JP2002074400A - ナビゲーション・システム及びナビゲーション方法、並びに記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３次元的に表現されたデジタル空間上をマウ
スを介したユーザ操作によって注目すべきオブジェクト
を常に視線に入れながら移動する。 【解決手段】 原初的にはＸＹ座標系で表現されるマウ
ス２３の座標指示入力を、極座標系に置き換え、Ｘ軸方
向のマウス移動量に基づいて極座標系の角度θを算出す
るとともに、Ｙ軸方向のマウス移動量に基づいて極座標
系の長さｒを決定する。ＸＹ平面上における自然なマウ
ス操作に従って、３次元空間上で注目するオブジェクト
を常に視野に入れながら移動し、且つ、注目すべきオブ
ジェクトの背後に容易に回り込むことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータの演
算処理により構築されたデジタル空間上を所定の視線で
オブジェクトを探索するためのナビゲーション・システ
ム及びナビゲーション方法に係り、特に、３次元的に表
現されたデジタル空間上をマウスなどの座標指示装置を
介したユーザ入力に従ってオブジェクトを探索するナビ
ゲーション・システム及びナビゲーション方法に関す
る。

【０００２】更に詳しくは、本発明は、３次元空間上の
オブジェクトをマウスなどの座標指示装置を介したユー
ザ入力に従ってオブジェクトを探索するナビゲーション
・システム及びナビゲーション方法に係り、特に、注目
すべきオブジェクトを常に視線に入れながら移動するナ
ビゲーション・システム及びナビゲーション方法に関す
る。

【０００３】

【従来の技術】昨今の技術革新に伴い、ワークステーシ
ョンやパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）と呼ばれる、
比較的小型且つ低価格で、高付加価値化・高機能化され
た汎用タイプのコンピュータ・システムが開発・市販さ
れ、大学その他の研究機関や企業その他のオフィス、さ
らには一般家庭内の日常生活にも深く浸透している。

【０００４】コンピュータ・システムは、一般に、ユー
ザ入力コマンドに応答して駆動し、処理結果をディスプ
レイ・スクリーン上に表示することによって、「インタ
ラクティブ」、すなわち対話的な処理環境を提供してい
る。最近では、ユーザ入力環境は、ＤＯＳ（Disk Opera
ting System）シェル画面を代表とする旧来のキーボー
ドを介したキャラクタ・ベースのユーザ入力環境すなわ
ち「ＣＵＩ（Character User Interface）」から、マウ
スなどの座標指示動作をベースとしたユーザ入力を実現
した「ＧＵＩ（Graphical User Interface）」へ移行し
てきている。ＧＵＩ環境下では、コンピュータ・システ
ムがシミュレートされたデスクトップと無数のアイコン
がディスプレイ・スクリーンに用意される。

【０００５】マウス操作をベースとしたＧＵＩ環境の導
入により、ユーザは、特定のコマンドの名称やコマンド
操作方法等を特に習得したり、煩雑なキー入力を行わな
くとも、コンピュータを充分に操作することができる。
ユーザは、ディスプレイ・スクリーン上のプログラム、
データ、フォルダ、デバイスなどを象徴するアイコンに
対してマウスなどを介してドラッグやドロップなどの操
作を印加することで、直感的にコンピュータ操作を行う
ことができる。また、デスクトップ上には、メニュー・
バーやツール・ボックスなど、各種の機能すなわちコン
ピュータ処理を瞬時に呼び出すためのボタンが用意され
ており、コマンド入力の様式はますます直感的で分かり
易いものとなってきている。

【０００６】一般に、マウスは、回転自在に配設された
トラック・ボールがマウス本体の底面から露出させた装
置であり、ユーザ／オペレータは、マウス本体の背面で
把持してマウス操作面（例えば、マウス・パッド）上を
走行させることにより、トラック・ボールの回転量に応
じたＸＹ平面上の２自由度すなわちＸ方向移動量及びＹ
方向移動量が得られる。また、マウス本体の背面の略先
端部には、左右２個のボタンが配設されている。

【０００７】ユーザがマウスを操作すると、ＣＰＵに対
して割り込み要求が発行される。これに応答して、所定
の割り込みハンドラが起動して、マウスのＸＹ各方向の
移動量や左右ボタンの操作状態を読み取って、座標指示
値がオペレーティング・システムや上位アプリケーショ
ンに渡される。

【０００８】他方、コンピュータ・システム上で使用さ
れるアプリケーションの種類は、ワープロ、表計算、デ
ータベース、通信、グラフィックスなど多岐にわたる。
例えば、演算能力や描画機能が強化された計算機システ
ム上では、２Ｄや３Ｄなどのリアリティの高いグラフィ
ックスを比較的容易に作成し、描画したり、さらに画像
変形処理を行ったりすることができる。

