JPH11177628A - 広域環境用３次元仮想空間共有システム - Google Patents

広域環境用３次元仮想空間共有システム

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JPH11177628A
JPH11177628A JP34485997A JP34485997A JPH11177628A JP H11177628 A JPH11177628 A JP H11177628A JP 34485997 A JP34485997 A JP 34485997A JP 34485997 A JP34485997 A JP 34485997A JP H11177628 A JPH11177628 A JP H11177628A
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virtual space
unit
low
dimensional virtual
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JP34485997A
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Hiroshi Kozuka
宏 小塚
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/40—Network security protocols
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/131—Protocols for games, networked simulations or virtual reality

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広帯域・高速、および低帯域・低速ネットワ
ークから構成された大規模広域ネットワークにおいて、
利用者がネットワークの輻輳を起こさずに遠隔地から、
複数のメディアで構成された３次元仮想空間を共有でき
るようにする。 【解決手段】 広帯域・高速ネットワークに対してマル
チキャスト通信を行うマルチキャストメッセージ送信部
とマルチキャストメッセージ受信部、低帯域・低速ネッ
トワークに対してユニキャスト通信を行うユニキャスト
メッセージ送信部とユニキャストメッセージ受信部を設
け、ユニキャスト通信とマルチキャスト通信の仲介を行
うためのマルチキャストグループ管理部とユニキャスト
メッセージ生成部とマルチキャストメッセージ生成部、
低帯域・低速ネットワークでの通信量削減のためのメッ
セージ間引き・再構成部、３次元仮想環境を共有するた
めの広帯域・高速および低帯域・低速ネットワーク接続
端末を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、広帯域高速ネッ
トワークおよび低帯域低速ネットワークが混在して構成
された大規模広域ネットワークにおいて、地理的に離れ
た複数の利用者間で、３次元あるいは２次元のコンピュ
ータ・グラフィックス、リアルタイム映像、ライブサウ
ンド、音声、プリレコーデッド・サウンド等の複数の情
報メディアを用いてコンピュータネットワーク上に作り
出された３次元仮想空間内でコミュニケーションを行う
３次元仮想空間共有システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１９は例えば、特開平７−２８８７９
１号公報に記載された従来の３次元仮想空間共有装置の
構成例であり、簡単のために仮想共有装置が３台の端末
を収容する場合について示している。図において、２０
１０は仮想空間共有装置、２０１１、２０１２、２０１
３は回線インタフェース部、２０１４は位置情報分配
部、２０１５は距離計算部、２０１６は視線一致度計算
部、２０１７は映像間引き率決定部、２０１８は映像間
引き・分配部である。また、２０１９、２０２３、２０
２７は映像受信用内部バス、２０２０、２０２４、２０
２８は映像送信用内部バス、２０２２、２０２６、２０
３０は位置情報送信用内部バス、２０３１は距離計算結
果転送用内部バス、２０３３は映像間引き率通知用内部
バス、２０３４、２０３５、２０３６は通信回線（ＩＮ
Ｓ６４）である。
【０００３】次に、動作について説明する。仮想空間共
有装置２０１０は、端末とＩＮＳ６４回線２０３４、２
０３５、２０３６を介して映像と位置情報の送受信を行
う。まず、回線２０３４、２０３５、２０３６から受信
したデータは、それぞれ回線インタフェース部２０１
１、２０１２、２０１３で受信する。回線インタフェー
ス部２０１１、２０１２、２０１３は、受信したデータ
を解析し、映像であれば内部バス２０１９、２０２３、
２０２７を介して映像を映像間引き・分配部２０１８
へ、さらに内部バス２０２１、２０２５、２０２９を介
して、距離計算部２０１５、視線一致度計算部２０１６
へ転送する。位置情報分配部２０１４は内部バス２０２
１から受けた位置情報をコピーして内部バス２０２６、
２０３０を介して回線インタフェース部２０１２、２０
１３へ転送する。また位置情報分配部２０１４は内部バ
ス２０２５から受けた位置情報をコピーして内部バス２
０２２、２０３０を介して回線インタフェース部２０１
１、２０１３へ転送する。さらに、位置情報分配部２０
１４は内部バス２０２９から受けた位置情報をコピーし
て、内部バス２０２２、２０２６を介して回線インタフ
ェース部２０１１、２０１２へ転送する。
【０００４】距離計算部２０１５は内部バス２０２１、
２０２５、２０２９を介して受けた位置情報から、相互
の距離ｄを計算する。その距離が仮想空間の奥行きの長
さＬと比較し、０＜ｄ≦Ｌ／４なら値４を、Ｌ／４＜ｄ
≦Ｌ／２なら値３を、Ｌ／２＜ｄ≦３Ｌ／４なら値２
を、３Ｌ／４≦ｄ≦Ｌなら値１を与え、内部バス２０３
１を介して映像間引き率決定部２０１７へ転送する。視
線一致度計算部２０１６は、内部バス２０２１、２０２
５、２０２９を介して受けた位置情報から、利用者間の
視線の交差角度θを計算する。ある一人の利用者の視野
と、他の利用者の視野に重なりがある端にはその利用者
に値３を、重なりがない場合には、０＜θ≦４５度なら
値２を、４５度＜θ≦９０度なら値１を、９０度＜θ＜
１８０度なら値０を与え、内部バス２０３２を介して映
像間引き率決定部２０１７へ転送する。映像間引き率決
定部２０１７は、ｄとθの積を各利用者毎に求め、この
値に基づいて各利用者の端末への伝送ビットレート配分
を合計が６４ｋｂｉｔ／秒になるように比例配分して決
定し、内部バス２０３３を介して映像間引き・分配部２
０１８へ転送する。映像間引き・分配部２０１８は、内
部バス２０２０には内部バス２０２３、２０２７から受
けた映像を、内部バス２０２４には内部バス２０１９、
２０２７から受けた映像を、内部バス２０２８には内部
バス２０１９、２０２３から受けた映像を、それぞれ映
像間間引き率決定部２０１７より内部バス２０３３を介
して受けた伝送ビットレート配分に基づいて間引き処理
を行い転送する。間引きはフレーム数／秒を減らすか、
解像度を減らすか、両方減らすかのいずれかの方法をと
る。回線インタフェース部２０１１、２０１２、２０１
３は内部バス２０２０、２０２４、２０２８から受けた
映像を回線２０３４、２０３５、２０３６へ送出する。
【０００５】さらに、この３次元仮想空間共有装置が利
用するネットワーク接続形態は、図２０に示すスター型
接続をとっている。図２０において、２１０１は端末、
２１０３は映像サーバ、２１０４は公衆網、２１０５は
回線である。各端末２１０１および映像サーバ２１０３
が全て回線２１０５を介して公衆網（ＩＮＳ６４）２１
０４に接続され、３次元仮想空間の情報は映像サーバ２
１０３から各端末２１０１に伝送される。ここで、図１
９における仮想空間共有装置２０１０が、図２０におけ
