JP2001209826A - 仮想空間の編集方法、仮想空間の編集装置、コンピュータプログラム記憶媒体および仮想現実感提示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マウスとキーボードにより仮想物体の空間属
性（位置、大きさ、向き）を変更する編集方法を提案す
る。 【解決手段】 マウスによる仮想物体の選択動作に併せ
て所定のキーボード操作を行ったときに、当該選択され
た仮想物体の空間属性（位置、大きさ、向き）を変更す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、仮想空間において
物体の属性を変更する編集方法、編集装置などに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年の計算機の能力向上と共に、三次元
コンビュータグラフィクス（CG）が急速に一般化しつつ
ある。それと相まって、三次元空間を取り扱う言語とし
てVRML（Virtual Reality Modeling Language）が標準
化され、広く使われてきている。現時点で公表されてい
る最新版のVRML2.0 (ISO/IEC 14772-1:1997)は、エレク
トリック・コマース用の仮想モール構築、また、イント
ラネットでのCAD等の三次元データの管理等で用いられ
ている。

【０００３】仮想空間を構築し、更に編集するには、そ
の前提として、仮想空間に仮想物体を配置しなくてはな
らない。仮想空間の構築者は、その物体の配置位置、更
には、姿勢、更には属性の設定に意図を有している。

【０００４】従来では、この仮想物体（即ち、ＣＧオブ
ジェクト）の属性値を仮想空間内で設定する方法とし
て、例えば、VRMLは、Interpolator機能をサポートす
る。Interpolatorは各種属性情報（視点位置、視線方
向、色、速度）などを、テキスト形式で所定のメモリ位
置に事前に格納する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来では、例えばVRML
2.0を用いる場合には、属性値設定に、テキストエディ
タを介して値を入力し、所定のファイルタイトルを付し
て、その属性値情報をメモリに記憶していた。

【０００６】しかしながら、従来のテキストエディタを
用いた方法は、仮想空間作成者に、属性値を数値の羅列
として入力することを強いるので、入力ミスが絶えなか
った。また、入力ミスがなくとも、属性値の入力、修
正、追加、削除などの編集を行う場合にも作業は困難で
ある。

【０００７】本発明は、マウスなどのポインティングデ
バイスを利用して仮想物体の属性を簡単に変更すること
を可能にした仮想空間の編集方法を提案する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
の、請求項１に記載の、仮想空間に配置される仮想物体
の属性を編集する仮想空間の編集方法は、仮想物体に対
応する図形を所定の表示空間に二次元表示し、この図形
が指示されているときに所定のポインティングデバイス
の動作が行われたことを検知し、前記仮想物体の前記仮
想空間における属性の値を、前記検知された動作に対応
して変更することを特徴とする。

【０００９】本発明の好適な一態様である請求項２に拠
れば、前記図形は二次元図形である。本発明の好適な一
態様である請求項３に拠れば、前記属性は仮想物体の三
次元位置である。

【００１０】本発明の好適な一態様である請求項４に拠
れば、前記属性は仮想物体の向きである。本発明の好適
な一態様である請求項５に拠れば、前記属性は仮想物体
の大きさである。本発明の好適な一態様である請求項８
に拠れば、変更された属性に応じて、前記仮想物体の三
次元画像を描画することを特徴とする。

【００１１】本発明の好適な一態様である請求項９に拠
れば、変更された属性に応じて、前記仮想物体の三次元
画像が描画されるが、属性が非表示に設定される場合に
は、その特定の仮想物体の二次元画像を他の仮想物体の
二次元表示と識別可能に表示し、その特定の仮想物体の
三次元画像を非表示とする。その特定の仮想物体の二次
元表示は、標識として見えている必要があるからであ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下添付図面を参照しながら、本
発明を適用した実施形態としての、仮想現実空間を構築
するための空間編集装置若しくは空間構築装置を詳細に
説明する。この実施形態での空間構築装置は、空間デー
タの例として、VRMLデータを用いている。勿論、本発明
には、その他の形式の空間データを適用することができ
ることは、以下の説明から自ずから明らかになろう。

【００１３】図１は、この空間編集装置のハードウエア
構成を示す。本実施形態による空間編集装置は、ユーザ
用モニタ（ＨＭＤ）１０４を装着して仮想空間を観察す
る観察者（ユーザー）と、オペレータ用モニタ１１２を
用いてユーザーの観察する仮想物体を制御するオペレー
タとが同時に使用する。

