JP2000057366A

JP2000057366A - 情報提示装置及び情報提示プログラムを記録した記録媒体

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Publication number: JP2000057366A
Application number: JP22381098A
Authority: JP
Inventors: Masaki Hara; 原　　雅樹; Kazuo Kunieda; 和雄國枝
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1998-08-07
Filing date: 1998-08-07
Publication date: 2000-02-25
Anticipated expiration: 2018-08-07
Also published as: JP3239850B2

Abstract

(57)【要約】【課題】仮想空間を移動する際に経路を自由度を持たせ
て経路設定することでどの様な点からでも適切な経路を
設定可能とし、オブジェクトが移動して仮想空間の構成
が変化した場合経路変更を行わなくとも適切な経路を提
供可能とする視点制御方式を備えた情報提示装の提供。【解決手段】ユーザの視点を引きつける引力オブジェク
トを格納する引力オブジェクト格納ベースと、個々の引
力オブジェクトが視点に及ぼす引力を算出する引力計算
手段と、算出された引力からユーザの視点位置を決定し
視点情報を更新する視点位置決定手段を備える。仮想空
間内のオブジェクトと引力オブジェクト格納ベースに格
納された引力オブジェクトとの関連付けを格納する関連
情報格納ベースに関連情報が格納される仮想空間内のオ
ブジェクトの位置変更時にその旨を引力オブジェクト変
更手段に伝達する手段を備えてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報提示装置に関
し、特に、コンピュータグラフィックスを用いた３次元
仮想空間内で情報提示を行う情報提示装置において、視
点制御機能を具備した装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータグラフィックスを用
いて表現された仮想空間内で情報提示を行う情報提示装
置が多数開発されている。

【０００３】この種の情報提示装置において、ユーザが
空間内を自由に移動できると意図通りに視点を動かすこ
とに多大な注意を払う必要があった。特にユーザが装置
に不慣れな場合は顕著であった。また仮想空間が広範囲
になるにつれて仮想空間の構造を直感的に把握すること
が難しくなるため、どこに移動すべきなのかわからなく
なってしまい、結果として行動範囲が狭い範囲になって
しまいがちとなる。

【０００４】これを改善するための手法の１つとして、
システム管理者がユーザの視点を移動させる経路を設定
しておき、それに沿って視点を移動させ制御する手法
が、例えば特開平９−１６１０９６号公報等に提案され
ている。

【０００５】このような予め視線経路を設定しておく手
法を用いると、ユーザは、視点移動操作に特に注意を払
うことなく、仮想空間内を移動することが可能である。
また仮想空間が大規模なものになったとしても、空間管
理者が推奨する経路上を、ユーザの視点が移動すること
になるため、広範囲な空間を効率的に移動することが可
能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、設定
された経路上を視線が移動するという従来の技術では、
経路を直線、曲線、或いは点列で定義していた。このた
め、ユーザからの要求等により、視点が一旦経路から外
れてしまうと、その位置からの視点経路を別途用意する
ことが必要とされる。

【０００７】また、設定された経路と空間内に配置され
たオブジェクトに直接的な関係付けがなされていなかっ
たため、空間内に配置されたオブジェクトが移動した場
合、設定された経路は不適切なものとなる、という可能
性もある。

【０００８】このため、オブジェクトの配置位置の変更
等、仮想空間の構造が変化するとその度に手動で経路を
再設定する必要があった。

【０００９】したがって、本発明は、上記問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的は、経路を固定的に
設定するのではなく自由度を持たせて経路設定すること
で、どのような点からでも適切な経路を設定可能とする
視点制御機能を備えた情報提示装置を提供することにあ
る。

【００１０】本発明の他の目的は、オブジェクトが移動
するなどして仮想空間の構成が変化した場合にも、シス
テム運用者やユーザ等が手動で経路変更を行わなくとも
適切な経路を提示可能とする視点制御機能を備えた情報
提示装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本願
第１発明に係る情報提示装置は、ユーザの視点を引きつ
ける特殊オブジェクト（「引力オブジェクト」という）
を格納する引力オブジェクト格納ベースと、個々の引力
オブジェクトが視点に及ぼす引力を算出する引力計算手
段と、引力計算手段で算出された引力からユーザの視点
位置を決定し視点情報を更新する視点位置決定手段を有
する。

【００１２】また本願第２発明に係る情報提示装置は、
ユーザのこれまでの視点位置、方向という履歴情報を格
納する履歴情報格納ベースと、履歴情報格納ベースに格
納された情報から、ユーザの視点が現状の速度で運動し
ようとする力（慣性力）を計算し慣性力に相当する引力
ベクトルを算出する慣性力算出手段とを有する。

【００１３】また本願第３発明に係る情報提示装置は、
入力手段からの信号により視点位置を移動しようとする
力（推進力／転回力）を計算し推進力／旋回力に相当す
る引力ベクトルを算出する推進／転回力算出手段を有す
る。

【００１４】また本願第４発明に係る情報提示装置は、
引力オブジェクト格納ベース４に格納されている引力オ
ブジェクトの位置、引力パラメータなどの属性値を変更
する引力オブジェクト変更手段を有する。

