JPH09138637A - 模擬視界装置 - Google Patents
模擬視界装置Info
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- JPH09138637A JPH09138637A JP7294121A JP29412195A JPH09138637A JP H09138637 A JPH09138637 A JP H09138637A JP 7294121 A JP7294121 A JP 7294121A JP 29412195 A JP29412195 A JP 29412195A JP H09138637 A JPH09138637 A JP H09138637A
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- A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- A63F2300/10—Features of games using an electronically generated display having two or more dimensions, e.g. on a television screen, showing representations related to the game characterized by input arrangements for converting player-generated signals into game device control signals
- A63F2300/1012—Features of games using an electronically generated display having two or more dimensions, e.g. on a television screen, showing representations related to the game characterized by input arrangements for converting player-generated signals into game device control signals involving biosensors worn by the player, e.g. for measuring heart beat, limb activity
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- A63F2300/00—Features of games using an electronically generated display having two or more dimensions, e.g. on a television screen, showing representations related to the game
- A63F2300/60—Methods for processing data by generating or executing the game program
- A63F2300/66—Methods for processing data by generating or executing the game program for rendering three dimensional images
- A63F2300/6661—Methods for processing data by generating or executing the game program for rendering three dimensional images for changing the position of the virtual camera
-
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- A63F2300/6661—Methods for processing data by generating or executing the game program for rendering three dimensional images for changing the position of the virtual camera
- A63F2300/6676—Methods for processing data by generating or executing the game program for rendering three dimensional images for changing the position of the virtual camera by dedicated player input
Landscapes
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
- Processing Or Creating Images (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】実空間の視点の移動と連動して仮想空間におけ
る模擬視界画像が変化する模擬視界装置を提供する。 【解決手段】予め設定されている仮想空間において使用
