显示系统、数据处理装置以及显示用数据生成装置的制作方法

该发明涉及显示系统、数据处理装置以及显示用数据生成装置，该显示系统具备：数据处理装置，针对取得数据削减平均一个文件的数据量；以及显示用数据生成装置，使用由数据处理装置处理的数据来生成显示用数据。

背景技术：

以往，对于具备轧制钢材的轧钢机的轧制设备，进行使用了有限元法的模拟。而且，使用该模拟结果，根据形状信息以及位置信息对钢材进行三维化，根据温度以及平坦度等的数值的大小进行色标并进行画面显示，从而来进行可视化(例如参照专利文献1)。由此，能够有助于用于获得所追求的品质的解析以及验证，能够在已有设备的维护时或者新导入设备时进行有效利用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001－25805号公报

技术实现要素：

发明所要解决的问题

另一方面，近年，出现如下需求：使上述的三维显示更加直观易懂，使用于会议室中的洽谈，亦或是在展示会等中，有效利用于技术解说以及技术努力的号召力以及招揽顾客。在近来的展示会中，各公司均致力于由视觉信息进行的宣传以及招揽顾客。

然而，具有如下问题：在专利文献1公开的以往的表现中，只能看到展示出对于同行技术人员来说看惯的模拟工具，对于技术努力的号召力以及招揽顾客的效果较弱。

另外，在以往构成中，使用能够从模拟数据直接可视化的高性能的昂贵的模拟用pc。另一方面，在展示会用途中，具有难以带入这样昂贵的pc的问题。另外，在以往构成中，还具有模拟的操作繁杂的问题。

该发明为了解决上述那样的问题而做出，其目的在于提供一种显示系统、数据处理装置以及显示用数据生成装置，即使用通用pc，也能够抑制处理延迟地进行三维显示。

用于解决问题的手段

该发明涉及的显示系统具备数据处理装置，对取得数据削减平均一个文件的数据量；以及显示用数据生成装置，使用由数据处理装置处理后的数据生成显示用数据，数据处理装置具有：取得部，取得被机器作用的物质的模拟数据；分割部，将由取得部取得的模拟数据按照分割条件分割成多个文件；以及记录部，将由分割部分割成多个文件后的数据与分割条件的对应的分割参数建立关联并记录，显示用数据生成装置具有：读出部，从记录部读出与相应的分割参数建立关联后的数据；三维动态图像数据生成部，根据由读出部读出的数据生成三维动态图像数据；以及显示用数据生成部，使用由三维动态图像数据生成部生成的三维动态图像数据、以及至少机器的三维数据，生成显示用数据。

发明效果

根据该发明，如上述所示构成，因此，即使用通用pc，也能够抑制处理延迟地进行三维显示。

附图说明

图1是表示该发明的实施方式1涉及的显示系统的构成例的图。

图2是表示该发明的实施方式1中的数据处理装置的硬件构成例的图。

图3是表示轧制设备的构成例的模式图。

图4是表示该发明的实施方式1中的数据处理装置的动作例的流程图。

图5是表示该发明的实施方式1中的显示用数据生成装置的动作例的流程图。

图6是表示该发明的实施方式1中的显示用数据生成部所生成的显示用数据的一个例子的图，是表示对钢材的轧制进行动态图像再生的一部分的图。

图7是表示该发明的实施方式1中的显示用数据生成部所生成的显示用数据的一个例子的图，是表示摄影角度选择部的图。

图8是表示该发明的实施方式2涉及的显示系统的构成例的图。

图9是表示该发明的实施方式3涉及的显示系统的构成例的图。

图10是表示该发明的实施方式4涉及的显示系统的构成例的图。

具体实施方式

以下，参照附图对该发明的实施方式进行详细说明。

实施方式1.

