JP2002123840A - 臨場感型仮想現実提供処理方法および装置 - Google Patents
臨場感型仮想現実提供処理方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、空間を意識させることの可能な立
体映像と、力覚提示を行うフォースフィードバックとを
用いて、臨場感の高い仮想世界を体験者に提供すること
を目的としている。 【解決手段】 立体視による仮想環境とフォースフィー
ドバックを用いており、体験者の動きデータを計測し、
視点を検出し、体験者のアバタの動きを決定して動き可
能に表示させ、フォースフィードバック処理によって仮
想物体の動きをもとに体験者が持つ操作インタフェース
に力覚提示を行う。
体映像と、力覚提示を行うフォースフィードバックとを
用いて、臨場感の高い仮想世界を体験者に提供すること
を目的としている。 【解決手段】 立体視による仮想環境とフォースフィー
ドバックを用いており、体験者の動きデータを計測し、
視点を検出し、体験者のアバタの動きを決定して動き可
能に表示させ、フォースフィードバック処理によって仮
想物体の動きをもとに体験者が持つ操作インタフェース
に力覚提示を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、立体視を用いた没
入型仮想環境およびフォースフィードバックを用いて体
験者に臨場感の高い仮想現実体験を提供する臨場感型仮
想現実提供処理方法、臨場感型仮想現実提供処理装置に
関するものである。
入型仮想環境およびフォースフィードバックを用いて体
験者に臨場感の高い仮想現実体験を提供する臨場感型仮
想現実提供処理方法、臨場感型仮想現実提供処理装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、コンピュータグラフィクスで作成
した仮想空間を画面表示して、架空の世界を体験させる
技術が提案されている。例えば、これをゴルフゲームに
適用した例として、Microsoft の「Links LS (http://w
ww.microsoft.com/games/links2000/)」がある。しかし
ながら、この例に代表される従来の手法は仮想空間を二
次元の画面に表示するものであり、ユーザはあくまで仮
想空間を平面的なものとして認識せざるを得ない。
した仮想空間を画面表示して、架空の世界を体験させる
技術が提案されている。例えば、これをゴルフゲームに
適用した例として、Microsoft の「Links LS (http://w
ww.microsoft.com/games/links2000/)」がある。しかし
ながら、この例に代表される従来の手法は仮想空間を二
次元の画面に表示するものであり、ユーザはあくまで仮
想空間を平面的なものとして認識せざるを得ない。
【０００３】また、立体的な仮想空間を体験させる技術
としてイリノイ大学で開発されたＣＡＶＥシステム(htt
p://www.evl.uic.edu/EVL/VR/systems.shtml) に代表さ
れる没入型の立体映像表示技術がある。この技術では、
ユーザが立体視用の特殊眼鏡を装着することによって立
体的な仮想空間を体験することができる。
としてイリノイ大学で開発されたＣＡＶＥシステム(htt
p://www.evl.uic.edu/EVL/VR/systems.shtml) に代表さ
れる没入型の立体映像表示技術がある。この技術では、
ユーザが立体視用の特殊眼鏡を装着することによって立
体的な仮想空間を体験することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
手法はあくまで映像として提示される架空の世界を見て
いるにすぎない。そのため、ユーザ自らの身体を動かし
て仮想空間内の物体に操作を施し、その操作により物体
があたかも現実世界で動いているかのように動いたり、
あるいは、ユーザ自身の身体に実際に力覚が提示される
といった本当の現実世界のような臨場感の高い仮想空間
を体験することはできないという問題点があった。
手法はあくまで映像として提示される架空の世界を見て
いるにすぎない。そのため、ユーザ自らの身体を動かし
て仮想空間内の物体に操作を施し、その操作により物体
があたかも現実世界で動いているかのように動いたり、
あるいは、ユーザ自身の身体に実際に力覚が提示される
といった本当の現実世界のような臨場感の高い仮想空間
を体験することはできないという問題点があった。
【０００５】本発明は、上述の問題点を解決すべくなさ
れたものであり、その目的は、空間を意識させることの
可能な立体映像と、力覚提示を行うフォースフィードバ
ックとを用いて、臨場感の高い仮想世界を体験者に提供
することにある。
れたものであり、その目的は、空間を意識させることの
可能な立体映像と、力覚提示を行うフォースフィードバ
ックとを用いて、臨場感の高い仮想世界を体験者に提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の臨場感型仮想現
実提供処理方法は、体験者の動きデータとして、体験者
が持つ操作インタフェースと立体視用眼鏡との３次元位
置を計測する位置計測処理（ステップ１）と、前記位置
計測処理によって計測された眼鏡の３次元位置データに
基づいて体験者の目の３次元位置を検出する視点検出処
理（ステップ２）と、あらかじめデータベースに記憶し
ておいた人物動きデータを、仮想空間において体験者の
分身となる仮想人物を立体表示するために必要な人物モ
デルのデータに適用して、前記仮想人物の立体映像デー
タを生成する人物データ生成処理（ステップ３）と、前
記位置計測処理によって計測された操作インタフェース
の３次元位置データに基づいて前記仮想空間における仮
想物体の動きを決定する物理シミュレーション処理（ス
テップ４）と、前記仮想空間を立体表示するために必要
な空間モデルのデータ、および前記位置計測処理によっ
て計測された操作インタフェースの３次元位置データ、
および前記物理シミュレーション処理によって決定され
た仮想物体の動きデータ、を用いて前記仮想空間の立体
映像データを生成する仮想空間データ生成処理（ステッ