【００１４】VRMLにより作成された三次元CGデータなど
はCGデータDB１０３に格納される。VRMLデータのうち、
空間を記述している部分は、他の三次元空間データと同
じように、 ・物体の形状を記述するデータ（点群に関する三次元位
置データと各点間のパッチリンク）と、 ・表面の特性（色及びテクスチャ）を記述するデータ
と、 ・光源位置を記述するデータと、 からなる。VRMLデータは、この他にも、初期値や、数個
のセットの視点位置や方向、動的に動いている物体の動
作方法、音の生成方法の記述（ある物体にさわると音が
するなど）、手続きの実行できるスクリプト言語の記述
などが可能である。これらのうち、視点位置、方向以外
は、今回の発明とは直接関係しないので、ここでは詳細
な説明は省略する。

【００１５】VRML空間データは、外部記憶装置１０６若
しくはＲＯＭ１０７からＲＡＭ１０９にダウンロードさ
れたプログラムにより処理されて、仮想画像としてモニ
タ１０４に表示される。このプログラムの実行はＣＰＵ
１０８により行われる。１０５は、仮想現実空間を体験
する際に体験者の視点位置並びに視線方向（姿勢）を検
出する装置である。仮想現実空間を体験する環境を提供
するプログラムは、例えばVRML Viewerプログラムによ
って実現される。

【００１６】空間中に物体を配置するには、本編集装置
はGUI(Graphic User Interface)をユーザに提供する。
後述のGUIはマウスなどのポインティングデバイス（Ｐ
Ｄ）１１０によって利用可能となる。キーボード１１１
は、空間を定義する作業ファイルのテキストを入力する
のに用いられたり、マウス１１０との同時操作によっ
て、本実施形態システムにおいて、仮想物体に対する空
間編集操作を施することができる。

【００１７】図２は、図１に示した仮想現実感提示シス
テムを構成する要素であって、仮想空間を構築し編集す
るために用いられる要素をブロック図として表したもの
である。即ち、仮想現実空間を提供する画像生成装置２
００は、マウス１１０及びキーボード１１１からユーザ
の操作情報を、視点位置・姿勢計測装置１０５からユー
ザの視点並びに姿勢情報を入力する。

【００１８】画像生成装置２００は、仮想物体管理部２
０１と、二次元ＣＧ画像生成部２０３と、三次元ＣＧ画
像生成部２０２とを有する。仮想物体管理部２０１は、
図３のようなテーブルを有し、このテーブル内のデータ
を用いて仮想物体の空間上の配置を管理する。

【００１９】図３は、この管理テーブルの構成を説明す
る。図中、「仮想物体フィールド」は、ＣＧ物体の識別
子を表す。この実施形態では、仮想物体の空間編集を行
うのに、そのＣＧ物体を三次元的に表示することをせず
に、代わりに、二次元形状を表示するようにする。そこ
で、続く「形状」フィールドは当該仮想物体に対応する
二次元形状の概略（例えば、四角形、三角形、円形等）
を記述する。続く「位置」フィールドは、その仮想物体
を配置すべき三次元空間上の位置、続く「大きさ」は当
該仮想物体の大きさを、「向き」は当該仮想物体の向き
を、「リンク」は、当該仮想物体ＣＧデータへのリンク
を示している。また、「表示／非表示」フィールドは、
仮想物体毎の表示／非表示属性の設定値を表す。

【００２０】管理部２０１は、仮想物体の「位置」、
「大きさ」、「向き」及び「表示／非表示」属性を２つ
のＣＧ画像生成部２０２及び２０３に出力するに際し
て、仮想物体のＣＧデータへのリンク情報を併せて送信
する。また、二次元ＣＧ画像生成部２０３にはさらに二
次元形状の「形状」情報とを併せて送る。三次元ＣＧ画
像生成部２０２は、仮想物体のＣＧデータに基づいて、
「位置」、「大きさ」、「向き」及び「表示／非表示」
属性を考慮して当該仮想物体の三次元ＣＧ画像を生成す
る。この三次元ＣＧ画像は、ユーザ用モニタ１０４の表
示画面に表示される。一方、二次元ＣＧ画像生成部２０
３は、送られてきた「形状」情報に基づいて、その形状
の二次元図形を「位置」、「大きさ」、「向き」及び
「表示／非表示」属性を考慮して生成する。二次元ＣＧ
画像生成部２０３により生成された二次元画像はオペレ
ータ用モニタ１１２の表示画面に表示される。

