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このたびUC-win/Road Ver.5を開発しました。今回の主なバージョンアップで以下の通りアプリケーションを改善しました。
- ３Dの表示機能 ： FBXモデル、LOD、文字の表示機能、特殊気象の表現
- 運転シミュレーションの精度 ： 車両運動モデルの改善、音響システムの更新、SENSO-Wheelとの連携
- 視点の制御機能 ： ナビゲーション機能
- データ連携 ： FBXファイル形式への対応、点群プラグイン
- UC-win/Road for SaaS ： SaaSサーバ機能（有償プラグイン）
- データ作成 ： 河川、立体文字モデルの作成機能
1. FBXファイル対応
- FBXはAutodesk社により開発されたファイル形式です。主に3Dアプリケーション間の3D情報交換を行い易くするためにFBXの開発キット（SDK）、またサンプルとビューアがAutodesk社より無償で提供されています。
UC-win/Roadで扱うファイル形式を拡張するためにFBXデータの読み込み機能を開発しました。読み込み時には、FBXデータに保存されているマテリアルの属性、テクスチャ、三角形情報を取得し、UC-win/Roadのモデルとして使用可能です。
以前から3DSファイルの読み込みに対応していましたが、これは正式には公開されていないファイル形式です。このため3DSファイルへの完全な対応が不可能ですので、今後FBX形式を中心に3Dモデルに関する機能を更新する予定です。FBX対応初版リリース後、FBXファイルへの書き込み、FBXに含まれているアニメーション情報への対応、また、光源と視点情報への対応を検討する予定です。
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| File format |
Version |
| Autodesk AutoCAD DXF (.dxf) |
Version 13 and earlier. |
| Collada DAE (.dae) |
Version 1.5 and earlier. |
| 3D Studio 3DS (.3ds) |
All versions. |
| Alias OBJ (.obj) |
All versions. |
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| ▲3DSとFBXから読み込んだデータの比較 |
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▲FBX読み込み対応による各種ファイル形式のサポート |
2. LOD機能
- LOD機能は３D空間にある要素が描画される時、画面上での表示の大きさにより実際の表示精度を調整する機能です。小さく表示される要素の表示精度を下げることで見映えを大きく乱すことなくPCの処理時間が短縮されます。この技術を使用すると、同時に表示可能な要素の数が増加し、場合によっては表示のパフォーマンスが向上します。
UC-win/Road Ver.5では以下の通りLOD機能の開発また強化を行いました。
- MD3キャラクタ
3段階のLODでmd3キャラクタを表示するようにしました。最高表示精度は従来通りの表示方法を使用します。第2段階の表示精度では長方形（板）にキャラクタの画像を貼り付けた形で表示します。基本となる3Dメッシュデータから正面と側面のテクスチャを内部で生成します。
第3段階ではシンボル表示として棒あるいは点で表示します。また、各表示精度を切り替える視野角を設定することが可能です。
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| 大元のメッシュ 側面テクスチャ 正面テクスチャ |
| ▲MD3キャラクタ、LOD第2段階の生成方法 |
- 影
影の表示速度を最適化できるように影を映す要素の選択を可能にしました。
また、影を生成する際のテクスチャサイズ、すなわち影の精度を変更可能にしました。
- 湖沼
湖沼の反射を表現するために3D空間の画像を2回生成する必要があります。但し、湖沼に映る画像の品質はそれほど重要ではない場合が多いので、反射される空間の画像の表示精度を下げることが可能になりました。
- 3D樹木
以前のバージョンから3段階のLODに対応しています。UC-win/Road Ver.5では4段階での表示に対応しました。
- 第1段階 ： 最高表示精度による表示
- 第2段階 ： 風の影響を受けない静止的な3D樹木の表示
- 第3段階（新規） ： 4枚の画像を交差させた表示
- 第4段階 ： 2枚の画像を交差させた表示
3. 河川作成機能
- UC-win/Roadでの河川の作成機能を改善しました。道路線形と同様に河川の平面と縦断線形の設定が可能になりました。
また、河川の横断面の設定が可能で、人工的な河川と自然な河川の作成が可能です。
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| ▲河川のサンプル |
4. 横断面設定の改善
- 横断面の設定機能の高度化を行い、次の設定が可能になりました。
- 独立したブロックでの横断面作成
- 水面の定義
- 車道のない横断面の作成
5. 車両運動モデル
- 運転シミュレーションを向上するため自車の挙動計算を改善しました。前回、エンジンブレーキとクリープ現象の表現を実装しました。今回、車両のサスペンションとタイヤモデルを実装しましたので、運転シミュレーションの没入感、精度及びモーションプラットフォームとの連携が向上します。
- サスペンション
以前は車道の傾きをそのまま車両の傾きに反映させていました。サスペンションを実装した結果、車体のピッチ角とロール角が動的に変化します。特に、各車輪における車道の高さを考慮し、凹凸による動きをリアルに表現します。また、横と前後加速度による車体の傾きも表現します。
- タイヤ
タイヤのモデルにより各車輪に掛る力から車体の加速度と角加速度を計算します。路面/タイヤの摩擦係数を考慮し車両の滑り・アンダーステアリング・オーバーステアリングの表現が可能になります。
車両の動作プロファイルの中でサスペンションとタイヤモデルにおける各パラメータを編集することが可能です。様々な運転状況を再現するために路面の材料として車線毎の摩擦係数の設定が可能になりました。
6. UC-win/Road for SaaS Plugin >> UC-win/Road for SaaS
