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Die
Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Computer-Graphik-Vorrichtungen,
und speziell bezieht sich die Erfindung auf computergestützte graphische
Designvorrichtungen.
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Hintergrund
der Erfindung
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Physikalische
Modelle eines Konstruktionsprojektes in großem Maßstab, wie z.B. ein geplantes Kraftwerk,
werden im Allgemeinen vor dem Beginn der aktuellen Errichtung dargestellt.
Neben anderen Verwendungen versetzen Modelle die Designer in die Lage,
die Gestaltung bzw. Darstellung des Projektes bezüglich möglicher
Verbesserungen und/oder Schwachpunkten visuell zu analysieren. Außerdem geben
Modelle eine physikalische Ansicht des Bauprojektes für interessierte
Parteien, wie z.B. Investoren, Landaufteilungsgremien von Regierungen
und Versicherer von Projekten.
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Obwohl
sie nützlich
sind, sind physikalische Modelle häufig umfangreich und teuer
herzustellen und sind nicht leicht veränderbar. Sowohl kleinere als auch
größere Veränderungen
an einem physikalischen Modell können
sehr zeitaufwändig
sein und somit die Konstruktion verzögern. Der Stand der Technik
hat auf einige dieser Probleme durch das Entwickeln von graphischen
Computer-Software-Paketen reagiert, welche graphisch Bauprojekte
auf einer Computer-Display-Vorrichtung darstellen. Ein Bauprojekt
kann so als ein einzelner Rahmen bzw. einzelnes Bild oder als eine
vorher festgelegte Animationsfolge des Bauprozesses dargestellt
werden. Eines dieser Pakete ist beispielsweise das sehr bekannte
DESIGNREVIEWTM-Design-Programm, welches
von Intergraph Corporation, Huntsville, Alabama, erhältlich ist.
Derartige Pakete versetzen einen Designer im Allgemeinen in die
Lage, eine dreidimensionale Ansicht des Bauprojektes über bekannte Graphikanwendungsprogramm- Interfaces ("APIs") zu schaffen. Auf
einem derartigen API beruht das OPENGLTM API,
welches von Silicon Graphics, Inc., Mountain View, Kalifornien,
erhältlich
ist.
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In
einer Weise, welche physikalischen Modellen ähnlich ist, müssen herkömmlich dreidimensionale
graphische Darstellungen eines Bauprojektes (d.h. von einzelnen
Rahmendarstellungen hin zu Vielfachbilder-Animationsfolgen) manuell
rückgezeichnet
werden, wenn eine Veränderung
gegenüber dem
Design des Bauprojektes durchgeführt
wird. Ähnlich
zu Veränderungen
an physikalischen Modellen, kann dies ebenso sehr zeitaufwändig sein
und folglich die Verzögerung
der Fertigstellung des Bauprojektes verzögern.
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In "BRUSH as a walk-through
system for Architectural Models",
Schneider et al., in "Photorealistic
rendering techniques",
Proceedings des fünften eurographischen
Workshops über
photorealistische Darstellungstechniken, Darmstadt, Deutschland, Juni
1994, wird ein System beschrieben. Das System zielt darauf hin,
ein interaktives System zum Durchlaufen für große Datenbanken zu liefern,
um die Darstellung von großen
3-D-Objekten, wie
z.B. von Gebäuden,
welche in einer Datenbank gespeichert sind, zu gestatten.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Erfindung wird durch die anliegenden Ansprüche definiert.
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In
einigen Gesichtspunkten der Erfindung kann die vorher ausgewählte Zeit
basierend auf einer Eingabe von einer dargestellten Nutzereingangsnachricht
ausgewählt
werden, welche die vorher ausgewählte
Zeit erfordert. Zusätzlich
kann der Zeitablauf in einem Datenspeichermedium gespeichert werden,
auf wel ches zugegriffen wird, um die mit jedem Element verbundenen
Zeiten bzw. Zeitpunkte wiederzugewinnen.
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In
weiteren anderen Gesichtspunkten der Erfindung kann der Betrachtungspunkt
des Nutzers auf der Display-Vorrichtung dargestellt werden, um die Orientierung
der graphischen Darstellung des Gegenstandes zu zeigen. Die Darstellung
kann ein erstes Fenster aufweisen, welches eine erste Ansicht des
Gegenstandes zeigt, ein zweites Fenster, welches eine zweite Ansicht
des Gegenstandes zeigt, und ein drittes Fenster, welches eine dritte
Ansicht des Gegenstandes zeigt. Die erste Ansicht kann ein Grundriss
sein, die zweite Ansicht kann eine perspektivische Ansicht und die
dritte Ansicht kann eine Höhendarstellung
sein. In einigen Ausführungsformen
ist ein Dokument graphisch mit wenigstens einem dieser Elemente
in dem Gegenstand verbunden. Das Dokument kann als ein Icon dargestellt
werden, welcher graphisch mit seinem zugeordneten Element verbunden
ist. Die Wahl des Icons kann auslösen, dass ein hinterlegtes
Applikationsprogramm ausgeführt
wird, so dass damit der Zugriff auf ein derartiges Dokument geliefert
wird.