【００２１】図４は、ユーザ用モニタ１０４（図４
（ｂ））及び、オペレータ用モニタ１１２（図４
（ａ））の表示例を示す。オペレータ用モニタ８００の
表示領域８１０には、仮想空間の上面図（平面図）及び
仮想物体の二次元ＣＧ画像が表示され、その仮想空間の
指定されている視点位置からの三次元空間がユーザ用モ
ニタ１０４の表示領域８５０に表示される。その余の領
域には、各種のボタンアイコン（８２０及び８２１）が
表示される。

【００２２】図５は、オペレータ用モニタ１１２の表示
領域８１０の二次元ＣＧ画像表示（図５（ａ））と、対
応するユーザ用モニタ１０４の表示領域８５０に表示さ
れる三次元ＣＧ画像（図５（ｂ））との関係を示した図
である。オペレータ用モニタの１１２の表示領域８１０
において表示された仮想物体の二次元ＣＧ画像をマウス
などにより移動すると、その移動がユーザ用モニタ１０
４の表示領域８５０において、仮想物体の三次元ＣＧの
移動として表示される。

【００２３】本実施形態の空間編集装置には、仮想物体
の選択，仮想物体の移動、仮想物体の回転、仮想物体の
表示／非表示の切換などの機能が設定されている。

【００２４】仮想物体を選択するときは、その仮想物体
の二次元形状の表示位置までカーソルを移動させてマウ
スをクリックする。選択された仮想物体の二次元形状
（図６の例では矩形）は太い線で表示されることによ
り、少なくとも、その仮想物体をユーザが選択しようと
したことをシステムが認識したことを示す。

【００２５】図７は、選択した仮想物体を表示若しくは
非表示にする操作を示す。即ち、当該仮想物体の二次元
形状表示位置にカーソルを合わせて、キーボードのスペ
ースキーを押しながらマウスをクリックする。すると、
同図に示すように、仮想物体の二次元形状は、それまで
が表示されていたのであれば非表示となり、即ち、二次
元形状の色が薄く表示され、それまでが非表示であった
ならば表示状態、即ち、二次元形状の色が濃く表示され
た状態となる。尚、領域８１０での変化に対応して、三
次元ＣＧ像を表示する領域８５０では、表示属性の設定
変更に対応して、属性を操作された仮想物体の三次元Ｃ
Ｇオブジェクトが現れたり、消えたりする。

【００２６】非表示に属性を変更した場合でも、オペレ
ータ用モニタ１１２における二次元表示が可視とされて
いるのは、二次元表示が仮想物体の標識としての機能を
有するので、この標識を見えなくしたのでは、空間の編
集が困難となるからである。

【００２７】図８は仮想物体の移動を説明する。即ち、
移動対象の仮想物体の二次元形状にカーソルを合わせて
マウスをドラッグする。すると、その二次元形状が画面
上で移動する。この操作に対応して、表示領域８５０で
は、三次元ＣＧオブジェクトが移動されて表示される。

【００２８】図９は仮想物体の回転を説明する。即ち、
回転対象の仮想物体の二次元形状にカーソルを合わせ
て、シフトキーを押しながらマウスをドラッグする。す
ると、ドラッグ距離に応じた回転角度だけ、その二次元
形状が画面上で回転する。この二次元オブジェクトの回
転操作に対応して、領域８５０では、三次元ＣＧオブジ
ェクトが回転されて表示される。

【００２９】図１０，図１１は、実施形態の制御手順を
示すフローチャートである。以下の制御手順は、本実施
形態のシステムの稼働中繰り返し実行される。図１０の
制御手順に拠れば、ステップＳ１２で、表示対象の仮想
物体の三次元画像，および平面図（二次元形状）を描画
する。オペレータは編集対象の仮想物体の平面図形位置
までマウスカーソルを移動するであろう。

【００３０】そこで、ステップＳ１４で、領域８１０に
おいてマウスボタン（例えば左ボタン）がオンされてい
ることを確認する。ステップＳ１６では、既にピックさ
れている仮想物体（の二次元形状）があるか無いかを判
断する。ピックとは選択を意味する。即ち、選択された
仮想物体が存在しない状態でステップＳ１４でマウスボ
タンがオンされていることが検知されたならば、ステッ
プＳ３０（図１１）に進み、既に選択されている仮想物
体が存在する状態でマウスボタンがオンされていること
が検知されたならば、ステップＳ１８に進む。

