール、集客に活用したりしたいという要望が発生している。昨今の展示会では、各社とも視覚情報による宣伝及び集客に力を入れている。【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された従来の表現では、同業技術者にとって見慣れたシミュレーションツールを展示しているようにしか見えず、技術的取組のアピール及び集客への効果が弱いという課題がある。
また、従来構成では、シミュレーションデータから直接可視化を可能とする高性能の高価なシミュレーション用ＰＣを用いている。一方、展示会用途では、このような高価なＰＣを持ち込むことが難しいという課題がある。また、従来構成では、シミュレーションの操作が煩雑であるという課題もある。【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、汎用ＰＣであっても、処理遅延を抑えて３次元表示を行うことができる表示システム及びデータ処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る表示システムは、取得データに対して１ファイル当たりのデータ量を削減するデータ処理装置と、データ処理装置により処理されたデータを用いて表示用データを生成する表示用データ生成装置とを備え、データ処理装置は、機器により作用される物質のシミュレーションデータを取得する取得部と、取得部により取得されたシミュレーションデータを分割条件に従って複数のファイルに分割する分割部と、分割部により複数のファイルに分割されたデータを分割条件の対応する分割パラメータと関連付けて記録する記録部と、分割部により分割されたファイルから、空データを削除する空データ削除部とを備え、記録部は、分割部により複数に分割され且つ空データ削除部により空データが削除されたファイルのデータを、分割パラメータと関連付けて記録し、表示用データ生成装置は、記録部から該当する分割パラメータに関連付けられたデータを読み出す読み出し部と、読み出し部により読み出されたデータから３次元動画データを生成する３次元動画データ生成部と、３次元動画データ生成部により生成された３次元動画データと、少なくとも機器の３次元データとを用いて、表示用データを生成する表示用データ生成部とを有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、上記のように構成したので、汎用ＰＣであっても、処理遅延を抑えて３次元表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る表示システムの構成例を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１におけるデータ処理装置のハードウェア構成例を示す図である。
【図３】圧延プラントの構成例を示す模式図である。
【図４】この発明の実施の形態１におけるデータ処理装置の動作例を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１における表示用データ生成装置の動作例を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態１における表示用データ生成部により生成された表示用データの一例を示した図であり、鋼材の圧延を動画再生したものの一部を示した図である。
【図７】この発明の実施の形態１における表示用データ生成部により生成された表示用データの一例を示した図であり、カメラアングル選択部を表示した図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係る表示システムの構成例を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態３に係る表示システムの構成例を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態４に係る表示システムの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る表示システムの構成例を示す図である。
表示システムは、図１に示すように、データ処理装置１及び表示用データ生成装置２を備えている。
【００１１】
データ処理装置１は、取得データ（シミュレーションデータ）に対して１ファイル当たりのデータ量を削減する処理を行うものである。このデータ処理装置１は、図１に示すように、取得部１０１、分割部１０２及び記録部１０３を有している。
【００１２】
