JPH10513593A - 触覚刺激によって強調された仮想現実を示す方法と、この方法を実行するシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 データ処理システムのユーザが仮想現実環境中を動き回ることを可能にし、ユーザが操作する制御装置に応じて、視覚ディスプレイにおいて前記仮想現実環境の視覚表現の連続物を発生することを具える方法。さらに、前記方法は、前記操作される制御装置に関係するフィードバックメカニズムを経て、利用可能な触覚刺激によるデータベースから予めプログラムされた動的な触覚刺激をユーザに与える。これを、選択的で、発生された前記視覚表現の連続物の実際の間隔に結合した制御の下で行い、さらに、前記制御装置の指示方向の予め決められた画像サブ領域に瞬間的にマッピングする。

Description

【発明の詳細な説明】 触覚刺激によって強調された仮想現実を示す方法と、この方法を 実行するシステム 発明の分野 本発明は、データ処理システムのユーザが仮想現実環境中を動き回ることを可 能にし、ユーザが操作する制御装置に応じて視覚ディスプレイにおいて前記仮想 現実環境の視覚表現の連続物を発生することを具える方法に関係する。 背景技術 しばらくの間、映画製作者は、視覚表現の印象は、音のような他の感覚の知覚 に関する刺激と組み合わせた場合、強調されるという事実を認識してきた。ある 映画は、観客が、スクリーン上に表示される動きに同期して動かされる台に腰掛 ける環境において上演された。例えば、ローラコースタに乗る映画の上映は、観 客に本当に乗っている感じを与えるために、傾き、振動する台が加えられ、地震 についての映画の上映は、不可聴音を使用し、観客を物理的に振動させる。しか しながら、観客は、示されているビデオ情報を越える影響も、前記台の傾きまた は振動を越える影響も受けない。 曲芸飛行シミュレータの状態は、ビデオ情報を、操縦席を有する実物大模型の コックピットを収容する台の傾けと組み合わせて使用する。ここで、前記コック ピット内の人は、前記操縦席の制御を通じて、前記台の動きおよび表示される前 記ビデオ情報の双方を誘導する。飛行経路の選択は、示される前記ビデオ情報を 決定し、傾き角は、人が席と共に飛行することによる慣性として感じられる重力 の方向を決定する。これらのシステムの使用、開発および保守は、極めて費用が 掛かり、大規模な娯楽または専門的な使用に対してのみ商業的に利用できること は明らかである。 ジェイコブズ、他に対する米国特許明細書５４５９３８２号は、６つの自由度 を有する仮想現実環境における触覚フィードバックを与える方法を記載している 。インタフェース装置においてユーザによってもたらされる実際の動き制御に応 じて、最初に、仮想現実力場発生器を活性化し、この仮想現実力場発生器は、力 信号を前記インタフェース装置に戻って発生させる。保守的な力場の定義によっ て、ユーザに後に実世界において実行しなければならない操作を訓練させるよう に、種々の形式の力フィートバックをユーザに対してエミュレートすることがで きる。しかしながら、前記参考文献は、より複雑な実生活の操作を形成する予期 しない、特に、動的な妨害の訓練を考慮していない。さらに、前記参考文献は、 娯楽システムに適当であるような完全な仮想現実よりも、実世界をシミュレート することに主に関係する。 発明の要約 したがって、とりわけ、本発明の目的は、ユーザが、特に、このような予期し ない妨害を処理しなければならない、強調された仮想現実を体験できるようにす る低費用な方法を提供することである。他の目的は、マルチメディア環境におけ るこのような方法を提供することである。 ここで、その態様の１つにより、本発明による方法は、前記操作される制御装 置に関係するフィードバックメカニズムを経て、利用可能な触覚刺激によるデー タベースから予めプログラムされた動的な触覚刺激を、ユーザに、選択的で、発 生された前記視覚表現の連続物の実際の間隔に結合した制御の下で与えることを 特徴とする。本発明者は、視覚と、あるいは聴覚の刺激に加えられた場合、触覚 刺激、特に、動的な刺激は、ビデオゲームにおけるような仮想現実風景に実際に 入り込むユーザの印象に大きく寄与することができると認識している。ビデオお よび／またはグラフィックスを使用し、種々の視点から特定の風景の視覚表現を 形成する。