JP2001188916A - 仮想空間操作方法、仮想空間システム、仮想空間操作入力装置及び仮想空間操作プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents
仮想空間操作方法、仮想空間システム、仮想空間操作入力装置及び仮想空間操作プログラムを記録した記録媒体Info
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Abstract
の利用位置や、姿勢が自由で、さまざまな操作情報を足
によって入力するインタフェースを提供する。 【解決手段】 足の形状を測定するための曲げを検出す
るセンサを利用した足形状測定手段101と、該足形状
測定手段101で得られる足形状データから仮想空間操
作の指示に変換する足形状データ変換手段102と、該
足形状データ変換手段102で変換された仮想空間操作
の指示を用いて仮想空間を作成する仮想空間作成手段1
03と、該仮想空間作成手段103で作成された仮想空
間を表示する仮想空間表示手段104とを設ける。
Description
間システムにおいて、コンピュータで作成された三次元
仮想空間等に対する操作技術に係り、詳しくは、足に装
着することにより足のつま先、及び足首の曲げられた量
を数値化し、その数値をコンピュータに入力することに
より仮想空間を操作する方法及び装置に関する。
ーボード、マウスに加えてジョイスティック、タッチパ
ネル、タブレットなどが一般的である。またデータグロ
ーブのように自由度の高い入力装置もいくつか提案され
ている。キーボード、マウスなどは、その機器に利用者
が体の位置を合わせるものである。またデータグローブ
など、その多くは手を利用するものであった。
型三次元仮想空間システムなどにおいては、手は細かい
作業などに利用することに適しており、たとえば仮想空
間の移動などは、足を利用したほうが適している。従来
の足によるコンピュータへの入力装置としては、利用す
る位置が固定される大掛かりなものや(例えば、特開平
7−141100号公報)、マウスポインタの移動やク
リックといった、従来のマウスと同じ機能を足で行うも
の(例えば、特開平9−198188号公報)が、知ら
れている程度である。
は、デスクトップ型のコンピュータへ机に向かって作業
をする場合には適しているが、大画面ディスプレイや多
面ディスプレイを利用した没入型三次元仮想空間システ
ムなどでは利用者の動きの自由度が高いために入力装置
として不適切である。また、自由度の高いデータグロー
ブを利用する際でも、仮想空間の移動など通常足で行う
作業を手で行うといった不自然さが生じてくる。
者の利用位置や、姿勢が自由で、さまざまな情報を足に
よって入力できるインタフェースを提供することにあ
る。
機能ブロック図を示すように、コンピュータグラフィッ
クスによって作成された三次元仮想空間等を操作するシ
ステムにおいて、足の形状を測定するための曲げを検出
するセンサを利用した足形状測定手段101、該足形状
測定手段101で得られる足形状データから仮想空間操
作の指示に変換する足形状データ変換手段102、該足
形状データ変換手段102で変換された仮想空間操作の
指示を用いて操作後の視野に基づく仮想空間を作成する
仮想空間作成手段103、該仮想空間作成手段103で
作成された仮想空間を表示する仮想空間表示手段104
を具備することを主要な特徴とする。ここで、足形状測
定手段101と足形状データ変換手段102を一緒にし
て仮想空間操作入力装置100と称す。
いて図面を参照して詳述する。なお、以下では三次元仮
想空間システムを例に説明するが、本発明は基本的に二
次元仮想空間システム等でもよいことは云うまでもな
い。
空間システムの全体的ブロック図を示す。本三次元仮想
空間システムはキーボード201、マウス202、足形
状測定装置210、足形状データ変換装置220、三次
元仮想空間作成装置230及び三次元仮想空間表示装置
240から構成される。足形状測定装置210はベンド
センサ212、ベンドセンサコントローラ214などか
らなり、ベンドセンサ212で利用者の左右の足の関節
の曲げを測定し、ベンドセンサコントロール214を通
して、足形状データを足形状データ変換装置220へ送
る。足形状データ変換装置220はCPU222、メモ
リ224、ハードディスク226などからなり、CPU
222がハードディスク226に格納されている三次元
仮想空間動作種類データを参照し、メモリ224を作業
用メモリとして、足形状測定装置210から送られた足
形状データを三次元仮想空間操作の指示データに変換し
て三次元仮想空間作成装置230に送る。また、該足形
状データ変換装置220は、利用者がキーボード201
やマウス202を操作入力装置に使用する場合は、それ
らの操作入力を三次元仮想空間作成装置230に送る。
三次元仮想空間作成装置230は同じくCPU232、
メモリ234、ハードディスク236などからなり、足
形状データ変換装置220からの三次元仮想空間操作の
指示データを入力として、CPU232がメモリ234
を作業メモリに用いて、ハードディスク236に格納さ
れている三次元仮想空間データについて、操作後の視野
に基づく三次元仮想空間を再構築して三次元仮想空間表
示装置240に送る。三次元仮想空間表示装置240
は、三次元仮想空間作成装置230で再構築された仮想
空間を表示する。
没入型ディスプレィである。この種のディスプレイは、
利用者の前方、左右、上下などを取り囲むように配置さ
れたスクリーン246に、プロジェクタ242から投影
された映像を反射鏡244に反射させて、コンピュータ
