JP2002024861A - 三次元疑似空間内の移動体験提供システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 演算負担を増加させることなしに、所望の経
路に誘導する。 【解決手段】 三次元疑似空間内において、建物１１０
などの構造物を示す三次元画像データを用意し、移動者
Ｍを移動経路Ｒに沿って誘導することができるように、
移動を制御するガイドプレーンＧ１，Ｇ２を定義する。
ガイドプレーンＧ１，Ｇ２は、透明なスクリーンとし
て、ディスプレイ画面上には表示させない。移動者Ｍに
対する移動指示が与えられたら、この移動指示が示す目
標位置Ｑを求め、現在位置Ｐから目標位置Ｑに向かう移
動ベクトルＶを定義する。この移動ベクトルＶと各ガイ
ドプレーンＧ１，Ｇ２とが交差するか否かを判定し、交
差するような移動指示が与えられた場合には、目標位置
Ｑを、ガイドプレーンの手前側にくるように修正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は三次元疑似空間内の
移動体験提供システムに関し、特に、三次元コンピュー
タグラフィックスを利用したプレゼンテーションやゲー
ムなどに利用可能な三次元疑似空間内の移動体験を提示
する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータハードウエアの性能は、近
年、急速に向上してきており、比較的演算負担の大きな
三次元コンピュータグラフィックス（以下、三次元ＣＧ
という）を利用したソフトウエアでも、市販の汎用パソ
コンなどで十分に動作させることができるようになって
きている。三次元ＣＧを利用したプレゼンテーションや
ゲームなどでは、いわゆるウォークスルーシステムと呼
ばれる疑似体験システムが用いられることが多い。この
ウォークスルーシステムでは、街中、郊外、城郭、山
林、海岸、砂漠、など様々な三次元疑似空間内を、仮想
的に移動して散策するシミュレーション画像が提示さ
れ、利用者は、あたかも自分自身がこの三次元疑似空間
内をさまよい歩いているような疑似体験ができる。特
に、コンピュータゲームの分野では、このウォークスル
ーシステムを利用して、主人公が様々な冒険を繰り広げ
るタイプのソフトウエアが古くから開発されている。最
近では、コンピュータハードウエアの進歩により、高品
質の三次元ＣＧが利用できるようになったため、ゲーム
の分野だけではなく、種々のプレゼンテーション分野へ
の応用も広がりはじめている。たとえば、歴史上の古い
建築物を三次元ＣＧで再現し、これらの建築物の周辺を
疑似的に歩き回りながら鑑賞するというソフトウエアな
ども提案されている。

【０００３】このように、いわゆるウォークスルーシス
テムと呼ばれている三次元疑似空間内の移動体験提供シ
ステムの根本原理は、三次元疑似空間内を移動する移動
者の視点から、この疑似空間を眺めた状態を示す二次元
画像を、移動者の移動に応じて逐次変化させながら表示
させるという点にある。通常、利用者が、このシステム
に対して、マウスやキーボードなどの入力機器を用いて
移動指示を与えると、この移動指示に基づいて現在位置
の更新が行われ、新たな現在位置から眺めた状態を示す
二次元画像が提示されることになる。結局、利用者の移
動指示に応じて、新たな二次元画像が逐次提示されるこ
とになるので、利用者はあたかも三次元疑似空間内を移
動しているような仮想体験を得ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】通常の移動体験提供シ
ステムでは、移動者が三次元疑似空間内を自由に動き回
れるわけではなく、移動に何らかの制限を加えるのが一
般的である。たとえば、三次元疑似空間内に建物が存在
する場合、この建物の壁を通り抜けるような移動はリア
リティーに反するため、通常は制限されることになる。
このように、「壁に衝突した場合には、それ以上奥へは
進めないようにする」という移動制限を行うためには、
移動者が壁に衝突したか否かの衝突判定を行う必要があ
る。従来の移動体験提供システムでは、このように何ら
かの構造物に衝突したか否かの判定を演算によって行
い、構造物を通り抜けるような移動を制限する手法が採
られている。

【０００５】しかしながら、通常、三次元ＣＤで任意の
構造物を取り扱う場合、当該構造物の表面を多数のポリ
ゴンで表現する方法が採られる。このため、移動者の移
動に基づく衝突判定を行うには、この多数のポリゴンに
ついての幾何学演算が必要になり、コンピュータの演算
負担はかなり大きなものとなる。特に、三次元疑似空間
内の移動体験提供システムでは、利用者の移動指示に応
じて、リアルタイムで処理を行う必要があるため、衝突
演算の処理に時間がかかりすぎるのは好ましくない。結
局、三次元疑似空間を構成する構造物を構成するポリゴ
ンの数を抑制し、リアルタイムでの応答性を向上させる
か、あるいは、多数のポリゴンを用いた高品質の画像を
提示する代わりに、リアルタイムでの応答性を犠牲にす
るか、という選択が必要になる。

【０００６】いわゆるウォークスルーシステムを利用し
たプレゼンテーションやゲームソフトウエアの場合、
「移動者をある特定の場所へ誘導したい」、「特定の場
所から特定の構造物を観察させたい」、「特定の領域以
外には移動させたくない」といった制作者側の意図があ
ることが多い。このような場合、制作者は、三次元空間
内に壁や障害物などを適宜配置することにより、移動者
の移動パターンを間接的に制御する手法を採ることにな
る。ところが、このような手法を採れば採るほど、上述
した衝突演算の回数が増え、多大な演算負担がかかるこ
とになる。

【０００７】そこで本発明は、三次元疑似空間内の移動
体験提供システムにおいて、移動者の移動パターンを制
御するための演算負担を、できるだけ軽減する手法を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】(1) 本発明の第１の態
様は、三次元疑似空間内を移動する移動者の視点から、
この疑似空間を眺めた状態を示す二次元画像を、移動者
の移動に応じて逐次変化させながら表示させることによ
り、疑似的な移動体験を提供する三次元疑似空間内の移
動体験提供システムにおいて、三次元疑似空間を構成す
る構造物の三次元画像を格納する三次元画像格納手段
と、三次元疑似空間内の移動を制限するためのガイドプ
レーンＧを定義するデータを格納するガイドプレーン格
納手段と、三次元疑似空間内における移動者の現在位置
Ｐを格納する現在位置格納手段と、現在位置Ｐに応じた
視点から、所定の視線方向に向かって三次元疑似空間内
の構造物を眺めた状態を示す二次元画像を、三次元画像
データを用いた演算により生成する二次元画像生成手段
と、生成された二次元画像をディスプレイ画面上に逐次
表示させる表示手段と、三次元疑似空間内の移動者に対
する移動指示を入力する移動指示入力手段と、移動指示
と現在位置Ｐとに基づいて、移動後の目標位置Ｑを生成
する目標位置生成手段と、現在位置Ｐから目標位置Ｑへ
と向かう移動ベクトルＶが、ガイドプレーンＧと交差す
るか否かを判定する交差判定手段と、交差判定手段によ
る判定結果に応じて、目標位置Ｑもしくはこれを修正し
た修正位置Ｑ′を新たな現在位置と決定し、現在位置格
納手段内の現在位置を更新する処理を行う現在位置更新
手段と、を設けるようにしたものである。

【０００９】(2) 本発明の第２の態様は、上述の第１
の態様に係る三次元疑似空間内の移動体験提供システム
において、ガイドプレーンＧを、有限な面積をもった平
面領域によって構成するようにしたものである。

