Civil Engineer's Forum-FORUM8 このページをスタートページに設定する スマートフォンサイト モバイルサイト QR

Facebook - FORUM8

Twitter - FORUM8

YouTube - FORUM8

 Powered by Google

 サイトマップ | ご利用条件 | お問い合わせ | FAQ | F8ツールバー 英語翻訳サイト | Japanese | English | Korean | CHS/CHT | Vietnam | Francais | Europe

New Products
UC-win/Road Ver.8
3次元リアルタイムVRソフトウェアパッケージ

最新版製品価格 ●リリース 2012年10月
UC-winシリーズ シミュレーション


セミナー開催のご案内
   UC-win/Road・VRセミナー     UC-win/Road Advanced・VRセミナー
   バーチャルリアリティによる道路設計セミナー     UC-win/Road・エキスパート・トレーニングセミナー


 はじめに
UC-win/Roadは、大規模な3次元空間、VR(バーチャルリアリティ)を簡易な手順と操作で作成可能なリアルタイムVRソフトウェアです。今回リリースするVer.8では、以下に示す拡張、改善を行いました。

 3DモデルのLOD対応
LOD(Level Of Detail)とは、視点からの距離に応じて描画対象のクオリティを変化させパフォーマンスを向上する技術のことです。従来はキャラクターの表示にLOD機能がありましたが、Ver.8では3DモデルとFBXシーンモデルにおいてもLOD機能が適用できるようになりました。
3次元空間上の描画においては、視点からの距離が遠くなると小さく描画されるため、ある程度遠くなると、どんなにハイクオリティなモデルであってもほとんど判別できなくなります。これを利用したのがLOD機能で、視点から遠いモデルに対しては、描画負荷の小さな低クオリティ(ポリゴン数の少ない)モデルを適用します。これにより、見た目のクオリティを変えることなく全体の描画パフォーマンスを向上させることが可能です。

LOD機能を用いるには、まず図1のように異なるクオリティのモデルを用意します。次に図2の設定画面において、各モデルと、各モデルを適用する距離を視野角で設定します。これにより、3次元空間上のモデルが距離に応じて自動的に切り替わります。図3は、これを示した例です。遠くのモデルはクオリティの低いモデルとなっていますが、見た目にはあまり違いが分かりません。なお、LODモデルは何段階にも設定することができますので、描画の質と速度のバランスを調整してご使用ください。

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。 画像をクリックすると大きな画像が表示されます。 画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
■図1 3段階のクオリティのモデル ■図2 LODモデルの設定画面 ■図3 3段階のLODモデルを設置した例

最後に、LOD機能を有効にした車両モデルを100台走らせるサンプルを作成し、シーン全体のfpsを計測した結果を表1に示します。100台程度のLODを適用しただけで、シーン全体で13〜19%の改善効果が得られています。更にビルなどのモデルにも適用すれば、より大きなパフォーマンス向上が期待できます。

LODなし(fps) LODあり(fps) 改善率(%)
ケース1 38 43 13%
ケース2 26 31 19%
■表1 100モデルのパフォーマンス比較

 運転シミュレーション改善
UC-win/Roadは、標準で高精度な車両の物理計算を行う車両運動モデルを搭載しており、エンジン、トランスミッション、車重や重心位置、タイヤの摩擦係数などを考慮した計算を行うことが可能です。今回の改訂では、より現実的な運転シミュレーションを行えるようにしました。

1. トルクコンバータ
一般のオートマチックトランスミッション(AT)の車には、エンジンの回転をオイル(ATF)を介して変速装置(トランスミッション)に伝えるトルクコンバータ(油圧式回転力変換機)と呼ばれる機構があります。マニュアル車のクラッチに相当するもので、従来は独自の近似モデルを用いていましたが、今回の改訂によりトルクコンバータの特性を厳密にモデル化するよう改善しました。これにより、トルクコンバータが持つトルク増幅作用やクリープ現象をリアルに表現できるようになっただけでなく、図4の赤枠のように、ギアチェンジ時のエンジン回転数の変化が滑らかになりました。

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。 画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
■図4 シフトタイミングの比較(上:Ver.7、下:Ver.8) ■図5 シフトスケジュール設定画面

2. シフトスケジュールの改善
オートマチックトランスミッションのシフトスケジュール(ギアチェンジのタイミング)のアルゴリズムを改善しました。具体的には、車速とトルク(エンジンの力)ではなく、車速とアクセル開度を図5のシフトスケジュールのグラフ(横軸がアクセル開度、縦軸が車速で、各ギアの領域をまたいだときギアチェンジする)に当てはめて制御します。これにより、急加速時や上り坂などの高負荷時は高回転を、通常走行時は低回転を用いるようなギアを選択するようになりました。また、自然なキックダウン(アクセルを大きく踏み込んだ際の低速ギアへのシフトダウン)が可能になりました。なお、図4は、ゆっくり加速した場合の経過時間ごとのエンジン回転数(RPM)のログをグラフ化したものです。上図(Ver.7)では、ゆっくり加速しているにもかかわらず6000RPMまで使っていますが、下図(Ver.8)では適切なタイミングで小刻みにシフトアップしていることが分かります。

