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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Erzeugen eines virtuellen Raums (virtual space producing method
and apparatus), die Bilder mit hoher Realität in Übereinstimmung mit den Anforderungen
eines Benutzers bereitstellen können.
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Als
eine Vorrichtung zur Darstellung eines virtuellen Raums (virtual
space presentation apparatus), mit der ein Benutzer einen als Daten
in einem Computer gespeicherten virtuellen Raum gemäß der Bewegung
seiner oder ihrer Blickrichtung, während er oder sie ein reales
Objekt beobachtet, sehen kann, sind verschiedene Typen von Vorrichtungen
wie beispielsweise EyePhones (von VPL Research Inc. erhältlich)
und dergleichen entwickelt worden. Anwendungen einer derartigen
Technik auf die Wohnungswirtschaft sind untersucht worden. Beispielsweise
ermöglicht
es ein durch Matsushita Electric Works Ltd. entwickeltes System "virtuelle Küche" einem Kunden, das
Innere eines Raums und eine durch den Hersteller bereitgestellte
Systemküche
virtuell zu erleben, und wird als ein Instrument der Verkaufsförderung
verwendet.
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Der
vorstehend angeführte
Stand der Technik berücksichtigt
jedoch keinen Rahmen, der einen virtuellen Raum mit hoher Realität leicht
erzeugen kann, und das Erzeugen des virtuellen Raums erfordert viel
Arbeit. Entsprechend ermöglichen
es die vorhandenen Systeme Benutzern nur, durch Informationsbereitsteller bereitgestellte
virtuelle Räume
zu erleben. Folglich ist es schwierig, einen virtuellen Raum in
einer einem Kunden gehörenden
vorhandenen Architektur wie bei einer Neubildungssimulation einer
Architektur leicht zu erzeugen und es dem Kunden zu ermöglichen,
den virtuellen Raum mittels Abbildern (reflections) mit hoher Realität interaktiv
zu erleben.
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Die
WO-A-92/09963 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen
eines virtuellen Raums, bei dem eine Datenbank eine begrenzte bildhafte
Darstellung einer virtuellen Welt zusammen mit einem Satz von Eigenschaften
wie beispielsweise Beschränkungen
von Bewegung, Farbe, Textur und anderen Merkmalen speichert. Ein
Benutzer ist dazu imstande, die bildhafte Darstellung gemäß ausgewählten Eigenschaften
zu bearbeiten.
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Die
US-A-4970666 offenbart ein System und ein Verfahren zum Erzeugen
von Videobildern unter Verwendung von zum Beispiel CAD-Daten für ein dreidimensionales
Modell eines simulierten Objekts. Dieses wird mit einem Videobild
einer durch eine Videokamera aufgenommenen Umgebung, das in gerasterter
Form gespeichert ist, gemischt. Eine zweidimensionale perspektivische
Darstellung des Objekts wird aus den CAD-Daten erzeugt und mit dem
gerasterten Videobild gemischt, um die zweidimensionale Darstellung
an ihrem passenden Ort in der Umgebung genau zu positionieren.
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Ein
Ziel einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung besteht darin,
ein Verfahren und eine Vorrichtung für virtuelle Architektur bereitzustellen, die
die vorstehend angeführten
Probleme lösen
können
und es einem Benutzer ermöglichen,
einen virtuellen Raum einer Architektur leicht zu erzeugen und den
erzeugten virtuellen Raum virtuell zu erleben.
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Gemäß einer
ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zum Erzeugen eines virtuellen Raums bereitgestellt, mit: einem Eingabeschritt
des Eingebens von dreidimensionale geometrische Daten zum Zusammensetzen
eines dreidimensionalen Objekts einschließlich einer Vielzahl von Primitiven
darstellenden Daten; einem Eingabeschritt des Eingebens von tatsächlich aufgenommenen
Bildern des dreidimensionalen Objekts; einem Anzeigeschritt des
Veranlassens, dass ein Bild des dreidimensionalen Objekts unter
Verwendung der dreidimensionalen geometrischen Daten angezeigt wird;
einem interaktiven Bezeichnungsschritt des Bezeichnens einer Abbildung
von Merkmalspunkten in den Bildern auf entsprechende Punkte der
dreidimensionalen geometrischen Daten im Ansprechen auf Anweisungen
einer Bedienungsperson; einem Modifikationsschritt des Modifizierens
der geometrischen Daten durch ein Variieren und Anordnen der Vielzahl
von Primitiven und ein Abbilden von ein oder mehrere aus den eingegebenen
Bildern des dreidimensionalen Objekts erzeugte Oberflächenmuster
darstellenden Texturdaten gemäß dem Bezeichnungsschritt
im Ansprechen auf Anweisungen einer Bedienungsperson, um Daten des
virtuellen Raums eines gewünschten
Objekts einschließlich dreidimensionaler
geometrischer Daten und Bildabbildungsdaten zu erzeugen; und einem
weiteren Anzeigeschritt des Veranlassens, dass ein Bild des gewünschten
Objekts angezeigt wird, im Ansprechen auf eine weitere Anweisung
der Bedienungsperson.