者の操作に応じた模擬視界画像を生成する模擬視界装置
において、実空間における使用者の頭部の位置および姿
勢を検出する頭部位置検出部1と、この実空間における
使用者の頭部の位置および姿勢に基づいて、仮想空間に
おける使用者の視点の位置、視野、および姿勢に関する
各情報を算出する視界表示情報算出部2と、この仮想空
間における視点の位置、視野、および姿勢に関する各情
報を使用して、仮想空間における使用者の視点から観測
される模擬視界画像を生成する模擬視界生成部3と、こ
の模擬視界画像3を表示する模擬視界表示部4とを有す
る。
る模擬視界画像が変化する模擬視界装置を提供する。 【解決手段】予め設定されている仮想空間において使用
者の操作に応じた模擬視界画像を生成する模擬視界装置
において、実空間における使用者の頭部の位置および姿
勢を検出する頭部位置検出部1と、この実空間における
使用者の頭部の位置および姿勢に基づいて、仮想空間に
おける使用者の視点の位置、視野、および姿勢に関する
各情報を算出する視界表示情報算出部2と、この仮想空
間における視点の位置、視野、および姿勢に関する各情
報を使用して、仮想空間における使用者の視点から観測
される模擬視界画像を生成する模擬視界生成部3と、こ
の模擬視界画像3を表示する模擬視界表示部4とを有す
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば各種のシミ
ュレータもしくは娯楽用の遊具に適用する模擬視界装置
に関する。
ュレータもしくは娯楽用の遊具に適用する模擬視界装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、例えば自動車や航空機の運転シミ
ュレータやビデオゲーム装置に適用する模擬視界装置が
開発されている。このような模擬視界装置には、使用者
の操作に応じてあたかも実際の経験と同等の感覚を得る
ことのできる機能が求められる。このための方法の一つ
として、計算機によって目的とする仮想空間を作成し、
使用者の操作に応じて変化する模擬計算処理の結果を模
擬視界画像に変換して表すことが行われている。
ュレータやビデオゲーム装置に適用する模擬視界装置が
開発されている。このような模擬視界装置には、使用者
の操作に応じてあたかも実際の経験と同等の感覚を得る
ことのできる機能が求められる。このための方法の一つ
として、計算機によって目的とする仮想空間を作成し、
使用者の操作に応じて変化する模擬計算処理の結果を模
擬視界画像に変換して表すことが行われている。
【0003】このような模擬視界装置では、例えば以下
のように模擬視界画像が生成される。すなわち、実空間
における使用者の視点および表示画面の三次元的な位置
関係に基づいて、仮想空間における使用者の視点および
表示画面の三次元的な位置が予め設定される。この設定
された位置に基づいて、例えば仮想空間において使用者
の視点から表示画面を見た場合の視点の位置、仮想空間
において視点から表示画面を見た場合の視野の広さ、お
よび仮想空間において視点から表示画面を見た場合の視
点の姿勢に関する各情報が算出される。これらの視点の
位置、視野の広さ、および視点の姿勢に関する各情報に
基づいて、仮想空間における使用者の視点から観測され
る模擬視界画像が生成される。
のように模擬視界画像が生成される。すなわち、実空間
における使用者の視点および表示画面の三次元的な位置
関係に基づいて、仮想空間における使用者の視点および
表示画面の三次元的な位置が予め設定される。この設定
された位置に基づいて、例えば仮想空間において使用者
の視点から表示画面を見た場合の視点の位置、仮想空間
において視点から表示画面を見た場合の視野の広さ、お
よび仮想空間において視点から表示画面を見た場合の視
点の姿勢に関する各情報が算出される。これらの視点の
位置、視野の広さ、および視点の姿勢に関する各情報に
基づいて、仮想空間における使用者の視点から観測され
る模擬視界画像が生成される。
【0004】この結果、従来の模擬視界装置を例えば自
動車の運転のシミュレータに適用すると、仮想空間の自
動車の模擬的進行と共に仮想空間における視点および表
示画面が進行する。従って、表示画面に写しだされる模
擬視界画像が更新され、使用者はあたかも実際に自動車
に乗って進行しているかのように感じることになる。
動車の運転のシミュレータに適用すると、仮想空間の自
動車の模擬的進行と共に仮想空間における視点および表
示画面が進行する。従って、表示画面に写しだされる模
擬視界画像が更新され、使用者はあたかも実際に自動車
に乗って進行しているかのように感じることになる。
【0005】ところで、従来の模擬視界装置において
は、仮想空間における使用者の視点の位置、視野の広
さ、および視点の姿勢に関する各情報の値はそれぞれ一
定値として設定される。つまり、従来の模擬視界装置に
おいては、仮想空間の視点と表示画面との三次元的な位
置関係は常に一定であった。
は、仮想空間における使用者の視点の位置、視野の広
さ、および視点の姿勢に関する各情報の値はそれぞれ一
定値として設定される。つまり、従来の模擬視界装置に
おいては、仮想空間の視点と表示画面との三次元的な位
置関係は常に一定であった。
【0006】ところで、一般に使用者は頭を動かしたり
首を振ったりするために、実空間においては使用者の視
点と表示装置との三次元的な位置関係が変動することが
ある。ここで、仮想空間において使用者の視点から表示
