JP2004097243A - Movable type virtual space system - Google Patents

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virtual space
space system
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movable
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Inventor
Masayuki Nakajima
中嶋正之
Naoki Hashimoto
橋本直己
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Rikogaku Shinkokai
Original Assignee
Rikogaku Shinkokai
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a movable type virtual space system capable of making an observer feel as if the observer were actually present at the scene. <P>SOLUTION: The virtual space system 1 has a movable type display part 2. By moving the image displayed in the display part 2 at an arbitrary speed or acceleration, the observer observing the image can experience the virtual space. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、仮想空間システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
仮想空間システムの研究は、イリノイ大学のCAVE、また、東京大学のCABINなどがあり、これらは、少なくとも前面と左右の壁とが連続した大型スクリーンで構成され、数人の人間が中に入って自由に活動できる部屋を有している。このように、従来の仮想空間システムは、部屋の壁面や天井面、床面に映像を投影し、部屋の内部に居る観察者が映像の動きを見て、仮想空間を体験するものである。これらの空間は固定されているので、観察者が、加速度感、速度感、移動感を感じることがなく、仮想空間としての臨場感を充分に得ることができない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
<イ>本発明は、臨場感のある仮想空間システムを提供することにある。
<ロ>また、本発明は、速度感、加速度感、移動感など現実に近い仮想空間システムを提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、可動式の表示部を備え、表示部に表示される映像を任意の速度や加速度で動かし、映像を観察する観察者が仮想空間を体験できることを特徴とする、可動式仮想空間システムにある。
本発明は、また、前記可動式仮想空間システムにおいて、観察者が乗ることができる運動体を備え、運動体は、表示部に対して、又は、表示部と共に動くことを特徴とする、可動式仮想空間システムにある。
本発明は、また、前記可動式仮想空間システムにおいて、運動体は、乗物であり、乗物の窓に表示部を配置していることを特徴とする、可動式仮想空間システムにある。
本発明は、また、前記可動式仮想空間システムにおいて、音響発生装置を備え、仮想空間内に立体音響を発生することを特徴とする、可動式仮想空間システムにある。
本発明は、また、前記可動式仮想空間システムにおいて、表示部に表示される映像を制御する制御部を備え、表示部と制御部は、観察者に取り付けることができることを特徴とする、可動式仮想空間システムにある。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【0006】
<イ>可動式仮想空間システム
可動式仮想空間システムは、観察者が表示部に映し出される映像を観察し、仮想空間を体験できるものであり、観察者が動き、また表示部と共に動くことができるシステムである。観察者は、表示部と共に、また、表示部に対して、前後、左右、上下、回転、捻転、傾斜、振動などの運動を行い、加速度感覚、速度感覚や移動感などを有する仮想空間を体験できる。なお、映像とは、表示部に表示されるものならどのようなものでもよく、画像、動画などを含んでいる。
【0007】
可動式仮想空間システム1は、例えば図1に示すように、映像を照射するVDOプロジェクター21、反射するミラー22、表示するスクリーンの表示部2、観察者が乗ることができる運動体3、表示部2などを支持する枠体23、表示部2や運動体3を動かす駆動部4、及び、表示部2の映像や駆動部4を制御する制御部5を備えている。可動式仮想空間システム1は、例えば図2に示すように、ブロック図で現すことができる。表示部2と運動体3は、駆動部4で運動が付与され、表示部2の映像と駆動部4は、制御部4で制御される。このように、制御部4により表示部2と運動体3の運動と表示部の映像とを一体的に制御することができる。この制御方法は、従来の技術を用いて行うことができる。