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Gemäß einer
zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung
zum Erzeugen eines virtuellen Raums bereitgestellt, mit: einer Eingabeeinrichtung,
die zum Eingeben von dreidimensionale geometrische Daten zum Zusammensetzen
eines dreidimensionalen Objekts einschließlich einer Vielzahl von Primitiven
darstellenden Daten ausgelegt ist; einer Eingabeeinrichtung, die
zum Eingeben von tatsächlich
aufgenommenen Bildern des dreidimensionalen Objekts ausgelegt ist;
einer Einrichtung zum Veranlassen, dass ein Bild des dreidimensionalen
Objekts unter Verwendung der dreidimensionalen geometrischen Daten
angezeigt wird; einer Einrichtung zum Bezeichnen einer Abbildung von
Merkmalspunkten in den Bildern auf entsprechende Punkte der dreidimensionalen
geometrischen Daten im Ansprechen auf Anweisungen einer Bedienungsperson;
einer Einrichtung zum Modifizieren der geometrischen Daten durch
ein Variieren und Anordnen der Vielzahl von Primitiven und ein Abbilden
von ein oder mehrere aus den eingegebenen Bildern des dreidimensionalen
Objekts erzeugte Oberflächenmuster
darstellenden Texturdaten durch die Bezeichnungseinrichtung im Ansprechen
auf Anweisungen einer Bedienungsperson, um Daten des virtuellen
Raums eines gewünschten
Objekts einschließlich
dreidimensionaler geometrischer Daten und Bildabbildungsdaten zu
erzeugen; und einer Einrichtung zum Veranlassen, dass ein Bild des
gewünschten
Objekts angezeigt wird, im Ansprechen auf eine weitere Anweisung
der Bedienungsperson.
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Nachstehend
werden Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in denen:
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1 ein
Blockschaltbild zeigt, das den Aufbau einer Vorrichtung zum Erleben
einer virtuellen Architektur (virtual architecture experience apparatus)
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 ein
Flussdiagramm zeigt, das die Verarbeitung zur Erzeugung eines virtuellen
Raums der Vorrichtung zum Erleben einer virtuellen Architektur des
ersten Ausführungsbeispiels
darstellt;
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3 ein
Flussdiagramm zeigt, das die Verarbeitung zur Erzeugung von dreidimensionalen
(3D) Informationen der Vorrichtung zum Erleben einer virtuellen
Architektur des ersten Ausführungsbeispiels darstellt;
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4 ein
Flussdiagramm zeigt, das das Format von Daten des virtuellen Raums
der Vorrichtung zum Erleben einer virtuellen Architektur des ersten Ausführungsbeispiels
darstellt;
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5 ein
Beispiel für
die Bildschirmanzeige der Verarbeitung zur Erzeugung von 3D-Informationen
der Vorrichtung zum Erleben einer virtuellen Architektur des ersten
Ausführungsbeispiels
veranschaulicht;
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6 ein
Beispiel für
die Bildschirmanzeige der Verarbeitung zur Erzeugung von 3D-Informationen
der Vorrichtung zum Erleben einer virtuellen Architektur des ersten
Ausführungsbeispiels
veranschaulicht;
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7 ein
Beispiel für
die Bildschirmanzeige der Verarbeitung zur Erzeugung von 3D-Informationen
der Vorrichtung zum Erleben einer virtuellen Architektur des ersten
Ausführungsbeispiels
veranschaulicht;
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8 ein
Beispiel für
die Bildschirmanzeige der Verarbeitung zur Erzeugung von 3D-Informationen
der Vorrichtung zum Erleben einer virtuellen Architektur des ersten
Ausführungsbeispiels
veranschaulicht;
-
9 ein
Flussdiagramm zeigt, das die Verarbeitung zum Erleben eines virtuellen
Raums der Vorrichtung zum Erleben einer virtuellen Architektur des
ersten Ausführungsbeispiels
darstellt;
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10 ein
Blockschaltbild zeigt, das den Aufbau einer Vorrichtung zum Erleben
einer virtuellen Architektur gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt; und
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11 ein
Blockschaltbild zeigt, das den Aufbau einer Vorrichtung zum Erleben
einer virtuellen Architektur gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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(a) Erstes Ausführungsbeispiel
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In
einer Vorrichtung für
virtuelle Architektur des ersten Ausführungsbeispiels werden ein
Plan bzw. Grundriss einer vorhandenen Architektur, ein Bild bzw.