プ５）と、前記仮想人物の立体映像データ、および前記
仮想空間の立体映像データ、をもとに仮想空間の立体映
像を表示し、前記視点検出処理によって検出された体験
者の目の位置に応じて前記仮想空間の表示を変化させる
映像表示処理（ステップ６）と、前記物理シミュレーシ
ョン処理によって決定された前記仮想物体の動きをもと
に体験者が持つ操作インタフェースに力覚提示を行うフ
ォースフィードバック処理（ステップ７）と、を有する
ものである。そして更に、前記映像表示処理によって表
示される映像データを、前記体験者に提示する代わり
に、ネットワーク上に存在する別の体験者に提示するた
めに通信路へ送信する送信処理（ステップ８）と、ネッ
トワーク上に存在する別の体験者から送られてくる映像
データを通信路から受信する受信処理（ステップ９）と
を有するものである。このように、立体映像として仮想
空間を表示すると同時に、体験者が仮想空間に対して何
らかの操作を行った結果を力覚によりフォースフィード
バックするので、体験者は臨場感の高い仮想世界を体験
することができる。また、通信機能により別の体験者と
仮想空間を共有することができるので、さらに臨場感を
高めることも可能となる。
実提供処理方法は、体験者の動きデータとして、体験者
が持つ操作インタフェースと立体視用眼鏡との３次元位
置を計測する位置計測処理（ステップ１）と、前記位置
計測処理によって計測された眼鏡の３次元位置データに
基づいて体験者の目の３次元位置を検出する視点検出処
理（ステップ２）と、あらかじめデータベースに記憶し
ておいた人物動きデータを、仮想空間において体験者の
分身となる仮想人物を立体表示するために必要な人物モ
デルのデータに適用して、前記仮想人物の立体映像デー
タを生成する人物データ生成処理（ステップ３）と、前
記位置計測処理によって計測された操作インタフェース
の３次元位置データに基づいて前記仮想空間における仮
想物体の動きを決定する物理シミュレーション処理（ス
テップ４）と、前記仮想空間を立体表示するために必要
な空間モデルのデータ、および前記位置計測処理によっ
て計測された操作インタフェースの３次元位置データ、
および前記物理シミュレーション処理によって決定され
た仮想物体の動きデータ、を用いて前記仮想空間の立体
映像データを生成する仮想空間データ生成処理（ステッ
プ５）と、前記仮想人物の立体映像データ、および前記
仮想空間の立体映像データ、をもとに仮想空間の立体映
像を表示し、前記視点検出処理によって検出された体験
者の目の位置に応じて前記仮想空間の表示を変化させる
映像表示処理（ステップ６）と、前記物理シミュレーシ
ョン処理によって決定された前記仮想物体の動きをもと
に体験者が持つ操作インタフェースに力覚提示を行うフ
ォースフィードバック処理（ステップ７）と、を有する
ものである。そして更に、前記映像表示処理によって表
示される映像データを、前記体験者に提示する代わり
に、ネットワーク上に存在する別の体験者に提示するた
めに通信路へ送信する送信処理（ステップ８）と、ネッ
トワーク上に存在する別の体験者から送られてくる映像
データを通信路から受信する受信処理（ステップ９）と
を有するものである。このように、立体映像として仮想
空間を表示すると同時に、体験者が仮想空間に対して何
らかの操作を行った結果を力覚によりフォースフィード
バックするので、体験者は臨場感の高い仮想世界を体験
することができる。また、通信機能により別の体験者と
仮想空間を共有することができるので、さらに臨場感を
高めることも可能となる。
【０００７】また、本発明の臨場感型仮想現実提供処理
装置は、体験者の動きデータとして、体験者が待つ操作
インタフェース（１１１）と立体視用眼鏡（１０９）の
３次元位置を計測する位置計測手段（１０１）と、当該
位置計測手段（１０１）によって計測された眼鏡の３次
元位置データに基づいて体験者の目の３次元位置を検出
する視点検出手段（１０２）と、あらかじめ仮想人物の
動きデータを記憶してある人物動きデータベース（１０
３）と、前記仮想人物を立体表示するために必要な人物
モデルのデータ、および前記仮想空間を立体表示するた
めに必要な空間モデルのデータをあらかじめ記憶してい
る仮想オブジェクトデータベース（１０４）と、前記人
物動きデータベースに記憶しておいた人物動きデータ
を、仮想空間において体験者の分身となる仮想人物を立
体表示するために必要な人物モデルのデータに適用し
て、前記仮想人物の立体映像データを生成する人物デー
タ生成手段（１０５）と、前記位置計測手段（１０１）
によって計測された操作インタフェースの３次元位置デ
ータに基づいて前記仮想空間における仮想物体の動きを
決定する物理シミュレーション手段（１０６）と、前記
仮想空間を立体表示するために必要な空間モデルのデー
タ、および前記位置計測手段によって計測された操作イ
ンタフェースの３次元位置データ、および前記物理シミ
ュレーション手段（１０６）によって決定された仮想物
体の動きデータ、を用いて前記仮想空間の立体映像デー
タを生成する仮想空間データ生成手段（１０７）と、前
記仮想人物の立体映像データ、および前記仮想空間の立
体映像データ、をもとに仮想空間の立体映像を表示し、
前記視点検出手段（１０２）によって検出された体験者
の目の位置に応じて前記仮想空間の表示を変化させる映
像表示手段（１０８）と、前記物理シミュレーション手
段（１０６）によって決定された前記仮想物体の動きを
もとに体験者が持つ操作インタフェースに力覚提示を行
うフォースフィードバック手段（１１０）と、を有する
ものである。そして更に、前記映像表示手段（１０８）
によって表示される映像データを、前記体験者に提示す
る代わりに、ネットワーク上に存在する別の体験者に提
示するために通信路へ送信する送信手段（１１２）と、
ネットワーク上に存在する別の体験者から送られてくる
映像データを通信路から受信する受信手段（１１３）と
を有するものである。
装置は、体験者の動きデータとして、体験者が待つ操作
インタフェース（１１１）と立体視用眼鏡（１０９）の
３次元位置を計測する位置計測手段（１０１）と、当該
位置計測手段（１０１）によって計測された眼鏡の３次
