JP2017208688A - プログラム、コンピュータ装置、プログラム実行方法、及び、コンピュータシステム - Google Patents

プログラム、コンピュータ装置、プログラム実行方法、及び、コンピュータシステム Download PDF

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Abstract

【課題】
ユーザが臨場感あふれる仮想世界を体験することが可能な、より趣向性の高いプログラム、コンピュータ装置、プログラム実行方法、及び、システムを提供することを目的とする。
【解決手段】
投影画像を投影面に投影する投影装置と通信又は接続が可能なコンピュータ装置において実行されるプログラムであって、コンピュータ装置を、投影面に投影する投影画像を特定するための特定点の位置を変更する特定点位置変更手段、特定点の位置に応じた画像を、投影画像として投影装置に送信する送信手段として機能させる、プログラム。
【選択図】 図２

Description

本発明は、プログラム、コンピュータ装置、プログラム実行方法、及び、コンピュータシステムに関する。
従来より、画像を投影面に投影可能な投影装置とを用いて、建築物や物体、あるいは空間等（以下、建築物等という）にコンピュータグラフィックス（以下、ＣＧという）を投影する、プロジェクションマッピング（ビデオマッピング、マッピングプロジェクションともいう）という技術が知られている。
また、投影面に画像を投影するだけではなく、投影された画像を変化させる技術も知られている。例えば、特許文献１には、容器中の砂の表面にプロジェクタによってガイド画像を投影し、ユーザがガイド画像にしたがって造形物を作成すると、作成された造形物の形状にしたがって、変化させた画像を造形物に対して投影するシステムについて記載されている。
米国特許第８３８８１３９号
通常、プロジェクションマッピングは、投影される画像（以下、投影画像という）を受動的に楽しむものであり、ユーザが画像を変化させることはできなかった。また、特許文献１に記載された技術は、現実世界の情報（例えば、砂の高さ）を測定し、測定された情報にしたがって投影画像を変化させているにすぎず、ユーザが仮想世界の中を移動しているような臨場感を体験できるものではなかった。
本発明の少なくとも１つの実施の形態の目的は、ユーザが臨場感あふれる仮想世界を体験することが可能な、より趣向性の高いプログラム、コンピュータ装置、プログラム実行方法、及び、システムを提供することを目的とする。
非限定的な観点によると、投影画像を投影面に投影する投影装置と通信又は接続が可能なコンピュータ装置において実行されるプログラムであって、コンピュータ装置を、投影面に投影する投影画像を特定するための特定点の位置を変更する特定点位置変更手段、特定点の位置に応じた画像を、投影画像として投影装置に送信する送信手段として機能させる、プログラムである。
非限定的な観点によると、投影画像を投影面に投影する投影装置と通信又は接続が可能なコンピュータ装置であって、投影面に投影する投影画像を特定するための特定点の位置を変更する特定点位置変更手段と、特定点の位置に応じた画像を、投影画像として投影装置に送信する送信手段とを備える、コンピュータ装置である。
非限定的な観点によると、投影画像を投影面に投影する投影装置と通信又は接続が可能なコンピュータ装置において実行されるプログラム実行方法であって、投影面に投影する投影画像を特定するための特定点の位置を変更するステップと、特定点の位置に応じた画像を、投影画像として投影装置に送信するステップとを有するプログラム実行方法である。
非限定的な観点によると、投影画像を投影面に投影する投影装置と、該投影装置と通信又は接続が可能なコンピュータ装置とを備えたコンピュータシステムであって、コンピュータ装置が、投影面に投影する投影画像を特定するための特定点の位置を変更する特定点位置変更手段と、特定点の位置に応じた画像を、投影画像として投影装置に送信する送信手段とを備え、投影装置が、受信した画像を投影面に投影する投影手段を備える、コンピュータシステムである。
本発明の各実施形態により１または２以上の不足が解決される。
本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、コンピュータ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、プログラム実行処理のフローチャートである。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、コンピュータ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、プログラム実行処理のフローチャートである。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、コンピュータ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、プログラム実行処理のフローチャートである。