JP2009156955A - Video presentation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シミュレータ等に搭載され、高解像度の映像を観察者に提示する映像提示システムに関する。 The present invention relates to a video presentation system that is mounted on a simulator or the like and presents a high-resolution video to an observer.
従来より、人間の視角特性に応じて、画像処理を施した映像を提示する技術としては、下記の特許文献1に記載された発明などが知られている。この特許文献1に記載された発明も含み、ディスプレイやプロジェクタなどディジタル映像機器の映像精度(映像提示の細かさ)は、モニタやスクリーンの映像提示面における映像のピクセル数で表されていた。
しかしながら、同じピクセル数のディジタル映像機器であっても、実際の映像提示面でのピクセルの実際のサイズや鑑賞者の視点位置の違いによって、鑑賞者が受ける映像提示精度は異なる。したがって、映像を表示する環境、すなわち、映像提示面に対する視点位置の変化などによって映像の精度(細かさ)を考慮していないのが現状である。 However, even with digital video equipment having the same number of pixels, the video presentation accuracy received by the viewer differs depending on the actual size of the pixels on the actual video presentation plane and the difference in the viewer's viewpoint position. Accordingly, the present situation is that the accuracy (fineness) of the video is not considered due to the environment for displaying the video, that is, the change of the viewpoint position with respect to the video presentation surface.
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、映像を提示する環境に合わせて、現在の状況において観察者が見ている映像の精度を提示することができる映像提示システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-described circumstances, and an image presentation system capable of presenting the accuracy of an image viewed by an observer in the current situation in accordance with the environment in which the image is presented. The purpose is to provide.
本発明は、観察者に提示する映像を表示する映像表示手段と、映像表示手段によって表示される映像の画素数を入力する解像度入力手段と、映像表示手段の映像提示領域を入力する映像提示領域入力手段と、観察者の視点位置を入力する視点位置入力手段とを備え、上述の課題を解決するために、視点位置入力手段によって入力した視点位置から映像表示手段により表示された映像を構成する画素を見るために必要な視角を算出する視角演算手段を備える。このような本発明において、映像表示手段は、当該映像表示手段と視点位置の距離に応じた映像の見え方の指標として、視角演算手段に演算させた視角を提示する。 The present invention relates to a video display means for displaying a video to be presented to an observer, a resolution input means for inputting the number of pixels of the video displayed by the video display means, and a video presentation area for inputting a video presentation area of the video display means. In order to solve the above-described problem, an image displayed by the image display unit is configured from the viewpoint position input by the viewpoint position input unit. Viewing angle calculation means for calculating a viewing angle necessary for viewing the pixel is provided. In the present invention, the video display means presents the viewing angle calculated by the viewing angle calculation means as an index of the appearance of the video according to the distance between the video display means and the viewpoint position.
また、本発明は、観察者に提示する映像を表示する映像表示手段と、映像表示手段の映像提示面に映像光を投影する映像投影手段と、映像投影手段が投影する映像光の解像度を入力する解像度入力手段と、映像投影手段が投影する映像光の画角、光出射位置、映像光の光軸のシフト量を含む性能情報を入力する投影性能入力手段と、観察者の視点位置を入力する視点位置入力手段と、映像投影手段の位置及び姿勢を入力する投影状態入力手段と、映像表示手段の位置及び姿勢を入力する表示状態入力手段と、投影性能入力手段によって入力した性能情報と、投影状態入力手段によって入力した映像投影手段の位置及び姿勢と、表示状態入力手段によって入力した映像表示手段の位置及び姿勢とに基づいて、映像表示手段に映像光が投影される映像提示領域を算出する映像提示領域算出手段とを備える。この本発明は、上述の課題を解決するために、映像提示領域算出手段により算出された映像提示領域に解像度入力手段によって入力した解像度の映像を表示させた場合に、視点位置入力手段によって入力した視点位置から映像の画素を見るために必要な視角を演算する視角演算手段とを備え、映像表示手段は、当該映像表示手段と視点位置の距離に応じた映像の見え方の指標として、視角演算手段に演算された視角を提示する。 Further, the present invention inputs a video display means for displaying a video to be presented to an observer, a video projection means for projecting video light on a video presentation surface of the video display means, and a resolution of the video light projected by the video projection means Resolution input means, projection performance input means for inputting performance information including the angle of view of the image light projected by the image projection means, the light exit position, and the shift amount of the optical axis of the image light, and the viewpoint position of the observer Viewpoint position input means, projection state input means for inputting the position and orientation of the image projection means, display state input means for inputting the position and orientation of the image display means, and performance information input by the projection performance input means, Based on the position and orientation of the image projection means input by the projection state input means and the position and orientation of the image display means input by the display state input means, image light is projected onto the image display means. And a video presentation area calculating means for calculating an image presentation area. In order to solve the above-described problem, the present invention is configured to input an image of the resolution input by the resolution input unit in the video presentation area calculated by the video presentation area calculation unit and input it by the viewpoint position input unit. Viewing angle calculation means for calculating the viewing angle required to view the pixels of the image from the viewpoint position, and the image display means calculates the viewing angle as an index of how the image is viewed according to the distance between the image display means and the viewpoint position. The calculated viewing angle is presented to the means.