【００１５】また本願第５発明に係る情報提示装置は、
仮想空間内のオブジェクトと引力オブジェクト格納ベー
スに格納された引力オブジェクトとの関連付けに関する
情報を格納しておく関連情報格納ベースと、関連情報格
納ベースに関連情報が格納された仮想空間内のオブジェ
クトの位置が変更された際にその旨を引力オブジェクト
変更手段に伝達する引力オブジェクト更新判定手段とを
有する。

【００１６】

【発明の実施の形態】まず本発明の概要について以下に
説明する。本発明において、引力オブジェクト格納ベー
ス（４）には、ユーザの視点位置に影響を与える特殊オ
ブジェクトである引力オブジェクトの情報が格納されて
いる。引力オブジェクトの情報は、視点を引き付ける度
合いを示す引力パラメータ、及び空間内での位置情報よ
りなる。

【００１７】引力計算手段（５）では、ユーザ情報格納
ベース（３）に格納されたユーザの視点位置の情報と引
力オブジェクト格納ベースに格納された引力オブジェク
トの情報から個々の引力オブジェクトがユーザの視点に
及ぼす影響量（引力）を算出する。この引力を表すベク
トルを引力ベクトルと呼ぶ。

【００１８】視点位置決定手段（６）では、引力計算手
段（５）で算出された個々の引力オブジェクトによる引
力を統合してユーザの視点位置、方向を決定する。決定
方法は、すべての引力ベクトルのベクトル和を求め、そ
のベクトルに従ってユーザの視点位置、方向を決定す
る。

【００１９】履歴情報格納ベース（１３）では、これま
でユーザが仮想空間内を移動した際の視点位置、方向の
情報が時刻情報と共に格納されている。

【００２０】慣性力算出手段（１４）では、履歴情報格
納ベース（１３）に格納された過去のユーザの視点情報
から、現在のユーザ視点の速度、及び加速度を算出し、
この速度、加速度から次ステップでのユーザの視点の予
想位置、方向を算出する。そして、現在の視点位置から
算出された予想視点位置へのベクトルを慣性力による引
力ベクトルとし、視点位置決定手段（６）へと伝達す
る。

【００２１】推進／転回力算出手段（１５）では、入力
情報によるユーザの視点の移動量を算出する。

【００２２】そして、現在の視点位置から算出された予
想視点位置へのベクトルを慣性力による引力ベクトルと
し、視点位置決定手段（６）へと伝達する。

【００２３】引力オブジェクト変更手段（９）では引力
オブジェクト格納ベースに格納された引力オブジェクト
の配置位置変更を行う。

【００２４】関連情報格納ベース（１０）には、仮想空
間内のオブジェクトと引力オブジェクトとの関連付けに
関する情報が格納されている。

【００２５】引力オブジェクト更新判定手段（１１）で
は、仮想空間中の移動を検知し、そのオブジェクトに引
力オブジェクトが関連づけられているかどうかを関連情
報格納ベース（１０）内の関連付け情報で確認する。引
力オブジェクトと関連付けられたオブジェクトの位置が
変化した場合、引力オブジェクト変更手段（９）で引力
オブジェクトの位置を更新する。

【００２６】次に、本発明を適用した実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００２７】［実施の形態１］まず本発明の第１の実施
の形態について説明する。図１は、本発明の情報提示装
置の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。
図１を参照すると、本発明情報提示装置は、その好まし
い第１の実施の形態として、ユーザからの入力を受ける
入力手段１と、仮想空間内の構成要素の情報を格納する
空間情報格納ベース２と、ユーザの現在の位置、向き等
を含めたユーザ情報を格納するユーザ情報格納ベース３
と、ユーザの視点を引きつける特殊オブジェクト（「引
力オブジェクト」という）の情報を格納する引力オブジ
ェクト格納ベース４と、ユーザ情報格納ベース３と引力
オブジェクト格納ベース４に格納された情報から個々の
引力オブジェクトが視点に及ぼす引力を算出する引力計
算手段５と、引力計算手段５で算出された引力と入力手
段１からの信号からユーザの視点位置を決定しユーザ情
報格納ベース３の視点情報を更新する視点位置決定手段
６と、空間情報格納ベース２とユーザ情報格納ベース３
に格納された情報を用いてコンピュータグラフィックス
のレンダリングを行い仮想空間を生成する仮想空間生成
手段７と、レンダリング結果の仮想空間を表示する出力
手段８と、を備えて構成されている。

【００２８】次に本発明の第１の実施の形態の動作につ
いて説明する。

【００２９】空間情報格納ベース２には、仮想空間を構
成するオブジェクトに関する情報が格納されている。

【００３０】ユーザ情報格納ベース３には、仮想空間内
での現在のユーザ視点位置、方向に関する情報が格納さ
れている。

【００３１】引力オブジェクト格納ベース４には、ユー
ザの視点位置に影響を与える特殊オブジェクトである引
力オブジェクトの情報が格納されている。引力オブジェ
クトの情報は、視点を引き付ける度合いを示す引力パラ
メータ、空間内での位置情報よりなる。なお、引力パラ
メータが正値の場合、その引力オブジェクトは視点を引
き付ける力を持ち、負値の場合、視点を遠ざける力を持
つ。