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、コンピュータ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、投影装置から投影面に画像を投影した様子を表すブロック図である。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、特定点、仮想カメラ、及び、仮想スクリーンの概念を表す図である。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、プログラム実行画面の例である。 本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、プログラム実行処理のフローチャートである。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。以下、効果に関する記載は、本発明の実施の形態の効果の一側面であり、ここに記載するものに限定されない。また、以下で説明するフローチャートを構成する各処理の順序は、処理内容に矛盾や不整合が生じない範囲で順不同である。
［第一の実施の形態］
次に、本発明の第一の実施の形態の概要について説明をする。図１は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、コンピュータ装置の構成を示すブロック図である。コンピュータ装置４は、特定点位置変更部２０１、及び、送信部２０２を少なくとも備える。
特定点位置変更部２０１は、投影面に投影する投影画像を特定するための特定点の位置を変更する機能を有する。送信部２０２は、特定点の位置に応じた画像を、投影画像として投影装置に送信する機能を有する。
本発明の第一の実施の形態におけるプログラム実行処理について説明する。図２は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、プログラム実行処理のフローチャートである。
コンピュータ装置４は、投影装置が投影面に投影する投影画像を特定するための特定点の位置を変更する（ステップＳ１）。次に、ステップＳ１において変更された特定点の位置に応じた画像を、投影画像として投影装置に送信し（ステップＳ２）、終了する。
第一の実施の形態の一側面として、ユーザは仮想世界内を移動しているような臨場感あふれる体験をすることができ、ユーザの趣向性を高めることができる。
第一の実施の形態において、「投影」とは、例えば、物の姿を平面又は曲面に映し出すことをいう。「画像」とは、例えば、図形や写真、イメージ、グラフィックス等であり、静止画、動画のいずれであってもよい。「投影面」とは、例えば、画像を投影可能な平面又は曲面をいう。
「投影装置」とは、例えば、プロジェクタ等、投影が可能な装置をいう。「通信」とは、例えば、有線又は無線の通信により、データの送受信を行うことをいう。「接続」とは、例えば、ケーブル等の伝送媒体を介して機器同士を通信可能にすることをいう。「コンピュータ装置」とは、例えば、プログラムの実行にしたがって演算を処理することができる装置をいい、他の装置と通信により接続可能な装置をいう。
「特定点」とは、例えば、投影面に投影する投影画像を特定するために用いられる点をいい、ユーザキャラクタの仮想空間内の位置等を含む概念である。「位置を変更」とは、例えば、位置に関する情報に関して、現在の情報とは異なる情報に変更することをいう。「送信」とは、例えば、電気信号を送ることをいい、電子情報を電気信号に変換して他の機器に送ることも含む概念である。
［第二の実施の形態］
次に、本発明の第二の実施の形態の概要について説明をする。図３は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、コンピュータ装置の構成を示すブロック図である。コンピュータ装置４は、特定点位置変更部２１１、仮想カメラ位置変更部２１２、画像生成部２１３、及び、送信部２１４を少なくとも備える。
特定点位置変更部２１１は、投影面に投影する投影画像を特定するための特定点の位置を変更する機能を有する。仮想カメラ位置変更部２１２は、特定点の位置の変更に伴って仮想カメラの位置を変更する機能を有する。
画像生成部２１３は、仮想３次元空間を、仮想カメラから仮想スクリーン上に透視変換をして画像を生成する機能を有する。送信部２１４は、生成された画像を投影画像として投影装置に送信する機能を有する。
本発明の第二の実施の形態におけるプログラム実行処理について説明する。図４は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、プログラム実行処理のフローチャートである。
