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発明の名称 仮想空間システムにおけるオブジェクト表示方法およびオブジェクト表示プログラムを記録した記録媒体
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−22958(P2001−22958A)
公開日 平成13年1月26日(2001.1.26)
出願番号 特願平11−192394
出願日 平成11年7月6日(1999.7.6)
代理人 【識別番号】100073760
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 誠
【テーマコード(参考)】
5B050
5B089
5E501
【Fターム(参考)】
5B050 AA06 BA07 BA09 EA12 EA28 FA02 FA06 
5B089 GA21 GB04 HA06 JA17 JB04 KA02 KB04 LB01 LB10 LB13 LB14 LB21
5E501 AC15 BA03 CA02 CA08 CB14 CB15
発明者 山本 憲男 / 河野 隆志
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 各利用者を分身として表示し、利用者は分身を操作することで利用者の意思で自由に移動ができる三次元仮想空間を表現すると共に、該仮想空間内にオブジェクトを表現することができる画像表示端末装置を複数台、ネットワークを介して接続し、複数の利用者が遠隔の仮想空間内でコミュニケーションを図る仮想空間システムにおいて、利用者同士が互いの分身を向き合わせて相手の映像を見ながらコミュニケーションを行う際に、各分身の前方にオブジェクトを表示可能な領域を設けて、オブジェクトを各オブジェクト表示領域内に表示し、一方のオブジェクトに対して行なった操作を他方のオブジェクトに対しても施すことを特徴とするオブジェクト表示方法。
【請求項2】 請求項1記載の仮想空間システムにおけるオブジェクト表示方法において、一方のオブジェクトに対して付加したオブジェクトを他方のオブジェクトに対しても同じ位置に付加し、該付加したオブジェクトは、被付加オブジェクトに対して操作を施しても同じ位置に付加された状態を保つことを特徴とするオブジェクト表示方法。
【請求項3】 各利用者を分身として表示し、利用者は分身を操作することで利用者の意思で自由に移動ができる三次元仮想空間を表現すると共に、該仮想空間内にオブジェクトを表現することができる画像表示端末装置を複数台、ネットワークを介して接続し、複数の利用者が遠隔の仮想空間内でコミュニケーションを図る仮想空間システムにおけるオブジェクト表示プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、利用者同士が互いの分身を向き合わせて相手の映像を見ながらコミュニケーションを行なう際に、各分身の前方にオブジェクトを表示可能な領域を設けて、オブジェクトを各オブジェクト表示領域内に表示し、一方のオブジェクトに対して行った操作を他方のオブジェクトに対しても施し、一方のオブジェクトに対して付加したオブジェクトを他方のオブジェクトに対しても同じ位置に付加し、該付加したオブジェクトは、被付加オブジェクトに対して操作を施しても同じ位置に付加された状態を保つ処理を記録したことを特徴とする記録媒体。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各利用者を分身として表し、利用者は分身を操作することで、利用者の意思で自由に移動ができる三次元仮想空間を表現するとともに、仮想空間内においてオブジェクト(二次元や三次元物体および他の利用者の分身など)を表現することができる画像表示端末装置を複数台、ネットワークを介して接続し、利用者の仮想空間内の位置情報、視線の向き情報、利用者の映像・音声・テキスト情報などを各画像表示端末装置に分配して、複数の利用者が遠隔地において仮想空間を共有し、仮想空間内に利用者が集合し物体を見る際、および分身を通してコミュニケーションを図る際のオブジェクト表示方法に関する。