画面を見るということを、例えば実空間において人が窓
から景色を見ることと同等であると仮定してみる。人が
窓から景色を見ているときに視点の位置を変化させる
と、窓から見える景色はそれに応じて変化し、窓から近
い位置の景色ほど変化は大きくなる。すなわち、仮想空
間において視点の位置が変化すると、表示画面の模擬視
界画像はそれに応じて変化し、その変化は仮想空間にお
いて表示画面に近いところほど大きくなると考えられ
る。
首を振ったりするために、実空間においては使用者の視
点と表示装置との三次元的な位置関係が変動することが
ある。ここで、仮想空間において使用者の視点から表示
画面を見るということを、例えば実空間において人が窓
から景色を見ることと同等であると仮定してみる。人が
窓から景色を見ているときに視点の位置を変化させる
と、窓から見える景色はそれに応じて変化し、窓から近
い位置の景色ほど変化は大きくなる。すなわち、仮想空
間において視点の位置が変化すると、表示画面の模擬視
界画像はそれに応じて変化し、その変化は仮想空間にお
いて表示画面に近いところほど大きくなると考えられ
る。
【0007】しかし、上述したように従来の模擬視界装
置においては、仮想空間の視点と表示画面との三次元的
な位置関係は常に一定であり、実空間の視点の位置が変
化しても表示画面の模擬視界画像が変化することはな
く、使用者に実際の経験とは異なる感覚を与えてしまっ
ていた。
置においては、仮想空間の視点と表示画面との三次元的
な位置関係は常に一定であり、実空間の視点の位置が変
化しても表示画面の模擬視界画像が変化することはな
く、使用者に実際の経験とは異なる感覚を与えてしまっ
ていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
模擬視界装置においては、仮想空間における使用者の視
点と表示画面との三次元的な位置関係は常に一定である
ため、実空間において使用者の視点が移動しても仮想空
間の模擬視界画像は変化しないという問題点があった。
本発明は、実空間の使用者の視点の移動と連動して仮想
空間における模擬視界画像が変化する模擬視界装置を提
供することを目的とする。
模擬視界装置においては、仮想空間における使用者の視
点と表示画面との三次元的な位置関係は常に一定である
ため、実空間において使用者の視点が移動しても仮想空
間の模擬視界画像は変化しないという問題点があった。
本発明は、実空間の使用者の視点の移動と連動して仮想
空間における模擬視界画像が変化する模擬視界装置を提
供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、実空間の視点の変化に連動して仮想空間の視
点を変化させて、模擬視界画像を生成することを骨子と
している。すなわち本発明は、予め設定されている仮想
空間において使用者の操作に応じた模擬視界画像を生成
する模擬視界装置において、実空間における使用者の頭
部の位置および姿勢を検出する頭部位置検出手段と、頭
部位置検出手段によって検出された実空間における使用
者の頭部の位置および姿勢に基づいて、仮想空間におけ
る使用者の視点の位置、視野、および姿勢に関する各情
報を算出する視界表示情報算出手段と、視界表示情報算
出手段によって算出された仮想空間における視点の位
置、視野、および姿勢に関する各情報を使用して、仮想
空間における使用者の視点から観測される模擬視界画像
を生成する模擬視界生成手段と、模擬視界画像生成手段
によって生成された模擬視界画像を表示する模擬視界表
示手段とを有する。
本発明は、実空間の視点の変化に連動して仮想空間の視
点を変化させて、模擬視界画像を生成することを骨子と
している。すなわち本発明は、予め設定されている仮想
空間において使用者の操作に応じた模擬視界画像を生成
する模擬視界装置において、実空間における使用者の頭
部の位置および姿勢を検出する頭部位置検出手段と、頭
部位置検出手段によって検出された実空間における使用
者の頭部の位置および姿勢に基づいて、仮想空間におけ
る使用者の視点の位置、視野、および姿勢に関する各情
報を算出する視界表示情報算出手段と、視界表示情報算
出手段によって算出された仮想空間における視点の位
置、視野、および姿勢に関する各情報を使用して、仮想
空間における使用者の視点から観測される模擬視界画像
を生成する模擬視界生成手段と、模擬視界画像生成手段
によって生成された模擬視界画像を表示する模擬視界表
示手段とを有する。
【0010】このような構成の模擬視界装置において
は、実空間における頭部の位置および姿勢に基づいて仮
想空間における視点の位置、視野、および姿勢に関する
各情報が算出される。そして、算出された各情報を使用
して、仮想空間における使用者の視点から観測される模
擬視界画像が生成される。
は、実空間における頭部の位置および姿勢に基づいて仮
想空間における視点の位置、視野、および姿勢に関する
各情報が算出される。そして、算出された各情報を使用
して、仮想空間における使用者の視点から観測される模
擬視界画像が生成される。
【0011】そのため、実空間において使用者が例えば
頭を動かすなどして視点が移動した場合でも、その実空
間の視点の変化に応じて仮想空間の視点が変化する。そ
して、変化した仮想空間の視点と表示画面との三次元的
な位置関係に基づいて、模擬視界画像が生成される。つ
まり、実空間の使用者の視点の移動にともなって模擬視