元位置データに基づいて体験者の目の３次元位置を検出
する視点検出手段（１０２）と、あらかじめ仮想人物の
動きデータを記憶してある人物動きデータベース（１０
３）と、前記仮想人物を立体表示するために必要な人物
モデルのデータ、および前記仮想空間を立体表示するた
めに必要な空間モデルのデータをあらかじめ記憶してい
る仮想オブジェクトデータベース（１０４）と、前記人
物動きデータベースに記憶しておいた人物動きデータ
を、仮想空間において体験者の分身となる仮想人物を立
体表示するために必要な人物モデルのデータに適用し
て、前記仮想人物の立体映像データを生成する人物デー
タ生成手段（１０５）と、前記位置計測手段（１０１）
によって計測された操作インタフェースの３次元位置デ
ータに基づいて前記仮想空間における仮想物体の動きを
決定する物理シミュレーション手段（１０６）と、前記
仮想空間を立体表示するために必要な空間モデルのデー
タ、および前記位置計測手段によって計測された操作イ
ンタフェースの３次元位置データ、および前記物理シミ
ュレーション手段（１０６）によって決定された仮想物
体の動きデータ、を用いて前記仮想空間の立体映像デー
タを生成する仮想空間データ生成手段（１０７）と、前
記仮想人物の立体映像データ、および前記仮想空間の立
体映像データ、をもとに仮想空間の立体映像を表示し、
前記視点検出手段（１０２）によって検出された体験者
の目の位置に応じて前記仮想空間の表示を変化させる映
像表示手段（１０８）と、前記物理シミュレーション手
段（１０６）によって決定された前記仮想物体の動きを
もとに体験者が持つ操作インタフェースに力覚提示を行
うフォースフィードバック手段（１１０）と、を有する
ものである。そして更に、前記映像表示手段（１０８）
によって表示される映像データを、前記体験者に提示す
る代わりに、ネットワーク上に存在する別の体験者に提
示するために通信路へ送信する送信手段（１１２）と、
ネットワーク上に存在する別の体験者から送られてくる
映像データを通信路から受信する受信手段（１１３）と
を有するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明では、空間を意識させるこ
との可能な立体映像を用いて、例えばゴルフコースの背
景を立体的な仮想空間として、プレーヤーやキャディを
立体アバタとして、また、ゴルフボール、ゴルフクラブ
のヘッドをそれぞれ立体オブジェクトとして表示する。
との可能な立体映像を用いて、例えばゴルフコースの背
景を立体的な仮想空間として、プレーヤーやキャディを
立体アバタとして、また、ゴルフボール、ゴルフクラブ
のヘッドをそれぞれ立体オブジェクトとして表示する。
【０００９】これらは全て実物大の映像として表示され
る。プレーヤーはＣＡＶＥシステムの巨大スクリーンに
囲まれた空間内で立体視用眼鏡を装着し、へッドの無い
ゴルフクラブを持って、立体映像として表示される仮想
のゴルフボールおよび自分が持っているクラブの先端に
接続されるように表示されたクラブヘッドを見ながら実
際にゴルフのスイングを行う。
る。プレーヤーはＣＡＶＥシステムの巨大スクリーンに
囲まれた空間内で立体視用眼鏡を装着し、へッドの無い
ゴルフクラブを持って、立体映像として表示される仮想
のゴルフボールおよび自分が持っているクラブの先端に
接続されるように表示されたクラブヘッドを見ながら実
際にゴルフのスイングを行う。
【００１０】クラブヘッドのみを映像として表示するこ
とにより、実際にクラブを持ち替えなくてもウッドやア
イアンを仮想的に持ち替えることが可能となる。このゴ
ルフクラブには３次元位置計測用の６自由度磁気センサ
（光学式計測用マーカー等を用いてもよい）と、フォー
スフィードバック用の振動素子が内蔵されている。プレ
ーヤーがクラブを振ると磁気センサの位置が変化するの
で、これを計測することによってスイング時のクラブの
動きを計測することができる。
とにより、実際にクラブを持ち替えなくてもウッドやア
イアンを仮想的に持ち替えることが可能となる。このゴ
ルフクラブには３次元位置計測用の６自由度磁気センサ
（光学式計測用マーカー等を用いてもよい）と、フォー
スフィードバック用の振動素子が内蔵されている。プレ
ーヤーがクラブを振ると磁気センサの位置が変化するの
で、これを計測することによってスイング時のクラブの
動きを計測することができる。
【００１１】この動きデータを用いてボールの弾道を計
算し、その計算結果に応じて仮想空間内でボールが飛ん
でいくのを映像として表示する。風の強さや向き、フェ
アウェイ、ラフ等の位置によるボールの転がりやすさ、
ショット地点の芝の深さ、クラブ種類による飛距離の
差、地面の傾斜や芝目、といった情報をあらかじめデー
タベースに記憶しておいて、これらの情報も活用すれ
ば、現実世界のゴルフボールの動きを再現する物理シミ
ュレーションが可能となる。また、スイングが開始され
て仮想ゴルフボールの位置にクラブヘッドが来た瞬間
に、クラブに内蔵されている振動素子を素早くオン／オ
フすることによってボールを打った瞬間のインパクトを
再現する。振動素子による振動はゴルフクラブのグリッ
プ部分に伝わるので、プレーヤーにはボールを打った瞬
間のインパクトが伝わる。
算し、その計算結果に応じて仮想空間内でボールが飛ん
でいくのを映像として表示する。風の強さや向き、フェ
アウェイ、ラフ等の位置によるボールの転がりやすさ、
ショット地点の芝の深さ、クラブ種類による飛距離の
差、地面の傾斜や芝目、といった情報をあらかじめデー
タベースに記憶しておいて、これらの情報も活用すれ
ば、現実世界のゴルフボールの動きを再現する物理シミ
ュレーションが可能となる。また、スイングが開始され
て仮想ゴルフボールの位置にクラブヘッドが来た瞬間
に、クラブに内蔵されている振動素子を素早くオン／オ
フすることによってボールを打った瞬間のインパクトを
再現する。振動素子による振動はゴルフクラブのグリッ
プ部分に伝わるので、プレーヤーにはボールを打った瞬
間のインパクトが伝わる。
【００１２】更に、プレーヤーやキャディのアバタはあ
らかじめデータベースに記憶されている動きデータによ
って再生表示される。ネットワークを経由して２つのシ
