CAWSES-II 宇宙天気国際協同研究データベース (2009-2013)

フォートランとC言語で書かれたサブルーチン群を用い、VRML (Virtual Reality Modeling Language) を利用した３次元可視化の方法と例題を示したデータベース。近年PCの能力が大幅に向上したことに伴いその有用性は益々高まっている。

This database presents the method of three dimensional visualization to use VRML (Virtual Reality Modeling Language) by Fortran and C language, and many examples of 3-dimensional visualization obtained from the computer simulation of the solar wind-magnetosphere interaction. It becomes more and more useful to use VRML in three dimensional visualization because ability of the PC quickly is progressed.

３次元の磁力線構造などを理解するために、座標軸を回転させて動画を作ることもよく使う方法である。市販の AVSなどの３次元画像解析ツールなどは、大変便利で有意義なものであるが、３次元画像表示はあまりにも多様性が あるので、本当に描きたい図を描こうとする場合、どうしても物足りない部分が出てくる。こうした場合、画像処理の 基本プログラムを組むことになる。私達は従来これを３次元画像解析専用機TITANやIndigo-2、及び３次元画像処理専用 ソフトウエアDore、AVS、Open-GLを用いることによって実行してきた。３次元空間で磁力線を描き、専用機の Zバッファなどの３次元画像処理機能を用いて、対象物を即座に回転したり、拡大縮小することにより、見易い 視点を選んで３次元構造の理解に役立ててきた。

しかし、VRML（Virtual Reality Modeling Language）の登場によって、３次元画像処理専用機と３次元画像 処理専用ソフトウエアを持たなくても、誰でもVRMLのビューアさえあれば３次元画像を自分の好きなように見ることができる状況が実現した。自分のコンピュータの能力に依存して３次元画像処理（回転、拡大縮小など）の速度は決まるが、最近のネットスケープやインターネットエクスプローラなどのブラウザを使えば、VRML2.0対応の cosmo player等のビューアが標準で付いている。パーソナルコンピュータも最近高速になってきたので、高速のcpuとグラフィックアクセラレータを積み、更に十分なメモリ（512 MB以上）を載せれば、SGI製のIndigo-2に劣らない性能を発揮できる。また、精度の高い３次元画像を快適に見たいのであれば WebspaceやCosmoworldsやCortonaの利用が 更に有効である。

VRMLファイルの作成をどう実現するかであるが、私達は、VRMLファイル作成のための Fortran Interface Subroutine Packageを準備し、フォートランプログラムを用いて、３次元シミュレーションデータから直接にVRML ファイル（*.wrl）を作っている。これは３次元と２次元の違いはあるが、PostScript画像ファイルを作成する方法と 同様の方法である。VRMLのビューアには通常視点を移動するwalkモードと対象物を移動・回転・ 拡大縮小するexamineモードがあり、磁気圏などの３次元構造をより詳しく調べることができる。現在の重要な問題点は、 地球磁気圏の３次元磁力線描画のVRMLファイルがasciiファイルを用いているために数ＭＢと非常に大きくなることである。これらの問題も圧縮VRMLファイルを標準に用いるとか、VRMLバイナリーファイルを用いることによって、 かなり改善されることが期待される。また、太陽風やＩＭＦの変化に伴う地球磁気圏の時間変化の３次元動画をVRMLで表示することもできるようになった。更に、最近のPCの性能の進歩に伴い、8MBのメモリを積んだ64 bit搭載のPCを用いれば、従来に比べて10-100倍以上複雑な３次元画像の生成と描画も実現できる。こうして、VRMLを用いた3次元可視化の世界が非常に広がってきたといえる。

Homepage of 3-Dimensional Visualization Using VRML

　../cddvd/sm0012.html

Homepage of Magnetosphere (Global): Data site

　http://center.stelab.nagoya-u.ac.jp/jst/jikiken.html

Homepage of the Center for Joint Observations and Data Processing

　http://center.stelab.nagoya-u.ac.jp/index.html