【０００９】計算機のディスプレイ・スクリーン上に描
かれたイメージは、基本的には２次元画像である。しか
しながら、計算機の演算能力を利用することで、２次元
イメージを３次元の世界座標系に変換し、さらに視点座
標系へ変換することで、所望の３次元シーンを自動的に
生成することができる。また、３次元空間上で描画オブ
ジェクトに対して回転・移動などの作用を与えること
で、別の視点から見たオブジェクトを表示することがで
きる。

【００１０】例えば、本出願人に既に譲渡されている特
願２０００−２０９７３１号明細書には、仮想的に設定
されたキャンバス上に手書きにより描画されたイメージ
を基に３次元的なイメージを作成することができる画像
編集システム及び画像編集方法について開示されてい
る。

【００１１】該画像編集システム及び画像編集方法によ
れば、まず、地平線のみの３次元空間がディスプレイ・
スクリーン上に現れ、該空間に対してストローク線を引
くと、該ストローク線を底辺とする壁がキャンバスとし
て設定される。スクリーンを介してユーザが描いた絵は
キャンバス上にマッピングされるので、結果として３次
元的な絵を描いたことになる。キャンバス設定と絵を描
く操作を数回重ねることで、複数のオブジェクトが３次
元所望の３次元イメージを構築することができる。ま
た、キャンバス回転や視点移動により所望の３次元シー
ンが得られる。

【００１２】ところで、このような３次元的なオブジェ
クトに関する画像を作成・編集ずるような場合、３次元
空間上における視線、言い換えればオブジェクトを捕捉
するカメラの位置を移動させてオブジェクトを別の角度
から観察する必要性が、画像編集作業過程において往々
にして発生する。

【００１３】このような視線の移動や回転といった操作
は、一般には、マウスなどの座標指示装置を介して行わ
れる。視線の移動は、注目するオブジェクトを常に視野
に入れながら移動できることが好ましい。さらに言え
ば、注目するオブジェクトの背後に容易に回り込めるこ
とが好ましい。

【００１４】しかしながら、ＸＹ方向の移動をベースと
したマウス操作を利用した従来の視線ナビゲーションの
場合、マウスの操作方向を視線方向として検出するもの
がほとんどである。このため、あるオブジェクトの背後
に回り込もうとすると、オブジェクトが視野すなわちデ
ィスプレイ・スクリーンから一旦消滅してしまうので、
オブジェクトの追跡が困難となり、操作性がよくない。

【００１５】従来型のマウス操作による視線ナビゲーシ
ョンを、図６を参照しながら具体的に説明する。

【００１６】例えば、図６（ａ）に示すように、３次元
空間上にあるオブジェクトが配置されており、これをユ
ーザの視線Ｓ_aを象徴するカメラで撮像しているものと
する。この場合、ディスプレイ・スクリーン上にはカメ
ラで撮像した正面画像が表示される（図示しない）。

【００１７】次いで、図６（ｂ）に示すように、視線を
オブジェクトの横方向から眺める視線Ｓ_bに移動させる
場合について考察してみる。この場合、カメラを視線Ｓ
_b上に移動させるとともに、カメラ・レンズを視線Ｓ_bが
指し示す方向に向けなければならない。

【００１８】ここで、マウスの操作方向がカメラの視線
方向となるので、単純にカメラを視線Ｓ_a上の点Ｐ₁から
視線Ｓ_b上の点Ｐ₂に移動させるだけでは不充分であり、
カメラを所望の視線Ｓ_b上の点に一旦移動させるマウス
操作Ｍ₁と、カメラを視線Ｓ_b方向に向けるマウス操作Ｍ
₂という２段階の操作が必要となる。

【００１９】しかも、カメラを視線Ｓ_b上の点に移動さ
せるマウス操作Ｍ₁では、マウスの操作方向にカメラの
視線が向いてしまう結果として、オブジェクトが視野す
なわちディスプレイ・スクリーンから一旦消滅してしま
うので、その後カメラを視線Ｓ _b方向に向けるというマ
ウス操作Ｍ₂は困難である。何故ならば、マウス操作Ｍ₂
では、ディスプレイ・スクリーンから消滅したオブジェ
クトを探索しなければならないからである。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、コン
ピュータの演算処理により構築された３次元のデジタル
空間上を所望の視線で探索することができる、優れたナ
ビゲーション・システム及びナビゲーション方法を提供
することにある。

【００２１】本発明の更なる目的は、３次元的に表現さ
れたデジタル空間上でマウスなどの座標指示装置を介し
たユーザ入力に従ってオブジェクトを所望の視線で探索
することができる、優れたナビゲーション・システム及
びナビゲーション方法を提供することにある。