ステムを接続する場合には、位置情報、動き情報を通信
することによりリモートシステムのプレーヤーとゴルフ
場の空間を共有することができる。
らかじめデータベースに記憶されている動きデータによ
って再生表示される。ネットワークを経由して２つのシ
ステムを接続する場合には、位置情報、動き情報を通信
することによりリモートシステムのプレーヤーとゴルフ
場の空間を共有することができる。
【００１３】以下、図面によって本発明の実施例を説明
する。図１は本発明の実施例を示す構成図である。
する。図１は本発明の実施例を示す構成図である。
【００１４】図１において、１０１は、体験者が持つ操
作インタフェースであるゴルフクラブと立体視用眼鏡の
３次元位置を計測する位置センサ等からなる位置計測手
段であり、体験者の動きデータを計測する。体験者の全
身の動きを計測する場合にはモーションキャプチャ等に
より体験者の身体に取り付けた複数のセンサ（マーカ）
を計測するようにしてもよい。いずれの場合も、計測方
式は磁気式に限定はされず、光学式、機械式、超音波式
等を用いてもよい。
作インタフェースであるゴルフクラブと立体視用眼鏡の
３次元位置を計測する位置センサ等からなる位置計測手
段であり、体験者の動きデータを計測する。体験者の全
身の動きを計測する場合にはモーションキャプチャ等に
より体験者の身体に取り付けた複数のセンサ（マーカ）
を計測するようにしてもよい。いずれの場合も、計測方
式は磁気式に限定はされず、光学式、機械式、超音波式
等を用いてもよい。
【００１５】１０２は、位置計測手段１０１によって計
測された動きデータに基づいて体験者の目の３次元位置
を検出する視点検出手段である。立体視用眼鏡１０９に
センサが内蔵されている場合には、そのセンサの位置を
そのまま視点位置として利用できるし、内蔵されていな
い場合には、他のセンサの相互位置関係から視点位置を
決定する。
測された動きデータに基づいて体験者の目の３次元位置
を検出する視点検出手段である。立体視用眼鏡１０９に
センサが内蔵されている場合には、そのセンサの位置を
そのまま視点位置として利用できるし、内蔵されていな
い場合には、他のセンサの相互位置関係から視点位置を
決定する。
【００１６】人物動きデータベース１０３は、仮想空間
内で体験者の分身となる仮想人物（以下、プレーヤーア
バタ）の動きデータ（プレーヤーアバタの動きを表す各
関節点の３次元座標値）をあらかじめ記憶している。プ
レーヤーアバタの動きデータは、あらかじめモーション
キャプチャを用いて時系列的に取り込んだ動きデータで
もよいし、例えば「ｂｖａ形式」「ｂｖｈ形式」等の既
に普及しているフォーマットのモーションデータでもよ
い。
内で体験者の分身となる仮想人物（以下、プレーヤーア
バタ）の動きデータ（プレーヤーアバタの動きを表す各
関節点の３次元座標値）をあらかじめ記憶している。プ
レーヤーアバタの動きデータは、あらかじめモーション
キャプチャを用いて時系列的に取り込んだ動きデータで
もよいし、例えば「ｂｖａ形式」「ｂｖｈ形式」等の既
に普及しているフォーマットのモーションデータでもよ
い。
【００１７】仮想オブジェクトデータベース１０４は、
（ｉ）３次元コンピュータグラフィックスとしてプレー
ヤーアバタを立体表示するために必要な人物モデルのデ
ータ、（ii）および仮想空間の背景と仮想空間内に存在
する物体である仮想オブジェクトと仮想空間内に存在す
るプレーヤーアバタ以外のアバタ（別のプレーヤーやキ
ャディ等）とから構築される仮想空間を立体表示するた
めに必要な空間モデルのデータをあらかじめ記憶してい
る。これらモデルのデータとしては、ポリゴンデータや
テクスチャマッピングに必要なテクスチャデータがあ
る。また、仮想オブジェクトデータベース１０４は、プ
レーヤーアバタの無動作静止状態の各関節点座標値をあ
らかじめ記憶している。
（ｉ）３次元コンピュータグラフィックスとしてプレー
ヤーアバタを立体表示するために必要な人物モデルのデ
ータ、（ii）および仮想空間の背景と仮想空間内に存在
する物体である仮想オブジェクトと仮想空間内に存在す
るプレーヤーアバタ以外のアバタ（別のプレーヤーやキ
ャディ等）とから構築される仮想空間を立体表示するた
めに必要な空間モデルのデータをあらかじめ記憶してい
る。これらモデルのデータとしては、ポリゴンデータや
テクスチャマッピングに必要なテクスチャデータがあ
る。また、仮想オブジェクトデータベース１０４は、プ
レーヤーアバタの無動作静止状態の各関節点座標値をあ
らかじめ記憶している。
【００１８】人物データ生成手段１０５は、位置計測手
段１０１によって計測された体験者の動きデータおよび
人物動きデータベース１０３に記憶されたプレーヤーア
バタの動きデータの各々を、仮想オブジェクトデータベ
ース１０４に記憶された人物モデルのデータに適用し
て、プレーヤーアバタの立体映像データを生成する。ゴ
ルフクラブに内蔵されたセンサの位置とあらかじめ得ら
れているゴルフクラブの長さから体験者の手首位置とを
求め、前記プレーヤーアバタの手首位置が体験者の手首
位置に合うように映像データを生成する。
段１０１によって計測された体験者の動きデータおよび
人物動きデータベース１０３に記憶されたプレーヤーア
バタの動きデータの各々を、仮想オブジェクトデータベ
ース１０４に記憶された人物モデルのデータに適用し
て、プレーヤーアバタの立体映像データを生成する。ゴ
ルフクラブに内蔵されたセンサの位置とあらかじめ得ら
れているゴルフクラブの長さから体験者の手首位置とを
求め、前記プレーヤーアバタの手首位置が体験者の手首
位置に合うように映像データを生成する。
【００１９】物理シミュレーション手段１０６は、位置
計測手段１０１によって計測された操作インタフェース
（ゴルフクラブ）の３次元位置データに基づいて仮想空
間における仮想ゴルフボールの動きを決定する。クラブ
の動きデータを用いてボールの弾道を計算し、その計算
結果に応じて仮想空間内でボールが飛んでいくのを映像
として表示する。風の強さや向き、フェアウェイ、ラフ
等の位置によるボールの転がりやすさ、ショット地点の
芝の深さ、クラブ種類による飛距離の差、地面の傾斜や