本発明によれば、視点位置から映像表示手段により表示された映像を構成する画素を見るために必要な視角を算出する視角演算手段を備え、映像表示手段によって、当該映像表示手段と視点位置の距離に応じた映像の見え方の指標として、視角演算手段に演算させた視角を提示するので、映像を提示する環境に合わせて、現在の状況において観察者が見ている映像の精度を提示することができる。 According to the present invention, it is provided with viewing angle calculation means for calculating a viewing angle necessary for viewing the pixels constituting the video displayed by the video display means from the viewpoint position, and the video display means and the viewpoint position are calculated by the video display means. Since the viewing angle calculated by the viewing angle calculation means is presented as an index of how the image is viewed according to the distance, the accuracy of the image viewed by the observer in the current situation is presented according to the environment in which the image is presented. be able to.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明を適用した映像提示システムは、例えば図1に示すように、任意形状のスクリーン1にプロジェクタ2から出射された映像光を投影させて、観察者に各種映像を提示するものや、液晶ディスプレイ等の自発光ディスプレイに各種の映像を表示させるものに適用される。
The video presentation system to which the present invention is applied is, for example, as shown in FIG. 1, in which video light emitted from a
従前のように、例えばディスプレイ、プロジェクタの映像提示精度(映像提示の細かさ)によって表示される映像の細かさが映像の解像度だけで決定されていることに対し、この映像提示システムは、観察者が実際にスクリーン1やディスプレイに表示された映像を見たときの映像の細かさを演算して提示するものである。すなわち、この映像提示システムは、スクリーン1やディスプレイに対する観察者の視点位置を考慮して、スクリーン1やディスプレイと視点位置との距離の違いによって観察者から見た画素サイズが変化し、観察者に認識される映像の細かさが異なることを演算、提示するものである。
As in the past, for example, the video presentation system determines the fineness of the video displayed based on the video presentation accuracy (fineness of video presentation) of the display or projector, but this video presentation system is used by an observer. Calculates and presents the fineness of the image when the image actually displayed on the
具体的には、本発明を適用した映像提示システムは、映像の解像度、スクリーン1やディスプレイから視点位置までの距離に基づいて、映像の画素サイズを観察者の視点位置に対する視角として表現する。これにより、実際にスクリーン1やディスプレイに表示させていて観察者に認知されている映像提示の細かさ(以下、視角解像度と呼ぶ。)を提示することを可能とする。そして、この映像提示システムは、実際にスクリーン1やディスプレイに表示されている映像を観察者が見たときに感じる視角解像度を設定して、実際に観察者に必要な細かさで映像を提示するものである。
Specifically, the video presentation system to which the present invention is applied expresses the pixel size of the video as a viewing angle with respect to the viewer's viewpoint position based on the resolution of the video and the distance from the
この視角解像度は、スクリーン1やディスプレイと観察者の視点位置との距離をl、スクリーン1やディスプレイ上における映像の画素サイズをdとしたときに、当該画素サイズの映像を距離lから離れて見るために必要な視角θである。この視角解像度θのtanθは、d/lで表され、従って、視角解像度θはtan−1(d/l)で表される。
This viewing angle resolution is such that when the distance between the
なお、本発明を適用した映像提示システムは、映像を観賞するだけでなく、視機能検査やシミュレータ等の訓練などに用いる場合に活用され、観察者を主体とした解像度(視角解像度)を定量化した映像の精度として表現するものである。 The video presentation system to which the present invention is applied is used not only for viewing video but also for visual function testing, training for simulators, etc., and quantifies the resolution (viewing angle resolution) mainly for the observer. It is expressed as the accuracy of the video.
この映像提示システムは、図1に示すように、スクリーン1、立体視用にも対応できるような2台のプロジェクタ2R、2L(総称する場合には「プロジェクタ2」と呼ぶ。)、操作端末3、ミラー4から構成される。また、この映像提示システムは、図2に示すように、スクリーン1に代えてディスプレイ15を用いても良い。
As shown in FIG. 1, this video presentation system includes a
このディスプレイ15を用いた映像提示システムは、ディスプレイ15によって表示される映像の画素数を入力する解像度入力部11と、ディスプレイ15の映像提示領域を入力する映像提示領域入力部12と、観察者の視点位置を入力する視点位置入力部13と、視点位置入力部13によって入力した視点位置からディスプレイ15により表示された映像を構成する画素の大きさを視角(視角解像度)として算出する視角演算部14とを備える。そして、この映像提示システムは、ディスプレイ15によって、当該ディスプレイ15と視点位置の距離に応じた映像の見え方の指標として、視角演算部14によって視角解像度を演算させて提示する。なお、解像度入力部11、映像提示領域入力部12、視点位置入力部13、視角演算部14は、パーソナルコンピュータの操作デバイスやデータインターフェース等で構成されて、ディスプレイ15を駆動させることができるもので構成される。
The video presentation system using the
解像度入力部11は、ディスプレイ15の解像度又はディスプレイ15を制御する映像処理部(図示せず)に蓄積された映像信号によって実現できる映像の解像度を入力する。映像提示領域入力部12は、ディスプレイ15の映像提示領域として、ディスプレイ15の寸法を表す情報を入力する。視点位置入力部13は、観察者の視点位置が所定位置に設定されている場合には当該所定位置を入力する。また、観察者の視点位置が不定である場合には、観察者のマウス操作等によって入力された視点位置やセンサ等によって検出した視点位置を入力する。なお、解像度入力部11は、ディスプレイ15に供給されている映像信号を解析して当該映像の解像度を取得して、ディスプレイ15に提示する解像度としても良い。
The
視角演算部14は、解像度入力部11によって入力された映像の解像度で、映像提示領域入力部12によって入力された映像提示領域に映像を提示した時に、視点位置入力部13によって入力された観察者の視点位置から、どのような視角で画素が見えるかを表す視角解像度を演算する。なお、この視角解像度は、1つの画素を見るために必要な視角でも良く、所定面積の表示範囲(例えば4画素といった任意の画素数)を見るために必要な視角であっても良いことは勿論である。以下の説明では、1つの画素を見るために必要な視角を視角解像度とした例について説明する。
The viewing
視角演算部14は、上述したように、観察者の視点位置からディスプレイ15の映像提示領域までの距離lと、映像の解像度及び映像提示領域のサイズから求められる1画素当たりのサイズdとを用いて、視角解像度θを、
θ=tan−1(d/l)
なる演算式によって求める。
As described above, the viewing
θ = tan −1 (d / l)
It is calculated by the following equation.