【0002】
【従来の技術】建物や車両等の三次元物体は、利用者から見る位置によってその景観が様々に変化する。これらの建物や車両等の三次元物体に関わる情報をコンピュータの記憶装置に蓄積しておき、三次元コンピュータグラフィックス(CG)技術を用いて、利用者の見る位置に応じて、様々な景観を表示できる映像表示システムが存在する。ここで複数の画像表示端末装置と、センタ装置と、これらの複数の画像表示端末装置とセンタ装置とを接続するネットワークとから構成される画像通信システムを考える。図1にその構成例を示す。
【0003】図1において、ネットワーク2に、センタ装置1と複数の画像表示端末装置3A、3B、3C、・・・が接続されている。画像表示端末装置3Aは利用者Aに対応し、画像表示端末装置3Bは利用者Bに対応する。他の画像表示端末装置3C、・・・についても同様である。各画像表示端末装置3A、3B、・・・には、端末制御装置8、画像出力装置であるディスプレイ9、画像入力装置であるカメラ4、音声入出力装置であるマイクロホン6およびスピーカ7、三次元物体を移動・指示するための入力装置5が設けられている。
【0004】各画像表示端末装置3A、3B、・・・は、その画像表示端末装置に対応する利用者についてマイクロホン6で入力された音声およびカメラ4で撮影された映像と、入力装置5から入力されたその利用者の移動情報(利用者の仮想空間内の位置情報、視線の向き情報)をセンタ装置1に送出する。
【0005】一方、センタ装置1では、端末から送信されてきた各種情報を受けて、センタ装置1から各画像表示端末装置3A、3B、・・・に、これらの情報を分配する。なお、センタ装置1では、音声についてはミキシングを行った後に分配する。
【0006】各画像表示端末装置3A、3B、・・・には、予め三次元情報が蓄積されており、センタ装置1から送られてくる移動情報に基づき、指定された位置を中心として視線の向きから一定の角度(視野角)および一定の距離内に存在する建物や車両等の三次元物体などを三次元CG技術を用いてディスプレイ9に表示する。すなわち、三次元仮想空間を設定してこの中に三次元物体などを配置し、この三次元仮想空間内の指定された位置に利用者の視点があるとしてこの視点から見える画像をディスプレイ9に表示する。分身については、この三次元仮想空間内で画像表示端末装置の視点が存在する位置に予め指定した分身画像を置き、顔の部分にカメラ4で撮影された映像(顔映像)を貼り付け、分身の視線方向(顔映像の垂直方向)と画像表示端末装置の視線方向を一致させる処理を実行する。
【0007】また、各画像表示端末装置3A、3B、・・・において入力装置5を用いることにより、建物や車両等が存在する三次元仮想空間内で視点を自由に移動させることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の画像通信システムでは、仮想空間内で二人の利用者が話題物である二次元及び三次元オブジェクトを共有し、一方の利用者が話題物であるオブジェクトに対してオブジェクトを付加、例えば指示棒などを表示しながらコミュニケーションを行なう場合、オブジェクトは二人の利用者が見ている映像と異なるため、付加位置などを見易い方向から見ることが困難であるという問題があった。
【0009】本発明の目的は、仮想空間内で複数の利用者が話題物である二次元や三次元オブジェクトを共有し、該オブジェクトに対してオブジェクトを付加した場合でも、各利用者の見ている映像を同じような状態に保ち、各利用者が見やすい方向から見ることができるオブジェクト表示方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解決するため、各利用者を分身として表し、利用者は分身を操作することで利用者の意思で自由に移動ができる三次元仮想空間を表現すると共に、該仮想空間内に二次元及び/又は三次元オブジェクトおよび他の利用者の分身を表現することができる画像表示端末装置を複数台、ネットワークを介して接続し、利用