この視覚表現を、前記制御装置によって、ユーザが前記風景を通って 動いているかのように変化させる。前記ディスプレイに表示される視覚表現は、 前記制御装置によって選択された面における前記仮想風景のマッピングである。 触覚テクスチャを前記ビデオ情報に結合する。前記視覚表現と同様に、触覚表現 は、前記仮想現実風景におけるイベントに予め割り当てられた属性の、前記制御 装置へのマッピングである。前記ディスプレイに示される仮想環境を通って動く 場合、ユーザは、前記コントロール装置を通じて前記仮想環境内の個々の表面領 域または物体から関係するテクスチャまたは他の刺激を感じ、これらが実際に存 在する印象が強められる。 触覚フィードバックを与える制御装置は、すべて本譲受人に譲渡された欧州特 許出願第４８９４６９号と、対応する米国特許出願第０８／６７８，１１５号と 、未公開の欧州特許出願第９５２００５９９．９号と、対応する米国特許出願第 ０８／６１５，５５９号において開示されている。これらの出願は、回転部材を ユーザによって操作され、正および負のトルクを与えるようにソフトウェア制御 の下で電気モータによって駆動もされる、トラックボールおよびコンピュータマ ウスを開示している。これらの装置を使用し、ディスプレイ上に示されている迷 路を通ってカーソルを誘導する触覚刺激を与える。前記正および負のトルクは、 前記回転部材の動きが、示されている固定された経路に束縛されているかのよう な、正および負の反力としてユーザに体験される。前記触覚フィードバックは、 前記スクリーン上のカーソルの特定の絶対座標に関係する。 本発明における前記触覚刺激を、前記仮想風景の視覚表現の少なくとも特定の １つの発生の制御の下で、予め決められた画像サブ領域における前記制御装置の 実際の指示方向と組み合わせて発生させる。特定の画素パターンまたはテクスチ ャ、特定の色、または、特定の階調の発生には、１つまたはそれ以上の特定の触 覚刺激が伴う。この視覚および触覚の統合を利用し、ユーザに、触覚刺激と、前 記仮想現実風景における物、領域またはイベントとを関係させるようにする。代 わりに、または追加に、本発明における前記触覚刺激を、前記連続物においてあ る視覚表現が互いに連続するレートに応じて発生させる。この組み合わせを用い て、ユーザに、前記触覚刺激を、ユーザが前記仮想現実風景を通って動く速度に 関係させる。 例えば、ビデオ記録は、複数の位置および複数の角度によってリアルな風景に なる。このビデオデータを使用し、ユーザに、前記風景を通って動く場合、ディ スプレイにおいて仮想現実の種々の視覚表現の特定のものを与える。すなわち、 全体として表示された画像を、ユーザが動く場合、あたかも動いている車の風よ けガラスを通しているかのように知覚されるように変化させる。ユーザは、例え ば、力フィードバックを与える特徴を設けたマウス、トラックボールまたはジョ イスティッククを制御することによって、この仮想現実中を動き回ることができ る。触覚刺激を、前記視覚表現に関係させる。芝生の視覚表現を、芝生を横切っ て動く場合に前記マウスまたはトラックボールを通じて感じられる僅かな抗力に 結合する。玉石の路の印象は、前記仮想現実風景を通ってより速く動くと、より 素早く変化する交互の引く力および押す力の連続によって喚起される。木の表現 は、入り込めない物体として感じられる。湖を、くぼみと、動く場合の動的な波 の抵抗パターンとによって表す。指向性を有する抵抗は、上り坂を行く印象や、 強風の中を行く印象、等を与える。 前記仮想現実風景中の物体またはイベントに関連付けられたこれらの触覚刺激 を、例えば、ユーザが、上述した種類の１つまたはそれ以上の制御装置を制御す ることによって仮想風景中を横断して（仮想）モータバイクに乗らなければなら ないビデオゲームにおいて使用する。前記風景は、泥、草、ゆるい砂、玉石、や ぶ、凍った地下のような、テクスチャ（堅さ、平坦さ）および程度に関して異な った形式の表面と、木、石壁、丘、川、溝、羊の群れ、柵、等のようなすべての 種類の障害物とを有する。個々の瞬時において表示されている前記風景の関連し た領域は、前記風景に関する前記バイクの実際の方向および位置に依存する。 上記触覚刺激は、前記仮想風景における場所または方向のような空間特性に対 応する。時間特性を有する触覚刺激または条件付き触覚刺激を与えることもでき る。