【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、広大な３ＤＣＧ仮想空間と、そこに存在する大規模な個数の３ＤＣＧ個体群の３ＤＣＧアニメーションを配布、転送、ユーザ間の通信する技術に関するもので、低速の通信回線を利用しても、これらを実現できるようにした３ＤＣＧ通信システムの技術分野に関する技術である。特に、本発明では、必要なデータは、あらかじめ３Ｄ情報表示端末装置側に蓄積して置く方法を考え、通信では、概略データを送るだけで済むようにし、これらを表示する時は、必要なデータを自分自身から取り出すことで、大規模な個数の３Ｄ個体群のアニメーション振付を、それぞれ別々に個性を持たせて表示することを実現したものである。また、これらのデータは、多重の継承の派生部分データの集まりとして構成し、表示時は、それらを合成してから使用するという形式とする事で、データ量の圧縮も行うものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の３ＤＣＧシステムとして、複数のオブジェクトを含むアニメーションでグループを規定し、グループで規定されるパラメータを各アニメーションオブジェクトに継承させて表現してい従来技術がある（例えば、特許文献１参照。）
また、ＣＧアニメのキャラクタを骨格構造によって表現し、初期データとしてその骨格構造の階層関係のデータ、制約条件、形状データなどを送信し、その後時系列で動きデータまたは分解された基本動作にその接続方法を付加したデータを送信して動きを表す従来技術ものもある（例えば、特許文献２参照。）
また、３次元グラフィックスのデータ構造についてのもので、３次元グラフィックスの全てをオブジェクト指向で構築し、データ構造を、物体と構成要素およびポリゴンをリンクした階層データとして表現して、オブジェクト指向の階層構造データを利用している従来技術もある（例えば、特許文献３参照。）
さらに、群集の移動を表現するたもので、個々のオブジェクトが群集となる場合は、群集オブジェクトのモードに設定して操作が出来るようにした従来技術もある（例えば、特許文献４参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特表２００２−５１７８３９号公報
【特許文献２】
特開平１０−４０４１８号公報
【特許文献３】
特開平９−１６８０９号公報
【特許文献４】
特開２００２−７４３９６号公報
【０００４】
【発明が解決しょうとする課題】
無限遠に広大な３Ｄ仮想空間内に存在する大規模個数の３Ｄ個体群を提示する方式の場合、従来の方式では、これを提示する為の膨大なデータ量を送る事ができず、また表示も、その待ち時間のため、全く対応できなかった。
【０００５】
例えば、１個のキャラクタの振付動作（アニメーション）を１０秒間を表示するだけでも、それぞれ０．１秒ごとのフレーム毎の腕の３Ｄ位置や３Ｄ方向のデータが必要で、すなわち総計１００枚分のデータが必要となってしまう。また、さらに３Ｄ個体の１体に多数個の３Ｄ腕や関節を持っている場合、データ量はその腕の個数倍となってしまう。また３Ｄ仮想空間の舞台内に登場する３Ｄ人物が、多人数の場合、そのデータ量は、その人数分となる。これは、もはや天文学的な数字となってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、これらの膨大なデータをリアルタイムに送る事なしに、低速の通信回線でも、上記の要求を実現して、群集の３ＤＣＧアニメーションを生成し、通信できるようにした３ＤＣＧ通信システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題が解決するための手段】
本発明は、これらの広大な３Ｄ仮想空間内での大規模個数の３Ｄキャラクタのアニメーションを、高速な速度の通信回線を必要とせず、容易に表示する事を実現する為の手段である。これを実現するために、予め表示のためのデータは、３Ｄ情報表示の端末装置側に蓄積して置く方式とする。そしてユーザ間での通信では、座標位置や状態モードなどの概略データを送るだけで、必要な通信が済むようにする。そして、実際にこれらの３ＤＣＧアニメを表示する場合、必要なデータは、自分自身から取り出して合成することで、大規模個数の３Ｄ個体群の動作振付（アニメーション）を、表示できるようにしたものである。また、これらの３Ｄ個体の骨格や振付データは、多重に継承された派生部分データの集まりとして構成し、表示時、それらを合成してから使用する事で、蓄積データ量の節約をも、実現している。これによって、世界的な規模でのインターネット・ネットワーク・ゲームなどのような、大規模個数群の３Ｄ個体群での３ＤＣＧアニメーション場面でも対処できるようになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明は、広大な仮想３次元空間と、そこに存在する大規模な個数の個体群の３ＤＣＧアニメーションを配布、転送、ユーザ間の通信する技術に関するもので、低速の通信回線を利用してこれを実現するための技術である。通信は、グローバル座標位置や状態モードなどの概略データを送るだけで済むようにし、描画関係のデータは、あらかじめ端末側に蓄積して置く方法としており、あらかじめ各端末に配布して置くか、必要に応じて追加送付する事で、これらを表示する時は、必要なデータを自分自身から取り出すことで、大規模な個数の個体群の振付動作（アニメーション）などを、別々に、それぞれに個性を持たせて表示できるようにしたものである。また、これらのデータは、その派生部分データの多重の継承や追加の集まりとして構成し、表示時、それらを合成してから使用するという形式とする事で、すでにデータ量の圧縮も行なわせたものである。
以下に、本発明の実施の形態を具体的に説明する。
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の別の形態の１例である。図において、１１は、球体の内部に居るような表示の３Ｄ情報表示端末装置であり、１２は、通信しようとしているユーザであり、１３は、通信相手側の３Ｄ情報表示端末装置、１４は、通信相手側のユーザである。また、１５は、低速な通信回線のユーザの３Ｄ情報表示端末装置の間の専用回線であって、１６は、３Ｄ仮想空間内の任意の３Ｄ個体の存在データを提供するデータベース・サーバーであり、１７は、３Ｄ情報表示端末装置へのデータを配布する専用の回線である。１８は、３Ｄ仮想空間内の存在する任意の３Ｄ個体や３Ｄ個体群である。
【００１０】
この構成では、まずネットワーク起動時に１６のデータ・サーバから、１１、１３の各端末装置に対し目的の仕様にする為の操作がなされ、１７の回線を介して、１１、１３の端末装置に、機能仕様のアプリとデータが配布される。そして１１、１３の端末装置が、その目的の仕様に変身すれば、本来の目的の通信が開始される。
【００１１】
図２は、図１での１５の該端末装置間で送受される請求項ｘの概略データの構成図の１例で、これは２個の大別したデータ群で構成されている。その第１は、仮想空間のグローバル座標に関係したデータ群２１で、第２は、表示する３ＤＣＧ個体の個性の関するデータ群２２である。
【００１２】
図２の下方の左手に示されている図は、グローバル座標に関係した座標系データ群２１の詳細図２３であり、その詳細は、グローバル位置座標データ、その位置での３Ｄ個体の向いている方向、そして、もしその個体が回遊するのであれば、その回遊軌道データである。その他、未定義の拡張データ領域を設置している。個体の個性関係データ群２２の詳細図２４は、下方の右手に示している。先ず、個体がどの世界に所属するかの所属世界コードがあり、個体の化身ＩＤコードがあり、その個体が、どの化身を使うかを選択する。次に骨格コードがあるが、これは化身ＩＤコードで選択された範囲内で選択される。その次に初期の姿勢ＩＤコードがあり、これもその選択された骨格コードの骨格数の範囲内で選択される。その次に各々の対応骨格の動作データ用のＩＤコードが格納されている。これらのコードデータは骨格数に依存して、可変長である。