取得部１０１は、外部装置（シミュレーション実行装置）からシミュレーション実行結果であるシミュレーションデータを取得するものである。ここでは、取得部１０１は、シミュレーションデータとして、機器により作用される物質のシミュレーションデータと、当該機器のうちの当該物質を作用させる箇所及び当該物質により作用される箇所のシミュレーションデータとを、それぞれ取得するものとする。これらのシミュレーションデータはそれぞれ１つのファイルで構成されている。
【００１３】
分割部１０２は、取得部１０１により取得されたシミュレーションデータを、分割条件に従って複数のファイルに分割するものである。ここで、物質のシミュレーションデータに対する分割条件としては、時間に関する条件、機器が設置された空間に関する条件、上記両条件を組み合わせた条件が挙げられる。
【００１４】
記録部１０３は、分割部１０２により複数のファイルに分割されたデータを分割条件の対応する分割パラメータ（時刻、位置等）と関連付けて記録するものである。
【００１５】
なお、データ処理装置１を実現するためのハードウェア構成は、例えば図２に示すように、受信装置５１、プロセッサ５２及びメモリ５３から構成される。
この図２において、図１に示す取得部１０１は受信装置５１で実現される。また、図１に示す記録部１０３はメモリ５３で実現される。また、図１に示す分割部１０２は、メモリ５３に記録されたプログラムを実行するプロセッサ５２により実現される。また、複数のプロセッサ５２及び複数のメモリ５３が連携して上記機能を実行してもよい。
【００１６】
表示用データ生成装置２は、データ処理装置１により処理されたデータを用いてディスプレイ（不図示）に表示するための表示用データを生成するものであり、タブレットＰＣ、ノートＰＣ、モバイルＰＣ等の安価な汎用ＰＣに搭載される。この表示用データ生成装置２は、図１に示すように、指定受付け部２０１、読み出し部２０２、３次元動画データ生成部２０３及び表示用データ生成部２０４を有している。
【００１７】
指定受付け部２０１は、ユーザから、読み出し対象である分割パラメータの指定を受付けるものである。
読み出し部２０２は、データ処理装置１の記録部１０３から、指定受付け部２０１により受付けられた分割パラメータに関連付けられたデータを読み出すものである。なお、データ処理装置１と表示用データ生成装置２との間の通信は、オンラインで行ってもよいし、オフラインで行ってもよい。
【００１８】
３次元動画データ生成部２０３は、読み出し部２０２により読み出されたデータから３次元動画データを生成するものである。
表示用データ生成部２０４は、３次元動画データ生成部２０３により生成された３次元動画データと、機器の３次元データとを用いて、表示用データを生成するものである。なお、機器の３次元データは、機器から物質を作用させる箇所及び当該物質により作用される箇所を除いて３次元化したデータであり、事前に作成される。また、表示用データの生成において、機器の３次元データに加え、機器以外の３次元データも用いてもよい。
【００１９】
次に、上記のように構成された表示システムの動作例について説明する。なお以下では、鋼材１２（物質）を圧延する圧延機１１（機器）を備えた圧延プラントに対するシミュレーションデータを用いる場合を例に説明を行う。
【００２０】
この圧延プラントでは、例えば図３に示すように、製造ライン上に複数の圧延機１１が配置されている。図３の例では、７台の圧延機Ｆ１〜Ｆ７が配置されている。また、各圧延機１１には、ワークロール１１１とバックアップロール１１２がそれぞれ上下に配置されている。以下、ワークロール１１１をロール１１１と表記する。図示は省略しているが、各圧延機１１の上下のロール１１１間の隙間は、鋼材１２の圧延方向に向かって狭くなるように設定されている。そして、これらの圧延機１１のロール１１１間に、高温に熱せられた鋼材１２を噛み込ませていくことで、当該鋼材１２を徐々に薄板状に成型する。
【００２１】
この圧延プラントに対するシミュレーションでは、鋼材１２のシミュレーションと、圧延機１１の鋼材１２を作用する箇所及び鋼材１２により作用される箇所であるロール１１１部分のシミュレーションを行っている。
【００２２】
鋼材１２のシミュレーションでは、鋼材１２の奥行き方向（圧延方向）における一端から他端までを均等に分割した面（平面）と、当該鋼材１２を幅方向と高さ方向で所定数量でそれぞれ分割した面（平面とは限らない）との交点の座標値（幅方向ｘ、高さ方向ｙ）が計算される。この座標値（ｘ，ｙ）は、上記交点で構成された格子点の要素番号（ｘＮｕｍ，ｙＮｕｍ，ｚＮｕｍ）と関連付けられ、シミュレーション開始からの経過時間（秒）とともに、座標点として記録される。また、格子点毎に、温度、及び圧延により生じる板形状を表す平坦度等のパラメータも計算されて、記録される。なお、鋼材１２の奥行き方向のシミュレーション空間は均等分割されているため、座標値（ｚ）の記録は省略している。