る映像サーバ２１０３に該当する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の３
次元仮想空間共有システムは、スター型接続の利用環境
を前提としていたため、高速広帯域ネットワークおよび
低速低帯域ネットワークが混在するような複雑なネット
ワーク環境では、高速広帯域ネットワークに接続されて
いる端末装置と低速低帯域ネットワークに接続された端
末装置の双方に対して、各々のネットワークの性能を考
慮した効率的なサービスを同時に提供することが難しい
という問題点があった。
【０００７】また、各利用者端末装置側で利用されるレ
ンダリング性能について考慮されていないために、各端
末間のフレームレートや発色数や解像度に有意な差が存
在する場合でも、全ユーザへの情報伝送が均一に行われ
てしまい、無駄が生じるという問題点があった。
【０００８】さらに、仮想空間を構成する映像以外のコ
ンピュータ・グラフィックス、ライブサウンド、音声、
プリレコーデッド・サウンドのような多様なメディアを
利用する際のネットワーク帯域幅の効率的な利用方法を
提供できないという問題点があった。
【０００９】さらに、通信帯域幅の制約から発生する３
次元仮想空間内の情報の質の低下に関し、利用者側から
その質を制御する手立てがないという問題点があった。
【００１０】加えて、映像サーバ側から利用者端末装置
側への情報伝送のみしか考慮されておらず、利用者端末
装置側から仮想空間内のオブジェクトの変更に関するメ
ッセージ数が増大した場合にネットワークの輻輳を防ぐ
手立てがないという問題点があった。
【００１１】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、広帯域・高速ネットワークおよ
び低帯域・低速ネットワークの混在によって構成される
大規模広域ネットワークにおいて、地理的に離れた複数
の利用者が３次元あるいは２次元のコンピュータ・グラ
フィックス、リアルタイム映像、ライブサウンド、音
声、プリレコーデッド・サウンド等の複数の種類の情報
メディアを用いてコンピュータネットワーク上に作り出
される３次元仮想空間を共有し、ネットワークの輻輳を
回避して相互にコミュニケーションを行うために、広帯
域・高速ネットワークと低帯域・低速ネットワークとの
間に配置された３次元仮想空間共有装置および利用者端
末装置から構成された仮想空間共有システムを得ること
を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】第１の発明に係わる広域
環境用３次元仮想空間共有システムは、広帯域・高速ネ
ットワークおよび低帯域・低速ネットワークの混合によ
って構成される広域ネットワークシステムにおいて、上
記ネットワークシステムを広帯域・高速ネットワークに
接続された利用者端末装置と、低帯域・低速ネットワー
クに接続された利用者端末装置と、広帯域・高速ネット
ワークと低帯域・低速ネットワーク間に位置し、上記利
用者端末装置間で複数種類のメディアで構成された３次
元仮想空間を共有するための３次元仮想空間共有装置か
ら構成し、３次元仮想空間共有装置は、下記の要素から
構成したものである。 （a）広帯域・高速ネットワークに対してマルチキャス
ト通信を行うための、マルチキャストメッセージ送信部
とマルチキャストメッセージ受信部； （ｂ）低帯域・低速ネットワークに対してユニキャスト
通信を行うための、ユニキャストメッセージ送信部とユ
ニキャストメッセージ受信部； （ｃ） ユニキャスト通信とマルチキャスト通信の仲介
を行うための、マルチキャストグループ管理部とユニキ
ャストメッセージ生成部およびマルチキャストメッセー
ジ生成部； （ｄ）低帯域・低速ネットワークにおける通信量を削減
するためのメッセージ間引き・再構成部。
【００１３】第２の発明は第１の発明に係わる広域環境
用３次元仮想空間共有システムにおいて、メッセージ間
引き・再構成部は利用者端末装置から送出されてきた複
数のサウンドメッセージを１つのメッセージにミキシン
グし、圧縮することにより低帯域・低速ネットワークで
の通信量を削減したものである。
【００１４】第３の発明は第２の発明に係わる広域環境
用３次元仮想空間共有システムにおいて、メッセージ間
引き・再構成部は、３次元仮想空間に配置された映像オ
ブジェクトに対する視野範囲と視野角パラメータ、また
はサウンドオブジェクトからの距離で規定された聴覚パ
ラメータに基づいて、メッセージを削減し、再構成した
ものである。
【００１５】第４の発明は第３の発明に係わる広域環境
用３次元仮想空間共有システムにおいて、低帯域・低速
ネットワークに接続された利用者端末装置は３次元仮想
空間共有装置との通信遅延時間測定手段を備え、通信負
荷測定結果に基づいて、３次元仮想空間に配置された映
像オブジェクトに対する視野範囲と視野角パラメータ、
またはサウンドオブジェクトからの距離で規定された聴
覚パラメータの設定・変更を行うようにしたものであ
る。
【００１６】第５の発明は第３の発明に係わる広域環境
用３次元仮想空間共有システムにおいて、メッセージ間
引き・再構成部は録音済みの背景音を方向ごとに管理す
る背景音管理部を備え、サウンドオブジェクトの位置と
音量に基づいて背景音の方向を算出し、該当する背景音
を端末装置に転送するようにしたものである。
【００１７】第６の発明は第３の発明に係わる広域環境
用３次元仮想空間共有システムにおいて、利用者端末装
置上で更新された仮想空間を構成するサウンドオブジェ
クトおよび映像オブジェクトに対する聴覚と視覚の感覚
バランス制御を行う感覚パラメータ管理部を備え、メッ
セージ間引き・再構成部は利用者端末装置からの受信メ
ッセージを感覚パラメータに基づいてサウンドオブジェ
クトと映像オブジェクトに配分して処理するようにした
ものである。
【００１８】第７の発明は第５の発明に係わる広域環境
用３次元仮想空間共有システムにおいて、メッセージ間
引き・再構成部は、既に送信済みの背景音を管理する送
信済みデータ管理部を備え、同一利用者端末に対し送信
済みの場合には背景音に相当する識別子のみを転送し、
利用者端末は受信した背景音を格納しておく受信済みデ
ータ管理部を備え、背景音に相当する識別子を受信した
場合には受信済みデータ管理部から該当する背景音デー
タを取り出して処理するようにしたものである。
【００１９】第８の発明は第１の発明に係わる広域環境
用３次元仮想空間共有システムにおいて、利用者端末装
置は、３次元仮想空間を構成する映像オブジェクトの状
態がある閾値以上に変化したときのみその旨を示すメッ
セージを送信するようにしたものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】実施の形態１．本発明の第１の実
施形態について、図１乃至図８に基づいて説明する。図
１は本実施形態を示す大規模広域環境用３次元仮想空間
共有装置の構成図である。図において、１０１は広帯域
・高速ネットワーク、１０２は広帯域・高速ネットワー
クに接続された利用者端末装置、１０３は低帯域・低速
ネットワーク、１０４は低帯域・低速ネットワークに接
続された利用者端末装置、１０５は大規模広域環境用３
次元仮想空間共有装置である。また、１０６はユニキャ
ストメッセージ受信部、１０７はマルチキャストグルー
プ管理部、１０８はマルチキャストメッセージ受信部、
１０９はユニキャストメッセージ生成部、１１０はマル
チキャストメッセージ生成部、１１１はマルチキャスト
メッセージ送信部、１１２はユニキャストメッセージ送
信部、１１３はメッセージ間引き・再構成部であり、大
規模広域環境用３次元仮想空間共有装置１０５を構成し
ている。
【００２１】次に、この大規模広域環境用３次元仮想空
間共有装置１０５の初期化動作について図２のフローチ
ャートに基づいて説明する。まず装置が起動されると
（ステップＳ００１）、ユニキャストメッセージ受信部
１０６およびマルチキャストメッセージ受信部１０８の