图1是表示该发明的实施方式1涉及的显示系统的构成例的图。

如图1所示，显示系统具备数据处理装置1以及显示用数据生成装置2。

数据处理装置1进行如下处理：针对取得数据(模拟数据)削减平均一个文件的数据量。如图1所示，该数据处理装置1具有取得部101、分割部102以及记录部103。

取得部101从外部装置(模拟执行装置)取得作为模拟执行结果的模拟数据。在此，取得部101分别取得由机器作用的物质的模拟数据、和使该机器中的使该物质作用的位置以及被该物质作用的位置的模拟数据，作为模拟数据。这些模拟数据分别由一个文件构成。

分割部102将由取得部101取得的模拟数据按照分割条件进行分割。在此，作为针对物质的模拟数据的分割条件，列举出与时间有关的条件、与机器被设置的空间有关的条件以及组合上述两条件后的条件。

记录部103将由分割部102分割成多个文件后的数据与对应于分割条件的分割参数(时刻、位置等)建立关联并进行记录。

另外，例如如图2所示，用于实现数据处理装置1的硬件构成由接收装置51、处理器52以及存储器53构成。

在该图2中，图1所示的取得部101由接收装置51实现。另外，图1所示的记录部103由存储器53实现。另外，图1所示的分割部102由执行在存储器53中记录的程序的处理器52实现。另外，还可以由多个处理器52以及多个存储器53联合执行上述功能。

显示用数据生成装置2使用由数据处理装置1处理的数据，生成用于在显示器(不图示)显示的显示用数据，该显示用数据生成装置2搭载于平板pc、笔记本pc、移动pc等廉价的通用pc。如图1所示，该显示用数据生成装置2具有指定接受部201、读出部202、三维动态图像数据生成部203以及显示用数据生成部204。

指定接受部201从用户接受作为读出对象的分割参数的指定。

读出部202从数据处理装置1的记录部103读出与由指定接受部201接受的分割参数建立关联后的数据。另外，数据处理装置1与显示用数据生成装置2之间的通信可以在线进行，也可以离线进行。

三维动态图像数据生成部203根据由读出部202读出的数据，生成三维动态图像数据。

显示用数据生成部204使用由三维动态图像数据生成部203生成的三维动态图像数据和机器的三维数据，生成显示用数据。另外，机器的三维数据是除了由机器使物质作用的位置以及被该物质作用的位置以外且进行了三维化的数据，该机器的三维数据被事先制作。另外，在显示用数据的生成中，除了机器的三维数据以外，还可以使用机器以外的三维数据。

随后，对上述那样构成的显示系统的动作例进行说明。另外下面，以使用针对轧制设备的模拟数据的情况为例进行说明，该轧制设备具备轧制钢材12(物质)的轧钢机11(机器)。

在该轧制设备中，例如如图3所示，生产线上配置有多个轧钢机11。在图3的例子中，配置有7台轧钢机f1～f7。另外，在各轧钢机11上分别上下地配置有工作辊111和支承辊112。以下，将工作辊111标记为辊111。虽然省略了图示，但是，各轧钢机11的上下的辊111间的间隙设定为朝向钢材12的轧制方向变窄。而且，通过对这些轧钢机11的辊111间啮入被加热到高温的钢材12，从而，将该钢材12缓缓地成型为薄板状。

在针对该轧制设备的模拟中，进行钢材12的模拟、和轧钢机11的使钢材12作用的位置以及被钢材12作用的位置即辊111部分的模拟。

在钢材12的模拟中，计算出将从钢材12的进深方向(轧制方向)上的一端到另一端均等地分割出的面(平面)与在宽度方向和高度方向上以规定数量分别分割该钢材12而成的面(不限于平面)之间的交点的坐标值(宽度方向x、高度方向y)。该坐标值(x，y)与由上述交点构成的格子点的要素编号(xnum，ynum，znum)建立关联，并且与从模拟开始的经过时间(秒)共同作为坐标点被记录。另外，按照每个格子点，计算出温度以及由轧制产生的表示板形状的平坦度等参数也被计算且记录。另外，由于钢材12的进深方向的模拟空间被均等分割，因此，省略了坐标值(z)的记录。

另外，在轧钢机11的辊111部分的模拟中，计算出辊111间的间隔(间隙尺寸)、在该辊111与钢材12的接触点作用的负载以及张力、在辊111作用的折弯负载，并且与从模拟开始的经过时间(秒)共同被记录。另外，负载以及张力具有宽度方向的分布。

首先，使用图4对数据处理装置1的动作例进行说明。

在数据处理装置1的动作例中，如图4所示，首先，取得部101从外部装置取得模拟数据(步骤st401)。在此，取得部101设为分别取得钢材12的模拟数据和轧钢机11的辊111部分的模拟数据。