【００２３】
また、圧延機１１のロール１１１部分のシミュレーションでは、ロール１１１間のギャップ（隙間寸法）、当該ロール１１１と鋼材１２との接点に働く荷重及び張力、ロール１１１に働くベンダー荷重が計算され、シミュレーション開始からの経過時間（秒）とともに記録される。なお、荷重及び張力は幅方向の分布を持つ。
【００２４】
まず、データ処理装置１の動作例について、図４を用いて説明を行う。
データ処理装置１の動作例では、図４に示すように、まず、取得部１０１は、外部装置からシミュレーションデータを取得する（ステップＳＴ４０１）。ここでは、取得部１０１は、鋼材１２のシミュレーションデータと、圧延機１１のロール１１１部分のシミュレーションデータとを、それぞれ取得するものとする。
【００２５】
ここで、上記シミュレーションデータのデータ量は非常に膨大なサイズ（数ＧＢ以上）である。そのため、このシミュレーションデータをそのまま用いて、３次元表示を行う場合、膨大なデータを読み込み可能なメモリが必要である。また、膨大なデータを一度に読み込むことは処理の遅延に繋がり、最悪の場合にはハングアップしてしまう恐れがある。また、オンラインでシミュレーションデータを取得する場合にも、通信速度によっては取得に長時間を要する。そのため、汎用ＰＣでの実現は難しい。
さらに、例えば、シミュレーション開始から５秒目までのシミュレーションデータを読み込んだ段階で、１分後のシミュレーション結果を確認したい場合、１分後のシミュレーションデータを読み込むまで待機する必要がある。又は、読み込み処理を中断して、シミュレーションデータ全体の中から該当するデータを検索する必要がある。よって、このような場合にも、処理の遅延に繋がり、汎用ＰＣでの実現は難しい。
【００２６】
そこで、分割部１０２は、取得部１０１により取得されたシミュレーションデータを、分割条件に従って複数のファイルに分割する（ステップＳＴ４０２）。以下、鋼材１２のシミュレーションデータと、圧延機１１のロール１１１部分のシミュレーションデータに対する分割方法について説明する。
【００２７】
まず、鋼材１２のシミュレーションデータの分割方法について説明する。ここでは、分割条件を、機器が設置された空間に関する条件且つ時間に関する条件とした場合を示す。
【００２８】
鋼材１２のシミュレーションデータの分割では、例えば図３に示すように、圧延機１１（Ｆ１〜Ｆ７）の設置空間において、ロール１１１の配置間隔で分割を行う。なお、空間で分割された一つのグループをオブジェクトと呼ぶ。図３の例では、鋼材１２の挿入口から圧延機Ｆ１のロール１１１直前までを第０オブジェクト（Ｏｂｊｅｃｔ．０）とし、各圧延機Ｆ１〜Ｆ６のロール１１１直下から次の圧延機Ｆ２〜Ｆ７のロール１１１直前までを第１〜６オブジェクト（Ｏｂｊｅｃｔ．１〜６）とし、圧延機Ｆ７のロール１１１直下から例えば６ｍ先までを第７オブジェクト（Ｏｂｊｅｃｔ．７）とし、第７オブジェクトの終端から例えば１２０ｍ先までを第８オブジェクト（Ｏｂｊｅｃｔ．８）としている。
【００２９】
分割部１０２では、上記分割処理を行う際に、鋼材１２の奥行き方向に対してデータの読み出し間隔である分割ピッチ（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ  Ｐｉｔｃｈ）を設定する。
また、分割部１０２では、上記分割ピッチを、オブジェクト毎に可変とすることができる。具体的には、ロール１１１による影響がない領域である第０オブジェクト、第８オブジェクトでは、奥行き方向の分割ピッチを粗くし、データの軽量化を図っている。
【００３０】
また、上記各オブジェクトに対し、シミュレーション開始からの時刻Δｔ（秒）毎にさらに分割を行う。
このように、ロール１１１の配置間隔及びシミュレーション開始からの時刻毎にシミュレーションデータを分割することで、数ＧＢ以上あるシミュレーションデータを、数１００ｋバイト程度のデータに分割することができる。よって、１ファイル当たりのデータ量を削減することができ、表示用データ生成装置２での処理の高速化に繋がる。なお、上記オブジェクトにおいて、温度及び平坦度等のパラメータを一つも保有しない時間帯のオブジェクトは削除する。
【００３１】