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In
weiteren anderen Gesichtspunkten der Erfindung kann jedes der Elemente
in dem Gegenstand Attribute besitzen. Beispielsweise können gewisse Gegenstände aus
einem bestimmten Material hergestellt werden, wie z.B. Stahl. Ein
Attribut kann ausgewählt
werden, um einen Satz von Elementen zu definieren, wobei jedes das
ausgewählte
Attribut besitzt. Jedes der Elemente innerhalb des Satzes kann in
einem Format dargestellt werden, welches konfiguriert sein kann,
um die Elemente in dem Satz in einer vorher ausgewählten Farbe
darzustellen.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Das
Vorausgegangene und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden
aus der folgenden weiteren Beschreibung derselben mit Bezug auf
die beigefügten
Zeichnungen besser voll gewürdigt
werden, in welchen:
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1 die
Architektur für
ein beispielhaftes Computersystem darstellt, welches für eine bevorzugte
Ausführungsform
der Erfindung genutzt werden kann;
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2 eine
bevorzugte Ausführungsform
eines Systems zeigt, um einen Gegenstand darzustellen, der zu einem
vorher ausgewählten
Zeitpunkt in einem Zeitablauf erscheint;
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3a einen
bevorzugten Prozess im Allgemeinen zeigt, wie er von einem Linker
bzw. Bindeprogramm zum Steuern des Systems, welches in 2 gezeigt
wird, benutzt wird;
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3b und 3c eine
Darstellung eines beispielhaften Gegenstandes zu einem früheren Zeitpunkt
und zu einem nachfolgenden Zeitpunkt jeweils zeigt;
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4 einen
bevorzugten Prozess zum Steuern des Systems, welches in 2 gezeigt
wird, zeigt, um Elemente darzustellen, welche ein gewöhnliches
Attribut in einem gewöhnlichen
Format besitzen;
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5 einen
bevorzugten Prozess zum graphischen Assoziieren bzw. Verbinden eines
Files mit einem Element in einem Gegen stand zeigt;
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6 eine
beispielhafte Darstellung zeigt, welche durch das Design-Programm
hergestellt ist, wenn dieses mit einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung benutzt wird;
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7 einen
bevorzugten Prozess zum Schaffen einer Animation der Konstruktion
bzw. des Baus oder der Destruktion bzw. des Abbaus eines Gegenstandes
zeigt.
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Detaillierte Beschreibung
der spezifischen Ausführungsformen
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In Übereinstimmung
mit bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung stellt ein graphisches Computer-Display-System
200 einen
Gegenstand dar, wie er zu einem vorher ausgewählten Zeitpunkt in einem vorher
definierten Zeitablauf erscheint. Beispielsweise kann das System
200 ein
Kraftwerk darstellen, wie es am fünfzigsten Tag des Baus erscheint.
Der Zeitablauf, welcher in einer Datenbank auf einem Computersystem
gespeichert werden kann, beinhaltet bevorzugt Zeitpunkte (d.h. Datumsangaben
und/oder Zeitpunkte), an welchen die Elemente des Gegenstandes am
Gegenstand zu erscheinen oder nicht zu erscheinen haben. Obwohl die
Zeitpunkte in jeglicher Ordnungsweise sein können, wird bevorzugt, dass
die Zeitpunkte in aufsteigender Ordnung von früheren Zeitpunkten zu späteren Zeitpunkten
angeordnet sind. In einigen Ausführungsformen
sind die Zeitpunkte in absteigender Ordnung von späteren Zeitpunkten
zu früheren
Zeitpunkten. Nachfolgend ist ein Beispiel der Daten in einem vereinfachten
Zeitablauf, welcher den Namen "ITEM" trägt, für einen
Gegenstand, welcher zu konstruieren ist. ITEM
1.1.98: | Element
1; |
1.2.98: | Element
2; |
1.3.98: | Element
3; |
1.11.98: | Element
4; |
3.12.98: | Element
5. |
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Der
Gegenstand, welcher zu bauen ist, beinhaltet in dem oben beispielhaften
Zeitablauf wenigstens fünf
bezeichnete Elemente (d.h. die Elemente 1–5). Der Zeitablauf spezifiziert,
dass das Element 1 dem Gegenstand am 1.1.98 hinzuzufügen ist,
das Element 2 dem Gegenstand am 1.2.98 hinzuzufügen ist, das Element 3 dem
Gegenstand am 1.3.98 hinzuzufügen
ist, das Element 4 dem Gegenstand am 1.11.98 hinzuzufügen ist
und das Element 5 am 31.12.98 hinzuzufügen ist. Zusätzlich dazu,
die Zeitpunkte einzuschließen,
welche den Bau eines Gegenstandes darstellen, kann der Zeitablauf
auch Zeitpunkte beinhalten, welche den Abbau eines Gegenstandes
repräsentieren.
Entsprechend kann der beispielhafte Zeitablauf die Daten repräsentieren,
an welchen die Elemente 1–5
von dem Gegenstand zu entfernen sind.
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Der
Gegenstand kann alles sein, was aus einem oder mehreren Elementen
gebaut, entwickelt bzw. gewachsen oder in anderer Weise aus einem oder
mehreren Elementen erstellt wurde. Spezieller ausgedrückt, der
Gegenstand kann Modifikationen an realem Eigentum bzw. Vermögen sein,
z.B. einem Kraftwerk, einem Spielplatz oder einem Wald. Alternativ
kann der Gegenstand ein persönliches
Eigentum sein, wie z.B. ein Automobil, ein Computer oder ein Heftgerät. Elemente
des Gegenstandes sind die Komponententeile, welche den Gegenstand
ausmachen. Beispielsweise können
die Elemente eines Automobils die Reifen, die Türen, das Schalldämpfersystem
und die Windschutzscheibe beinhalten.
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Jedes
der Elemente des Gegenstandes kann zwei oder mehrere zugeordnete
Zeitpunkte im Zeitablauf besitzen. In einer Ausführungsform der Erfindung kann
ein Gegenstand Elemente besitzen, welche über mehr als einen Tag gebaut
werden (z.B. die Grundmauern eines Gebäudes). Jedes derartige Element
kann demnach einen Startzeitpunkt besitzen, welcher den Zeitpunkt
anzeigt, an welchem der Bau des spezifizierten Elements beginnt,
und einen Endzeitpunkt, welcher den Zeitpunkt anzeigt, dass der
Bau des spezifizierten Elementes vollendet ist. Beispielsweise können der
Startzeitpunkt und der Endzeitpunkt das gleiche Datum besitzen oder
um viele Tage davon entfernt liegen. In einigen Ausführungsformen
der Erfindung werden die fertig gestellten Elemente in einem unterschiedlichen
Format gegenüber
den Elementen angezeigt, welche gerade beim Bau bzw. der Erstellung
sind.
