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New Products
UC-win/Road Ver.7
3次元リアルタイムVRソフトウェア

最新版製品価格 ●リリース 2012年3月
UC-winシミュレーション

 UC-win/Road・VRセミナー
●開催日・場所 : 2012年6月6日(水)仙台
 2012年6月8日(金)福岡
●時 間 : 9:30〜17:35 (VRエンジニア認定試験実施)
●参加費 : 1名様 \15,000 (税込 \15,750)
 UC-win/Road Advanced・VRセミナー
●開催日・場所 : 2012年6月20日(水)大阪
●時 間 : 9:30〜17:35 (VRマスター認定試験実施)
●参加費 : 1名様 \15,000 (税込 \15,750)
 バーチャルリアリティによる道路設計セミナー
●開催日・場所 : 2012年 4月6日(金)
●時 間 : 9:30〜17:30
●参加費 : 1名様 \15,000 (税込 \15,750)
●会 場:福岡営業所 セミナールーム
 UC-win/Road・エキスパート・トレーニングセミナー
●開催日 : 2012年4月12日(木)〜13日(金)
●時 間 : 12日13:00 〜17:30 、13日 9:30 〜17:30
        (UC-win/Road エキスパート試験 実施)
●参加費 : 無料
●会 場:東京本社 GTタワーセミナールーム
UC-win/Roadは、3次元のバーチャル・リアリティ(VR=仮想空間)を簡単なPC操作で作成・利用できるリアルタイムVRソフトウェアです。今回リリースするVer.6では、以下の機能の追加・改善を行いました。
 Ver.7追加機能
クラスター機能(有償オプション)

(1)クラスター機能概要
従来より大型ドライビングシミュレータ向けに開発しているクラスターシステムを、UC-win/Road Ver.7で汎用化し、新規オプション機能としてリリースいたします。

このシステムはすでに本誌84号で紹介されたように、複数台のPCを同期させ、多くのモニタに映像出力可能なシステムです。クラスターオプションを使用しなくても1台のPCから複数のモニタに出力することが可能ですが、チャンネル数を増やすにつれてシステムのパフォーマンスが低減してしまうことを避けられません。クラスターオプションでは、それぞれのチャンネルが独立したPCで表示するため、チャンネル数の影響を受けずに一定のパフォーマンスを確保することが可能になります。

複数のチャンネルが要求されるVR・映像システムは多く、さまざまな場面でクラスターシステムが有用になります。シミュレータの没入感、高解像度のデジタルサイネージ、会議や展示会などでの映像の迫力などに大きく貢献できるでしょう。

(2)クラスターシステムの仕組み
クラスターシステムがマスターマシンとクライアントマシンで構成されます。

マスターマシン
マスターマシン側でユーザの操作を受けシミュレーションの計算を行います。1チャンネルの表示を担当することが可能です。

クライアントマシン
VR空間の描画に必要な情報をマスターマシンから受信し描画を行います。

チャンネルの同期
本システムでUDP上のマルチキャストを用いて、マスターからクライアントへ同期データを送信します。マルチキャストの使用によりクライアント数の制限がマスターマシンの通信性能に依存せず、通常のネットワークハードウエアでも数十台のクライアントマシンが接続できます。クライアントマシンがデータを受けてすぐに描画処理を開始し、すべてのクライアントマシンで描画処理が行われたらマスターが次のデータを送信する形で同期を行います。

また、クライアントにより表示する視点が異なるため、描画処理時間も異なってくる可能性がありますが、この時間の差で同期が乱れることを防ぐため、すべてのクライアントマシンが描画の準備を終えてから画面上に映すシステムになります。

今回はイーサネットネットワークだけで同期を行いますが、NVIDIA社が提供しているQuadro G-Syncの専用システムを用いてさらに改善予定です。

フェールセーフ処理
クライアント側で想定外の故障が発生してもクラスターシステムが停止せず、使用可能なクライアントマシンでシミュレーションと同期を続ける仕組みになっています。また、クライアントマシンが一時的に応答しない場合は同期が自動的に再開されます。

(3)チャンネル構成
プロジェクタまたはモニタを分割して大画面あるいは球面全体に投影するシステムで、各クライアントマシンは左、右、上などにずらしながら全方向のシーンを表示します。シミュレーションの視点、即ちスタンドアローンバージョンを使用する時の視点の相対位置と相対角を設定することで、自由な形状のスクリーンまたはモニタ構成に投影できます。投影方法としては次の2種類の設定が可能です。
  • 複数のモニタで構成されている大画面あるいはデジタルサイネージ用の投影
  • 球面用に平面分割による投影
 
■図1 デジタルサイネージ  ■図2 ドーム型の
ドライブシミュレータの概念図

(4)ユーザインターフェース
クライアント側の設定は、設定画面でマスターとの接続情報およびクライアントの名称のみで簡単な行えます。ほとんどの場合は初期設定のままで使用できます。マスター側で各クライアントの操作・設定・シミュレーションの制御が簡単に行えます。以下の通り機能を用意しています。