【００２２】本発明の更なる目的は、コンピュータライ
ズされた３次元空間上のオブジェクトをマウスなどの座
標指示装置を介したユーザ入力に従って探索することが
できる、優れたナビゲーション・システム及びナビゲー
ション方法を提供することにある。

【００２３】本発明の更なる目的は、コンピュータライ
ズされた３次元空間上で注目すべきオブジェクトを常に
視線に入れながら移動することができる、優れたナビゲ
ーション・システム及びナビゲーション方法を提供する
ことにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を参
酌してなされたものであり、その第１の側面は、３次元
空間上でオブジェクトを探索するナビゲーション・シス
テム又はナビゲーション方法であって、ＸＹ各方向の移
動量を入力する座標指示手段又はステップと、前記座標
指示手段又はステップを介したＸ方向移動量を極座標系
の角度θに変換するとともに、Ｙ方向移動量を極座標系
の長さｒに変換する座標変換手段又はステップと、極座
標系の角度θ及び長さｒの変化量に従って３次元空間に
おける視線を移動する視線変更手段又はステップと、を
具備することを特徴とするナビゲーション・システム又
はナビゲーション方法である。

【００２５】本発明の第１の側面に係るナビゲーション
・システム又はナビゲーション方法は、さらに、視線方
向から眺めた３次元空間を画面表示する表示手段又はス
テップを備えていてもよい。この表示手段又はステップ
は、前記視線変更手段又はステップによる視線の移動に
応じて表示画面を更新するようにしてもよい。

【００２６】また、前記座標指示手段はマウスであって
もよいし、前記座標指示ステップではマウスを使用して
もよい。このような場合、マウスのボタン操作が印加さ
れた位置に視点を設定する視点設定手段又はステップを
さらに備えるようにしてもよい。

【００２７】また、本発明の第２の側面は、ＸＹ各軸方
向の移動量を入力する座標指示装置を介して３次元空間
上でオブジェクトを探索するナビゲーション・システム
又はナビゲーション方法であって、前記座標指示装置に
よるＸ軸方向の移動量に従って算出された角度θだけ視
線をオブジェクトに向けたまま回転させる手段又はステ
ップを備えることを特徴とするナビゲーション・システ
ム又はナビゲーション方法である。

【００２８】また、本発明の第３の側面は、ＸＹ各軸方
向の移動量を入力する座標指示装置を介して３次元空間
上でオブジェクトを探索するナビゲーション・システム
又はナビゲーション方法であって、前記座標指示装置に
よるＹ軸方向の移動量に従って算出された長さｒだけオ
ブジェクトと視点間の距離を変更する手段又はステップ
を備えることを特徴とするナビゲーション・システム又
はナビゲーション方法である。

【００２９】また、本発明の第４の側面は、３次元空間
上でオブジェクトを探索するナビゲーション処理をコン
ピュータ・システム上で実行するように記述されたコン
ピュータ・ソフトウェアをコンピュータ可読形式で物理
的に格納した記憶媒体であって、前記コンピュータ・ソ
フトウェアは、ＸＹ各方向の移動量を入力する座標指示
ステップと、前記座標指示ステップを介したＸ方向移動
量を極座標系の角度θに変換するとともに、Ｙ方向移動
量を極座標系の長さｒに変換する座標変換ステップと、
極座標系の角度θ及び長さｒの変化量に従って３次元空
間における視線を移動する視線変更ステップと、を具備
することを特徴とする記憶媒体である。

【００３０】本発明の第４の側面に係る記憶媒体は、例
えば、様々なプログラム・コードを実行可能な汎用性の
コンピュータ・システムに対して、コンピュータ・ソフ
トウェアをコンピュータ可読な形式で物理的に提供する
媒体である。このような媒体は、例えば、ＣＤ（Compac
t Disc）やＦＤ（Floppy Disc）、ＭＯ（Magneto-Optic
al disc）などの着脱自在で可搬性の記憶媒体である。
あるいは、ネットワーク（ネットワークは無線、有線の
区別を問わない）などの伝送媒体などを経由してコンピ
ュータ・ソフトウェアを特定のコンピュータ・システム
にコンピュータ可読形式で提供することも技術的に可能
である。

【００３１】このような記憶媒体は、コンピュータ・シ
ステム上で所定のコンピュータ・ソフトウェアの機能を
実現するための、コンピュータ・ソフトウェアと記憶媒
体との構造上又は機能上の協働的関係を定義したもので
ある。換言すれば、本発明の第４の側面に係る記憶媒体
を介して所定のコンピュータ・ソフトウェアをコンピュ
ータ・システムにインストールすることによって、コン
ピュータ・システム上では協働的作用が発揮され、本発
明の第１の側面に係るナビゲーション・システム及びナ
ビゲーション方法と同様の作用効果を得ることができ
る。

