JP2003141573A - Immersive display device and method - Google Patents

Immersive display device and method

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JP2003141573A
JP2003141573A JP2001332125A JP2001332125A JP2003141573A JP 2003141573 A JP2003141573 A JP 2003141573A JP 2001332125 A JP2001332125 A JP 2001332125A JP 2001332125 A JP2001332125 A JP 2001332125A JP 2003141573 A JP2003141573 A JP 2003141573A
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JP
Japan
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image
dimensional
virtual world
information display
unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001332125A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Yagi
貴史 八木
Minoru Kobayashi
稔 小林
Satoshi Ishibashi
聡 石橋
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)
  • Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an immersive display device capable of maintaining immersive feeling, and reducing asthenopia and VR inebriety when working by using two-dimensional objects of a word processor document, a drawing and a photograph or the like in a virtual world. SOLUTION: This immersive display device which displays a three-dimensional virtual world image generated by a computer in binocular vision so as to surround an user is provided with a synthetic information display part displaying the image to which a two-dimensional image and a three-dimensional virtual world image are synthesized, a three-dimensional information display part displaying the three-dimensional virtual world image, a three-dimensional information generating part generating the three-dimensional virtual world image based on the view position of the user, and an information synthesis part synthesizing the two-dimensional image and the three-dimensional virtual world image based on the position of the synthetic information display part and generating the image displayed on the synthetic information display part.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、三次元コンピュー
タグラフィックスなどで生成された仮想世界や、ステレ
オカメラなどを用いて撮影された仮想化された実世界
を、ユーザを取り囲むように立体視可能なかたちで提示
することで、高い没入感を提供する没入型表示装置およ
び方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention can stereoscopically view a virtual world generated by three-dimensional computer graphics or the like, and a virtual real world photographed by using a stereo camera or the like so as to surround a user. The present invention relates to an immersive display device and method that provide a high immersive feeling when presented in a form.

【0002】[0002]

【従来の技術】三次元コンピュータグラフィックスなど
で生成された仮想世界や、ステレオカメラなどを用いて
撮影された仮想化された実世界を、立体視可能なかたち
で表示し、高い没入感を提供する装置として、HMDや
IPTと呼ばれる技術がある。HMD(Head Mo
unted Display)とは、ユーザの頭部に装
着するメガネ型のディスプレイの総称であり、磁気セン
サなどと組み合わせて、ユーザの視線方向にあわせて、
表示する映像を滑らかに切り替えることで、ユーザに高
い没入感を与えることができる。ただし、ディスプレイ
の解像度の低さや、それに伴う視野角の狭さなどの問題
を抱えている。
2. Description of the Related Art A virtual world created by three-dimensional computer graphics or a virtual world taken by using a stereo camera is displayed in a stereoscopic view to provide a high immersive feeling. There is a technique called HMD or IPT as a device that does this. HMD (Head Mo
The "undisplayed display" is a general term for glasses-type displays that are worn on the user's head. In combination with a magnetic sensor, etc., the
By smoothly switching the displayed images, it is possible to give the user a high sense of immersion. However, it has problems such as low resolution of display and narrow viewing angle.

【0003】一方、IPTとは、Immersive
Projection Technologyの略であ
り、ユ−ザを取り囲むように配置したスクリーンに、映
像を投影する装置の総称である。
On the other hand, IPT is an Immersive
It is an abbreviation for Projection Technology and is a general term for devices that project an image on a screen arranged so as to surround the user.

【0004】IPTの先駆けであり、また、最も代表的
な例には、イリノイ大学で開発されたCAVE(CAV
E Automatic Virtual Envir
onment)がある。
The pioneer of IPT, and the most typical example is CAVE (CAV) developed at the University of Illinois.
E Automatic Virtual Envir
There is an on-ment).

【0005】CAVEは2.5〜3m四方のスクリーン
を3面から4面用い、それらをユーザを取り囲むように
設置する。スクリーンが3面の場合は、前面、左右のど
ちらかの側面、そして床面に、4面の場合は、ユーザの
前面、左右側面、そして床面に配置される。床面のスク
リーンには上方から、それ以外のスクリーンには後方か
ら、それぞれ立体用プロジェクタにより立体映像が投影
される。ユーザの頭部には6自由度の位置センサが取り
付けられ、ユーザの視点位置から見た立体映像がスクリ
ーン上に表示される。ユーザは立体視可能なメガネを装
着してCAVEの中に立つことで、広視野の立体映像に
囲まれ、没入感の高い感覚を得ることができる。
The CAVE uses 2.5 to 3 m square screens on three to four sides and installs them so as to surround the user. If the screen has three screens, it is arranged on the front surface, one of the left and right side surfaces, and the floor surface. A three-dimensional projector projects a stereoscopic image on the floor screen from above and on the other screens from behind. A position sensor with 6 degrees of freedom is attached to the user's head, and a stereoscopic image viewed from the user's viewpoint position is displayed on the screen. By wearing glasses capable of stereoscopic viewing and standing in CAVE, the user is surrounded by a stereoscopic image with a wide field of view and can obtain a highly immersive sensation.