【００１３】
図３は、データサーバ１６から端末装置１１へ、専用回線１７を介してデータ配布される。この場合のデータ構成を示している。まず挿入すべき位置の情報データを送付し、その後、その本体のデータを配布する。その挿入箇所データと本体データをペアとなっており、全く異なる箇所へのデータの配布では、これらのペア構造が繰り返される。
【００１４】
図４は、この発明の実施の形態の別の構成例を示しており、３Ｄ情報表示の端末装置４１が蓄積装置４３をもつ場合の構成である。この場合も、基本的な構成は変わらないが、大きな違いは、データ・サーバが存在しなく、その替わりに、ローカル蓄積装置４３を各端末が持っている事である。この方法は、図１と同様に、従来の方法であり、あらかじめある程度の機能を端末が持っており、それなりにシンプルな構成となり、設備費の維持管理などが不要である。そして、端末装置４１は、殆ど機能変更はなく、通信内容だけが、蓄積装置４３に蓄積される。しかし、当初の機能仕様からの変更はなく、更なる機能の向上や、更なる新しいメディア形式への対応などのサポートができない欠点がある。
【００１５】
図５は、本発明の形態を説明した図で、図１、図４の両方の機能を合わせ持つ。５１は、各３Ｄ情報表示端末装置、５２は、データ・サーバからの専用通信回線。５３は、３Ｄ情報表示端末装置間の専用通信回線。５４は、データ・サーバある。５５は、３Ｄ情報表示端末装置に付属するデータ蓄積装置である。
該図１、図２と比べ、この本発明の形態では、各３Ｄ情報表示端末装置同士は、それぞれの通信機能の仕様レベルを同じくする事が出来る。それゆえ、通信処理に柔軟性がある。
【００１６】
まず初期段階、端末装置５１の仕様設定データは、データベース５４から配布される。これはネットワーク５２に接続された時点で行われる。その後、本来の目的のための３ＤＣＧ通信の為の共有データベース構築作業に入る。そして、この端末が、５３のユーザ間用のネットワークに接続されたときは、それぞれの端末に不足しているデータベースを、お互いに補うようにして、端末の機能仕様レベルや３Ｄ表示用データベースを同一のものにする。
【００１７】
図６は、上述の図５の、端末装置５１の間のユーザ間接続時の初期の機能仕様を同じにする為のシーケンスを示したものである。
【００１８】
まず、接続当初、６１で、それぞれ端末装置のＩＤ番号を交換し、その後、６２で、それぞれの端末装置が現在保有している通信機能を、各自が自分で調べて、リストアップする。６３で、その結果のリストを、お互いの端末に知らせ合う。６４で、その足りない部分を、各自端末が調べ、それぞれの要求リストを知らせあう。その後、この該要求リストに従って、６５で、お互いに端末機能のアプリ・プログラムやデータを転送し合い、お互いに補完する。
【００１９】
この後は、３ＤＣＧ表示の関係のアプリ・プログラムやデータも、同様の手順でおこなう。６６で、各自が自身のデータ領域を探査し、６７で、そのリストを相手端末と交換する。その後、６８で、相手から受信したリストと比べ、自端末の不足分のリストを作成し、それぞれにその要求リストを知らせ合う。その後、６９で、足りない部分のアプリ・プログラムやデータを、交換し、それぞれ補完し合う。
これで、６１０の段階で、両通信端末は、同じ通信機能レベルと、同じ３Ｄ表示の機能やデータベースを持っている事となる。
【００２０】
これ以降の６１１のモードでは、本発明での目的であり、また特徴でもある「概略コードでの通信」を行う。
【００２１】
図７は、ここで扱う３Ｄ仮想空間の大きさを模式的に示したもので、７１は、３Ｄ情報表示端末装置であり、７２は、該３Ｄ仮想空間内に存在する任意の３Ｄ個体である。破線の７３は、この３Ｄ仮想空間の境界面である。これはデータ・サーバが保有しているデータの表現形式に依存し、原則的に浮動小数点形式の表現限界を、その理論的無限遠として、その該理論的無限遠の境界面までを、本発明の３Ｄ仮想空間の範囲とする。
【００２２】
たとえば、数値を、
３．１４１５９２６５３５８９７９３２３８４６２６４３３８３２７９５０２８８４１９７１６９３９９３７５１０５８２０９＋９８７６５４３２１などのような表現が可能であれば、データサーバでの、この数値表現の限界が、広大な数値空間（仮想空間）の境界面となる。
【００２３】
図８は、該データサーバ１４が蓄積したり、該端末１１の蓄積装置１５が蓄積しているデータ形式を具体図で示したもので、これらは、オブジェクト指向データベースの形式で蓄積されている。図８において、８１は、既定のデータ単位を含むスーパクラスで、８２は、これを継承したサブクラス、８３は、さらに８２を継承した８２のサブクラス、８４は、８３のサブクラス、８５は、８４のサブクラス、８６は８５のそれぞれサブクラスであり、それぞれは継承され階層化され、分散化されている。同様に、図８において、８８は、別のデータ単位のスーパクラスで、８９は、８１と８８からの異種系列から継承のサブクラスである。この８９は、異種系列から継承により、新たなスーパクラスとして発生させることができる。８１０は、８９を継承したサブクラスであり、同様に８１１は、８１０から継承されたサブクラスである。また、図８において、８７は、８１から８６までの階層化されたサブクラスを合計したデータ単位で、これらは、新らたに、Ａｎとして定義でき、これが完成された、３ＤＣＧ人物アニメーションの表示関係のデータとなる。
【００２４】
図９は、図８で示した概念を、実際のデータ構造で表したもので、ＵＭＬ Ｖｅｒ１．２規格の記法で表記したものある。ここで９１は、生物のスーパクラスで、９２は、９１を継承した近い範疇の範疇のサブクラス、９３は、９２を継承したさらに下層の範疇の生物のサブクラスの構造様式である。
【００２５】
図１０は、実際に作成した３Ｄ人物の骨格データの具体的な模式図で、１０１がスーパークラス、１０２が１０１を継承した骨格のサブクラス、１０３は、１０２を継承した下層の骨格のサブクラス、１０４は、１０２を継承した別の下層の骨格のサブクラスとなっている。これらはすべて、骨格のリンク情報は、同じものであるが、どの身体姿勢が異なるもので、それゆえ、関節要素、すなわち、腕やひざなどの、３Ｄ座標や、３Ｄ方向は異なる。この異なる部分のデータが、ポリモーフィズムされたデータとして保存されている。
【００２６】
図１１は、各種の原型の骨格データを蓄積しているクラスと、それを継承した階層データとして蓄積する方法を示したもので、基本的にリンク情報を付加したマルチツリー的な構造として蓄積されている。
１１１は、骨格データを図示したもので、１１２は、１１１の骨格をデータとして蓄積する場合の、データリンク形式を図式的に表現したものである。
【００２７】
図１２は、３Ｄ仮想空間の世界を、多重に同一空間に設定した場合の概念図であって、ここでは説明のため、仮に、３Ｄの各世界を２Ｄ階層の平面で、表現する。１２１は、３Ｄ仮想空間を多重化した場合の各世界を示している図で、１２２は、この各世界での住民であって、１２３は、その該住民の間の相互関係を示している。１２１は、世界Ａの３Ｄ仮想空間、１２４は世界Ｂの３Ｄ仮想空間，１２５は世界Ｃの３Ｄ仮想空間、１２６は、世界Ｄの３Ｄ仮想空間を、表している。
【００２８】
それぞれの該世界空間を、例えば無重力空間、亜空間、超重量空間、現在の仮想空間、過去の仮想空間と定義すれば、その特質を、以下のように設定でき、表現できる。
【００２９】
まず無重力空間では、住民は、フワフワした空間を浮遊しており、亜空間では、所々に、空間歪が存在する通常重力の空間であり、それゆえ住民が移動すると、所々でその住民の体形が変形する。しかし、その部位を通過すると、またもとの体形と戻る。