eine Aufnahme des Inneren der Architektur und eine auf der Terrasse
aufgenommene Panoramaaufnahme der Landschaft vorbereitet. Die Panoramaaufnahme
wird durch eine Bildverarbeitung zum Erfassen eines breiteren Öffnungswinkels
als dem durch eine Photovorrichtung bestimmten erhalten und kann
durch eine zum Beispiel in der (am 14.08.1996 veröffentlichten)
EP 0726543 von der gegenwärtigen Anmelderin
beschriebene Technik erzeugt werden. Der Grundriss der Architektur
wird daraufhin als ein Bild in die Vorrichtung eingegeben. Ein Benutzer
verfolgt zum Beispiel Wände
in dem eingegebenen Bild unter Verwendung einer Maus oder eines
Tabletts zum Zuweisen von Informationen über die Größen, Höhen, Formen und dergleichen
zu ihnen, wodurch dreidimensionale (3D) geometrische Daten der Architektur
erzeugt werden. Falls der Grundriss der Architektur nicht verfügbar ist,
können durch
ein anderes 3D-Modellierungssoftwareprogramm
erzeugte geometrische 3D-Daten
verwendet werden. Die geometrischen 3D-Daten der Architektur werden
in einem zylinderförmigen
Raum, der die umliegende Landschaft darstellt, angeordnet. Daraufhin werden
das tatsächlich
aufgenommene Bild des Inneren der Architektur und das Panoramabild
der Landschaft in die Vorrichtung eingegeben. Die eingegebenen Bilder
werden nötigenfalls
durch ein getrennt vorbereitetes Bildbearbeitungsprogramm (zum Beispiel
das von Adobe Systems Inc. erhältliche
PhotoShop) einer Wandlung von Farben und Abtönung, einer Korrektur einer
geometrischen Verzerrung und dergleichen unterzogen. Eine Abbildung
von Merkmalspunkten in den Bildern auf die entsprechenden Scheitelpunkte
von geometrischen 3D-Daten wird interaktiv bezeichnet. Bei dieser
Abbildungstechnik kann zum Beispiel eine Technik zum Zuordnen der Positionen
von auf einem Polygonbild bezeichneten Punkten zu den Positionen
von auf einem ursprünglichen
Texturbild mit erforderlichen Texturbildern bezeichneten Punkten
verwendet werden (
EP 0766206 (am
02.04.1997 veröffentlicht)).
Mit dieser Abbildung können
die Übereinstimmungen
zwischen den Scheitelpunkten in den geometrischen 3D-Daten und den Positionen
in jedem Bild bezeichnet werden. Die erzeugten geometrischen 3D-Daten
und Bildabbildungsdaten werden als Daten des virtuellen Raums gespeichert.
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Demgegenüber werden
bei einem Erleben des virtuellen Raums die gespeicherten Daten des virtuellen
Raums geladen, und ein Abbild des 3D-Raums wird unter Verwendung
einer Computergraphiktechnik auf einer Graphikworkstation (zum Beispiel
IRIS Crimson mit Reality Engine; von Silicon Graphics Inc. (SGI)
erhältlich)
dargestellt. Zu dieser Zeit werden zusätzlich zu einer Projektion
von geometrischen 3D-Daten auf das Abbild als die Bildabbildungsdaten
bezeichnete Bilder als Texturen auf die geometrischen 3D-Daten abgebildet
(texturemapped), wodurch das Abbild mit hoher Realität dargestellt
wird. Ferner wird ein Bild für
eine 3D-Sicht dargestellt, und ein Abbild, das sich im Ansprechen
auf interaktive Operationen zum Bewegen des Standpunkts/der Blickrichtung,
von Möbeln
und dergleichen oder Ändern
von zur Texturabbildung verwendeten Bildern durch eine Bedienungsperson
in Echtzeit ändert,
wird dargestellt, so dass ein virtuelles Erlebnis mit Realität bereitgestellt
wird.
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1 zeigt
ein Blockschaltbild, das den grundlegenden Aufbau der Vorrichtung
zum Erleben einer virtuellen Architektur gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt. In 1 speichert
ein ROM 101 ein Programm der Verarbeitungsprozedur. Ein
RAM 102 speichert zur Verarbeitung erforderliche Informationen
und eingegebene/ausgegebene Daten. Eine CPU 103 führt eine
Verarbeitung gemäß dem gespeicherten
Programm aus. Eine CRT (Kathodenstrahlröhre) 104 zeigt zur
Verarbeitung erforderliche Informationen und ein 3D-Bild an. Eine 3D-Sichtbrille
(3D vision spectacles) 105 weist eine Blickrichtungsdetektionsfunktion
des Detektierens der 3D-Position des Standpunkts eines Beobachters
mit Bezug auf die CRT 104 und der Richtung der Blickrichtung
auf. Eine Tastatur 106 wird durch einen Benutzer zum Eingeben
von Daten und Anweisungen verwendet. Eine Maus 107 wird
durch den Benutzer zum Eingeben von Anweisungen auf der CRT 104 verwendet.
Bilddaten werden über
eine Eingabe-/Ausgabeschnittstelle (E/A-Schnittstelle) 108 von
einer Bildabtasteinrichtung 109 abgerufen. Eine Diskette
(FD) als ein Speicherträger
ist in ein Diskettenlaufwerk (FDD) 110 eingelegt. Es ist
zu beachten, dass ein Laufwerk für
einen anderen Speicherträger
wie beispielsweise eine Festplatte, ein Magnetband oder dergleichen
anstelle des FDD 110 verwendet werden kann. Durch eine
externe Vorrichtung oder ein anderes Anwendungsprogramm erzeugte
Daten (geometrische 3D-Daten, Bilddaten und Daten des virtuellen
Raums) können über diese
Speicherträger
abgerufen werden.