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1 zeigt
die Systemarchitektur für
ein beispielhaftes Rechnersystem 100, wie z.B. einen IBM THINKPAD
701®-Rechner
(welcher von International Business Machines, Armonk, New York,
verkauft wird), auf welchem das veröffentlichte System zum Darstellen
eines Gegenstandes implementiert werden kann. Das beispielhafte
Rechnersystem der 1 wird jedoch nur zum Zwecke
der Beschreibung diskutiert und soll nicht als eine Eingrenzung
der Erfindung betrachtet werden. Obwohl die nachfolgende Beschreibung
sich auf Terme beziehen kann, welche allgemein benutzt werden, um
spezielle Computersysteme zu beschreiben, sind die beschriebenen Konzepte
in gleicher Weise auf andere Computersysteme anzuwenden, wobei Systeme
eingeschlossen sind, welche Architekturen besitzen, welche unterschiedlich
zu denen sind, wie sie in 1 gezeigt werden.
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Der
Rechner 100 beinhaltet eine zentrale Prozessoreinheit (CPU) 105,
welche einen herkömmlichen
Mikroprozessor, einen Zugriffsspeicher (RAM) 110 zum zeitlichen
Speichern von Information und einen Festwertspeicher (ROM) 115 zum
dauerhaften Speichern von nur lesbarer Information besitzt. Ein
Speichersteuergerät 120 ist
zum Steuern des Systems RAM 110 vorgesehen. Ein Bussteuergerät 125 ist
zum Steuern eines Busses 130 vorgesehen, und ein Unterbrechungssteuergerät 135 ist zum
Emp fangen und zum Verarbeiten verschiedener Unterbrechungssignale
von den anderen Systemkomponenten vorgesehen.
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Ein
Massenspeicher kann durch nichtflüchtige Speichermedien vorgesehen
sein, wie z.B. eine Diskette 142, eine digitale vielseitige
Scheibe bzw. DVD (nicht gezeigt); eine DC-ROM 147 oder
eine Festplatte 152. Die Daten und die Software können mit
dem Computersystem 100 über
entfernbare bzw. austauschbare Medien, wie z.B. eine Diskette 142 und
die CD-ROM 147, ausgetauscht werden. Die Diskette 142 ist
in das Diskettenlaufwerk 141 einführbar, welche ein Diskettenlaufwerk-Steuergerät 140 nutzt,
um ein Interface mit dem Bus 130 zu bilden. In ähnlicher
Weise ist die CD-ROM 147 in das CD-ROM-Laufwerk 146 einfügbar, welches
ein CD-ROM-Laufwerk-Steuergerät 145 nutzt,
um das Interface mit dem Bus 130 herzustellen. Schließlich ist
die Festplatte 152 Teil eines festen Plattenlaufwerkes 151,
welches ein Festplattenlaufwerk-Steuergerät 150 benutzt, um
das Interface mit dem Bus 130 herzustellen.
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Die
Eingabe des Nutzers für
den Computer 100 kann durch eine Anzahl von Vorrichtungen
geliefert werden. Beispielsweise können eine Tastatur 156 und
eine Maus 157 an den Bus 130 über ein Tastatur- und Maussteuergerät 155 angeschlossen
sein. Ein Audio-Transducer 195, welcher sowohl als Mikrofon als
auch als Lautsprecher dienen kann, ist an den Bus 130 über ein
Audio-Steuergerät 197 angeschlossen.
Es sollte für
einigermaßen
ausgebildete Fachleute offensichtlich sein, dass andere Eingabevorrichtungen,
wie z.B. ein Stift und/oder eine Tabelle und ein Mikrofon zur Spracheingabe,
an den Rechner 100 über
den Bus 130 und ein geeignetes Steuergerät angeschlossen
werden können.
Ein Direktzugriffsspeicher-(DMA-)Steuergerät 160 ist für das Ausführen des
Direktspeicherzugriffs auf das System RAM 110 vorgesehen.
Eine visuelle Darstellung kann durch ein Video-Steuergerät 165 erzeugt
werden, welches einen graphischen Beschleuniger 167 und eine
Display-Vorrichtung 170 steuert. In bevorzugten Ausführungsformen
ist der graphische Beschleuniger eine PANTHERTM-Videokarte,
welche von Intergraph Corporation, Huntsville, Alabama, erhältlich ist.
Wie in der Fachwelt bekannt ist, ist die PANTHERTM-Videokarte
für das
Gebrauchen des OPENGLTM-Applikationsprogramm-Interface
("API") zum Darstellen
dreidimensionaler ("3D"-)Bilder auf der
Display-Vorrichtung 170 konfiguriert.
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Ein
Netzwerkadapter 190 kann auch beinhaltet sein, um das Rechnersystem 100 zu
befähigen, an
ein Netzwerk 195 über
einen Netzwerkbus 191 angeschlossen zu werden. Das Netzwerk 195,
welches ein lokales Netzwerk (LAN), ein Weitflächen-Netzwerk (WAN) oder das
Internet sein kann, kann Kommunikationsleitungen für den allgemeinen Zweck
nutzen, welche eine Vielzahl von Netzwerkvorrichtungen miteinander
verbinden.
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Das
Rechnersystem 100 wird vorzugsweise durch Betriebssystem-Software gesteuert
und koordiniert, wie z.B. das WINDOWS NT®-Betriebssystem (erhältlich von
Microsoft Corp., Redmont, Washington). Neben anderen Rechnersystem-Steuerfunktionen
steuert das Betriebssystem die Anordnung von Systemressourcen und
führt die
Aufgaben, wie z.B. den Zeiteinteilungsprozess, das Speichermanagement,
die Netzwerkverschaltung und Ein-/Ausgabedienste durch. Wie oben
vorgeschlagen, beinhaltet das Betriebssystem vorzugsweise ein OPENGLTM-Applikationsprogramm-Interface für das Vollenden von nicht-trivialen
3D-graphischen Anzeigen auf der Display-Vorrichtung 170.