【００１０】(3) 本発明の第３の態様は、上述の第２
の態様に係る三次元疑似空間内の移動体験提供システム
において、交差判定手段が、ガイドプレーンＧを含む無
限平面と移動ベクトルＶとが交差しているか否かを判定
する仮判定を行い、この仮判定で交差している旨の結果
が得られた場合に、ガイドプレーンＧを構成する平面領
域と移動ベクトルＶとが交差しているか否かの正式な判
定を行うようにしたものである。

【００１１】(4) 本発明の第４の態様は、上述の第１
〜第３の態様に係る三次元疑似空間内の移動体験提供シ
ステムにおいて、現在位置更新手段が、交差判定手段か
ら交差する旨の判定結果が得られた場合には、目標位置
Ｑを所定のアルゴリズムに基づいて修正位置Ｑ′に修正
し、この修正位置Ｑ′を新たな現在位置とする更新処理
を行い、交差判定手段から交差しない旨の判定結果が得
られた場合には、目標位置Ｑを新たな現在位置とする更
新処理を行うようにしたものである。

【００１２】(5) 本発明の第５の態様は、上述の第１
〜第３の態様に係る三次元疑似空間内の移動体験提供シ
ステムにおいて、ガイドプレーンＧについて、一方の面
を第１の属性、他方の面を第２の属性とする属性定義を
行っておき、移動ベクトルＶが、第１の属性面から第２
の属性面に向かって交差しているのか、逆に、第２の属
性面から第１の属性面に向かって交差しているのか、の
別を交差判定手段に判定させるようにし、現在位置更新
手段が、交差判定手段によって第１の属性面から第２の
属性面に向かって交差している旨の判定結果が得られた
場合には、目標位置Ｑを所定のアルゴリズムに基づいて
修正位置Ｑ′に修正し、この修正位置Ｑ′を新たな現在
位置とする更新処理を行い、交差判定手段によって第２
の属性面から第１の属性面に向かって交差している旨の
判定結果が得られた場合もしくは交差しない旨の判定結
果が得られた場合には、目標位置Ｑを新たな現在位置と
する更新処理を行うようにしたものである。

【００１３】(6) 本発明の第６の態様は、上述の第１
〜第５の態様に係る三次元疑似空間内の移動体験提供シ
ステムにおいて、現在位置更新手段が、移動ベクトルＶ
とガイドプレーンＧとの交点Ｘを、修正位置Ｑ′とする
修正処理を行うようにしたものである。

【００１４】(7) 本発明の第７の態様は、上述の第１
〜第５の態様に係る三次元疑似空間内の移動体験提供シ
ステムにおいて、現在位置更新手段が、移動ベクトルＶ
のガイドプレーンＧへの投影ベクトルを求め、この投影
ベクトル上の１点を修正位置Ｑ′とする修正処理を行う
ようにしたものである。

【００１５】(8) 本発明の第８の態様は、上述の第１
〜第５の態様に係る三次元疑似空間内の移動体験提供シ
ステムにおいて、現在位置更新手段が、移動ベクトルＶ
上の点であって、ガイドプレーンＧよりも手前にある１
点を修正位置Ｑ′とする修正処理を行うようにしたもの
である。

【００１６】(9) 本発明の第９の態様は、上述の第１
〜第５の態様に係る三次元疑似空間内の移動体験提供シ
ステムにおいて、現在位置更新手段が、移動ベクトルＶ
に沿った経路を進む光が、ガイドプレーンＧによって反
射した場合の反射経路上の１点を修正位置Ｑ′とする修
正処理を行うようにしたものである。

【００１７】(10) 本発明の第１０の態様は、上述の第
１〜第９の態様に係る三次元疑似空間内の移動体験提供
システムにおいて、移動指示入力手段が、移動者の視線
方向に関する指示を与える機能を有し、二次元画像生成
手段が、この視線方向に関する指示を考慮して、二次元
画像の生成を行うようにしたものである。

【００１８】(11) 本発明の第１１の態様は、上述の第
１〜第１０の態様に係る三次元疑似空間内の移動体験提
供システムとしてコンピュータを動作させるためのプロ
グラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録
するようにしたものである。

【００１９】(12) 本発明の第１２の態様は、上述の第
１〜第１０の態様に係る三次元疑似空間内の移動体験提
供システムにおいて利用する三次元画像および当該三次
元画像によって定義される三次元疑似空間内の移動を制
限するためのガイドプレーンＧを定義するデータを、コ
ンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録するようにし
たものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示する実施形態
に基づいて説明する。

【００２１】§１．本発明に係るシステムの基本構成 図１は、本発明の一実施形態に係る三次元疑似空間内の
移動体験提供システムの基本構成を示すブロック図であ
る。実際には、このシステムはコンピュータハードウエ
アに、専用の処理ソフトウエアを組み込むことにより実
現されることになるが、ここでは説明の便宜上、このシ
ステムを図１に示すような個々の機能ブロックの集合と
して捉えることにする。

【００２２】このシステムは、三次元疑似空間内を移動
する移動者の視点から、この疑似空間を眺めた状態を示
す二次元画像を、移動者の移動に応じて逐次変化させな
がら表示させることにより、疑似的な移動体験を提供す
るシステムである。表示手段１０は、この二次元画像を
ディスプレイの画面上に表示させる機能を有する構成要
素である。表示手段１０の表示対象となる二次元画像
は、二次元画像生成手段２０によって生成される。この
二次元画像は、三次元画像格納手段３０内に格納されて
いる三次元画像のデータに基づいて生成されることにな
る。三次元画像格納手段３０内には、三次元疑似空間を
構成する個々の構造物（ここでは、人為的な建造物だけ
でなく、海や山などの自然物をも含めた広い概念で、構
造物という言葉を用いることにする）の三次元画像を示
すデータが格納されている。通常、個々の構造物の表面
は多数のポリゴンによって構成されており、三次元画像
格納手段３０内の三次元画像は、このようなポリゴンの
集合として表現されることになる。

【００２３】図２は、三次元画像格納手段３０内に用意
された三次元画像に基づいて定義される三次元疑似空間
１００の一例を示す斜視図である。この図では、建物１
１０、樹木１２０、池１３０という３種類の構造物が疑
似空間内に配置されており、この疑似空間内を仮想の移
動者Ｍが移動してゆく様子が示されている。ここで、建
物１１０、樹木１２０、池１３０なる構造物は、いずれ
も多数のポリゴンからなる表面によって構成されている
物体であり、個々のポリゴンのデータが三次元画像格納
手段３０内に三次元画像として用意されている。二次元
画像生成手段２０は、このような三次元画像に基づいて
二次元画像を生成する処理を行う。一般に、三次元画像
に基づいて二次元画像を生成する場合、視点の位置と視
線方向とを定義する必要がある。ここでは、移動者Ｍの
目の位置を視点Ｐとし、移動者Ｍの正面前方を視線方向
と定義することにする。この場合、図２に示すように、
視点Ｐから一点鎖線で示す視線方向が定義され、三次元
画像に対して、このような視線方向に基づく二次元投影
処理（いわゆるレンダリング処理）を行うことにより、
二次元画像が得られることになる。