セットアップ時: 
  • クライアントマシンの一覧確認と描画設定
  • マスターのサーバ接続情報、ネットワーク設定
運用時:
  • クライアントとの同期の開始・終了、同期しない時すべての機能をスタンドアローンバージョンと同様に使用可能(同期の際はシミュレーション機能のみ)
  • クラスターを構成するすべてのマシンでVRデータの読み込み、アプリケーションの再起動などを一括で行える
ユーザインタフェースはUC-win/Roadのメイン画面の下にドッキング可能で、UC-win/Roadを使いながら簡単にアクセスできます(図3)。

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
■図3 マスター側のGUIと走行の様子

(5)提供形態および価格
UC-win/Roadのクラスターはマスターとクライアントの2つのコンポーネントで構成されています。クラスターシステムのマスターは標準のライセンスにクラスターオプションライセンスが追加されます。VRデータの編集ができない、クライアント専用のライセンスを別に用意しています。チャンネルごとに1つのクライアントライセンスが必要となります。

(6)今後の開発予定
  • 投影方法に関して、球面投影をソフト側で対応
  • ソフトウエアエッジブレンディング対応
  • 表示フレームの同期に関して、NVIDIAのG-Syncの対応
  • 1台のクライアント側での複数チャンネルの対応

オフロード機能
UC-win/Roadでは、ステアリングコントローラやゲームコントローラ、キーボードを用いて車両の運転シミュレーションが行えます。ただし、走行できるのは道路上だけで、道路から外れようとすると強制的に元の走行ラインに戻されます。また、道路が生成されていない状態では、走行シミュレーションを行うことができません。

 UC-win/Road Ver.7ではこの制限が取り払われ、VR空間内をどこでも自由に走ることができるようになりました。道路上を走っている状態で、そのまま地形上に降りて走行したり、地形上の任意の位置に「走行開始ポイント」を設定してその位置から走り始めることもできます(図4)。

これにより、施工現場の重機シミュレーションなど、凸凹した地形上を走行させたり、図5のように道路として生成するのが難しいデータであっても、走行が容易になりました。

また、地形パッチのインポート後に、道路を生成しなくてもその地形上をすぐに走り始めることができるなど、データ作成の省力化も図ることもできます。

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
■図4 走行開始ポイントの設定
画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
■図5 オフロード走行のイメージ図

 なお、地形上を走行する場合、地表面の摩擦係数やサウンドの設定が必要です。これは、「道路面の編集」画面でテクスチャごとに定義します(図6)。また、本画面でフォースフィードバック機能を設定すると、走行時にコントローラを振動させることもできます。

 その他、シナリオ機能もオフロード走行に対応しています。走行開始ポイントを地形上の任意の位置としたり、道路の動作制御点と同様の機能を持った専用のチェックポイントまたは配置した3Dモデルに接触したときイベントを発生させることによりシナリオを進行させることができます。

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
■図6 地表面の摩擦係数の設定画面

3DS出力機能
本機能は、UC-win/Roadの3次元空間上の地形やモデルなどのすべてのモデルを、任意の3次元モデルデータ形式で出力するものです。

たとえば3ds形式で出力することにより、3ds Maxなどのさまざまなエディターやツールで利用することができるようになります。3次元モデルデータ形式は3ds形式を標準として、FBX形式、Obj形式、VRML形式、OpenFlyght形式と順次拡大予定です。

出力対象は表1に示す通りで、出力オプションの設定に従い対象モデルをファイルに出力します。大規模のUC-win/Roadデータすべてを単一のファイルに出力するのはサイズ的な問題やデータ管理の面で不都合な場合があるため、出力オプションを用意しています。このオプションにより出力対象のモデルを限定することや、1モデル1ファイルとすることができます。

将来的にはレイヤーの概念を取り入れ任意の複数モデルをレイヤーに所属させるように設定し1レイヤー1ファイルの設定も出来るように考えています。これにより都市空間の部分的な区画を3Dモデル出力できるようになります。

No 出力対象
1 地形
2 3Dモデル
3 道路
4 樹木(2D)
5 道路付属物(標識、樹木、マーキング等)


xpswmmプラグイン
xpswmmプラグインに、スクリプトおよびシナリオ機能が追加されました。これにより、スクリプトとシナリオを組むことなどで、再生、停止、一時停止などの操作のほか、水面の高さ、流速矢印などの何を描画するか、コンターでの描画か、津波の反射での描画にするかを、ボタンひとつで一連の流れを再生できるようになりました。

再生機能には再生速度、繰り返しか一度だけの再生かなどを制御できます。シミュレーションやプレゼンテーションに合わせて解析結果表示を制御できるようになりました。以前より楽にそしてインタラクティブにxpswmmの解析データを活用できるようになりました。