前記仮想モータバイクの例において、前記モータバイクを制御できないよう にしようとする付随して起こる突風は、前記制御装置によってユーザに加えられ る持続する不意の横向きの反力によって表される。条件付き触覚刺激を、近づき 過ぎて通り過ぎる場合に（仮想の）怒った農夫によって投げられたトマトをシミ ュレートするような、不規則で小さな衝撃の発生とすることができる。 触覚刺激が仮想現実に新たな次元を与え、実際にもたらされるユーザの感覚を 大幅に増加させることは明らかである。ソフトウェアアプリケーションにおける ビデオ、オーディオおよび触覚刺激の相乗作用的組み合わせは、マルチメディア アプリケーションの概念を大幅に拡張する。ビデオゲームだけでなく、（半）専 門的な用途も、触覚拡張から利益を得ることができる。例えば、モータサイクル 用の新規のサスペンションのコンピュータモデル、または、車両用の新規のステ アリングジオメトリのコンピュータモデルに本発明を使用し、前記サスペンショ ンまたはステアリングの、すべての種類の地形における、すべての種類の速度に おける第１印象を与えてもよい。 図面の簡単な説明 本発明を、さらに詳細に、添付した図面の参照と共に例として説明する。 図１は、本発明におけるシステムのブロック図である。 図２−４は、ビデオおよび触覚刺激を結合するソフトウェアアプリケーション の一例における種々のイベントを説明する。 図５は、本発明の第１のジオメトリ図である。 図６は、本発明の第２のジオメトリ図である。 これらの図を通じて、同じ参照符は、同様のまたは対応する特徴を示す。 詳細な実施例 図１は、本発明によるデータ処理システム１００の図である。システム１００ は、ディスプレイ１０２、制御装置１０４およびデータ処理装置１０６を具える 。制御装置１０４は、例えば、公開された欧州特許出願第０４８９４６９号にお いて開示されている１つまたはそれ以上の装置を具える。装置１０４の操作は、 装置１０６を経て、ディスプレイ１０２に示される画像または画像の連続物を制 御する。装置１０６は、装置１０４に、ユーザによって触覚的に感じられる刺激 を発生する制御信号を供給する。これらの信号は、ディスプレイ１０２に実際に 示される前記画像と予め決められた関係を有する。 装置１０６は、ディスプレイ１０２に、仮想現実風景を表すビデオおよび／ま たはグラフィックスデータを供給する。前記風景の視覚表現は、制御装置１０４ の操作に応じて変化する。装置１０４の操作は、前記風景の中を通って移動する 印象を与える。例えば、連続する画像を、遠近変化を通じて、または、変位変化 を通じて相互に関係させる。 装置１０６は、前記制御信号も発生し、制御装置１０４を通じて触覚刺激フィ ードバックをユーザに喚起させる。前記制御信号を、前記仮想現実風景を通る運 動、または、前記仮想現実風景におけるあるイベントの発生に同期して発生し、 すなわち、前記制御信号は、画像の連続物に関係する。したがって装置１０６は 、ビデオまたはグラフィックスデータを触覚データに結合するように作用し、後 者は前記制御信号の発生を決定する。前記触覚データおよびビデオデータの同時 の供給を、個々の画像、または、個々の画像の連続物の発生に個々の触覚フィー ドバックが伴うという意味で予め決定する。これを、例えば、慣例的なビデオゲ ームにおいてビデオまたはグラフィックスデータにオーディオデータを伴わせる のとほぼ同じように実現する。本発明によるシステムのユーザは、前記ビデオデ ータを相互作用的に選択することができ、このとき対応する触覚データは、自動 的に発生する。例えば、このとき、より素早い画像の連続物は、関係する触覚刺 激のより素早い連続物をもたらす。 さらに特に、システム１００は、制御装置１０４の制御の下で前記視覚表現を 発生するためのビデオデータを格納する第１格納手段１０８と、前記ビデオデー タとの予め決められた関係において前記触覚刺激の発生を制御するための触覚デ ータを格納する第２格納手段１１０とを具える。第１および第２格納手段１０８ および１１０を、好適には、互いに物理的に統合し、前記触覚データを、好適に は、前記ビデオデータに論理的に結合する。滑らかに動く画像を形成するために 、ビデオデータスループットを相対的に高くする必要がある一方、触覚刺激は、 代表的に低周波数信号であるため、聴覚データのスループットはビデオデータの スループットより低い。