【００３１】選択された仮想物体が存在しない状態でス
テップＳ１４でマウスボタンがオンされていることが検
知されたならば、ステップＳ３０でカーソルが仮想物体
（の二次元形状）上に有るか無いかを判断する。この判
断は、カーソルの二次元位置（マウスのクリック位置）
が仮想物体の二次元投影面の範囲（仮想物体の位置、向
き、形状及び大きさに依存する）内に入っていれば、そ
の仮想物体が選択されたと判断する。

【００３２】カーソルが仮想物体（の二次元形状）上に
無い場合には、オペレータは編集を行うことを意図して
いないと判断して図１１の制御手順を抜ける。一方、カ
ーソルが仮想物体（の二次元形状）上に有る場合には、
ステップＳ３２で、その仮想物体を選択した（ピックし
た）と判断して、図６に示すように、当該仮想物体の二
次元形状を目立つような表示に代える。更にステップＳ
３４では、オペレータが同時にSPACEキーを押している
かを判断する。SPACEキーを押している場合には、ステ
ップＳ３６で検出された、その仮想物体の二次元ＣＧ像
の現在の表示状態に応じて表示態様を反転する。即ち、
ステップＳ３８では非表示（薄い表示）に、ステップＳ
４０では表示（濃い表示）に設定する。設定された表示
属性は、ステップＳ４２で仮想物体管理部２０１へ送ら
れ、記憶される。そして、ステップＳ４４において、設
定に基づいて二次元ＣＧ画像と三次元ＣＧ画像の更新処
理を行なわれる。

【００３３】仮想物体が一旦選択されてから、ステップ
Ｓ１４でマウスボタンがオンされていることが検出され
たならば、ステップＳ１４→ステップＳ１６→ステップ
Ｓ１８と進んで、前回にマウスボタンをオン（即ち、そ
の仮想物体を選択）したときのカーソル位置から、現在
のマウスカーソル位置までの移動量を計算する。この移
動量は、もし同時にSHIFTキーが押されていれば、オペ
レータは仮想物体を回転させることを欲していると判断
して、ステップＳ２４でその移動量を回転量に換算す
る。もし同時にSHIFTキーが押されていなければ、オペ
レータは仮想物体を移動することを欲していると判断し
て、ステップＳ２２においてその移動量に応じた距離を
仮想物体の移動量に換算する。

【００３４】ステップＳ２２で換算された仮想物体の移
動量、又は、ステップＳ２４で換算された仮想物体の回
転量は、ステップＳ２６で仮想物体管理部のテーブル
（図３）に送られる。即ち、移動量は、「位置」に反映
され、回転量は「向き」に反映される。そして、ステッ
プＳ２８で、表示領域８１０と８５０において、二次元
ＣＧと三次元ＣＧとにそれら移動位置若しくは回転が反
映されて描画表示される。

【００３５】かくして、本発明に係る実施形態に拠れ
ば、オペレータ用の二次元表示領域８１０で選択された
仮想物体に付された属性は、二次元表示領域８１０にお
いて操作が容易にして変更され、その変更に応じて、ユ
ーザ用モニタ（ユーザが装着するＨＭＤ等）の三次元表
示，および二次元表示領域８１０における二次元ＣＧが
変更されるので、操作の確認が確実となる。

【００３６】また、本発明は、複数の機器から構成され
るシステムに適用しても、一つの機器からなる装置に適
用しても良い。また、本発明はシステムあるいは装置に
プログラムを供給することによって実施される場合にも
適用されることは言うまでもない。この場合、本発明に
係るプログラムを格納した記憶媒体が、本発明を構成す
ることになる。そして、該記憶媒体からそのプログラム
をシステムあるいは装置に読み出すことによって、その
システムあるいは装置が、予め定められた方法で動作す
る。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
マウスなどのポインティングデバイスを利用して仮想物
体の属性を簡単に変更することを可能にした。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の空間編集装置の構成を示すブロック
図。