そして、視角演算部14は、上記式によって求めた視角解像度をディスプレイ15に表示させることによって、観察者に提示する。
Then, the viewing
このような映像提示システムは、その概略動作を図3に示すように、観察者に映像を提示する設定場面などにおいて、解像度入力部11によるディスプレイ15の解像度の入力処理(ステップS1)、映像提示領域入力部12によるディスプレイ15の映像提示領域の入力処理(ステップS2)、視点位置入力部13による観察者の視点位置の入力処理(ステップS3)が行われる。このステップS1〜ステップS3の処理は、被験者自身や映像提示システムの管理者の操作デバイスの操作に従って行われる。そして、ステップS1〜ステップS3の処理が行われると、ステップS4において、視角演算部14によって、視角解像度を演算して、ディスプレイ15に提示する。
In such a video presentation system, as shown in FIG. 3, in the setting scene where the video is presented to the observer, the
このように、映像提示システムによれば、ディスプレイ15における映像提示面での画素数で映像の細かさを表現するのではなく、本来人間が情報を受け取る方法である1画素が占める網膜上での大きさ(視角θ)を視角解像度として表現して、現在の映像の見え方として視角解像度を提示することができる。
As described above, according to the video presentation system, the fineness of the video is not expressed by the number of pixels on the video presentation surface of the
したがって、この映像提示システムによれば、映像を提示する環境に合わせて、現在の状況において観察者が見ている映像の精度を提示することができる。したがって、この映像提示システムによれば、観察者のみならず、視機能検査をしている時における検査実施者や、シミュレータとして各種の疑似体験映像を提示している時の管理者にも、実際に観察者に映像がどの程度細かく見えているかの視角解像度を提示することができる。 Therefore, according to this video presentation system, it is possible to present the accuracy of the video viewed by the observer in the current situation according to the environment in which the video is presented. Therefore, according to this video presentation system, not only the observer but also the tester when performing visual function tests and the manager when presenting various pseudo-experience videos as simulators are actually used. In addition, it is possible to present the viewing angle resolution of how fine the image is seen to the observer.
なお、この映像提示システムにおいては、観察者の視点位置とディスプレイ15とがほぼ正対しているとして、ディスプレイ15に提示している映像に対する視角解像度を演算して提示する例について説明したが、観察者の視点位置に対してディスプレイ15の姿勢が斜めなどになっていても、当該観察者の視点位置とディスプレイ15との相対的な姿勢に基づく視角解像度を求めることができる。このことは、後述する。
In this video presentation system, an example has been described in which the viewing angle resolution for the video presented on the
また、この映像提示システムは、ディスプレイ15における映像提示面での明るさ、コントラスト比や輝度を入力する手段を備えることで、映像を観察するのに十分な明るさや輝度が確保されているかを自動的に判断しても良く、予め通常モード/シアターモードのように明るさを設定しておいて選択することもできる。
In addition, this video presentation system automatically includes a means for inputting the brightness, contrast ratio, and luminance on the video presentation surface of the
つぎに、本発明を適用した他の映像提示システムについて説明する。この映像提示システムは、図4に示すように、上述のディスプレイ15に代えて、プロジェクタ26及びスクリーン27を備えて、視角解像度を演算して提示するものである。
Next, another video presentation system to which the present invention is applied will be described. As shown in FIG. 4, this video presentation system includes a
この映像提示システムは、観察者に提示する映像を表示するスクリーン(映像表示手段)27と、スクリーン27の映像提示面に映像光を投影するプロジェクタ(映像投影手段)26と、プロジェクタ26が投影する映像光の解像度を入力する解像度入力部(解像度入力手段)21と、プロジェクタ26が投影する映像光の画角、光出射位置、映像光の光軸のシフト量を含む性能情報を入力するプロジェクタ性能入力部(投影性能入力手段)22と、プロジェクタ26の位置及び姿勢を入力するプロジェクタ位置姿勢入力部(投影状態入力手段)23と、スクリーン27の位置及び姿勢を入力するスクリーン位置姿勢入力部(表示状態入力手段)24とを備える。これら解像度入力部21,プロジェクタ性能入力部22,プロジェクタ位置姿勢入力部23,スクリーン位置姿勢入力部24は、例えばパーソナルコンピュータの操作デバイスやデータインターフェース等によって構成される。
In this video presentation system, a screen (video display means) 27 that displays a video to be presented to an observer, a projector (video projection means) 26 that projects video light on a video presentation surface of the
また、この映像提示システムは、プロジェクタ性能入力部22によって入力した性能情報と、プロジェクタ位置姿勢入力部23によって入力したプロジェクタ26の位置及び姿勢と、スクリーン位置姿勢入力部24によって入力したスクリーン27の位置及び姿勢とに基づいて、スクリーン27に映像光が投影される映像提示領域を算出する映像提示領域算出部(映像提示領域算出手段)25を備える。
In addition, this video presentation system includes the performance information input by the projector