【００３０】
超重力空間は、物体間の引力が非常に強い空間であり、非常に高い平衡状態にいるのでない限り、単独では物体が浮遊していない空間となる。
【００３１】
過去の仮想空間とは、現在の仮想空間から連続した時間の流れが、２０秒遅れている空間であり、現在の仮想空間で起こった事柄が、２０秒後に再現される空間である。
【００３２】
すなわち、我々が住む現在の空間から、僅かに変形した、一般に異次元空間と言われるものである。このように、それぞれの空間は、それぞれの特質を持たすことが出来る。
【００３３】
この場合、同一仮想空間に、多重に存在する各世界の３Ｄ仮想空間を、１つの世界の３Ｄ仮想空間で表現する場合、現在の世界に住んではいない別の世界の住民は、幽霊のような半透明な存在として表現することと、黄色味や赤色味といった色調をつける事で、どの世界の住民かを、表現する。もちろん、どれか１つの世界の３Ｄ仮想空間だけを表示し、すべて世界を同時に表示する必要のない場合、このような該表現方法は、不要である。
【００３４】
図１３は、化身ＩＤと該自律生成アルゴリズムによって該端末側で自律的に生成されたポリゴン外皮の図である。この場合、原型としては円筒を設定し、その円筒の円周方向と筒方向のＢスプライン曲線を該制御点を用いて生成し、さらにこれらの間を縫うようにポリゴンを生成する。１３１は円周方向での閉Ｂスプライン曲線で、１３２は筒方向に生成した開Ｂスプライン曲線である。１３３は、こららの曲線をつかってそれらの間に生成した補完点を使って生成したポリゴンによる外皮である。もちろん、テクセルは、化身ＩＤコードで指示されるデータ群に含まれている。
【００３５】
【発明の効果】
この発明によれば、該データ・サーバーが持つ数値表現形式で表現できる広大な空間表現と、膨大なデ−タ量とで、巨大な３Ｄ仮想空間を構築することができる効果がある。
【００３６】
また、この発明によれば、該データ・サーバーが持つ数値表現形式で表現できる巨大な３Ｄ仮想空間内に大規模個数の３ＤＣＧ個体群のアニメーション動作を表示することができる効果がある。
【００３７】
また、この発明によれば、専用の３Ｄ骨格データ・サーバーから必要なデータだけ追加配布することで、３Ｄ情報表示端末装置が新機能を持つ事を容易にする効果がある。
【００３８】
また、この発明によれば、専用の動作振付（アニメーション）データ・サーバーを設けている事で、３Ｄ情報表示端末装置が容易に新しい動作振付（アニメーション）機能を持つ事ができる効果がある。
【００３９】
また、この発明によれば、全天周、全地周の３Ｄ情報表示端末装置に、３Ｄ仮想空間内に、新しく３Ｄ個体や３Ｄ個体群を、容易に、一度にすべて、提示する事が出来る効果がある。
【００４０】
また、この発明によれば、全天周、全地周の３Ｄ情報表示端末装置で、３Ｄ仮想空間内に、新しく３Ｄ個体や３Ｄ個体群のそれぞれ独自に振付動作アニメーションを容易に、一度にすべてを提示する事が出来る効果がある。
【００４１】
また、この発明によれば、３Ｄ個体や３Ｄ個体群のそれぞれに組み合わせの自由な化身のポリゴンを着付けし提示する事が出来る効果がある。
【００４２】
また、この発明によれば、球体の内部に居るような表示の３Ｄ情報表示の全天周提示型および全地周提示型の端末装置は、異なる端末と接続するたびに、新しくプログラムやデータを貰らい蓄積するため、新機能やデータを獲得する自己成長型の３Ｄ表示端末となることができる。
【００４３】
また、この発明によれば、自己成長型の球体の内部に居るような表示の３Ｄ情報表示の全天周提示型および全地周提示型の端末装置は、その成長制御をする事で、その個々の端末装置に個性を持たせることと、成長を停止させる得る安全性を持たせることができる。
【００４４】
また、この発明によれば、カテゴリの範疇の汎化や特化程度を評価基準として、継承クラスおよび継承インスタンスを使用する事で、蓄積データ量をコンパクトに出来る。
【００４５】
また、この発明によれば、生物の３Ｄ骨格や振付動作をコンパクトなデータ量で、表示する事が出来る。
【００４６】
また、この発明によれば、ポリモーフィズム（多様態）の機能を持つ事で、任意の階層のデータを瞬時に交換する事ができ、３Ｄ骨格や振付動作などを、即時に、自由に、変化させることが出来る効果がある。
【００４７】
また、この発明によれば、データサーバから要求に応じて配布追加する事で、３Ｄ情報表示端末装置側に蓄積するデータ量を、削減する事ができる効果がある。また、必要に応じて、データを配布追加する事から、柔軟な仕様変更に対応できる効果がある。
【００４８】
また、この発明によれば、概略データのみの通信だけが必要なだけなので、通信コストが削減され、即時性が増す効果がある。
【００４９】
また、この発明によれば、該３Ｄ仮想舞台の備え付けられた３Ｄ事物の配置を再現する時や、３Ｄ人物、３Ｄ動物、３Ｄ個体を再現する時に必要な通信データ量を、削減する事ができる効果がある。
【００５０】
また、この発明によれば、３Ｄ仮想空間を多重世界の３Ｄ空間で表現できる事で、３Ｄ仮想空間に大きさが、さらに拡大できる効果がある。
【００５１】
また、この発明によれば、多重の世界の３Ｄ空間とその住民を、１つの３Ｄ仮想空間で表現できる。
【００５２】
また、この発明によれば、３Ｄ情報表示用の登録ユーザ端末間では、低速の通信回線でも３Ｄ仮想空間を共有する事ができる効果がある。
【００５３】
また、この発明によれば、３ＤＣＧ個体のポリゴン生成に関して、端末自身が生成を行うことで、データサーバや、通信回線に負担を強いる事がない効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の３ＤＣＧ通信システムの構成図。
【図２】この発明の実施の形態１の３ＤＣＧ通信システムの端末間転送データの構成図。
【図３】この発明の実施の形態１の３ＤＣＧ通信システムのデータサーバから端末装置への転送データの構成図。
【図４】この発明の実施の形態の別の３ＤＣＧ通信システムの構成図。
【図５】この発明の実施の形態１の３ＤＣＧ通信システムにおいて、多人数間での通信の場合の構成図。
【図６】この発明の端末装置の自動仕様整合の為の接続シーケンス図。
【図７】この発明の実施の数理的な３ＤＣＧ仮想空間の概念を説明した図。
【図８】この発明の実施の形態のデータ階層と継承クラスの構成を説明する図。
【図９】この発明の実施の形態のデータ階層と継承クラスの具体的構成をＵＭＬ記法で説明する図。
【図１０】この発明の実施の形態の３ＤＣＧ骨格データの構造説明のための図。
【図１１】この発明の実施の形態の３ＤＣＧ骨格データの説明の構成説明のための別図。
【図１２】この発明の実施の形態の同一３ＤＣＧ空間への多重仮想世界の投影状態の説明の図。
【図１３】この発明の実施の形態の３Ｄ個体のポリゴンを自律的に生成する方法の説明の図。
【符号の説明】