在此，上述模拟数据的数据量是非常庞大的尺寸(数gb以上)。因此，在保持原样地使用该模拟数据来进行三维显示的情况下，需要能够读入庞大的数据的存储器。另外，读入一次庞大的数据会导致处理的延迟，最差的情况恐怕会导致意外停机。另外，即使在以在线的方式取得模拟数据的情况下，也会由于通信速度而对取得需要较长时间。因此，用通用pc的实现困难。

进而，例如，在读入从模拟开始到第5秒为止的模拟数据的阶段，想要确认1分后的模拟结果的情况下，需要待机到读入1分后的模拟数据。或者，需要中断读入处理，从模拟数据整体之中检索该当数据。由此，即使在这样的情况下，也会导致处理的延迟，用通用pc的实现困难。

于是，分割部102将由取得部101取得的模拟数据按照分割条件分割成多个文件(步骤st402)。以下，对于针对钢材12的模拟数据以及轧钢机11的辊111部分的模拟数据的分割方法进行说明。

首先，对于钢材12的模拟数据的分割方法进行说明。在此，表示出将分割条件设为与机器被设置的空间有关的条件且与时间有关的条件的情况。

在钢材12的模拟数据的分割中，例如如图3所示，在轧钢机11(f1～f7)的设置空间中，以辊111的配置间隔进行分割。另外，在空间中被分割的一组称为目标。在图3的例子中，将从钢材12的插入口到轧钢机f1的辊111紧前为止设为第0目标(object.0)，将从各轧钢机f1～f6的辊111正下到下一个轧钢机f2～f7的辊111紧前为止设为第1～6目标(object.1～6)，将从轧钢机f7的辊111正下到例如6m处为止设为第7目标(object.7)，将从第7目标的终端到例如120m处为止设为第8目标(object.8)。

在分割部102进行上述分割处理时，相对钢材12的进深方向设定数据的读出间隔即分割间距(registerpitch)。

另外，在分割部102，能够按照每个目标改变上述分割间距。具体地讲，在作为没有由辊111造成的影响的区域的第0目标、第8目标中，使进深方向的分割间距变大，实现数据的轻量化。

另外，相对上述各目标，按照从模拟开始的每个时刻δt(秒)进一步进行分割。

由此，通过按照辊111的配置间隔以及从模拟开始的每个时刻来分割模拟数据，从而，能够将数个gb以上的模拟数据分割成数个100k字节左右的数据。由此，能够削减平均一个文件的数据量，造成显示用数据生成装置2中的处理的高速化。另外，在上述目标中，温度以及平坦度等参数一个也不拥有的时间段的目标被删除。

另外，具有在轧制设备的三维显示中，想要以现实的某图像来表现被加热的钢材12的情况(参照图6)。为了进行这样的显示，还可以用分割部102，针对各目标的数据，对格子点的亮度值根据温度事先分配超过1的数值。由此，在显示用数据生成装置2中的三维显示中，能够容易地重现现实的某图像。对其详细内容在后叙述。

随后，对轧钢机11的辊111部分的模拟数据的分割方法进行说明。

在轧钢机11的辊111部分的模拟数据的分割中，按照每个数据类别进行分割。即，将上述模拟数据分别分割成辊111间的间隔、负载、张力以及折弯负载的文件。

另外，针对每个上述数据类别的文件，按照每个轧钢机11进一步进行分割(在图3的例子中分割成7个)。

随后，记录部103将由分割部102分割成多个文件后的数据与分割条件的对应的分割参数建立关联并记录(步骤st403)。即，与钢材12的模拟数据有关的分割文件中含有数据，该数据是表示从模拟开始的表示时刻的连号数字、目标编号、进深方向的分割间距编号(格子点的要素编号)、宽度方向的分割编号(格子点的要素编号)、高度方向的分割编号(格子点的要素编号)、坐标值(x，y)、温度以及平坦度、亮度值等参数的数据。另外，与轧钢机11的辊111部分的模拟数据有关的分割文件中含有表示数据类别、识别轧钢机11的机器编号的数据、以及各种数据(辊111间的间隔、负载、张力或者折弯负载)。