前記統合は、前記ビデオデータと、前記ビデオデータと 論理的に結合された触覚データとの読み出しを、望ましくない、時間を浪費する 前後関係の切り替えによってビデオデータの流れを実際的に妨げることなく行わ せる。これを達成する１つの方法は、例えば、触覚データをいくつかのビデオデ ータ記録に合併し、前記触覚データを読み出しに応じるだけで確認し、前記触覚 データを参照表１１２に供給することである。このとき、前記触覚データは、制 御装置１０４において前記触覚刺激の発生を制御する正しい信号である。好適に は、参照表１１２をユーザがプログラムできるようにし、前記触覚フィードバッ クの選択または調節を可能にする。好適には、格納手段１０８および１１０を、 １つの情報キャリヤ１１４、すなわちディスケットまたはＣＤのようなカートリ ッジにおいて互いに統合する。このとき、システム１００を、キャリヤ１１４を 単純に交換することによって、異なったソフトウェアアプリケーションに用いる ことができる。 図２−４は、上述した種類のビデオゲームのスナップショットのいくつかの例 を示し、ここで、ユーザは、モータサイクル２００上の警官の役割を演じると仮 定する。ユーザは、このゲームと、仮想現実風景中のモータサイクル１００の速 度および方向を制御装置１０４を通じて相互作用する。制御装置は、例えば、方 向制御用の第１のトラックボールまたはジョイスティックと、速度制御用の第２ のトラックボールまたはジョイスティックとを具え、これら速度コントローラお よび方向コントローラの双方にフィードバック手段を設ける。前記警官は、侵入 者２０４、２０６、２０８および２１０によって運転される車両２０２を追跡す る。侵入者２０４−２１０は、死に物狂いで、法の手から逃れ、彼らのトラック ２０２を前記風景中で乱暴に運転しようとする。前記風景は、追跡が続くに連れ て変化する。このゲームの終わりは、例えば、前記侵入者が逃げ延びるか、ユー ザが前記トラックのライセンスプレート２１２を読み取れるほど近づく、すなわ ち、プレート２１２が読み取れる文字において表示された場合である。好適には 、モータサイクル２００のビデオ表現を、モータサイクル２００に乗っているユ ーザ自身の印象を制御装置１０４を経て強調する方向の変化と同時発生的に、前 記風景における垂直および水平軸に関して傾けるように形成する。 図２において、モータサイクル２００は、ゆるい砂のでこぼこ道を疾走するト ラック２０２を捕まえようとしている。ゆるい砂を通る予め決められたラインに 沿ってモータサイクルに乗るのは、後輪がよろめき始め、前記モータサイクルを コース外に投げ出そうとする傾向があり、操縦には方向を変える時にハンドルバ ーに相当のトルクを加える必要があるため、困難である。これを、制御装置１０ ４において、システム１００によって、ユーザの手に、例えば、速度および傾き 角に応じて交互に横力を加えることによって感じさせる。したがって、ユーザは 、モータサイクル２００を正確に制御し、同時に、トラック２０２を正確に見る ために、極めて懸命に集中しなければならない。 図３において、モータサイクル２００に、どんよりした秋の日に、夕暮れ時（ 夕食時）の霧雨の中を、制御装置１０４において突然の衝撃として感じられるで こぼこおよびくぼみと、道が凹んでいる場所に集まる傾向があり、制御装置１０ ４において抵抗の突然の喪失として感じられる落ち葉とを有する道に沿って乗る 。 図４において、モータサイクル２００は、街路に沿ってトラック２０２を追跡 している。侵入者２１０は、この目的のためにトラックのトランクに積んである トマト、スペアホイールおよび他の物のような物を、前記警官に投げて当てよう とする。そのため、モータサイクル２００をコース上に保つのに加えて、ユーザ は、そうしなければ前記モータサイクルの風よけガラスに当たり、ユーザの視界 を妨げるかもしれず、またはより悪く、モータサイクル２００が前記トラックに 完全にまかれてしまうかもしれない投射物４０２、４０４および４０６を回避し なければならない。 図２および３の下に導入した触覚刺激は、空間的特性、すなわち、前記風景に おけるいくつかの領域の仮想テクスチャに関係することに注意されたい。