【００３２】

【作用】本発明に係るなナビゲーション・システムで
は、原初的にはＸＹ座標系で表現されるマウス２３の座
標指示入力を、極座標系に置き換えるようになってい
る。すなわち、Ｘ軸方向のマウス移動量に基づいて極座
標系の角度θを算出するとともに、Ｙ軸方向のマウス移
動量に基づいて極座標系の長さｒを決定する。

【００３３】この結果、ＸＹ平面上における自然なマウ
ス操作に従って、３次元空間上で注目するオブジェクト
を常に視野に入れながら移動し、且つ、注目すべきオブ
ジェクトの背後に容易に回り込むことができる。

【００３４】本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、
後述する本発明の実施例や添付する図面に基づくより詳
細な説明によって明らかになるであろう。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施例を詳解する。

【００３６】図１には、本発明を実現するのに適した３
次元ナビゲーション・システム１０のハードウェア構成
を模式的に示している。３次元ナビゲーション・システ
ム１０は、実際には、ワークステーション（ＷＳ）やパ
ーソナル・コンピュータ（ＰＣ）と呼ばれる一般的な計
算機システム上で、３次元画像を取り扱う画像編集アプ
リケーションを起動することによって実現される。計算
機システムの一例は、米ＩＢＭ社のＰＣ／ＡＴ（Person
al Computer/Advanced Technology）互換機又はその後
継機である。以下、ナビゲーション・システム１０の各
部について説明する。

【００３７】システム１０のメイン・コントローラであ
るＣＰＵ（Central Processing Unit）１１は、オペレ
ーティング・システム(ＯＳ)の制御下で、各種のアプリ
ケーションを実行するようになっている。ＯＳは、より
好ましくはビットマップ形式の描画機能並びにＧＵＩ
（Graphical User Interface）環境を提供するが、例え
ば、ＵＮＩＸ（登録商標）や、米Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ社
のＷｉｎｄｏｗｓ９８／ＮＴでよい。

【００３８】図示の通り、ＣＰＵ１１は、バス１７によ
って他の機器類（後述）と相互接続されている。バス１
７上の各機器にはそれぞれ固有のメモリ・アドレス又は
Ｉ／Ｏアドレスが付与されており、ＣＰＵ１１はアドレ
ス指定することによってバス接続された各機器へのアク
セスが可能となっている。バス１７は、アドレス・バ
ス、データ・バス、コントロール・バスなどを含んだ共
通信号伝送路であり、その一例はＰＣＩ（Peripheral C
omponent Interconnect）バスである。

【００３９】メモリ１２は、ＣＰＵ１１において実行さ
れるプログラム・コードを格納したり、実行中の作業デ
ータを一時保管するために使用される記憶装置である。
同図に示すメモリ１２は、不揮発メモリ並びに揮発メモ
リ双方を含むものであると理解されたい。

【００４０】ディスプレイ・コントローラ１３は、プロ
セッサ１１が発行する描画命令を実際に処理するための
専用コントローラであり、例えばＳＶＧＡ（Super Vide
o Graphic Array）又はＸＧＡ（eXtended Graphic Arra
y）相当のビットマップ描画機能をサポートする。ディ
スプレイ・コントローラ１３において処理された描画デ
ータは、例えばフレーム・バッファ（図示しない）に一
旦書き込まれた後、表示装置２１に画面データとして出
力される。表示装置２１は、例えば、ＣＲＴ（Cathode
Ray Tube）ディスプレイや、液晶表示ディスプレイ（Li
quid Crystal Display）などである。

【００４１】入力機器インターフェース１４は、キーボ
ード２２やマウス２３などのユーザ入力機器をシステム
１０に接続するための装置である。入力機器インターフ
ェース１４は、キーボード２２によるキー入力又はマウ
ス２３を介した座標指示入力に応答して、ＣＰＵ１１に
対して割り込みを発生する。

【００４２】例えば、ユーザがマウス２３を操作する
と、ＣＰＵ１１に対して割り込み要求が発行される。こ
れに応答して、所定の割り込みハンドラが起動して、マ
ウス２３のＸＹ各方向の移動量や左右ボタンの操作状態
を読み取って、その座標指示値がオペレーティング・シ
ステムや上位アプリケーションに渡される。