Sidraプラグイン
Sidraプラグインの改訂により、交差点設計ソフトウェアSidraの最新版(Sidra Intersection 5.1)の設計データをインポートできるようになりました。これにより、最新のSidraにより設計された交差点の形状、断面、交通信号制御、交通量などが取り込めるようになります。

 開発中機能
Civil 3Dプラグイン
Civil 3Dプラグインは、土木設計・施工のための3次元CAD「Autodesk Civil 3D」との双方向のデータ交換を実現するプラグインです。主に地形や道路平面線形、縦断線形のデータ交換に対応しています。従来は、Civil 3D 2011までの対応となっていましたが、Ver.7において、最新版であるCivil 3D 2012への対応を行います。また、従来は32bit版のみの対応となっておりましたが、64bit版のCivil 3Dへの対応も予定しています。

スピードメータ
運転シミュレーション時にスピードメータ(速度計)とタコメータ(回転計)を表示できるようになりました。描画オプションの設定でON/OFFの切り替えができます。また、キロメートル毎時(km/h)とマイル毎時(MPH)表示を切り替えたり、表示位置を調整したりすることができます。

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
■図7 スピードメータの表示例

ATI製ビデオカードのサポート
これまでUC-win/RoadはNVIDIA製のビデオカードを推奨していましたが、ATI製のビデオカードを正式にサポートするため、現在対応を行っています。現在ほとんどの機能が正常に動作することを確認できておりますが、下記一部の機能について、適切に描画されません。
  1. 道路障害物の描画の問題(テクスチャが乱れたり、エラーになる)
  2. 高度な照明の問題(ストリートライト、ヘッドライトが描画できない)
  3. 空のテクスチャが適切に描画されない
  4. 影を描画することができない

上記については早期の対応を検討しており、少なくとも1〜3についてはVer.7.0で対応する予定です。
また、4.については、Ver.7の中のいずれかの版での対応を予定しています。
 Ver.6.1追加機能
World file対応
World fileとは、ストリートマップ(衛星写真や航空写真等の地図画像)に座標情報を与えるために規格化された座標情報ファイルです。ストリートマップと World fileをセットでインポートすることにより、World fileに記述された位置へ自動的に配置されます。なお、World fileは、6つのパラメータで構成されています。次の表にWorld fileのフォーマットを示します。

説明
1 Xスケール ( X方向の1ピクセル当たりの長さ(m))
2 X方向の回転角度
3 Y方向の回転角度
4 マイナス Yスケール ( Y方向の1ピクセル当たりの長さ(m))
5 画像ファイルの左上ピクセルの中心東経座標
6 画像ファイルの左上ピクセルの中心北緯座標

併せて、ストリートマップ編集機能の全面的な改善を行っています。これにより、以下のような編集が可能になりました。
  • 画像の分割と移動
  • 前後関係の調整(前面へ移動/背面へ移動)
  • 削除機能の強化(未使用セルのみ削除など)

流体解析連携プラグイン
本プラグインは、VTKフォーマットのファイルをインポートし、可視化するためのプラグインです。VTKフォーマットが扱うデータのうち、流線の可視化を行います。

なお、VTKフォーマットは汎用的なフォーマットですので、さまざまなソフトウェアに用いられますが、本プラグインでは、OpenFOAMの流体解析結果を ParaViewに取り込み、VTKフォーマットで出力し、これをインポートして可視化する使い方を想定しています。
※VTK:Visualization Tool Kitの略で、3Dコンピュータグラフィックの可視化のためのオープンソースライブラリ
※VTKフォーマット:VTKが外部プログラムとのデータ交換を可能にするために規定したフォーマット

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
■図8 流線の可視化と色の設定

マンセルカラースペース出力プラグイン
マンセルカラースペース出力プラグインは、UC-win/Roadのメイン画面上に表示された景観を「マンセルカラーシステム」での表現に変換し、マンセルカラーファイルに保存するプラグインです。マンセルカラーシステムとは、色彩を色の三属性、「色相(Hue)、明度(Value)、彩度(Chroma)」によって数値で表す方法の1つです。色相は色味の違い、明度は色の明るさの度合い、彩度は色の鮮やかさを表しています。

この表現方法は、デザインや美術の分野で良く使用される表現方法です。本プラグインで出力されたファイルにアクセスすることで、景観をマンセルカラーによるデザインや研究に用いることが可能になります。


■図9 マンセルカラーファイルの出力イメージ

 今後の開発予定
UC-win/Road Ver.8では、描画の改善・HDRレンダリングによる、光のまぶしさの高度な表現や陰影のよりリアルな表現、ドライビングシミュレーションのリアル感向上(モーションブラーによるスピード感の表現)などへの対応を予定しています。
(Up&Coming '12 春の号掲載)
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