また、圧延プラントの３次元表示では、熱せられた鋼材１２をリアリティのある画像で表現したい場合がある（図６参照）。このような表示を行うため、分割部１０２では、各オブジェクトのデータに対し、格子点の輝度値に、温度に応じて１を超える数値を割当てておくようにしてもよい。これにより、表示用データ生成装置２における３次元表示において、リアリティのある画像を容易に再現することが可能となる。その詳細については後述する。
【００３２】
次に、圧延機１１のロール１１１部分のシミュレーションデータの分割方法について説明する。
圧延機１１のロール１１１部分のシミュレーションデータの分割では、データ種別毎に分割を行う。すなわち、上記シミュレーションデータを、ロール１１１間のギャップ、荷重、張力、及びベンダー荷重のファイルにそれぞれ分割する。
また、上記データ種別毎のファイルに対し、圧延機１１毎にさらに分割を行う（図３の例では７個に分割する）。
【００３３】
次いで、記録部１０３は、分割部１０２により複数のファイルに分割されたデータを分割条件の対応する分割パラメータと関連付けて記録する（ステップＳＴ４０３）。すなわち、鋼材１２のシミュレーションデータに関する分割ファイルには、シミュレーション開始からの時刻を示す連番数字、オブジェクト番号、奥行き方向の分割ピッチ番号（格子点の要素番号）、幅方向の分割番号（格子点の要素番号）、高さ方向の分割番号（格子点の要素番号）、座標値（ｘ、ｙ）、温度及び平坦度、輝度値等のパラメータを示すデータが含まれている。また、圧延機１１のロール１１１部分のシミュレーションデータに関する分割ファイルには、データ種別、圧延機１１を識別する機器番号を示すデータと、各種データ（ロール１１１間のギャップ、荷重、張力又はベンダー荷重）とが含まれている。
【００３４】
次に、表示用データ生成装置２の動作例について、図５を用いて説明する。
表示用データ生成装置２の動作例では、図５に示すように、まず、指定受付け部２０１は、ユーザから、読み込み対象である分割パラメータの指定を受付ける（ステップＳＴ５０１）。この際、ユーザは、例えば、シミュレーション結果を確認したい時間帯等を指定する。
【００３５】
次いで、読み出し部２０２は、データ処理装置１の記録部１０３から、指定受付け部２０１により受付けられた分割パラメータに関連付けられたデータを読み出す（ステップＳＴ５０２）。ここで、データ処理装置１では、１つのファイルで構成されたシミュレーションデータを所定の分割条件で複数のファイルに分割し、対応する分割パラメータと関連付けて記録している。そのため、ユーザにより指定された分割パラメータに対応するデータを、瞬時に読み出すことが可能となる。よって、従来のような長時間の読み込み処理及び検索処理が不要となり、処理の高速化に繋がる。なお、読み出し部２０２による読み出し処理はユーザ操作により一時停止することもでき、また、ユーザが指定した時間帯のデータの読み込みが完了してない場合は、その時間帯のデータを優先して読み込む。
【００３６】
次いで、３次元動画データ生成部２０３は、読み出し部２０２により読み出されたデータから３次元動画データを生成する（ステップＳＴ５０３）。
【００３７】
次いで、表示用データ生成部２０４は、３次元動画データ生成部２０３により生成された３次元動画データと、少なくとも機器の３次元データとを用いて、表示用データを生成する（ステップＳＴ５０４）。なお、圧延プラントの場合には、上記機器の３次元データは、圧延機１１の筐体部分の３次元データである。
その後、ディスプレイ上に表示用データが表示される。
【００３８】
以下に、ユーザにより指定された時間帯のデータを読み出し、描画を行うまでの処理について示す。ここでは、鋼材１２のシミュレーションデータに関する分割ファイルを読み出し、描画を行う場合を例に説明を行う。また、表示用データ生成装置２では、データ処理装置１の記録部１０３に記録された各オブジェクトの記録開始時刻を事前に調べているものとする。
【００３９】
この場合、まず、読み出し部２０２は、データ処理装置１の記録部１０３から、ユーザにより指定された時間帯の最初の時刻のデータを読み出す。この際、読み出し部２０２は、鋼材１２の奥行き方向における各分割ピッチでの座標値（ｘ，ｙ）を読み出す。なお、奥行き方向の座標値（ｚ）は、分割ピッチに対応する格子点の要素番号（ｚＮｕｍ）から算出する。また、読み出し部２０２は、温度、平坦度及び輝度値も読み出す。なお、読み出し対象の時刻が、オブジェクトの記録開始時刻に満たない場合には、当該オブジェクトに対する読み出し処理はスキップする。
【００４０】