１１全天周、全地周の球体の内部にいるような表示の３Ｄ情報表示端末装置、１２ ユーザ１（操作者）、１３ 通信相手の球体の内部にいるような表示の３Ｄ情報表示端末装置、１４ ３Ｄ通信の相手側のユーザ２（操作者）、１５ 低速なユーザの３Ｄ情報表示端末装置間の専用通信回線、１６ ３Ｄ仮想空間内の任意な存在の３Ｄ個体や３Ｄ個体群、１７ ３Ｄ仮想空間内の任意の３Ｄ個体の存在データを提供するデータベース、１８全天周・地周の球体の内部的にいるような表示の３Ｄ情報表示端末装置へのデータ供給の専用回線、２１ 座標系のデータ群、２２ 個体の個性関係のデータ群、２３ 座標系のデータ群の内部詳細、２４ 個体の個性関係のデータ群の内部詳細、３１ 挿入する階層の位置情報データ、３２ 追加するデータ本体、４１ 全天周・全地周の球体の内部にいるような表示の３Ｄ情報表示端末装置、４２ データベースの配布のための専用供給回線、４３ 低速なユーザの３Ｄ情報表示端末装置間の専用通信回線、４４ ３Ｄ個体の、３Ｄ骨格や振付データのデータベースの蓄積装置、５１ ユーザの３Ｄ情報表示端末装置間の通信回線、５２ 全天周、全地周の球体の内部にいるような表示の３Ｄ情報表示端末装置、５３ ３Ｄ個体の、３Ｄ骨格や振付いデータのデータベースの蓄積装置、６１ 双方の端末機ＩＤ確認、６２ 各自の機能のリストアップ、６３ 保持機能リスト交換、６４ 不足分リスト交換、６５ 不足データ・アプリ交換、６６ ３ＤＣＧ関係のリストアップ、６７ ３ＤＣＧ関係のリスト交換、６８ ３ＤＣＧ関係の不足分リスト交換、６９ ３ＤＣＧ関係の不足データ・アプリ交換、６１０ 両端末の機能、６１１ 概略コード通信開始、７１ 任意な存在の３Ｄ個体や３Ｄ個体群、７２ 全天周・全地周の球体の内部にいるような表示の３Ｄ情報表示端末装置、７３ ユーザ１（操作者）、７４無限遠にある数値表示限界の境界面、８１ 生物の進化データベースのスーパクラス（Ａ）、８２ 生物の進化データベースのスーパクラス（Ｂ）、８３ Ａ’のサブクラス、８４ Ａ’’のサブクラス、８５ Ａ’’’のサブクラス、８６ Ａ’’’’のサブクラス、８７ Ａ’’’’’のサブクラス、８８ Ａ＋Ｃを多重継承したＢのス−パクラス、８９ Ｂのサブクラス、８１０ Ｂ’’のサブクラス、８２０ Ａの結果的な全包クラス、９１ スーパークラス、９２ サブクラス（１）、９３ サブクラス（２）、１０１ ３Ｄ骨格スーパークラス、１０２ 動作サブクラス、１０３ ３Ｄ骨格サブクラス１、１０４ ３Ｄ骨格サブクラス２、１０５ ３Ｄ骨格サブクラス３、１１１ ３Ｄ骨格データベース１、１１２ ３Ｄ骨格データベース２、１１３ ３Ｄ骨格データベース３、１１４ ３Ｄ骨格データベース４、１２１ ３Ｄ仮想世界を２Ｄ平面上で表現した図、１２２ 各３Ｄ多重世界の上に住む各３Ｄ住民、１２３ 各３Ｄ世界での各３Ｄ住民間の相互関係、１３１ 円筒の円周方向の閉Ｂスプライン曲線、１３２ 円筒の筒方向の開Ｂスプライン曲線、１３３ 自律生成されたポリゴン、１４１ 従来のユーザ（操作者）、１４２ 従来の３Ｄ情報表示端末装置、１４３ 従来の通信回線、１４４ 従来の相手側の３Ｄ情報表示端末装置、１４５ 従来の相手側のユーザ（操作者）。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a technology for distributing, transferring, and communicating between users in a large 3DCG virtual space and a large number of 3DCG individuals existing in the virtual space. This is a technology relating to the technical field of a 3DCG communication system that can realize these. In particular, in the present invention, a method is considered in which necessary data is stored in the 3D information display terminal device in advance. In communication, only summary data needs to be sent, and when displaying these, necessary data is used. Is extracted from itself, thereby realizing the display of animation choreography of a large number of 3D individuals with individuality. In addition, these data are configured as a group of derived part data of multiple inheritance, and when displayed, the data amount is compressed by using a form in which they are combined and then used.
[0002]
[Prior art]
As a conventional 3DCG system, there is a conventional technology in which a group is defined by an animation including a plurality of objects, and parameters defined by the group are inherited and expressed by each animation object (for example, see Patent Document 1).
The CG animation character is represented by a skeletal structure, and data of a hierarchical relationship of the skeletal structure, constraints, shape data, and the like are transmitted as initial data, and then connected to time-series motion data or decomposed basic operations. There is also a conventional technology that represents motion by transmitting data to which a method is added (for example, see Patent Document 2).
Also, regarding the data structure of three-dimensional graphics, all of three-dimensional graphics are constructed in an object-oriented manner, and the data structure is expressed as hierarchical data in which objects, constituent elements, and polygons are linked, and the object-oriented There is also a conventional technique using hierarchical structure data (for example, see Patent Document 3).
Furthermore, there is a conventional technology that expresses the movement of a crowd, and when an individual object is a crowd, the mode can be set to the crowd object mode and the operation can be performed (for example, see Patent Document 4).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2002-517839 A
[Patent Document 2]
JP-A-10-40418
[Patent Document 3]
JP-A-9-16809