界画像も変化するので、使用者はより現実に近い感覚を
得ることが可能となる。
頭を動かすなどして視点が移動した場合でも、その実空
間の視点の変化に応じて仮想空間の視点が変化する。そ
して、変化した仮想空間の視点と表示画面との三次元的
な位置関係に基づいて、模擬視界画像が生成される。つ
まり、実空間の使用者の視点の移動にともなって模擬視
界画像も変化するので、使用者はより現実に近い感覚を
得ることが可能となる。
【0012】ここで、仮想空間における視点の位置と
は、例えば仮想空間における視点の三次元的な座標であ
る。また、仮想空間における視点の視野とは、例えば仮
想空間に模擬視界表示手段の位置を仮定した場合に、視
点から模擬視界表示手段を見た場合に観測される仮想空
間の広さである。さらに、仮想空間における視点の姿勢
とは、仮想空間の視点から模擬視界表示手段を見た場合
の姿勢、すなわち使用者の視線方向と左右の傾きであ
る。
は、例えば仮想空間における視点の三次元的な座標であ
る。また、仮想空間における視点の視野とは、例えば仮
想空間に模擬視界表示手段の位置を仮定した場合に、視
点から模擬視界表示手段を見た場合に観測される仮想空
間の広さである。さらに、仮想空間における視点の姿勢
とは、仮想空間の視点から模擬視界表示手段を見た場合
の姿勢、すなわち使用者の視線方向と左右の傾きであ
る。
【0013】
(装置の構成)図1は、本発明の実施形態に係る模擬視
界装置の構成を示すブロック図である。この模擬視界装
置は大別して、頭部センサ1、視点表示情報算出部2、
模擬視界生成部3、およびCRTディスプレイ4を有し
ている。
界装置の構成を示すブロック図である。この模擬視界装
置は大別して、頭部センサ1、視点表示情報算出部2、
模擬視界生成部3、およびCRTディスプレイ4を有し
ている。
【0014】頭部センサ1は、磁気センサ5および磁気
源6を有し、磁気センサ5によって磁気源6から発生す
る磁気を検知し、使用者11の頭部の三次元的な位置で
ある頭部位置データ100を出力するものである。
源6を有し、磁気センサ5によって磁気源6から発生す
る磁気を検知し、使用者11の頭部の三次元的な位置で
ある頭部位置データ100を出力するものである。
【0015】磁気センサ5は、例えばホール素子、磁気
抵抗素子などから構成されており、磁気源6から発生す
る磁気を十分検知できる範囲で、磁気源6に対して三次
元的な相対位置を変化させることができる場所に設置す
るものである。具体的には、磁気センサ5は使用者11
の被るヘルメット等に設置される。
抵抗素子などから構成されており、磁気源6から発生す
る磁気を十分検知できる範囲で、磁気源6に対して三次
元的な相対位置を変化させることができる場所に設置す
るものである。具体的には、磁気センサ5は使用者11
の被るヘルメット等に設置される。
【0016】磁気源6は、CRTディスプレイ4に対す
る三次元的な相対位置が一定であるように構成される。
具体的には、磁気源6は使用者11が座る座席に設置さ
れ、この座席とCRTディスプレイ4とが結合して構成
される。
る三次元的な相対位置が一定であるように構成される。
具体的には、磁気源6は使用者11が座る座席に設置さ
れ、この座席とCRTディスプレイ4とが結合して構成
される。
【0017】本実施形態の視界表示情報算出部2は、シ
ミュレーション部7、視点位置算出部8、視野算出部
9、および視点姿勢算出部10を有しており、通常では
汎用計算機により構成されるものである。
ミュレーション部7、視点位置算出部8、視野算出部
9、および視点姿勢算出部10を有しており、通常では
汎用計算機により構成されるものである。
【0018】シミュレーション部7は、目的とする仮想
空間が予め設定されていて、この仮想空間において使用
者の操作に応じた模擬計算処理を実行し、さらに模擬計
算の処理結果に基づいて仮想空間における表示画面の位
置を算出するものである。
空間が予め設定されていて、この仮想空間において使用
者の操作に応じた模擬計算処理を実行し、さらに模擬計
算の処理結果に基づいて仮想空間における表示画面の位
置を算出するものである。
【0019】具体的には、シミュレーション部7は、仮
想空間において使用者の操作に応じた所定の模擬計算処
理を実行し、この処理結果である模擬計算結果データ1
01を模擬視界生成部3に出力する。次に、シミュレー
ション部7は、模擬計算の結果に基づいて、仮想空間に
おけるCRTディスプレイ4の画像表示部の三次元的な
位置を算出し、この処理結果である仮想位置データ10
2を視点位置算出部7、視野算出部7、および視点姿勢
算出部10のそれぞれに出力する。
想空間において使用者の操作に応じた所定の模擬計算処
理を実行し、この処理結果である模擬計算結果データ1
01を模擬視界生成部3に出力する。次に、シミュレー
ション部7は、模擬計算の結果に基づいて、仮想空間に
おけるCRTディスプレイ4の画像表示部の三次元的な
位置を算出し、この処理結果である仮想位置データ10
2を視点位置算出部7、視野算出部7、および視点姿勢
算出部10のそれぞれに出力する。
【0020】ここで、例えば本実施形態を自動車の運転
シミュレータに適用する場合、シミュレーション部7は
自動車の走行を模擬する計算処理を実行し、仮想空間に
おける表示画面(実際の自動車ではフロントガラスに相
当する)の中心位置について、模擬されている仮想空間
における三次元的な位置を算出する。