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2 zeigt
eine bevorzugte Ausführungsform
des Systems 200 zum Darstellen eines Gegenstandes, wie
er an einem vorher ausgewählten
Datum in einem Zeitablauf erscheint. Speziell bein haltet das System 200 ein
Design-Programm 202 zum graphischen Darstellen eines Gegenstandes,
seiner Elemente und der relativen Positionen der Elemente auf dem
Gegenstand und ein Zeitablaufprogramm 204 für den Zeitablauf
und das Speichern von Zeitpunkten, bei welchen die Elemente hinzuzufügen oder
von dem Gegenstand zu entfernen sind (d.h. Schaffen und Aufrechterhalten
des Zeitablaufes). Wie unten detaillierter diskutiert, greift ein
Linker bzw. Bindeprogramm 202 vorzugsweise auf den Zeitablauf
zu und steuert das Design-Programm 202, um den Gegenstand
auf der Display-Vorrichtung 170 anzuzeigen, wie er an einem
vorgewählten
Zeitpunkt im Zeitablauf erscheint.
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In
bevorzugten Ausführungsformen
ist das Design-Programm 202 das DESIGNREVIEWTM-Design-Programm.
Wie entsprechend in der Fachwelt bekannt ist, nutzt das DESIGNREVIEWTM-Design-Programm das OPENGLTM-API,
um einen Operator des Programms ("Operator") in die Lage zu versetzen, einen Gegenstand
im 3D-Raum auf der Display-Vorrichtung 170 zu gestalten.
Entsprechend kann jedes der Elemente und ihre räumlichen Beziehungen in drei
Dimensionen durch das bevorzugte Design-Programm 202 definiert
werden. Neben anderen beinhaltet das DESIGNREVIEWTM-Design-Programm
ein API 208, um seinen Gebrauch durch andere Programme
zu erleichtern. Viele der Funktionen in dem DESIGNREVIEWTM-API 208 werden in der Ausgabe
1996 vom September des "DesignReview
Programmer's Reference
Manual", veröffentlicht
von Intergraph Corporation, beschrieben.
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Das
Zeitablaufprogramm 204 ist vorzugsweise MICROSOFT PROJECTTM 4.1 Projektplanungs-Software, von Microsoft
Corp. erhältlich.
Wie in der Fachwelt bekannt ist, befähigt ein derartiges Zeitablaufprogramm 204 einen
Operator, einen Zeitablauf in einem nichtflüchtigen Speicher zu erzeugen und
aufrechtzuerhalten. Demnach kann ein Operator innerhalb des Zeitablaufes
Elemente verändern
oder addieren. Auf eine ähnliche
Weise kann ein Operator auch Daten ändern, so dass Elemente hinzugefügt oder
von einem Gegenstand entfernt werden. Eine visuelle Darstellung
des Zeitablaufs ist eine typische Ausgabe für ein derartiges Zeitablaufprogramm 204. Beispielsweise
kann das Zeitablaufprogramm 204 einen Strichgraphen produzieren,
welcher die Daten zeigt, bei denen Elemente an den Gegenstand hinzugefügt werden.
In bevorzugten Ausführungsformen nutzt
das Design-Programm 202 das gut bekannte Dynamic-Data-Exchange-
bzw. Dynamische-Daten-Austausch-Interprozess-Kommunikationsprotokoll,
("DDE"), um dessen Gebrauch
durch andere Programme zu erleichtern. Andere Interprozess-Kommunikationsprotokolle
können
jedoch benutzt werden, wie z.B. das gut bekannte Objektverbindungs-
und Einbettungsprotokoll ("OLE"), welches von Microsoft
Corporation entwickelt und vertrieben wird.
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In
anderen Ausführungsformen
können
andere Zeitablaufprogramme 204 anstatt der DESIGNREVIEWTM 4.1 -Projektplanungs-Software benutzt werden.
Beispielsweise kann das PRIMAVERA PROJECT PLANNERTM 2.0,
welches von Primavera Systems, Inc. aus San Francisco, Kalifornien,
erhältlich ist,
benutzt werden. Zusätzlich
kann OPEN PLANTM 1.2, erhältlich von
Welcom, Inc. aus Houston, Texas, auch benutzt werden.
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3a zeigt
allgemein einen bevorzugten Prozess, welcher durch das Bindungsprogramm 206 zum
Steuern des Systems 200 benutzt wird, um den Gegenstand
anzuzeigen, wie er an einem vorher ausgewählten Zeitpunkt im Zeitablauf
dargestellt wird. Der Prozess beginnt bei einem Schritt 300,
in welchem ein Zeitpunkt in dem Bau- bzw. Erstellungs- oder Abbauprozess
des Gegenstandes in den Zeitablauf bestimmt wird. Dies kann beim
Erhalten des Nutzereingangs von einem graphischen Nutzer-Interface durchgeführt werden,
oder durch einen anderen her kömmlichen
Nutzer-Eingabemechanismus. Der Prozess fährt im Schritt 302 fort,
in welchem auf den Zeitablauf im Speicher durch Leiten einer Nachricht an
das Zeitablaufprogramm über
DDE zugegriffen wird. Der Zeitablauf kann eine Aufzeichnung in einer Datenbank
sein oder eine unabhängige
Datenstruktur innerhalb des Rechnersystems 100.