【００２４】図１に示すシステムにおける現在位置格納
手段４０は、移動者Ｍの現在位置Ｐを格納する機能を有
している。ここに示す例では、移動者Ｍの視点Ｐの位置
をそのまま現在位置Ｐとして利用しているが、移動者Ｍ
の両足の中心点などを現在位置として定義してもかまわ
ない。現在位置Ｐは、ＸＹＺ三次元座標系における座標
値Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）で表される。二次元画像生成手段２
０は、現在位置格納手段４０から現在位置Ｐのデータを
読み出し、図２に示すように、この現在位置Ｐから所定
の視線方向を眺めたときの二次元画像を、三次元画像格
納手段３０内の三次元画像を用いて生成することにな
る。当然、移動者Ｍがリアルタイムで移動すれば、現在
位置Ｐを示す座標値Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）も刻々と変化する
ことになり、二次元画像生成手段２０により、新たな座
標値Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）に基づいて新たな二次元画像を生
成する処理が行われ、表示手段１０によって、新たな二
次元画像がディスプレイ画面上に逐次表示されることに
なる。

【００２５】現在位置Ｐの更新は、現在位置更新手段５
０によって実行される。現在位置更新手段５０は、利用
者からの移動指示が与えられるごとに、あるいは、所定
の時間ごとに、現在位置格納手段４０内に格納されてい
る現在位置Ｐを示す座標値Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）を更新する
処理を実行する。現在位置Ｐは、基本的には、利用者か
らの移動指示に基づいて更新されることになる。たとえ
ば、図２に示す例において、利用者から「前方へ進め」
という移動指示が与えられた場合、図において移動者Ｍ
の位置が前方位置となるように、現在位置Ｐが更新され
ることになる。ただし、利用者から与えられた移動指示
が常に遵守されるわけではなく、たとえば、図２におい
て建物１１０の壁を通り抜けるような移動指示が与えら
れた場合には、そのような移動指示は修正されることに
なる。

【００２６】図１における目標位置生成手段６０と交差
判定手段７０は、このような移動指示の修正を行うため
の構成要素である。すなわち、利用者からの移動指示
（三次元疑似空間１００内の移動者Ｍに対する移動指
示）が、移動指示入力手段８０によって入力されると、
目標位置生成手段６０は、この移動指示と、現在位置格
納手段４０内に格納されている現在位置Ｐとに基づい
て、移動後の目標位置Ｑを生成する。たとえば、移動指
示入力手段８０により、「前方へ進め」という移動指示
が与えられた場合、現在位置Ｐを所定距離だけ移動者Ｍ
の前方へと移動させた位置に目標位置Ｑが生成されるこ
とになる。ただし、この目標位置Ｑは、あくまでも利用
者からの移動指示に忠実に従った場合に到達すべき目標
の位置であり、必ずしもこの目標位置Ｑまで移動できる
とは限らない。交差判定手段７０は、このような目標位
置Ｑまでの移動が許されるか否かを判定する機能を有し
ており、その判定の基準は、現在位置Ｐから目標位置Ｑ
へと向かう移動ベクトルＶが、ガイドプレーンＧと交差
するか否かである。

【００２７】ここで、ガイドプレーンＧは、本発明にお
いて非常に重要な役割を果たす概念であり、三次元疑似
空間１００内の移動を制限するために定義される面であ
る。ガイドプレーンＧを定義するデータは、ガイドプレ
ーン格納手段９０内に予め用意されることになる。図３
は、建物１１０の周囲に定義されたガイドプレーンの一
例を示す図である。図に太線の矩形で示されたＧ１，Ｇ
２が、定義されたガイドプレーンである。このように定
義されたガイドプレーンは、予め三次元疑似空間１００
内に配置される図形という点では、三次元画像格納手段
３０内の三次元画像と同じであるが、三次元画像格納手
段３０内の三次元画像が、二次元画像生成手段２０によ
る二次元画像の生成に利用されるのに対し、ガイドプレ
ーン格納手段９０内のガイドプレーンは、二次元画像の
生成に利用されることはない。別言すれば、ガイドプレ
ーンは、表示手段１０によって表示されることはなく、
いわば透明なプレーンとして機能することになる。

【００２８】ガイドプレーンの役割は、移動者Ｍに対す
る障害物として機能することである。図３に示すよう
に、建物１１０の周囲に２枚のガイドプレーンＧ１，Ｇ
２が定義されていた場合、これらは障害物として機能
し、結果的に、移動者Ｍが移動経路Ｒに沿って移動する
ように誘導することができるようになる。移動者Ｍに対
する障害物として機能させるためには、ガイドプレーン
を通り抜けるような移動を抑制する処理を行えばよい。

【００２９】上述したように、このシステムでは、現在
位置更新手段５０によって、現在位置格納手段４０内の
現在位置Ｐが逐次更新されることになり、その都度、二
次元画像生成手段２０によって、新たな二次元画像が生
成される。したがって、移動者Ｍの移動は、図４に示す
例のように、位置Ｐ（１）→Ｐ（２）→Ｐ（３）………
というような離散的な位置変化として捉えることができ
る。もちろん、個々の位置の間隔を小さくすることによ
り、ディスプレイ画面上で観察した場合に、連続的な移
動を行っているように見せることは可能であるが、原理
的には、図４に示すように、現在位置を離散的に変化さ
せてゆくことに変わりはない。そこで、第ｉ番目の現在
位置Ｐ（ｉ）から、第（ｉ＋１）番目の現在位置Ｐ（ｉ
＋１）へ移動させるときの条件として、「ガイドプレー
ンを通過しない」という条件を設定するようにすれば、
ガイドプレーンを通り抜けるような移動を禁止すること
ができ、ガイドプレーンを障害物として機能させること
ができる。

【００３０】もちろん、実際には、ガイドプレーンを通
過せざるを得ないような移動指示が移動指示入力手段８
０に入力される場合もある。交差判定手段７０は、この
ような移動指示が与えられたか否かを判定する処理を行
う。いま、図５に示すようなガイドプレーンＧが定義さ
れており、現在位置Ｐが図示のように、このガイドプレ
ーンＧの手前側にあったとしよう。このとき、移動指示
入力手段８０に与えられた移動指示に基づいて、目標位
置生成手段６０により、図示のようにガイドプレーンＧ
の向こう側の目標位置Ｑが生成されたものとしよう。こ
の場合、利用者は、移動者Ｍの位置を目標位置Ｑまで移
動させることを意図して、移動指示を与えたことにな
る。このように、現在位置Ｐから目標位置Ｑまでの移動
は、ガイドプレーンＧを通過する移動となるので認めら
れない。ガイドプレーンを通過する移動となるか否か
は、現在位置Ｐから目標位置Ｑに向かう移動ベクトルＶ
を定義し、この移動ベクトルＶがガイドプレーンＧと交
差するか否かを判定することにより認識することができ
る。図５に示す例では、移動ベクトルＶとガイドプレー
ンＧとは、交点Ｘにおいて交差しているため、このよう
な移動は禁止されることになる。

【００３１】交差判定手段７０による判定結果は、現在
位置更新手段５０へと伝えられる。現在位置更新手段５
０は、この交差判定手段７０による判定結果に応じて、
目標位置Ｑもしくはこれを修正した修正位置Ｑ′を新た
な現在位置と決定し、現在位置格納手段４０内の現在位
置Ｐを更新する処理を行う。基本的には、現在位置更新
手段５０は、交差判定手段７０により「交差しない」旨
の判定結果が得られた場合には、目標位置Ｑをそのまま
新たな現在位置Ｐとする更新処理を行うことになるが、
「交差する」旨の判定結果が得られた場合には、目標位
置Ｑを所定のアルゴリズムに基づいて修正位置Ｑ′に修
正し、この修正位置Ｑ′を新たな現在位置Ｐとする更新
処理を行うことになる。修正位置Ｑ′を求めるための具
体的なアルゴリズムについては後述するが、基本的に
は、現在位置Ｐから修正位置Ｑ′へと向かう修正移動ベ
クトルが、ガイドプレーンＧと交差しなくなるように、
修正位置Ｑ′を決定すればよい。図５に示す例の場合、
ガイドプレーンＧの向こう側にある目標位置Ｑを、ガイ
ドプレーンＧの手前側（あるいはガイドプレーンＧ上）
のいずれかの位置にもってくる修正を行えばよい。