次に、３次元動画データ生成部２０３は、読み出し部２０２により読み出されたデータを基に、ポリゴン生成用のデータを作成する。この際、３次元動画データ生成部２０３は、まず、読み出し部２０２により読み出されたデータから、ポリゴンの数量を算出し、連番の頂点番号を作成する。そして、各頂点番号に座標値（ｘ，ｙ，ｚ）を割当てる。
このとき、まず、鋼材１２の幅方向の正方向端部且つ奥行き方向の最も手前の座標値から割当てを開始し、続いて、奥行き方向に一つずつずれながら割当てを行っていく。そして、奥行き方向の終端に到達した場合には、幅方向の負方向に一つずらし、その後、上記と同様に奥行方向にずらしながら割当てを行う。
【００４１】
また、３次元動画データ生成部２０３は、読み出し部２０２により読み出されたデータを基に、温度、平坦度及び輝度値から、表示設定に合わせて、色情報に変換した数値を作成する。
【００４２】
また、ポリゴンは、三つの頂点を組み合わせて一つの三角形を構成するため、その構成する頂点の番号を順番に記録していく。指定する順番は、三角形の頂点を結ぶ順が反時計回りになるように、格子点の要素番号を参照しながら選択し、その座標に対応する頂点番号を記録する。
【００４３】
また、３次元動画データ生成部２０３では、同時に、テクスチャ投影用の二次元展開座標値を作成する。この際、三つの頂点で構成される三角形の一つのポリゴンと、その斜辺と隣接するポリゴンと併せて一組の四角形として扱い、一辺の長さを１とする正方形の二次元平面上に、最大の大きさとなるように展開する。
【００４４】
その後、次の時刻に対して、上記の読み出し部２０２及び３次元動画データ生成部２０３の処理を行う。これを繰り返すことで、指定された時間帯のデータの読み出し及び各種データの作成を行うことができる。
【００４５】
その後、表示用データ生成部２０４は、ポリゴン描画処理を行う。なお、指定した時間帯のポリゴン生成用のデータの作成が終了していない場合には、ポリゴン描画処理の前に、当該データの作成を実行する。一方、ポリゴン生成用のデータが存在する場合には、そのデータに基づいてポリゴン描画処理を行う。また、表示用データ生成部２０４では、鋼材１２が到達していないオブジェクト空間に対しては、描画処理を実行しない。
【００４６】
次に、表示用データ生成部２０４により生成される表示用データの一例について示す。
図６は鋼材１２の圧延を動画再生したものの一部を示したものである。図６では、従来から存在する圧延シミュレーションの可視化に加え、高温に熱せられた鋼材１２を実際に撮影したかのような、リアリティのある表現を行っている。
【００４７】
図６に示すような表現を従来手法で再現する場合には、シミュレーションデータから鋼材１２の格子点毎の熱エネルギーを計算し、この熱エネルギーから光エネルギーを計算した上で、描画ピクセルに変換して描画を行う必要があり、計算負荷が高い。また、図６に示すようなアニメーションは、圧延プラントの解析及び検証用途では利用しないデータである。そこで、本発明では、計算負荷の低い疑似的表現で再現を行っている。
【００４８】
具体的には、データ処理装置１において、鋼材１２の各格子点の輝度値に対し、それぞれが有する温度に応じて１を超える数値を割当てている。そして、３次元動画データ生成部２０３において、３次元描画を行う際に、輝度値を鋼材１２の描画ピクセルに割当て、その値が一定以上（例えば１．１以上）であれば、当該描画ピクセルの色を膨張させる処理を行う。このような処理を行うことで、２次元処理で図６に示すような表示が可能となり、計算負荷を抑えることができる。なお、描画ピクセルの輝度は、通常、黒である０から白である１までの範囲で表現される。よって、１を超える値をもつ描画ピクセルは意図的に指定した部分であり、それ以外の部分（例えば圧延機１１の白い部分）が膨張して発光した見た目となることはない。
【００４９】
また従来では、高性能なシミュレーション用ＰＣを用いて、一つのオブジェクト空間に限定して３次元表示を行っている。また、このような限定した３次元表示であっても、事前計算に多くの時間（半日から一日程度）を要する。それに対し、本発明では、安価な汎用ＰＣであっても、読み出すデータの１ファイル当たりのデータ量を小さくしているため、容易に図６に示すような圧延プラント全体を３次元表示することが可能となる。
【００５０】
また、本発明では、シミュレーション結果の確認作業に特化し、シミュレーションの実行装置とは独立した形で構成している。これにより、機能を限定することができ、ユーザに対して容易な操作性を提供することができ、また、表示用データ生成装置２が搭載される汎用ＰＣの能力を低く抑えることができる。