【００３２】引力計算手段５では、ユーザ情報格納ベー
ス３に格納されているユーザの視点位置の情報と、引力
オブジェクト格納ベース４に格納されている引力オブジ
ェクトの情報から、個々の引力オブジェクトがユーザの
視点に及ぼす影響量（引力）を算出する。

【００３３】引力は、ベクトル形式で表され、その向き
はユーザの視点から引力オブジェクトへ向かう向きとさ
れ、大きさは引力パラメータの大きさに比例しユーザと
コンテンツ間の距離のｎ乗（ｎ≠０）に反比例するもの
とする。ｎの値が正値の場合、遠方の引力オブジェクト
よりも近隣の引力オブジェクトからの引力の影響が大き
くなり、ｎの値が負値の場合、遠方の引力オブジェクト
の引力の影響が大きくなる。また、ｎの絶対値が大きい
ほど、この度合いは強くなる。ｎは２程度が望ましい。
この引力を表すベクトルを「引力ベクトル」と呼ぶ。

【００３４】視点位置決定手段６では、引力計算手段５
で算出された個々の引力オブジェクトによる引力を統合
してユーザの視点位置、及び方向を決定する。その決定
方法としては、すべての引力ベクトルのベクトル和を求
め、そのベクトルに従ってユーザの視点位置、及び方向
を決定する。

【００３５】視点位置決定手段６で決定された視点位置
は、直ちに、ユーザ情報格納ベース４に格納され、仮想
空間生成手段７でコンピュータグラフィックスの生成を
行い、出力手段８上の仮想空間表示を更新する。

【００３６】本発明の情報提示装置の第１の実施の形態
では、ユーザの視点の移動先をその時点の引力オブジェ
クトとユーザとの位置関係に依って決定し、仮想空間内
での視点経路の設定を行うので、視点がどの様な位置に
あっても、適切な経路を提供することができる。上記し
た本発明の第１の実施の形態についてさらに詳細に説明
すべく、本発明を適用した具体例をなす実施例に即して
詳細に説明する。

【００３７】［実施例１］まず、上記したユーザ情報格
納ベース３の視点位置更新の手続きについて説明する。

【００３８】図７は、本発明の一実施例を説明するため
の図であり、仮想空間の一例を示す模式図であり、仮想
空間を上から眺めた様子を表している。図７には、仮想
空間にユーザ視点１０１と２つの引力オブジェクト１０
２、１０３が存在する例が示されている。

【００３９】引力計算手段５では、個々の引力オブジェ
クト１０２、１０３とユーザ視点１０１との位置関係に
よりそれぞれの引力オブジェクト１０２、１０３が視点
１０１に及ぼす引力の計算を行う。上記したように、引
力はベクトルで表され、その向きは視点から引力に向か
う向きで、大きさは引力パラメータに比例し、距離のｎ
乗に反比例するように算出される。ここで、ｎは０でな
い任意の数とする。ｎの値が正値の場合、遠方の引力オ
ブジェクトより近隣の引力オブジェクトからの引力の影
響が大きくなり、負値の場合、遠方の引力オブジェクト
の引力の影響が大きくなる。また、ｎの絶対値が大きい
ほど、この度合いは強くなる。ｎは２程度が望ましい。
引力計算手段６で算出した引力オブジェクト１０２、１
０３により引力ベクトルがそれぞれ引力ベクトル１０２
ａ、１０３ａである。算出された引力ベクトル１０２
ａ、１０３ａは視点位置決定手段７に伝達される。

【００４０】視点位置決定手段７では、すべての引力ベ
クトル、すなわち図７に示す例では、引力ベクトル１０
２ａ、及び１０３ａのベクトル和の計算を行い、引力ベ
クトルの統合を行う。統合した引力ベクトルが統合引力
ベクトル１０４である。そして、現在の視点位置１０１
から統合引力ベクトル１０４だけ進んだ地点１０５を新
しい視点位置、また視点方向を統合引力ベクトルの方向
と定め、ユーザ情報格納ベース３に格納する。

【００４１】ユーザの視点位置が決定されると、仮想空
間生成手段７で仮想空間生成を行う。

【００４２】引力計算手段５では、ユーザ情報格納ベー
ス５の情報が更新されると、再び引力ベクトルの計算を
行う。

【００４３】このように、ユーザの視点の移動先は、そ
の時点の引力オブジェクトとユーザとの位置関係に依っ
て決定され、仮想空間内での視点経路が決定される。し
たがって、ユーザの視点がどのような位置にある場合で
も、自動的に経路を設定することができる。

【００４４】［実施例２］次に、引力オブジェクト格納
ベース４に格納された引力オブジェクトの引力パラメー
タを位置引力パラメータと視線引力パラメータの２成分
に分けて説明する。

【００４５】引力オブジェクトの引力パラメータが、位
置引力パラメータと視線引力パラメータの２つの成分に
分けて記述されている場合、引力計算手段５では、それ
ぞれのパラメータを用いて位置引力ベクトル、視線引力
ベクトルを別々に計算する。