図４に おける触覚刺激は、あるイベントが一致する状況の発生に依存するという条件付 きで形成され、すなわち、前記触覚刺激を発生するために、投射物４００および モータサイクルの双方が、前記仮想現実風景における同じ位置を同時に占める。 空間的および条件付き触覚刺激に加えて、時間的触覚刺激を導入してもよい。例 えば、モータサイクル２００のフロントタイヤが損傷を受け、その結果として空 気圧を失ってもよい。このときモータサイクル２００の操作は、増加して困難に なり、これは、制御装置１０４において、大きさが増加するぐらぐらする反力と して感じられる。さらに、例えば、制御装置１０４を操作するユーザにおける反 力の減少によって、前記仮想現実風景を通る道の舗装が時間と共に増加して滑り 易くなるように感じさせることができる。 このテーマにおける変形および改良は多様である。視覚および触覚刺激を統合 するソフトウェアアプリケーションは、上記良い人／悪い人シナリオを完全に越 えて広がる。後者のシナリオの代わりとして、以下のものが考えられる。触覚刺 激を、横断走行、障害物競争または発見旅行において異なった形式の地形におけ る障害物をどのように処理するかに関係するビデオゲームにおいて使用すること ができる。触覚刺激を、荒れた水域でカヌーを漕ぐこと、または、嵐の仲で船を 給油装置に停泊させることに関するビデオゲームにおいて波をシミュレートする のに使用することができる。起伏のある地表と障害物の上でのヘリコプタの低空 飛行に関係するビデオゲームにおいて、触覚的合図を、現実においてこの形式の 航空機において固有である振動を伝えるのに使用してもよい。 代わりに、前記ビデオデータに伴う触覚データを、前記仮想現実風景の中を通 って動く場合、実時間において計算してもよい。この方法を、例えば、専門的ま たは半専門的環境において、車両のサスペンションシステムまたはステアリング ジオメトリに関するコンピュータモデルを試験する場合に使用することができる 。本発明の使用は、あらゆる種類の地形における、あらゆる種類の速度における 前記サスペンションの挙動の第１印象を提供する。したがって、開発者は、後の 実際の試験に対して、最高の性能のコンピュータ試験を記述するパラメータ値の 意図的な選択を行うことができる。 上記例は、触覚刺激をビデオおよびオーディオ情報に加えることによる仮想現 実の強調された形態を単に説明する。上記例は、本発明の範囲を限定しようとす るものでは決してない。 触覚刺激の他の実現化 ビデオフィルムにおいて現れるような疑似世界内の体験の形成および強調にお いて、多数の触覚領域を、聴覚および視覚イメージとの結合において使用するこ とができる。例えば、仮想現実環境中を動くのと同様に、リンクされたビデオ情 報中を空間的に動き回ることができ、種々の聞かれ、見られ、感じられる物体に 出合うことができる。特定の物体に関する触覚表現は、該物体の表面の表現を越 えて拡張してもよい。動的領域を、特定の感覚または体験を連想させる触覚情報 を使用して形成することができる。これらを、ユーザを示唆された動きの方向に 導くのに使用することもできる。前記領域を、力フィードバックを有する３−Ｄ トラックボールのような装置を通じて力フィードフォワード（能動の、手に依存 しない装置の動き）およびフィートバックを使用して表してもよい。さらに、２ つまたはそれ以上の動的触覚領域を組み合わせて、新たな体験を形成することが できる。（例えば、ビデオソースからの）音響効果が、触覚効果に伴ってもよい 。動的触覚領域のいくつかの例を、以下に説明する。 “コンベヤベルト” コンベヤベルトは、動く移動台のように作用する。ユーザが前記コンベヤベル トの範囲に入ると、前記入力装置（例えば、トラックボール）は動き始め、ユー ザを予め指定された位置に導く。この動きを、前記入力装置を加速させる一定の 力の使用を基礎とすることができる。代わりに、後者の動きを、時間を基礎とす ることもできる。この時間を基礎とするモードにおいて、ユーザがａ点からｂ点 に移動すべき時間が特定される。前記装置における力の量を、実時間において調 節し、必要な値における平均速度、所定の時間および距離を保持する。 “でこぼこ道” でこぼこ道は、２つの結合された触覚領域、“道領域”および“テクスチャ領 域”から成る。前記道は、力をフィードバックする壁を与えることによって、ユ ーザを予め指定されたコースに沿って導く。ユーザは、道幅を感じることもでき る。