[Patent Document 4]
JP-A-2002-74396
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the method of presenting a large number of 3D individuals existing in a vast 3D virtual space at infinity, the conventional method cannot send an enormous amount of data for presenting it, and also displays the data. However, due to the waiting time, they could not respond at all.
[0005]
For example, even if the choreography operation (animation) of one character is displayed for only 10 seconds, the data of the 3D position and the 3D direction of the arm for each frame every 0.1 second is required, that is, a total of 100 images Data is needed. Further, when one 3D individual has a large number of 3D arms and joints, the data amount is multiplied by the number of arms. When the number of 3D persons appearing on the stage in the 3D virtual space is large, the data amount is the number of persons. This is no longer an astronomical figure.
[0006]
Therefore, the present invention provides a 3D CG communication system which can realize the above-mentioned demand, generate 3D CG animation of a crowd, and perform communication by transmitting the huge data in real time without transmitting such a huge amount of data in real time. The purpose is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a means for realizing easy display of animation of a large number of 3D characters in such a large 3D virtual space without requiring a high-speed communication line. In order to realize this, data to be displayed is stored in the terminal device for displaying 3D information in advance. In the communication between the users, the necessary communication is completed only by sending the outline data such as the coordinate position and the state mode. When actually displaying these 3DCG animations, necessary data is taken out from the user and synthesized, so that the motion choreography (animation) of a large number of 3D individuals can be displayed. is there. In addition, the skeleton and choreography data of these 3D individuals are configured as a group of multiple inherited derived partial data, and when they are displayed, they are combined before use, thereby saving the amount of stored data. are doing. This makes it possible to deal with 3D CG animation scenes with a large number of 3D populations, such as a worldwide Internet network game.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention relates to a technology for distributing, transferring, and communicating between users in a vast virtual three-dimensional space and a large number of individuals existing in the virtual three-dimensional space. This is the technology for realizing. Communication only requires sending outline data such as global coordinate position and state mode, and drawing-related data is stored and stored in the terminal in advance. By sending additional data according to the above, when displaying these, the necessary data is taken out from themselves, and the choreography operation (animation) of a large number of individuals can be individually performed, It can be displayed by holding it. In addition, these data are configured as a set of multiple inheritances and additional collections of the derived part data, and when displayed, they are combined and then used, so that the data amount has already been compressed. Things.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described.