【００４６】視点位置決定手段６では視点位置決定に関
しては位置引力ベクトル、視線方向決定に関しては視点
引力ベクトルを用いて視点情報の決定を行う。

【００４７】引力パラメータを位置引力パラメータと視
線引力パラメータに分けて記述すると移動方向と視線方
向を別々に設定することができる。これにより、視点位
置を引き寄せる必要はないが視線だけを引き寄せる様な
視点制御を行うことができるため、システム管理者が仮
想空間で引力オブジェクトの設定を行う際、移動時に気
になったオブジェクトをちらっとみる、いわゆる「脇見
行動」を容易に演出することができる。

【００４８】また、位置引力パラメータのみを持つ引力
オブジェクトと視線引力パラメータのみを持つ引力オブ
ジェクトの２種類を用いると、ユーザ視点の移動の道筋
は位置引力パラメータのみをもつ引力オブジェクトで設
定し、視線の動きは視線引力パラメータで設定すること
ができるため、システム管理者が仮想空間内でのユーザ
経路の設定を行う際、より直感的に設定を行うことが可
能になる。

【００４９】［実施例３］次に、引力計算手段５で各引
力オブジェクトからの引力を計算する際、視点から引力
オブジェクトへ向かうベクトルと現在の視線ベクトルと
のなす角度を反映させる。

【００５０】引力計算手段５で各引力オブジェクトから
の引力を計算する際、視点から引力オブジェクトへ向か
うベクトルと現在の視線ベクトルとのなす角度を求め、
この角度が９０度以上である場合に、引力パラメータの
値を０．５倍した値を用いて引力ベクトルの計算を行
う。なお、ここでは、角度を９０度に設定する場合につ
いて説明したが、角度は任意の角度としてもよい。ま
た、引力パラメータの倍率として、０．５以外の倍率に
設定してもよいことは勿論である。さらに、複数の角
度、倍率を設定することも可能である。

【００５１】［実施例４］引力オブジェクト格納手段４
に格納された引力オブジェクトの引力パラメータは、他
のパラメータ等と連携させて、随時変更させるようにし
てもよい。

【００５２】変化の仕方としては、ユーザの視点に距離
によって引力パラメータを変化させる例が挙げられる。

【００５３】図８は、仮想空間の一部を示す模式図であ
る。図８に示す仮想空間では、オブジェクト２０１と、
そのオブジェクト２０１とほぼ同じ座標に引力オブジェ
クト２０２が配置されている。引力オブジェクト２０２
の引力パラメータ値はα（α＞０）に設定されている
が、ユーザの視点が距離ｒに接近した時に、β（β＜
０）に変化するように設定されている。

【００５４】この設定の場合、引力オブジェクト２０２
は視点に対して、視点が距離ｒに近づくまでは引き付け
るような影響を及ぼし、距離ｒに近づいた後は視点を遠
ざけるような影響を及ぼすように振る舞う。

【００５５】次に図８を参照して、実際に、この仮想空
間内を視点が移動する際の動作について説明する。

【００５６】今、ユーザの視点が位置２０３にあるもの
とする。引力オブジェクト２０２の引力パラメータ値が
αから変化しない場合、この位置２０３からの視点の移
動を行うと、経路２０５、経路２０６を通って視点が移
動する。この場合、ユーザの視点はオブジェクト２０１
の内部を通り抜けることになる。

【００５７】次に、ユーザの視点が位置２０４に到達し
た時、つまりユーザの視点が引力オブジェクト２０２か
ら距離ｒまで近づいた際に、引力パラメータ値βに変化
する場合について説明する。

【００５８】この場合、視点が位置２０４に差し掛かっ
た時点で、引力オブジェクト２０２から視点に及ぼされ
る引力は、視点を近づけようとする力から、遠ざけよう
とする力へと変化するので、ユーザの視点は、位置２０
４を過ぎたところで、引力オブジェクト２０２から遠ざ
かるような経路２０７の上を通って移動する。つまり、
視点はオブジェクト２０１との衝突を回避するように移
動する。

【００５９】オブジェクト２０１がユーザの視点が内部
を通り抜けることが不自然なオブジェクトである場合、
経路２０５、経路２０６を通る視線経路は、ユーザに違
和感を与えるが、視点が位置２０４に差し掛かった時点
で、引力オブジェクト２０２の引力パラメータを負値に
変化させて視点を遠ざけるように振舞わせることで、オ
ブジェクト２０１を回避するような経路（経路２０５、
経路２０７）へと視線を制御することができる。

【００６０】なお、この実施例では、引力パラメータ値
を一段階で変化させたが、これを数段階に分けて段階的
に変化させるようにしてもよい。数段階に分けて変化さ
せる方が、視点の動きが急激にならず、ユーザにより自
然な感覚を与えることができる。

【００６１】［実施例５］図２は、本発明の情報提示装
置の第１の実施の形態の別の構成を示すブロック図であ
る。

【００６２】図２を参照すると、本実施例による情報提
示装置は、図１に示した情報提示装置の構成に、視点が
通過する経路情報を格納する経路情報格納ベース１２を
さらに備えている。

【００６３】経路情報格納ベース１２には、上記した従
来の技術と同様に、視点経路に関する情報が格納されて
いる。格納形式は、点列、線分等どのような形態で記憶
されていてもよい。