者の仮想空間内の位置情報、視線の向き情報、及び利用者の映像・音声・テキスト情報などを各画像表示端末装置に分配して、複数の利用者が遠隔地の仮想空間内でコミュニケーションを図る仮想空間システムにおいて、各分身の前方にオブジェクトを表示可能な領域を設け、静止画・動画像・コンピュータグラフィックス(CG)・描画などの二次元及び三次元オブジェクトを両方のオブジェクト表示領域内に予め表示するかもしくは各利用者が表示し、利用者が当該利用者の前に表示されたオブジェクトに対して自由に移動・回転・伸縮・変形・削除などの操作を行った場合、一方で行なったオブジェクトに対する操作を他方のオブジェクトに対しても施し、利用者の前に表示されたオブジェクトに対して当該利用者が付加した二次元及び三次元オブジェクトを他方のオブジェクトに対しても同じ位置に付加し、付加したオブジェクトは、被付加オブジェクトに対して利用者が移動・回転・伸縮・変形・削除などの操作を施しても同じ位置に付加された状態を保つことを特徴とする。
【0011】本発明によれば、利用者が対面し、相手の映像を見ながらコミュニケーションを行なう際に、各分身の前方にオブジェクトを表示可能な領域を設け、静止画・動画像・コンピュータグラフィックス(CG)・描画などの二次元あるいは三次元オブジェクトを両方のオブジェクト表示領域内に予め表示するかもしくは各利用者が表示することで、オブジェクトを各利用者が同じように見ることが可能である。
【0012】そして、利用者が当該利用者の前に表示されたオブジェクトに対して自由に移動・回転・伸縮・変形・削除などの操作を行った場合、一方で行なったオブジェクトに対する操作を他方のオブジェクトに対しても施すことで、話題物であるオブジェクトの位置・向き・大きさなどの整合性をとることが可能となる。
【0013】また、利用者の前に表示されたオブジェクトに対して当該利用者が付加した二次元や三次元オブジェクトを他方のオブジェクトに対しても同じ位置に付加し、付加したオブジェクトは、被付加オブジェクトに対して利用者が移動・回転・伸縮・変形などの操作を施しても同じ位置に付加された状態を保つことで、付加オブジェクトを含め表示領域内を利用者間で同じ状態を保てるため、各利用者は相手の映像を見ながら、オブジェクトを見易くすることが可能となる。
【0014】さらに、以上の二次元や三次元オブジェクトの表示並びに付加オブジェクトの処理を、計算機によって実現するためのプログラムは、計算機が読み取り可能な可搬媒体メモリ、半導体メモリ、ハードディスクなどの適当な記録媒体に格納することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0016】〔システム・装置構成〕本発明の三次元仮想空間におけるオブジェクト表示方法が適用される画像通信システムのハードウェア構成は、基本的に図1と同様である。ここでは、図2にセンタ装置の構成例、図3に画像表示端末装置の構成例を示す。図2および図3中、図1と同一符号のものは図1の同一部分に対応する。
【0017】図2のセンタ装置1において、移動情報制御部21は、各画像表示端末装置3から送られてきた各分身の移動情報(位置・方向情報)をもとに、各画像表示端末装置3に伝達すべき移動情報を決定する。映像処理部22は、移動情報制御部21で決定した移動情報に基づいて、送信すべき映像を決定し、各画像表示端末装置3に当該映像を送信する。音声ミキサ部23は、移動情報制御部21で決定した移動情報に基づいて送信すべき音声を決定し、またミキシング処理も行い、各画像表示端末装置3に音声を送信する。データ多重分離部24は、ネットワーク2を介して各画像表示端末装置3とのデータ通信を行う。具体的には、データ多重分離部24では、ネットワーク2を介して各画像表示端末装置3から送られてきた各情報(移動情報、映像、音声等)を受信して各部21〜23に振り分け、また、各部21〜23からの情報を多重化しネットワーク2を介して各画像表示端末装置3に送信する。