[0009]
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is an example of another embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 11 denotes a 3D information display terminal device for displaying a display as if it were inside a sphere, 12 denotes a user who is trying to communicate, 13 denotes a 3D information display terminal device on the communication partner side, and 14 denotes The user on the communication partner side. Reference numeral 15 denotes a dedicated line between a 3D information display terminal device of a user of a low-speed communication line, 16 denotes a database server that provides existence data of an arbitrary 3D individual in a 3D virtual space, Reference numeral 17 denotes a dedicated line for distributing data to the 3D information display terminal device. Reference numeral 18 denotes an arbitrary 3D individual or 3D individual group existing in the 3D virtual space.
[0010]
In this configuration, first, at the time of starting the network, an operation is performed from the 16 data servers to each of the terminal devices 11 and 13 to achieve the target specifications. Apps and data with functional specifications will be distributed. Then, when the terminal devices 11 and 13 are transformed into the specification of the intended purpose, the communication of the intended purpose is started.
[0011]
FIG. 2 is an example of a schematic data configuration diagram of claim x transmitted and received between the 15 terminal devices in FIG. 1, which is composed of two broadly divided data groups. The first is a data group 21 related to the global coordinates of the virtual space, and the second is a data group 22 relating to the individuality of the 3DCG individual to be displayed.
[0012]
The figure shown on the lower left side of FIG. 2 is a detailed view 23 of the coordinate system data group 21 related to the global coordinates, the details of which are global position coordinate data and the orientation of the 3D individual at that position. The direction, and if the individual is migrating, the migratory trajectory data. In addition, an undefined extended data area is installed. The detailed diagram 24 of the individuality relationship data group 22 of the individual is shown on the lower right. First, there is an affiliation world code indicating which world the individual belongs to, an incarnation ID code of the individual, and the individual selects which incarnation to use. Next, there is a skeleton code, which is selected within the range selected by the incarnation ID code. Next to this is an initial posture ID code, which is also selected within the range of the number of skeletons of the selected skeleton code. Next, the ID code for the operation data of each corresponding skeleton is stored. These code data are of variable length depending on the number of skeletons.
[0013]
In FIG. 3, data is distributed from the data server 16 to the terminal device 11 via the dedicated line 17. The data structure in this case is shown. First, the information data of the position to be inserted is sent, and then the data of the main body is distributed. The insertion point data and the main body data are paired, and when data is distributed to completely different points, the pair structure is repeated.
[0014]
FIG. 4 shows another configuration example of the embodiment of the present invention, in which the terminal device 41 for 3D information display has a storage device 43. In this case as well, the basic configuration does not change, but the major difference is that there is no data server and instead each terminal has the local storage device 43. This method is a conventional method like FIG. 1, and the terminal has a certain degree of function in advance, has a simple configuration, and does not require maintenance and management of equipment costs. The terminal device 41 has almost no function change, and only the communication contents are stored in the storage device 43. However, there is no change from the original functional specification, and there is a disadvantage that it is not possible to support further improvement of the function or support of a new media format.
[0015]
FIG. 5 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention, and has both functions of FIGS. 51 is a 3D information display terminal device, and 52 is a dedicated communication line from a data server. 53 is a dedicated communication line between the 3D information display terminals. 54 is a data server. Reference numeral 55 denotes a data storage device attached to the 3D information display terminal device.
Compared with FIGS. 1 and 2, in the embodiment of the present invention, the 3D information display terminals can have the same communication function specification level. Therefore, the communication processing is flexible.
[0016]
First, in the initial stage, the specification setting data of the terminal device 51 is distributed from the database 54. This is performed when connected to the network 52. After that, the operation of building a shared database for 3DCG communication for the original purpose is started. Then, when this terminal is connected to the network for 53 users, the databases lacking in each terminal are complemented by each other so that the functional specification level of the terminal and the 3D display database are the same. Things.
[0017]
FIG. 6 shows a sequence for making the same initial functional specifications at the time of connection between users between the terminal devices 51 in FIG. 5 described above.
[0018]
First, at the beginning of the connection, the ID numbers of the terminal devices are exchanged at 61, and thereafter, at 62, the communication functions currently possessed by the respective terminal devices are checked by themselves and listed. At 63, the resulting list is communicated to each other's terminals. At 64, each terminal examines the missing part and notifies each request list. Thereafter, according to the request list, the application program and data of the terminal function are transferred to each other at 65 to complement each other.
[0019]
Thereafter, application programs and data related to 3DCG display are performed in the same procedure. At 66, each one searches its own data area and at 67 exchanges the list with the partner terminal. Thereafter, at 68, a list of the shortage of the own terminal is created, compared with the list received from the other party, and the request list is notified to each. Thereafter, at 69, the missing application programs and data are exchanged and complement each other.
Thus, at step 610, both communication terminals have the same communication function level and the same 3D display function and database.
[0020]
In the mode 611 after this, “communication using a schematic code” which is an object of the present invention and which is a feature is performed.
[0021]
FIG. 7 schematically shows the size of the 3D virtual space handled here. Reference numeral 71 denotes a 3D information display terminal device, and 72 denotes an arbitrary 3D individual existing in the 3D virtual space. . A broken line 73 is a boundary surface of the 3D virtual space. This depends on the representation format of the data held by the data server, and in principle, the representation limit of the floating-point format is taken as its theoretical infinity, and up to the boundary surface of the theoretical infinity according to the present invention. Of the 3D virtual space.
[0022]
For example, replace a number with
3.141592653587897932846264433383279502888419716939937551058209+9876554321If such a representation is possible, the limit of this numerical representation in the data server becomes a boundary surface of a vast numerical space (virtual space).