芝目、といった情報をあらかじめ仮想オブジェクトデー
タベース（他に専用の別データベースを用意してもよ
い）に記憶しておいて、これらの情報も活用することに
より、現実世界のゴルフボールの動きを再現する物理シ
ミュレーションが可能となる。
計測手段１０１によって計測された操作インタフェース
（ゴルフクラブ）の３次元位置データに基づいて仮想空
間における仮想ゴルフボールの動きを決定する。クラブ
の動きデータを用いてボールの弾道を計算し、その計算
結果に応じて仮想空間内でボールが飛んでいくのを映像
として表示する。風の強さや向き、フェアウェイ、ラフ
等の位置によるボールの転がりやすさ、ショット地点の
芝の深さ、クラブ種類による飛距離の差、地面の傾斜や
芝目、といった情報をあらかじめ仮想オブジェクトデー
タベース（他に専用の別データベースを用意してもよ
い）に記憶しておいて、これらの情報も活用することに
より、現実世界のゴルフボールの動きを再現する物理シ
ミュレーションが可能となる。
【００２０】シミュレーションの具体的内容は、適用す
る物理法則、パラメータによりさまざまな場合が考えら
れる。例えば、ボールの転がりやすさの例では、フェア
ウェイとラフとで地面のモデルデータに異なる摩擦係数
を表す属性を付与しておくことにより、転がり具合を調
節できる。
る物理法則、パラメータによりさまざまな場合が考えら
れる。例えば、ボールの転がりやすさの例では、フェア
ウェイとラフとで地面のモデルデータに異なる摩擦係数
を表す属性を付与しておくことにより、転がり具合を調
節できる。
【００２１】仮想空間データ生成手段１０７は、仮想オ
ブジェクトデータベース１０４に記憶されている空間モ
デルのデータ、および位置計測手段１０１によって計測
された操作インタフェースの３次元位置データ、および
物理シミュレーション手段１０６によって決定された仮
想ゴルフボールの動きデータ、を用いて仮想空間の立体
映像データを生成する。
ブジェクトデータベース１０４に記憶されている空間モ
デルのデータ、および位置計測手段１０１によって計測
された操作インタフェースの３次元位置データ、および
物理シミュレーション手段１０６によって決定された仮
想ゴルフボールの動きデータ、を用いて仮想空間の立体
映像データを生成する。
【００２２】映像表示手段１０８は、人物データ生成手
段１０５によって生成されたプレーヤーアバタの立体映
像データ、および仮想空間データ生成手段１０７によっ
て生成された仮想空間の立体映像データ、をもとに、視
点検出手段１０２によって検出された体験者の目の位置
に応じて仮想空間を表示する。
段１０５によって生成されたプレーヤーアバタの立体映
像データ、および仮想空間データ生成手段１０７によっ
て生成された仮想空間の立体映像データ、をもとに、視
点検出手段１０２によって検出された体験者の目の位置
に応じて仮想空間を表示する。
【００２３】ネットワーク上の複数のプレーヤーでプレ
イを行う場合には、体験者本人に映像を提示するだけで
なく、送信手段１１２を用いて通信路にデータを送り、
ネットワーク上に存在する別のプレーヤーにも提示を行
う。逆に、ネットワーク上の別のプレーヤーから通信路
を経由してデータが送られてきた場合には、受信手段１
１３を用いて、そのデータを受信し、映像表示手段１０
８で表示を行う。
イを行う場合には、体験者本人に映像を提示するだけで
なく、送信手段１１２を用いて通信路にデータを送り、
ネットワーク上に存在する別のプレーヤーにも提示を行
う。逆に、ネットワーク上の別のプレーヤーから通信路
を経由してデータが送られてきた場合には、受信手段１
１３を用いて、そのデータを受信し、映像表示手段１０
８で表示を行う。
【００２４】映像表示手段１０８は、立体視を用いた没
入型仮想環境を提供する装置であり、例えば前方のスク
リーンの他に上下左右にもスクリーンを配置して、体験
者を映像で囲むような構造になっている立体視装置と、
この立体視装置に立体映像データを与える制御手段とか
らなる。体験者は、立体視用眼鏡１０９を装着するた
め、あたかもその世界に入り込んでいるかのような高い
現実感を得ることができる。
入型仮想環境を提供する装置であり、例えば前方のスク
リーンの他に上下左右にもスクリーンを配置して、体験
者を映像で囲むような構造になっている立体視装置と、
この立体視装置に立体映像データを与える制御手段とか
らなる。体験者は、立体視用眼鏡１０９を装着するた
め、あたかもその世界に入り込んでいるかのような高い
現実感を得ることができる。
【００２５】また、映像表示手段１０８は、視点検出手
段１０２によって検出された体験者の目の位置に応じて
仮想空間の立体映像を変化させる。なお、人物データ生
成手段１０５、仮想空間データ生成手段１０７、映像表
示手段１０８については、例えば「増田千尋著、“３次
元ディスプレイ”、第３章〜第６章、産業図書」に記載
されている。
段１０２によって検出された体験者の目の位置に応じて
仮想空間の立体映像を変化させる。なお、人物データ生
成手段１０５、仮想空間データ生成手段１０７、映像表
示手段１０８については、例えば「増田千尋著、“３次
元ディスプレイ”、第３章〜第６章、産業図書」に記載
されている。
【００２６】フォースフィードバック手段１１０は、物
理シミュレーション手段１０６によって決定された、シ
ョットの瞬間の動きデータをもとに体験者が持つゴルフ
クラブ型操作インタフェース１１１に内蔵された振動素
子を駆動、瞬間的にオン／オフを行い、クラブのグリッ
プ部分に力覚提示を行う。
理シミュレーション手段１０６によって決定された、シ
ョットの瞬間の動きデータをもとに体験者が持つゴルフ
クラブ型操作インタフェース１１１に内蔵された振動素
子を駆動、瞬間的にオン／オフを行い、クラブのグリッ
プ部分に力覚提示を行う。
【００２７】以下、本実施の形態の臨場感型仮想現実提
供装置の動作を説明する。図２は図１の臨場感型仮想現
実提供装置の動作を示すフローチャート図である。
供装置の動作を説明する。図２は図１の臨場感型仮想現
実提供装置の動作を示すフローチャート図である。
【００２８】体験者はゴルフクラブ型の操作インタフェ
ースを手に持ち、立体視用眼鏡を装着し、没入型仮想環