【0006】CAVEの詳細については文献l(Caroli
na Cruz-Neira, Daniel J. Sandinand Thomas A. DeFan
ti、"Surround-Screen Projection-Based Virtual Reali
ty:The Design and Implementation of the CAVE", In
Proceedings of the 20th annual conference on Compu
ter graphics, 1993, Pages 135-142)などに記述され
ている。
For details of CAVE, refer to Reference 1 (Caroli
na Cruz-Neira, Daniel J. Sandinand Thomas A. DeFan
ti, "Surround-Screen Projection-Based Virtual Reali
ty: The Design and Implementation of the CAVE ", In
Proceedings of the 20th annual conference on Compu
ter graphics, 1993, Pages 135-142).

【0007】HMDおよびIPTにおける立体視は、両
眼視差の原理に基づき、右目と左目にそれぞれ視差をつ
けた別々の映像を表示することで実現されている。
Stereoscopic vision in HMD and IPT is realized by displaying different images with parallax for each of the right and left eyes based on the principle of binocular parallax.

【0008】HMDの場合は、右目、左目の前面に別々
のディスプレイを配置し、それぞれに適した映像を表示
することで実現されている。
The HMD is realized by disposing separate displays on the front surfaces of the right eye and the left eye and displaying images suitable for the respective displays.

【0009】IPTの場合は、液晶シャッタ方式と呼ば
れるものや偏光の原理を用いる方式がある。液晶シャッ
タ方式は、右目用と左目用の映像を交互に高速に切り替
えてスクリーン上に表示する。赤外線エミッタからの同
期信号によって、表示と同期して左右のシャッタの開閉
を交互に繰り返す液晶シャッタメガネを使用すること
で、左右の映像を分離している。また、偏光を用いる方
式では、左右の映像にそれぞれ異なった偏光を施し、そ
れに合わせた偏光メガネをかけることで左右の映像を分
離している。
In the case of IPT, there are a so-called liquid crystal shutter system and a system using the principle of polarization. The liquid crystal shutter system alternately switches the images for the right eye and the image for the left eye at high speed and displays them on the screen. The left and right images are separated by using liquid crystal shutter glasses that alternately open and close the left and right shutters in synchronization with the display in response to a synchronization signal from an infrared emitter. In the method using polarized light, the left and right images are separated from each other by applying different polarized light to the left and right images and wearing polarized glasses corresponding to the polarized light.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】従来の没入型表示装置
は、三次元仮想世界を体験することを主な目的としてい
る。そのため、仮想世界中で、例えばワープロの文書、
図面、写真のような二次元の対象物を表示する場合にも
立体視を利用して表示する必要がある。
The conventional immersive display device is mainly intended to experience a three-dimensional virtual world. So, in the virtual world, for example, word processing documents,
When displaying a two-dimensional object such as a drawing or a photograph, it is necessary to display the object using stereoscopic vision.

【0011】立体視は、右目用の映像と左目用の映像に
視差をつけて表示することで、映像がスクリーンから飛
び出したような感覚をユーザに与える。このとき、眼の
輻輳はスクリーンから飛び出した立体に合わせるのが自
然である。しかしながら、実際の映像はスクリーンに表
示されているため、眼のピントはスクリーンに合わせる
のが自然である。この現象は「輻輳・調節矛盾」と呼ば
れる。輻輳と調節は、自然界では矛盾しないため、人間
の眼の回転とピント合わせは通常連動している。このた
め、没入型表示装置で提示される立体映像のように、輻
輳刺激と調節刺激が矛盾する状態の映像を見ると、人間
は無意識でも違和感を覚える。このことが立体視に対す
る疲労の原因の1つだと考えられている。
In stereoscopic vision, the image for the right eye and the image for the left eye are displayed with a parallax to give the user a feeling that the image is projected from the screen. At this time, it is natural that the vergence of the eyes is matched with the three-dimensional object projected from the screen. However, since the actual image is displayed on the screen, it is natural to focus the eye on the screen. This phenomenon is called "congestion / regulation inconsistency". Convergence and accommodation are not contradictory in nature, so the rotation and focusing of the human eye are usually linked. Therefore, when an image in which the vergence stimulus and the accommodation stimulus are inconsistent, such as a stereoscopic image presented on the immersive display device, a person feels uncomfortable even though he is unconscious. This is considered to be one of the causes of fatigue for stereoscopic vision.