【００３２】§２．ガイドプレーンを利用するメリット ところで、上述した交差判定による移動制御は、ガイド
プレーンを利用しなくても行うことができる。実際、従
来の移動体験提供システムでは、ガイドプレーンを利用
せずに、個々の構造物の表面に対する交差判定を行うこ
とにより、移動制御を行っている。たとえば、図３に示
す例の場合、ガイドプレーンＧ１，Ｇ２が存在しない場
合でも、建物１１０の外壁面に対する交差判定を行い、
移動ベクトルＶが外壁面に交差するような移動指示が与
えられた場合には、目標位置Ｑの位置を外壁面の外側へ
と修正する処理を行えば、本発明と同様の効果が得られ
る。しかしながら、本発明においてガイドプレーンを利
用した交差判定を行うようにしているのは、次のような
２つのメリットが得られるからである。

【００３３】まず、第１のメリットは、交差判定の演算
負担が軽減されるということである。建物１１０は、三
次元疑似空間１００を構成する構造物の一つであり、最
終的に二次元画像の形でディスプレイ画面上に提示され
る対象物である。このため、その表面は多数のポリゴン
によって構成されているのが一般的である。たとえば、
レンガ造りの建物であれば、レンガ１つ１つの凹凸構造
などが、ポリゴンによって表現されていることになる。
このようなポリゴンの集合から構成されている表面に対
して、移動ベクトルＶの交差判定を行うには、多大な演
算負担が要求されることになる。ところが、ガイドプレ
ーンは、最終的にディスプレイ画面上に提示される構造
物ではないので、このようなポリゴンによって構成する
必要は全くない。いわば透明な衝立として機能すればよ
いので、一般的には単なる平面としてガイドプレーンを
定義しておけばよい。もちろん、場合によっては、円筒
面のような曲面をガイドプレーンとして定義することも
可能であり、このような単純な幾何学曲面をガイドプレ
ーンとして採用した場合であっても、多数のポリゴンか
らなる表面に対する交差判定の演算プロセスに比べれ
ば、はるかに単純な演算プロセスにより交差判定が可能
である。

【００３４】もっとも、実用上は、図３に示す例のよう
に、ガイドプレーンを、有限な面積をもった平面領域に
よって構成するのが好ましい。平面からなるガイドプレ
ーンを用いれば、曲面からなるガイドプレーンを用いた
場合に比べて、より演算負担を軽減させることができ
る。また、有限な面積をもった平面領域からなるガイド
プレーンであれば、これらを相互に組み合わせることに
より、自由度の高い移動制御が可能になる。

【００３５】なお、有限な面積をもった平面領域によっ
てガイドプレーンを構成した場合、交差判定の演算プロ
セスを更に単純化するために、次のような判定方法を採
るとよい。まず、ガイドプレーンＧを含む無限平面と移
動ベクトルＶとが交差しているか否かを判定する仮判定
を行う。そして、この仮判定で交差している旨の結果が
得られた場合には、ガイドプレーンＧを構成する平面領
域と移動ベクトルＶとが交差しているか否かの正式な判
定を行うようにするのである。別言すれば、仮判定によ
り、交差していない旨の結果が得られた場合には、正式
な判定を行う必要はない。たとえば、図５に示す例の場
合、本来であれば、移動ベクトルＶとガイドプレーンＧ
（有限な面積をもった平面領域）とが交差するか否かを
判定するのであるが、そのような正式な判定を行う前
に、まず、ガイドプレーンＧを含む無限平面（紙面に沿
った無限平面）と移動ベクトルＶとが交差しているか否
かの仮判定を行うのである。

【００３６】一般に無限平面は、ＸＹＺ三次元座標系に
おいて、Ａｘ＋Ｂｙ＋Ｃｚ＋Ｄ＝０なる形式の単純な式
で表現できる。そして、このような式で表現される無限
平面と、１点α（ｘα，ｙα，ｚα）との位置関係は、
(1) Ａｘα＋Ｂｙα＋Ｃｚα＋Ｄ＞０になれば、１点α
は無限平面の正領域側に存在し、(2) Ａｘα＋Ｂｙα＋
Ｃｚα＋Ｄ＜０になれば、１点αは無限平面の負領域側
に存在し、(3) Ａｘα＋Ｂｙα＋Ｃｚα＋Ｄ＝０になれ
ば、１点αは無限平面上に存在することになる。したが
って、所定の無限平面に対して、現在位置Ｐと目標位置
Ｑとが同じ側にあるのか（すなわち、移動ベクトルＶは
交差しない）、違う側にあるのか（すなわち、移動ベク
トルＶが交差する）、は単純な算術演算の結果として判
定することが可能である。この単純な算術演算による仮
判定の結果、交差しない旨の結果が得られれば、移動ベ
クトルＶとガイドプレーンＧとは決して交差することは
ないので、正式な判定を行う必要はない。逆に、仮判定
の結果、交差する旨の結論が得られた場合には、有限な
面積をもった平面領域としてのガイドプレーンＧの内部
で交差しているのか否かを調べるために、正式な判定を
行うことになる。もっとも、このような正式な判定演算
も、それほど複雑な演算にはならない。具体的には、ま
ず、ガイドプレーンＧを含む無限平面と移動ベクトルＶ
との交点Ｘを算出し、この交点Ｘが、ガイドプレーンＧ
の内部の点であるか否かを判定する処理を行えばよい。
このように、ガイドプレーンを利用すれば、交差判定の
演算負担を大幅に軽減できるというメリットが得られる
ことになる。

【００３７】一方、ガイドプレーンを利用することによ
り得られる第２のメリットは、移動制御の自由度が増す
という点にある。たとえば、図３に示す例の場合、ガイ
ドプレーンＧ１，Ｇ２は、建物１１０の外壁に対して所
定間隔だけ離れた位置に配置されている。建物１１０の
外壁自身を障害物として利用する従来の手法では、移動
の制御面はあくまでもこの建物１１０の外壁面に限定さ
れてしまう。ところが、ガイドプレーンを利用すれば、
移動の制御面は、建物１１０の外壁面に限定されること
はない。図３に示す例のように、外壁に対して所定間隔
だけ離れた位置にガイドプレーンＧ１，Ｇ２を配置すれ
ば、移動者Ｍが外壁に衝突する前に、その移動を制御す
ることが可能になる。もちろん、各ガイドプレーンをど
の位置に配置するかは、制作者が自由に決定できる事項
であり、建物１１０の外壁面と同じ位置にガイドプレー
ンＧ１，Ｇ２を配置すれば、移動者Ｍは外壁に衝突する
まで移動することが可能になる。

【００３８】このように、ガイドプレーンＧは任意の位
置に配置できるので、制作者の意図により、移動者Ｍの
移動を自由に制限することが可能になる。たとえば、砂
浜と海との境界線に沿ってガイドプレーンＧを配置する
ようにすれば、三次元画像としては、砂浜と海との間に
何ら障害物はないにもかかわらず、砂浜側から海側へと
移動することを禁止するようなことが可能になる。この
ように、移動制御の自由度を向上させることができる点
も、本発明の重要な効果のひとつである。