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Sobald
auf einen Zeitablauf zugegriffen wird, bestimmt das Bindungsprogramm 206,
welches Element (welche Elemente) dem Gegenstand hinzuzufügen oder
von ihm zu entfernen ist (sind), bei oder vor dem ausgewählten Zeitpunkt
(Schritt 304). "Hinzugefügt zu" kann anzeigen, dass
der Zeitpunkt für den
Bau bzw. die Erstellung eines baubaren Elementes beginnt. In einer ähnlichen
Weise kann "entfernt von" den Zeitpunkt anzeigen,
dass der Abbau eines abbaubaren Elementes beginnt. Die Zeitpunkte,
welche mit jedem Element verbunden sind, können mit dem vorher ausgewählten Zeitpunkt
verglichen werden, um zu bestimmen, welche Elemente hinzuzufügen oder
von dem Gegenstand zu entfernen sind, an dem oder vor dem vorher
ausgewählten
Zeitpunkt. Wenn für
ein Element bestimmt wird, dass es an dem oder vor dem vorher ausgewählten Zeitpunkt
ist, wird es an einen Satz von Gegenständen hinzugefügt, welcher
anzuzeigen ist ("vorheriger
Elementsatz"). In einigen
Ausführungsformen
wird eine Kennung für
jedes Element in dem vorherigen Elementsatz gesetzt. In alternativen
Ausführungsformen
wird eine Kennung für
jedes Element nicht in dem vorherigen Elementsatz gesetzt.
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Der
Prozess fährt
im Schritt 306 fort, in welchem das Bindeprogramm 206 eine
Nachricht an das Design-Programm 202 richtet, um die Elemente
zu zeichnen, welche in dem vorherigen Elementsatz auf der Display-Vorrichtung 170 in
einem ausgewählten Format
gesetzt sind. Das ausgewählte
Format, welches zu irgendeinem Zeitpunkt während des Prozesses ausgewählt sein kann,
kann irgendein bekanntes Format sein, welches von dem Design-Programm 202 genutzt
wird (z.B. das Schattenbilden des Inneren derartiger Elemente mit
einer einzelnen Farbe).
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Sobald
die Elemente in dem früheren
Elementsatz gezeichnet sind, kann in einem Schritt 308 bestimmt
werden, ob die verbleibenden Elemente (d.h. jene Elemente, welche
nicht in dem früheren Elementsatz
sind) in einem anderen Format zu zeichnen sind, welches unterschiedlich
von dem ausgewählten
Format ist. Ein derartiges anderes Format kann das Zeichnen der
verbleibenden Elemente in einem Drahtmodell (d.h. das Zeichnen nur
einer Umrisslinie derartiger Elemente) oder das Zeichnen des verbleibenden
Elements in einer halbdurchsichtigen Weise beinhalten. Wenn die
Elemente in dem letzteren Format gezeichnet werden, werden die Pixel,
die derartige Elemente repräsentieren,
auf eine Transparenz von ungefähr
fünfzig
Prozent gesetzt.
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Falls
im Schritt 308 bestimmt wird, dass die verbleibenden Elemente
nicht zu zeichnen ist, dann endet der Prozess. Dies kann das Zeichnen
der Elemente auf der Display-Vorrichtung 170 in einem transparenten
Modus beinhalten (d.h. Setzen des Transparenzwertes auf einen Nullwert).
Umgekehrt, falls im Schritt 308 bestimmt wird, dass die
verbleibenden Elemente zu zeichnen sind, dann fährt der Prozess zu dem Schritt 310 fort,
in welchem das Format zum Zeichnen der verbleibenden Elemente zu bestimmen
ist. Diese Formate, welche vorzugsweise unterschiedlich von dem
ausgewählten
Format für den
vorherigen Elementsatz sind, können
irgendeines der oben diskutierten oder irgendein anderes Format,
welches dem Stand der Technik nach bekannt ist, beinhalten. Der
Prozess fährt
dann zum Schritt 312 fort, in welchem das Bindeprogramm 206 eine
Nachricht an das Design-Programm 202 leitet, um die verbleibenden
Elemente in dem ausgewählten
Format zu zeichnen.
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Es
sollte beachtet werden, dass die Schritte 308–312 wie
andere Schritte in dem veröffentlichten Prozess,
wie er in 3a gezeigt wird, an anderen Punkten
im Prozess ausgeführt
werden können.
Beispielsweise können
diese Schritte zwischen den Schritten 304 und 306 ausgeführt werden.
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Wie
Fachleuten offensichtlich sein sollte, kann ein Operator den Zeitablauf
virtuell zu jedem Zeitpunkt modifizieren und immer noch den Prozess nutzen,
welcher in 3a gezeigt wird, um schnell den
Gegenstand darzustellen, wie er an einem vorher ausgewählten Zeitpunkt
erscheint. Spezieller ausgedrückt,
eine Modifikation des Zeitablaufs ändert konsequent die Ausgabe
des Design-Programms 202. Modifikationen an den Design-Plänen des
Gegenstandes können
so implementiert werden und schnell umgesetzt werden, was konsequenterweise
die Effizienz des Erstellungs- oder Abbauprozesses verbessert.
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Wie
oben aufgeführt,
kann jedes Element eines Gegenstandes zwei oder mehr zugeordnete
Zeitpunkte auf dem Zeitablauf besitzen, wie z.B. den Startzeitpunkt
und den Endzeitpunkt für
jedes Element. Die Elemente, welche einen Startzeitpunkt vor dem
vorher festgelegten Zeitpunkt an (von Schritt 300) besitzen
und einen Endzeitpunkt nach dem vorher festgelegten Zeitpunkt haben,
können
als "in der Erstellung" bzw. "im Aufbau" betrachtet werden.
Entsprechend können
in einigen Ausführungsformen
der Erfindung Elemente im Aufbau in einem ersten Format dargestellt
werden (z.B. Drahtmodell), während Elemente,
welche sowohl einen Start- und einen Endzeitpunkt besitzen, vor
oder an dem vorher festgelegten Zeitpunkt in einem zweiten Format
(z.B. Linienschattierung) dargestellt werden. Elemente, welche sowohl
einen Start- und einen Endzeitpunkt nach dem vorher festgelegten
Zeitpunkt besitzen, können in
einem dritten Format dargestellt werden (z.B. transparent oder teilweise
transparent). Das Bindeprogramm 206 kann den Prozess nutzen,
welcher in 3a gezeigt wird, um zu bestimmen,
in welchem der unterschiedlichen Formate jedes Element zu zeichnen
ist. Wenn ein derartiger Prozess benutzt wird, kann das Bindeprogramm 206 auf
den Zeitablauf zugreifen, um zu bestimmen, welche Elemente im Aufbau
sind, welche Elemente vollständig
sind bzw. vollendet sind und welche Elemente weder vollendet noch
im Aufbau sind. Das Bindeprogramm 206 kann dann das Design-Programm 202 steuern,
um die Elemente in den geeigneten Formaten zu zeichnen.