【図２】空間編集装置の要部の構成を説明するブロック
図。

【図３】仮想物体管理テーブルの構成を示す図。

【図４】オペレータ用表示装置とユーザ用表示装置の画
面構成（二次元ＣＧと三次元ＣＧとが分割して表示され
る）の例を示す図。

【図５】二次元ＣＧと三次元ＣＧとが、互いに連動して
表示される様子を示す図。

【図６】仮想物体が選択されたときの画面変化を説明す
る図。

【図７】仮想物体の表示状態が変更されたときの画面変
化を説明する図。

【図８】仮想物体の空間配置位置が変更されたときの画
面変化を説明する図。

【図９】仮想物体が回転されたときの画面変化を説明す
る図。

【図１０】実施形態の制御手順を説明するフローチャー
ト。

【図１１】実施形態の制御手順を説明するフローチャー
ト。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年２月９日（２００１．２．９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項４

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項５

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】カーソルが仮想物体（の二次元形状）上に
無い場合には、オペレータは編集を行うことを意図して
いないと判断して図１１の制御手順を抜ける。一方、カ
ーソルが仮想物体（の二次元形状）上に有る場合には、
ステップＳ３２で、その仮想物体を選択した（ピックし
た）と判断して、図６に示すように、当該仮想物体の二
次元形状を目立つような表示に代える。更にステップＳ
３４では、オペレータが同時にSPACEキーを押している
かを判断する。SPACEキーを押している場合には、ステ
ップＳ３６で検出された、その仮想物体の二次元ＣＧ像
の現在の表示状態に応じて表示態様を反転する。即ち、
ステップＳ３８では非表示（薄い表示）に、ステップＳ
４０では表示（濃い表示）に設定する。設定された表示
属性は、ステップＳ４２で仮想物体管理部２０１へ送ら
れ、記憶される。そして、ステップＳ４４において、設
定に基づいて二次元ＣＧ画像と三次元ＣＧ画像の更新処
理を行なう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B050 BA07 BA09 CA07 EA12 EA27 5E501 AC15 AC34 BA05 BA08 CA02 CB02 CB09 CC08 DA11 EA02 EA05 EA07 EA13 EB17 FA14 FA27 FA32 FA36 FB22 FB24 FB28

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 仮想空間に配置される仮想物体の属性を
   編集する仮想空間の編集方法において、 仮想物体に対応する図形を所定の表示空間に二次元表示
   し、 この図形が指示されているときに所定のポインティング
   デバイスの動作が行われたことを検知し、 前記仮想物体の前記仮想空間における属性の値を、前記
   検知された動作に対応して変更することを特徴とする仮
   想空間の編集方法。
2. 【請求項２】 前記図形は二次元図形であることを特徴
   とする請求項１に記載の仮想空間の編集方法。
3. 【請求項３】 前記属性は仮想物体の三次元位置である
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれかに記
   載の仮想空間の編集方法。
4. 【請求項４】 前記属性は仮想物体の向きであることを
   特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の仮
   想空間の編集方法。
5. 【請求項５】 前記属性は仮想物体の大きさであること
   を特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の
   仮想空間の編集方法。
6. 【請求項６】 更に、特定の仮想物体の図形を非表示に
   する操作を前記ポインティングデバイスで行うことを特
   徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の仮想
   空間の編集方法。
7. 【請求項７】 前記ポインティングデバイスは、マウス
   とキーボードを含むことを特徴とする請求項１に記載の
   仮想空間の編集方法。
8. 【請求項８】 変更された属性に応じて、前記仮想物体
   の三次元画像を描画することを特徴とする請求項１乃至
   請求項７のいずれかに記載の仮想空間の編集方法。
9. 【請求項９】 変更された属性に応じて、前記仮想物体
   の三次元画像を描画すると共に、 特定の仮想物体を非表示に設定する場合には、その特定
   の仮想物体の二次元画像を他の仮想物体の二次元表示と
   識別可能に表示し、その特定の仮想物体の三次元画像を
   非表示とすることを特徴とする請求項６に記載の仮想空
   間の編集方法。
10. 【請求項１０】 請求項１乃至請求項９のいずれかに記
    載の方法をコンピュータ上で実現するプログラムを記憶
    するコンピュータプログラムの記憶媒体。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の記憶媒体を搭載す
    るコンピュータを有する仮想現実感提示装置。
12. 【請求項１２】 仮想空間に配置される仮想物体の属性
    を編集する仮想空間の編集装置において、 仮想物体に対応する図形を所定の表示空間に二次元表示
    する手段と、 この図形が指示されているときに所定のポインティング
    デバイスの動作が行われたことを検知する手段と、 前記仮想物体の前記仮想空間における属性の値を、前記
    検知された動作に対応して変更する手段とを具備するこ
    とを特徴とする仮想空間の編集装置。