【００３９】§３．具体的な位置修正方法 さて、§１で述べたように、本発明では、ガイドプレー
ンＧを通り抜けるような移動は原則として禁止され、そ
のような移動指示が与えられた場合には、目標位置Ｑに
対する修正が行われることになる。ここでは、この位置
修正の具体的な方法をいくつかの例を挙げて説明する。

【００４０】最も単純な位置修正の方法は、移動ベクト
ルＶとガイドプレーンＧとの交点Ｘを、修正位置Ｑ′と
する方法である。たとえば、図５に示すように、移動ベ
クトルＶとガイドプレーンＧとが交点Ｘにおいて交差す
る場合、目標位置Ｑを交点Ｘの位置まで移動させ、交点
Ｘを修正位置Ｑ′とする位置修正を行えばよい。現在位
置更新手段５０は、修正位置Ｑ′（すなわち交点Ｘの位
置）が新たな現在位置Ｐとなるように、現在位置格納手
段４０に対する更新処理を行うことになる。このような
位置修正方法を採れば、与えられた移動指示が示す進行
方向に従ってなるべく移動しつつ、ガイドプレーンＧを
通過することのないような移動が可能になる。なお、こ
の方法で位置修正を行うと、新たな現在位置Ｐは、ガイ
ドプレーンＧ上にくることになる。この場合、次回の移
動時には、ガイドプレーンＧの手前側には移動可能であ
るが、向こう側には移動不可とする判定を行う必要があ
る。このような判定は、§４で述べるように、ガイドプ
レーンＧの両面にそれぞれ符号を定義した取り扱いを行
うと容易に行うことができる。このような符号を定義し
た取り扱いを行わない場合には、修正位置Ｑ′を交点Ｘ
よりわずかだけ手前の位置に設定するようにすればよ
い。

【００４１】位置修正の別な方法は、移動ベクトルＶの
ガイドプレーンＧ（正確に言えば、ガイドプレーンＧを
含む無限平面）への投影ベクトルＶ′を求め、この投影
ベクトルＶ′上の１点を修正位置Ｑ′とする方法であ
る。たとえば、図６に示すように、移動ベクトルＶとガ
イドプレーンＧとが交点Ｘにおいて交差する場合、移動
ベクトルＶをガイドプレーンＧ上に投影することにより
投影ベクトルＶ′を定義する（図では、移動ベクトルＶ
のうち、破線で示す向こう側部分のみを投影した状態を
示している）。投影方向は、たとえば、ガイドプレーン
Ｇに対して垂直な方向にするとか、三次元疑似空間１０
０上での水平方向にするとか、予め定めておけばよい。
投影ベクトルＶ′は、必ずガイドプレーンＧ上のベクト
ルとなるため、この投影ベクトルＶ′上の１点を修正位
置Ｑ′とすれば、修正位置Ｑ′も必ずガイドプレーンＧ
（もしくは、このガイドプレーンＧを含む無限平面）上
の点になる。

【００４２】図示の例では、投影ベクトルＶ′の先端点
（すなわち、目標位置Ｑの投影点）を修正位置Ｑ′とし
ているが、修正位置Ｑ′は必ずしも投影ベクトルＶ′の
先端点とする必要はなく、投影ベクトルＶ′上の任意の
点に設定してもかまわない。たとえば、投影ベクトル
Ｖ′の先端部分がガイドプレーンＧの領域外に出てしま
うような場合、あくまでも投影ベクトルＶ′の先端点を
修正位置Ｑ′と定義すれば、修正位置Ｑ′はガイドプレ
ーンＧ外の点となる。もちろん、そのような定義を行っ
てもよいが、修正位置Ｑ′をガイドプレーンＧ上の点と
して定義したい場合には、たとえば、投影ベクトルＶ′
とガイドプレーンＧの輪郭線との交点位置を修正位置
Ｑ′とするような定義を行ってもよい。

【００４３】交点Ｘを修正位置Ｑ′とする方法では、移
動指示に基づく移動経路が中断されたような印象を利用
者に与えることになるが、投影ベクトルＶ′上の１点を
修正位置Ｑ′とする方法を採れば、移動指示に基づく移
動経路の方向が曲げられたような印象を利用者に与える
ことができ、違和感のない自然な誘導が可能になる。別
言すれば、移動者ＭはガイドプレーンＧに接触後、この
ガイドプレーンＧの表面に沿って滑るように移動するこ
とになる。したがって、図３に示す例のような場合、移
動者Ｍは、ガイドプレーンＧ１に接触した後に右方向へ
と滑り動き、移動経路Ｒに沿った誘導が可能になる。

【００４４】なお、この方法で位置修正を行った場合
も、新たな現在位置Ｐは、ガイドプレーンＧ上にくるこ
とが多いので、実用上は、§４で述べるように、ガイド
プレーンＧの両面にそれぞれ符号を定義した取り扱いを
行うか、修正位置Ｑ′を投影ベクトルＶ′上の点よりわ
ずかだけ手前の位置に設定するのが好ましい。

【００４５】位置修正の更に別な方法は、ガイドプレー
ンＧによる反射を受けるような修正方法である。このよ
うな反射型の第１の修正方法は、移動ベクトルＶ上の点
であって、ガイドプレーンＧよりも手前にある１点を修
正位置Ｑ′とする修正を行う方法である。たとえば、図
７に示すように、移動ベクトルＶとガイドプレーンＧと
が交点Ｘにおいて交差する場合、目標位置Ｑを修正位置
Ｑ′ａに位置修正すればよい。修正位置Ｑ′ａは、移動
ベクトルＶ上の点であって、ガイドプレーンＧよりも手
前にある１点ということになる。図示の例では、２点間
距離Ｑ′ａ／Ｘと、２点間距離Ｘ／Ｑとが等しくなるよ
うに設定してあるので、移動ベクトルＶの向こう側の部
分（図に破線で示す部分）の長さが長ければ長いほど、
修正位置Ｑ′ａは手前側の位置に定義されることにな
る。もちろん、修正位置Ｑ′ａは、ガイドプレーンＧの
手前側の位置であれば、移動ベクトルＶ上の任意の位置
に定義してかまわない。

【００４６】反射型の第２の修正方法は、移動ベクトル
Ｖに沿った経路を進む光が、ガイドプレーンＧによって
反射した場合の反射経路上の１点を修正位置Ｑ′とする
方法である。上述の第１の修正方法の場合、もとの経路
をそのまま逆上るような反射作用が働くが、この第２の
修正方法の場合、入射角と反射角が等しくなるという光
の反射と同等の反射作用が働くことになる。たとえば、
図７の例の場合、目標位置Ｑは、修正位置Ｑ′ｂに位置
修正される。移動ベクトルＶが光であるとすると、反射
ベクトルの先端位置が点Ｑ′ｂの位置にくることが理解
できよう。図示の例では、２点間距離Ｑ′ｂ／Ｘと、２
点間距離Ｘ／Ｑとが等しくなるように設定してあるの
で、移動ベクトルＶの向こう側の部分（図に破線で示す
部分）の長さが長ければ長いほど、修正位置Ｑ′ｂは手
前側の位置に定義されることになる。もちろん、修正位
置Ｑ′ｂは、ガイドプレーンＧの手前側の位置であれ
ば、反射経路上の任意の位置に定義してかまわない。

【００４７】このような反射型の修正方法を採ると、移
動者Ｍが何かに衝突して押し戻されたという印象を利用
者に与えることができる。したがって、この修正方法
は、何らかの障害物の存在を利用者に積極的に示す必要
がある場合に効果的である。