境の内部に入ってゴルフスイングを行う。
ースを手に持ち、立体視用眼鏡を装着し、没入型仮想環
境の内部に入ってゴルフスイングを行う。
【００２９】位置計測手段１０１は、体験者のスイング
時の動きデータとして、体験者が持つ操作インタフェー
スと立体視用眼鏡の３次元位置を計測する（ステップＳ
１）。
時の動きデータとして、体験者が持つ操作インタフェー
スと立体視用眼鏡の３次元位置を計測する（ステップＳ
１）。
【００３０】視点検出手段１０２は、位置計測手段１０
１によって計測された眼鏡の３次元位置データに基づい
て体験者の目の３次元位置を検出する（ステップＳ
２）。
１によって計測された眼鏡の３次元位置データに基づい
て体験者の目の３次元位置を検出する（ステップＳ
２）。
【００３１】次いで、人物データ生成手段１０５は、人
物データ生成処理を行う（ステップＳ３）。まず、人物
データ生成手段１０５は、人物動きデータベース１０３
を参照してアバタの動きデータを読み込むと共に、仮想
オブジェクトデータベース１０４を参照して人物モデル
のデータを読み込む。続いて、人物データ生成手段１０
５は、位置計測手段１０１によって計測された体験者の
動きデータと人物動きデータベース１０３より読み込ん
だアバタの動きデータとから、プレーヤーアバタの手首
位置が体験者の手首位置に合うように位置の調整を行
い、仮想オブジェクトデータベース１０４から読み込ん
だ人物モデルのデータに適用して、プレーヤーアバタの
立体映像データを生成する。
物データ生成処理を行う（ステップＳ３）。まず、人物
データ生成手段１０５は、人物動きデータベース１０３
を参照してアバタの動きデータを読み込むと共に、仮想
オブジェクトデータベース１０４を参照して人物モデル
のデータを読み込む。続いて、人物データ生成手段１０
５は、位置計測手段１０１によって計測された体験者の
動きデータと人物動きデータベース１０３より読み込ん
だアバタの動きデータとから、プレーヤーアバタの手首
位置が体験者の手首位置に合うように位置の調整を行
い、仮想オブジェクトデータベース１０４から読み込ん
だ人物モデルのデータに適用して、プレーヤーアバタの
立体映像データを生成する。
【００３２】次に、物理シミュレーション手段１０６
は、位置計測手段１０１によって計測された操作インタ
フェースの３次元位置データを用いて、体験者がゴルフ
クラブを振ったときのクラブの軌跡やスイング速度を求
め、仮想ゴルフボールに当たる瞬間の力の大きさと方向
を計算する（ステップＳ４）。この計算結果を基に仮想
ゴルフボールが飛んでいく弾道を決定し、その弾道に応
じて変化する仮想空間の立体映像データを生成する。仮
想ゴルフボールが飛ぶ、転がる、跳ね返る等の場合にお
けるボールの動きは、あらかじめ風の強さや向き、フェ
アウェイ、ラフ等の位置によるボールの転がりやすさ、
ショット地点の芝の深さ、クラブ種類による飛距離の
差、地面の傾斜や芝目、といった情報をあらかじめ仮想
オブジェクトデータベース１０４（他に専用の別データ
ベースを用意してもよい）に記憶しておいて、これらの
情報も活用する。活用の方法（計算方法）は物理学の力
学計算に準ずる方法等を用いることができる。
は、位置計測手段１０１によって計測された操作インタ
フェースの３次元位置データを用いて、体験者がゴルフ
クラブを振ったときのクラブの軌跡やスイング速度を求
め、仮想ゴルフボールに当たる瞬間の力の大きさと方向
を計算する（ステップＳ４）。この計算結果を基に仮想
ゴルフボールが飛んでいく弾道を決定し、その弾道に応
じて変化する仮想空間の立体映像データを生成する。仮
想ゴルフボールが飛ぶ、転がる、跳ね返る等の場合にお
けるボールの動きは、あらかじめ風の強さや向き、フェ
アウェイ、ラフ等の位置によるボールの転がりやすさ、
ショット地点の芝の深さ、クラブ種類による飛距離の
差、地面の傾斜や芝目、といった情報をあらかじめ仮想
オブジェクトデータベース１０４（他に専用の別データ
ベースを用意してもよい）に記憶しておいて、これらの
情報も活用する。活用の方法（計算方法）は物理学の力
学計算に準ずる方法等を用いることができる。
【００３３】次に、仮想空間データ生成手段１０７は、
仮想空間データ生成処理を行う（ステップＳ５）。すな
わち、仮想空間データ生成手段１０７は、仮想オブジェ
クトデータベース１０４を参照して空間モデルのデータ
を読み込み、この空間モデルのデータから仮想空間の立
体映像データを生成する。その際、位置計測手段１０１
から得られる操作インタフェースの３次元位置データ、
および物理シミュレーション手段１０６から得られる仮
想物体の動きデータも用い、体験者のゴルフスイングに
応じた仮想空間変化を実現する。なお、人物データ生成
手段１０５および仮想空間データ生成手段１０７は、立
体映像データを生成する際、立体視用に両眼の視差を考
慮し、右目用、左目用の映像データをそれぞれ生成す
る。
仮想空間データ生成処理を行う（ステップＳ５）。すな
わち、仮想空間データ生成手段１０７は、仮想オブジェ
クトデータベース１０４を参照して空間モデルのデータ
を読み込み、この空間モデルのデータから仮想空間の立
体映像データを生成する。その際、位置計測手段１０１
から得られる操作インタフェースの３次元位置データ、
および物理シミュレーション手段１０６から得られる仮
想物体の動きデータも用い、体験者のゴルフスイングに
応じた仮想空間変化を実現する。なお、人物データ生成
手段１０５および仮想空間データ生成手段１０７は、立
体映像データを生成する際、立体視用に両眼の視差を考
慮し、右目用、左目用の映像データをそれぞれ生成す
る。
【００３４】映像表示手段１０８は、人物データ生成手
段１０５によって生成されたアバタの立体映像データ、
および仮想空間データ生成手段１０７によって生成され
た仮想オブジェクトの立体映像データをもとに仮想空間
の立体映像を表示する（ステップＳ６）。ただし、視点
検出手段１０２によって検出された体験者の目の位置に
応じて表示を行う。
段１０５によって生成されたアバタの立体映像データ、
および仮想空間データ生成手段１０７によって生成され
た仮想オブジェクトの立体映像データをもとに仮想空間
の立体映像を表示する（ステップＳ６）。ただし、視点