【0008】
<ロ>表示部
表示部2は、映像を表示し、観察者が見ることができるものである。表示部2は、例えば、スクリーン、液晶表示装置、ブラウン管、プラズマディスプレイなどがある。図1では、VDCプロジェクター21で映像をミラー22に向けて照射し、ミラー22で反射した映像をスクリーンに投影して行われる。これにより、狭い空間でも大きな映像をスクリーンに表示することができる。
【0009】
表示部2は、観察者に対して没入感を与えられればよく、一面でも相対的に大きければ可能であるが、複数面あることが望ましく、又は、視野角が180度以上持つことが望ましい。個人専用の場合には、広大な視野角を持ったヘッドマウンティングディスプレイでも可能であるが、180度以上の視野角を持つスクリーンの投影型が望ましい。特に、観察者の視野全てを覆い尽くす位の広角度の視野角を持った高精細のものが望ましい。
【0010】
映像と共に、音響があると良く、音響装置は2次元でもよいが、立体音響にすると臨場感が高まり、更に好ましい。
【0011】
<ハ>運動体
運動体3は、観察者が乗り、運動するものならどのようなものでもよく、例えば、椅子、台、座布団、又は、自転車、自動車などの乗物、テーマパークの観覧車、ゴーカート、飛行機などの乗物、等がある。運動体3は、前後、左右、上下などの移動、正逆の時計方向の回転、各方向の振動などの運動ができるものが好ましい。このように、運動体3は、1次元でも、2次元でも、3次元でもよく、また、平行運動でも、回転運動でも、平行と回転の合成運動でもよく、4軸以上の運動ができると良い。
【0012】
運動体3の代わりに、歩行する人間自身が運動体となり、表示部2、制御部5など仮想空間を提供できるシステム一式をアタッチメントに取り付け、背負いながら、自ら仮想空間を運動する方式でもよい。表示部2としては、広大な視野角を持ったヘッドマウンティングディスプレイが適している。
【0013】
<ニ>駆動部
駆動部4は、表示部2と運動体3に共に運動を与えたり、又は、運動体3のみに運動を与えたりするものである。駆動部4は、図1の場合、運動体3の台車のように下部に車輪を備えており、車輪が回転して、表示部2と運動体3に床面上で移動や回転の運動を付与することができる。駆動部4は、制御部5で制御される。
【0014】
<ホ>制御部
制御部5は、表示部2に表示される映像を制御したり、又は、駆動部4を制御したり、又は、表示部2の映像と駆動部4を相互に連携して一体的に制御するものである。制御部5は、例えば、パソコンなどのコンピュータを使用して、映像や駆動部の動きをプログラムで設定することができる。
【0015】
<ヘ>可動式仮想空間システムの応用例
可動式仮想空間システムの応用例は、多々有り、映像と運動が組み合わされたものならよく、例えば、テーマパークの乗物、ゲーム(射撃、ハンティング、運動競技(スキー、ボブスレー、ヨットなど)、自動車レースなど)、乗物の運転練習(飛行機、ヘリコプター、船舶、戦車などの視野や操作手段が制限されている特殊作業車など)、そのシミュレーション、広大な建築物の擬似体験(工場、劇場、展示場、競技場など)、ミクロの世界の擬似体験、設計プランの検証などがある。
【0016】
<ト>映像と運動体の動きの制御例
制御部5は、全自動運転にすることにより、観察者は、運転することなく、臨場感のある仮想空間を体験することができる。特に、速度、加速度などの運転と、表示部の映像を完全に連動すれば、臨場感のある仮想空間を実現できる。また、制御部5は、観察者が座っている椅子を制御し、仮想空間の映像に合わせて、椅子を前後、左右に傾けたり、時計方向、逆時計方向に捻転させたりして臨場感を高めることができる。例えば、加速度を上げる時は、椅子を後方に倒して加速度感を瞬間的に強めることができる。また、坂を登るときは、椅子を後方に倒して周囲の映像を下方の後方に移動させる。また、坂を下るときは、椅子を前方に倒して映像を上向きの後方に移動させる。
【0017】
観察者の頭部に装着したヘッドマウンティングディスプレイを使用する場合、制御部5は、観察者が向く左右の方向、仰角、俯角を検出して、ディスプレイの方向に合わせて、映像を人間が認識できない短時間に連動させることにより、表示部を効率よく使用することができる。
【0018】
【発明の効果】
本発明は、次のような効果を得ることができる。
<イ>本発明は、臨場感のある仮想空間システムを提供することができる。
<ロ>また、本発明は、速度感、加速度感、移動感など現実に近づけた仮想空間システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】可動式仮想空間システムの説明図
【図2】可動式仮想空間システムのブロック図
【符号の説明】
1・・・可動式仮想空間システム
2・・・表示部
21・・VDOプロジェクター
22・・ミラー
23・・枠体
3・・・運動体
4・・・駆動部
5・・・制御部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a virtual space system.