シミュレータに適用する場合、シミュレーション部7は
自動車の走行を模擬する計算処理を実行し、仮想空間に
おける表示画面(実際の自動車ではフロントガラスに相
当する)の中心位置について、模擬されている仮想空間
における三次元的な位置を算出する。
【0021】視点位置算出部8は、頭部センサ1から出
力される頭部位置データ100と予め定められた磁気源
6とCRTディスプレイ4との三次元的な位置関係に基
づいて、使用者11の頭部におけるCRTディスプレイ
4に対する三次元的な位置を算出するものである。
力される頭部位置データ100と予め定められた磁気源
6とCRTディスプレイ4との三次元的な位置関係に基
づいて、使用者11の頭部におけるCRTディスプレイ
4に対する三次元的な位置を算出するものである。
【0022】視点位置算出部8は、さらに、使用者11
の頭部におけるCRTディスプレイ4に対する三次元的
な位置、予め設定されている使用者11の頭部と視点と
の三次元的な位置関係、およびシミュレーション部7か
ら出力される仮想位置データ102のそれぞれに基づい
て、仮想空間における使用者11の視点の三次元的な位
置を算出し、この処理結果である視点位置データ103
を、模擬視界画像生成部3、視野算出部9、および視点
姿勢算出部10のそれぞれに出力するものである。
の頭部におけるCRTディスプレイ4に対する三次元的
な位置、予め設定されている使用者11の頭部と視点と
の三次元的な位置関係、およびシミュレーション部7か
ら出力される仮想位置データ102のそれぞれに基づい
て、仮想空間における使用者11の視点の三次元的な位
置を算出し、この処理結果である視点位置データ103
を、模擬視界画像生成部3、視野算出部9、および視点
姿勢算出部10のそれぞれに出力するものである。
【0023】ここで、視点位置算出部8は、上述した仮
想空間における使用者11の三次元的な位置の算出にお
いて、例えば使用者11の両眼の中心位置を使用者11
の視点とし、使用者11はCRTディスプレイ4に対し
てある方向に顔を向けていると仮定して幾何学的に視点
位置を算出する。なお、使用者11の頭部と視点との三
次元的な位置関係は、予めカメラ等で使用者11を撮影
して個別に位置のデータをとり、このデータに基づいて
設定するようにしてもよい。
想空間における使用者11の三次元的な位置の算出にお
いて、例えば使用者11の両眼の中心位置を使用者11
の視点とし、使用者11はCRTディスプレイ4に対し
てある方向に顔を向けていると仮定して幾何学的に視点
位置を算出する。なお、使用者11の頭部と視点との三
次元的な位置関係は、予めカメラ等で使用者11を撮影
して個別に位置のデータをとり、このデータに基づいて
設定するようにしてもよい。
【0024】視野算出部9は、シミュレーション部7か
ら出力される仮想位置データ102と、視点位置算出部
8から出力される視点位置データ103とに基づいて、
仮想空間において使用者11の視点からCRTディスプ
レイ4の表示画面を見た場合に、仮想空間の画像がどの
程度の視野で見えるかを算出し、例えば視野角や、仮想
空間の座標範囲で示して、視野データ104として出力
するものである。
ら出力される仮想位置データ102と、視点位置算出部
8から出力される視点位置データ103とに基づいて、
仮想空間において使用者11の視点からCRTディスプ
レイ4の表示画面を見た場合に、仮想空間の画像がどの
程度の視野で見えるかを算出し、例えば視野角や、仮想
空間の座標範囲で示して、視野データ104として出力
するものである。
【0025】視点姿勢算出部10は、シミュレーション
部7から出力される仮想位置データ102と、視点位置
算出部8から出力される視点位置データ103とに基づ
いて、使用者11の視点の姿勢、すなわち使用者11の
視線方向と左右の傾きとを算出し、例えばマトリクスや
角度などで示して、視点姿勢データ105として出力す
るものである。
部7から出力される仮想位置データ102と、視点位置
算出部8から出力される視点位置データ103とに基づ
いて、使用者11の視点の姿勢、すなわち使用者11の
視線方向と左右の傾きとを算出し、例えばマトリクスや
角度などで示して、視点姿勢データ105として出力す
るものである。
【0026】図2は、同実施形態における視点位置デー
タ103、視野データ104、および視点姿勢データ1
05の例を示した図である。今、仮想空間において使用
者11の視点12からCRTディスプレイ4の表示画面
13を見ることを想定する。この場合、視点12の視点
位置データ103が仮想空間の座標(x,y,z)によ
って示されている。また、視点12の位置から表示画面
13を見たときの仮想空間の視野データ104が、視点
12と表示画面13の中心14とを結んだ直線と、視点
12と表示画面13の右上端15とを接続した直線との
角度である視野角θによって示されている。さらに、視
点12の視点姿勢データ105が、視点12に対する表
示画面の中心14についてのベクトルα,β,γとして
示されている。
タ103、視野データ104、および視点姿勢データ1
05の例を示した図である。今、仮想空間において使用
者11の視点12からCRTディスプレイ4の表示画面
13を見ることを想定する。この場合、視点12の視点
位置データ103が仮想空間の座標(x,y,z)によ
って示されている。また、視点12の位置から表示画面
13を見たときの仮想空間の視野データ104が、視点