随后，使用图5对显示用数据生成装置2的动作例进行说明。

在显示用数据生成装置2的动作例中，如图5所示，首先，指定接受部201从用户接受作为读入对象的分割参数的指定(步骤st501)。此时，用户例如指定想要确认模拟结果的时间段等。

随后，读出部202从数据处理装置1的记录部103读出与由指定接受部201接受的分割参数建立关联后的数据(步骤st502)。在此，在数据处理装置1中，将以一个文件构成的模拟数据以规定的分割条件分割成多个文件，并与对应的分割参数建立关联并记录。因此，能够瞬间读出与由用户指定的分割参数对应的数据。由此，不需要以往那样的长时间的读入处理以及检索处理，造成处理的高速化。另外，由读出部202进行的读出处理能够通过用户操作而暂时停止，另外，在用户指定的时间段的数据的读入没有完成的情况下，优先读入该时间段的数据。

随后，三维动态图像数据生成部203根据由读出部202读出的数据生成三维动态图像数据(步骤st503)。

随后，显示用数据生成部204使用由三维动态图像数据生成部203生成的三维动态图像数据、以及至少机器的三维数据，生成显示用数据(步骤st504)。另外，对于轧制设备的情况，上述机器的三维数据是轧钢机11的箱体部分的三维数据。

之后，在显示器上显示出显示用数据。

下面，对于读出由用户指定的时间段的数据，到进行绘画的处理进行表示。在此，以读出与钢材12的模拟数据有关的分割文件，进行绘画的情况为例进行说明。另外，在显示用数据生成装置2中，事先调查被记录于数据处理装置1的记录部103的各目标的记录开始时刻。

在该情况下，首先，读出部202从数据处理装置1的记录部103读出由用户指定的时间段的最初的时刻的数据。此时，读出部202读出钢材12的进深方向上的各分割间距处的坐标值(x，y)。另外，进深方向的坐标值(z)根据与分割间距对应的格子点的要素编号(znum)来计算。另外，读出部202还读出温度、平坦度以及亮度值。另外，在读出对象的时刻不到目标的记录开始时刻的情况下，针对该目标的读出处理被跳过。

随后，三维动态图像数据生成部203基于由读出部202读出的数据，制作出多边形生成用的数据。此时，三维动态图像数据生成部203首先从由读出部202读出的数据计算出多边形的数量，制作出连号的顶点编号。而且，对各顶点编号分配坐标值(x，y，z)。

此时，首先，从钢材12的宽度方向的正方向端部且进深方向的最靠前的坐标值开始分配，随后，朝向进深方向一边一个个偏移一边进行分配。而且，在到达了进深方向的终端的情况下，朝向宽度方向的负方向偏移一个，之后，与上述相同地一边朝进深方向偏移一边进行割当。

另外，三维动态图像数据生成部203基于由读出部202读出的数据，根据温度、平坦度以及亮度值，与显示设定一致地制作出转换成颜色信息后的数值。

另外，多边形组合三个顶点而构成一个三角形，因此，按照顺序记录该进行构成的顶点的编号。指定的顺番以连结三角形的顶点的顺序为逆时针方向的方式，参照并选择格子点的要素编号，并记录与该坐标对应的顶点编号。

另外，在三维动态图像数据生成部203，同时制作出纹理投影用的二维展开坐标值。此时，由三个顶点构成的三角形的一个多边形与邻接于其斜边的多边形共同作为一组四边形来看待，将一边的长度设为1的正方形的二维平面上，展开成最大的大小。

之后，针对下一个时刻，进行上述的读出部202以及三维动态图像数据生成部203的处理。通过反复进行上述处理，从而，能够进行被指定的时间段的数据的读出以及各种数据的制作。

之后，显示用数据生成部204进行多边形绘画处理。另外，在指定的时间段的多边形生成用的数据的制作没有结束的情况下，在多边形绘画处理之前执行该数据的制作。另一方面，在多边形生成用的数据存在的情况下，基于该数据进行多边形绘画处理。另外，在显示用数据生成部204中，针对钢材12还未到达的目标空间，不执行绘画处理。

随后，对于由显示用数据生成部204生成的显示用数据的一个例子进行表示。

图6表示对钢材12的轧制进行动态图像再生的图的一部分。在图6中，除了以往存在的轧制模拟的可视化之外，还进行如是否对被加热到高温的钢材12实际摄影那样的现实的某种表现。