[0002]
[Prior art]
Research on virtual space systems includes CAVE of the University of Illinois and CABIN of the University of Tokyo, which consist of a large screen with at least the front and left and right walls connected to each other. There is a room where you can work freely. As described above, in the conventional virtual space system, an image is projected on a wall surface, a ceiling surface, and a floor surface of a room, and an observer in the room views the movement of the image to experience the virtual space. Since these spaces are fixed, the observer does not feel a sense of acceleration, a sense of speed, or a sense of movement, and cannot sufficiently obtain a sense of reality as a virtual space.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
<A> The present invention is to provide a virtual space system with a sense of reality.
<B> Another object of the present invention is to provide a virtual space system that is close to reality, such as a feeling of speed, a feeling of acceleration, and a feeling of movement.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a movable virtual space system including a movable display unit, wherein an image displayed on the display unit is moved at an arbitrary speed or acceleration so that an observer who observes the image can experience a virtual space. It is in.
The present invention also includes, in the movable virtual space system, a movable body on which an observer can ride, and the movable body moves relative to or with the display unit. It is in a virtual space system.
The present invention also resides in the movable virtual space system, wherein the moving object is a vehicle in the movable virtual space system, and a display unit is arranged on a window of the vehicle.
The present invention also resides in the movable virtual space system, wherein the movable virtual space system includes a sound generator and generates three-dimensional sound in the virtual space.
The present invention also includes, in the movable virtual space system, a control unit that controls an image displayed on a display unit, wherein the display unit and the control unit can be attached to an observer. It is in a virtual space system.
[0005]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0006]
<B> Movable virtual space system The movable virtual space system allows the observer to observe the image projected on the display unit and experience the virtual space. The observer can move and move with the display unit. System. The observer performs movements such as front and rear, left and right, up and down, rotation, twisting, tilting, and vibration with and on the display, and experiences a virtual space having a sense of acceleration, a sense of speed, and a sense of movement. it can. The image may be any image displayed on the display unit, and includes an image, a moving image, and the like.
[0007]
As shown in FIG. 1, for example, a movable virtual space system 1 includes a VDO projector 21 for projecting an image, a reflecting mirror 22, a display unit 2 for displaying a screen, a moving body 3 on which an observer can ride, and a display unit. The display unit 2 includes a frame 23 that supports the display unit 2 and the like, a driving unit 4 that moves the display unit 2 and the moving body 3, and a control unit 5 that controls an image on the display unit 2 and the driving unit 4. The movable virtual space system 1 can be represented by a block diagram, for example, as shown in FIG. The display unit 2 and the moving body 3 are exercised by the driving unit 4, and the image on the display unit 2 and the driving unit 4 are controlled by the control unit 4. Thus, the control unit 4 can integrally control the movement of the display unit 2 and the moving body 3 and the image on the display unit. This control method can be performed using a conventional technique.
[0008]
<B> Display section The display section 2 displays an image and can be viewed by an observer. The display unit 2 includes, for example, a screen, a liquid crystal display, a cathode ray tube, a plasma display, and the like. In FIG. 1, the VDC projector 21 irradiates an image toward a mirror 22 and projects the image reflected by the mirror 22 onto a screen. Thus, a large image can be displayed on the screen even in a small space.
[0009]
The display unit 2 only needs to give an observer a feeling of immersion, and it is possible for one display surface to be relatively large. However, it is preferable that the display unit 2 has a plurality of surfaces, or a viewing angle of 180 degrees or more. For personal use, a head mounting display having a wide viewing angle is possible, but a projection type screen having a viewing angle of 180 degrees or more is desirable. In particular, a high-definition lens having a wide viewing angle that covers the entire field of view of the observer is desirable.
[0010]
It is preferable that there be sound together with the video, and the sound device may be two-dimensional. However, it is more preferable to use three-dimensional sound because the sense of presence is enhanced.
[0011]
<C> Athletic body The athletic body 3 may be anything as long as the observer rides and exercises. , Vehicles such as airplanes, and the like. It is preferable that the moving body 3 can move such as forward / backward, left / right, up / down movement, forward / reverse clockwise rotation, and vibration in each direction. As described above, the moving body 3 may be one-dimensional, two-dimensional, or three-dimensional, and may be a parallel movement, a rotating movement, a combined movement of parallel and rotation, or a movement of four or more axes. .
[0012]
Instead of the moving body 3, a walking person may be a moving body, and a system that can provide a virtual space, such as the display unit 2 and the control unit 5, may be attached to the attachment, and the user may exercise the virtual space by himself while carrying. As the display unit 2, a head mounting display having a wide viewing angle is suitable.