ポートに利用者ＰＣからの参加要求メッセージが到着す
るまで待機する（ステップＳ００２）。参加要求メッセ
ージには、少なくとも利用者端末装置のアドレス、利用
者が参加しようとする３次元仮想空間名、利用者端末装
置が接続しているネットワークの利用可能帯域幅および
利用者端末装置上での情報提示フレームレートの情報が
含まれている。参加要求メッセージを受信すると、その
メッセージが低帯域・低速ネットワーク１０３側の利用
者端末装置１０４からのものか、広帯域・高速ネットワ
ーク１０１側の利用者端末装置１０２からのものかに応
じて、以下のように初期化処理を振り分ける（ステップ
Ｓ００３）。
【００２２】低帯域・低速ネットワーク１０３側からの
メッセージの場合には、ユニキャストメッセージ受信部
１０６が参加要求メッセージを受信し（ステップＳ００
４）、メッセージ中に含まれるこの利用者が参加する３
次元仮想空間名に対応したマルチキャストグループを割
り当て、マルチキャストグループ管理部１０７に利用者
端末装置のアドレスとマルチキャストグループの対応を
登録する（ステップＳ００５）。また同じく参加要求メ
ッセージ内に含まれる利用者端末装置の情報提示フレー
ムレートと発色数と解像度、および利用しているネット
ワークの帯域幅をメッセージ間引き・再構成部１１３に
登録する（ステップＳ００６）。さらに、マルチキャス
トメッセージ生成部１１０がこの参加メッセージから前
述のマルチキャストグループ宛てのマルチキャストメッ
セージを生成し（ステップＳ００７）、マルチキャスト
メッセージ送信部１１１を介して広帯域・高速ネットワ
ーク側へ送信する（ステップＳ００８）。低帯域・低速
ネットワーク側の利用者端末装置からの参加要求メッセ
ージに基づく初期化はこれで完了する（ステップＳ００
９）。
【００２３】一方、広帯域・高速ネットワーク１０１側
からの参加要求メッセージは、マルチキャストメッセー
ジとして到着しマルチキャストメッセージ受信部１０８
が受信し（ステップＳ０１０）、このメッセージの所属
するマルチキャストグループをマルチキャストグループ
管理部１０７に登録し（ステップＳ０１１）、もしこの
グループに所属している低帯域・低速ネットワーク１０
３側の利用者端末装置（１０４）があれば（ステップＳ
０１２）、ユニキャストメッセージ生成部１０９がこの
メッセージから該マルチキャストグループに所属してい
る端末装置のアドレス毎にユニキャストメッセージを生
成し、メッセージ間引き・再構成部１１３に渡す（ステ
ップＳ０１３）。メッセージ間引き・再構成部１１３
は、同一ホスト（利用者端末装置）宛てのメッセージを
一つのメッセージに再構成し（ステップＳ０１４）、ユ
ニキャストメッセージ送信部１１２を介して低帯域・低
速ネットワーク１０３側へ送信し（ステップＳ０１
５）、初期化を完了する（ステップＳ００９）。
【００２４】次に装置初期化後の３次元仮想空間共有状
態において、低帯域・低速ネットワークからメッセージ
を受信した場合の処理について、図３のフローチャート
を用いて説明する。３次元仮想空間共有装置の初期化が
完了し、３次元仮想空間共有状態に移行すると（ステッ
プＳ０２１）、ユニキャストメッセージ受信手段１０６
は、低帯域・低速ネットワーク接続利用者端末装置１０
４からのメッセージが低帯域・低速ネットワーク１０３
を介して到着するまで受信ポートを検査し（ステップＳ
０２２）、メッセージが到着すればそのメッセージを受
信し（ステップＳ０２３）、マルチキャストメッセージ
生成部１１０およびメッセージ間引き・再構成部１１３
へ送る。マルチキャストメッセージ生成部１１０は、こ
のメッセージをこのメッセージに含まれているマルチキ
ャストアドレス宛てのマルチキャストメッセージに変換
し（ステップＳ０２４）、マルチキャストメッセージ送
信部１１１に渡す。マルチキャストメッセージ送信部１
１１はこのマルチキャストメッセージを広帯域・高速ネ
ットワーク１０１へと送信する（ステップＳ０２５）。
メッセージ間引き・再構成部１１３は、受け取ったメッ
セージと同じマルチキャストグループに所属している低
帯域・低速ネットワーク接続利用者端末装置１０４が存
在するかをマルチキャストグループ管理手段１０７に問
い合わせ（ステップＳ０２６）、もし存在しなければこ
のメッセージを廃棄し、ステップＳ０２２の処理へ戻
る。存在すれば、各利用者端末装置毎に管理しているフ
レームレートとネットワーク帯域幅に応じてメッセージ
の間引き処理を施して各端末装置宛のユニキャストメッ
セージに再構成し（ステップＳ０２７）、ユニキャスト
メッセージ送信部１１２へ渡す。ユニキャストメッセー
ジ送信部１１２は、このメッセージを対応する低帯域・
低速ネットワーク１０３を介して、目的とする利用者端
末装置１０４へユニキャスト通信を用いて送信する（ス
テップＳ０２８）。以降は、以上のステップＳ０２２か
らステップＳ０２８までの処理を繰り返す。
【００２５】次に装置初期化後の３次元仮想空間共有状
態において、高帯域・高速ネットワークからメッセージ
を受信した場合の処理について、図４のフローチャート
を用いて説明する。３次元仮想空間共有装置の初期化が
完了し、３次元仮想空間共有状態に移行すると（ステッ
プＳ０４１）、マルチキャストメッセージ受信部１０８
は高帯域・高速ネットワーク接続利用者端末装置１０２
からのメッセージが高帯域・高速ネットワーク１０１を
介して到着するまで受信ポートを検査し（ステップＳ０
４２）、メッセージが到着すればそのメッセージを受信
し（ステップＳ０４３）、ユニキャストメッセージ生成
部１０９へ送る。ユニキャストメッセージ生成部１０９
はマルチキャストグループ管理部１０７に該メッセージ
の所属するマルチキャストグループに対応づけられた利
用者端末装置が低帯域・低速ネットワーク側に存在する
かを問い合わせ（ステップＳ０４４）存在しなければ、
このメッセージを破棄し、ステップＳ０４２の処理に戻
る。存在すれば、対応する利用者端末装置のアドレス毎
にユニキャストメッセージを生成し（ステップＳ０４
５）、メッセージ間引き・再構成部１１３へ渡す。メッ
セージ間引き・再構成部１１３は、各利用者端末装置毎
に管理しているフレームレートとネットワーク帯域幅に
応じてメッセージの間引き処理を施して各端末装置宛の
ユニキャストメッセージを再構成し（ステップＳ０４
６）、ユニキャストメッセージ送信部１１２へ渡す。ユ
ニキャストメッセージ送信部１１２は、このメッセージ
を対応する低帯域・低速ネットワーク１０３を介して、
目的とする利用者端末装置１０４へユニキャスト通信を
用いて送信する（ステップＳ０４７）。以降は、以上の
ステップＳ０４２からステップＳ０４７までの処理を繰
り返す。
【００２６】続いて、上述のステップＳ０２７およびス
テップＳ０４６におけるメッセージ間引き処理の動作に
ついて、図５の構成図および図６のフローチャートに基
づいて説明する。図５において、１２１はメッセージ受
取り部、１２２はアドレス解析部、１２３はメッセージ
型判定部、１２４はフレームレート・帯域幅管理部、１
２５はタイマ、１２６はメッセージ保持更新部、１２７
は解像度削減部、１２８圧縮部、１２９はメッセージ引
渡し部である。
【００２７】動作の説明に入る前に、まず、３次元仮想
空間を構成する３つのデータのカテゴリについて説明す
る。 （１）カテゴリＡ：ある時点での情報が以前の情報に左
右されない、３次元仮想世界の中の利用者の化身の形、
絶対位置、色、大きさ、あるいは移動する共有物体の
形、絶対位置、色、大きさ等に関するオブジェクトのデ
ータがこれに含まれる。 （２）カテゴリＢ：フレーム単位で情報が提供されるラ
イブ映像、録画済ＶＴＲ映像に関するオブジェクトのデ
ータがこれに含まれる。 （３）カテゴリＣ： 時間的に連続していないと意味を
持たない生音声、ライブサウンドに関するオブジェクト
のデータがこれに含まれる。
【００２８】まず、メッセージ間引き・再構成部１１３
が動作を開始すると（ステップＳ０６１）、メッセージ