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
weist die Verarbeitungsprozedur eine Verarbeitung zur Erzeugung
eines virtuellen Raums zum interaktiven Erzeugen von Daten des virtuellen
Raums einer Architektur auf einem Computer und eine Verarbeitung zum
Erleben eines virtuellen Raums zum Ermöglichen eines interaktiven
Erlebens des virtuellen Raums für
eine Bedienungsperson auf dem Computer unter Verwendung der Computergraphiktechnik mit
Bezug auf die in der Erzeugungsverarbeitung erzeugten Daten des
virtuellen Raums auf, und das diese Verarbeitungsprozedur beschreibende
Programm ist in dem ROM 101 gespeichert.
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2 zeigt
den Ablauf der Verarbeitung zur Erzeugung eines virtuellen Raums
bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
In
2 geben die Pfeile den Ablauf der Verarbeitung
an. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel
wird unter Verwendung der Bildabtasteinrichtung
109 ein
Grundriss einer Architektur als ein Bild in dem RAM
102 gespeichert
(Schritt S210). Ferner werden unter Verwendung der Bildabtasteinrichtung
109 eine
Aufnahme des Inneren der Architektur und ein Panoramabild der äußeren Landschaft als
Bilder in dem RAM
102 gespeichert (Schritt S220). In einem
Schritt S230 werden durch interaktive Operationen mit dem Benutzer
auf der Grundlage des in dem RAM
102 gespeicherten Bilds
des Grundrisses der Architektur geometrische 3D-Daten der Architektur
erzeugt. Die Verarbeitung zur Erzeugung von 3D-Informationen wird
nachstehend unter Bezugnahme auf
3 beschrieben.
In einem Schritt S240 werden durch ein anderes Modellierungssoftwareprogramm
erzeugte geometrische Daten von Möbelobjekten und dergleichen
von einer FD über das
FDD
110 in das RAM
102 abgerufen, und diese Objekte
werden in den in dem Schritt S230 erzeugten geometrischen 3D-Daten
angeordnet. In einem Schritt S250 wird den jeweiligen Objekten in
den in den bisher ausgeführten
Schritten erzeugten geometrischen 3D-Daten eine Eigenschaft zugewiesen,
die angibt, ob ein Objekt beweglich ist oder nicht. In einem Schritt
S260 werden die in den bisher ausgeführten Schritten erzeugten geometrischen
3D-Daten in die Form der Landschaft darstellenden geometrischen
3D-Daten angeordnet. In einem Schritt S270 bezeichnet der Benutzer
interaktiv die Übereinstimmungen
zwischen Merkmalspunkten des tatsächlich aufgenommenen Bilds
des Inneren der Architektur und des Panoramabilds der Landschaft
und den Scheitelpunkten in den geometrischen 3D-Daten. Bei dieser
Bildabbildungsverarbeitung kann unter Verwendung der Technik zum
Zuordnen der Positionen von auf einem Polygonbild bezeichneten Punkten
zu den Positionen von auf einem ursprünglichen Texturbild mit erforderlichen
Texturbildern bezeichneten Punkten (
EP
0766206 (am 02.04.1997 veröffentlicht)) eine Vielzahl
von Bildern auf ein einzelnes Grundelement bzw. Primitiv abgebildet
werden. Die geometrischen 3D-Daten und Bildabbildungsdaten werden
in dem in
4 gezeigten Format als Daten des
virtuellen Raums in dem RAM
102 gespeichert (Schritt S280).
Bei dem Abschluss des Schritts S280 endet die Verarbeitung zur Erzeugung
eines virtuellen Raums.
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In
den in 4 gezeigten Daten wird ein "Objekt" (zum Beispiel ein "Wohn-Esszimmer" oder dergleichen), das eine Funktion
realisiert, durch einige "Primitive" (zum Beispiel einen
Abschnitt wie beispielsweise eine durch eine Textur und eine Oberflächeneigenschaft
definierte "Ostwand") definiert. Jedes
Primitiv wird durch zumindest eine Ebene definiert, und jede Ebene
wird durch einen dreieckigen oder rechteckigen Fleck (patch) definiert.
Für jeden Fleck
beschreiben die geometrischen 3D-Daten 3D-Daten von Scheitelpunkten,
die den Fleck definieren, und die Verbindungsbeziehung der Scheitelpunkte.
Für ein
in der Verarbeitung zur Erzeugung von 3D-Informationen in dem Schritt
S230 als ein bewegliches Objekt bezeichnetes Objekt beschreiben die
geometrischen 3D-Daten klar einen Zustandsmerker, der angibt, dass
es beweglich ist, und die Bedingungen für eine Bewegung. Die Bildabbildungsdaten
beschreiben die Namen von Primitiven entsprechenden Bildern und
die Übereinstimmungen
zwischen den Scheitelpunkten in jedem Primitiv in den geometrischen
3D-Daten und den Positionen auf dem entsprechenden Bild.