【0012】このように、両眼視差による立体映像はユ
ーザに疲労感を与え、長時間使用を困難にするという問
題がある。特に、ワープロ文書などをユーザの近くに提
示しようとする場合、両眼視差は大きくなり、眼精疲労
は一層高まるという問題がある。
As described above, the stereoscopic image due to the binocular parallax gives a user a feeling of fatigue, which makes it difficult to use for a long time. In particular, when a word processing document or the like is presented near the user, there is a problem that binocular parallax increases and eye strain further increases.

【0013】また、没入型表示装置ではユーザの移動に
伴い、ユーザの視点位置から正しい映像が見えるように
映像を動的に表示するが、視点位置と方向を検知するセ
ンサの反応遅延や表示映像の生成に要する時間のため、
実際のユーザの動きに対して、映像の表示が遅れるのが
一般的である。このユーザの動きと表示のずれは、乗り
物酔いに似た「VR(Virtual Realit
y)酔い」と呼ばれる症状を引き起こす1つの要因とな
っている。このような症状は、周囲の環境映像を見てい
る場合よりも、ワープロ文書のような細かい情報を注視
している場合に、一層問題となる。
Further, in the immersive display device, the image is dynamically displayed so that the correct image can be seen from the viewpoint position of the user as the user moves, but the reaction delay of the sensor for detecting the viewpoint position and direction and the display image. Because of the time it takes to generate
Generally, the display of video is delayed with respect to the actual movement of the user. The difference between the user's movement and the display is "VR (Virtual Realit), which is similar to motion sickness.
y) It is one of the factors that cause a symptom called "sickness." Such a symptom becomes more problematic when attention is paid to detailed information such as a word processing document than when observing the surrounding environment image.

【0014】これらの問題を解決するために、二次元の
対象物を表示する表示装置を没入型表示装置の中に持ち
込むことが考えられるが、この場合、持ち込んだ二次元
用の表示装置によって、没入型表示装置の一部がユーザ
の視点から遮られるため、二次元用表示装置よりユーザ
の視点に近い位置に存在する仮想世界中の三次元仮想物
体が表示されないという問題がある。
In order to solve these problems, it is conceivable to bring a display device for displaying a two-dimensional object into an immersive display device. In this case, depending on the brought-in two-dimensional display device, Since a part of the immersive display device is shielded from the user's viewpoint, there is a problem that a three-dimensional virtual object in the virtual world existing at a position closer to the user's viewpoint than the two-dimensional display device is not displayed.

【0015】本発明の第一の目的は、仮想世界中におい
て、ワープロ文書、図面、写真などの二次元の対象を利
用して作業する際にも、没入感を維持しつつ、眼精疲労
やVR酔いを軽減する没入型表示装置を提供することに
ある。
A first object of the present invention is to maintain the immersive feeling while working with a two-dimensional object such as a word processing document, a drawing, and a photograph in a virtual world, while maintaining eyestrain and eye strain. An object is to provide an immersive display device that reduces VR sickness.

【0016】また、本発明の第二の目的は、ユーザが日
常の二次元ディスプレイにおいて利用しているアプリケ
ーションを仮想世界における没入感を損なわずに仮想世
界において使用できるようにすることにある。
A second object of the present invention is to allow a user to use an application used in a daily two-dimensional display in a virtual world without impairing the immersive feeling in the virtual world.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のコンピュータで生成された三次元仮想世界
映像をユーザを取り囲むように立体視可能なかたちで表
示する没入型表示装置は、ユーザの視点位置を検知する
視点位置検知部と、二次元映像と三次元仮想世界映像が
合成された映像を表示する合成情報表示部と、三次元仮
想世界映像を表示する三次元情報表示部と、二次元映像
を生成する二次元情報生成部と、前記視点位置検知部に
よって得られたユーザの視点位置に基づき、三次元仮想
世界映像を生成する三次元情報生成部と、前記合成情報
表示部の位置に基づき、前記二次元情報生成部によって
生成された二次元映像と前記三次元情報生成部によって
生成された三次元仮想世界映像を合成し、上記合成情報
表示部に表示される映像を生成する情報合成部と、を有
することを特徴とする。
In order to achieve the above object, an immersive display device for displaying a computer-generated three-dimensional virtual world image of the present invention in a stereoscopically visible manner so as to surround the user is provided by a user. A viewpoint position detection unit that detects the viewpoint position of the, a combined information display unit that displays an image in which a two-dimensional image and a three-dimensional virtual world image are combined, and a three-dimensional information display unit that displays a three-dimensional virtual world image, A two-dimensional information generation unit that generates a two-dimensional image, a three-dimensional information generation unit that generates a three-dimensional virtual world image based on the viewpoint position of the user obtained by the viewpoint position detection unit, and the combined information display unit. Based on the position, the 2D image generated by the 2D information generation unit and the 3D virtual world image generated by the 3D information generation unit are combined and displayed on the combined information display unit. And having an information combining unit for generating an image, a.