12と表示画面13の中心14とを結んだ直線と、視点
12と表示画面13の右上端15とを接続した直線との
角度である視野角θによって示されている。さらに、視
点12の視点姿勢データ105が、視点12に対する表
示画面の中心14についてのベクトルα,β,γとして
示されている。
【0027】模擬視界生成装置3は、シミュレーション
部から出力される模擬計算結果データ101、視点位置
算出部8から出力される視点位置データ103、視野算
出部9から出力される視野データ104、および視点姿
勢算出部10から出力される視点姿勢データ105のそ
れぞれに基づいて模擬視界画像106を生成してCRT
ディスプレイ4に出力するものである。
部から出力される模擬計算結果データ101、視点位置
算出部8から出力される視点位置データ103、視野算
出部9から出力される視野データ104、および視点姿
勢算出部10から出力される視点姿勢データ105のそ
れぞれに基づいて模擬視界画像106を生成してCRT
ディスプレイ4に出力するものである。
【0028】CRTディスプレイ4は、模擬視界生成装
置3の生成した模擬視界画像106を使用者11に対し
て表示するものである。次に、本実施形態の動作につい
て以下に説明する。
置3の生成した模擬視界画像106を使用者11に対し
て表示するものである。次に、本実施形態の動作につい
て以下に説明する。
【0029】(本実施形態の動作)まず、使用者11が
磁気センサ5の設けられたヘルメット等を被り、装置を
起動したと想定する。磁気センサ5は磁気源6の磁気を
検知し、使用者11の頭部のの三次元的位置を算出し
て、頭部位置データ100として視点位置算出部8に出
力する。
磁気センサ5の設けられたヘルメット等を被り、装置を
起動したと想定する。磁気センサ5は磁気源6の磁気を
検知し、使用者11の頭部のの三次元的位置を算出し
て、頭部位置データ100として視点位置算出部8に出
力する。
【0030】一方、磁気センサ1における頭部の位置検
出処理とは独立して、シミュレーション部8は所定の模
擬計算処理を実行し、この処理結果である模擬計算結果
データ101を出力する。この模擬計算結果データ10
1は、模擬視界生成部3に入力される。
出処理とは独立して、シミュレーション部8は所定の模
擬計算処理を実行し、この処理結果である模擬計算結果
データ101を出力する。この模擬計算結果データ10
1は、模擬視界生成部3に入力される。
【0031】さらに、シミュレーション部8は、模擬計
算の処理結果に基づいて、仮想空間におけるCRTディ
スプレイ4の表示画面の三次元的な位置を算出し、この
算出結果である仮想位置データ102を出力する。この
仮想位置データ102は、視点位置算出部8、視野算出
部9、および視点位置算出部10のそれぞれに入力され
る。
算の処理結果に基づいて、仮想空間におけるCRTディ
スプレイ4の表示画面の三次元的な位置を算出し、この
算出結果である仮想位置データ102を出力する。この
仮想位置データ102は、視点位置算出部8、視野算出
部9、および視点位置算出部10のそれぞれに入力され
る。
【0032】次に、視点位置算出部8は、頭部位置デー
タ100および仮想位置データ102に基づいて、仮想
空間における使用者11の視点の三次元的位置を算出
し、この算出結果である視点位置データを103を出力
する。この視点位置データ103は、模擬視界生成部
3、視野算出部9、および視点姿勢算出部10のそれぞ
れに入力される。
タ100および仮想位置データ102に基づいて、仮想
空間における使用者11の視点の三次元的位置を算出
し、この算出結果である視点位置データを103を出力
する。この視点位置データ103は、模擬視界生成部
3、視野算出部9、および視点姿勢算出部10のそれぞ
れに入力される。
【0033】次に、視野算出部9は、仮想位置データ1
01および視点位置データ103に基づいて、仮想空間
における使用者の視点位置からCRTディスプレイ4の
表示画面を見た場合の仮想空間の視野を算出し、この算
出結果である視野データ104を出力する。この視野デ
ータ104は模擬視界生成部3に入力される。
01および視点位置データ103に基づいて、仮想空間
における使用者の視点位置からCRTディスプレイ4の
表示画面を見た場合の仮想空間の視野を算出し、この算
出結果である視野データ104を出力する。この視野デ
ータ104は模擬視界生成部3に入力される。
【0034】一方、上述した視野算出部9とは別に、視
点姿勢算出部10は、仮想位置データ101および視点
位置データ103に基づいて、仮想空間における使用者
11の視点の姿勢を算出し、この算出結果である視点姿
勢データ105を出力する。この視点姿勢データ105
は模擬視界生成部3に入力される。
点姿勢算出部10は、仮想位置データ101および視点
位置データ103に基づいて、仮想空間における使用者
11の視点の姿勢を算出し、この算出結果である視点姿
勢データ105を出力する。この視点姿勢データ105
は模擬視界生成部3に入力される。
【0035】次に、模擬視界生成部3は、視点位置デー
タを103、視野データ104、および視点姿勢データ
105のそれぞれに基づいて、模擬視界画像106を生
成して出力する。この模擬視界画像106はCRTディ
スプレイ4に表示される。
タを103、視野データ104、および視点姿勢データ
105のそれぞれに基づいて、模擬視界画像106を生