受取り部１２２がユニキャストメッセージ受信部１０
６、あるいはユニキャストメッセージ生成部１０９から
ユニキャストメッセージを受け取る（ステップＳ０６
２）。その後、アドレス解析部１２２がメッセージの宛
先アドレスを調べ（ステップＳ０６３）、以下のステッ
プＳ０６４からステップＳ０７４までの処理を宛先アド
レス毎に分割して実行する。
【００２９】タイマー１２５が現在の時刻を記録し（ス
テップＳ０６４）、メッセージ型判定部１２３がメッセ
ージの型を検査し（ステップＳ０６５）、カテゴリＡの
データをもつメッセージであれば以下の処理Ａを、カテ
ゴリＢのデータをもつメッセージであれば以下の処理Ｂ
を、またカテゴリＣのデータをもつメッセージであれ
ば、以下の処理Ｃを実行する。 （１）処理Ａ：メッセージ保持更新部１２６がステップ
Ｓ０６４で記録した時刻と先の初期化時にフレームレー
ト・帯域幅管理部１２４に登録した該アドレスの端末装
置に対応するフレームレートの値を用いて、該端末装置
に対する１フレーム分の時間が経過したかどうかを調べ
る（ステップＳ０６６）。経過していれば、そのメッセ
ージをメッセージ引渡し部１２９を介してユニキャスト
メッセージ送信部１１２へ渡した後、保存メッセージが
あるかを確認し（ステップＳ０７１）、あれば保存メッ
セージを廃棄し（ステップＳ０７２）、次のメッセージ
を受け取るためにステップＳ０６２へ戻る。もし経過し
ていなければ、同一のオブジェクトに関するメッセージ
が保存されているかを調べ（ステップＳ０６７）、保存
されていなければ現在のメッセージを保存し（ステップ
Ｓ０６８）、次のメッセージを受け取るためにステップ
Ｓ０６２へ戻る。もし保存されていれば、該保存メッセ
ージを現在のメッセージで置き換え（ステップＳ０６
９）、次のメッセージを受け取るためにステップＳ０６
２へ戻る。 （２）処理Ｂ：解像度削減部１２７がフレームレート・
帯域幅管理部１２４に保持されている対応する発色数と
解像度および帯域幅に収まるように画像の解像度を削減
させて縮小されたメッセージを再構成し（ステップＳ０
７３）、縮小後のメッセージをメッセージ引渡し部１２
９を介してユニキャストメッセージ送信部１１２へ渡す
（ステップＳ０７０）。ステップＳ０７１では保存メッ
セージはないので、次のメッセージを受け取るためにス
テップＳ０６２へ戻る。 （３）処理Ｃ：圧縮部１２８がフレームレート・帯域幅
管理部１２４に保持されている対応する帯域幅に収まる
ようにデータの品質を劣化させて圧縮し（ステップＳ０
７４）、圧縮後のメッセージをメッセージ引渡し部１２
９を介してユニキャストメッセージ送信部１１２へ渡す
（ステップＳ０７０）。ステップＳ０７１では保存メッ
セージがないので、そのまま次のメッセージを受け取る
ためにステップＳ０６２へ戻る。なお、利用者端末装置
のフレームレートが、他の端末装置のフレームレートに
対して十分低い場合には、カテゴリＢのデータに対して
処理Ａを適用することも可能である。
【００３０】ここでさらに、広帯域・高速ネットワーク
接続利用者端末装置１０２および低帯域・低速ネットワ
ーク接続利用者端末装置１０４の構成について、図７お
よび図８を用いて説明する。図７は、広帯域・高速ネッ
トワーク接続利用者端末装置１０２の構成図である。図
において１４１は仮想空間情報格納管理部、１４２は上
述のカテゴリＡ，カテゴリＢ，カテゴリＣに属する仮想
空間内オブジェクト、１４３はマルチキャストメッセー
ジ受信部、１４４は仮想空間構成情報更新部、１４５は
仮想空間情報アクセス部、１４６は仮想空間情報提示
部、１４７は仮想空間情報操作部、１４８は仮想空間構
成情報更新検査部、１４９はマルチキャストメッセージ
送信部である。
【００３１】利用者端末装置１０２は、仮想空間内オブ
ジェクト１４２の情報を他の利用者端末装置１０２およ
び３次元仮想空間共有装置１０５との間でマルチキャス
トにより通信し会うことにより、３次元仮想空間を共有
する。マルチキャストメッセージ受信部１４３は広帯域
・高速ネットワーク１０１からマルチキャストメッセー
ジを受信し、このメッセージに含まれる仮想空間内オブ
ジェクト１４２の情報を仮想空間構成情報更新部１４４
によって仮想空間情報管理部１４１内に登録・更新す
る。３次元仮想空間の状態は仮想空間情報アクセス部１
４５を介して仮想空間情報提示部１４６に与えられ、仮
想空間情報提示部が利用者に対し具体的に３次元仮想空
間の情報を視覚、聴覚、力覚、臭覚等人間の感覚器に理
解できるように表現された情報としてレンダリングし提
示する。利用者は３次元仮想空間内のオブジェクトに対
する操作をマウスやキーボードやトラックボールといっ
た入力機器あるいはオブジェクトに対する操作を記述し
たアプリケーションプログラムに相当する仮想空間情報
操作部１４７を用いて行い、その操作は仮想空間情報ア
クセス部１４５を介して仮想空間情報格納管理部１４１
内の仮想空間オブジェクト１４２へと反映される。この
操作により仮想空間内オブジェクト１４２の状態を変化
させた場合には、仮想空間構成情報更新検査部１４８が
これを検知し、変更された内容をマルチキャストメッセ
ージ送信部１４９を介して広帯域・高速ネットワーク１
０１へ送信する。これら一連の動作により、各利用者は
３次元仮想世界とのインタラクションを行う。
【００３２】図８は、低帯域・低速ネットワーク接続利
用者端末装置１０４の構成図である。図において１５１
はユニキャストメッセージ受信部、１５２はユニキャス
トメッセージ送信部である。低帯域・低速ネットワーク
接続利用者端末装置１０４は、広帯域・高速ネットワー
ク接続利用者端末装置１０２と同様に動作するが、３次
元仮想空間を共有するための通信は、３次元仮想空間共
有装置１０５との間のユニキャスト通信でのみ行われ、
この通信がユニキャストメッセージ受信部１５１とユニ
キャストメッセージ送信部１５２を用いて、低帯域・低
速ネットワーク１０３を介して行われる点のみが、広帯
域・高速ネットワーク接続利用者端末装置１０２の動作
とは異なる。
【００３３】以上のように、この発明の実施形態１で
は、３次元仮想空間共有に関する通信に対し、広帯域・
高速ネットワークに接続された利用者端末装置間ではマ
ルチキャスト通信を用い、また、低帯域・低速ネットワ
ークに接続された利用者端末装置には、３次元仮想空間
共有装置がメッセージを低い帯域幅にあわせて削減し、
さらに端末装置のフレームレートや発色数や解像度に応
じた効果的なメッセージ削減を行うようにしているの
で、広帯域・高速ネットワークに接続された端末装置間
ではその帯域幅と高速性を生かした十分に質の高い３次
元仮想空間の共有とインタラクションを行いながら、低
帯域・低速ネットワークに接続された端末装置からも、
ネットワークの帯域幅や速度に応じた品質で同じ３次元
仮想空間を共有することができる。
【００３４】また、３次元仮想空間内で映像以外の複数
のメディアを共有する際にも、それぞれのメディア毎に
効率的な通信を行える。
【００３５】また、仮想空間共有装置が、低帯域・低速
ネットワークに接続されている利用者端末装置との間の
ユニキャスト通信と広帯域・高速ネットワーク側で用い
られるマルチキャスト通信との仲介を行うために、例え
ば、仮想空間を複数の論理空間に分割してそれぞれの論
理空間毎に別々のマルチキャストグループを割り当て
て、必要となる論理空間の情報だけを対応するマルチキ
ャストグループを用いて通信するようにしたので、通信
量削減技術を用いたＬＡＮ環境システムにおいても、Ｓ
ＬＩＰやＰＰＰといった簡易プロトコルを用いてこの３
次元仮想空間共有装置にダイアルアップＩＰ接続を行う
ことで３次元仮想空間を共有できる。
【００３６】実施の形態２．次に、本発明の第２の実施
形態について図９に基づいて説明する。以上に説明した
実施形態１は、高速・広帯域ネットワークに接続する利
用者端末装置間ではマルチキャスト通信を用いて通信量
を削減し、低速・低帯域ネットワークに接続する利用者
端末装置への通信に対しては、メッセージの種類に応じ