【００４８】以上、現在位置更新手段５０によって行わ
れる具体的な位置修正方法をいくつかの例について説明
したが、もちろん、本発明は、これらの位置修正方法に
限定されるものではなく、この他にも種々の位置修正方
法を採ることが可能である。実用上は、複数通りの位置
修正方法を用意しておき、三次元画像中の構造物との位
置関係に応じて、各ガイドプレーンごとにそれぞれ最も
適した位置修正方法を設定するのが好ましい。

【００４９】§４．ガイドプレーンに符号を定義する手
法 これまで述べてきた例では、交差判定手段７０によって
「交差する」旨の判定結果が得られた場合には、目標位
置Ｑを所定のアルゴリズムに基づいて修正位置Ｑ′に修
正し、この修正位置Ｑ′を新たな現在位置Ｐとする更新
処理を行い、「交差しない」旨の判定結果が得られた場
合には、目標位置Ｑをそのまま新たな現在位置Ｐとする
更新処理を行っている。しかしながら、制作者側の自由
度を増加させる上では、通過方向性をもったガイドプレ
ーンを設定できると便利である。たとえば、図８に示す
ガイドプレーンＧのように、左から右へ通過することは
できないが、逆に、右から左へは通過することができ
る、というような一方通行の性質をもったガイドプレー
ンＧを定義するのである。このガイドプレーンＧでは、
現在位置Ｐ１から目標位置Ｑ１へと向かう移動ベクトル
に対しては「通過不可」なる判定がなされるが、逆に、
現在位置Ｐ２から目標位置Ｑ２へと向かう移動ベクトル
に対しては「通過可能」なる判定がなされることにな
る。

【００５０】このような一方通行の性質を数学的に取り
扱うには、ガイドプレーンの両面にそれぞれ符号を定義
した取り扱いを行うと便利である。図８に示す例では、
ガイドプレーンＧの左側面を正の面、右側面を負の面と
定義している。このような定義を行えば、このガイドプ
レーンＧを含む無限平面によって、三次元空間は、正の
領域（図の左側の領域）と負の領域（図の右側の領域）
とに分けられることになり、たとえば、正の領域から負
の領域への移動は禁止されるが、逆に、負の領域から正
の領域への移動は許可される、という一方通行の性質を
もったガイドプレーンＧの定義が可能になる。

【００５１】このような取り扱いを行うためには、図１
に示すシステムにおいて、ガイドプレーン格納手段９０
内に格納される各ガイドプレーンについて、それぞれ一
方の面を正、他方の面を負とする符号を定義しておけば
よい。この場合、交差判定手段７０によって、単に交差
しているか否かの判定だけではなく、移動ベクトルＶ
が、正から負に向かって交差しているのか、逆に、負か
ら正に向かって交差しているのか、の別も判定させるよ
うにする。そして、この交差判定手段７０によって正か
ら負に向かって交差している旨の判定結果が得られた場
合には、現在位置更新手段５０によって、§３で述べた
ような所定のアルゴリズムに基づいて、目標位置Ｑを修
正位置Ｑ′に修正し、この修正位置Ｑ′を新たな現在位
置Ｐとする更新処理を行えばよい。一方、交差判定手段
７０によって負から正に向かって交差している旨の判定
結果が得られた場合もしくは交差しない旨の判定結果が
得られた場合には、目標位置Ｑをそのまま新たな現在位
置Ｐとする更新処理を行うようにすればよい。

【００５２】なお、ここでは説明の便宜上、ガイドプレ
ーンＧを構成する面に正負の符号を定義した取り扱いを
示すが、実用上は、必ずしも正負という符号による面の
属性定義を行う必要はなく、第１属性の面と第２属性の
面とが何らかの方法で定義できればよい。

【００５３】ここでは、このような一方通行の性質をも
ったガイドプレーンを利用した具体的な三次元疑似空間
内の移動体験提供システムの設計例を述べておく。い
ま、図９に示す平面図のような三次元疑似空間が定義さ
れているものとしよう。この例では、砂漠、海、庭、
塔、門、塀、館などの構造物が定義されており、これら
の各構造物についての三次元画像が三次元画像格納手段
３０内に用意されていることになる。いま、制作者の意
図として、移動者Ｍを砂漠のスタート地点から出発さ
せ、この三次元疑似空間内をある程度自由に散策させ、
最終的に館の入り口位置まで誘導したいと考えたとしよ
う。この場合、この三次元画像に関連して、図１０に示
すようなガイドプレーンを定義しておけばよい。図１０
には、位置関係が明確になるように、三次元画像にガイ
ドプレーンを重ねて表示してあるが、図に太線で描かれ
ている部分がガイドプレーンである。各ガイドプレーン
の両側には正または負の符号が描かれているが、これら
の符号は、各ガイドプレーンの両面の属性を示す符号で
ある。

【００５４】図１０において、砂漠内の点Ｐ（０）は移
動者Ｍの出発点を示しており、初期状態における現在位
置Ｐが、この点Ｐ（０）ということになる。矩形状の砂
漠領域は、４枚のガイドプレーンによって囲まれてい
る。これらのガイドプレーンのうち、砂漠領域の上辺、
左辺、右辺を構成する３枚のガイドプレーンについて
は、砂漠領域の内部側が正、外部側が負となるような定
義がなされている。したがって、正の領域から負の領域
への通過を禁止するような取り扱いを行っておけば、移
動者Ｍが、この砂漠領域の上辺、左辺、右辺を通過して
移動することは禁止される。しかしながら、砂漠領域の
下辺を構成するガイドプレーンについては、砂漠領域の
内部側が負、外部側（庭側）が正となるような定義がな
されている。したがって、移動者Ｍは、この砂漠領域の
下辺を通過して庭領域に移動することはできる。結局、
移動者Ｍは、砂漠領域を散策しながら、やがて庭領域へ
と移動してくることになる。

【００５５】ところが、移動者Ｍが、一旦、庭領域へ移
動してしまうと、もはや砂漠領域へ戻ることはできな
い。そのような移動は、砂漠領域の下辺を構成するガイ
ドプレーンを正から負の方向へ通過する移動となるので
禁止されるからである。制作者の意図は、移動者Ｍを砂
漠領域から庭領域へと導き、最終的に館へと導くことで
あるから、砂漠領域と庭領域との間にこのような一方通
行の性質をもったガイドプレーンを用意しておくことは
非常に効果的である。図示のとおり、庭領域は、その周
囲のほとんどを内側が正の面となったガイドプレーンに
よって囲まれているので、移動者Ｍの外部への移動は禁
止される。実際、移動者Ｍが海領域へ移動することは起
こりえず、この海領域は単なる背景として機能すること
になる（ガイドプレーンは透明なスクリーンとして機能
するので、背景としての海の視界が妨げられることはな
い）。また、構造物のひとつである塔も、その内部への
移動ができず、観賞用装飾品としての機能を果たすこと
になる。

【００５６】結局、庭を散策した移動者Ｍは、塀の切れ
目にある門へと導かれることになる。特に、塀の表面に
配置されたガイドプレーンについては、§３で述べた投
影ベクトルＶ′（図６）を利用した位置修正方法を適用
するようにしておくと、塀に衝突した移動者Ｍは、塀の
表面を滑るように移動するようになり、門へと導くこと
が容易になる。こうして、移動者Ｍが、最終的に館の入
り口部分まで到達すると、この部分にはガイドプレーン
は設けられていないので、そのまま入り口の中へと移動
することができ、制作者の意図どおり、移動者Ｍを館ま
で導くことができる。

