針對上回介紹的正在開發中的UC-win/Road Ver.15.0的新功能進行說明。

C++ API

圖1　C++ API

到目前為止，UC-win/Road具備基於Delphi介面的UC-win/Road SDK，利用TCP的通訊介面開發了即時模擬的連接外掛程式。新版本追加了c++介面，可以用c++語言開發UC-win/Road的外掛程式。（圖1）

本API的主要特徵如下。

• 與用c++語言開發的外部庫、開原始程式碼的連接將比以往更便捷。
• 它是一款主流開發語言，有很多開發人員，訊息量也很豐富。
• 作為開發環境，以Microsoft Visual Studio、Code::Blocks、Eclipse為首的各種環境都可以使用。
• 比目前的UC-win/Road SDK具有更容易理解的構成。是可讀取c++的API。（圖2）

圖2　C++ API構成

在Ver.15的發佈中，將計畫重點放在UC-win/Road SDK中使用者較多的駕駛模擬器相關部分，預計可以使用以下的資料獲取及相關功能。

• 駕駛、步行等與模擬相關的控制和數據獲取
• 獲取靜態模型實例（Instance）的數據
• 駕駛車輛、交通車輛等動態物件的控制
• 腳本（Script）、場景（Scenario）的執行控制
• 獲取車道資訊、行駛路線等道路資訊
• 視點控制，例如主相機的視角設置及移動
• 與視線計測外掛程式配合，收發視線計測資料
• 對功能表追加面板、按鈕、標籤等UI操作

關於本API，預計同時提供樣本外掛程式及其原始程式碼。作為樣本外掛程式的內容，可以嘗試以下外掛程式。

• 獲取道路的線形資訊
• 控制向車輛模型提供直接座標、位元資訊
• 相機的視角控制
• 與視線計測資料相互結合

另外，提供各種開發環境下的使用方法的文檔，在UC-win/Road SDK培訓會上的講習等，讓用戶使用起來更加方便。在Ver.15發佈後也會繼續擴展功能，將來不但會覆蓋現有UC-win/Road SDK的功能，並將致力於API的進一步擴展。

nD多維度模擬

透過4D類比功能，將工程資料與3D空間相結合，施工作業流程的視覺化變為可能，讓施工日程達成共識、而3D表現致力於確認可行性，以及消除相關人員的誤解。Ver.15中在此基礎上進一步增加1D，可以將工程成本、工作量、材料數量等作為變數來處理。變數資料可以用公式給出時間上的變化，透過將多個變數帶入公式就可以用圖表來顯示相互變化。由於圖表在甘特圖下方顯示並聯動，所以時間的變化可以透過3D、甘特圖和圖表同時確認。

透過3D顯示、施工日程、成本和數量的圖表視覺化，與施工相關的安全確保、運輸路線、交通管制狀況、材料狀況、氣象、時間和日照、夜間照明等條件可以綜合進行討論、規劃和評價。主要功能如下。

• 變數資料的表格形式輸入及CSV檔案的導入匯出
• 利用時間資訊的公式進行數量的變更和計算功能
• 每個變數的圖表顯示、定義變數的組合、線屬性編輯
• 計算結果的時間軸資料支援CSV輸出

圖3　nD模擬、圖表顯示功能

圖4　變數輸入畫面和公式輸入畫面

圖5　圖表顯示的定義變數組合及屬性編輯畫面

能夠進行空間運算的函數等，今後考慮繼續追加可以用公式處理的函數。例如，能夠檢測施工時工程車輛和作業人員接觸的空間計測函數，我們認為將會是今後的需求。對於土木技術人員來說，透過這個功能，VR技術成為了更加貼近生活、非常有趣的工具。今後也會擴展更充實的功能。

IFC檔案的擴展支持

作為強化BIM/CIM對應的一環，更新了IFC檔案導入功能。現有的IFC外掛程式選項僅以地形資料為物件，IFC檔案的結構物、鋼筋的3D形狀作為UC-win/Road的模型資源導入成為可能。另外，如果IFC檔案內定義了配置座標，將會自動配置到VR空間。

IFC檔案導入功能概要

• IFC檔案結構物、鋼筋的3D模型形狀顯示
• IFC資料結構的樹狀顯示、部件名稱顯示
• 每個部件是否顯示、顏色、透過率、材質等的編輯
• 每個部件是否顯示等作為群組來存儲，可用於模型的顯示切換
• IFC檔案內座標位置的自動模型配置:使用者可在導入時選擇是否自動配置
• IFC檔案批量導入功能:從指定資料夾自動檢索IFC檔案並導入。為了檢索子資料夾，從電子交貨資料等統一導入IFC模型的情況下有效

圖6　IFC連接圖、檔案批量導入畫面

圖7　IFC導入功能（模型細節、3D空間顯示）

透過本功能可向UC-win/Road導入IFC檔案的結構物、鋼筋的3D形狀成，可以使用模擬IFC模型。例如，利用每個部件的顯示切換功能與4D模擬聯動，可以容易地確認施工狀況。另外，導入的IFC檔案被原封不動地保存在項目中。模型編輯後可以恢復到初始狀態，也可以輸出所導入的具有屬性資訊的IFC檔案。

作為今後的計畫，正在考慮形狀的屬性資訊和施工管理資訊等的確認、編輯功能。透過UC-win/Road修正形狀的結構物尺寸和鋼筋直徑等屬性資訊，將修正後的資訊透過IFC檔案與結構設計軟體進行協作，預計可以容易地更新模型形狀為修正後的形狀。今後也會進一步加強產品間的協作，作為BIM/CIM的平台進行擴展。

繪圖性能的改善

本版本提高了道路及地形的3D模型的繪製性能。透過在渲染處理中使用資料的最佳化，改善了CPU和GPU的利用平衡，減少了比較低效率的處理，改善了處理速度。一般的城市空間得到約30%的幀率改善，高速公路等也可以期待100%以上的改善。具體來說，在GPU方面進行的多邊形繪圖計算是並列進行的，但是表面材質相關的屬性不同的多邊形不能並行處理。因為每次切換材質屬性，並行處理暫時停止屬性切換的間接成本（overhead）變大。到目前為止,道路分割成多個區間,並對各自區間屬性轉換的間接成本（overhead）較少,但從這次開始,3D空間上道路整體最佳化的結果, 間接成本（overhead）得到了大幅削減。另外，對地形也進行了同樣的最佳化。另外, Frustum Culling處理（先排除未進入視錐台的物件，做不繪製的處理）透過八分樹（圖8）的應用在大規模空間也能高速進行，道路和地形的渲染流程進一步得到改善。

圖8　基於道路模型的八分樹模型分割的實例

關於方向盤的改善

在駕駛模擬中，回饋給駕駛員的刺激中，影像、聲音和觸覺3項回饋是非常重要的。這次擴展了方向盤的力回饋功能。在反作用力模型中考慮行駛時對輪胎產生的橫向力，表現車輛的運動狀態和車輛的特性。作為HMI相關研究的開發，可變更行駛時的參數，可根據場景的狀況改變反作用力。本功能可用於遊戲手把或Microsoft DirectInput相容的設備。另外, 因為不同設備需要調試一些參數，考慮到設備切換時的便利性，對於遊戲手把連接功能，包括以往的設置選項在內追加了保存各個設備的設置功能。