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Die
Verarbeitung zur Erzeugung von 3D-Informationen in dem Schritt S230
wird nachstehend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
Bei der Verarbeitung zur Erzeugung von 3D-Informationen wird ein
in dem RAM 102 gespeichertes Grundrissbild des Architekturobjekts
auf der CRT 104 angezeigt (Schritt S310). Der Benutzer
gibt daraufhin den Namen des angezeigten Grundrissobjekts ein (Schritt
S320) und bezeichnet den verkleinerten Maßstab einer tatsächlichen
Größe unter
Verwendung der Tastatur 106 (S330). Mit dieser Operation kann
die Übereinstimmung zwischen
der Länge
eines Segments auf dem Bild und der tatsächlichen Größe erhalten werden. 5 zeigt
diesen Zustand. Danach erzeugte geometrische 3D-Daten (Primitive und
Flecken) gehören
zu diesem Objekt. Der Benutzer gibt den Namen des zu verfolgenden
Primitivs unter Verwendung der Tastatur 106 ein (Schritt
S341). Daraufhin bezeichnet der Benutzer unter Verwendung der Maus 107 den
Scheitelpunkten des Primitivs entsprechende Punkte auf dem Bild,
wodurch das auf dem Grundriss erscheinende Primitiv verfolgt wird
(Schritt S342). 6 zeigt diesen Zustand. Wie in 7 gezeigt
werden Eigenschaften bezüglich
der Typen (eine normale Wand, eine Wand mit einer Öffnung für eine Tür und dergleichen)
von Wänden
für alle
Segmente, die die Scheitelpunkte verbinden, eingestellt (Schritt
S343). Der Schritt S343 wird wiederholt, bis Eigenschaften für alle die
Segmente eingestellt sind (Schritt S344), und die Schritt S341 bis S344
werden wiederholt, bis alle die Primitive verfolgt sind (Schritt
S345).
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Da
Primitive unter Verwendung der Segmente auf dem Grundriss bezeichnet
werden, werden in den Schritten S341 bis S345 nur die Formen von
zu dem Grundriss senkrechten Wänden
erzeugt. Anschließend
werden dann wieder Boden- und
Deckenprimitive parallel zu dem Grundriss erzeugt. Die Namen der
zu erzeugenden Boden- und Deckenprimitive werden bezeichnet (Schritt
S351). Die auf dem Grundriss erscheinenden vier Ecken des Bodens oder
der Decke werden unter Verwendung der Maus 107 auf dem
auf der CRT 104 angezeigten Grundriss bezeichnet (Schritt
S352). Schließlich
werden die Höhen
des Bodens und der Decke eingegeben (Schritt S353). 8 zeigt
diesen Zustand. Die Schritte S351 bis S353 werden wiederholt, bis
alle die Boden- und Deckenbereiche bezeichnet sind (Schritt S354),
und Flecken, die geometrische 3D-Daten definieren, werden auf der
Grundlage dieser Stücke
von Informationen erzeugt (Schritt S360). Diese Verarbeitungsoperationen
werden für
alle die in der Architektur enthaltenen Objekte wiederholt (Schritt
S370). Die Objekte werden interaktiv angeordnet (Schritt S380),
um 3D-Daten aller der Objekte durch ein einzelnes Koordinatensystem
auszudrücken.
Die erzeugten 3D-Informationen werden in dem in 4 gezeigten
Format in dem RAM 102 gespeichert (Schritt S390).
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Demgegenüber zeigt 9 den
Ablauf der Verarbeitung zum Erleben eines virtuellen Raums bei dem
ersten Ausführungsbeispiel.
Wie bei dem Ablauf der Verarbeitung eines normalen Systems zum virtuellen
Erleben werden Daten des virtuellen Raums in Übereinstimmung mit Änderungen
der Standpunktposition und der Richtung der Blickrichtung gezeichnet,
und zu der gleichen Zeit werden die Daten des virtuellen Raums in Übereinstimmung
mit einem Ereignis von dem Benutzer geändert und neu gezeichnet. Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
werden die Standpunktposition und die Richtung, die bei einem Erzeugen
eines Abbilds verwendet werden, derart eingestellt, dass sie vorbestimmte
Werte sind (Schritt S610). Falls eine Vielzahl von auf die Primitive
in den in dem RAM 102 gespeicherten Daten des virtuellen Raums
abgebildeten Bildern vorhanden ist, wird ein als erste Daten registriertes
Bild als das abzubildende Objekt ausgewählt. Das von der eingestellten Standpunktposition
und Richtung zu beobachtende Abbild der Architektur wird unter Verwendung
der Computergraphikfunktion der Graphikworkstation auf der Grundlage
der in dem RAM 102 gespeicherten Daten des virtuellen Raums
erzeugt, und das erzeugte Abbild wird auf der CRT 104 angezeigt
(Schritt S620). Es wird daraufhin basierend auf der von der 3D-Sichtbrille 105 erhaltenen
Position und Richtung des Kopfs des Benutzers mit Bezug auf die
CRT 104, eingegebenen Informationen von der Tastatur 106 und
Informationen von der Maus 107 überprüft, ob die Standpunktposition
und Richtung sich geändert haben
(Schritt S630). Falls in dem Schritt S630 JA zutrifft, werden die
Standpunktposition und Richtung neu berechnet (S660), um ein Abbild
neu zu erzeugen (Schritt S620). Falls demgegenüber in dem Schritt S630 NEIN
zutrifft, rückt
der Ablauf zu einem Schritt S640 vor.