【0018】次に、図3の画像表示端末装置3において、端末制御装置8のデータ多重分離部30は、基本的にセンタ装置1のデータ多重分離部24と同様である。音声出力部31は、ネットワーク2を介して送られてきたデータからデータ多重分離部24によって分離した音声情報をスピーカ7に出力する。仮想空間生成部32は、センタ装置1から受信した映像、仮想空間のオブジェクトの移動情報、および入力部33からの自身の移動情報をもとに、三次元仮想空間の生成を行い、ディスプレイ9に部屋の表示や分身の表示を行う。入力装置5は、例えばマウス、ジョイスティックまたはキーボード等である。入力部33は、入力装置5からの入力に基づき、分身の移動方向を仮想空間生成部32やセンタ装置1に伝達したり、その他の画面選択情報、すなわちクリック操作等で処理した情報やキーボード等からの入力情報を、センタ装置1に伝達したりする処理を行う。また、音声入力部34は、マイクロホン6から入力した音声情報、映像入力部35はカメラ4によって撮影した利用者等の映像情報をデジタル化し、データ多重分離部24、およびネットワーク2を介してセンタ装置1へ送信する。
【0019】〔実施の形態〕図4、図5は本発明の具体的な実施の形態を説明する図である。ここでは、画像表示端末装置3A、3Bの利用者A、Bが仮想空間内で話題物等のオブジエクトを共有し、互いに対面して相手の映像を見ながらコミユニケーションを行っていると仮定する。図4及び図5は、分かり易いように、第三者である利用者Cの画像表示端末装置3Cにおけるディスプレィ9上の仮想空間、即ち、利用者Cの視線の仮想空間を示したものである。
【0020】図4のように、画像表示端末装置3A、3Bの各利用者A、Bの分身をそれぞれ分身41A、41Bとし、利用者Aと利用者Bが対面し、相手の映像を見ながらコミュニケーションを行なう際に、仮想空間40の各分身41A、41Bの前方にオブジェクトを表示可能な領域42A、42Bを設け、静止画・動画像・コンピュータグラフィックス(CG)・描画などの二次元及び三次元オブジェクト43A、43Bを各オブジェクト表示領域42A、42B内に予め表示するかもしくは各利用者が表示する。オブジェクト43Aは利用者Aの視点からのオブジェクト、オブジェクト43Bは利用者Bの視点からのオブジェクトである。利用者A、Bは当該利用者の前に表示されたオブジェクト43A、43Bに対して自由に移動・回転・伸縮・変形・削除などの操作が可能で、一方で行ったオブジェクトに対する操作を他方のオブジェクトに対しても施こす。例えば、利用者Aがオブジェクト43Aに対して回転を行なった場合、利用者Bのオブジェクト43Bに対しても同様に回転を施す。
【0021】また、図5のように、例えば利用者Aがオブジェクト43Aに対して指示棒のように二次元や三次元オブジェクト44Aを付加した場合、利用者Bのオブジェクト43Bに対しても同じ位置にオブジェクト44Bを付加する。そして、この付加したオブジェクト44A、44Bは、被付加オブジェクト43A、43Bに対して利用者A、Bが移動・回転・伸縮・変形・削除などの操作を施しても同じ位置に付加された状態を保つようにする。
【0022】〔動作フロー〕図6は、本発明の実施の形態における映像・位置・方向情報の伝達フロー図である。例えば、画像表示端末装置3Aは、利用者Aの分身の映像更新や移動のたびに、センタ装置1にそれらの情報(映像・移動情報)を伝達し、センタ装置1から画像表示端末装置3B及び他の画像表示端末装置に当該情報を伝達する。画像表示端末装置3Bにおける利用者Bの映像更新や移動の場合も同様である。
【0023】図7は、本発明の実施の形態におけるオブジェクト操作情報の伝達フロー図である。例えば、画像表示端末装置3Aは、利用者Aが二次元及び三次元オブジェクト43Aに対して移動・回転・伸縮・変形などの操作を行なった場合、その操作情報をセンタ装置1に伝達する。センタ装置1はオブジェクト43Aの当該操作に対応し、オブジェクト43Bに対して施す操作を計算し、画像表示端末装置3Aには該オブジェクト43Bの操作情報を伝達し、画像表示端末装置3B及び他の画像表示端末装置には、オブジェクト43A、43Bの操作情報を伝達する。