コンピュータ装置４は、投影装置が投影面に投影する投影画像を特定するための特定点の位置を変更する（ステップＳ１１）。次に、ステップＳ１１において変更された特定点の位置に、仮想カメラの位置を変更する（ステップＳ１２）。
さらに、仮想３次元空間を、仮想カメラから仮想スクリーン上に透視変換をして画像を生成する（ステップＳ１３）。そして、ステップＳ１３において生成された画像を投影画像として投影装置に送信し（ステップＳ１４）、終了する。
第二の実施の形態の一側面として、投影面に投影する投影画像を特定するための特定点の位置を変更し、特定点の位置に応じて仮想カメラの位置を変更することで、ユーザが仮想世界内を移動しているような感覚を与えることが可能となり、投影画像の臨場感を高め、かつ、ユーザの趣向性をより高めることができる。
第二の実施の形態において、「投影」、「画像」、「投影面」、「投影装置」、「通信」、「接続」、「コンピュータ装置」、「特定点」、「位置を変更」、及び、「送信」とは、それぞれ第一の実施の形態において記載した内容と同一である。
第二の実施の形態において、「仮想３次元空間」とは、例えば、コンピュータ上の仮想的な空間であって、三次元で表現される空間をいう。「仮想カメラ」とは、例えば、ＣＧを描くときの視点又は画角をカメラに例えたものをいう。「仮想スクリーン」とは、例えば、仮想カメラにより撮影された仮想世界内の光景を、平面画像として投影するための２次元の平面をいう。
第二の実施の形態において、「透視変換」とは、例えば、仮想カメラのような任意の視点から仮想３次元空間を撮影し、遠近感をもった２次元画像に変換する方法をいう。「画像を生成」とは、例えば、素材となる情報をもとに、画像を描写することをいう。
［第三の実施の形態］
次に、本発明の第三の実施の形態の概要について説明をする。第三の実施の形態において、少なくとも２つ以上の投影面を有しており、一の投影面と、他の投影面とが、所定の角度を有して設置されるものである。
図５は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、コンピュータ装置の構成を示すブロック図である。コンピュータ装置４は、特定点位置変更部２２１、仮想カメラ位置変更部２２２、画像生成部２２３、第一画像生成部２２４、第二画像生成部２２５、及び、送信部２２６を少なくとも備える。
特定点位置変更部２２１は、投影面に投影する投影画像を特定するための特定点の位置を変更する機能を有する。仮想カメラ位置変更部２２２は、特定点の位置の変更に伴って仮想カメラの位置を変更する機能を有する。
画像生成部２２３は、仮想３次元空間を、仮想カメラから仮想スクリーン上に透視変換をして画像を生成する機能を有する。第一画像生成部２２４は、一の投影面に対応する第一仮想カメラから第一仮想スクリーン上に透視変換して画像を生成する機能を有する。第二画像生成部２２５は、他の投影面に対応する第二仮想カメラから第二仮想スクリーン上に透視変換して画像を生成する機能を有する。送信部２２６は、生成された画像を投影画像として投影装置に送信する機能を有する。
本発明の第三の実施の形態におけるプログラム実行処理について説明する。図６は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、プログラム実行処理のフローチャートである。
コンピュータ装置４は、投影装置が投影面に投影する投影画像を特定するための特定点の位置を変更する（ステップＳ２１）。次に、ステップＳ２１において変更された特定点の位置に、仮想カメラの位置を変更する（ステップＳ２２）。
さらに、仮想３次元空間を、一の投影面に対応する第一仮想カメラから第一仮想スクリーン上に透視変換して画像を生成する（ステップＳ２３）。また、他の投影面に対応する第二仮想カメラから第二仮想スクリーン上に透視変換して画像を生成する（ステップＳ２４）。
そして、ステップＳ２３及びステップＳ２４において生成された画像を投影画像として投影装置に送信し（ステップＳ２５）、終了する。
第三の実施の形態において、第一仮想カメラに対する第一仮想スクリーンの相対的な位置関係と、第二仮想カメラに対する第二仮想スクリーンの相対的な位置関係とが同一であり、第一仮想スクリーンと、第二仮想スクリーンとが前記所定の角度と同一の角度を有するものである。
第三の実施の形態の一側面として、２つ以上の投影面が所定の角度を有して設置され、第一仮想カメラに対する第一仮想スクリーンの相対的な位置関係と、第二仮想カメラに対する第二仮想スクリーンの相対的な位置関係とが同一であり、かつ、投影面同士が成す角度と同一の角度を、仮想スクリーン同士が有することにより、現実世界の投影面間の位置関係と、仮想世界の仮想カメラ間の位置関係とを対応させることができるため、複数の投影面に違和感なく仮想世界の様子を投影させることができる。
第三の実施の形態において、「投影」、「画像」、「投影面」、「投影装置」、「通信」、「接続」、「コンピュータ装置」、「特定点」、「位置を変更」、及び、「送信」とは、それぞれ第一の実施の形態において記載した内容と同一である。