3. ABS
急ブレーキあるいは低摩擦路でのブレーキ操作において、車輪のロックによる滑走発生を低減する装置ABS(アンチロック・ブレーキ・システム)に対応しました。

4. マニュアルのクラッチ操作性改善
マニュアルトランスミッションのクラッチモデルに、いわゆる半クラッチの概念を取り入れました。これにより、停止状態からの発進時にエンジン回転数が落ちすぎることなくスムーズに操作できるようになりました。

 地形生成機能拡張
今回の改訂では、従来よりご要望の多かった地形の生成機能の拡張を行いました。

1. 大規模地形の生成
Ver.7では、最大で20km×20kmまでの地形しか生成することができませんでしたが、今回の改訂において、100kmを超えるような大規模地形の生成に対応しました。これにより、従来では取り扱えなかった広範囲な3次元空間が構築できるようになります(図6)。

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
■図6 大規模地形(東京〜名古屋間)の例

2. 柔軟な地形サイズ
地図上の任意の矩形領域をマウスで指定するだけで、任意の位置、範囲の地形を容易に生成することができます。メッシュを選択するのではなく、また縦横比の制限もないため、柔軟に生成可能です。緯度経度による指定にも対応しています(図7)。

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
■図7 地形生成範囲の指定

3. 対応フォーマット拡張
従来の国土地理院の数値地図50mメッシュなどと合わせて、下記のフォーマットのインポートをサポートしました。
 ・SRTM90(90mメッシュ)
 ・ASTER(30mメッシュ)
 ・BlueMarbleNextGeneration(500mメッシュ)※海底の地形にも対応

4. 地形の解像度の指定
生成する地形の解像度(格子数)を指定することができます。格子点の標高はメッシュデータからBicubic法などにより補完するため、高精細な地形が生成可能です。
 津波プラグイン
大学や研究機関で開発された津波解析コードの結果や市販の津波解析プログラムの結果など、様々なシミュレーションの結果の再生、可視化を可能にする汎用プラグインとして、津波プラグインを開発しました(有償オプション)。本プラグインの特長を以下に示します。
  • 弊社独自のオープンフォーマットを公開。本フォーマットに変換することでどのような結果も可視化可能。
  • 解析に用いた地形メッシュデータも取り込み可能。
  • 水深のコンター図や流速、波力の可視化だけでなく、水面の反射、さざ波などリアリティの高い表現が可能。

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。 画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
■図8 侵水深によるコンター表示 ■図9 水面の反射による表現

※UC-win/Road Ver.8.0.1でリリース予定。

 ログ出力プラグイン
運転車両の座標や向き、速度、ハンドル舵角などの情報をログ出力するプラグインを開発しました(有償オプション)。交通流やキャラクターの出力もサポートしており、CSV形式で保存するだけでなく、ネットワークを通じたリアルタイムUDP出力もサポートします。

ログ出力データ
基本データ シミュレーション時間、モデル名、モデルID、モデル種別
座標、姿勢 X座標、Y座標、Z座標、ピッチ角、ヨー角、ロール角、ベクトル
動力、速度 エンジン回転数、ギヤ番号、車速(km/h, m/s)、速度制限
入力 ハンドル角、アクセル開度、ブレーキ量、自動運転
■表2 ログ出力データの例

 FBX 2013対応
FBXファイルの最新版(FBX 2013)の読み込みをサポートしました。また、これまで適切に読み込まれないことが多かったColladaファイル(*.dae)の読み込みが大幅に改善され、SketchUpで作成したデータや3Dギャラリーなどの多数のデータを利用することが可能になりました(図10)

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
■図10 SketchUpのサンプルデータの読み込み(Colladaファイルに変換後読み込み)

 ヘッドライトの改善
自動車のヘッドライトは、左側通行の場合、右側は対向車とのすれ違い時に幻惑を与えないよう光軸を下げ気味に、左側は障害物や歩行者などを早期発見できるよう光軸を上げ気味にして若干遠方まで見えるようになっています。今回の改訂では、国内外の規格を調査し、よりリアルな表現になるよう照射範囲、照光パターンを改善しました(図11、12)。また、ロービーム、ハイビームの切り替えに対応しました。ハイビームの場合にはより遠くまで照らします。

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。 画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
■図11 実車によるヘッドライト(当社撮影) ■図12 UC-win/Roadのヘッドライト

 ライト機能拡張
3Dモデルの任意の位置に対してライトを設定できるようになりました(図13)。これにより、運転シミュレーションの車両にフォグランプやバックランプなどを追加できるようになりました。また、交通流やシナリオで生成した車両のヘッドライトが表現できるようになりました(図14)。なお、一度に点灯できるライトの数はビデオカードの性能に依存しますので、点灯しないライトが発生することがあります。