前記コンベヤベルトと違って、前記装置は独力では動かず、ユーザは、感じ られる経路を受動的にたどることができる。前記テクスチャ領域を調節し、所定 の強度における“でこぼこ”感覚を与えることができる。“でこぼこ”の制御− 画素間隔を、ｘおよびｙ方向において特定することもできる。２つ以上のテクス チャ領域を１つの道に使用することによって、ユーザが該道に沿って動くにつれ て前記テクスチャを変化させることができる。でこぼこ上での動きに関連付けた 音を、前記感じられるでこぼこに同期して使用し、この体験を強調することも行 われている。 “渦巻き効果” 竜巻または渦巻き効果を形成し、“穴”に落ちる体験を強調することができる 。ユーザは、効果を見て聞くことができ、前記装置（例えば、ボール）が旋回す るようなモードに入るのを感じることができる。前記効果を使用し、極めて詰ま った渦巻きを使用することによって振動を形成することもできる。 力を基礎とするコンベヤベルト ConvF.F.x = F * cos(alpha) ConvF.F.y = F * sin(alpha) ここで、ConvF.F.を、２つの要素ｘおよびｙから成る、（力を基礎とする）コ ンベヤベルト物体に加えられる力ベクトルとし、ｆ（ユーザ変数）を力の大きさ とし、alpha（ユーザ変数）を該コンベヤが回転する角度とする。 時間を基礎とするコンベヤベルト ConvT.F.x = F * cos(alpha) ConvT.F.y = F * sin(alpha) ここで、ConvT.F.を、２つの要素ｘおよびｙから成る、（時間を基礎とする） コンベヤベルト物体に加えられる力ベクトルとし、alpha（ユーザ変数）を該コ ンベヤが回転する角度とし、 F = kp * errorP + kd * delta errorP + kl * integral errorP ここで、kp、kdおよびkiには、各々代表的な値、４８、１６および０．０１を 入れ、 errorP = length(DC - CP) ここで、errorPを、個々の動きにおける所望のカーソル位置DPと現在のカーソ ル位置CPとの差とし、 DP = a -(elapsed time)/(total time)*(b-a) ここで、ａを、該コンベヤベルトが動きだした時のカーソル位置とし、ｂを、 前記カーソルが向かって動くべき位置とし、total time（ユーザ変数）を、前 記カーソルの動きが費やすべき時間の量とし、 delta errorP = errorP -(errorP の以前の値) ここで、integral errorP = これまでに計算されたすべてのerrorP値の和と し、errorPおよびintegral errorPを、各々範囲［−２５，２５］および［−５ ０００，５０００］に保持する。 道物体 road.F.x = F * s * sin(alpha) road.F.y = F * s *(-cos(alpha)) ここで、road.Fを、２つの要素X およびY から成る、該道物体に加えられる力 ベクトルとし、F を力の大きさとし、alpha を該道が回転する角度とし、 1,カーソルがセクションA にある場合 s = 0,カーソルがセクションB にある場合 -1,カーソルがセクションC にある場合 とする。 テクスチャ物体 texture.F.x = -w.x * F * k texture.F.y = -w.y * F * k ここで、texture.F を、２つの要素X およびY から成る、該テクスチャ物体に 加えられる力ベクトルとし、F を力の大きさとし、 w - v の単位ベクトル ここで、v =（現在のカーソル位置）-（kが1 に等しい最後の時のカーソル位 置）とし、 k = 1，abs(v.x) > Gx またはabs(v.y) > Gy の場合 k = 0,その他の場合 ここで、Gxを、該テクスチャのＸ方向における粒状度とし、Gyを、該テクスチ ャのｙ方向における粒状度とする。 渦巻き swirl.F.x = F * Cx * sin(2*pi * f/t) swirl.F.y = F * Cy * cos(2*pf * f/t) ここで、swirl.F を、２つの要素X およびY から成る、該渦巻き効果中に加え られる力ベクトルとし、ｆを該渦巻きの周波数とし、t(0 ≦ t ≦d)を現在時間 とし、d を該効果の持続時間とし、 F = m1 + t/d *(m2-m1)とし、 ここで、m1およびm2を、各々、振幅に影響を与える勾配作用の起点および終点 を表す定数(0≦m1≦1，0≦m2≦1)とする。