【0018】また、前記合成情報表示部の位置を検知す
る合成情報表示位置検知部を有し、前記三次元情報生成
部における三次元仮想世界映像の生成、および、前記情
報合成部における前記二次元情報生成部によって生成さ
れた二次元映像に三次元仮想世界映像を合成する際に、
合成情報表示部の位置として、前記合成情報表示位置検
知部によって得られた位置を用いること、を特徴とす
る。
Further, a composite information display position detection unit for detecting the position of the composite information display unit is provided, and the 3D virtual world image is generated in the 3D information generation unit, and the 2D in the information combination unit. When synthesizing the 3D virtual world image with the 2D image generated by the information generator,
The position obtained by the combined information display position detection unit is used as the position of the combined information display unit.

【0019】また、前記三次元情報生成部において、合
成情報表示部によって遮蔽される部分を黒抜きの映像と
して、床面に投影する三次元仮想世界映像を生成するこ
とを特徴とする。
Further, the three-dimensional information generation unit is characterized by generating a three-dimensional virtual world image projected on the floor surface by making the portion shielded by the combined information display unit a black image.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】本発明の実施例について図面を参
照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0021】図1は本発明の一実施例を示す三次元情報
表示部と合成情報表示部の概観図である。
FIG. 1 is a schematic view of a three-dimensional information display section and a composite information display section showing an embodiment of the present invention.

【0022】101は右側面スクリーン用プロジェク
タ、102は床面スクリーン用プロジェクタ、103は
左側面スクリーン用プロジェクタ、104は右側面スク
リーン用ミラー、105は床面スクリーン用ミラー、1
06は左側面スクリーン用ミラー、107は左側面スク
リーン、108は床面スクリーン、109は左側面スク
リーン、110は正面スクリーン、111は合成情報表
示部である。
Reference numeral 101 is a right side screen projector, 102 is a floor side screen projector, 103 is a left side screen projector, 104 is a right side screen mirror, 105 is a floor side screen mirror, 1
Reference numeral 06 is a left side screen mirror, 107 is a left side screen, 108 is a floor screen, 109 is a left side screen, 110 is a front screen, and 111 is a composite information display section.

【0023】正面スクリーン110の奥には、左右床面
と同様に、正面スクリーン用のミラー112とプロジェ
クタ113が設置されている。ミラー104、105、
106、112は、狭い空間で、それぞれプロジェクタ
101、102、103、113の投影距離を確保する
ために設置されているもので、十分に広い空間を確保で
きる場合には、プロジェクタからスクリーンに直接投影
することで不要となる。プロジェクタ101、102、
103、113、ミラー104、105、106、11
2およびスクリーン107、108、109、110で
三次元情報表示部を構成している。
At the back of the front screen 110, a mirror 112 for the front screen and a projector 113 are installed like the left and right floor surfaces. Mirrors 104, 105,
Reference numerals 106 and 112 are installed in a narrow space to secure the projection distances of the projectors 101, 102, 103 and 113, respectively. When a sufficiently wide space can be secured, the projector directly projects on the screen. It becomes unnecessary by doing. Projectors 101, 102,
103, 113, mirrors 104, 105, 106, 11
2 and the screens 107, 108, 109 and 110 form a three-dimensional information display unit.

【0024】図2は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

【0025】201は床面スクリーン用プロジェクタ、
202は正面スクリーン用プロジェクタ、203は床面
スクリーン、204は正面スクリーン、205は合成情
報表示部、206は合成情報表示部の位置を検知するた
めの合成情報表示位置検知部、207はユーザ、208
はユーザの視点位置を検知するための視点位置検知部、
209、210は計算機、211は三次元情報生成部、
212は情報合成部、213は計算機209内に保存さ
れている三次元仮想世界モデル、214は二次元情報生
成部、215は計算機210内に保存されている二次元
ドキュメントである。なお、左右側面スクリーン関係の
構成に関しては簡単化のため省略しているが、構成、動
作原理とも、正面スクリーンと同様である。また、上記
では合成情報表示位置検知部206により合成情報表示
部205の位置を検知するとしたが、合成情報表示位置
検知部206を設けず、合成情報表示部205をあらか
じめ定められた位置に設置することとしても良い。
201 is a floor screen projector,
Reference numeral 202 is a front screen projector, 203 is a floor screen, 204 is a front screen, 205 is a composite information display unit, 206 is a composite information display position detection unit for detecting the position of the composite information display unit, 207 is a user, 208
Is a viewpoint position detection unit for detecting the viewpoint position of the user,
209 and 210 are computers, 211 is a three-dimensional information generation unit,
Reference numeral 212 is an information composition unit, 213 is a three-dimensional virtual world model stored in the computer 209, 214 is a two-dimensional information generation unit, and 215 is a two-dimensional document stored in the computer 210. Although the configuration related to the left and right side screens is omitted for simplification, the configuration and the operating principle are the same as those of the front screen. Further, in the above description, the position of the composite information display position detection unit 205 is detected by the composite information display position detection unit 206, but the composite information display position detection unit 206 is not provided and the composite information display unit 205 is installed at a predetermined position. Good as a matter.