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Wenn
bei der Bildabbildungsverarbeitung in dem Schritt S240 eine Vielzahl
von abzubildenden Bildern für
ein Primitiv der geometrischen 3D-Daten bezeichnet wird, wird es
in dem Schritt S640 überprüft, ob der
Benutzer durch ein Richten seiner oder ihrer Blickrichtung auf das
Primitiv von Interesse auf dem Abbild unter Verwendung der Blickrichtungseingabevorrichtung
der 3D-Sichtbrille 105 oder durch ein Bezeichnen des Primitivs
von Interesse auf dem Abbild unter Verwendung der Maus 107 ein
bei der Texturabbildung zu verwendendes Bild geändert hat. Falls in dem Schritt
S640 JA zutrifft, wird das Abbildungsbild zu einem registrierten
beliebigen Bild gewechselt (Schritt 670), und ein Abbild
wird wieder erzeugt (Schritt S620). Falls demgegenüber in dem Schritt
S640 NEIN zutrifft, rückt
der Ablauf zu einem Schritt S650 vor. Wenn bei der Verarbeitung
zur Erzeugung von 3D-Informationen
in dem Schritt S230 ein gegebenes Objekt in den geometrischen 3D-Daten
als ein bewegliches Objekt bezeichnet wird, wird es in dem Schritt
S650 überprüft, ob der
Benutzer das Objekt von Interesse durch ein Richten seiner oder
ihrer Blickrichtung auf das Objekt von Interesse auf dem Abbild
unter Verwendung der Blickrichtungseingabevorrichtung der 3D-Sichtbrille 105 oder
durch ein Bezeichnen des Objekts von Interesse auf dem Abbild unter
Verwendung der Maus 107 und daraufhin ein Bezeichnen des
Bewegungsausmaßes
unter Verwendung der Maus 107 oder der Tastatur 106 bewegt
hat. Falls in dem Schritt S650 JA zutrifft, wird die neue Objektanordnung
berechnet (Schritt S680), und ein Abbild wird wieder erzeugt (Schritt
S620). Durch ein Wiederholen derartiger Verarbeitungsoperationen
kann der Benutzer das von einer beliebigen Position beobachtete
Abbild sehen und kann es sehen, während Texturen in Übereinstimmung
mit Anweisungen von dem Benutzer gewechselt werden.
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
werden das Bild des Inneren der Architektur und das Panoramabild
der äußeren Landschaft
in dem Schritt S220 unter Verwendung der Bildabtasteinrichtung 109 abgetastet
und in dem RAM 102 gespeichert, und die Übereinstimmungen
zwischen den Merkmalspunkten in diesen Bildern und den Scheitelpunkten
in den geometrischen 3D-Daten werden in dem Schritt S240 bezeichnet.
Zusätzlich
zu von der Abtasteinrichtung eingegebenen Bildern kann jedoch eine
Bilddatenbank, die häufig
verwendete Bilder (zum Beispiel Bilder von allen den Typen von Tapeten
in einer Architektur) speichert, im Voraus auf einer in das FDD 110 einzulegenden
FD aufgebaut werden, und ein aus den Bildern in der Bilddatenbank
ausgewähltes
Bild kann verwendet werden. In dieser Art und Weise kann die Prozedur
des Eingebens einer Aufnahme beseitigt werden.
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
kann in dem Schritt S210 ein Bild von einer externen Vorrichtung
oder einem anderen Anwendungsprogramm über das FDD 110 eingegeben
werden, statt ein Bild unter Verwendung der Bildabtasteinrichtung 109 zu lesen.
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
kann in dem Schritt S220 ein Bild von einer externen Vorrichtung
oder einem anderen Anwendungsprogramm über das FDD 110 eingegeben
werden, statt ein Bild unter Verwendung der Bildabtasteinrichtung 109 zu lesen.
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
können in
dem Schritt S230 geometrische 3D-Daten von einer externen Vorrichtung
oder einem anderen Anwendungsprogramm über das FDD 110 eingegeben werden,
statt geometrische 3D-Daten zu erzeugen.
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
ist wie in 4 gezeigt ein Objekt in eine
Vielzahl von Primitiven (jedes Primitiv ist durch eine Vielzahl
von Flecken definiert) aufgeteilt, und Texturen werden in Einheiten
von Primitiven abgebildet. Alternativ kann das Konzept der Primitive
aufgegeben werden, und Texturen können in Einheiten von Flecken
abgebildet werden.