【００４３】マウス２３を介した座標指示入力は、原初
的にはＸＹ座標系の形式で表現される。本実施例では、
３次元空間上で注目するオブジェクトを常に視野に入れ
ながら移動し、且つ、注目すべきオブジェクトの背後に
容易に回り込むことができるように、マウス２３の入力
座標に対して座標変換処理が施される。但し、この点に
ついては後に詳解する。

【００４４】ネットワーク・インターフェース１５は、
Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）などの所定の通信プロト
コルに従って、システム１０をＬＡＮ（Local Area Net
work）などのネットワーク（図示しない）に接続するこ
とができる。ネットワーク・インターフェース１５は、
一般に、ＬＡＮアダプタ・カードの形態で提供され、マ
ザーボード（図示しない）上のＰＣＩバス・スロットの
装着して用いられる。

【００４５】ＬＡＮ上では、複数のホスト（コンピュー
タ）がトランスペアレントな状態で接続され、分散コン
ピューティング環境が構築されている。また、ホストの
一部はルータとして稼動し、さらに他のＬＡＮやインタ
ーネットなどの外部ネットワークとの相互接続を実現し
ている。インターネット上では、ソフトウェア・プログ
ラムやデータ・コンテンツなどの配信が行われる。例え
ば、本実施例に係る画像編集アプリケーションなども、
この種のネットワーク経由で配信・配布されてもよい。

【００４６】但し、ネットワーク・インターフェース１
５ではなく、モデム並びに一般電話回線（いずれも図示
しない）経由で、システム１０外部のネットワークに接
続することもできる。

【００４７】外部機器インターフェース１６は、ハード
・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）２４やメディア・ドライ
ブ２５などの外部装置をシステム１０に接続するための
装置である。外部機器インターフェース１６は、例え
ば、ＩＤＥ（Integrated DriveElectronics）やＳＣＳ
Ｉ（Small Computer System Interface）などのインタ
ーフェース規格に準拠する。

【００４８】ＨＤＤ２４は、記憶担体としての磁気ディ
スクを固定的に搭載した外部記憶装置であり（周知）、
記憶容量やデータ転送速度などの点で他の外部記憶装置
よりも優れている。ソフトウェア・プログラムを実行可
能な状態でＨＤＤ２６上に置くことをプログラムのシス
テムへの「インストール」と呼ぶ。通常、ＨＤＤ２４に
は、プロセッサ１１が実行すべきオペレーティング・シ
ステムのプログラム・コードや、アプリケーション・プロ
グラム、デバイス・ドライバなどが不揮発的に格納され
ている。例えば、本実施例に係る画像編集アプリケーシ
ョンなどは、ＨＤＤ２４上にインストールされる。

【００４９】また、メディア・ドライブ２５は、ＣＤ（C
ompact Disc）やＭＯ（Magneto-Optical disc）、ＤＶ
Ｄ（Digital Versatile Disc）などの可搬型メディアを
装填して、データ記録面にアクセスするための装置であ
る。可搬型メディアは、主として、ソフトウェア・プロ
グラムやデータ・ファイルなどをコンピュータ可読形式
のデータとしてバックアップすることや、これらを複数
のシステム間で移動（販売・流通・配布を含む）する目的
で使用される。例えば、本実施例に係る画像編集アプリ
ケーションを、この種の可搬型メディアを利用して、市
場で流通・配布することができる。

【００５０】次いで、このナビゲーション・システム１
０上で実現される、コンピュータライズされた３次元空
間上において特定のオブジェクトを探索するナビゲーシ
ョン処理について説明する。

【００５１】ナビゲーション処理は、例えば、ナビゲー
ション・システム１０上で所定の画像編集アプリケーシ
ョンを実行して、マウス２３を介した座標指示入力に対
して所定の座標変換処理を適用することによって実現さ
れる。より具体的には、原初的にはＸＹ座標系で表現さ
れるマウス２３の座標指示入力を、極座標系に置き換え
る、すなわちＸ軸方向のマウス移動量に基づいて極座標
系の角度θを算出するとともに、Ｙ軸方向のマウス移動
量に基づいて極座標系の長さｒを決定するようになって
いる。この結果、後述するように、ＸＹ平面上における
自然なマウス操作に従って、３次元空間上で注目するオ
ブジェクトを常に視野に入れながら（言い換えれば、注
目するオブジェクトを視野から外すことなく）移動し、
且つ、注目すべきオブジェクトの背後に容易に回り込む
ことができる。

【００５２】図２には、ナビゲーション処理の手順をフ
ローチャートの形式で示している。以下、このフローチ
ャートに従って、本実施例に係るナビゲーション処理に
ついて説明する。

【００５３】ナビゲーション・システム１０上で、３次
元空間上のオブジェクトを取り扱う画像編集アプリケー
ションを起動する。そして、ディスプレイ２１のスクリ
ーン上に、注目すべき３次元オブジェクトを含んだ３次
元シーンが出現する（ステップＳ１）。