【0026】ユーザ207の視点情報は視点位置検知部
208によって取得され、計算機209に送られる。同
様に合成情報表示位置検出部206によって合成情報表
示部205の位置・姿勢情報が取得され、計算機209
に送られる。視点位置検知部208と合成情報表示位置
検知部206としては、磁気センサなどを利用すること
ができる。
The viewpoint information of the user 207 is acquired by the viewpoint position detection unit 208 and sent to the computer 209. Similarly, the position / orientation information of the composite information display unit 205 is acquired by the composite information display position detection unit 206, and the computer 209
Sent to. A magnetic sensor or the like can be used as the viewpoint position detection unit 208 and the combined information display position detection unit 206.

【0027】計算機209は、三次元情報生成部211
において、ユーザ207の視点位置から見た仮想世界映
像を、取得されたユーザ207の視点情報に基づき、三
次元仮想世界モデル213から生成する。この際、床面
スクリーン用プロジェクタ201によって投影される三
次元仮想世界映像は、合成情報表示部205によって遮
蔽されるため、遮蔽部分を黒抜きの映像として生成す
る。これは、合成映像表示部205上に床面スクリーン
用プロジェクタ201より三次元映像を投影することに
より、合成映像表示部205に表示される映像が見難く
なることを避けるためである。
The computer 209 is a three-dimensional information generator 211.
In, a virtual world image viewed from the viewpoint position of the user 207 is generated from the three-dimensional virtual world model 213 based on the acquired viewpoint information of the user 207. At this time, since the three-dimensional virtual world image projected by the floor screen projector 201 is shielded by the combined information display unit 205, the shielded portion is generated as a blackout image. This is to prevent the image displayed on the combined image display unit 205 from being difficult to see by projecting the three-dimensional image from the floor screen projector 201 onto the combined image display unit 205.

【0028】合成情報表示部205によって遮蔽される
部分は、合成情報表示位置検知部206によって取得さ
れた合成情報表示部205の位置と姿勢から容易に算出
することができる。三次元情報生成部211は計算機2
09で動作するプログラム、三次元仮想世界モデル21
3は計算機209に保持された三次元コンピュータグラ
フィックスデータとして構成することができる。
The portion shielded by the composite information display unit 205 can be easily calculated from the position and orientation of the composite information display unit 205 acquired by the composite information display position detection unit 206. The three-dimensional information generation unit 211 is the computer 2
Program that runs on 09, 3D virtual world model 21
3 can be configured as three-dimensional computer graphics data stored in the computer 209.

【0029】生成された三次元仮想世界映像は床面スク
リーン用プロジェクタ201、正面スクリーン用プロジ
ェクタ202に送られ、それぞれ床面スクリーン20
3、正面スクリーン204に投影される。左右両側面に
関しても正面の場合と同様である。
The generated three-dimensional virtual world image is sent to the floor screen projector 201 and the front screen projector 202, and the floor screen 20 is respectively received.
3. Projected on the front screen 204. The same applies to both the left and right side faces.

【0030】一方、計算機210は、二次元情報生成部
214において、二次元ドキュメント215から、二次
元映像を生成する。二次元情報生成部214と二次元ド
キュメント215としては、ワープロソフトとその文書
ファイルや、画像ビューワと画像ファイルなどの組み合
わせを利用することができる。
On the other hand, the computer 210 causes the two-dimensional information generation unit 214 to generate a two-dimensional image from the two-dimensional document 215. As the two-dimensional information generation unit 214 and the two-dimensional document 215, a combination of word processing software and its document file, an image viewer and an image file, or the like can be used.

【0031】生成された二次元映像は計算機209に送
られる。計算機209では、情報合成部212におい
て、視点位置検知部208によって取得されたユーザ2
07の視点情報と、合成情報表示位置検知部206によ
って得られた合成情報表示部205の位置・姿勢情報か
ら、合成情報表示部205に表示すべきユーザ207の
視点位置から見た三次元仮想世界映像を三次元仮想世界
モデル213から生成し、計算機210より送られてき
た二次元映像と合成する。この際、二次元映像は、三次
元仮想世界中で、合成情報表示部205の位置に存在す
るものとして合成する。
The generated two-dimensional image is sent to the computer 209. In the computer 209, the user 2 acquired by the viewpoint position detection unit 208 in the information synthesis unit 212
07 viewpoint information and the position / orientation information of the combined information display unit 205 obtained by the combined information display position detection unit 206, the three-dimensional virtual world viewed from the viewpoint position of the user 207 to be displayed on the combined information display unit 205. The image is generated from the three-dimensional virtual world model 213 and is combined with the two-dimensional image sent from the computer 210. At this time, the 2D image is combined as if it exists at the position of the combined information display unit 205 in the 3D virtual world.