- このプラグインによりSaaS用のサーバの立ち上げが可能になります。クライアント側ではウェブブラウザのAdobeR FlashR Playerを用いてVR空間の制御、視点移動、走行・飛行シミュレーション、環境設定、またはスクリプトの実行ができます。複数ユーザによる同時アクセスが可能なため、一般公開用またはプライベートサーバでの会議システムとしても使用可能です。
更に、映像の送信機能も搭載しています。マルチメディアアプリケーションとの連携、または、UC-win/Roadの映像を仮想ウェブカメラに映すことが可能です。
7. ナビゲーション機能
- UC-win/Road VR空間での視点の移動を改善するためにナビゲーション機能を大幅に修正しました。移動モードと単純な視点操作を明確に分け、移動モードの中で視点操作ができます。移動モードにより可能な視点操作が決まりますが、全てのモードで視点の操作方法を統一させました。5つの移動モードの中で可能な視点操作は下記の通りになります。
| 移動モード |
可能な視点操作 |
| 自由移動 |
回転、前後移動、左右上下移動、自由飛行、衛星移動、ジャンプ |
| 走行、飛行、運転移動 |
回転、対象物を中心に回転、衛星移動 |
| 歩行 |
回転、ジャンプ |
| 追跡 |
対象物を中心に回転、衛星移動 |
- 移動モード
- 自由移動 ： 全ての視点操作を自由に使用可能なモードです。
- 走行、飛行 ： 道路または飛行ルートに沿って移動します。
- 運転 ： ゲームコントローラまたはドライブシミュレータにより車輌を道路上で運転します。
- 歩行 ： キーボード操作で３D空間を自由に歩行します。
- 追跡 ： 選択モデルを追跡します。例えば、交通シミュレーションの走行車の後に付いて移動可能です。
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| ▲追跡移動モード |
- 視点操作
全てマウス操作になります。
- 前後移動、上下左右移動、自由飛行 ： 従来の機能にそのまま準拠します。
- 回転 ： この操作では視点が向いている方向を制御します。歩行モードでは視点の方向と共に歩行の直進方向を制御します。
走行、飛行と運転モードでは移動しながら見る方向が操作可能です。
- 対象物を中心に回転 ： 選択したモデル、運転する車または走行・飛行の位置を中心に視点を回転させます。
注目したい物体を自由な角度から見ることが可能で、静止モデルだけでなく移動物体の追跡にも使用可能な機能です。
- 衛星移動 ： 従来の機能に準拠し、更には対象の移動物体を追跡しながらの使用が可能になりました。
- ジャンプ ： ダブルクリックした位置の近くまで自動的に移動する機能です。
8. 音響システムの改善
- ドライバの変更
以前のバージョンではDirectSound APIを使用していました。これは、DirectXライブラリ集の一つとしてMicrosoft社から提供されているAPIです。但し、Windows VistaからOSの構造変更のためサウンドボードハードウエアの機能を使用せずに全ての計算をCPUに任せている状態です。今回、ハードウエアによる処理の加速化を利用するためにOpenALというAPIを使用するようにしました。
- 自車
自車のエンジン音の精度が向上するように以下の改善を行いました。
エンジンの回転数により音の特性をより正確に表現するため複数の音源を構成することが可能です。また回転数による音量のプロファイルを自由に設定することも可能です。
- エンジン音、音源の合成
風きり音とタイヤ音の表現が可能になりました。車種による風きり音を設定し、路面材料によるタイヤ音を設定します。走行速度により音量と周波数が変動し、音量の詳細な設定が可能です。
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| ▲エンジン音、音源の合成 |
- 環境の音
周辺車両：他車のエンジン音はカメラ位置に最も近い10台の車両まで生成できるようになりました。周辺車両の音を再生する際EAX（Environmental Audio eXtensions：環境に合わせた音の立体感を再現するもの）のライブラリを使用してDoppler効果を含め立体的に表現します。
ローパスフィルタ効果：乗車中、車外音の全スペクトルをそのまま聞こえることはありません。車体の防音により高音が一般的に抑えられます。すなわち、車がローパスフィルタとして働きます。この現象を表現するためにUC-win/Roadでは車種によるローパスフィルタの設定が可能になりました。
- 残響効果
トンネルを走行する時、残響効果を再現します。
9. 2D/3Dテキストの表示
- UC-win/Roadのテキスト表示機能を更新しました。
シナリオやスクリプト機能で表示するテキストメッセージをOpenGLで描画するようにしました。
また、同じOpenGLを使用した立体文字モデルの作成機能により、3D空間上に3Dテキストを簡単に配置できるようになりました。
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| ▲ブース案内のVRデータ |
10. その他
- UC-win/Road Ver.5のSDKがDelphi 2010に対応しました。
- 点群データ ： 点群の可視化と編集、また、点群に基づいた道路モデリング機能を点群プラグインで対応します。
- 特殊気象表現 ： ボリュームフォグ、気象の表現を改善し、雷、雨紋、水跳ね、路面反射、風、津波という特殊気象に対応しました。
- CarSimとの連携に合わせてSENSO-Wheelの連携を開発しました。ステアリングハンドルの反力を以前より正確に表現できるようになります。
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| 下記セミナーにて発表予定 |
UC-win/Road・VRセミナー
●日時 ： 2010年 8月 5日（木） 9：30〜17:35 ●参加費 ： \15,000 （税込 \15,750）
●本会場 ： フォーラムエイト東京本社 GTタワーセミナールーム |
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■UC-win/Road Ver.5.0 リリース日：2010年 8月 |
| （Up&Coming '10 盛夏の号掲載） |
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