第三の実施の形態において、「仮想３次元空間」、「仮想カメラ」、「仮想スクリーン」、「透視変換」、及び、「画像を生成」とは、それぞれ第二の実の施形態において記載した内容と同一である。
第三の実施の形態において、「設置」とは、例えば、投影面を備えつけることをいう。「角度」とは、例えば、設置された投影面同士が成す角度をいう。「相対的な位置関係」とは、例えば、２つの物体間の距離や高さの違い等により定められる関係をいう。
［第四の実施の形態］
次に、本発明の第四の実施の形態の概要について説明をする。第四の実施の形態におけるコンピュータ装置の構成は、図３のブロック図に示されるものと同じ構成を採用することができる。さらに、第四の実施の形態におけるプログラム実行処理のフローは、図４のフローチャートに示されるものと同じ構成を採用することができる。
第四の実施の形態において、仮想カメラ位置変更部２１２は、特定点に対する仮想カメラの相対的な位置関係を維持しながら、仮想カメラの位置を変更するものである。
第四の実施の形態の一側面として、特定点に対する仮想カメラの相対的な位置関係を維持しながら、仮想カメラの位置を変更することにより、ユーザの操作指示やプログラムの指令により特定点が変更した場合に、特定点の位置に応じて、仮想カメラの位置を変更することができる。投影される画像が変化するため、ユーザは仮想世界内を移動しているような感覚を得ることができる。
第四の実施の形態において、「投影」、「画像」、「投影面」、「投影装置」、「通信」、「接続」、「コンピュータ装置」、「特定点」、「位置を変更」、及び、「送信」とは、それぞれ第一の実施の形態において記載した内容と同一である。
第四の実施の形態において、「仮想３次元空間」、「仮想カメラ」、「仮想スクリーン」、「透視変換」、及び、「画像を生成」とは、それぞれ第二の実施の形態において記載した内容と同一である。
［第五の実施の形態］
次に、本発明の第五の実施の形態の概要について説明をする。第五の実施の形態において、少なくとも２つ以上の投影面を有しており、一の投影面と、他の投影面とが、所定の角度を有して設置されるものである。
次に、本発明の第五の実施の形態の概要について説明する。図７は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、システムの構成を示すブロック図である。図示するように、システムは、複数の光線照射装置１（光線照射装置１ａ、１ｂ・・・１ｚ）と、光線を照射し、かつ、投影装置から画像を投影する投影面２と、光線照射装置１から投影面２へ照射されて反射した光線を撮影する撮影装置３と、撮影した光線に関する情報に基づいて処理を行うコンピュータ装置４と、コンピュータ装置４により処理された画像を投影面２へ投影する投影装置５とから構成される。
光線照射装置１は、他の装置等と接続されずに独立して使用され得るが、コンピュータ装置４と通信可能であってもよく、光線照射装置１に備えられた、ユーザの指示を入力する機構によりコンピュータ装置４へ入力信号を送信可能としてもよい。また、光線照射装置１は、不可視光を照射するものであってもよいし、可視光を照射できるものであってもよく、両方を照射するものであってもよい。
投影面２は、光線照射装置１から照射された光線を反射可能な材質であることが好ましい。撮影装置３は、コンピュータ装置４と有線又は無線の通信回線を介して接続されている。コンピュータ装置４は、撮影装置３及び投影装置５と有線又は無線の通信回線を介して接続されている。投影装置５は、通信回線を介してコンピュータ装置４と接続されている。撮影装置３、コンピュータ装置４、及び投影装置５は、互いに独立した機器であってもよいし、複合した単体の機器であってもよい。
本実施形態の一例として、光線照射装置１は、可視光線と不可視光線（例えば、赤外光線等）の二種類を照射可能な装置とすることができる。可視光線を照射することでユーザは、自身が照射している位置を容易に把握することができる。また、不可視光線を照射することで、投影される映像に影響されることなく、光線照射装置１を識別できる。
本実施形態の一例として、光線照射装置１の不可視光線として赤外光線を使用し、撮影装置３には赤外線センサカメラを用いることができる。ここで、プレイヤから発せられる赤外線が操作の邪魔をしないように、カメラにフィルタを取り付けることができる。人体が発する赤外線に相当する９〜１０μｍ前後の波長をカットするためである。光線照射装置１の発する赤外光線の波長は、前述のカットする波長の範囲に含まれないように設定することが好ましい。
図８は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、コンピュータ装置の構成を示すブロック図である。コンピュータ装置４は、制御部１１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１２、ストレージ部１３、グラフィックス処理部１４、ビデオメモリ１５、通信インタフェース１６、周辺機器接続インタフェース１７、及び周辺機器１８からなり、それぞれ内部バスにより接続されている。