【0032】情報合成部212は計算機209で動作す
るプログラムとして構成することができる。
The information synthesizing unit 212 can be configured as a program that operates on the computer 209.

【0033】合成された映像は合成情報表示部205に
送られて表示される。合成情報表示部としては立体視の
ためのレンチキュラレンズを備えた液晶ディスプレイ
や、上面または底面から投影するプロジェクタとスクリ
ーンの組み合わせを用いることができる。このような構
成にすることにより、合成情報表示部205よりユーザ
の視点に近い位置に存在する三次元仮想物体も、合成情
報表示部205によって遮られることなく表示すること
が可能となる。例えば、仮想世界中を飛び回る三次元の
キャラクタが、合成情報表示部上を通り過ぎる際にも、
キャラクタ表示の途切れを最小限に抑え、ユーザの仮想
世界への没入感を維持することができる。
The combined image is sent to the combined information display unit 205 and displayed. A liquid crystal display provided with a lenticular lens for stereoscopic viewing, or a combination of a projector and a screen for projection from the top or bottom can be used as the combined information display unit. With such a configuration, it becomes possible to display a three-dimensional virtual object existing at a position closer to the user's viewpoint than the combined information display unit 205 without being blocked by the combined information display unit 205. For example, when a three-dimensional character flying in the virtual world passes over the composite information display unit,
It is possible to minimize interruptions in character display and maintain the user's immersive feeling in the virtual world.

【0034】なお、ここでは、三次元情報生成部211
と情報合成部212の動作する計算機を計算機209、
二次元情報生成部の動作する計算機を計算機210と別
々の計算機として構成する例を示したが、すべてを単一
の計算機で構成することが可能である。
Here, the three-dimensional information generation unit 211 is used here.
And a computer on which the information synthesizing unit 212 operates is a computer 209,
Although the computer in which the two-dimensional information generation unit operates is configured as a computer separate from the computer 210 has been shown, it is possible to configure all of them by a single computer.

【0035】図3は、三次元情報生成部において、三次
元映像を生成する際に、合成情報表示部に遮蔽される部
分の算出を説明する三面図である。
FIG. 3 is a three-view drawing for explaining calculation of a portion shielded by the composite information display portion when a three-dimensional image is generated in the three-dimensional information generation portion.

【0036】201は床面スクリーン用プロジェクタ、
203は床面スクリーン、205は合成情報表示部、2
06は合成情報表示位置検知部である。
201 is a floor screen projector,
203 is a floor screen, 205 is a composite information display unit, 2
Reference numeral 06 is a composite information display position detection unit.

【0037】ここで、床面スクリーン用プロジェクタ2
01を点光源とし、光源の位置を原点とする。また、合
成情報表示部の形状を長方形と簡単化すると、合成情報
表示部205の各辺の長さと、合成情報表示位置検知部
206の取り付け位置が既知であれば、合成情報表示位
置検知部206より得られる位置・姿勢情報から、合成
情報表示部205の各頂点の座標を得ることができる。
各頂点の座標が得られれば、原点から床面スクリーン2
03までの距離をあらかじめ求めておくことで、相似計
算により、各頂点の床面スクリーン203上への投影点
を求めることができる。床面スクリーン203上の各頂
点を直線で結ぶことで、合成情報表示部205によって
遮蔽される部分を算出することができる。
Here, the floor screen projector 2
01 is a point light source, and the position of the light source is the origin. If the shape of the combined information display unit is simplified to a rectangle, if the length of each side of the combined information display unit 205 and the attachment position of the combined information display position detecting unit 206 are known, the combined information display position detecting unit 206 is known. From the obtained position / orientation information, the coordinates of each vertex of the composite information display unit 205 can be obtained.
Once the coordinates of each vertex are obtained, the floor screen 2
By obtaining the distance to 03 in advance, the projection point of each vertex on the floor screen 203 can be obtained by the similarity calculation. By connecting the respective vertices on the floor screen 203 with straight lines, the portion shielded by the combined information display unit 205 can be calculated.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、仮想世界中において、
ワープロ文書、図面、写真などの二次元の対象を利用し
て作業する際にも、二次元情報は合成情報表示部に立体
視の必要の無い平面映像として表示されるため、二次元
情報を見る際には、輻輳・調整矛盾による眼精疲労は理
論上生じない。また、二次元情報は三次元仮想空間とは
独立とすることができるので、ユーザの視点移動による
表示のずれは起こらず、二次元情報を見る際には、VR
酔いは生じない。また、合成情報表示部では、二次元情
報に加え、合成情報表示部よりもユーザの視点に近い位
置に存在する三次元仮想物体も表示されるので、合成情
報表示部による三次元仮想世界の不自然な途切れを軽減
し、ユーザの三次元仮想世界への没入感を維持すること
ができる。
According to the present invention, in the virtual world,
Even when working with two-dimensional objects such as word processing documents, drawings, and photographs, the two-dimensional information is displayed as a two-dimensional image that does not require stereoscopic vision in the composite information display section, so you can see the two-dimensional information. In that case, theoretically, eye strain due to convergence / adjustment contradiction does not occur. In addition, since the two-dimensional information can be independent of the three-dimensional virtual space, the display shift due to the movement of the user's viewpoint does not occur.
I don't get sick. In addition to the two-dimensional information, the composite information display unit also displays a three-dimensional virtual object that is located closer to the user's viewpoint than the composite information display unit. It is possible to reduce natural breaks and maintain the user's immersive feeling in the three-dimensional virtual world.