グラフィックで作成した仮想空間を表示することで、利
用者は、仮想空間内を移動したり、仮想空間上に仮想的
に作成された物体を操作することが可能である。図2の
システムでは、利用者はベンドセンサ212を装着し、
足を動かすことにより、仮想空間の移動や仮想空間状に
有る物体の操作を行うことが可能である。
装置230が三次元仮想空間動作種類データを格納し
て、足形状データ変換装置220の処理機能を受け持つ
ことでもよい。また、足形状測定装置210のベンドセ
ンサコントローラ214が足形状データ変換装置220
の機能を兼ねてもよい。また、キーボード201やマウ
ス202は、直接、三次元仮想空間作成装置230に接
続することでもよい。
成図である。図3において、211は利用者の足およ
び、センサを、つま先と足の甲の間の関節、および足首
と足の甲との間の関節、くるぶし部分の関節部に密着さ
せることが出来るように、袋状のセンサ挿入ポケットを
つけたソックスである。212は、関節の曲げ角を測定
するセンサ(ベンドセンサ)である。213は接続コネ
クタである。214はセンサ212で測定された曲げ角
をデジタル化し、足形状データとして足形状データ変換
装置220へ送出するセンサコントローラである。
れだけ曲げているか、横にどれだけ曲げているか、そし
てつま先をどれだけ曲げているかを、左右両方の足に対
して計測し、その結果より複数の信号を足形状データ変
換装置220のCPU222に対して送ることができ
る。両足のそれぞれの関節がどれぐらい曲げられている
かの組み合わせとコンピュータへの命令を対応させるこ
とにより、さまざまな命令を送信可能である。
の曲げ角を利用するものであり、立つ、座る、動くなど
が自由でなおかつ手を他の作業に充てることができる。
利用時の姿勢の例を示している。401、402、40
3、404は、没入型ディスプレイ装置内で本装置を利
用して三次元仮想空間内を移動したり、仮想空間上に仮
想的に作成された物体を操作するシステム利用者をあら
わしている。また、405、406、407、408
は、それぞれの利用者の姿勢ごとの足の形をあらわして
いる。
例を示しており、502は足首の関節の曲げ角θ、50
3はつま先の関節の曲げ角φを示している。
膝を曲げ、腰を低い位置に保っている。この時、足の形
405は、図5の502の値が直立の姿勢に比べて両足
とも小さくなる。503は直立の姿勢と同じ値となる。
402のシステム利用者は、爪先立ちをしている。この
時、406における502の値は直立の姿勢に比べて両
足とも大きくなり、また503は直立の姿勢に比べて両
足とも小さい値となる。403のシステム利用者は、脚
を前後に広げ、両足のかかとを地面につけた状態であ
る。この時、407における502の値は直立の姿勢に
比べて、片足は小さい値となり、もう片足は同じ値を取
る。また503は直立の姿勢と同じ値となる。404の
システム利用者は、脚を前後に広げ、後ろ足のかかとを
地面から離れた状態である。この時、407における5
02の値は、直立の姿勢に比べて同じ値を取るが、50
3は片足は小さい値を取り、もう片足は同じ値を取る。
このように利用者のさまざまな姿勢によって変化する両
足それぞれの502、503の値の変化を、仮想空間の
移動に対応する。
す。ここで、ステップ610、620、630、640
は、それぞれ図2の足形状測定装置210、足形状デー
タ変換装置220、三次元仮想空間作成装置230、三
次元仮想空間表示装置240の処理に対応する。
姿勢での利用者の両足の502、503の値を計測し、
それぞれを左足についてはθli、φli、右足につい
てはθri、φriと設定する。以下、利用者の操作
時、ステップ610〜640の処理が繰り返される。
の曲げ角を測定する処理である。これは、ステップ61
2の左足の形状を測定する処理と、ステップ614の右
足の形状を測定する処理からなり、これらの処理は同時
に行われる。ステップ612によって得られたθl、φ
lと、ステップ614で得られたθr、φrは、次のス
テップ620に送られる。
テップ622)と動作量判断処理(ステップ624)か
らなる。ステップ622では、あらかじめ足の形状と仮
想空間移動の動作との対応が表として蓄積してある三次
元仮想空間動作種類データにより、θli、φli、θ
ri、φri、θl、φl、θr、φrから仮想空間の
操作指示を決定する。
φr (2)402の姿勢のとき、 θli<θl,θri<φr,θli>φl、θri>
φr (3)403の姿勢のとき、 θli>θl,θri=φr,θli=φl、θri=
φr または、 θli=θl,θri=φr,θli>φl、θri=
φr (4)404の姿勢のとき、 θli=θl,θri>φr,θli=φl、θri=
φr または、 θli=θl,θri=φr,θli=φl、θri>
φr が成り立つ。
操作指示に変換する。例えば、 (a)401の姿勢(405の足の状態)のとき、仮想
空間を「下降移動」 (b) 402の姿勢(406の足の状態)のとき、仮想
空間を「上昇移動」 (c)403の姿勢(407の足の状態)のとき、仮想
空間を「前進移動」 (d)404の姿勢(408の足の状態)のとき、仮想
空間を「左右回転動」 というデータに変換する。
で決定された仮想空間操作指示データと、θl、φl、
θr、φrの値から、ステップ622で指示された操作
がどの程度の量(例えば、仮想空間内の移動の速さ)か
を決定する。
間操作指示データは、ステップ630に送られる。ステ
ップ630では、ステップ620からの操作指示デー
タ、および、あらかじめ保持された三次元コンピュータ