この映像提示領域算出部25は、プロジェクタ26の位置とスクリーン27との位置とからプロジェクタ26とスクリーン27との距離を演算する。また、映像提示領域算出部25は、求めた距離、プロジェクタ26の姿勢及びスクリーン27の姿勢、プロジェクタ26が投影する映像光の画角、光出射位置、映像光の光軸のシフト量から、プロジェクタ26から投影された映像光がスクリーン27において投影される映像提示領域を演算する。
The video presentation
なお、プロジェクタ26の性能情報は、観察者等によって打ち込み角が変更された場合には自動的に更新して映像提示領域算出部25に供給するようにしても良く、プロジェクタ26やスクリーン27に水平器などを取り付けて、所定時間毎に姿勢の変更を計測して映像提示領域算出部25に供給しても良い。また、プロジェクタ26とスクリーン27との距離についても、超音波センサや赤外線センサ等のスクリーン27の形状やスクリーン27との距離を計測できる機器を用いて、所定時間毎に距離の変更を計測して映像提示領域算出部25に供給しても良い。更に、映像提示領域を演算するタイミングも、所定の閾値を超えた時に映像提示領域を演算するパラメータを映像提示領域算出部25に供給して、後述する視角解像度の信頼性を保持するようにしても良い。更にまた、その他のプロジェクタ26やスクリーン27のパラメータについても、更新されたことを自動的に検出して視角演算部14に供給して、映像提示領域を更新することが望ましい。
The performance information of the
視角演算部14は、映像提示領域算出部25によって演算された映像提示領域と、解像度入力部21によって入力された映像信号の解像度とから、スクリーン27の映像提示領域に解像度入力部21が入力した解像度の映像を表示させた場合に、所定の視点位置から映像の1画素を見るために必要な視角(視角解像度)を演算する。なお、観察者の視点位置は、図示しない観察者の視点位置を入力する視点位置入力手段によって予め入力されていてもよく、実際の計測値であっても良い。
The
プロジェクタ26は、スクリーン27に提示するシミュレータや視機能検査を実現するための映像信号が供給されて、映像光を投影する。また、プロジェクタ26は、視角演算部14から視角解像度が供給されると、当該視角解像度を含む映像光を投影する。これによって、プロジェクタ26は、現状においてスクリーン27に投影している視角解像度を提示する。
The
このような映像提示システムは、その概略動作を図5に示すように、観察者に映像を提示する設定場面などにおいて、解像度入力部21によるプロジェクタ26又は映像信号の解像度の入力処理(ステップS11)、プロジェクタ性能入力部22によるプロジェクタ26の性能情報の入力処理(ステップS12)、プロジェクタ位置姿勢入力部23によるプロジェクタ26の位置及び姿勢の入力処理(ステップS13)、スクリーン位置姿勢入力部24によるスクリーン27の位置及び姿勢の入力処理(ステップS14)が行われる。このステップS11〜ステップS14の処理は、被験者自身や映像提示システムの管理者の操作デバイスの操作に従って行われる。そして、ステップS11〜ステップS14の処理が行われると、ステップS15において、映像提示領域算出部25によって映像提示領域を演算し、視角演算部14によって、演算した映像提示領域及び解像度に基づく視角解像度を演算して、スクリーン27に提示する。
In such a video presentation system, as shown in FIG. 5, the operation of the
この映像提示システムによれば、プロジェクタ26の性能、位置及び姿勢、スクリーン27の位置及び姿勢によって映像提示領域を保持されにくい構成であっても、当該映像提示領域を決定する上述のパラメータを入力して映像提示領域を決定し、当該映像提示領域に映像を投影した時の視角解像度を演算して提示することができる。したがって、このような環境下においても、実際に観察者が映像を見ている細かさを視角解像度として提示できる。
According to this video presentation system, even if the video presentation area is difficult to be held by the performance, position and orientation of the
つぎに、本発明を適用したプロジェクタ26を備えた映像提示システムにおいて、スクリーン27の投影面形状を任意形状としたものについて説明する。
Next, in the video presentation system provided with the
この映像提示システムは、図6に示すように、スクリーン27の任意な投影面形状を入力するスクリーン形状入力部(投影面形状入力手段)28を更に備える。スクリーン27の任意形状としては、図1に示したドーム型、アーチ型などが挙げられる。このスクリーン形状入力部28は、CADデータを取り込むことによってスクリーン27の投影面形状を取り込んでも良く、図示しないカメラによってスクリーン27を撮像して解析を行うことによってスクリーン27の投影面形状を取得しても良く、超音波センサなどの距離計測デバイスで投影面形状を走査して投影面形状を取得しても良く、観察者等の操作入力によってスクリーン27の投影面形状を取得しても良い。このスクリーン形状入力部28により取得したスクリーン27の投影面形状は、映像提示領域算出部25に供給される。
As shown in FIG. 6, the video presentation system further includes a screen shape input unit (projection surface shape input unit) 28 for inputting an arbitrary projection surface shape of the
映像提示領域算出部25は、プロジェクタ性能入力部22によって入力された性能情報と、プロジェクタ位置姿勢入力部23によって入力されたプロジェクタ26の位置及び姿勢と、スクリーン位置姿勢入力部24によって入力されたスクリーン27の位置及び姿勢と、スクリーン形状入力部28によって入力された投影面形状とに基づいて、スクリーン27の任意な投影面形状に映像光が投影される映像提示領域を算出する。
The video presentation
視角演算部14は、任意な投影面形状の映像提示領域に解像度入力部21によって入力した解像度の映像を表示させた場合に、所定の視点位置から映像の1画素を見るために必要な視角(視角解像度)を演算する。
The viewing
このような映像提示システムは、その概略動作を図7に示すように、観察者に映像を提示する設定場面などにおいて、解像度入力部21によるプロジェクタ26又は映像信号の解像度の入力処理(ステップS11)、プロジェクタ性能入力部22によるプロジェクタ26の性能情報の入力処理(ステップS12)、プロジェクタ位置姿勢入力部23によるプロジェクタ26の位置及び姿勢の入力処理(ステップS13)、スクリーン位置姿勢入力部24によるスクリーン27の位置及び姿勢の入力処理(ステップS14)に加えて、スクリーン形状入力部28によるスクリーン27の形状の入力処理(ステップS17)が行われる。このステップS17の処理は、被験者自身や映像提示システムの管理者の操作デバイスの操作に従って行われる。そして、ステップS11〜ステップS14,ステップS27の処理が行われると、ステップS15において、映像提示領域算出部25によって映像提示領域を演算し、視角演算部14によって、演算した映像提示領域及び解像度に基づく視角解像度を演算して、スクリーン27に提示する。
In such a video presentation system, as shown in FIG. 7, the operation of the