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Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel
wird wie in 3 gezeigt eine Modellierung
von oben nach unten ausgeführt,
indem ein Objekt in eine Vielzahl von Primitiven (jedes Primitiv
ist durch eine Vielzahl von Flecken definiert) aufgeteilt wird und
jedes Primitiv in Flecken aufgeteilt wird. Alternativ kann eine
Modellierung von unten nach oben ausgeführt werden. Das heißt, es kann
zuerst ein Fleck definiert werden, und eine Vielzahl von Flecken
kann als eine Gruppe zum folgenden Definieren eines Primitivs bezeichnet werden,
wodurch alle Primitive bezeichnet werden. Anschließend kann
eine Vielzahl von Primitiven als eine Gruppe zum folgenden Definieren
eines Objekts bezeichnet werden, wodurch alle Objekte definiert werden.
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(b) Zweites Ausführungsbeispiel
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10 zeigt
den grundlegenden Aufbau einer Vorrichtung zum Erleben einer virtuellen
Architektur gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Mit Bezug auf 10 führt ein
System 710 eine Verarbeitung zur Erzeugung eines virtuellen
Raums durch, und ein System 720 führt eine Verarbeitung zum Erleben
eines virtuellen Raums durch. In dem System zur Erzeugung eines virtuellen
Raums 710 speichert ein ROM 711 ein die Prozedur
der Verarbeitung zur Erzeugung eines virtuellen Raums schreibendes
Programm. Ein RAM 712 speichert für die Verarbeitung erforderliche
Informationen und eingegebene/ausgegebene Daten. Eine CPU 713 führt eine
Verarbeitung gemäß dem in dem
ROM 711 gespeicherten Programm aus. Eine CRT 714 zeigt
für die
Verarbeitung erforderliche Informationen und ein Bild an. Eine Tastatur 715 wird durch
einen Benutzer zum Eingeben von Daten und Anweisungen verwendet.
Eine Maus 716 wird ebenfalls durch den Benutzer zum Eingeben
von Anweisungen auf der CRT 714 verwendet. Über eine E/A-Schnittstelle 717 werden
Bilddaten von einer Bildabtasteinrichtung 718 abgerufen.
Eine Netzschnittstelle 719 ist über ein Netz 730 wie
beispielsweise Ethernet, ISDN, ATM oder dergleichen mit dem System
zum Erleben eines virtuellen Raums 720 verbunden. In dem
System zum Erleben eines virtuellen Raums 720 speichert
ein ROM 721 ein die Prozedur der Verarbeitung zum Erleben
eines virtuellen Raums schreibendes Programm. Ein RAM 722 speichert
für die
Verarbeitung erforderliche Informationen und eingegebene/ausgegebene
Daten. Eine CPU 723 führt
eine Verarbeitung gemäß dem in
dem ROM 721 gespeicherten Programm aus. Eine CRT 724 zeigt
für die
Verarbeitung erforderliche Informationen und ein 3D-Bild an. Eine
Tastatur 725 wird durch einen Benutzer zum Eingeben von
Daten und Anweisungen verwendet. Eine Maus 726 wird ebenfalls durch
den Benutzer zum Eingeben von Anweisungen auf der CRT 724 verwendet.
Eine 3D-Sichtbrille 727 weist eine Blickrichtungseingabefunktion
des Detektierens der 3D-Position und der Richtung der Blickrichtung
des Standpunkts des Beobachters mit Bezug auf die CRT 724 auf.
Eine Netzschnittstelle 728 ist über ein Netz wie beispielsweise
Ethernet, ISDN, ATM oder dergleichen mit dem System zur Erzeugung
eines virtuellen Raums 710 verbunden.
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Die
Verarbeitungsprozeduren sind die gleichen wie die bei dem ersten
Ausführungsbeispiel.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel
werden jedoch durch die Verarbeitung zur Erzeugung eines virtuellen
Raums erzeugte Daten des virtuellen Raums in dem RAM 102 gespeichert
und werden durch die Verarbeitung zum Erleben eines virtuellen Raums
mit genutzt. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel werden durch
die Verarbeitung zur Erzeugung eins virtuellen Raums erzeugte Daten
des virtuellen Raums in dem RAM 712 in dem System zur Erzeugung
eines virtuellen Raums 710 gespeichert. Die Daten des virtuellen
Raums werden vor der Verarbeitung zum Erleben eines virtuellen Raums über die
Netzschnittstelle 719, das Netz 730 wie beispielsweise
Ethernet, ISDN, ATM oder dergleichen und die Netzschnittstelle 728 zu
dem RAM 722 in dem System zum Erleben eines virtuellen
Raums 720 übertragen.
Danach ermöglicht
es die Verarbeitung zum Erleben eines virtuellen Raums der Bedienungsperson,
den virtuellen Raum unter Verwendung der in dem RAM 722 in
dem System zum Erleben eines virtuellen Raums 720 gespeicherten
Daten des virtuellen Raums zu erleben.