検出手段１０２によって検出された体験者の目の位置に
応じて表示を行う。
【００３５】ネットワーク上に存在する別の体験者と対
戦プレイを行う場合は、表示される映像データを送信手
段１１２に用いて通信路に送信し（ステップＳ８）、ネ
ットワーク上に存在する別の体験者から送られてくる映
像データを受信手段１１３を用いて通信路から受信し
（ステップＳ９）、これを映像表示手段１０８で表示す
る。
戦プレイを行う場合は、表示される映像データを送信手
段１１２に用いて通信路に送信し（ステップＳ８）、ネ
ットワーク上に存在する別の体験者から送られてくる映
像データを受信手段１１３を用いて通信路から受信し
（ステップＳ９）、これを映像表示手段１０８で表示す
る。
【００３６】以上のようなステップＳ１〜Ｓ９の動作を
一定時間ごとに繰り返すことにより体験者のスイングに
よって変化する仮想空間の立体表示が可能となる。
一定時間ごとに繰り返すことにより体験者のスイングに
よって変化する仮想空間の立体表示が可能となる。
【００３７】また、フォースフィードバック手段１１０
は、物理シミュレーション手段１０６によって決定され
たゴルフクラブの動き情報をもとに制御される仮想ゴル
フクラブヘッドが仮想ゴルフボールの位置にくる瞬間
に、体験者が持つ操作インタフェースであるゴルフクラ
ブのグリップ部分に振動のオン／オフにより力覚提示を
行う（ステップＳ７）。力覚提示の方法は振動による方
法に限定されるものではなく、例えば、微弱電流を流
す、操作インタフェースの先端に風を当てる、等といっ
た他の方法を用いてもよい。
は、物理シミュレーション手段１０６によって決定され
たゴルフクラブの動き情報をもとに制御される仮想ゴル
フクラブヘッドが仮想ゴルフボールの位置にくる瞬間
に、体験者が持つ操作インタフェースであるゴルフクラ
ブのグリップ部分に振動のオン／オフにより力覚提示を
行う（ステップＳ７）。力覚提示の方法は振動による方
法に限定されるものではなく、例えば、微弱電流を流
す、操作インタフェースの先端に風を当てる、等といっ
た他の方法を用いてもよい。
【００３８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、立体映
像として仮想空間を表示すると同時に、体験者が仮想空
間に対して何らかの操作を行った結果を力覚によりフォ
ースフィードバックするので、体験者は臨場感の高い仮
想世界を体験することができる。また、通信機能により
別の体験者と仮想空間を共有することができるので、さ
らに臨場感を高めることも可能となる。ゴルフを例にす
れば、わざわざ本物のゴルフ場に出かけて行かなくて
も、あたかも本物のゴルフ場にいるかのようなリアルな
ゴルフ場でプレイができ、しかも、ゴルフのスイングを
行ったときに、手に持ったゴルフクラブにボールを打っ
た瞬間のインパクトが提示され、そして、ボールは立体
映像として表示される仮想ボールであるので本物のゴル
フ場のような広大な空間は必要とせず、さらには、ネッ
トワーク対戦プレイが可能であるため、対戦者の立体映
像を見ながら実際にゴルフコースを一緒にまわっている
感覚を体験できる。
像として仮想空間を表示すると同時に、体験者が仮想空
間に対して何らかの操作を行った結果を力覚によりフォ
ースフィードバックするので、体験者は臨場感の高い仮
想世界を体験することができる。また、通信機能により
別の体験者と仮想空間を共有することができるので、さ
らに臨場感を高めることも可能となる。ゴルフを例にす
れば、わざわざ本物のゴルフ場に出かけて行かなくて
も、あたかも本物のゴルフ場にいるかのようなリアルな
ゴルフ場でプレイができ、しかも、ゴルフのスイングを
行ったときに、手に持ったゴルフクラブにボールを打っ
た瞬間のインパクトが提示され、そして、ボールは立体
映像として表示される仮想ボールであるので本物のゴル
フ場のような広大な空間は必要とせず、さらには、ネッ
トワーク対戦プレイが可能であるため、対戦者の立体映
像を見ながら実際にゴルフコースを一緒にまわっている
感覚を体験できる。
【図１】本発明の実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の処理ステップを示すフローチャート図
である。
である。
１０１：位置計測手段 １０２：視点検出手段 １０３：人物動きデータベース １０４：仮想オブジェクトデータベース １０５：人物データ生成手段 １０６：物理シミュレーション手段 １０７：仮想空間データ生成手段 １０８：映像表示手段 １０９：立体視用眼鏡 １１０：フォースフィードバック手段 １１１：操作インタフェース １１２：送信手段 １１３：受信手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｆ 3/033 ３１０ Ｇ０６Ｆ 3/033 ３１０Ｙ Ｆターム(参考） 5B050 AA08 BA07 BA08 BA09 BA11 BA12 CA07 EA07 EA24 EA27 FA06 FA08 5B087 AA00 AB12 AE00 BC05 BC12 BC13 BC26 BC32 DD03 DD11 DE03 5E501 AA30 BA15 CA03 CC20 FA27 FA36 FA50
Claims (4)
- 【請求項１】 立体視を用いた没入型仮想環境およびフ
ォースフィードバックを用いて体験者に臨場感の高い仮
想現実体験を提供する臨場感型仮想現実提供処理方法で
あって、 体験者の動きデータとして、体験者が持つ操作インタフ
ェースと立体視用眼鏡との３次元位置を計測する位置計
測処理と、 前記位置計測処理によって計測された眼鏡の３次元位置
データに基づいて体験者の目の３次元位置を検出する視
点検出処理と、 あらかじめデータベースに記憶しておいた人物動きデー
タを、仮想空間において体験者の分身となる仮想人物を
立体表示するために必要な人物モデルのデータに適用し
て、前記仮想人物の立体映像データを生成する人物デー
タ生成処理と、 前記位置計測処理によって計測された操作インタフェー
スの３次元位置データに基づいて前記仮想空間における
仮想物体の動きを決定する物理シミュレーション処理