ここで、視角演算部14は、例えばドーム型のスクリーン27の場合には、観察者とスクリーン27とが正対している状況においては、観察者の視野中心とスクリーン27の最深部とが正対しており、観察者の周辺視野にスクリーン27の縁部が認知される。この場合、視角演算部14は、観察者の視野中心において映像の1画素を見るために必要な視角を視角解像度として演算して提示する。また、視角演算部14は、観察者の周辺視野において見えているスクリーン27の縁部の映像を見ている場合、観察者の視点位置とスクリーン27の縁部との距離が近く1画素を見るための視角が大きくなるために視角解像度が大きくなる。したがって、映像提示システムは、必要に応じて、スクリーン27の部位に応じた視角解像度を演算して提示するようにしても良い。更に、任意の投影面形状の全体で平均した視角解像度を演算して提示しても良い。
Here, in the case of the dome-shaped
つぎに、本発明を適用したプロジェクタ26を備えた映像提示システムにおいて、視点位置を自動的に計測して、視角解像度を演算するものについて説明する。
Next, a description will be given of an apparatus for automatically measuring the viewpoint position and calculating the viewing angle resolution in the video presentation system including the
この映像提示システムは、図8に示すように、観察者の視点位置を自動的に計測する視点位置計測部29と、当該視点位置計測部29によって計測された視点位置を映像提示領域算出部25に供給する視点位置自動入力部30とを備える。
As shown in FIG. 8, the video presentation system includes a viewpoint
視点位置計測部29は、例えば、観察者に装着された眼鏡等に磁気や赤外線を用いた位置センサを取り付けて、当該位置センサの検出値に基づいて観察者の視点位置の変化を検出する。そして、視点位置計測部29は、観察者の視点位置からプロジェクタ26の投影面までの距離、観察者の視点位置がプロジェクタ26の投影面に正対しているかや、鉛直上下方向や水平方向に対するずれについて計測する。ここで、観察者の視点位置がプロジェクタ26の投影面に正対しているかや、鉛直上下方向や水平方向に対するずれは、プロジェクタ26の投影面中心が観察者に対して正面になっているかどうかによって計測する。
The viewpoint
視点位置自動入力部30は、例えば所定時間毎に視点位置を取得する。また、観察者の視点位置を更新するタイミングとしては、所定時間毎とする他に、観察者が予め設定した閾値以上の距離だけ移動した時としても良い。これにより、ある程度視角解像度の値が変動する場合に、映像提示領域、視角解像度の更新を行っても良い。
The viewpoint position
そして、映像提示領域算出部25は、スクリーン27の性能情報、位置及び姿勢、プロジェクタ26の位置及び姿勢から求められた映像提示領域を、視点位置自動入力部30から供給された観察者の視点位置から見た時に、どのような映像提示領域となっているかを再演算する。
Then, the video presentation
視角演算部14は、映像提示領域算出部25によって観察者の視点位置に応じて演算された映像提示領域に投影された映像の1画素を見るために必要な視角を視角解像度として演算する。この視角演算部14によって求められた視角解像度は、視点位置自動入力部30によって自動的に取得された観察者の視点位置によって更新される。
The viewing
このような映像提示システムは、その概略動作を図9に示すように、上述したステップS11〜ステップS14及びステップS17の各種情報の入力処理と並列して、ステップS19において、視点位置計測部29によって観察者の視点位置を計測し、ステップS20において、視点位置自動入力部30によって観察者の視点位置を自動的に入力して、映像提示領域算出部25に供給する。
In such a video presentation system, as shown in FIG. 9, the viewpoint
そして、ステップS15においては、映像提示領域算出部25によって、ステップS11〜ステップS14及びステップS17で入力した各種情報に加えて、観察者の視点位置から見た映像提示領域を演算する。次のステップS18においては、視角演算部14によって、映像提示領域算出部25が再演算した映像提示領域の視角解像度を更新演算して、スクリーン27に提示する。
In step S15, the video presentation
したがって、この映像提示システムによれば、観察者の視点位置を自動的に追従して更新して映像提示領域を更新して、観察者が見ている映像の細かさを視角解像度として演算するので、観察者が移動して視点位置の移動が伴う場合であっても、観察者から見た映像の見え方を視角解像度として提示することができる。したがって、所望とする視角解像度で映像を見たい場合に、観察者が任意に移動しながら視角解像度を確認することができる。 Therefore, according to this video presentation system, the viewer's viewpoint position is automatically tracked and updated to update the video presentation area, and the fineness of the video viewed by the observer is calculated as the viewing angle resolution. Even when the observer moves and the viewpoint position moves, the appearance of the video viewed from the observer can be presented as the viewing angle resolution. Therefore, when viewing an image with a desired viewing angle resolution, the viewer can confirm the viewing angle resolution while moving arbitrarily.
また、この映像提示システムは、図10に示すように、視角演算部14と同じく視角解像度を演算する処理を自動的に更新するために行う視角演算更新部31を備え、視角演算更新部31によって、任意の所定時間ごとに、視点位置計測部29及び視点位置自動入力部30によって計測した視点位置から映像の1画素を見るために必要な視角解像度を演算しても良い。このような映像提示システムは、図11に示すように、ステップS11〜ステップS14及びステップS17の処理と並列してステップS21にて観察者の視点位置を計測する処理を行い、ステップS22にて視角演算更新部31によって視角解像度の更新することとなる。
In addition, as shown in FIG. 10, the video presentation system includes a viewing angle
つぎに、本発明を適用した他の映像提示システムにおいて、表示される映像の画素サイズを指定するものについて説明する。 Next, in another video presentation system to which the present invention is applied, what specifies a pixel size of a video to be displayed will be described.