【００６４】本実施例による情報提示装置では、視点位
置決定手段６において視点位置が決定される際に、引力
計算手段５で算出された引力ベクトルに、経路情報格納
ベースに格納された経路情報を加味し、ユーザの視点位
置の決定を行う。

【００６５】一例を挙げると、引力オブジェクト格納ベ
ース４には視線引力パラメータのみ持つ引力オブジェク
トが格納されているものとする。また、経路情報格納ベ
ース１２には、視線方向に関する情報は無く、視点位置
に関する情報のみが格納されているものとする。この場
合、ユーザの視点は、経路情報格納ベース１２に格納さ
れた視点、経路上を動きながら、視線方向は、引力オブ
ジェクトによって決定される。このため、狭い障害物の
間を歩きながらぶらぶら歩く場面の設定等が簡易に実現
できる。

【００６６】なお、本発明の第１の実施の形態におい
て、引力計算手段５、視点位置決定手段６、仮想空間生
成手段７はコンピュータ上で実行されるプログラム制御
によりその機能が実現され、この場合、ＦＤＤ、ＣＤ−
ＲＯＭ等の記録媒体からプログラムを読み込み実行する
ことで本発明を実施することができる。

【００６７】［実施の形態２］次に、本発明の第２の実
施の形態について説明する。図３は、本発明の情報提示
装置の第２の実施の形態の構成を示すブロック図であ
る。

【００６８】図３を参照すると、本発明の第２の実施の
形態は、図１を参照して説明した前記第１の実施の形態
における情報提示装置の構成に、ユーザのこれまでの視
点位置、方向という履歴情報を格納する履歴情報格納ベ
ース１３と、履歴情報格納ベース１３に格納された情報
から、ユーザの視点が現状の速度で運動しようとする力
（「慣性力」という）を計算し、慣性力に相当する引力
ベクトルを算出する慣性力算出手段１４とを備えたもの
である。

【００６９】まず、履歴情報格納ベース１３に格納する
情報と、それを格納するタイミングについて説明する。

【００７０】履歴情報格納ベース１３には、これまで過
去のユーザが仮想空間を移動した際の視点位置、方向の
情報が時刻情報と共に履歴情報として格納されている。
この情報は、ユーザ位置決定手段６でユーザの視点位
置、方向を決定し、ユーザ情報格納ベース３にその情報
を格納する時に、同時に履歴情報格納ベース１３へ視点
位置、方向、時刻の情報が追加格納される。

【００７１】次に、慣性力算出手段１４の動作について
説明する。慣性力算出手段１４では、履歴情報格納ベー
ス１３に格納された過去のユーザの視点情報から、現在
のユーザの視点の予想位置、方向を算出する。そして、
現在の視点位置から算出された予想視点位置へのベクト
ルを慣性力による引力ベクトルとし、視点位置決定手段
６へと伝達する。なお、慣性力による引力ベクトルを任
意の定数倍し慣性力の影響の強弱を調整することも可能
である。

【００７２】視点位置決定手段６では、引力計算手段
５、慣性力計算手段１４で算出した引力ベクトルによっ
て、前記第１の実施の形態で説明した方法により、ユー
ザの視点位置の決定を行う。

【００７３】本発明の第２の実施の形態では、ユーザの
視点経路を算出する際に、ユーザ視点の運動、すなわち
速度、加速度を考慮に入れることで、視点の急激な変動
を抑えることができる。これにより、ユーザはより自然
に仮想空間内を移動することが可能となる。

【００７４】なお、本発明の第２の実施の形態におい
て、引力計算手段５、視点位置決定手段６、仮想空間生
成手段７、慣性力算出手段１４はコンピュータ上で実行
されるプログラム制御によりその機能が実現され、この
場合、ＦＤＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体からプログラ
ムを読み込み実行することで本発明を実施することがで
きる。

【００７５】［実施の形態３］次に本発明の第３の実施
の形態について説明する。図４は、本発明の情報提示装
置の第３の実施の形態の構成を示すブロック図である。
図４を参照すると、本発明の第３の実施の形態は、図１
を参照して説明した前記第１の実施の形態の構成に、入
力手段１からの信号により視点位置を移動させようとす
る力（推進力／転回力）を計算し、推進力／転回力に相
当する引力ベクトルを算出する推進／転回力算出手段１
５をさらに備えたものである。

【００７６】次に本発明の第３の実施の形態の動作につ
いて説明する。まず推進／転回力算出手段１５の動作に
ついて説明する。ユーザが入力手段１に対して視点の前
進や後退、左転回や右転回など視点位置変更に関する入
力を行うと、その情報が推進力／転回力算出手段１５へ
と伝達される。

【００７７】推進／旋回力算出手段１５では、入力情報
によるユーザへの視点の移動を算出する。そして、現在
の視点位置から算出された予想視点位置へのベクトルを
慣性力による引力ベクトルとし、視点位置決定手段６へ
と伝達する。