在用以往方法重现图6所示那样的表现的情况下，需要根据模拟数据计算钢材12的每个格子点的热能，根据该热能计算光能，之后，转换成绘画像素进行绘画，计算负荷高。另外，如图6所示的动画是在轧制设备的解析以及验证用途中不利用的数据。于是，在本发明中，以计算负荷低的仿真的表现进行重现。

具体地讲，在数据处理装置1中，对于钢材12的各格子点的亮度值，根据分别具有的温度，分配超过1的数值。而且，在三维动态图像数据生成部203中，进行三维绘画时，将亮度值分配到钢材12的绘画像素，当该值为一定以上(例如1.1以上)时，进行使该绘画像素的颜色膨胀的处理。通过进行这样的处理，从而，能够以二维处理进行图6所示那样的显示，能够抑制计算负荷。另外，绘画像素的亮度通常在从作为黑的0到作为白的1的范围被表现。由此，具有超过1的值的绘画像素是有意指定的部分，不会成为其以外的部分(例如轧钢机11的白的部分)膨胀而发光的外观。

另外在以往，使用高性能的模拟用pc，限定成一个目标空间进行三维显示。另外，即使这样限定的三维显示，对于事前计算也需要较多的时间(从半日到一日程度)。对此，在本发明中，即使是廉价的通用pc，也会缩小读出的数据的平均一个文件的数据量，因此，能够容易地对图6所示那样的轧制设备整体进行三维显示。

另外，在本发明中，对模拟结果的确认工作进行特殊化，以与模拟的执行装置独立的形式来构成。由此，能够限定功能，能够对用户提供容易的操作性，另外，能够将搭载有显示用数据生成装置2的通用pc的能力抑制得较低。

另外，显示内容操作功能部301含有的副选择项目仅在各种功能被选择的情况下，相同地在下部显示。由此，能够对用户提供直观的操作性，另外，实现了伴随向目的功能的访问的混淆防止。例如在图7中，示出了表示作为显示内容操作功能部301的副选择项目的一个例子的摄影角度选择部3011的情况。能够通过该摄影角度选择部3011进行从所期望的方向观察的三维显示。进而，用户通过操作指针，由此，还能够朝向固定的摄影角度以外的角度自由自在地变更。

另外，在时间操作功能部302中，通过对模拟数据的读出完成的时间段的区域着色，从而，能够一目了然地确认现在的读出处理的进展情况。

如以上所示，根据该实施方式1，由于具备：数据处理装置1，具有取得模拟数据的取得部101、将由取得部101取得的模拟数据按照分割条件分割成多个文件的分割部102、以及将由分割部102分割成多个文件后的数据与分割条件的对应的分割参数建立关联并记录的记录部103；以及显示用数据生成装置2，具有从记录部103读出与该当分割参数建立关联后的数据的读出部202、根据由读出部202读出的数据生成三维动态图像数据的三维动态图像数据生成部203、使用由三维动态图像数据生成部203生成的三维动态图像数据以及至少机器的三维数据来生成显示用数据的显示用数据生成部204，因此，即使用通用pc，也能够抑制处理延迟地进行三维显示。其结果是，利用解析以及验证用所使用的模拟数据，在会议室或者展示会等场合，能够实现能够有效利用于技术解说以及技术努力的号召力、招揽顾客的三维显示。

另外在上述中，示出了取得部101取得由机器作用的物质的模拟数据和该机器中的使该物质作用的位置以及被该物质作用的位置的模拟数据的这两者的情况。然而，并不限于此，还可以只取得由机器作用的物质的模拟数据。

实施方式2.

图8是表示该发明的实施方式2涉及的显示系统的构成例的图。该图8所示的实施方式2涉及的显示系统的构成例是对图1所示的显示系统的构成例追加空数据删除部104的例子。其他的构成是相同的，标记相同的符号并对仅对不同的部分进行说明。

空数据删除部104从由分割部102分割出的文件中删除空数据。

另外，记录部103将由分割部102分割成多个且由空数据删除部104删除空数据后的文件的数据与分割参数建立关联并记录。

例如，在轧钢机11的辊111部分的模拟中，钢材12没有到达的部分是张力等没有产生的部分，通常，记录有0等空数据。然而，该空数据对于三维显示来说是不需要的。于是，通过删除该空数据，从而，能够进一步削减记录于记录部103的各文件的数据量，能够造成显示用数据生成装置2中的处理的高速化。

实施方式3.