[0023]
FIG. 8 is a specific diagram showing data formats stored in the data server 14 and stored in the storage device 15 of the terminal 11, which are stored in an object-oriented database format. In FIG. 8, reference numeral 81 denotes a superclass including a predetermined data unit, 82 denotes a subclass inherited from the superclass, 83 denotes a subclass of 82 that further inherits 82, 84 denotes a subclass of 83, and 85 denotes a subclass of 84. The subclass 86 is a subclass of 85, each of which is inherited, hierarchized, and distributed. Similarly, in FIG. 8, 88 is a super class of another data unit, and 89 is a subclass inherited from a heterogeneous series from 81 and 88. This 89 can be generated as a new superclass by inheriting from a heterogeneous series. 810 is a subclass inherited from 89, and similarly, 811 is a subclass inherited from 810. In FIG. 8, reference numeral 87 denotes a data unit obtained by summing the hierarchical subclasses from 81 to 86. These data units can be newly defined as An. Data.
[0024]
FIG. 9 shows the concept shown in FIG. 8 in the form of an actual data structure, and is expressed in UML Ver1.2 standard notation. Here, 91 is a superclass of organisms, 92 is a subclass of a near category that inherits 91, and 93 is a structural mode of a subclass of organisms in a lower category that inherits 92.
[0025]
FIG. 10 is a specific schematic diagram of the skeleton data of the 3D person actually created. 101 is a superclass, 102 is a subclass of the skeleton that inherits 101, 103 is a subclass of the lower skeleton that inherits 102, 104 Is a subclass of another underlying skeleton that inherits 102. All of them have the same skeleton link information, but different body postures, and therefore different joint elements, that is, 3D coordinates and 3D directions of arms and knees. The different parts of the data are stored as polymorphized data.
[0026]
FIG. 11 shows a class storing various types of skeleton data and a method of storing the data as hierarchical data which inherits the class. Basically, the data is stored as a multi-tree-like structure to which link information is added. ing.
Reference numeral 111 denotes skeleton data, and reference numeral 112 denotes a schematic representation of a data link format when the skeleton of 111 is stored as data.
[0027]
FIG. 12 is a conceptual diagram in a case where the world of the 3D virtual space is multiplexed and set in the same space. Here, for the sake of explanation, each 3D world is temporarily represented by a plane of a 2D hierarchy. 121 is a diagram showing each world when the 3D virtual space is multiplexed, 122 is a resident in each world, and 123 shows a mutual relationship between the resident. Reference numeral 121 denotes a 3D virtual space of the world A, 124 denotes a 3D virtual space of the world B, 125 denotes a 3D virtual space of the world C, and 126 denotes a 3D virtual space of the world D.
[0028]
If each of the world spaces is defined as, for example, a zero-gravity space, a sub-space, a super-weight space, a current virtual space, and a past virtual space, the characteristics can be set and expressed as follows.
[0029]
First, in the zero-gravity space, the inhabitants float in a fluffy space. Deform. However, after passing through the part, it returns to its original shape.
[0030]
The supergravity space is a space in which an attractive force between objects is very strong, and is a space in which an object does not float alone unless it is in a very high equilibrium state.
[0031]
The past virtual space is a space in which a continuous flow of time from the current virtual space is delayed by 20 seconds, and is a space in which what has occurred in the current virtual space is reproduced after 20 seconds.
[0032]
That is, it is slightly deformed from the current space in which we live, and is generally called a different-dimensional space. Thus, each space can have its own characteristics.
[0033]
In this case, when the 3D virtual space of each of the worlds present in multiples in the same virtual space is represented by the 3D virtual space of one world, the inhabitants of another world who do not live in the current world are ghost-like. By expressing it as a translucent entity and adding a color tone such as yellow or red, it expresses the inhabitants of the world. Of course, when only the 3D virtual space of any one world is displayed and it is not necessary to display all the worlds at the same time, such a representation method is unnecessary.
[0034]
FIG. 13 is a diagram of a polygon outer skin autonomously generated on the terminal side by the incarnation ID and the autonomous generation algorithm. In this case, a cylinder is set as a prototype, a B-spline curve in the circumferential direction and the cylindrical direction of the cylinder is generated using the control points, and a polygon is generated so as to sew between them. 131 is a closed B-spline curve in the circumferential direction, and 132 is an open B-spline curve generated in the cylinder direction. Reference numeral 133 denotes an outer skin made of polygons generated by using these curves and using complementary points generated between them. Of course, the texel is included in the data group indicated by the incarnation ID code.
[0035]
【The invention's effect】
According to the present invention, there is an effect that a huge 3D virtual space can be constructed with a vast space representation that can be represented by the numerical representation format of the data server and a huge amount of data.
[0036]
Further, according to the present invention, there is an effect that an animation operation of a large number of 3DCG individuals can be displayed in a huge 3D virtual space that can be expressed in a numerical expression format of the data server.
[0037]
Further, according to the present invention, by additionally distributing only necessary data from a dedicated 3D skeleton data server, there is an effect that the 3D information display terminal device can easily have a new function.
[0038]
Further, according to the present invention, by providing a dedicated motion choreography (animation) data server, there is an effect that the 3D information display terminal device can easily have a new motion choreography (animation) function.
[0039]
Further, according to the present invention, a new 3D individual or a 3D individual group can be easily and all presented at a time in the 3D virtual space on the 3D information display terminal device on the entire sky and the entire earth. effective.
[0040]
Further, according to the present invention, in the 3D information display terminal device of the whole sky and the whole earth, the choreography motion animation of a new 3D individual or a group of 3D individuals can be easily and individually performed in the 3D virtual space. There is an effect that can be presented.
[0041]
Further, according to the present invention, there is an effect that a polygon of an incarnation that can be freely combined is dressed and presented to each of the 3D individual and the 3D individual group.
[0042]
Further, according to the present invention, the all-sky display type and all-ground display type terminal device of the 3D information display of the display as if it is inside a sphere, each time a different terminal is connected, a new program or data is newly downloaded. Because it is obtained and accumulated, it can be a self-growing 3D display terminal that acquires new functions and data.
[0043]
Further, according to the present invention, the all-sky display type and all-ground display type terminal device of the 3D information display of the display as if it is inside a self-growing sphere is controlled by its growth, It is possible to give each terminal device individuality and to have security to stop the growth.