この映像提示システムは、図12に示すように、映像を表示するためにディスプレイ15を用いたものであり、ディスプレイ15の映像提示面における画素サイズを指定する画素サイズ指定部34と、画素サイズ指定部34によって指定された画素サイズで映像を視認させるために必要なディスプレイ15の映像提示面と視点位置との距離を演算する視点距離演算部32と、視点距離演算部32により演算された距離となるようにディスプレイ15の位置を駆動させるディスプレイ可動部33とを備えている。この映像提示システムは、例えば画素サイズ指定部34がパーソナルコンピュータの操作デバイス又はデータ入力インターフェース等からなり、視点距離演算部32がパーソナルコンピュータの演算回路からなり、ディスプレイ可動部33がディスプレイ15を載置したテーブル及びレール機構及びモータ回路等からなる。
As shown in FIG. 12, this video presentation system uses a
このような映像提示システムは、図13に示すように、上述したステップS1〜ステップS3と共に、ステップS23にて、画素サイズ指定部34が画素サイズを指定する。次のステップS24においては、視点距離演算部32によって、ステップS23にて指定された画素サイズで観察者の視点位置から映像を見させるための、観察者の視点位置からディスプレイ15の映像提示面までの距離を演算する。すなわち、指定された画素サイズが小さいほど、小さい視角解像度で映像を見させる必要があるために、観察者の視点位置とディスプレイ15との距離を長く算出する。次のステップS25においては、ディスプレイ可動部33によって、ステップS24にて演算された観察者の視点位置とディスプレイ15の映像提示面までの距離となるように、ディスプレイ15を駆動させるモータ回路を制御して、レール機構に沿ってディスプレイ15をスライドさせる。
In such a video presentation system, as shown in FIG. 13, the pixel
このような映像提示システムは、予め観察者が希望する視角解像度に相当する画素サイズを指定しておくことにより、1画素を所望の視角解像度で見させる映像を提示することができる。したがって、視機能検査やシミュレータにて、どの程度まで細かく映像を見させるのかを設定しておき、観察者の視点位置を設定するのみで、ディスプレイ15を自動的に移動させて、希望とする視角解像度の映像を表示させることができる。
Such an image presentation system can present an image that allows one pixel to be viewed at a desired viewing angle resolution by designating a pixel size corresponding to the viewing angle resolution desired by the observer in advance. Therefore, it is set to how finely the video is to be viewed in the visual function inspection or simulator, and the
なお、この映像提示システムは、ディスプレイ15を移動させる例について説明したが、プロジェクタからの投影光によって映像を表示するスクリーンを移動させてもよく、観察者の位置を移動させる者であっても良い。また、映像提示面を移動させる構成と観察者を移動させる構成との双方を備えて、何れかを選択できるようにしても良い。
In addition, although this video presentation system demonstrated the example which moves the
また、この映像提示システムにおいては、図14に示すように、視点距離演算更新部35及びディスプレイ可動更新部36とを備えていても良い。この映像提示システムは、観察者の視点位置を自動的に計測した時に、視点距離演算更新部35によって、新たに所望の画素サイズ(視角解像度)で映像を見させるような観察者の視点位置とディスプレイ15の映像提示面までの距離を演算する。そして、視点距離演算更新部35が演算した距離となるように、ディスプレイ可動更新部36によって、ディスプレイ15を移動させるようにディスプレイ可動部33を制御させる。
In addition, this video presentation system may include a viewpoint distance
なお、この映像提示システムは、任意の指定時間において観察者の視点位置を計測して、観察者の視点位置とディスプレイ15の映像提示面との距離を更新する演算をして、ディスプレイ15の位置を駆動させることとなる。この他に、視点位置が所定量以上移動した場合や、観察者の操作デバイスに対する操作検出時などに観察者の視点位置を更新しても良い。
The video presentation system measures the observer's viewpoint position at an arbitrary designated time, performs an operation to update the distance between the observer's viewpoint position and the video presentation surface of the
このような映像提示システムは、図15に示すように、ステップS1〜ステップS3と共にステップS23にて画素サイズが指定されると、ステップS24にて、自動的に計測された観察者の視点位置に基づいて、所望の画素サイズで映像を見させるための観察者の視点位置とディスプレイ15の映像提示面との距離を演算し、ステップS25にて、自動的に計測された観察者の視点位置に基づいて更新された距離となるようにディスプレイ15の映像提示面を移動させる。このステップS24及びステップS25は、新たに観察者の視点位置の移動が検出される度に繰り返して実行される。
As shown in FIG. 15, in such a video presentation system, when the pixel size is designated in step S23 together with steps S1 to S3, the viewpoint position of the observer automatically measured in step S24. Based on this, the distance between the observer's viewpoint position for viewing the image with a desired pixel size and the image presentation surface of the
このように、映像提示システムによれば、観察者の視点位置に制限を設けることなく、一旦所望の画素サイズ(視角解像度)を指定すれば、観察者の視点位置の移動に応じて、観察者の視点位置とディスプレイ15の映像提示面との距離を移動させることができる。したがって、この映像提示システムによれば、観察者の視点位置の移動に追従して、常に所望の映像細かさ、すなわち一定の視角解像度によって映像を見させることができる。
In this way, according to the video presentation system, once a desired pixel size (viewing angle resolution) is specified without limiting the observer's viewpoint position, the observer can move according to the movement of the observer's viewpoint position. The distance between the viewpoint position and the video presentation surface of the
つぎに、本発明を適用した映像提示システムにおいて、所望の視角解像度で映像を見させている時に、当該映像内に存在する物体のサイズと視点位置とを指定して、当該指定した視点位置から、指定された物体のサイズで見えるように、当該物体を見るための視角を変化させるものについて説明する。 Next, in the video presentation system to which the present invention is applied, when the video is viewed at a desired viewing angle resolution, the size and viewpoint position of an object existing in the video are specified, and the specified viewpoint position is used. A description will be given of what changes the viewing angle for viewing the object so that the object can be seen at the specified size.