と、 前記仮想空間を立体表示するために必要な空間モデルの
データ、および前記位置計測処理によって計測された操
作インタフェースの３次元位置データ、および前記物理
シミュレーション処理によって決定された仮想物体の動
きデータ、を用いて前記仮想空間の立体映像データを生
成する仮想空間データ生成処理と、 前記仮想人物の立体映像データ、および前記仮想空間の
立体映像データ、をもとに仮想空間の立体映像を表示
し、前記視点検出処理によって検出された体験者の目の
位置に応じて前記仮想空間の表示を変化させる映像表示
処理と、 前記物理シミュレーション処理によって決定された前記
仮想物体の動きをもとに体験者が持つ操作インタフェー
スに力覚提示を行うフォースフィードバック処理と、を
有することを特徴とする臨場感型仮想現実提供処理方
法。 - 【請求項２】 前記映像表示処理によって表示される映
像データを、前記体験者に提示する代わりに、ネットワ
ーク上に存在する別の体験者に提示するために通信路へ
送信する送信処理と、 ネットワーク上に存在する別の体験者から送られてくる
映像データを通信路から受信する受信処理、とを有する
ことを特徴とする請求項１記載の臨場感型仮想現実提供
処理方法。 - 【請求項３】 立体視を用いた没入型仮想環境およびフ
ォースフィードバックを用いて体験者に臨場感の高い仮
想現実体験を提供する臨場感型仮想現実提供処理装置で
あって、 体験者の動きデータとして、体験者が持つ操作インタフ
ェースと立体視用眼鏡との３次元位置を計測する位置計
測手段と、 前記位置計測手段によって計測された眼鏡の３次元位置
データに基づいて体験者の目の３次元位置を検出する視
点検出手段と、 あらかじめデータベースに記憶しておいた人物動きデー
タを、仮想空間において体験者の分身となる仮想人物を
立体表示するために必要な人物モデルのデータに適用し
て、前記仮想人物の立体映像データを生成する人物デー
タ生成手段と、 前記位置計測手段によって計測された操作インタフェー
スの３次元位置データに基づいて前記仮想空間における
仮想物体の動きを決定する物理シミュレーション手段
と、 前記仮想空間を立体表示するために必要な空間モデルの
データ、および前記位置計測手段によって計測された操
作インタフェースの３次元位置データ、および前記物理
シミュレーション手段によって決定された仮想物体の動
きデータ、を用いて前記仮想空間の立体映像データを生
成する仮想空間データ生成手段と、 前記仮想人物の立体映像データ、および前記仮想空間の
立体映像データ、をもとに仮想空間の立体映像を表示
し、前記視点検出手段によって検出された体験者の目の
位置に応じて前記仮想空間の表示を変化させる映像表示
手段と、 前記物理シミュレーション手段によって決定された前記
仮想物体の動きをもとに体験者が持つ操作インタフェー
スに力覚提示を行うフォースフィードバック手段と、を
有することを特徴とする臨場感型仮想現実提供処理装
置。 - 【請求項４】 前記映像表示手段によって表示される映
像データを、前記体験者に提示する代わりに、ネットワ
ーク上に存在する別の体験者に提示するために通信路へ
送信する送信手段と、 ネットワーク上に存在する別の体験者から送られてくる
映像データを通信路から受信する受信手段、とを有する
ことを特徴とする請求項３記載の臨場感型仮想現実提供
処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000316298A JP2002123840A (ja) | 2000-10-17 | 2000-10-17 | 臨場感型仮想現実提供処理方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000316298A JP2002123840A (ja) | 2000-10-17 | 2000-10-17 | 臨場感型仮想現実提供処理方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002123840A true JP2002123840A (ja) | 2002-04-26 |
Family
ID=18795270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000316298A Pending JP2002123840A (ja) | 2000-10-17 | 2000-10-17 | 臨場感型仮想現実提供処理方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002123840A (ja) |
Cited By (14)
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| KR101147873B1 (ko) | 2010-06-24 | 2012-05-24 | 박영기 | 얼굴 인식을 이용한 스크린 골프 시스템 및 그 제어 방법 |
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| US9275608B2 (en) | 2011-06-28 | 2016-03-01 | Kyocera Corporation | Display device |
| KR101624595B1 (ko) | 2014-12-19 | 2016-05-26 | 아이디어링크 주식회사 | 골프 스윙 모니터링 시스템과 그에 연동되는 골프 클럽 |
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| CN111652874A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-09-11 | 崧智智能科技(深圳)有限公司 | 止通规测量方法、装置、终端和计算机可读存储介质 |
-
2000
- 2000-10-17 JP JP2000316298A patent/JP2002123840A/ja active Pending
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