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．データ処理システムのユーザが仮想現実環境中を動き回ることを可能にし、 ユーザが操作する制御装置に応じて、視覚ディスプレイにおいて前記仮想現実環 境の視覚表現の連続物を発生することを具える方法において、 前記操作される制御装置に関係するフィードバックメカニズムを経て、利用 可能な触覚刺激によるデータベースから予めプログラムされた動的な触覚刺激を 、ユーザに、選択的で、発生された前記視覚表現の連続物の実際の間隔に結合し た制御の下で与えることを特徴とする方法。 ２．請求の範囲１に記載の方法において、さらに、前記制御装置の指示方向の予 め決められた画像サブ領域に瞬間的にマッピングするステップと、前記動的触覚 刺激を前記サブ領域にさらにマッピングするステップとを具えること特徴とする 方法。 ３．請求の範囲１または２に記載の方法において、前記動的触覚刺激を、前記デ ータベースから、実際に表示されている少なくとも１つの特定の物体の特定の視 覚表現の発生か、このような少なくとも１つの特定の物体の視覚表現の変化の速 度の少なくとも一方の制御の下で選択することを特徴とする方法。 ４．請求の範囲１、２または３に記載の方法において、前記動的触覚刺激が、前 記仮想現実環境を通って動くユーザとの物理的干渉をエミュレートすることを特 徴とする方法。 ５．請求の範囲１ないし４のいずれか１つに記載の方法において、前記触覚刺激 が、前記仮想現実環境に関連付けられた地勢上または気象上の妨害をエミュレー トすることを特徴とする方法 ６．請求の範囲１ないし５のいずれか１つに記載の方法において、前記触覚刺激 が、前記仮想現実環境における外部仮想物体との衝突をエミュレートすることを 特徴とする方法。 ７．請求の範囲１ないし６のいずれか１つに記載の方法において、前記触覚刺激 との遭遇を、前記視覚表示のサブ領域に、前記サブ領域の特定の視覚領域表示に 適合してマッピングすることを特徴とする方法。 ８．請求の範囲７に記載の方法において、前記画像サブ領域を、与えられた前記 触覚刺激に相互に関係する、特定のテクスチャ、色、または階調レベルによって 表示することを特徴とする方法。 ９．請求の範囲１ないし８のいずれか１つに記載の方法において、前記触覚の選 択に、関連付けられた音を伴わせることを特徴とする方法。 １０．請求の範囲１ないし９のいずれか１つに記載の方法において、２つまたは それ以上の個別的な触覚刺激を重ねることを許可したことを特徴とする方法。 １１．ユーザが仮想現実環境風景中を動き回ることを可能にし、ディスプレイと 、さらに、前記風景の視覚表現の連続物を前記ディスプレイにおいてユーザ相互 作用的に発生させる制御装置とを具えるデータ処理システムにおいて、 前記制御装置が、前記制御装置の少なくとも１つのフィードバック機構を通 じて、ユーザに、触覚刺激のデータベースレパートリから、選択的で、前記発生 された視覚表現の連続物の実際の間隔に結合された制御の下で、予めプログラム された動的触覚刺激を与えるように作用することを特徴とするシステム。 １２．請求の範囲１１に記載のシステムにおいて、前記制御装置の制御の下で前 記視覚表現の発生するための画像データを格納する第１格納手段と、前記ビデオ データとの予め決められた関係における前記触覚刺激の発生を制御するための触 覚データを格納する第２格納手段とを具えることを特徴とするシステム。 １３．請求の範囲１２に記載のシステムにおいて、前記第１および第２格納手段 を互いに物理的に統合し、前記触覚データを前記画像データに論理的に結合した ことを特徴とするシステム。 １４．請求の範囲１２または１３に記載のシステムにおいて、前記触覚データに 応じて前記触覚刺激の発生を制御するための参照表を具えることを特徴とするシ ステム。 １５．請求の範囲１４に記載のシステムにおいて、前記参照表をユーザがプログ ラムできるようにしたことを特徴とするシステム。 １６．請求の範囲１３、１４または１５に記載のシステムと共に使用する前記第 １および第２格納手段を具える情報キャリヤ。