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Mit
diesem System kann eine von einer der Verarbeitung zur Erzeugung
eines virtuellen Raums zugeteilten Bedienungsperson A entfernte
Bedienungsperson B mit lediglich dem Overhead der zum Übertragen
von Daten des virtuellen Raums über
das Netz erforderlichen Zeit die gleiche virtuelle Architektur wie
bei dem ersten Ausführungsbeispiel
erleben.
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(c) Drittes Ausführungsbeispiel
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11 zeigt
den grundlegenden Aufbau einer Vorrichtung zum Erleben einer virtuellen
Architektur gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Mit Bezug auf 11 führt ein
System 810 eine Verarbeitung zur Erzeugung eines virtuellen
Raums durch, und ein System 820 führt eine Verarbeitung zum Erleben
eines virtuellen Raums durch. In dem System zur Erzeugung eines virtuellen
Raums 810 speichert ein ROM 811 ein die Prozedur
der Verarbeitung zur Erzeugung eines virtuellen Raums schreibendes
Programm. Ein RAM 812 speichert für die Verarbeitung erforderliche
Informationen und eingegebene/ausgegebene Daten. Eine CPU 813 führt eine
Verarbeitung gemäß dem in dem
ROM 811 gespeicherten Programm aus. Eine CRT 814 zeigt
für die
Verarbeitung erforderliche Informationen und ein Bild an. Eine Tastatur 815 wird durch
einen Benutzer zum Eingeben von Daten und Anweisungen verwendet.
Eine Maus 816 wird ebenfalls durch den Benutzer zum Eingeben
von Anweisungen auf der CRT 814 verwendet. Über eine E/A-Schnittstelle 817 werden
Bilddaten von einer Bildabtasteinrichtung 818 abgerufen.
Ein FDD 819 ist ein Diskettenlaufwerk. In dem System zum
Erleben eines virtuellen Raums 820 speichert ein ROM 821 ein
die Prozedur der Verarbeitung zum Erleben eines virtuellen Raums
schreibendes Programm. Ein RAM 822 speichert für die Verarbeitung
erforderliche Informationen und eingegebene/ausgegebene Daten. Eine
CPU 823 führt
eine Verarbeitung gemäß dem in dem
ROM 821 gespeicherten Programm aus. Eine CRT 824 zeigt
für die
Verarbeitung erforderliche Informationen und ein 3D-Bild an. Eine
Tastatur 825 wird durch einen Benutzer zum Eingeben von
Daten und Anweisungen verwendet. Eine Maus 826 wird ebenfalls
durch den Benutzer zum Eingeben von Anweisungen auf der CRT 824 verwendet.
Eine 3D-Sichtbrille 827 weist
eine Blickrichtungseingabefunktion des Detektierens der 3D-Position
und der Richtung der Blickrichtung des Standpunkts des Beobachters
mit Bezug auf die CRT 824 auf. Ein FDD 828 ist
wie bei dem FDD 819 ein Diskettenlaufwerk. Eine FD 830 ist
eine Diskette, die über
das FDD 819 in dem System zur Erzeugung eines virtuellen Raums 810 oder
das FDD 828 in dem System zum Erleben eines virtuellen
Raums 820 Daten speichert.
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Die
Verarbeitungsprozeduren sind die gleichen wie die bei dem ersten
Ausführungsbeispiel.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel
werden jedoch durch die Verarbeitung zur Erzeugung eines virtuellen
Raums erzeugte Daten des virtuellen Raums in dem RAM 102 gespeichert
und werden durch die Verarbeitung zum Erleben eines virtuellen Raums
mit genutzt. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel werden durch
die Verarbeitung zur Erzeugung eines virtuellen Raums erzeugte Daten
des virtuellen Raums in dem RAM 812 in dem System zur Erzeugung
eines virtuellen Raums 810 gespeichert. Vor der Verarbeitung
zum Erleben eines virtuellen Raums werden die Daten des virtuellen
Raums über
das FDD 819 auf der FD 830 gespeichert. Der Benutzer
bringt die FD 830 zu dem Ort des Systems zum Erleben eines
virtuellen Raums 820 und speichert die auf der FD 830 gespeicherten
Daten des virtuellen Raums über
das FDD 828 in dem RAM 822 in dem System zum Erleben
eines virtuellen Raums 820. Danach ermöglicht es die Verarbeitung
zum Erleben eines virtuellen Raums der Bedienungsperson, den virtuellen
Raum unter Verwendung der in dem RAM 822 in dem System
zum Erleben eines virtuellen Raums 820 gespeicherten Daten
des virtuellen Raums zu erleben.
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Mit
diesem System kann eine von einer der Verarbeitung zur Erzeugung
eines virtuellen Raums zugeteilten Bedienungsperson A entfernte
Bedienungsperson B die gleiche virtuelle Architektur wie bei dem
ersten Ausführungsbeispiel
erleben.
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Wie
vorstehend beschrieben kann der Benutzer leicht einen virtuellen
Raum einer vorhandenen Architektur erzeugen und kann den erzeugten virtuellen
Raum der Architektur virtuell erleben, als ob er oder sie ein tatsächliches
Objekt beobachten würde.