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3b und 3c zeigen
einen beispielhaften Gegenstand zu einem früheren Zeitpunkt und zu einem
nachfolgenden Zeitpunkt. In 3b ist
jedes der dargestellten Elemente im Drahtformat 350 gezeichnet,
da diese Elemente zu dem früheren
Zeitpunkt im Aufbau sind. Elemente, welche weder im Aufbau noch
zu dem Zeitpunkt vollendet sind, werden nicht gezeigt. In 3c werden
die Elemente des Gegenstandes, welche im Drahtformat 350 in 3b waren,
mit Schattierung gezeigt, wodurch angezeigt wird, dass diese Elemente
voll zu erstellen sind und dem Gegenstand bei dem nachfolgenden Zeitpunkt
hinzuzufügen
sind. Zusätzlich
sind Drahtmodellelemente in 3c gezeigt,
wodurch angezeigt wird, dass diese Elemente beim nachfolgenden Zeitpunkt
im Aufbau sind.
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In Übereinstimmung
mit anderen Ausführungsformen
der Erfindung kann das Bindeprogramm 206 so konfiguriert
sein, dass es Elemente eines Gegenstandes identifiziert, welche
ein gewöhnliches
Attribut gemeinsam haben und dann das Design-Programm 202 so
steuern, dass es diese Elemente in einem gewöhnlichen For mat darstellt.
Beispielsweise kann in Antwort auf eine Anforderung durch den Operator
das Bindeprogramm 206 alle Elemente, welche aus Stahl hergestellt
sind, in einem ausgewählten
Format (d.h. stelle all diese Elemente in einem festgelegten Blau
dar) darstellen. Neben anderen Dingen können gewöhnliche Attribute auf gewöhnlichen
Installationsdaten der Elemente, Elementmaterialien, Verkäufern/Herstellern
der Elemente, Elementkosten (z.B. alle Elemente, welche mehr als
$1.000 kosten) und der Funktion der Elemente basieren.
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4 zeigt
einen bevorzugten Prozess zum Steuern des Systems 200,
um Elemente darzustellen, welche ein gewöhnliches Attribut in einem
gewöhnlichen
Format besitzen. Der Prozess beginnt im Schritt 400, in
welchem die Attribute den Elementen zugeordnet werden. Dies kann
durch Darstellen eines graphischen Nutzer-Interfaces durchgeführt werden,
welches einen Operator in die Lage versetzt, ein Element auszuwählen und
ein oder mehrere Attribute diesem zuzuordnen. Da jedes der Elemente
vorzugsweise in einer Datenbank definiert ist, welche mit dem Projektprogramm
verbunden ist, werden die definierten Attribute vorzugsweise in
einer derartigen Datenbank gespeichert, wenn eines zugeordnet ist. Attribute
können
zu jedem Zeitpunkt zugeordnet, entfernt und/oder editiert werden.
Es ist jedoch vorzuziehen, dass die Attribute für jedes Element zugeordnet werden,
wenn der Gegenstand am Anfang gestaltet wird.
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Der
Prozess fährt
mit dem Schritt 402 fort, in welchem ein allgemeines Attribut
ausgewählt
wird. Ein graphisches Nutzer-Interface
kann für
den Operator angezeigt werden, um ein derartiges Attribut auszuwählen. In
einigen Ausführungsformen
können Boolesche
Operatoren, wie z.B. "AND" bzw. „UND" und "OR" bzw. „ODER", benutzt werden,
um gewöhnliche
Attribute zu kombinieren.
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Im
Schritt 404 wird eine Display-Gruppe definiert, welche
das gewöhnliche
Attribut (die gewöhnlichen
Attribute), welche(s) im Schritt 402 ausgewählt ist
(sind), besitzt. Ein Display-Format
kann dann über ein
graphisches Nutzer-Interface ausgewählt werden, um die Elemente
in der Display-Gruppe darzustellen. Alternativ kann das Display-Format
vorkonfiguriert werden, um ein Standardformat zu sein. Das Design-Programm 202 wird
dann durch das Bindeprogramm 206 gesteuert, um die Elemente
in der Display-Gruppe in dem ausgewählten Display-Format anzuzeigen.
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Der
Prozess fährt
dann mit dem Schritt 410 fort, in welchem die Information,
welche die Elemente in der Display-Gruppe identifiziert, im Speicher
gespeichert wird. Es kann ein Name der Display-Gruppe zugeordnet
werden, um diese für
nachfolgenden Gebrauch zu identifizieren. Entsprechend kann ein Operator
an einem nachfolgenden Zeitpunkt auf die bereits definierte Display-Gruppe
zugreifen und sie in einem ausgewählten Format darstellen. Eine
Vielzahl von ausgewählten
Display-Gruppen kann im Speicher für diese Zwecke gespeichert
werden.
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In Übereinstimmung
mit bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung kann das System 200 auch einen Operator in
die Lage versetzen, ein File in dem Rechnersystem 100 mit
irgendeinem Element oder einer Gruppe von Elementen in dem Gegenstand
graphisch zu assoziieren. Spezieller ausgedrückt, ein Icon, welches das
File repräsentiert,
kann nahe dem Element platziert werden und/oder eine Linie besitzen,
welche das Icon mit dem Element verbindet. In bevorzugten Ausführungsformen
besitzt das Icon eine Tiefe-Koordinate.