在实施方式3中，示出了将动画显示用的数据和详细显示(剖面显示)用的数据分开记录的情况。图9是表示该发明的实施方式3涉及的显示系统的构成例的图。该图9所示的实施方式3涉及的显示系统的构成例是对图1所示的显示系统的构成例追加内部数据删除部105的例子。其他的构成是相同的，标记相同的符号并对仅对不同的部分进行说明。

内部数据删除部105从由分割部102分割出的文件中删除内部数据。在此，所谓内部数据是指在显示动画方面不需要的物质以及机器的表面以外的内部相关的模拟数据。

另外，除了由分割部102分割成多个文件后的数据之外，记录部103还将由内部数据删除部105删除内部数据后的文件的数据也与分割参数建立关联并分别进行记录。

在仅显示物质以及机器的外观的动画显示中，该物质的内部以及该机器的内部的模拟数据是不需要的。于是，删除该内部数据。另外，将动画显示用的数据和其他的详细显示(钢材12以及辊111等的剖面显示)用的数据分开记录。由此，能够进一步削减动画显示用的数据量，能够造成显示用数据生成装置2中的处理的高速化。

另外在上述中，示出了对实施方式1涉及的显示系统追加内部数据删除部105的情况。然而，并不限于此，还可以对实施方式2涉及的显示系统追加内部数据删除部105，能够得到相同的效果。

实施方式4.

图10是表示该发明的实施方式4涉及的显示系统的构成例的图。该图10所示的实施方式4涉及的显示系统的构成例是对图1所示的实施方式1涉及的显示系统的构成例追加第二分割部106的例子。其他的构成是相同的，标记相同的符号并省略其说明。

第二分割部106将由分割部102分割出的文件按照分割间距进一步分割成多个文件。

另外，记录部103将由分割部102分割成多个且由第二分割部106按照分割间距分割出的文件的数据与分割参数建立关联并记录。

在本发明中，还能够显示钢材12以及辊111等的剖面。在该情况下，剖面以外的数据的读出是不需要的。于是，按照分割间距对文件进一步细分化。由此，能够进一步削减记录于记录部103的平均一个文件的数据量，能够造成显示用数据生成装置2中的处理的高速化。

另外，对于该按照分割间距分割出的数据，不会在分割部102中从模拟开始的每个时刻δt进行分割。即，在按照分割间距分割出的文件内记录有在其地点物质存在的所有的时间的数据。另外，在进行剖面显示的情况下，读出按照分割间距分割出的数据之中的规定的数据(例如辊111正下的7个位置量的数据)。

另外在上述中，示出了对实施方式1涉及的显示系统追加第二分割部106的情况。然而，并不限于此，还可以对实施方式2、3涉及的显示系统追加第二分割部106。

另外在上述中，以使用针对具备轧制钢材12(物质)的轧钢机11(机器)的轧制设备的模拟数据的情况为例进行了说明，但并不限于此。例如，对于使用针对空调设备(机器)和从该空调设备流出的作为暖风或者冷风的空气(物质)的模拟数据来进行三维显示的情况，也能够应用本发明。

另外，本申请发明在其发明的范围内，能够进行实施方式的任意的构成要素的变形、或者省略实施方式的任意的构成要素。

工业实用性

该发明涉及的显示系统即使用通用pc，也能够针对以往构成抑制处理延迟并进行三维显示，适用于具备对取得数据消减平均一个文件的数据量的数据处理装置、以及使用由数据处理装置处理的数据生成显示用数据的显示用数据生成装置而成的显示系统等。

符号的说明

1数据处理装置，2显示用数据生成装置，11轧钢机，12钢材，51接收装置，52处理器，53存储器，101取得部，102分割部，103记录部，104空数据删除部，105内部数据删除部，106第二分割部，111工作辊，112支承辊，201指定接受部，202读出部，203三维动态图像数据生成部，204显示用数据生成部。