【００５４】次いで、ユーザがマウス２３を所定のマウ
ス操作面（例えばマウス・パッド上）に降下することに
よって（ステップＳ２）、注目すべきオブジェクトをデ
ィスプレイ・スクリーン上で探索するナビゲーション処
理が開始する。

【００５５】マウス２３に対してユーザが操作を印加す
ると、ＣＰＵ１１に対して割り込み要求が発行される。
これに応答して、所定の割り込みハンドラが起動して、
マウス２３のＸＹ各方向の移動量や左右ボタンの操作状
態を読み取って、指示座標値がオペレーティング・シス
テムや本実施例に係る画像編集アプリケーションに渡さ
れる。

【００５６】マウスに印加されたユーザ操作がマウス・
ドラッグである場合（ステップＳ３の分岐Ｙｅｓ）、マ
ウス・ドラッグ操作によるマウス２３のＸＹ各軸方向の
変位量が割り込みハンドラによって読み取られて、画像
編集アプリケーションに通知される。

【００５７】画像編集アプリケーションは、マウス操作
面上にマウス２３を降下した位置とドラッグした位置の
Ｘ座標に基づいて、極座標系の角度θを算出する（ステ
ップＳ４）。

【００５８】また、画像編集アプリケーションは、マウ
ス操作面上にマウス２３を降下した位置とドラッグした
位置のＹ座標に基づいて、極座標系の長さｒを算出する
（ステップＳ５）。

【００５９】そして、マウス操作面上にマウス２３を降
下した位置と現在の視点の位置とから、カメラの回転角
を計算する（ステップＳ６）。

【００６０】マウス２３がマウス操作面から離床すると
（ステップＳ７）、ステップＳ４に戻って、上述と同様
のカメラの回転角の計算を繰り返し実行する。

【００６１】そして、算出されたカメラの回転角に基づ
いて、視点を移動して、ディスプレイ２３のスクリーン
に表示されている３次元シーンを更新する（ステップＳ
８）。その後、ステップＳ２に復帰して、再びマウス２
３がマウス操作面上に降下されたことに応答して、上述
と同様のナビゲーション処理を繰り返し実行する。

【００６２】他方、マウス操作面上でマウス２３に印加
されたマウス操作がマウス・ドラッグでない（ステップ
Ｓ３の分岐Ｎｏ）、すなわちマウスのボタン・クリック
であった場合には、マウス・ボタンをクリックした位置
に視点を移動して（ステップＳ９）、ディスプレイ２３
のスクリーンに表示されている３次元シーンを更新する
（ステップＳ８）。

【００６３】その後、ステップＳ２に復帰して、再びマ
ウス２３がマウス操作面上に降下されたことに応答して
上述と同様のナビゲーション処理を繰り返し実行する。

【００６４】図３〜図５には、マウス２３をマウス操作
面上で各方向に操作した場合における、３次元空間上に
おける視線が変化する様子を図解している。

【００６５】図３には、マウス２３をマウス操作面上で
横方向すなわちＸ軸方向に操作した場合のナビゲーショ
ン処理を図解している。

【００６６】図３（ａ）に示すように、マウス２３を右
横すなわちＸ軸の正方向にドラッグ操作する。Ｘ軸方向
に沿った直線的な移動量は極座標系の角度θに変換され
るので（前述）、３次元シーン上の視線は、注目すべき
オブジェクトまでの距離を一定に保ったまま、オブジェ
クトの回りを回転する。

【００６７】図３（ｂ）には、３次元シーンを真上から
見下ろした様子を描写している。図３（ｂ）において、
点Ａ，Ｂ，Ｃの各々で示されるカメラ位置は、図３
（ａ）においてマウス２３をドラッグした位置ａ，ｂ，
ｃにそれぞれ相当するものと理解されたい。

【００６８】図３に示すようなオブジェクトのナビゲー
ション処理により、注目すべきオブジェクトの背後に容
易に回り込むことができ、オブジェクトの編集処理や３
次元空間上の探索などの作業が楽になる。

【００６９】また、図４には、マウス２３をマウス操作
面上で縦方向すなわちＹ軸方向に操作した場合のナビゲ
ーション処理を図解している。

【００７０】図４（ａ）に示すように、マウス２３を前
方すなわちＹ軸の正方向にドラッグ操作する。Ｙ軸方向
に沿った移動量は極座標系の長さｒに変換されるので
（前述）、３次元シーン上の視線は、注目すべきオブジ
ェクトに対する角度を一定に保ったまま、オブジェクト
に対してズームアップしていく。