【0039】よって、仮想世界中において、ワープロ文
書、図面、写真などの二次元の対象を利用して作業する
際にも、ユーザの三次元仮想世界への没入感を維持しつ
つ、眼精疲労やVR酔いを軽減することが可能になる。
また、ユーザが日常の二次元ディスプレイにおいて利用
しているアプリケーションを仮想世界における没入感を
損なわずに仮想世界において使用することが可能にな
る。
Therefore, even when working with a two-dimensional object such as a word processing document, drawing, or photograph in the virtual world, the eyestrain is maintained while maintaining the user's immersive feeling in the three-dimensional virtual world. And VR sickness can be reduced.
Further, it becomes possible for the user to use the application used in the daily two-dimensional display in the virtual world without impairing the immersive feeling in the virtual world.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す三次元情報表示部と合
成情報表示部の概観図である。
FIG. 1 is a schematic view of a three-dimensional information display section and a composite information display section showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図3】合成情報表示部に遮蔽される部分の算出を説明
する三面図である。
FIG. 3 is a trihedral view for explaining calculation of a portion shielded by a combined information display unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…右側面スクリーン用プロジェクタ、102…床
面スクリーン用プロジェクタ、103…左側面スクリー
ン用プロジェクタ、104…右側面スクリーン用ミラ
ー、105…床面スクリーン用ミラー、106…左側面
スクリーン用ミラー、107…左側面スクリーン、10
8…床面スクリーン、109…左側面スクリーン、11
0…正面スクリーン、111…合成情報表示部、201
…床面スクリーン用プロジェクタ、202…正面スクリ
ーン用プロジェクタ、203…床面スクリーン、204
…正面スクリーン、205…合成情報表示部、206…
合成情報表示位置検出部、207…ユーザ、208…視
点位置検知部、209、210…計算機、211…三次
元情報生成部、212…情報合成部、213…三次元仮
想世界モデル、214…二次元情報生成部、215…二
次元ドキュメント。
101 ... Right side screen projector, 102 ... Floor screen projector, 103 ... Left side screen projector, 104 ... Right side screen mirror, 105 ... Floor screen mirror, 106 ... Left side screen mirror, 107 ... Left side screen, 10
8 ... Floor screen, 109 ... Left side screen, 11
0 ... Front screen, 111 ... Composite information display unit, 201
... Floor screen projector, 202 ... Front screen projector, 203 ... Floor screen, 204
... front screen, 205 ... composite information display section, 206 ...
Composite information display position detection unit, 207 ... User, 208 ... Viewpoint position detection unit, 209, 210 ... Computer, 211 ... Three-dimensional information generation unit, 212 ... Information synthesis unit, 213 ... Three-dimensional virtual world model, 214 ... Two-dimensional Information generator 215 ... Two-dimensional document.

フロントページの続き (72)発明者 石橋 聡 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 Fターム(参考) 2H059 AA35 AA38 5B050 EA12 EA19 EA27 FA02 FA06 5C061 AA02 AA20 AA23 AB01 AB08 AB14 AB16 AB20 AB21 5C082 AA01 BA02 BA12 BA26 BA46 BB25 CA55 CA81 DA42 MM02 MM09 Continued front page    (72) Inventor Satoshi Ishibashi             2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo             Inside Telegraph and Telephone Corporation F-term (reference) 2H059 AA35 AA38                 5B050 EA12 EA19 EA27 FA02 FA06                 5C061 AA02 AA20 AA23 AB01 AB08                       AB14 AB16 AB20 AB21                 5C082 AA01 BA02 BA12 BA26 BA46                       BB25 CA55 CA81 DA42 MM02                       MM09