【００５１】
また、表示内容操作機能部３０１に含まれる副選択項目は、各種機能が選択された場合のみ、同じく下部に表示するものとしている。これにより、ユーザへの直観的な操作性を提供でき、また、目的機能へのアクセスに伴う混乱防止を実現している。例えば図７では、表示内容操作機能部３０１の副選択項目の一例であるカメラアングル選択部３０１１を表示した場合を示している。このカメラアングル選択部３０１１により所望の方向から見た３次元表示を行うことができる。さらに、ユーザは、ポインタを操作することにより、固定のカメラアングル以外のアングルに、自由自在に変更することもできる。
また、時間操作機能部３０２では、シミュレーションデータの読み出しが完了した時間帯の領域を着色することで、現在の読み出し処理の進捗状況を一目で確認できるようにしている。
【００５２】
以上のように、この実施の形態１によれば、シミュレーションデータを取得する取得部１０１と、取得部１０１により取得されたシミュレーションデータを分割条件に従って複数のファイルに分割する分割部１０２と、分割部１０２により複数のファイルに分割されたデータを分割条件の対応する分割パラメータと関連付けて記録する記録部１０３とを有するデータ処理装置１と、記録部１０３から該当する分割パラメータに関連付けられたデータを読み出す読み出し部２０２と、読み出し部２０２により読み出されたデータから３次元動画データを生成する３次元動画データ生成部２０３と、３次元動画データ生成部２０３により生成された３次元動画データと、少なくとも機器の３次元データとを用いて、表示用データを生成する表示用データ生成部２０４とを有する表示用データ生成装置２とを備えたので、汎用ＰＣであっても、処理遅延を抑えて３次元表示を行うことができる。その結果、解析及び検証用に用いられてきたシミュレーションデータを利用して、会議室又は展示会等の場において、技術解説及び技術的取組のアピール、集客に活用可能な３次元表示を実現することができる。
【００５３】
なお上記では、取得部１０１が、機器により作用される物質のシミュレーションデータと、当該機器のうちの当該物質を作用させる箇所及び当該物質により作用される箇所のシミュレーションデータの両方を取得する場合を示した。しかしながら、これに限るものではなく、機器により作用される物質のシミュレーションデータのみを取得するものとしてもよい。
【００５４】
実施の形態２．
図８はこの発明の実施の形態２に係る表示システムの構成例を示す図である。この図８に示す実施の形態２に係る表示システムの構成例は、図１に示す表示システムの構成例に、空データ削除部１０４を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付して異なる部分についてのみ説明を行う。
【００５５】
空データ削除部１０４は、分割部１０２により分割されたファイルから、空データを削除するものである。
なお記録部１０３は、分割部１０２により複数に分割され且つ空データ削除部１０４により空データが削除されたファイルのデータを、分割パラメータと関連付けて記録する。
【００５６】
例えば、圧延機１１のロール１１１部分のシミュレーションにおいて、鋼材１２が到達していない部分は張力等が発生していない部分であり、通常、０等の空データが記録されている。しかしながら、この空データは、３次元表示には不要である。そこで、この空データを削除することで、記録部１０３に記録される各ファイルのデータ量をさらに削減することができ、表示用データ生成装置２での処理の高速化に繋げることができる。
【００５７】
実施の形態３．
実施の形態３では、アニメーション表示用のデータと詳細表示（断面表示）用のデータとを分けて記録する場合を示す。図９はこの発明の実施の形態３に係る表示システムの構成例を示す図である。この図９に示す実施の形態３に係る表示システムの構成例は、図１に示す表示システムの構成例に、内部データ削除部１０５を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付して異なる部分についてのみ説明を行う。
【００５８】
内部データ削除部１０５は、分割部１０２により分割されたファイルから、内部データを削除するものである。ここで、内部データとは、アニメーションを表示する上で不要である物質及び機器の表面以外の内部に関するシミュレーションデータを指す。
なお記録部１０３は、分割部１０２により複数のファイルに分割されたデータに加え、内部データ削除部１０５により内部データが削除されたファイルのデータも、分割パラメータと関連付けて別々に記録する。