成して出力する。この模擬視界画像106はCRTディ
スプレイ4に表示される。
【0036】上述した通り本実施形態においては、実空
間における使用者11の視点の移動と連動して、仮想空
間の使用者11の視点が変化し、その結果が考慮されて
仮想空間における模擬視界画像106が生成される。そ
のため、実空間の使用者11の視点の動きに応じて仮想
空間における模擬視界画像106が変化する。
間における使用者11の視点の移動と連動して、仮想空
間の使用者11の視点が変化し、その結果が考慮されて
仮想空間における模擬視界画像106が生成される。そ
のため、実空間の使用者11の視点の動きに応じて仮想
空間における模擬視界画像106が変化する。
【0037】図3は、同実施形態における視点の移動に
ともなう模擬視界画像106の変化の例を示す図であ
る。ここで、視点16からCRTディスプレイ4の表示
画面13を見ているときは、表示画面13には仮想空間
の木18が画像20のように表示される。今、例えば実
空間において使用者11が身を乗り出すなどして、使用
者11の視点が視点16から視点17に移ったと想定す
る。この場合、仮想空間において視点17からは木18
の他に石19を見ることができるので、表示画面13に
は画像21が表示される。
ともなう模擬視界画像106の変化の例を示す図であ
る。ここで、視点16からCRTディスプレイ4の表示
画面13を見ているときは、表示画面13には仮想空間
の木18が画像20のように表示される。今、例えば実
空間において使用者11が身を乗り出すなどして、使用
者11の視点が視点16から視点17に移ったと想定す
る。この場合、仮想空間において視点17からは木18
の他に石19を見ることができるので、表示画面13に
は画像21が表示される。
【0038】以上のように本実施形態は、実空間におい
て使用者が頭を動かすなどして視点が移動しても、それ
に応じてその視点から見えるべき模擬視界画像が表示さ
れる。そのため、使用者にはCRTディスプレイを見る
ことがあたかも現実の窓を介して景色を観察するかのよ
うに感じられて、より現実に近い感覚を得ることが可能
となる。
て使用者が頭を動かすなどして視点が移動しても、それ
に応じてその視点から見えるべき模擬視界画像が表示さ
れる。そのため、使用者にはCRTディスプレイを見る
ことがあたかも現実の窓を介して景色を観察するかのよ
うに感じられて、より現実に近い感覚を得ることが可能
となる。
【0039】本発明は上記実施形態に限定されるもので
はなく、次のように種々変形して実施することができ
る。 (1)上記実施形態では、頭部の位置検出処理は、磁気
センサ5および磁気源6を有する頭部センサ1によって
行われたが、ジャイロセンサ、超音波センサ、レーザ方
式のセンサ、もしくはレーダ方式のセンサ、もしくは頭
部をカメラ等で撮影した画像における画像処理によって
行われてもよい。例えば、ジャイロセンサを用いる場合
は、頭部の位置だけでなく頭部の傾きも三次元的に検出
できるので、より正確な視点位置の算出が可能になる。
また、これらを個別にもしくは組み合わせて実施しても
よい。 (2)上記実施形態では、頭部の位置検出の結果に基づ
いて視点姿勢を算出したが、眼球動作を検知するアイト
レーサ装置を用いて、眼球動作を直接検出してもよい。
このようにすると、使用者の視線の方向が直接的に検出
できるので、上記実施形態のように使用者がCRTディ
スプレイの表示画面の中央を見ていると仮定して視点姿
勢を計算する必要がなくなり、より正確な視点姿勢が算
出できる。 (3)上記実施形態では、視線表示情報算出部2は、汎
用計算機により構成されたが、視線表示情報算出部2の
各機能を複数の汎用計算機に分割してもよく、また各機
能の一部を専用の制御装置などの置き換えてもよい。さ
らに、模擬視界生成装置3の内部に視界情報算出装置2
の各機能の一部もしくは全部を組み込んでもよい。 (4)上記実施形態ではCRTディスプレイ4を用いて
模擬視界画像の表示が行われたが、プロジェクタなどの
各種の表示装置に置き換えてもよい。
はなく、次のように種々変形して実施することができ
る。 (1)上記実施形態では、頭部の位置検出処理は、磁気
センサ5および磁気源6を有する頭部センサ1によって
行われたが、ジャイロセンサ、超音波センサ、レーザ方
式のセンサ、もしくはレーダ方式のセンサ、もしくは頭
部をカメラ等で撮影した画像における画像処理によって
行われてもよい。例えば、ジャイロセンサを用いる場合
は、頭部の位置だけでなく頭部の傾きも三次元的に検出
できるので、より正確な視点位置の算出が可能になる。
また、これらを個別にもしくは組み合わせて実施しても
よい。 (2)上記実施形態では、頭部の位置検出の結果に基づ
いて視点姿勢を算出したが、眼球動作を検知するアイト
レーサ装置を用いて、眼球動作を直接検出してもよい。
このようにすると、使用者の視線の方向が直接的に検出
できるので、上記実施形態のように使用者がCRTディ
スプレイの表示画面の中央を見ていると仮定して視点姿
勢を計算する必要がなくなり、より正確な視点姿勢が算
出できる。 (3)上記実施形態では、視線表示情報算出部2は、汎
用計算機により構成されたが、視線表示情報算出部2の
各機能を複数の汎用計算機に分割してもよく、また各機
能の一部を専用の制御装置などの置き換えてもよい。さ
らに、模擬視界生成装置3の内部に視界情報算出装置2
の各機能の一部もしくは全部を組み込んでもよい。 (4)上記実施形態ではCRTディスプレイ4を用いて