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コンピュータで生成された三次元仮想世
界映像を、ユーザを取り囲むように立体視可能なかたち
で表示する没入型表示装置であって、 ユーザの視点位置を検知する視点位置検知部と、 二次元映像と三次元仮想世界映像が合成された映像を表
示する合成情報表示部と、 三次元仮想世界映像を表示する三次元情報表示部と、 二次元映像を生成する二次元情報生成部と、 前記視点位置検知部によって得られたユーザの視点位置
に基づき、三次元仮想世界映像を生成する三次元情報生
成部と、 前記合成情報表示部の位置に基づき、前記二次元情報生
成部によって生成された二次元映像と前記三次元情報生
成部によって生成された三次元仮想世界映像を合成し、
上記合成情報表示部に表示される映像を生成する情報合
成部と、 を有することを特徴とする没入型表示装置。
1. An immersive display device for displaying a computer-generated three-dimensional virtual world image in a stereoscopically visible manner so as to surround the user, and a viewpoint position detection unit for detecting the viewpoint position of the user. , A composite information display unit for displaying an image in which a 2D image and a 3D virtual world image are combined, a 3D information display unit for displaying a 3D virtual world image, and a 2D information generation unit for generating a 2D image A three-dimensional information generation unit that generates a three-dimensional virtual world image based on the user's viewpoint position obtained by the viewpoint position detection unit; and a two-dimensional information generation unit based on the position of the composite information display unit. Combining the generated two-dimensional image and the three-dimensional virtual world image generated by the three-dimensional information generation unit,
An immersive display device, comprising: an information synthesizing unit that generates an image displayed on the synthetic information display unit.
【請求項2】 前記合成情報表示部の位置を検知する合
成情報表示位置検知部を有し、 前記三次元情報生成部における三次元仮想世界映像の生
成、および、前記情報合成部における前記二次元情報生
成部によって生成された二次元映像に三次元仮想世界映
像を合成する際に、 合成情報表示部の位置として、前記合成情報表示位置検
知部によって得られた位置を用いること、 を特徴とする請求項1に記載の没入型表示装置。
2. A composite information display position detection unit for detecting the position of the composite information display unit, wherein the three-dimensional virtual world image is generated by the three-dimensional information generation unit and the two-dimensional image is generated by the information combination unit. When the 3D virtual world image is combined with the 2D image generated by the information generation unit, the position obtained by the combined information display position detection unit is used as the position of the combined information display unit. The immersive display device according to claim 1.
【請求項3】 前記三次元情報生成部において、合成情
報表示部によって遮蔽される部分を黒抜きの映像とし
て、床面に投影する三次元仮想世界映像を生成すること
を特徴とする請求項1または2記載の没入型表示装置。
3. The three-dimensional information generation unit generates a three-dimensional virtual world image projected on the floor surface by using a blackout image as a portion shielded by the combined information display unit. Alternatively, the immersive display device according to item 2.
【請求項4】 コンピュータで生成された三次元仮想世
界映像を、ユーザを取り囲むように立体視可能なかたち
で表示する没入型表示方法であって、 ユーザの視点位置を検知し、 検知されたユーザの視点位置に基づき、三次元仮想世界
映像を生成し、 生成された三次元仮想世界映像を三次元情報表示部に表
示し、 二次元映像を生成し、 二次元映像と三次元仮想世界映像が合成された映像を表
示する合成情報表示部の位置に基づき、前記二次元映像
と前記三次元仮想世界映像を合成し、上記合成情報表示
部に表示される映像を生成し、 該映像を前記合成情報表示部に表示する、 ことを特徴とする没入型表示方法。
4. An immersive display method for displaying a computer-generated three-dimensional virtual world image in a stereoscopically visible manner surrounding a user, the user's viewpoint position being detected, and the detected user being detected. The 3D virtual world image is generated based on the viewpoint position of the 3D virtual world image, the generated 3D virtual world image is displayed on the 3D information display unit, the 2D image is generated, and the 2D image and the 3D virtual world image are displayed. The 2D image and the 3D virtual world image are combined based on the position of the combined information display unit that displays the combined image, and the image displayed on the combined information display unit is generated. An immersive display method characterized by displaying on an information display section.
【請求項5】 前記合成情報表示部の位置を合成情報表
示位置検知部によって検知し、 前記三次元情報生成部における三次元仮想世界映像の生
成、および前記二次元映像に前記三次元仮想世界映像を
合成する際に、 合成情報表示部の位置として、検知された合成情報表示
部の位置を用いる、 ことを特徴とする請求項4に記載の没入型表示方法。
5. The position of the composite information display unit is detected by a composite information display position detection unit, the 3D virtual world image is generated in the 3D information generation unit, and the 3D virtual world image is added to the 2D image. The immersive display method according to claim 4, wherein the detected position of the combined information display unit is used as the position of the combined information display unit when combining.
【請求項6】 前記合成情報表示部によって遮蔽される
部分を黒抜きの映像として、床面に投影する三次元仮想
世界映像を生成することを特徴とする請求項4または5
記載の没入型表示方法。
6. The three-dimensional virtual world image projected on the floor surface is generated by using a blackout image as a portion shielded by the composite information display unit.
Immersive display method described.
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