[0044]
Further, according to the present invention, the accumulated data amount can be made compact by using the inherited class and the inherited instance using the degree of generalization and specialization of the category as an evaluation criterion.
[0045]
Further, according to the present invention, it is possible to display the 3D skeleton and the choreography of the living body with a compact data amount.
[0046]
Further, according to the present invention, by having the function of polymorphism (diversity), data of any hierarchy can be exchanged instantaneously, and the 3D skeleton, choreography operation, etc. can be changed immediately and freely. There is an effect that can be.
[0047]
Further, according to the present invention, there is an effect that the amount of data stored in the 3D information display terminal device side can be reduced by distributing and adding in response to a request from the data server. In addition, since data is added and distributed as needed, there is an effect that it is possible to flexibly change specifications.
[0048]
Further, according to the present invention, since only communication of only general data is necessary, there is an effect that communication cost is reduced and immediateness is increased.
[0049]
Further, according to the present invention, it is possible to reduce the amount of communication data required when reproducing the arrangement of the 3D objects provided in the 3D virtual stage and when reproducing 3D persons, 3D animals, and 3D individuals. effective.
[0050]
Further, according to the present invention, since the 3D virtual space can be represented by the 3D space of the multiplex world, the size can be further expanded to the 3D virtual space.
[0051]
Further, according to the present invention, the 3D space of the multiplex world and its inhabitants can be represented by one 3D virtual space.
[0052]
Further, according to the present invention, there is an effect that a 3D virtual space can be shared between registered user terminals for 3D information display even with a low-speed communication line.
[0053]
Further, according to the present invention, the terminal itself generates the polygon of the 3DCG individual, so that there is an effect that the data server and the communication line are not burdened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a 3DCG communication system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of transfer data between terminals in the 3DCG communication system according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a configuration diagram of data transferred from the data server to the terminal device in the 3DCG communication system according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a configuration diagram of another 3DCG communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram of a 3DCG communication system according to the first embodiment of the present invention in the case of communication between a large number of people.
FIG. 6 is a connection sequence diagram for automatic specification matching of the terminal device of the present invention.
FIG. 7 is a view for explaining the concept of a mathematical 3DCG virtual space according to an embodiment of the present invention;
FIG. 8 is an exemplary view for explaining the configuration of a data hierarchy and inherited classes according to the embodiment of the present invention;
FIG. 9 is an exemplary view for explaining a specific configuration of a data hierarchy and an inherited class in UML notation according to the embodiment of this invention;
FIG. 10 is a view for explaining the structure of 3DCG skeleton data according to the embodiment of the present invention;
FIG. 11 is another diagram for explaining the structure of the 3D CG skeleton data according to the embodiment of the present invention;
FIG. 12 is a diagram illustrating a projection state of a multiple virtual world onto the same 3DCG space according to the embodiment of this invention.
FIG. 13 is an explanatory diagram of a method of autonomously generating a polygon of a 3D individual according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
11 3D information display terminal device for displaying as if it were inside a sphere around the entire sky and all around the earth, 12 User 1 (operator), 13 3D information display terminal device for displaying as being inside a sphere of a communication partner , 14 User 2 (operator) on the other side of 3D communication, 15 Dedicated communication line between 3D information display terminals of low-speed users, 16 3D individuals and 3D individuals arbitrarily present in 3D virtual space, 173D A database that provides existence data of an arbitrary 3D individual in the virtual space, 18 a dedicated line for supplying data to a 3D information display terminal device that displays a sphere around the entire sky and the earth, 21 a coordinate system Data group of 22 individuality relations, 23 internal details of coordinate system data group, 24 internal details of individuality relations data group, 31 hierarchical position information to be inserted, 32 additional data Body, 41 3D information display terminal device for displaying as if it were inside a sphere around the whole sky and all the ground, 42 a dedicated supply line for distributing a database, 43 exclusive use between 3D information display terminal devices for low-speed users Communication line, storage device for database of 3D skeleton and choreography data of 44 3D individuals, 51 communication line between 3D information display terminal devices of users, 52 display of spheres all around the sky and all around the earth 3D information display terminal device, 53 Storage device of 3D skeleton and choreography data database of 3D individuals, 61 Confirmation of terminal ID of both, 62 List up of their own functions, 63 Exchange of retained function list, 64 Exchange of shortage list , 65 Exchange of missing data / application, 66 3DCG related list up, 67 3DCG related list exchange, 68 3DCG related short list exchange, 9 Insufficient data / application exchange related to 3DCG, 610 Functions of both terminals, 611 Start of general code communication, 71 Any 3D individual or 3D individual group, 72 3D information display terminal device for display, 73 user 1 (operator), boundary surface of numerical display limit at 74 infinity, 81 superclass (A) of evolutionary database of living organisms, 82 superclass (B) of evolutionary database of living organisms ), A subclass of 83 A ′, a subclass of 84 A ″, a subclass of 85 A ″ ″, a subclass of 86 A ″ ″, a subclass of 87 A ″ ″ ″, and a subclass of B that inherited 88 A + C multiple times. Superclass, 89B subclass, 810B '' subclass, 820A resulting whole class, 91 superclass, 92 subclass (1 ), 93 subclass (2), 101 3D skeleton superclass, 102 operating subclass, 103 3D skeleton subclass 1, 104 3D skeleton subclass 2, 105 3D skeleton subclass 3, 111 3D skeleton database 1, 112 3D skeleton database 2, 113 3D Skeleton database 3,114 3D skeleton database 4,121 Diagram showing 3D virtual world on 2D plane, 122 3D inhabitants living on each 3D multiplex world, 123 Interrelationship between 3D inhabitants in each 3D world, 131 Closed B-spline curve of cylinder in the circumferential direction, 132 Open B-spline curve of cylinder in the cylinder direction, 133 Autonomously generated polygon, 141 Conventional user (operator), 142 Conventional 3D information display terminal device, 143 Conventional Communication line, 144 Conventional 3D information table of the other party Display terminal device, 145 Conventional user (operator) on the other side.