【００７８】なお、推進力／転回力による引力ベクトル
を任意の定数倍して、ユーザ入力による推進力／転回力
の影響の強弱を調整するようにしてもよい。

【００７９】また、同じユーザ入力が一定時間継続され
た場合、その入力はユーザの強い意志により行われてい
ると判断し、推進力／転回力の影響を強めることも有効
である。

【００８０】視点位置決定手段６では、引力算出手段
５、推進力／転回力計算手段１５で算出した引力ベクト
ルによって、前記第１の実施の形態で説明した方法によ
り、ユーザの視点位置の決定を行う。

【００８１】本発明の第３の実施の形態では、ユーザの
視点経路を算出する際にユーザによる前進、後退、左回
転、右回転などの操作入力を反映させることで、視点移
動時にユーザの意志を反映させることが可能になる。こ
の推進／転回力算出手段１５もコンピュータ上で実行さ
れるプログラムでその機能を実現することができる。

【００８２】［実施の形態４］次に本発明の第４の実施
の形態について説明する。図５は、本発明の情報提示装
置の第４の実施の形態の構成を示すブロック図である。
図５を参照すると、本発明の第４の実施の形態は、図１
を参照して説明した前記第１の実施の形態の構成に、引
力オブジェクト格納ベース４に格納された引力オブジェ
クトの位置、引力パラメータなどの属性値を入力手段１
からの信号等により変更することができる引力オブジェ
クト変更手段９をさらに備えたものである。

【００８３】次に本発明の第４の実施の形態の動作につ
いて説明する。以下では、属性の変更例としてユーザが
入力手段１を通して引力オブジェクトの位置変更を行う
場合について説明する。

【００８４】ユーザは、入力手段１へある引力オブジェ
クトの配置位置の変更を入力する。入力方法としては、
例えば引力オブジェクトを、画面上でドラッグアンドド
ロップするという方法が挙げられるが、他の入力方法で
もあってもよい。

【００８５】また、一度に複数の引力オブジェクトに対
して位置変更指示を入力する構成としてもよい。

【００８６】入力手段１から引力オブジェクト変更手段
９へ引力オブジェクトの配置位置の変更をする旨の信号
が伝達されると、引力オブジェクト変更手段９は、引力
オブジェクト格納ベース４に格納された引力オブジェク
トの配置位置の変更を行う。そして、配置位置の変更
後、引力オブジェクトの属性変更があった旨を引力計算
手段５に伝達する。

【００８７】引力オブジェクトの属性変更が伝えられた
引力計算手段５では、直ちに新たな引力パラメータによ
って視点に及ぼされる引力の計算を行い、ユーザの視点
位置の変更を行う。その変更の手順は、前記第１の実施
の形態で説明した通りである。

【００８８】なお、引力パラメータの値等、位置以外の
引力オブジェクトの属性が変更される場合も、同様の手
順で処理が行われる。

【００８９】本発明の第４の実施の形態では、ユーザの
視点経路を決定する引力オブジェクトをユーザが自由に
変更できることで、ユーザは視点経路を好みに応じて修
正することが可能になる。この引力オブジェクト変更手
段９もコンピュータ上で実行されるプログラムでその機
能を実現することができる。

【００９０】［実施の形態５］次に本発明の第５の実施
の形態について説明する。図６は、本発明の情報提示装
置の構成の第５の実施の形態の構成を示すブロック図で
ある。図６を参照すると、本発明の第５の実施の形態
は、図５を参照して説明した前記第４の実施の形態の構
成に、空間畳格納ベース２に格納された仮想空間内のオ
ブジェクトと、引力オブジェクト格納ベース４に格納さ
れた引力オブジェクトとの関連付けに関する情報を格納
する関連情報格納ベース１０と、関連情報格納ベース１
０に関連情報が格納された仮想空間内のオブジェクトの
位置が変更された際にその旨を引力オブジェクト変更手
段９に伝達する引力オブジェクト更新判定手段１１とを
さらに備えたものである。

【００９１】次に本発明の第５の実施の形態の動作につ
いて説明する。

【００９２】本発明の第５の実施の形態では、空間情報
格納ベース２に格納された仮想空間内のオブジェクト
と、引力オブジェクト格納ベース４に格納された引力オ
ブジェクトとが互いに関連付けられ、その関連付けに関
する情報を、関連情報格納ベース１０に格納する。一つ
のオブジェクトに対して複数の引力オブジェクトを対応
付けることができる。

【００９３】空間情報格納ベース２に格納されたオブジ
ェクトの位置が変化したことを検知した引力オブジェク
ト更新判定手段１１では、そのオブジェクトに引力オブ
ジェクトが対応付けられているか否かを、関連情報格納
ベース１０に格納された関連付け情報から確認する。

【００９４】引力オブジェクトと関連付けられたオブジ
ェクトの位置が変化していた場合、関連付けられた引力
オブジェクトと位置の変化量とが、引力オブジェクト更
新判定手段１１から引力オブジェクト変更手段９へと伝
達される。

【００９５】引力オブジェクト更新判定手段１１から信
号を受けた引力オブジェクト変更手段９では、前記第４
の実施の形態で説明した手順に従い、ユーザの視点の変
更を行う。

