就上回介绍的正在开发中的UC-win/Road Ver.15.0的新功能进行说明。

C++ API

图1　C++ API

到目前为止，UC-win/Road具备基于Delphi接口的UC-win/Road SDK，利用TCP的通信接口开发了实时仿真的连接插件。新版本追加了c++接口，可以用c++语言开发UC-win/Road的插件。（图1）

本API的主要特征如下。

• 与用c++语言开发的外部库、开源代码项目的连接将比以往更便捷。
• 它是一款主流开发语言，有很多开发人员，信息量也很丰富。
• 作为开发环境，以Microsoft Visual Studio、Code::Blocks、Eclipse为首的各种环境都可以使用。
• 比目前的UC-win/Road SDK具有更容易理解的构成。作为c++对象是可访问的API。（图2）

图2　C++ API构成

在Ver.15的发布中，计划重点推进目前UC-win/Road SDK中使用者较多的驾驶模拟器相关部分的公开，预计可以使用以下的数据采集及相关功能。

• 驾驶、步行等与模拟相关的控制和数据采集
• 获取静态模型实例（Instance）的信息
• 驾驶车辆、交通车辆等动态对象的控制
• 脚本（Script）、场景（Scenario）的执行控制
• 获取车道信息、行驶路线等道路信息
• 视点控制，例如主摄像机的视角设置及移动
• 与视线计测插件配合，收发视线计测数据
• 向功能菜单追加面板、按钮、标签等UI操作

关于本API，预计同时提供样本插件及其源代码。作为样本插件的内容，可以尝试以下插件。

• 获取道路的线形信息
• 控制向车辆模型提供直接坐标、位姿信息
• 相机的姿势控制
• 与视线计测数据相结合

另外，提供各种开发环境下的使用方法的文档，在UC-win/Road SDK培训会上的讲习等，让用户使用起来更加方便。在Ver.15发布后也会继续功能扩展，将来不但会覆盖现有UC-win/Road SDK的功能，并将致力于API的进一步扩展。

nD多维模拟

通过4D模拟功能，将工程数据与三维空间相结合，施工作业流程的可视化变为可能，施工日程方面通过达成共识、三维表现致力于确认可行性，以及消除相关人员的误解。Ver.15中在此基础上进一步增加一维，可以将工程成本、工作量、材料数量等作为变量来处理。变量数据可以用公式给出时间上的变化，通过将多个变量带入公式就可以用图表来显示相互变化。由于图表在甘特图下方显示并联动，时间的变化可以通过3D、甘特图和图表同时确认。

通过3D显示、施工日程、成本和数量的图表可视化，与施工相关的安全确保、运输路线、交通管制状况、材料状况、气象、时间和日照、夜间照明等条件可以综合进行讨论、规划和评价。主要功能如下。

• 变量数据的表格形式输入及CSV文件的导入导出
• 利用时间信息的公式进行数量的变更和计算功能
• 每个变量的图表显示、定义变量的组合、线属性编辑
• 计算结果的时间轴数据支持CSV输出

图3　nD模拟、图表显示功能

图4　变量输入画面和公式输入画面

图5　图表显示的定义变量组合及属性编辑画面

能够进行空间运算的函数等，今后考虑继续追加可以用公式处理的函数。例如，能够检测施工时工程车辆和作业人员接触的空间计测函数，我们认为将会是今后的需求。对于土木技术人员来说，通过这个功能，VR技术成为了更加贴近生活、非常有趣的工具。今后也会扩展更充实的功能。

IFC文件的扩展支持

作为强化BIM/CIM对应的一环，更新了IFC文件导入功能。现有的IFC插件选项仅以地形数据为对象，IFC文件的结构物、钢筋的3D形状作为UC-win/Road的模型资源导入成为可能。另外，如果IFC文件内定义了配置坐标，则会自动配置到VR空间。

IFC文件导入功能概要

• IFC文件结构物、钢筋的3D模型形状显示
• IFC数据结构的树状显示、部件名称显示
• 每个部件是否显示、颜色、透过率、材质等的编辑
• 每个部件是否显示等作为组存储，可用于模型的显示切换
• IFC文件内坐标位置的自动模型配置:用户可在导入时选择是否自动配置。
• IFC文件批量导入功能:从指定文件夹自动检索IFC文件并导入。为了检索子文件夹，从电子交货数据等统一导入IFC模型的情况下有效

图6　IFC连接图、文件批量导入画面

图7　IFC导入功能（模型细节、3D空间显示）

通过本功能可向UC-win/Road导入IFC文件的结构物、钢筋的3D形状成，模拟可以使用IFC模型。例如，利用每个部件的显示切换功能与4D模拟联动，可以容易地确认施工状况。另外，导入的IFC文件被原封不动地保存在项目中。模型编辑后可以恢复到初始状态，也可以输出所导入的具有属性信息的IFC文件。

作为今后的计划，正在考虑形状的属性信息和施工管理信息等的确认、编辑功能。通过UC-win/Road修正形状的结构物尺寸和钢筋直径等属性信息，将修正后的信息通过IFC文件与结构设计软件进行协作，预计可以容易地更新模型形状为修正后的形状。今后也会进一步加强产品间的协作，作为BIM/CIM的平台进行扩展。

绘图性能的改善

本版本提高了道路及地形的3D模型的绘制性能。通过在渲染处理中使用数据的优化，改善了CPU和GPU的利用平衡，减少了比较低效率的处理，改善了处理速度。一般的城市空间得到约30%的帧率改善，高速公路等也可以期待100%以上的改善。具体来说，在GPU方面进行的多边形绘图计算是并列进行的，但是表面材质相关的属性不同的多边形不能并行处理。因为每次切换材质属性，并行处理暂时停止属性切换的间接成本（overhead）变大。到目前为止,道路分割成多个区间,并对各自区间属性转换的间接成本（overhead）较少,但从这次开始,3D空间上道路整体优化的结果, 间接成本（overhead）得到了大幅削减。另外，对地形也进行了同样的优化。另外, Frustum Culling处理（先排除未进入视锥台的对象，做不绘制的处理）通过八叉树（图8）的应用在大规模空间也能高速进行，道路和地形的渲染流程进一步得到改善。

图8　基于道路模型的八分树模型分割的实例

关于方向盘的改善

在驾驶模拟中，反馈给驾驶员的刺激中，影像、声音和触觉3项反馈是非常重要的。这次扩展了方向盘的力反馈功能。在反力模型中考虑行驶时对轮胎产生的横向力，表现车辆的运动状态和车辆的特性。作为HMI相关研究的开发，可变更行驶时的参数，可根据场景的状况改变反力。本功能可用于游戏手柄或Microsoft DirectInput兼容的设备。另外, 因为不同设备需要调试一些参数，考虑到设备切换时的便利性，对于游戏手柄连接功能，包括以往的设置项目在内追加了保存各个设备设置的功能。