てメッセージの間引き処理を実施することにより通信量
を削減するようにしたものであるが、次に多数の利用者
端末装置からサウンド・ストリームが送られてきたよう
な場合に低帯域・低速ネットワークの輻輳を回避する場
合の実施形態を示す。図９は、本実施形態によるメッセ
ージ間引き・再構成部の構成図である。図において１６
１はサウンドメッセージ管理部、１６２はサウンドバッ
ファ、１６３はサウンドミキシング部である。
【００３７】次に本実施形態における動作について説明
する。実施形態１に示したカテゴリＡ、カテゴリＢのデ
ータに対しては、実施形態１と同じように動作する。カ
テゴリＣのデータに対しては、サウンドメッセージ管理
部１６１が複数の端末装置から送られてきた複数のサウ
ンドメッセージを同一フレーム時間分だけ一時的にサウ
ンドバッファ１６２に格納する。その後、各フレーム分
毎にサウンドミキシング部１６３がこれら複数のメッセ
ージ内のサウンドデータをミキシングし、一つのサウン
ドデータに合成し、圧縮部１２８がこのデータを圧縮し
て新たな縮小されたユニキャストメッセージを生成し、
メッセージ引渡し部１２９を介して、ユニキャストメッ
セージ送信部１１２へと引き渡す。
【００３８】以上のように、本発明の実施形態２では、
複数の端末装置から送られてくるサウンドメッセージを
３次元仮想空間共有装置が一つのメッセージにミキシン
グした上、さらに圧縮するようにしたので、サウンドメ
ッセージの数を削減することができ、サウンドメッセー
ジによる低帯域・低速ネットワークの輻輳を回避するこ
とができる。
【００３９】実施の形態３．次に、本発明の第３の実施
形態について図１０、図１１に基づいて説明する。これ
までの実施形態は、利用者端末装置のフレームレートと
ネットワーク帯域幅に基づいてメッセージの数を減少さ
せ、ネットワークの輻輳を回避するものであったが、次
に利用者の化身の情報を利用して、通信メッセージを削
減しネットワークの輻輳を回避する場合の実施形態につ
いて説明する。
【００４０】一般に３次元仮想空間を共有する利用者
は、自身の姿を３次元コンピュータグラフィックス等に
より表現される化身として仮想空間内に配置し、その位
置に利用者の視覚器官や聴覚器官が配置されているよう
にして、３次元仮想空間の情報が利用者に対して提示さ
れるが、この利用者の化身に関し、少なくとも図１０に
示す以下の情報の一部あるいは全てを与える。利用者の
化身の位置座標を示すＰ（Ｐｘ、Ｐｙ、Ｐｚ）、利用者
の化身の顔の向きを表す単位ベクトルＦ、利用者の化身
の視線の向きを表す単位ベクトルＧ、利用者の化身の視
野角α、物体を見分けることができる最近接距離を表わ
すＳｍｉｎ、物体の形を見分けることができる最遠距離
を表わすＳｍａｘ、複数の音源を聞き分けられる範囲の
球面半径を表わすＨｍｉｎ、音源は聞き分けられないが
背景音を聞き取れる範囲の球面半径を表わすＨｍａｘ。
なお、Ｇの向きは必ずしもFの向きと一致する必要はな
い。
【００４１】本実施形態ではメッセージ間引き・再構成
部１１３は、図１１に示すように構成される。図におい
て、１７１は利用者化身情報管理部であり、利用者端末
装置との通信を通して上述の利用者の化身の各情報を収
集し格納している。メッセージ受取り部１２１がユニキ
ャストメッセージ受信部１０６あるいはユニキャストメ
ッセージ生成部１０９からメッセージを受け取ると、ア
ドレス解析部１２２がこのメッセージの宛先を調べ、こ
の宛先に対応する利用者の化身情報を利用者化身情報管
理部１７１より取り出す。メッセージのカテゴリ毎に、
上述の実施形態１あるいは実施形態２のようにメッセー
ジの間引き・再構成処理が行われるが、カテゴリＡとカ
テゴリＢのメッセージの場合には、このメッセージのオ
ブジェクトの位置がＰとＧとαで表わされる視野範囲に
存在し、かつＳｍｉｎとＳｍａｘの範囲に存在する場合
のみこのメッセージを取り扱い、範囲外にある場合には
このメッセージは廃棄する。カテゴリＣのメッセージの
場合には、メッセージの音源の位置がＨｍｉｎの内側に
存在する場合には複数のメッセージによるサウンドのミ
キシングは行わずにそれぞれのメッセージに圧縮を施
し、一方、ＨｍｉｎとＨｍａｘの間に存在する場合には
サウンドのミキシングを行った後に圧縮を施し、さらに
Ｈｍａｘの外側にある場合には、このメッセージに対す
る処理を行わずにこのメッセージを廃棄する。
【００４２】以上のように、本発明の実施形態３では、
３次元仮想空間の情報の内、利用者の化身の位置から適
切な範囲にあるもののみを通信することにより、不要な
通信メッセージを排除するようにしたので、不用意に情
報の質を低下させずに低帯域・低速ネットワークの輻輳
を回避することができる。
【００４３】実施の形態４．本発明の第４の実施形態に
ついて、図１２に基づいて説明する。本実施形態は実施
形態３に対し、利用者端末装置とで３次元仮想空間共有
装置間の通信状態および３次元仮想空間共有装置の負荷
状態を反映して、メッセージ間引き・再構成を制御する
ようにしたものである。図１２は本実施形態による低帯
域・低速ネットワーク接続利用者端末装置の構成図であ
る。図において、１８１は通信遅延計測部、１８２は化
身感覚パラメータ設定部、１８３はタイマである。
【００４４】次に動作について説明する。利用者端末装
置１０４は、３次元仮想空間共有装置との通信中に定期
的に通信遅延計測部１８１がタイマ１８３により現在時
刻Ｔ０を取得し、ユニキャストメッセージ送信部１５２
を用いて低帯域・低速ネットワークを介して３次元仮想
空間共有装置へ通信遅延を計測するための往復メッセー
ジを送信する。３次元仮想空間共有装置はこの通信遅延
計測メッセージを受信すると現在の３次元仮想空間共有
装置の負荷平均値Ｌをメッセージに付加した応答メッセ
ージを送信元に送り返す。ユニキャストメッセージ受信
部１５１がこの応答メッセージを受信し、通信遅延計測
部１８１へ渡す。通信遅延計測部１８１は、タイマ１８
１から現在時刻Ｔ１を取得し、（Ｔ１−Ｔ０）／２の値
を通信遅延値Ｄに設定する。さらにメッセージから３次
元仮想空間共有装置の負荷平均値Ｌを取り出し、ＤとＬ
を化身感覚パラメータ設定部１８２に渡す。化身感覚パ
ラメータ設定部は、前述の化身情報パラメータのうち、
視野角パラメータα、視野範囲パラメータＳｍａｘ、音
源範囲パラメータとＨｍａｘの値を以下の式に基づいて
設定する。 α＝α０・（１＋（Ｄ０−Ｄ）／Ｄ０＋（Ｌ０−Ｌ）／Ｌ） Ｓｍａｘ＝Ｓ０・（１＋（Ｄ０−Ｄ）／Ｄ０＋（Ｌ０−Ｌ）／Ｌ） Ｈｍａｘ＝Ｈ０・（１＋（Ｄ０−Ｄ）／Ｄ０＋（Ｌ０−Ｌ）／Ｌ） ここで、α０、Ｓ０、 Ｈ０は、それぞれα、 Ｓｍａ
ｘ、 Ｈｍａｘのデフォルト値、Ｄ０とＬ０はＤとＬの
初期値である。これにより、３次元仮想空間共有装置の
負荷が高い状況あるいは３次元仮想空間共有装置との通
信遅延が大きい状況では、この利用者の化身の視野角
α、視野範囲Ｓｍａｘ、音源範囲Ｈｍａｘの値が狭めら
れる。なお、この例ではα、Ｓｍａｘ、Ｈｍａｘの値を
上記の式で調整しているが、Ｄの値あるいはＬの値のみ
で制御することも可能であり、また、ＤあるいはＬの増
加に伴って、α、Ｓｍａｘ、Ｈｍａｘが減少するような
他の関係式を用いて制御することも可能である。また、
ＳｍｉｎおよびＨｍｉｎについても同様の制御を行うこ
とが可能である。
【００４５】本実施形態のように利用者端末装置を構成
すれば、実施形態３の３次元仮想空間共有装置との組み
合わせにおいて、３次元仮想空間共有装置の負荷状態あ
るいは３次元仮想空間共有装置との通信状態に応じて、
メッセージ通信量を自動的に加減することが可能とな
り、効率的な３次元仮想空間共有装置を容易に提供でき
る。
【００４６】実施の形態５．本発明の第５の実施形態に
ついて、図１３に基づいて説明する。次に各利用者から
の音声メッセージが多数の利用者端末装置から送られる
際に、利用者に違和感を感じさせずに効率良く音声メッ
セージの通信量を削減し、３次元仮想空間共有装置の負