【００５７】図１１は、ガイドプレーンの両面に符号を
定義した場合のシステムの処理手順を示す流れ図であ
る。まず、ステップＳ１において、初期設定が行われ
る。すなわち、図１０に示す例の場合、現在位置格納手
段４０に砂漠領域内の現在位置Ｐ（０）が設定され、所
定の視線方向に基づいて、二次元画像生成手段２０によ
って初期二次元画像が生成され、これが表示手段１０に
よってディスプレイ画面上に提示されることになる。続
いて、ステップＳ２において、移動指示入力手段８０に
よる移動指示の入力が行われる。すなわち、利用者が、
マウスやキーボードなどの入力機器を用いて、何らかの
移動指示を与えることになる。ステップＳ３では、目標
位置生成手段６０によって、この移動指示に応じた目標
位置Ｑが生成される。

【００５８】こうして、現在位置Ｐと目標位置Ｑとが決
定されると、現在位置Ｐから目標位置Ｑに向かう移動ベ
クトルＶについての交差判定が、交差判定手段７０によ
って行われることになる。この交差判定は、個々のガイ
ドプレーンのそれぞれに対して行う。まず、ステップＳ
４において、ガイドプレーン格納手段９０から交差判定
手段７０へ、１枚のガイドプレーンＧが抽出される。そ
して、この抽出されたガイドプレーンＧに関して、ステ
ップＳ５では、現在位置Ｐが正の側にあるか否かが判定
される（現在位置ＰがガイドプレーンＧ上にあった場合
には、便宜的に、正の側にあるものとして取り扱うよう
にするとよい）。もし、現在位置Ｐが負の側にあると判
断された場合には、もはや当該ガイドプレーンＧについ
ての交差判定は不要である。なぜなら、目標位置Ｑが当
該ガイドプレーンＧの正の側にあろうとも負の側にあろ
うとも、当該ガイドプレーンＧとの関連においては、移
動が禁止されることはないからである。現在位置Ｐが正
の側にあると判定された場合は、ステップＳ６におい
て、目標位置Ｑが負の側にあるか否かが判定される（目
標位置ＱがガイドプレーンＧ上にあった場合には、便宜
的に、正の側にあるものとして取り扱うようにするとよ
い）。

【００５９】もし、ステップＳ６において、目標位置Ｑ
が負の側にあると判断されると、現在位置Ｐが正の側に
あり、目標位置Ｑが負の側にあることになるので、移動
ベクトルＶが当該ガイドプレーンＧに交差している可能
性がある。結局、ステップＳ５およびステップＳ６の判
定処理は、§２で述べた仮判定処理（ガイドプレーンを
含む無限平面に対して交差するか否かを求める処理）に
相当することになる。そこで、ステップＳ６で目標位置
Ｑが負の側にあると判定された場合には、ステップＳ７
以降の正式な判定処理が行われる。すなわち、ステップ
Ｓ７において、まず、ガイドプレーンＧを含む無限平面
と移動ベクトルＶとの交点Ｘが計算され、続いて、ステ
ップＳ８において、当該交点Ｘが当該ガイドプレーンＧ
内の領域にあるか否かが判定される。交点Ｘがガイドプ
レーンＧ内の領域にあれば、正から負に向かう移動ベク
トルＶがガイドプレーンＧに交差していることになるの
で、そのような移動は禁止されねばならない。そこで、
ステップＳ９へと進み、目標位置Ｑが修正位置Ｑ′に修
正される。

【００６０】一方、ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ８で否定的
な判定結果が得られた場合には、当該ガイドプレーンＧ
については、目標位置Ｑを修正する処理を行う必要はな
いので、ステップＳ１０へと進み、全ガイドプレーンに
ついての処理が完了するまで、ステップＳ４へと戻り、
別なガイドプレーンＧについても同様の処理を繰り返し
実行するようにする。なお、移動ベクトルＶが複数のガ
イドプレーンＧに交差するようなこともあり得るので、
そのような場合は、より現在位置Ｐに近い方のガイドプ
レーンＧについての処理が先に実行されるように、ステ
ップＳ４におけるガイドプレーンＧの抽出順を考慮する
のが好ましい。

【００６１】こうして、ステップＳ９における修正が行
われるか、あるいはステップＳ１０において全ガイドプ
レーンについての処理が完了した場合には、ステップＳ
１１において、現在位置Ｐの更新が行われる。ステップ
Ｓ９経由でステップＳ１１に至った場合には、修正位置
Ｑ′を新たな現在位置Ｐとする更新が行われ、ステップ
Ｓ１０経由でステップＳ１１に至った場合には、目標位
置Ｑをそのまま新たな現在位置Ｐとする更新が行われる
ことになる。この後、ステップＳ１２において、新たな
現在位置Ｐに基づく二次元画像が生成され、再び、ステ
ップＳ２の移動指示入力の処理に戻ることになる。

【００６２】以上、本発明を図示する実施形態に基づい
て説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるもの
ではなく、この他にも種々の形態で実施可能である。た
とえば、上述の実施形態では、移動者Ｍの現在位置Ｐ
（この例では視点位置）を移動指示に基づいて更新する
処理について述べたが、二次元画像生成手段２０により
二次元画像を生成させるためには、移動者Ｍの視線方向
や、二次元画像の倍率などの要素も必要になる。したが
って、実際には、図１に示すように、移動指示入力手段
８０からは、移動指示とともに、移動者Ｍの視線方向に
関する指示を入力できるようにしておき、二次元画像生
成手段２０が、この視線方向に関する指示を考慮して、
二次元画像の生成を行うことができるようにしておくの
が好ましい。具体的には、利用者が、移動指示入力手段
８０に対して、たとえば、右を向け、左を向け、あるい
は斜め上方を向け、といった視線方向に関する指示を与
えると、二次元画像生成手段２０は、移動者Ｍの立って
いる位置から右方向、左方向、あるいは斜め上方を眺め
た状態の二次元画像を生成する処理を行うようにすれば
よい。

【００６３】また、本発明に係る移動体験提供システム
は、コンピュータを利用して作成されるべきシステムで
あり、専用のソフトウエアプログラムとして提供するこ
とができるシステムである。このようなプログラムは、
ＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒
体に記録して配付することが可能であり、また、通信回
線を介して配付することも可能である。もちろん、プロ
グラム本体だけではなく、三次元画像格納手段３０内に
格納される三次元画像と、ガイドプレーン格納手段９０
内に格納されるガイドプレーン（当該三次元画像によっ
て定義される三次元疑似空間内の移動を制限するための
ガイドプレーン）を定義するデータとを、ＣＤ−ＲＯＭ
などのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して
配付することも可能であり、また、通信回線を介して配
付することも可能である。

【００６４】

【発明の効果】以上のとおり本発明に係る三次元疑似空
間内の移動体験提供システムによれば、ガイドプレーン
を利用して移動制御を行うようにしたため、比較的小さ
な演算負担で、移動者の移動パターンを制御し、所望の
経路に誘導することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る三次元疑似空間内の
移動体験提供システムの基本構成を示すブロック図であ
る。