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5 zeigt
einen bevorzugten Prozess für graphisches
Assoziieren eines Files mit einem Element in dem Gegenstand. Der
Prozess beginnt im Schritt 500, in welchem ein Nutzer-Interface
dargestellt wird, welches ein Feld zum Platzieren eines Files in
dem Rechnersystem 100 besitzt. Das File kann irgendeine
Art von File sein, wie z.B. ein Wortbearbeitungs-File, ein graphisches
Bild-File, ein Tabellen-File oder ein Video-File. Sobald es ausgewählt ist,
platziert das Bindeprogramm 206 das File, um es an einem
Element in Übereinstimmung
mit herkömmlichen
Prozessen (Schritt 502) anzufügen. Der Prozess fährt mit
dem Schritt 504 fort, in welchem ein anderes Icon geschaffen
wird. Das Element, welches mit dem anderen Icon zu assoziieren ist,
kann auch zu irgendeinem Zeitpunkt während dieses Prozesses über ein
graphisches Nutzer-Interface oder über eine andere herkömmliche
Vorrichtung ausgewählt
werden (Schritt 506).
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Das
Bindeprogramm 206 leitet dann eine Nachricht an das Design-Programm 202,
um das Icon nahe dem Element zu zeichnen und dann eine Führungslinie
von dem Icon zu dem Element zu zeichnen (Schritt 508).
Die Nachricht kann Funktionen in dem Design-Programm API beinhalten,
welche das Design-Programm 202 veranlassen, das Icon und
die ihn begleitende Führungslinie
in der gewünschten
Weise auf der Display-Vorrichtung 170 anzuzeigen. Die nachfolgende
Auswahl des Icons über
eine Zeigevorrichtung löst
konsequenterweise das Applikationsprogramm aus, welches mit dem
File verbunden ist, wodurch der Operator in die Lage versetzt wird,
das File zu nutzen. Entsprechend kann ein Operator ein Schreibverarbeitungsdokument
schreiben, welches die Spezifikationen eines Elementes auflistet,
und dann dieses Dokument dem zugeordneten Element graphisch anhängen. Ein
nachfolgender System-Operator kann dann schnell und leicht die Spezifikationen
eines derartigen Teils wiedergewinnen, indem er nur das Icon auswählt.
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Identifizierende
Kennzeichnungen können auch
graphisch nahe einem Element dargestellt werden, um ein derartiges
Element zu identifizieren. Bis hierher kann ein graphisches Etikett
bzw. eine Kennzeichnung, welche einen Text oder andere Kennzeichnungen
besitzt, visuell mit einem zugeordneten Element über eine Führungslinie verbunden werden. Ein
graphisches Nutzer-Interface
kann benutzt werden, welches einen Operator in die Lage versetzt,
Etiketten bzw. Kennzeichnungen zu schaffen und/oder auszugeben.
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6 zeigt
ein beispielhaftes Display 600, welches durch das Design-Programm 202 hergestellt wurde,
wie es mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung benutzt
wurde. Das Display 600 beinhaltet vorzugsweise fünf getrennte,
aber zugeordnete Fenster. Ein erstes Fenster 602 ist eine räumliche
Ansicht des Gegenstandes, ein zweites Fenster 604 ist eine
Grundriss-(von oben)-Ansicht des Gegenstandes und ein drittes Fenster 606 ist eine
aufrechte (Seiten-)Ansicht des Gegenstandes. Die perspektivische
Ansicht zeigt vorzugsweise den Gegenstand, wie er zu einem ausgewählten Zeitpunkt
entsprechend mit bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
erscheint. Sowohl der Grundriss als auch die Seitenansicht beinhalten
vorzugsweise einen Betrachtungskonus bzw. -winkel 608, welche
gemeinsam die Ansicht des Gegenstandes zeigen, welcher durch die
perspektivische Ansicht dargestellt wird. Spezieller ausgedrückt, der
Betrachtungswinkel 608 simuliert die Betrachtung bzw. Sichtweise
einer Person, welche aktuell den Gegenstand betrachtet. Der Betrachtungswinkel 608 beinhaltet deshalb
bevorzugt ein Paar von divergierenden Linien, welche sich an ei nem
Scheitelpunkt 610 kreuzen, welcher den Ort einer Person
darstellt, welche den Gegenstand betrachtet.
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Ein
Operator kann um den Gegenstand mit Hilfe eines Navigationsfensters 62 auf
dem beispielhaften Display 600 navigieren. Dieses Fenster
ist speziell nützlich,
wenn der Gegenstand ein reelles Objekt ist, wie z.B. ein Kraftwerk.
In bevorzugten Ausführungsformen
beinhaltet das Navigationsfenster 612 eine Vielzahl von
Feldern, welche die Gegenstandsnavigation erleichtern. Neben anderen
Feldern kann das Navigationsfenster 612 einen Kompass 614 besitzen,
welcher die Richtung der Reise durch den Gegenstand anzeigt, und
ein stufenförmiges
Feld 616, welches die Größe bzw. Abmessungen der Schritte
zeigt, welche ein Operator virtuell schrittweise durch den Gegenstand
durchläuft
(falls der Gegenstand groß genug
ist).
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Informationen,
welche sich auf ein ausgewähltes
Element bezieht, kann in einem Informationsfenster 618 dargestellt
werden. In Übereinstimmung
mit bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung bewirkt die Auswahl eines Elementes, dass die Information,
welche sich auf den Gegenstand bezieht, in dem Informationsfenster 618 angezeigt
wird. Bis hierher kann ein Operator ein Text-File schaffen, welches
mit einem Element verbunden ist, und dann ein derartiges File über Software
dem Element anhängen.
Entsprechend löst
die Auswahl des Elementes auf der Display-Vorrichtung 170 (z.B. über Doppelanklicken
des Elements) aus, dass das Bindeprogramm 206 das File
im Speicher zurückgewinnt. Wenn
es einmal zurück
gewonnen ist, wird ein Unterlegungstext-Applikationsprogramm eingekoppelt, wodurch
die Textinformation in dem Informationsfenster 618 dargestellt
wird. In alternativen Ausführungsformen
kann ein Element nur durch Führen
eines Zeigers über
das Element und nicht über
das Klicken einer Maus ausgewählt
werden.