荷を削減しつつネットワークの輻輳を回避する場合の実
施形態について説明する。
【００４７】図１３は、本実施形態による３次元仮想空
間共有装置のメッセージ間引き・再構成部の構成図であ
り、１９１は背景音管理部である。背景音管理部１９１
は、利用者の左方、右方、前方、後方に位置する多人数
の話し声の集まりである雑談音をあらかじめ録音した左
方雑談音、右方雑談音、前方雑談音、後方雑談音を圧縮
済みの形式で格納している。本実施形態によるメッセー
ジ間引き部は、カテゴリＡおよびカテゴリＢのデータに
対しては、実施形態３と同様の動作を行う。カテゴリＣ
のメッセージに対しては、以下の動作を行う。まず、複
数のサウンドオブジェクトに関するメッセージを受け取
った際には、それが利用者の音声メッセージであれば、
それぞれのメッセージから音源の位置座標と音量を取り
出す。 ここでｉ番目のメッセージにおける音源の位置
座標をＰｓ［ｉ］、音量をＶ［ｉ］とする。 これらの
音声メッセージを受け取る利用者の位置座標Ｐに対し、
ＰからＰｓ［ｉ］へ至るベクトルＱ［ｉ］を求める。
Ｑ［ｉ］の大きさがＨｍｉｎ以上かつＨｍａｘ以下のも
のについてのみＱ［ｉ］をＶ［ｉ］の重みでベクトル加
算した合成ベクトルの向きがベクトルＦの向きに対して
前方９０度の範囲にある場合には前方雑談音、後方９０
度の範囲にある場合には後方雑談音、右方９０度の範囲
にある場合には右方雑談音、左方９０度の範囲にある場
合には左方雑談音を全体の音声データの合成結果として
採用する。合成ベクトルの向きが前方あるいは後方のち
ょうど９０度向きの位置にある場合には、それぞれ右方
雑談音あるいは左方雑談音のうち近いほうを採用する。
このデータを送付先利用者端末装置向けのユニキャスト
メッセージに構成し、メッセージ引き渡し部１２９を経
由してユニキャストメッセージ送信部１１２へ渡す。
【００４８】本実施形態によれば、音源がＨｍｉｎから
Ｈｍａｘの範囲にある複数の音声メッセージに対して、
サウンドミキシング部１６３および圧縮部１２８におけ
る処理を毎回実行する必要がなくなり、メッセージ間引
き・再構成部の処理スピードを向上させながらも、音声
メッセージの数を削減できるという効果がある。
【００４９】実施の形態６．次に、本発明の第６の実施
形態について、図１４、図１５を用いて説明する。本実
施形態は、利用者側が間接的に通信するメッセージの優
先度制御に関するものである。図１４は本実施形態によ
る利用者端末装置の構成図であり、図において２０１は
化身情報管理部、２０２は化身情報オブジェクトであ
る。化身情報管理部２０１は、利用者が３次元仮想空間
に参加した時点で実施形態３に示した利用者の化身に関
する情報を生成し、仮想空間情報アクセス部１４５を介
して３次元仮想空間内オブジェクトの一種として化身情
報オブジェクト２０２を仮想空間情報格納管理部１４１
内に生成する。また、仮想空間情報提示部１４６は、こ
の化身情報を図１０のような形式で、利用者端末装置の
画面上に表示する。利用者は画面上に表示された化身の
感覚パラメータを仮想空間情報操作部１４７を用いて動
的に変更する。変更指示に基づく画面表示修正は、仮想
空間情報操作部１４７と仮想空間情報提示部１４６の間
を化身情報管理部２０１が仲介することによって行われ
る。化身情報管理部２０１は、現在の仮想空間内の細部
サウンドに関するオブジェクトと状態が変更されるグラ
フィックスや画像に関するオブジェクトの存在比率を仮
想空間情報アクセス部１４５を介して取得し、化身の感
覚パラメータ間に例えば、 音に関するオブジェクトと
画像に関するオブジェクトの存在比がＲである場合に
は、 Ｒ＝α・（Ｓｍａｘ−Ｓｍｉｎ）／（Ｈｍａｘ−Ｈｍｉ
ｎ） なる制約条件を課す。この制約条件は、上述の関係式に
限らず、仮想空間内の音情報と映像情報の比率を反映す
るものであれば良い。利用者による感覚パラメータの制
御は、化身情報管理部２０１のこのような制約を受ける
ことにより、聴覚と視覚に関する受信情報量のバランス
を制御することになる。ここで設定された化身情報は、
化身情報管理部２０１が仮想空間情報アクセス部１４５
を介して仮想空間情報格納管理部１４１内の化身情報オ
ブジェクト２０２の内容を変更することによって、仮想
空間構成情報変更検査部１４８がこれを検知しその情報
をユニキャストメッセージ送信部１５２が低帯域・低速
ネットワーク１０３を介して３次元仮想空間共有装置へ
と送信される。
【００５０】図１５は、この実施形態によるメッセージ
間引き・再構成部の構成図である。図において、２１１
はメッセージ配分決定部である。メッセージ間引き・再
構成部１１３は、上述の化身情報オブジェクトに関する
メッセージを受信すると、この内容を利用者化身情報管
理部１７１に格納する。他の利用者端末装置からのメッ
セージを処理する際に、フレームレート・帯域幅管理部
１２４から得る送信先端末装置への帯域幅を利用者化身
情報管理部１７１から得る化身の感覚パラメータを用い
て、上述の制約式Ｒ＝α・（Ｓｍａｘ−Ｓｍｉｎ）／
（Ｈｍａｘ−Ｈｍｉｎ）に基づいてカテゴリＢおよびカ
テゴリＣのメッセージに比例配分する。この比例配分さ
れた帯域幅に基づいて、カテゴリＢのメッセージに関す
る処理、カテゴリＣのメッセージに関する処理が実施形
態２に示した手順で行われる。
【００５１】このように構成することにより、利用者側
が自身で、提示される情報の種類と質に関し、好みの優
先度配分を指定することが可能となり、利用者が希望す
る情報により近い３次元仮想空間内の情報を得ることが
できる。
【００５２】実施の形態７．次に、本発明の第７の実施
形態について図１６、図１７に基づいて説明する。本実
施形態は実施形態５によるメッセージ削減方法を更に効
率化したものである。図１６は本実施形態によるメッセ
ージ間引き・再構成部の構成図であり、２１２は送信済
みデータ管理部である。実施形態５に示したように一部
の音声メッセージについては、左方雑談音、右方雑談
音、前方雑談音、後方雑談音で置き換えることにより、
複数の音声メッセージを一つの背景音メッセージとして
送信するが、この際、送信済みデータ管理部２１２は、
送信先のアドレスと、この時送信した背景音の種類（左
方雑談音、右方雑談音、前方雑談音、後方雑談音のいず
れか）をリストとして管理する。この組み合わせと後の
メッセージ送信において、このリストにすでに存在する
アドレスと背景音の組み合わせで送信しようとした場合
には、実際のデータの代わりに背景音の名前のみの参照
メッセージを送信する。一方、図１７はこの実施形態に
よる低帯域・低速ネットワーク接続利用者端末装置の構
成図であり、２２１は受信済みデータ管理部である。受
信済みデータ管理部２２１は、ユニキャストメッセージ
受信部１５１が受信した背景音メッセージを異なる種類
毎にひとつずつ格納しておく。その後、ユニキャストメ
ッセージ受信部１５１が３次元仮想空間共有装置から、
上述の参照メッセージを受信した際にはこれを仮想空間
構成情報変更部１４４には渡さずに、受信済みデータ管
理部２２１へ渡す。受信済みデータ管理部は、対応する
背景音がデータとして格納されているメッセージのコピ
ーを仮想空間構成情報更新部１４４へ渡す。
【００５３】本実施形態は、このように構成されるの
で、同一の背景音データが格納されたメッセージは、た
だ一度だけ利用者端末装置へ送信され、２度目以降はそ
のデータ名を参照するだけの小さなメッセージのみを利
用者端末装置へ送信するために、メッセージのサイズが
小型化され、ネットワーク通信量を削減することができ
る。
【００５４】実施の形態８．次に、本発明の第８の実施
形態について、図１８を用いて説明する。本実施形態
は、利用者端末装置側で発信されるメッセージの削減に
関するものである。図１８は、本実施形態による仮想空
間情報更新検査部１４８の動作を示すフローチャートで
ある。仮想空間情報更新検査部は、その動作を開始する
と（ステップＳ０９１）、ますこの利用者端末装置上で
の物体移動量の閾値をアプリケーションプログラムある