グラフィックスのモデルデータを基に、三次元仮想空間
を再構築する。この再構築された三次元仮想空間がステ
ップ640にて表示され、利用者の視覚で認識される。
仮想空間操作プログラムとしてコンピュータで実行可能
な言語で記述し、コンピュータで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
カード等に記録して提供することが可能である。
間の操作に手を利用する必要がなく、また装置に対して
利用者の姿勢や位置が限定されないという効果があり、
立つ、座る、動くなどが自由で、なおかつ手を他の作業
に充てることが可能になる。
ムの全体的ブロック図である。
る。
である。
Claims (4)
- 【請求項1】 コンピュータを利用して仮想空間を操作
する方法であって、 足の形状を測定する曲げを検出するセンサを利用した足
形状測定過程と、 前記足形状測定過程で得られる足形状データから仮想空
間操作の指示に変換する足形状データ変換過程と、 前記足形状データ変換過程で変換された仮想空間操作の
指示を用いて仮想空間を作成する仮想空間作成過程と、 前記仮想空間作成過程で作成された仮想空間を表示する
仮想空間表示過程と、を有することを特徴とする仮想空
間作成方法。 - 【請求項2】 コンピュータを利用して仮想空間を操作
する仮想空間システムにおいて、 足の形状を測定するための曲げを検出するセンサを利用
した足形状測定手段と、 前記足形状測定手段で得られ
る足形状データから仮想空間操作の指示に変換する足形
状データ変換手段と、 前記足形状データ変換手段で変換された仮想空間操作の
指示を用いて仮想空間を作成する仮想空間作成手段と、 前記仮想空間作成手段で作成された仮想空間を表示する
仮想空間表示手段と、を有することを特徴とする仮想空
間システム。 - 【請求項3】 コンピュータを利用して仮想空間を操作
する仮想空間システムのための仮想空間操作入力装置で
あって、 足の形状を測定するための曲げを検出するセンサを利用
した足形状測定手段と、 前記足形状測定手段で得られる足形状データから仮想空
間操作の指示に変換する足形状データ変換手段と、 を有することを特徴とする仮想空間操作入力装置。 - 【請求項4】 コンピュータを利用して、仮想空間を操
作するための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、 足の形状を測定するための曲げを検出するセンサを利用
した足形状測定処理と、 前記足形状測定処理で得られる足形状データから仮想空
間操作の指示に変換する足形状データ変換処理と、 前記足形状データ変換処理で変換された仮想空間操作の
指示を用いて仮想空間を作成する仮想空間作成処理と、 前記仮想空間作成処理で作成された仮想空間を表示する
仮想空間表示処理と、とからなる仮想空間操作プログラ
ムを記録してなることを特徴とする記録媒体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP37509099A JP3619096B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 仮想空間操作方法、仮想空間システム、仮想空間操作入力装置及び仮想空間操作入力プログラムを記録した記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP37509099A JP3619096B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 仮想空間操作方法、仮想空間システム、仮想空間操作入力装置及び仮想空間操作入力プログラムを記録した記録媒体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001188916A true JP2001188916A (ja) | 2001-07-10 |
JP3619096B2 JP3619096B2 (ja) | 2005-02-09 |
Family
ID=18504952
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP37509099A Expired - Fee Related JP3619096B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 仮想空間操作方法、仮想空間システム、仮想空間操作入力装置及び仮想空間操作入力プログラムを記録した記録媒体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3619096B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015088161A (ja) * | 2013-09-26 | 2015-05-07 | 富士通株式会社 | ジェスチャ入力装置、ジェスチャ入力方法、およびジェスチャ入力プログラム |
-
1999
- 1999-12-28 JP JP37509099A patent/JP3619096B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015088161A (ja) * | 2013-09-26 | 2015-05-07 | 富士通株式会社 | ジェスチャ入力装置、ジェスチャ入力方法、およびジェスチャ入力プログラム |
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