模擬視界画像の表示が行われたが、プロジェクタなどの
各種の表示装置に置き換えてもよい。
【0040】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、実空間の
視点の移動と連動して仮想空間における模擬視界画像が
変化する模擬視界装置を提供できる。従って、本発明を
シミュレータ等に適用した場合に、使用者は実際の経験
に類似した感覚を得ることができる。
視点の移動と連動して仮想空間における模擬視界画像が
変化する模擬視界装置を提供できる。従って、本発明を
シミュレータ等に適用した場合に、使用者は実際の経験
に類似した感覚を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る模擬視界装置の構成を
示すブロック図
示すブロック図
【図2】同実施形態における視点位置データ、視野デー
タ、および視点姿勢データの例を示した図
タ、および視点姿勢データの例を示した図
【図3】同実施形態における視点の移動にともなう模擬
視界画像の変化の例を示す図
視界画像の変化の例を示す図
1…頭部センサ 2…視点表示情報算出部 3…模擬視界生成部 4…CRTディスプレイ 5…磁気センサ 6…磁気源 7…シミュレーション部 8…視点位置算出部 9…視野算出部 10…視点姿勢算出部 11…使用者 12…視点 13…表示画面 14…中心 15…右上端 16,17…視点 18…木 19…石 20,21…画像 100…頭部位置データ 101…模擬計算結果データ 102…仮想位置データ 103…視点位置データ 104…視野データ 105…視点姿勢データ 106…模擬視界画像 x,y,z…視点位置の座標 θ…視野角 α,β,γ…視点姿勢のベクトル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G09B 9/34 F41G 3/26 A // F41G 3/26 G06F 15/62 360
Claims (1)
- 【請求項1】予め設定されている仮想空間において使用
者の操作に応じた模擬視界画像を生成する模擬視界装置
において、 実空間における使用者の頭部の位置および姿勢を検出す
る頭部位置検出手段と、 前記頭部位置検出手段によって検出された実空間におけ
る使用者の頭部の位置および姿勢に基づいて、仮想空間
における使用者の視点の位置、視野、および姿勢に関す
る各情報を算出する視界表示情報算出手段と、 前記視界表示情報算出手段によって算出された仮想空間
における視点の位置、視野、および姿勢に関する各情報
を使用して、仮想空間における使用者の視点から観測さ
れる模擬視界画像を生成する模擬視界生成手段と、 前記模擬視界画像生成手段によって生成された模擬視界
画像を表示する模擬視界表示手段とを有することを特徴
とする模擬視界装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7294121A JPH09138637A (ja) | 1995-11-13 | 1995-11-13 | 模擬視界装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7294121A JPH09138637A (ja) | 1995-11-13 | 1995-11-13 | 模擬視界装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09138637A true JPH09138637A (ja) | 1997-05-27 |
Family
ID=17803570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7294121A Withdrawn JPH09138637A (ja) | 1995-11-13 | 1995-11-13 | 模擬視界装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09138637A (ja) |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10149089A (ja) * | 1996-09-20 | 1998-06-02 | Hitachi Software Eng Co Ltd | マルチアミューズメントシステム |
| FR2772908A1 (fr) * | 1997-12-24 | 1999-06-25 | Aerospatiale | Simulateur de tir de missiles avec immersion du tireur dans un espace virtuel |
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| WO2024166207A1 (ja) * | 2023-02-07 | 2024-08-15 | 日本電信電話株式会社 | 振動制御装置、vr装置、振動制御方法及びコンピュータプログラム |
-
1995
- 1995-11-13 JP JP7294121A patent/JPH09138637A/ja not_active Withdrawn
Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030204 |