【００５９】
物質及び機器の外観のみを表示するアニメーション表示では、当該物質の内部及び当該機器の内部のシミュレーションデータは不要である。そこで、この内部データを削除する。また、アニメーション表示用のデータと、その他の詳細表示（鋼材１２及びロール１１１等の断面表示）用のデータとを分けて記録する。これにより、アニメーション表示用のデータ量をさらに削減することができ、表示用データ生成装置２での処理の高速化に繋げることができる。
【００６０】
なお上記では、実施の形態１に係る表示システムに内部データ削除部１０５を追加した場合を示した。しかしながら、これに限るものではなく、実施の形態２に係る表示システムに内部データ削除部１０５を追加してもよく、同様の効果を得ることができる。
【００６１】
実施の形態４．
図１０はこの発明の実施の形態４に係る表示システムの構成例を示す図である。この図１０に示す実施の形態４に係る表示システムの構成例は、図１に示す実施の形態１に係る表示システムの構成例に、第２の分割部１０６を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６２】
第２の分割部１０６は、分割部１０２により分割されたファイルを、分割ピッチ毎にさらに複数のファイルに分割するものである。
なお記録部１０３は、分割部１０２により複数に分割され且つ第２の分割部１０６により分割ピッチ毎に分割されたファイルのデータを、分割パラメータと関連付けて記録する。
【００６３】
本発明では、鋼材１２及びロール１１１等の断面を表示することも可能としている。この場合、断面以外のデータの読み出しは不要である。そこで、分割ピッチ毎にファイルをさらに細分化する。これにより、記録部１０３に記録される１ファイル当たりのデータ量をさらに削減することができ、表示用データ生成装置２での処理の高速化に繋げることができる。
なお、この分割ピッチ毎に分割したデータについては、分割部１０２にてシミュレーション開始からの時刻Δｔ毎に分割は行わない。すなわち、分割ピッチ毎に分割されたファイル内に、その地点に物質が存在する全ての時間のデータが記録される。また、断面表示を行う場合には、分割ピッチ毎に分割されたデータのうち所定のデータ（例えばロール１１１直下の７か所分のデータ）を読み出す。
【００６４】
なお上記では、実施の形態１に係る表示システムに第２の分割部１０６を追加した場合を示した。しかしながら、これに限るものではなく、実施の形態２，３に係る表示システムに第２の分割部１０６を追加してもよい。
【００６５】
なお上記では、鋼材１２（物質）を圧延する圧延機１１（機器）を備えた圧延プラントに対するシミュレーションデータを用いる場合を例に説明を行ったが、これに限るものではない。例えば、空調設備（機器）と、当該空調設備から流出される温風又は冷風である空気（物質）に対するシミュレーションデータを用いて３次元表示を行う場合にも、本発明を適用可能である。
【００６６】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
この発明に係る表示システムは、汎用ＰＣであっても、従来構成に対して処理遅延を抑えて３次元表示を行うことができ、取得データに対して１ファイル当たりのデータ量を削減するデータ処理装置と、データ処理装置により処理されたデータを用いて表示用データを生成する表示用データ生成装置と備えた表示システム等に用いるのに適している。
【符号の説明】
【００６８】
１  データ処理装置、２  表示用データ生成装置、１１  圧延機、１２  鋼材、５１  受信装置、５２  プロセッサ、５３  メモリ、１０１  取得部、１０２  分割部、１０３  記録部、１０４  空データ削除部、１０５  内部データ削除部、１０６  第２の分割部、１１１  ワークロール、１１２  バックアップロール、２０１  指定受付け部、２０２  読み出し部、２０３  ３次元動画データ生成部、２０４  表示用データ生成部。
【図１】
0006486468.tif 000002
【図２】
0006486468.tif 000003
【図３】
0006486468.tif 000004
【図４】
0006486468.tif 000005
【図５】
0006486468.tif 000006
【図６】
0006486468.tif 000007
【図７】
0006486468.tif 000008
【図８】
0006486468.tif 000009
【図９】
0006486468.tif 000010
【図１０】
0006486468.tif 000011