いは利用者から得て登録する（ステップＳ０９２）。次
に仮想空間情報格納管理部１４１内部を検査し（ステッ
プＳ０９３）、各仮想空間内オブジェクト１４２の初期
位置を保存する（ステップＳ０９４）。そして一定時間
待機し（ステップＳ０９５）、再度、仮想空間情報格納
管理部１４１の内部を検査し（ステップＳ０９６）、情
報が変更されたオブジェクトがあるかを調べ（ステップ
Ｓ０９７）、もしなければ再びステップＳ０９５に戻
る。もしあれば、その変更された情報が物体の位置情報
であるかを調べる（ステップＳ０９８）。物体の位置情
報でなければ、即座に変更通知メッセージを生成し（ス
テップＳ０９９）、このメッセージをメッセージ送信部
へ渡し（ステップＳ１００）、ステップＳ０９５へ戻
る。ここで生成されるメッセージは、低帯域・低速ネッ
トワーク接続利用者端末装置ではユニキャストメッセー
ジであり、高帯域・高速ネットワーク接続利用者端末装
置ではマルチキャストメッセージである。また、ここで
のメッセージ送信部は、低帯域・低速ネットワーク接続
利用者端末装置ではユニキャストメッセージ送信部１５
２であり、高帯域・高速ネットワーク接続利用者端末装
置ではマルチキャストメッセージ送信部１４９である。
ステップＳ０９８で変更情報が物体の位置情報であると
判断されると、該オブジェクトの先に保持されている位
置からの移動量が先に登録した閾値以上であるかを調べ
る（ステップＳ１０１）。閾値以上であれば、保持して
いるオブジェクトの位置情報を現在の位置情報で置き換
え（ステップＳ１０２）、前述のステップＳ０９９およ
びステップＳ１００を実行しステップＳ０９５に戻る。
ステップＳ１０１で閾値未満であれば、ステップＳ０９
５へ戻る。
【００５５】本実施形態では、以上に述べたように各利
用者端末装置からのメッセージが送信されるので、他の
利用者が気づかないような極わずかな物体の移動に関し
ては、メッセージの送出が行われないため、不要なネッ
トワーク通信量を削減することができる。
【００５６】
【発明の効果】第１の発明によれば、広帯域・高速ネッ
トワークおよび低帯域・低速ネットワークが混在した複
雑なネットワーク環境における３次元仮想空間共有に関
する通信において、広帯域・高速ネットワークに接続さ
れた利用者端末装置間では効率の良いマルチキャスト通
信を行ない、低帯域・低速ネットワークに接続された利
用者端末装置に対しては、３次元仮想空間共有装置が接
続先の端末装置の低い帯域幅にあわせてメッセージを削
減し、また端末装置のフレームレートや解像度に応じて
効果的にメッセージ削減を行うようにしたので、広帯域
・高速ネットワークに接続された端末装置間でその帯域
幅と高速性を生かした質の高い３次元仮想空間の共有と
インタラクションを行いながら、低帯域・低速ネットワ
ークに接続された端末装置に対しても、ネットワークの
帯域幅や速度に応じた質で同じ３次元仮想空間を共有す
ることができるという効果がある。
【００５７】また、第２の発明によれば、複数の端末装
置から送られてくるサウンドメッセージを３次元仮想空
間共有装置が一つのメッセージにミキシングの上、さら
に圧縮するようにしたので、サウンドメッセージの数を
削減することができ、低帯域・低速ネットワークの輻輳
を回避することができるという効果がある。
【００５８】また、第３の発明によれば、３次元仮想空
間に配置された映像オブジェクトに対する視野範囲、お
よび視野角パラメータ、またはサウンドオブジェクトか
らの距離で規定された聴覚パラメータに基づいて、不要
な通信メッセージを削減するようにしたので、不用意に
情報の質を低下させることなく、低帯域・低速ネットワ
ーク上での輻輳を回避することができるという効果があ
る。
【００５９】また、第４の発明によれば、低帯域・低速
ネットワークに接続された利用者端末装置は３次元仮想
空間共有装置との通信遅延時間測定手段による負荷測定
結果に基づいて、３次元仮想空間に配置された映像オブ
ジェクトに対する視野範囲、および視野角パラメータ、
またはサウンドオブジェクトからの距離で規定された聴
覚パラメータの設定・変更を行うようにしたので、メッ
セージ通信量を自動的に加減することができ、効率的な
３次元仮想空間共有装置を提供できるという効果があ
る。
【００６０】また、第５の発明によれば、録音済みの背
景音を方向ごとに管理する背景音管理部を備え、サウン
ドオブジェクトの位置と音量に基づいて背景音の方向を
算出し、該当する背景音を端末装置に転送するようにし
たので、メッセージ削減処理を毎回実行する必要がなく
なり、全体の処理スピードを向上させながら、音声メッ
セージの数を削減できるという効果がある。
【００６１】また、第６の発明によれば、利用者端末装
置上で更新された仮想空間を構成するサウンドオブジェ
クトおよび映像オブジェクトに対する聴覚と視覚の感覚
バランス制御を行う感覚パラメータ管理部を備え、３次
元仮想空間共有装置は利用者端末装置からの受信メッセ
ージを感覚パラメータに基づいて、サウンドオブジェク
トと映像オブジェクトに好みの優先度配分を指定するよ
うにしたので、利用者が希望する情報により近い３次元
仮想空間内の情報を得ることができるという効果があ
る。
【００６２】また、第７の発明によれば、既に送信済み
の背景音を管理する送信済みデータ管理部を備え、同一
利用者端末に対し送信済みの場合には背景音に相当する
識別子のみを転送し、利用者端末は受信した背景音を格
納しておく受信済みデータ管理部から識別子に該当する
背景音データを取り出して処理するようにしたので、同
一背景音に対する２度目以降のメッセージサイズが小型
化され、ネットワーク通信量を削減することができると
いう効果がある。
【００６３】さらに、第８の発明によれば、利用者端末
装置は３次元仮想空間を構成する映像オブジェクトの状
態がある閾値以上に変化したときのみその旨を示すメッ
セージを送信するようにしたので、他の利用者が気づか
ないようなわずかな物体の移動に関しては、利用者端末
装置からメッセージの送出が行われないため、不要なネ
ットワーク通信量を削減することができるという効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態における大規模広域
環境用３次元仮想空間共有システムを示す構成図。
【図２】 第１の実施形態における広域環境用３次元仮
想空間共有装置の初期化動作を示すフローチャート図。
【図３】 第１の実施形態における広域環境用３次元仮
想空間共有装置が低帯域・低速ネットワークからメッセ
ージを受信した時の処理を示すフローチャート図。
【図４】 第１の実施形態における広域環境用３次元仮
想空間共有装置が高帯域・高速ネットワークからメッセ
ージを受信した時の処理を示すフローチャート図。
【図５】 第１の実施形態における広域環境用３次元仮
想空間共有装置のメッセージ間引き・再構成部を示す
図。
【図６】 第１の実施形態におけるメッセージ間引き処
理を示すフローチャート図。
【図７】 第１の実施形態における広帯域・高速ネット
ワークに接続された利用者端末装置の構成図。
【図８】 第１の実施形態における低帯域・低速ネット
ワークに接続された利用者端末装置の構成図。
【図９】 第２の実施形態におけるメッセージ間引き・
再構成部を示す図。
【図１０】 利用者の化身に関する情報説明図。
【図１１】 第３の実施形態におけるメッセージ間引き
・再構成部を示す図。
【図１２】 第４の実施形態における低帯域・低速ネッ
トワークに接続された利用者端末装置の構成図。
【図１３】 第５の実施形態におけるメッセージ間引き
・再構成部を示す図。
【図１４】 第６の実施形態における利用者端末装置の
構成を示す図。
【図１５】 第６の実施形態におけるメッセージ間引き
・再構成部を示す図。
【図１６】 第７の実施形態におけるメッセージ間引き
・再構成部を示す図。
【図１７】 第７の実施形態における低帯域・低速ネッ
トワークに接続された利用者端末装置の構成図。