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In
einigen Ausführungsformen
der Erfindung kann der Fortschritt des Aufbau- oder Erstellungs- oder
Abbauprozesses mit Hilfe einer Animation API animiert werden, welche
ein Teil des Design-Programms API 208 ist. 7 zeigt
einen bevorzugten Prozess des Schaffens einer Animation des Aufbaus oder
des Abbaus eines Gegenstandes. Der Prozess beginnt im Schritt 700,
in welchem eine "aktuelle
Zeitpunkt"-Variable
initialisiert wird, dass sie der Anfangszeitpunkt im Zeitablauf
ist. Im Schritt 702 werden die Elemente, welche hinzugefügt oder
von dem Gegenstand im aktuellen Zeitpunkt zu entfernen sind, zu
einem File im Speicher durch das Design-Programm 202 gezeichnet.
Sobald das File gezeichnet ist, wird es als ein Rahmen gespeichert (Schritt 704).
Der Prozess fährt
dann mit dem Schritt 706 fort, in welchem bestimmt wird,
ob der Zeitablauf zusätzliche
Zeitpunkte besitzt, welche nachfolgend zu dem aktuellen Zeitpunkt
sind. Wenn es derartige Zeitpunkte gibt, dann bewegt sich der Prozess
zum Schritt 708, in welchem die aktuelle Zeitpunktsvariable
eingestellt wird, da sie der nächste
nachfolgende Zeitpunkt in dem Zeitablauf ist. Der Prozess geht dann
in der Schleife zurück
zu Schritt 702.
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Falls
im Schritt 706 bestimmt wird, dass es keine nachfolgenden
Zeitpunkte gibt, dann bewegt sich der Prozess zu Schritt 710,
in welchem das Bindeprogramm 206 das Design-Programm (über das API 208)
steuert, um eine Animation des Aufbaus oder des Abbaus des Gegenstandes
zu schaffen. Die Animation wird übereinstimmend
mit herkömmlichen Prozessen
geschaffen und vorzugsweise als ein "AVT"-File
in dem nichtflüchtigen
Speicher gespeichert.
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Wenn
die Design-Programme 202 ähnlich der oben aufgeführten MICROSOFT
PROJECTTM 4.1-Projekt-Software benutzt werden,
kann ein Operator durch den Gegenstand über das perspektivische Sichtfenster
durchlaufen, indem er die Maus bewegt. In anderen Ausführungsformen
kann eine vorher festgelegte Animation des Gegenstandes geschaffen
werden, welche den Durchlauf einer Person durch den Gegenstand simuliert.
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Das
Bindeprogramm 206 kann als ein Rechnerprogramm implementiert
werden, welches in irgendeiner der gut bekannten Programmiersprachen geschrieben
ist. Neben anderen Typen können
derartige Programmiersprachen entweder Prozedur-orientierte Sprachen
(z.B. FORTRAN) oder objektorientierte Sprachen (z.B. C++) sein.
In bevorzugten Ausführungsformen
ist das Bindeprogramm 206 in die DELPHITM -Programmiersprache
implementiert und ist eine Erweiterungskomponente in dem Design-Programm 202.
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In
einer alternativen Ausführungsform
kann das veröffentlichte
graphische System 200 als ein Rechnerprogrammprodukt für das Gebrauchen
mit einem Rechnersystem implementiert sein. Eine derartige Implementierung
kann eine Reihe von Rechnerinstruktionen beinhalten, welche entweder
auf einem greifbaren Medium, wie z.B. einem rechnerlesbaren Medium
(z.B. eine Diskette, eine CD-ROM, oder Festplatte) festgelegt oder über ein
Modem oder eine andere Interface-Vorrichtung, wie z.B. einen Kommunikationsadapter,
welcher über
ein Netzwerk oder über
ein Medium angeschlossen ist, zu einem Rechnersystem übertragbar
ist. Das Medium kann entweder ein greifbares Medium (z.B. optische
oder analoge Kommunikationsleitungen) oder ein Medium sein, welches über Funktechnik
(z.B. Mikrowellen-, Infrarot- oder
andere Übertragungstechniken)
implementiert ist. Die Reihen von Rechnerinstruktionen beinhalten
die gesamte oder einen Teil der Funktionalität, welche vorher hier mit Bezug
auf das System beschrieben wurde. Die Fachleute sollten würdigen, dass
derartige Rechnerinstruktionen in einer Anzahl von Program miersprachen
zum Gebrauchen mit vielen Rechnerarchitekturen oder Betriebssystemen
geschrieben werden können.
Außerdem
können
derartige Instruktionen in jeder Speichervorrichtung, wie z.B. Halbleiter-,
magnetischen, optischen oder anderen Speichervorrichtungen, gespeichert
werden und können übertragen
werden, indem irgendeine Kommunikationstechnologie, wie z.B. optische,
Infrarot-, Mikrowelle- oder andere Übertragungstechnologie, genutzt
wird. Es wird erwartet, dass ein derartiges Rechnerprogrammprodukt
als ein entfernbares Medium mit beigefügter gedruckter oder elektronischer Dokumentation
(z.B. Software in Schutzhülle),
auf einem Rechnersystem voraufgeladen (z.B. auf einer System-ROM
oder einer Festplatte) oder von einem Server oder einem elektronischen
Schwarzen Brett über
das Netzwerk (z.B. das Internet oder das World Wide Web) verteilt
werden kann.
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Obwohl
verschiedene beispielhafte Ausführungsformen
der Erfindung veröffentlicht
wurden, sollte es für
Fachleute offensichtlich sein, dass verschiedene Änderungen
durchgeführt
werden können,
ohne vom Umfang der Erfindung, welche nur durch die angehängten Ansprüche begrenzt
sind, abzuweichen.