[0013]
<D> Drive Unit The drive unit 4 exercises both the display unit 2 and the moving body 3 or exercises only the moving body 3. In the case of FIG. 1, the driving unit 4 includes wheels at the lower part like a cart of the moving body 3, and the wheels rotate so that the display unit 2 and the moving body 3 move or rotate on the floor. Can be granted. The drive unit 4 is controlled by the control unit 5.
[0014]
<E> The control unit control unit 5 controls the image displayed on the display unit 2 or controls the driving unit 4 or links the image on the display unit 2 and the driving unit 4 with each other. It is controlled integrally. The control unit 5 can use a computer such as a personal computer to set the video and the movement of the driving unit by a program.
[0015]
<F> Application examples of the movable virtual space system There are many application examples of the movable virtual space system, and any combination of video and motion may be used. For example, vehicles in a theme park, games (shooting, hunting, athletics) (Skis, bobsled, yachts, etc.), car racing, etc.), vehicle driving practice (special work vehicles with limited field of view and operating means such as airplanes, helicopters, ships, tanks, etc.), simulations, vast buildings Simulated experience (factory, theater, exhibition hall, stadium, etc.), simulated experience of micro world, verification of design plan, etc.
[0016]
<G> Control Example of Motion of Video and Moving Body The control unit 5 allows the observer to experience a virtual space with a sense of realism without driving by performing full-automatic driving. In particular, if the driving such as speed and acceleration is completely linked with the image on the display unit, a virtual space with a sense of reality can be realized. Further, the control unit 5 controls the chair on which the observer is sitting, and tilts the chair back and forth, left and right, and twists it clockwise and counterclockwise in accordance with the image of the virtual space to increase the sense of realism. Can be enhanced. For example, when increasing the acceleration, the chair can be tilted backward to instantly increase the sense of acceleration. When climbing a slope, the chair is tilted backward to move the surrounding image downward and backward. When going down a hill, the chair is tilted forward to move the image upward and backward.
[0017]
When using the head mounting display mounted on the observer's head, the control unit 5 detects the left-right direction, the elevation angle, and the depression angle facing the observer, and the image cannot be recognized by a human according to the display direction. By linking in a short time, the display unit can be used efficiently.
[0018]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be obtained.
<A> The present invention can provide a virtual space system with a sense of reality.
<B> Further, the present invention can provide a virtual space system that is close to reality, such as a feeling of speed, a feeling of acceleration, and a feeling of movement.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a movable virtual space system. FIG. 2 is a block diagram of a movable virtual space system.
Reference Signs List 1 movable virtual space system 2 display unit 21 VDO projector 22 mirror 23 frame 3 moving body 4 drive unit 5 control unit

Claims (5)

可動式の表示部を備え、
表示部に表示される映像を任意の速度や加速度で動かし、映像を観察する観察者が仮想空間を体験できることを特徴とする、可動式仮想空間システム。
Equipped with a movable display unit,
A movable virtual space system characterized by moving an image displayed on a display unit at an arbitrary speed or acceleration so that an observer who observes the image can experience a virtual space.
請求項1に記載の可動式仮想空間システムにおいて、観察者が乗ることができる運動体を備え、
運動体は、表示部に対して、又は、表示部と共に動くことを特徴とする、可動式仮想空間システム。
The movable virtual space system according to claim 1, further comprising a moving body on which an observer can ride,
A movable virtual space system, wherein the moving body moves relative to or with the display unit.
請求項2に記載の可動式仮想空間システムにおいて、
運動体は、乗物であり、乗物の窓に表示部を配置していることを特徴とする、可動式仮想空間システム。
The movable virtual space system according to claim 2,
A movable virtual space system, wherein the moving body is a vehicle, and a display unit is arranged in a window of the vehicle.
請求項1に記載の可動式仮想空間システムにおいて、
音響発生装置を備え、
仮想空間内に立体音響を発生することを特徴とする、可動式仮想空間システム。
The movable virtual space system according to claim 1,
Equipped with a sound generator,
A movable virtual space system, which generates three-dimensional sound in a virtual space.
請求項1に記載の可動式仮想空間システムにおいて、
表示部に表示される映像を制御する制御部を備え、
表示部と制御部は、観察者に取り付けることができることを特徴とする、可動式仮想空間システム。
The movable virtual space system according to claim 1,
A control unit for controlling an image displayed on the display unit,
A movable virtual space system, wherein the display unit and the control unit can be attached to an observer.
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