【００７１】図４（ｂ）には、３次元シーンを真上から
見下ろした様子を描写している。図４（ｂ）において、
点Ａ，Ｂ，Ｃの各々で示されるカメラ位置は、図４
（ａ）においてマウス２３をドラッグした位置ａ，ｂ，
ｃにそれぞれ相当するものと理解されたい。

【００７２】図４に示すようなオブジェクトのナビゲー
ション処理により、注目すべきオブジェクトを常に視野
に入れながら３次元空間を移動することができ、オブジ
ェクトの編集処理や３次元空間上の探索などの作業が楽
になる。

【００７３】また、図５には、マウス２３をマウス操作
面上で右斜め前方方向すなわちＹ軸方向に操作した場合
のナビゲーション処理を図解している。

【００７４】図５（ａ）に示すように、マウス２３を右
斜め前方にドラッグ操作した場合、ＸＹの各軸方向に正
の移動量が発生する。Ｘ軸の移動量は極座標系の角度θ
に変換されるとともに、Ｙ軸の移動量は極座標系の長さ
ｒに変換されるので（前述）、３次元シーン上の視点は
螺旋を描きながら注目すべきオブジェクトに接近してい
く。このようなドラッグ操作の間、ディスプレイ２１画
面の表示すなわち視線は常に注目すべきオブジェクトの
方向を向くことになる。

【００７５】図５（ｂ）には、３次元シーンを真上から
見下ろした様子を描写している。図５（ｂ）において、
点Ａ，Ｂ，Ｃの各々で示されるカメラ位置は、図５
（ａ）においてマウス２３をドラッグした位置ａ，ｂ，
ｃにそれぞれ相当するものと理解されたい。

【００７６】図５に示すようなオブジェクトのナビゲー
ション処理により、注目すべきオブジェクトを常に視野
に入れながら３次元空間を移動するとともに、注目すべ
きオブジェクトの背後に容易に回り込むことができるの
で、オブジェクトの編集処理や３次元空間上の探索など
の作業が楽になる。

【００７７】［追補］以上、特定の実施例を参照しなが
ら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や
代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示とい
う形態で本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈
されるべきではない。本発明の要旨を判断するために
は、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきで
ある。

【００７８】

【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
３次元的に表現されたデジタル空間上をマウスなどの座
標指示装置を介したユーザ入力に従って探索することが
できる、優れたナビゲーション・システム及びナビゲー
ション方法を提供することができる。

【００７９】また、本発明によれば、コンピュータライ
ズされた３次元空間上のオブジェクトをマウスなどの座
標指示装置を介したユーザ入力に従って探索することが
できる、優れたナビゲーション・システム及びナビゲー
ション方法を提供することができる。

【００８０】また、本発明によれば、コンピュータライ
ズされた３次元空間上で注目すべきオブジェクトを常に
視線に入れながら移動することができる、優れたナビゲ
ーション・システム及びナビゲーション方法を提供する
ことができる。

【００８１】また、本発明によれば、コンピュータライ
ズされた３次元空間上で注目すべきオブジェクトの背後
に回る込むように視線を移動することができる、優れた
ナビゲーション・システム及びナビゲーション方法を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係るナビゲーション・システム１０
のハードウェア構成を模式的に示した図である。

【図２】本実施例に係るナビゲーション処理の手順を示
したフローチャートである。

【図３】マウス２３をマウス操作面上で横方向すなわち
Ｘ軸方向に操作した場合に３次元空間上における視線が
変化する様子を示した図である。

【図４】マウス２３をマウス操作面上で縦方向すなわち
Ｙ軸方向に操作した場合に３次元空間上における視線が
変化する様子を示した図である。

【図５】マウス２３をマウス操作面上で右斜め前方方向
に操作した場合に３次元空間上における視線が変化する
様子を示した図である。

【図６】従来型のマウス操作による視線ナビゲーション
を示した図である。

【符号の説明】

１０…ナビゲーション・システム １１…ＣＰＵ １２…メモリ １３…ディスプレイ・コントローラ １４…入力機器インターフェース １５…ネットワーク・インターフェース １６…外部機器インターフェース １７…バス ２１…ディスプレイ ２２…キーボード ２３…マウス ２４…ＨＤＤ ２５…メディア・ドライブ

フロントページの続き (72)発明者 暦本 純一 東京都品川区東五反田３丁目14番13号 株 式会社ソニーコンピュータサイエンス研究 所内 Ｆターム(参考） 5B050 BA08 BA09 CA07 EA12 EA27 FA02 FA09 5B087 AA09 BB21 DD03 DE00 DJ03 5E501 AC03 BA05 CA03 CB09 EA05 EA08 FA14 FA27 FB22 FB42