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。 画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
■図13 モデルのライト定義画面 ■図14 交通流のライトの表現

 ミラー数拡張
従来、運転シミュレーション中に表示可能なミラーは左右のサイドミラー、ルームミラー、スペシャルミラーの4つでしたが、今回の改訂により、いくつでも指定できるようになりました。大型トラックや重機等のように多くのミラーがあるコックピットを正確に表現できるようになります。

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
■図15 6個のミラーを設定した例

 交差点内の動作制御点対応
交差点内に動作制御点を追加することができるようになりました。これにより、交通流の車速をコントロールしたり、シナリオでイベントを遷移させたりすることができるようになりました。

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。 画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
■図16 交差点の動作制御点

 鉄道縦線形の対応
道路の縦断曲線(放物線)と合わせ、鉄道の単曲線(円弧)に対応しました。

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
■図17 縦曲線の設定画面

 クラスターシナリオマルチメディア対応
クラスターオプション(有償オプション)でシナリオを実行したとき、従来はマスターPCにのみマルチメディア表示(画像やテキスト、ビデオ表示)が可能でしたが、今回の改訂により、クライアントPCにおいても表示可能になりました。

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
■図18 クラスターのシナリオ画面例

 音響の改善
中型車のサウンドファイルの更新、及び走行車のデフォルトサウンドプロファイルの設定を改善し、車に関するサウンドのリアリティを向上させました。
 シナリオ機能拡張
シナリオ機能でEXODUSプラグイン、マイクロシミュレーションプレーヤプラグインを制御できるようになりました。これにより、避難シミュレーションや交通シミュレーション等の様々なシミュレーション結果の可視化が制御可能になります。

画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
■図19 シナリオでEXODUSを制御

 最後に
今後も、64bit対応や影の描画パフォーマンス向上、交通シミュレーションの改善などの拡張、改善に取り組んでまいります。どうぞご期待ください。
(Up&Coming '12 秋の号掲載)
戻る
Up&Coming

FORUM8


お問合せ窓口




[ ユーザー紹介 ]
中国船級社
[ お知らせ ]
FORUM8デザインフェスティバル2017-3Days+Eveのご案内






>> 製品総合カタログ


>> プレミアム会員サービス
>> ファイナンシャルサポート

最近リリースした製品
ラーメン式橋台の設計計算
(部分係数法・H29道示対応)
RC断面計算
(部分係数法・H29道示対応)
Engineer's Studio® 面内 Ver.3
UC-1 Engineer's Suite 積算 Ver.4
xpswmm 2017

キャンペーン実施中
H29道路橋示方書対応リリース
記念、複数同時購入割引
UC-win/Road Ver.12 PSQ
認証取得
オータムFPBポイント倍増

セミナー・イベントカレンダー
開催間近のセミナー
12/19  配水池・揚排水機場の設計
12/20  線形最適化OHPASS体験
12/21  UC-win/Road Advanced・
 VR(岩手)
12/22  上水道・水道管体験

ソフトウェア/支援サービス
VRソフト(バーチャルリアリティ)
《UC-winシリーズ》
・道路・シミュレータ
・ドライブ・シミュレータ
・マイクロ・シミュレーション
・避難解析・シミュレーション
>>その他VRソフト
FEM解析ソフト
・3次元プレート動的非線形解析
・2次元動的非線形解析
・総合有限要素法解析システム
>>その他FEM解析ソフト
土木・建築・設計ソフト
《UC-1シリーズ》
・構造解析/断面
・橋梁上部工
・橋梁下部工
・基礎工
・仮設工
・道路土工
・港湾
・水工
・地盤解析
・CALS/CAD
・維持管理・地震リスク
・建築/プラント
・船舶/避難
>>その他土木・建築・設計ソフト
SaaS/クラウド
《スパコンクラウド®》
・スパコンクラウドサービス
《VR-Cloud®》
・リアルタイムVRシステム
《UC-1 for SaaS》
・FRAME面内
・FRAMEマネージャ
・RC断面計算
・UC-Draw
・電子納品支援ツール
・グループウェア/事務処理
・ファイル転送サービス機能
・UC-1 クラウドサービス
解析支援サービス/サポート
・UC-win/Roadサポートシステム
・設計成果チェック支援サービス
・Engineer's Studio®解析支援
・地盤解析支援サービス
・EXODUS/SMARTFIRE解析支援
・xpswmm解析支援サービス
・建物エネルギーシミュレーション
・3Dレーザスキャン・モデリング
・3D模型サービス
・3D報告書・図面サービス
>>その他支援サービス
各種ソリューション
・耐震診断/解析
・鋼橋設計
・橋梁新工法
・建築設計
・自治体
・医療系VRシステム
・パーキングソリューション
・ECOソリューション
>>その他ソリューション