【００９６】本発明の第５の実施の形態では、オブジェ
クトが移動するなどして仮想空間の構成が変化した場合
にも、システム運用者やユーザ等が手動で視点経路の変
更を行わなくとも、適切な経路を設定することができ
る。なお、引力オブジェクト更新判定手段１１もコンピ
ュータ上で実行されるプログラムによりその機能を実現
することができる。

【００９７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の情報提示
装置によれば、下記記載の効果を奏する。

【００９８】本発明の第１の効果は、視点がどの様な位
置にあっても適切な経路を提供することができる、とい
うことである。その理由は、本発明においては、ユーザ
の視点の移動先をその時点の引力オブジェクトとユーザ
との位置関係によって決定し仮想空間内での視点経路の
設定を行うためである。

【００９９】本発明の第２の効果は、、視点の急激な変
動を抑えることができ、ユーザはより自然に仮想空間内
を移動することを可能としている、ということである。
その理由は、本発明においては、ユーザの視点経路を算
出する際に、ユーザ視点の運動（速度、加速度）を考慮
に入れる、ためである。

【０１００】本発明の第３の効果は、ユーザは視点経路
を好みに応じて修正することができる、ということであ
る。その理由は、本発明においては、ユーザの視点経路
を決定する引力オブジェクトをユーザが自由に変更でき
る、ためである。

【０１０１】本発明の第４の効果は、オブジェクトが移
動するなどしても仮想空間の構成が変化した場合にも、
特に視点経路の変更を行わなくとも、適切な経路を設定
することが可能になる、ということである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】本発明の第１実施の形態の構成の別の例を示す
ブロック図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。