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】３次元空間上でオブジェクトを探索するナ
   ビゲーション・システムであって、 ＸＹ各方向の移動量を入力する座標指示手段と、 前記座標指示手段を介したＸ方向移動量を極座標系の角
   度θに変換するとともに、Ｙ方向移動量を極座標系の長
   さｒに変換する座標変換手段と、 極座標系の角度θ及び長さｒの変化量に従って３次元空
   間における視線を移動する視線変更手段と、を具備する
   ことを特徴とするナビゲーション・システム。
2. 【請求項２】さらに、視線方向から眺めた３次元空間を
   画面表示する表示手段を備え、 該表示手段は前記視線変更手段による視線の移動に応じ
   て表示画面を更新することを特徴とする請求項１に記載
   のナビゲーション・システム。
3. 【請求項３】前記座標指示手段はマウスであり、 マウスのボタン操作が印加された位置に視点を設定する
   視点設定手段をさらに備えることを特徴とする請求項１
   に記載のナビゲーション・システム。
4. 【請求項４】ＸＹ各軸方向の移動量を入力する座標指示
   装置を介して３次元空間上でオブジェクトを探索するナ
   ビゲーション・システムであって、 前記座標指示装置によるＸ軸方向の移動量に従って算出
   された角度θだけ視線をオブジェクトに向けたまま回転
   させる手段を備えることを特徴とするナビゲーション・
   システム。
5. 【請求項５】ＸＹ各軸方向の移動量を入力する座標指示
   装置を介して３次元空間上でオブジェクトを探索するナ
   ビゲーション・システムであって、 前記座標指示装置によるＹ軸方向の移動量に従って算出
   された長さｒだけオブジェクトと視点間の距離を変更す
   る手段を備えることを特徴とするナビゲーション・シス
   テム。
6. 【請求項６】３次元空間上でオブジェクトを探索するナ
   ビゲーション方法であって、 ＸＹ各方向の移動量を入力する座標指示ステップと、 前記座標指示ステップを介したＸ方向移動量を極座標系
   の角度θに変換するとともに、Ｙ方向移動量を極座標系
   の長さｒに変換する座標変換ステップと、 極座標系の角度θ及び長さｒの変化量に従って３次元空
   間における視線を移動する視線変更ステップと、を具備
   することを特徴とするナビゲーション方法。
7. 【請求項７】さらに、視線方向から眺めた３次元空間を
   画面表示する表示ステップを備え、 該表示ステップでは前記視線変更ステップによる視線の
   移動に応じて表示画面を更新することを特徴とする請求
   項６に記載のナビゲーション方法。
8. 【請求項８】前記座標指示ステップではマウスを使用
   し、 マウスのボタン操作が印加された位置に視点を設定する
   視点設定ステップをさらに備えることを特徴とする請求
   項６に記載のナビゲーション方法。
9. 【請求項９】ＸＹ各軸方向の移動量を入力する座標指示
   装置を介して３次元空間上でオブジェクトを探索するナ
   ビゲーション方法であって、 前記座標指示装置によるＸ軸方向の移動量に従って算出
   された角度θだけ視線をオブジェクトに向けたまま回転
   させるステップを備えることを特徴とするナビゲーショ
   ン方法。
10. 【請求項１０】ＸＹ各軸方向の移動量を入力する座標指
    示装置を介して３次元空間上でオブジェクトを探索する
    ナビゲーション方法であって、 前記座標指示装置によるＹ軸方向の移動量に従って算出
    された長さｒだけオブジェクトと視点間の距離を変更す
    るステップを備えることを特徴とするナビゲーション方
    法。
11. 【請求項１１】３次元空間上でオブジェクトを探索する
    ナビゲーション処理をコンピュータ・システム上で実行
    するように記述されたコンピュータ・ソフトウェアをコ
    ンピュータ可読形式で物理的に格納した記憶媒体であっ
    て、前記コンピュータ・ソフトウェアは、 ＸＹ各方向の移動量を入力する座標指示ステップと、 前記座標指示ステップを介したＸ方向移動量を極座標系
    の角度θに変換するとともに、Ｙ方向移動量を極座標系
    の長さｒに変換する座標変換ステップと、 極座標系の角度θ及び長さｒの変化量に従って３次元空
    間における視線を移動する視線変更ステップと、を具備
    することを特徴とする記憶媒体。
12. 【請求項１２】前記コンピュータ・ソフトウェアは視線
    方向から眺めた３次元空間を画面表示する表示ステップ
    をさらに備え、 該表示ステップでは前記視線変更ステップによる視線の
    移動に応じて表示画面を更新することを特徴とする請求
    項１１に記載の記憶媒体。