画像表示端末装置3Aでは、オブジェクト43Bの操作情報により、仮想空間内の利用者Bのオブジェクト表示領域42Bのオブジェクト43Bの再描画を行う。画像表示端末装置3Bでは、オブジェクト43A、43Bの操作情報により、仮想空間内の利用者Bの視点からのオブジェクト43Bの再描画、及び、利用者Aのオブジェクト表示領域42Aのオブジェクト43Aの再描画を行う。また、画像表示端末装置3Cなどでは、オブジェクト43A、43Bの操作情報により、仮想空間内の利用者A、Bのオブジェクト表示領域42A、42Bのオブジェクト43A、43Bの再描画を行う。図8に、このオブジェクト操作時のセンタ装置の処理フローを示す。画像表示端末装置3B側がオブジェクト43Bに対して操作を行なった場合も同様である。
【0024】図9は、本発明の実施の形態における付加情報の伝達フロー図である。これは、基本的にオブジェクト操作の場合と同様である。例えば、画像表示端末装置3Aは、利用者Aがオブジェクト43Aにオブジェクト44Aを付加した場合、その情報をセンタ装置1に伝達する。センタ装置1は、オブジェクト43Bにオブジェクト44Bを付加する位置を決め、画像表示端末装置3Aには、オブジェクト43Bにオブジェクト44Bを付加することを伝達し、同時に、画像表示端末装置43Bやその他の画像表示端末装置には、オブジェクト43A、43Bにオブジェクト44A、44Bを付加することを伝達する。画像表示端末装置3B側がオブジェクト43Bにオブジェクト44Bを付加した場合も同様である。
【0025】その後、例えば、画像表示端末装置3Aにおいて、利用者Aがオブジェクト44Aの付加されたオブジェクト43Aに対して移動・回転・伸縮・変形などの操作を行った場合、センタ装置1では、オブジェクト43Bに対する操作と同時に、オブジェクト44A、44Bに対する追従操作を計算して、各画像表示端末装置に伝達する。利用者Bがオブジェクト44Bの付加されたオブジェクト43Bに対して操作を行った場合も同様である。これにより、被付加オブジェクト43A、43Bに対して、利用者A、Bが移動・回転・伸縮・変形などの操作を施こしても、付加オブジェクト44A、44Bは、それに追従して再描画されるため、同じ位置に付加された状態に保たれる。なお、被付加オブジェクトが操作された場合、当該画像表示端末装置2にて、被付加オブジェクトの操作情報に加えて付加オブジェクトの追従操作情報を生成してセンタ装置へ伝達することも可能である。
【0026】〔プログラム記録媒体〕図6乃至図9に示した伝達・処理フローのアルゴリズムは、コンピュータで実行可能な言語で記述したプログラムとして、それぞれセンタ装置1、画像表示端末装置3に使用されるコンピュータが読み取り可能な記録媒体、例えばフロッピーディスク、CD−ROM、メモリカードなどに記録して提供することが可能である。なお、そのプログラムは一体に記録して、各装置1、3それぞれが必要とするプログラムをロードし、起動してもよく、それぞれの装置間に分離して記録してもよい。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、利用者同士がお互いの分身を向き合わせて相手の映像を見ながらコミュニケーションを行なう際に、各分身の前方にオブジェクトを表示可能な領域を設け、二次元及び/又は三次元オブジェクトをそれぞれのオブジェクト表示領域内に予め表示するかもしくは各利用者が表示し、利用者は当該利用者の前に表示されたオブジェクトに対して自由に操作が可能で、一方で行なったオブジェクトに対する操作を他方のオブジェクトに対しても施し、また、利用者の前に表示されたオブジェクトに対して当該利用者が付加した二次元及び/又は三次元オブジェクトを他方のオブジェクトに対しても同じ位置に付加し、該付加したオブジェクトは、被付加オブジェクトに対して利用者が操作を施しても同じ位置に付加された状態を保たせることで、利用者はお互いに相手の映像を見ながら、各利用者が話題物であるオブジェクトを全く同じように見ることが可能となるという効果がある。




 

 


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