この映像提示システムは、図16に示すように、ディスプレイ15に表示される映像内の被写体(物体)のサイズを指定する被写体サイズ入力部(物体サイズ指定手段)37と、当該被写体サイズ入力部37によりサイズが指定された被写体を見る視点位置を入力する視点位置入力部38とを備える。このような映像提示システムは、ディスプレイ15の移動によって、視点位置入力部38により入力した視点位置から、被写体サイズ入力部37により指定されたサイズの被写体が見えるように、ディスプレイ15の映像提示面と視点位置との位置関係となるように、視角を調整させるものである。
As shown in FIG. 16, this video presentation system includes a subject size input unit (object size specifying means) 37 for specifying the size of a subject (object) in the video displayed on the
このような映像提示システムは、図17に示すように、ステップS1〜ステップS3と平行して、予め、ステップS31においてディスプレイ15に表示する被写体のサイズを入力すると共に、ステップS32において観察者の視点位置を入力する。
In such a video presentation system, as shown in FIG. 17, in parallel with steps S1 to S3, the size of the subject to be displayed on the
そして、この映像提示システムは、ステップS24にて、ステップS32にて入力された観察者の視点位置から被写体を視認した時に、ステップS31にて指定された被写体のサイズと認知できるように、視点位置とディスプレイ15の映像提示面との距離を変更する。
In step S24, the video presentation system recognizes the subject position from the viewpoint position of the observer input in step S32 so that it can be recognized as the size of the subject specified in step S31. And the distance between the video presentation surface of the
このような映像提示システムは、例えば、実際の等身大で観察したい映像のある観察者に対し、映像中の物体の大きさと物体からどのくらい離れた視点で観察したいかという直感的な入力だけで、実際にその場にいる状況と物体を見る視角が同じになるように、観察者の視点位置とディスプレイ15の映像提示面とを調整することができる。また、この映像提示システムによれば、上述したように、一旦入力した視点位置からの変動があったことをセンサ等によって入力して、被写体を見る視角を一定とするようにしても良い。
Such a video presentation system is, for example, for an observer who has an actual life-size image that he wants to observe, simply by intuitive input of the size of the object in the video and how far away from the object he wants to observe, The viewpoint position of the observer and the video presentation surface of the
なお、この映像提示システムにおいて、物体を視認するための視角を調整する手法としては、観察者の位置又はディスプレイ15の位置の何れかを移動させても良く、両方を組み合わせて調整を行っても良い。また、この映像提示システムは、起動初期状態では、観察者とディスプレイ15の映像提示面との最低距離(例えば50センチメートル)を設定しておき、観察者やディスプレイ15を移動させる代わりに映像自体を縮小又は拡大して、被写体を見るための視角を調整してもよい。この場合、別途、映像再描画部が必要となる。
In this video presentation system, as a method of adjusting the viewing angle for visually recognizing an object, either the position of the observer or the position of the
更に、上述した映像提示システムは、立体映像を提示するに際して、視角解像度を演算して提示しても良い。このような映像提示システムは、図18に示すように、立体映像提示部39を備える。
Furthermore, the video presentation system described above may calculate and present the viewing angle resolution when presenting a stereoscopic video. Such a video presentation system includes a stereoscopic
この立体映像提示部39は、ディスプレイ15に立体映像を表示させるために、外部から立体映像用に視差が設けられた映像信号が供給される。また、立体映像提示部39は、プロジェクタ26によって映像光をスクリーン27に投影させる方式である場合には、プロジェクタ26R、26Lといった右眼用、左眼用のプロジェクタから、それぞれに視差が設けられた映像光を出射することとなる。具体的には、プロジェクタ26としてシルバースクリーンを用い、液晶シャッタ眼鏡を観察者に装着させて右眼用映像と左眼用映像とを交互に表示する時分割方式や、偏光眼鏡や分光眼鏡を利用した方式、レンチキュラーレンズを用いた方式などによって、立体映像を表示させる。
The stereoscopic
このような映像提示システムによれば、立体映像を表示する場合においても、当該立体映像を構成する1画素を見るための視角解像度を所望のものにすることによって、観察者が感じる映像の細かさで映像を提示することができる。 According to such a video presentation system, even when a stereoscopic video is displayed, the fineness of the video felt by the observer can be obtained by setting a desired viewing angle resolution for viewing one pixel constituting the stereoscopic video. You can present the video.
また、この映像提示システムによれば、右眼用の映像と左眼用の映像とで別個に1画素のサイズを変更して、右眼用の映像と左眼用の映像とで異なる視角解像度で立体映像を見せることもできる。更に、この映像提示システムは、スクリーンとして任意の投影面形状のものを用いても良い。 Also, according to this video presentation system, the size of one pixel is changed separately for the right-eye video and the left-eye video, and the viewing angle resolutions differ between the right-eye video and the left-eye video. You can also view 3D images. Furthermore, this video presentation system may use a screen having an arbitrary projection plane shape.
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。 The above-described embodiment is an example of the present invention. For this reason, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made depending on the design and the like as long as the technical idea according to the present invention is not deviated from this embodiment. Of course, it is possible to change.
1 スクリーン
2 プロジェクタ
3 操作端末
4 ミラー
11 解像度入力部
12 映像提示領域入力部
13 視点位置入力部
14 視角演算部
15 ディスプレイ
21 解像度入力部
22 プロジェクタ性能入力部
23 プロジェクタ位置姿勢入力部
24 スクリーン位置姿勢入力部
25 映像提示領域算出部
26 プロジェクタ
27 スクリーン
28 スクリーン形状入力部
29 視点位置計測部
30 視点位置自動入力部
31 視角演算更新部
32 視点距離演算部
33 ディスプレイ可動部
34 画素サイズ指定部
35 視点距離演算更新部
36 ディスプレイ可動更新部
37 被写体サイズ入力部
38 視点位置入力部
39 立体映像提示部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記映像表示手段によって表示される映像の画素数を入力する解像度入力手段と、
前記映像表示手段の映像提示領域を入力する映像提示領域入力手段と、
観察者の視点位置を入力する視点位置入力手段と、
前記視点位置入力手段によって入力した視点位置から前記映像表示手段により表示された映像を構成する画素を見るために必要な視角を算出する視角演算手段とを備え、
前記映像表示手段は、当該映像表示手段と視点位置の距離に応じた映像の見え方の指標として、前記視角演算手段に演算させた視角を提示することを特徴とする映像提示システム。 Video display means for displaying video to be presented to the observer;
Resolution input means for inputting the number of pixels of the video displayed by the video display means;
Video presentation area input means for inputting a video presentation area of the video display means;
Viewpoint position input means for inputting an observer's viewpoint position;
Viewing angle calculation means for calculating a viewing angle required to view the pixels constituting the video displayed by the video display means from the viewpoint position input by the viewpoint position input means,
The video display system, wherein the video display means presents the viewing angle calculated by the viewing angle calculation means as an index of the appearance of the video according to the distance between the video display means and the viewpoint position.