【図２】図１に示すシステムの三次元画像格納手段３０
内に用意された三次元画像に基づいて定義される三次元
疑似空間１００の一例を示す斜視図である。

【図３】図２に示す建物１１０の周囲に定義されたガイ
ドプレーンの一例を示す斜視図である。

【図４】三次元疑似空間内を移動する移動者Ｍの移動形
態を示す図である。

【図５】本発明に係るガイドプレーンＧと移動ベクトル
Ｖとの位置関係を示す斜視図である。

【図６】ガイドプレーンＧと移動ベクトルＶとが交差す
る場合の目標位置Ｑの位置修正方法の一例を示す斜視図
である。

【図７】ガイドプレーンＧと移動ベクトルＶとが交差す
る場合の目標位置Ｑの位置修正方法の別な一例を示す斜
視図である。

【図８】一方通行の性質をもったガイドプレーンＧの一
例を示す斜視図である。

【図９】三次元疑似空間およびそこに配置された構造物
の一例を示す平面図である。

【図１０】図９に示す三次元疑似空間上に定義されたガ
イドプレーンを示す平面図である。

【図１１】ガイドプレーンの両面に符号を定義した場合
のシステムの処理手順を示す流れ図である。

【符号の説明】

１０…表示手段 ２０…二次元画像生成手段 ３０…三次元画像格納手段 ４０…現在位置格納手段 ５０…現在位置更新手段 ６０…目標位置生成手段 ７０…交差判定手段 ８０…移動指示入力手段 ９０…ガイドプレーン格納手段 １００…三次元疑似空間 １１０…建物 １２０…樹木 １３０…池 Ｇ，Ｇ１，Ｇ２…ガイドプレーン Ｍ…移動者 Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ（１）〜Ｐ（５）…現在位置 Ｑ，Ｑ１，Ｑ２…目標位置 Ｑ′，Ｑ′ａ，Ｑ′ｂ…修正位置 Ｒ…移動経路 Ｖ…移動ベクトル Ｖ′…投影ベクトル Ｘ，Ｘ１，Ｘ２…交点

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 三次元疑似空間内を移動する移動者の視
   点から、この疑似空間を眺めた状態を示す二次元画像
   を、移動者の移動に応じて逐次変化させながら表示させ
   ることにより、疑似的な移動体験を提供するシステムで
   あって、 三次元疑似空間を構成する構造物の三次元画像を格納す
   る三次元画像格納手段と、 前記三次元疑似空間内の移動を制限するためのガイドプ
   レーンＧを定義するデータを格納するガイドプレーン格
   納手段と、 前記三次元疑似空間内における移動者の現在位置Ｐを格
   納する現在位置格納手段と、 前記現在位置Ｐに応じた視点から、所定の視線方向に向
   かって前記三次元疑似空間内の構造物を眺めた状態を示
   す二次元画像を、前記三次元画像データを用いた演算に
   より生成する二次元画像生成手段と、 生成された二次元画像をディスプレイ画面上に逐次表示
   させる表示手段と、 前記三次元疑似空間内の移動者に対する移動指示を入力
   する移動指示入力手段と、 前記移動指示と前記現在位置Ｐとに基づいて、移動後の
   目標位置Ｑを生成する目標位置生成手段と、 前記現在位置Ｐから前記目標位置Ｑへと向かう移動ベク
   トルＶが、前記ガイドプレーンＧと交差するか否かを判
   定する交差判定手段と、 前記交差判定手段による判定結果に応じて、前記目標位
   置Ｑもしくはこれを修正した修正位置Ｑ′を新たな現在
   位置と決定し、前記現在位置格納手段内の現在位置を更
   新する処理を行う現在位置更新手段と、 を備えることを特徴とする三次元疑似空間内の移動体験
   提供システム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の移動体験提供システム
   において、 ガイドプレーンＧを、有限な面積をもった平面領域によ
   って構成することを特徴とする三次元疑似空間内の移動
   体験提供システム。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の移動体験提供システム
   において、 交差判定手段が、ガイドプレーンＧを含む無限平面と移
   動ベクトルＶとが交差しているか否かを判定する仮判定
   を行い、この仮判定で交差している旨の結果が得られた
   場合に、ガイドプレーンＧを構成する平面領域と移動ベ
   クトルＶとが交差しているか否かの正式な判定を行うこ
   とを特徴とする三次元疑似空間内の移動体験提供システ
   ム。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の移動体
   験提供システムにおいて、 現在位置更新手段が、交差判定手段から交差する旨の判
   定結果が得られた場合には、目標位置Ｑを所定のアルゴ
   リズムに基づいて修正位置Ｑ′に修正し、この修正位置
   Ｑ′を新たな現在位置とする更新処理を行い、交差判定
   手段から交差しない旨の判定結果が得られた場合には、
   目標位置Ｑを新たな現在位置とする更新処理を行うこと
   を特徴とする三次元疑似空間内の移動体験提供システ
   ム。
5. 【請求項５】 請求項１〜３のいずれかに記載の移動体
   験提供システムにおいて、 ガイドプレーンＧについて、一方の面を第１の属性、他
   方の面を第２の属性とする属性定義を行っておき、移動
   ベクトルＶが、第１の属性面から第２の属性面に向かっ
   て交差しているのか、逆に、第２の属性面から第１の属
   性面に向かって交差しているのか、の別を交差判定手段
   に判定させるようにし、 現在位置更新手段が、交差判定手段によって第１の属性
   面から第２の属性面に向かって交差している旨の判定結
   果が得られた場合には、目標位置Ｑを所定のアルゴリズ
   ムに基づいて修正位置Ｑ′に修正し、この修正位置Ｑ′
   を新たな現在位置とする更新処理を行い、交差判定手段
   によって第２の属性面から第１の属性面に向かって交差
   している旨の判定結果が得られた場合もしくは交差しな
   い旨の判定結果が得られた場合には、目標位置Ｑを新た
   な現在位置とする更新処理を行うことを特徴とする三次
   元疑似空間内の移動体験提供システム。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の移動体
   験提供システムにおいて、 現在位置更新手段が、移動ベクトルＶとガイドプレーン
   Ｇとの交点Ｘを、修正位置Ｑ′とする修正処理を行うこ
   とを特徴とする三次元疑似空間内の移動体験提供システ
   ム。
7. 【請求項７】 請求項１〜５のいずれかに記載の移動体
   験提供システムにおいて、 現在位置更新手段が、移動ベクトルＶのガイドプレーン
   Ｇへの投影ベクトルを求め、この投影ベクトル上の１点
   を修正位置Ｑ′とする修正処理を行うことを特徴とする
   三次元疑似空間内の移動体験提供システム。
8. 【請求項８】 請求項１〜５のいずれかに記載の移動体
   験提供システムにおいて、 現在位置更新手段が、移動ベクトルＶ上の点であって、
   ガイドプレーンＧよりも手前にある１点を修正位置Ｑ′
   とする修正処理を行うことを特徴とする三次元疑似空間
   内の移動体験提供システム。
9. 【請求項９】 請求項１〜５のいずれかに記載の移動体
   験提供システムにおいて、 現在位置更新手段が、移動ベクトルＶに沿った経路を進
   む光が、ガイドプレーンＧによって反射した場合の反射
   経路上の１点を修正位置Ｑ′とする修正処理を行うこと
   を特徴とする三次元疑似空間内の移動体験提供システ
   ム。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれかに記載の移動
    体験提供システムにおいて、 移動指示入力手段が、移動者の視線方向に関する指示を
    与える機能を有し、二次元画像生成手段が、この視線方
    向に関する指示を考慮して、二次元画像の生成を行うこ
    とを特徴とする三次元疑似空間内の移動体験提供システ
    ム。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれかに記載の移
    動体験提供システムとしてコンピュータを動作させるた
    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。
12. 【請求項１２】 請求項１〜１０のいずれかに記載の移
    動体験提供システムにおいて利用する三次元画像および
    当該三次元画像によって定義される三次元疑似空間内の
    移動を制限するためのガイドプレーンＧを定義するデー
    タを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。