【図５】本発明の第４の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。

【図６】本発明の第５の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。

【図７】仮想空間の一例を示す模式図である。

【図８】仮想空間の一例を示す模式図である。

【符号の説明】

１入力手段２空間情報格納ベース３ユーザ情報格納ベース４引力オブジェクト格納ベース５引力計算手段６視点位置決定手段７仮想空間生成手段８出力手段９引力オブジェクト変更手段１０関連情報格納ベース１１引力オブジェクト更新判定手段１２経路情報格納ベース１３履歴情報格納ベース１４慣性力計算手段１０１ユーザの視点１０２引力オブジェクト１０３引力オブジェクト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ユーザからの入力を受ける入力手段と、仮想空間内の構成要素の情報を格納する空間情報格納ベ
ースと、ユーザの現在の位置、向き情報を含むユーザ情報を格納
するユーザ情報格納ベースと、ユーザの視点を引きつける特殊オブジェクト（「引力オ
ブジェクト」という）の情報を格納する引力オブジェク
ト格納ベースと、前記ユーザ情報格納ベースと前記引力オブジェクト格納
ベースに格納された情報から個々の引力オブジェクトが
前記ユーザの視点に及ぼす引力を算出する引力計算手段
と、前記引力計算手段で算出された引力と前記入力手段から
の信号から前記ユーザの視点位置を決定し前記ユーザ情
報格納ベースの視点情報を更新する視点位置決定手段
と、前記空間情報格納ベースと前記ユーザ情報格納ベースに
格納された情報を用いてコンピュータグラフィックスの
レンダリング処理を行い仮想空間を生成する仮想空間生
成手段と、レンダリング結果の仮想空間を表示する出力手段と、を備えたことを特徴とする情報提示装置。
【請求項２】前記ユーザの視点が通過する経路情報を格
納する経路情報格納ベースをさらに備えたことを特徴と
する請求項１に記載の情報提示装置。
【請求項３】前記ユーザのこれまでの視点位置、方向と
いう履歴情報を格納する履歴情報格納ベースと、前記前記履歴情報格納ベースに格納された情報から、前
記ユーザの視点が現状の速度で運動しようとする力
（「慣性力」という）を計算し、該慣性力に相当する引
力ベクトルを算出する慣性力算出手段と、をさらに備え
たことを特徴とする請求項１又は２に記載の情報提示装
置。
【請求項４】入力手段からの信号により視点位置を移動
しようとする推進力／転回力を計算し、推進力／旋回力
に相当する引力ベクトルを算出する推進／転回力算出手
段をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至３のい
ずれか一に記載の情報提示装置。
【請求項５】前記引力オブジェクト格納ベースに格納さ
れた引力オブジェクトの位置、及び引力パラメータの属
性値を、入力手段からの信号により変換する引力オブジ
ェクト変更手段をさらに備えたことを特徴とする請求項
１乃至４のいずれか一に記載の情報提示装置。
【請求項６】前記空間情報格納ベースに格納された仮想
空間内のオブジェクトと、前記引力オブジェクト格納ベ
ースに格納された引力オブジェクトとの関連付けに関す
る情報を格納する関連情報格納ベースと、前記関連情報格納ベースに関連付けの情報が格納されて
いる仮想空間内のオブジェクトの位置が変更された際に
その旨を前記引力オブジェクト変更手段に伝達する引力
オブジェクト更新判定手段と、をさらにを備えたことを
特徴とする請求項５に記載の情報提示装置。
【請求項７】仮想空間内の構成要素の情報を格納する空
間情報格納ベースと、ユーザの現在の位置、向き情報を含むユーザ情報を格納
するユーザ情報格納ベースと、前記ユーザの視点を引きつける特殊オブジェクト（「引
力オブジェクト」という）を格納する引力オブジェクト
格納ベースと、を備え、（ａ）前記ユーザ情報格納ベースと前記引力オブジェク
ト格納ベースに格納された情報から個々の引力オブジェ
クトが視点に及ぼす引力を算出する引力算出手段と、（ｂ）前記算出された引力と、ユーザからの入力を受け
る入力装置からの信号からユーザの視点位置を決定し前
記ユーザ情報格納ベースの視点情報を更新する視点位置
決定手段と、（ｃ）前記空間情報格納ベースと前記ユーザ情報格納ベ
ースに格納された情報を用いてコンピュータグラフィッ
クスのレンダリングを行い仮想空間を生成しレンダリン
グ結果の仮想空間を表示装置に出力する仮想空間生成手
段と、を備えた情報提示プログラムであって、少なくとも上記
（ａ）乃至（ｃ）の各手段をコンピュータで機能させる
ためのプログラムを記録した記録媒体。
【請求項８】請求項７に記載の記録媒体において、さら
に、前記ユーザの視点が通過する経路情報を格納する経
路情報格納ベースを備えた情報提示プログラムを記録し
た記録媒体。
【請求項９】請求項７又は８記載の記録媒体において、
前記ユーザのこれまでの視点位置、方向という履歴情報
を格納する履歴情報格納ベースを備え、（ｄ）履歴情報格納ベースに格納された情報から、ユー
ザの視点が現状の速度で運動しようとする力（「慣性
力」という）を計算し慣性力に相当する引力ベクトルを
算出する慣性力算出手段を前記コンピュータで機能させ
るためのプログラムを記録した記録媒体。
【請求項１０】請求項７乃至９のいずれか一に記載の記
録媒体において、（ｅ）入力手段からの信号により、視点位置を移動しよ
うとする推進力／転回力を計算し、該推進力／旋回力に
相当する引力ベクトルを算出する推進／転回力算出手段
を前記コンピュータで機能させるためのプログラムを記
録した記録媒体。
【請求項１１】請求項７乃至９、１１のいずれか一に記
載の記録媒体において、（ｆ）前記引力オブジェクト格納ベースに格納された引
力オブジェクトの位置、引力パラメータの属性値を、入
力手段からの信号等により変更する引力オブジェクト変
更手段を前記コンピュータで機能させるためのプログラ
ムを記録した記録媒体。
【請求項１２】請求項１１記載の記録媒体において、前
記空間情報格納ベースに格納されている仮想空間内のオ
ブジェクトと前記引力オブジェクト格納ベースに格納さ
れている引力オブジェクトとの関連付けに関する情報を
格納する関連情報格納ベースを備え、（ｇ）前記関連情報格納ベースに関連情報が格納された
仮想空間内のオブジェクトの位置が変更された際にその
旨を前記引力オブジェクト変更手段に伝達する引力オブ
ジェクト更新判定手段を前記コンピュータで機能させる
ためのプログラムを記録した記録媒体。
【請求項１３】ユーザの視点に影響を与える引力オブジ
ェクトの情報を格納する第１の記憶手段と、前記引力オブジェクトのおのおのが前記ユーザの視点に
及ぼす引力を算出する手段と、前記算出された引力から前記ユーザの視点位置を決定し
前記ユーザの視点情報を更新する手段と、前記ユーザの視点位置から仮想空間表示を更新し出力装
置に出力する手段と、を含むことを特徴とする情報提示装置。
【請求項１４】前記引用オブジェクトの情報が、引力パ
ラメータ及び空間内での位置情報よりなることを特徴と
する請求項１３記載の情報提示装置。
【請求項１５】ユーザのこれまでの視点位置、方向より
なる履歴情報を格納する第２の記憶手段と、前記第２の記憶手段に格納された履歴情報から、前記ユ
ーザの視点が現状の速度で運動しようとする力、すなわ
ち慣性力を計算し、該慣性力に相当する引力ベクトルを
算出する慣性力算出手段と、を備えたことを特徴とする
請求項１３又は１４記載の情報提示装置。
【請求項１６】入力手段からの信号により前記ユーザの
視点位置を移動しようとする力である推進力及び／又は
転回力を計算し、推進力及び／又は旋回力に相当する引
力ベクトルを算出する算出手段を備えたことを特徴とす
る請求項１３乃至１５のいずれか一に記載の情報提示装
置。
【請求項１７】前記第１の記憶手段に格納される引力オ
ブジェクトの位置、引力パラメータの属性値を変更する
引力オブジェクト変更手段を備えたことを特徴とする請
求項１３乃至１６のいずれか一に記載の情報提示装置。
【請求項１８】仮想空間内のオブジェクトと前記第１の
記憶手段に格納された引力オブジェクトとの関連付けに
関する情報を格納する第３の記憶手段を備え、前記第３
の記憶手段に関連情報が格納された仮想空間内のオブジ
ェクトの位置が変更された際にその旨を前記引力オブジ
ェクト変更手段に伝達する引力オブジェクト更新判定手
段を備えたことを特徴とする請求項１７記載の情報提示
装置。