前記映像表示手段の映像提示面に映像光を投影する映像投影手段と、
前記映像投影手段が投影する映像光の解像度を入力する解像度入力手段と、
前記映像投影手段が投影する映像光の画角、光出射位置、映像光の光軸のシフト量を含む性能情報を入力する投影性能入力手段と、
前記観察者の視点位置を入力する視点位置入力手段と、
前記映像投影手段の位置及び姿勢を入力する投影状態入力手段と、
前記映像表示手段の位置及び姿勢を入力する表示状態入力手段と、
前記投影性能入力手段によって入力した性能情報と、前記投影状態入力手段によって入力した前記映像投影手段の位置及び姿勢と、前記表示状態入力手段によって入力した前記映像表示手段の位置及び姿勢とに基づいて、前記映像表示手段に映像光が投影される映像提示領域を算出する映像提示領域算出手段と、
前記映像提示領域算出手段により算出された映像提示領域に前記解像度入力手段によって入力した解像度の映像を表示させた場合に、前記視点位置入力手段によって入力した視点位置から映像の画素を見るために必要な視角を演算する視角演算手段とを備え、
前記映像表示手段は、当該映像表示手段と視点位置の距離に応じた映像の見え方の指標として、前記視角演算手段に演算された視角を提示することを特徴とする映像提示システム。 Video display means for displaying video to be presented to the observer;
Video projection means for projecting video light onto the video presentation surface of the video display means;
Resolution input means for inputting the resolution of the image light projected by the image projection means;
Projection performance input means for inputting performance information including the angle of view of the image light projected by the image projection means, the light emission position, and the shift amount of the optical axis of the image light;
Viewpoint position input means for inputting the observer's viewpoint position;
Projection state input means for inputting the position and orientation of the image projection means;
Display state input means for inputting the position and orientation of the video display means;
Based on the performance information input by the projection performance input means, the position and orientation of the video projection means input by the projection state input means, and the position and orientation of the video display means input by the display status input means. Video presentation area calculation means for calculating a video presentation area in which video light is projected onto the video display means;
Necessary for viewing video pixels from the viewpoint position input by the viewpoint position input means when displaying the video of the resolution input by the resolution input means in the video presentation area calculated by the video presentation area calculation means Viewing angle calculation means for calculating a correct viewing angle,
The image display system, wherein the image display means presents the calculated viewing angle to the viewing angle calculation means as an index of the appearance of the image according to the distance between the image display means and the viewpoint position.
前記映像提示領域算出手段は、前記投影性能入力手段によって入力された性能情報と、前記投影状態入力手段によって入力された前記映像投影手段の位置及び姿勢と、前記表示状態入力手段によって入力された前記映像表示手段の位置及び姿勢と、前記投影面形状入力手段によって入力された投影面形状とに基づいて、前記映像表示手段の任意な投影面形状に映像光が投影される映像提示領域を算出し、
前記視角演算手段は、前記任意な投影面形状の映像提示領域に前記解像度入力手段によって入力した解像度の映像を表示させた場合に、前記視点位置入力手段によって入力した視点位置から映像の画素を見るために必要な視角を演算すること
を特徴とする請求項2に記載の映像提示システム。 A projection surface shape input means for inputting an arbitrary projection surface shape of the image display means;
The video presentation area calculation means is the performance information input by the projection performance input means, the position and orientation of the video projection means input by the projection state input means, and the input by the display state input means. Based on the position and orientation of the video display means and the projection plane shape input by the projection plane shape input means, a video presentation area in which video light is projected onto an arbitrary projection plane shape of the video display means is calculated. ,
The viewing angle calculation means, when displaying a video having the resolution input by the resolution input means in the video presentation area having an arbitrary projection plane shape, sees a pixel of the video from the viewpoint position input by the viewpoint position input means. The video presentation system according to claim 2, wherein a viewing angle necessary for the calculation is calculated.
前記視角演算手段は、前記任意な投影面形状の映像提示領域に前記解像度入力手段によって入力した解像度の映像を表示させた場合に、前記視点位置入力手段によって計測した視点位置から映像の画素を見るために必要な視角を演算することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の映像提示システム。 The viewpoint position input means automatically measures the viewpoint position of the observer,
The viewing angle calculation means, when displaying a video having the resolution input by the resolution input means in the video presentation area having an arbitrary projection plane shape, sees a pixel of the video from the viewpoint position measured by the viewpoint position input means. The video presentation system according to any one of claims 1 to 3, wherein a viewing angle required for the calculation is calculated.
前記画素サイズ指定手段によって指定された画素サイズで視認させるために必要な前記映像表示手段の映像提示面と視点位置との距離を演算する距離演算手段と、
前記距離演算手段により演算された距離となるように前記映像表示手段の位置を駆動させる駆動手段と
を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載の映像提示システム。 Pixel size designating means for designating a pixel size on the video presentation surface of the video display means;
Distance calculating means for calculating the distance between the video presentation surface of the video display means and the viewpoint position required for visual recognition at the pixel size specified by the pixel size specifying means;
6. The video presentation system according to claim 1, further comprising: a driving unit that drives the position of the video display unit so as to be the distance calculated by the distance calculation unit. .
前記距離演算手段は、前記視点位置入力手段によって入力された視点位置が更新された場合に、自動的に前記画素サイズ指定手段によって指定された画素サイズで視認させるために必要な前記映像表示手段の映像提示面と視点位置との距離を演算すること
を特徴とする請求項6に記載の映像提示システム。 The viewpoint position input means automatically measures the viewpoint position of the observer,
The distance calculating unit is configured to automatically update the image display unit necessary for visually recognizing the pixel size specified by the pixel size specifying unit when the viewpoint position input by the viewpoint position input unit is updated. The video presentation system according to claim 6, wherein a distance between the video presentation surface and the viewpoint position is calculated.
前記物体サイズ指定手段によりサイズが指定された物体を見る視点位置を入力する視点位置入力手段とを備え、
前記距離演算手段は、前記視点位置入力手段により入力した視点位置から映像を見た時に、前記物体サイズ指定手段により指定されたサイズの物体であることを観察者が認知できるように、前記映像表示手段と視点位置との距離を演算することを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の映像提示システム。 Object size specifying means for specifying the size of an object in the video displayed on the video display means;
Viewpoint position input means for inputting a viewpoint position for viewing the object whose size is specified by the object size specifying means,
The distance calculating means displays the image so that the observer can recognize that the object is the size specified by the object size specifying means when the image is viewed from the viewpoint position input by the viewpoint position input means. 8. The video presentation system according to claim 6, wherein a distance between the means and the viewpoint position is calculated.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007332593A JP2009156955A (en) | 2007-12-25 | 2007-12-25 | Video presentation system |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011160313A (en) * | 2010-02-03 | 2011-08-18 | Bunka Shutter Co Ltd | Projection device and system |
-
2007
- 2007-12-25 JP JP2007332593A patent/JP2009156955A/en active Pending
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