【図１８】 第８の実施形態における仮想空間情報更新
検査部の動作を示すフローチャート。
【図１９】 従来の３次元仮想空間共有装置の構成を示
す図。
【図２０】 従来の３次元仮想空間共有装置のネットワ
ーク接続形態を示す図。
【符号の説明】
１０１ 広帯域・高速ネットワーク １０２ 広帯域・高速ネットワーク接続利用者端末装置 １０３ 低帯域・低速ネットワーク １０４ 低帯域・低速ネットワーク接続利用者端末装置 １０５ 大規模広域環境用３次元仮想空間共有装置 １０６ ユニキャストメッセージ受信部 １０７ マルチキャストグループ管理部 １０８ マルチキャストメッセージ受信部 １０９ ユニキャストメッセージ生成部 １１０ マルチキャストメッセージ生成部 １１１ マルチキャストメッセージ送信部 １１２ ユニキャストメッセージ送信部 １１３ メッセージ間引き・再構成部 １２１ メッセージ受取り部 １２２ アドレス解析部 １２３ メッセージ型判定部 １２４ フレームレート・帯域幅管理部 １２５ タイマ １２６ メッセージ保持更新部 １２７ 解像度削減部 １２８ 圧縮部 １２９ メッセージ引渡し部 １４１ 仮想空間情報格納管理部 １４２ 仮想空間内オブジェクト １４３ マルチキャストメッセージ受信部 １４４ 仮想空間構成情報更新部 １４５ 仮想空間情報アクセス部 １４６ 仮想空間情報提示部 １４７ 仮想空間情報操作部 １４８ 仮想空間情報更新検査部 １４９ マルチキャストメッセージ送信部 １５１ ユニキャストメッセージ受信部 １５２ ユニキャストメッセージ送信部 １６１ サウンドメッセージ管理部 １６２ サウンドバッファ １６３ サウンドミキシング部 １７１ 利用者化身情報管理部 １８１ 通信遅延計測部 １８２ 化身感覚パラメータ設定部 １９１ 背景音管理部 ２０１ 化身情報管理部 ２０２ 化身情報オブジェクト ２１１ メッセージ配分決定部 ２１２ 送信済みデータ管理部 ２２１ 受信済みデータ管理部 ２０１０ 仮想空間共有装置 ２０１１ 回線インタフェース部 ２０１２ 回線インタフェース部 ２０１３ 回線インタフェース部 ２０１４ 位置情報分配部 ２０１５ 距離計算部 ２０１６ 視線一致度計算部 ２０１７ 映像間引き率決定部 ２０１８ 映像間引き・分配部 ２０１９ 映像受信用内部バス ２０２０ 映像送信用内部バス ２０２１ 位置情報受信用内部バス ２０２２ 位置情報送信用内部バス ２０２３ 映像受信用内部バス ２０２４ 映像送信用内部バス ２０２５ 位置情報受信用内部バス ２０２６ 位置情報送信用内部バス ２０２７ 映像受信用内部バス ２０２８ 映像送信用内部バス ２０２９ 位置情報受信用内部バス ２０３０ 位置情報送信用内部バス ２０３１ 距離計算結果転送用内部バス ２０３２ 視線一致度計算結果転送用内部バス ２０３３ 映像間間引き率通知用内部バス ２０３４ 通信回線 ２０３５ 通信回線 ２０３６ 通信回線 ２１０１ 端末 ２１０３ 映像サーバ ２１０４ 公衆網 ２１０５ 回線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｍ 3/00 Ｈ０４Ｍ 3/56 Ｃ // Ｈ０４Ｍ 3/56 Ｈ０４Ｎ 7/15 Ｈ０４Ｎ 7/15 Ｇ０６Ｆ 15/62 ３５０Ａ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 広帯域・高速ネットワークおよび低帯域
    ・低速ネットワークの混合によって構成される広域ネッ
    トワークシステムにおいて、 上記ネットワークシステムは、広帯域・高速ネットワー
    クに接続された利用者端末装置と、 低帯域・低速ネットワークに接続された利用者端末装置
    と、 広帯域・高速ネットワークと低帯域・低速ネットワーク
    間に位置し、上記利用者端末装置間で複数種類のメディ
    アで構成された３次元仮想空間を共有するための３次元
    仮想空間共有装置から構成され、 該３次元仮想空間共有装置は、下記の要素からなること
    を特徴とする広域環境用３次元仮想空間共有システム。 （a）広帯域・高速ネットワークに対してマルチキャス
    ト通信を行うための、マルチキャストメッセージ送信部
    とマルチキャストメッセージ受信部； （ｂ）低帯域・低速ネットワークに対してユニキャスト
    通信を行うための、ユニキャストメッセージ送信部とユ
    ニキャストメッセージ受信部； （ｃ） ユニキャスト通信とマルチキャスト通信の仲介
    を行うための、マルチキャストグループ管理部とユニキ
    ャストメッセージ生成部およびマルチキャストメッセー
    ジ生成部； （ｄ）低帯域・低速ネットワークにおける通信量を削減
    するためのメッセージ間引き・再構成部。
  2. 【請求項２】 上記メッセージ間引き・再構成部は、上
    記利用者端末装置から送出されてきた複数のサウンドメ
    ッセージを１つのメッセージにミキシングし、圧縮する
    ことにより低帯域・低速ネットワークでの通信量を削減
    したことを特徴とする請求項１記載の広域環境用３次元
    仮想空間共有システム。
  3. 【請求項３】 上記メッセージ間引き・再構成部は、３
    次元仮想空間に配置された映像オブジェクトに対する視
    野範囲と視野角パラメータ、またはサウンドオブジェク
    トからの距離で規定された聴覚パラメータに基づいて、
    メッセージを削減し、再構成することを特徴とする請求
    項２記載の広域環境用３次元仮想空間共有システム。
  4. 【請求項４】 上記低帯域・低速ネットワークに接続さ
    れた利用者端末装置は３次元仮想空間共有装置との通信
    遅延時間測定手段を備え、 通信負荷測定結果に基づいて、３次元仮想空間に配置さ
    れた映像オブジェクトに対する視野範囲と視野角パラメ
    ータ、またはサウンドオブジェクトからの距離で規定さ
    れた聴覚パラメータの設定・変更を行うことを特徴とす
    る請求項３記載の広域環境用３次元仮想空間共有システ
    ム。
  5. 【請求項５】 上記メッセージ間引き・再構成部は録音
    済みの背景音を方向ごとに管理する背景音管理部を備
    え、 サウンドオブジェクトの位置と音量に基づいて背景音の
    方向を算出し、該当する背景音を端末装置に転送するこ
    とを特徴とする請求項３記載の広域環境用３次元仮想空
    間共有システム。
  6. 【請求項６】 上記利用者端末装置上で更新された仮想
    空間を構成するサウンドオブジェクトおよび映像オブジ
    ェクトに対する聴覚と視覚の感覚バランス制御を行う感
    覚パラメータ管理部を備え、 上記メッセージ間引き・再構成部は利用者端末装置から
    の受信メッセージを感覚パラメータに基づいてサウンド
    オブジェクトと映像オブジェクトに配分して処理するこ
    とを特徴とする請求項３記載の広域環境用３次元仮想空
    間共有システム。
  7. 【請求項７】 上記メッセージ間引き・再構成部は、既
    に送信済みの背景音を管理する送信済みデータ管理部を
    備え、 同一利用者端末に対し送信済みの場合には背景音に相当
    する識別子のみを転送し、 利用者端末は受信した背景音を格納しておく受信済みデ
    ータ管理部を備え、 背景音に相当する識別子を受信した場合には受信済みデ
    ータ管理部から該当する背景音データを取り出して処理
    することを特徴とする請求項５記載の広域環境用３次元
    仮想空間共有システム。
  8. 【請求項８】 上記利用者端末装置は、３次元仮想空間
    を構成する映像オブジェクトの状態がある閾値以上に変
    化したときのみその旨を示すメッセージを送信すること
    を特徴とする請求項１記載の広域環境用３次元仮想空間
    共有システム。
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