申請者らは、計算機内の自由形状モデルに対して、あたかもそれが実在しているかのような感覚で操作するための装置として、空間インタフェース装置(SPIDAR)を開発してきた。この装置は、設計者の指先の位置を計算機に入力するポインティング機能と指先へ操作時の触覚・力覚情報をフィードバックする機能を兼ね揃えた装置である。この装置と実時間グラフィックス表示装置を組み合わせることにより、いわゆる人工現実感と呼ばれる仮想操作環境を構成することができる。
本研究では、この空間インタフェース装置を基本のインタフェースデバイスと位置づけ、さらに創造的な自由形状設計を実現するための機能、すなわち、柔軟性の高い三次元形状の入力装置、高度なレンダリング機能を有する立体表示装置、自由形状の生成、変形、加工を可能にする自由形状モデラなどを統合化して、次世代の形状設計支援システム仮想クレイモデリングシステムを実現することを目指したインタフェースの構築を目的とする。
本研究で目標する創造的設計環境システムは、
1.自由形状設計支援プロセッサシステム 2.三次元自由形状モデラ管理システム
3.自由形状設計加工システム 4.自由形状入力システム
の4つの部分からなり、全体で仮想設計環境を構成している。これらの各サブシステムの操作環境において、いずれも触覚表示機能を有するインタフェースが不可欠である。
本研究ではこれらのサブシステムの実現に必要とされる直接操作のためのインタフェースの基本機能を明らかにして、それを実現するインタフェースの基本構造を設計した。
さらに三次元自由形状モデラ管理システムを構築し、インタフェース装置と統合することで自由形状設計のための仮想モデリンダシステムを構成した。このシステムの自由形状設計における有効性を実験により確認した。