制御部１１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）から構成される。制御部１１は、ストレージ部１３に格納されたプログラムを実行し、コンピュータ装置４の制御を行なう。ＲＡＭ１２は、制御部１１のワークエリアである。ストレージ部１３は、プログラムやデータを保存するための記憶領域である。
制御部１１は、プログラム及びデータをＲＡＭ１２から読み出して処理を行なう。制御部１１は、ＲＡＭ１２にロードされたプログラム及びデータを処理することで、描画命令をグラフィックス処理部１４に出力する。
グラフィックス処理部１４は、フレーム単位で１枚の画像の描画を実行する。画像の１フレーム時間は、例えば３０分の１秒である。グラフィックス処理部１４は描画に関する演算処理の一部を受け持ち、システム全体の負荷を分散させる役割を有する。
周辺機器接続インタフェース１７には周辺機器１８（例えば、ＳＤカード、撮影用カメラ等）が接続される。周辺機器１８から読み込まれたデータはＲＡＭ１２にロードされ、制御部１１により演算処理が実行される。
通信インタフェース１６は、無線又は有線により通信回線６に接続が可能であり、通信回線６を介してデータを受信することが可能である。通信インタフェース１６を介して受信したデータは、周辺機器１８から読み込まれたデータと同様に、ＲＡＭ１２にロードされ、制御部１１により演算処理が行われる。
本発明の第五の実施の形態におけるプログラム実行処理について説明する。本発明の第五の実施の形態の一例として、投影装置を天井から吊るし、壁面及び床面に画像を投影することで、仮想世界を表現するゲームプログラムが挙げられる。ユーザは、壁面に投影された画像に対して、光線照射装置から光線を照射することで、入力操作を行うことができる。仮想世界には、ユーザが操作可能なキャラクタ等のオブジェクトが存在してもよい。
図９は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、投影装置から投影面に画像を投影した様子を表すブロック図である。図９（ａ）は、投影装置５から投影面２へ画像を投影した様子を、天井から床面に向かって正面視した場合の平面図である。
投影面２ａ〜２ｄは、略直方体状の空間を仕切るように、投影面が互いに垂直となるように設置されている。投影装置５は、仕切られた空間の略中央に天井から吊るされ、四方に設置された投影面２ａ〜２ｄへ画像を投影可能に設置されている。
図９（ｂ）は、投影装置５から投影面２へ画像を投影した様子を、投影面２ｃから投影面２ａに向かって正面視した場合の平面図である。投影装置５は、投影面２ａ〜２ｄだけでなく、床面７へも画像を投影する。すなわち、投影装置５は、五つの面に対して画像を投影するものである。
次に、投影装置から投影する画像の内容について説明する。図１０は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、特定点、仮想カメラ、及び、仮想スクリーンの概念を表す図である。
図１０（ａ）は、仮想３次元空間内の仮想カメラによる撮影を説明した概念図である。図１０（ａ）では、特定点５２ａを、仮想カメラ５１ａ１及び５１ａ２が異なる方向から撮影している。仮想カメラ５１ａ１において撮影された画像は、仮想スクリーン５０ａ１において透視変換される。また、仮想カメラ５１ａ２において撮影された画像は、仮想スクリーン５０ａ２において透視変換される。
ここで、仮想カメラ５１ａ１と仮想スクリーン５０ａ１との相対的な位置関係は、仮想カメラ５１ａ２と仮想スクリーン５０ａ２との相対的な位置関係と同一であることが好ましい。また、投影面が互いに垂直となるように設置されているのと同様に、仮想スクリーン５０ａ１と仮想スクリーン５０ａ２とは、互いに垂直となるように設けられる。このように設計することで、複数の投影面に違和感なく仮想世界の様子を投影させることができる。
次に、特定点の位置の変化について説明する。仮想カメラの位置は、特定点に対する相対的な位置関係を維持しながら変化することが好ましい。図１０（ｂ）は、特定点の位置が変化した場合に、仮想カメラ及び仮想スクリーンの位置の変化について説明した概念図である。
ユーザの入力操作又はプログラムの処理等により、特定点５２ａの位置が特定点５２ｂの位置に変化した場合に、仮想カメラの位置は、特定点に対する相対的な位置関係を維持するものであるため、仮想カメラ５１ａ２の位置は、仮想カメラ５１ａ２の前方である、仮想カメラ５１ｂ２の位置に変更される。同様に、仮想カメラ５１ａ１の位置は、仮想カメラ５１ａ１の右方である、仮想カメラ５１ｂ１の位置に変更される。
また、仮想カメラの位置の変更に伴って、仮想スクリーンの位置も変更される。仮想カメラ５１ａ１の位置が仮想カメラ５１ｂ１の位置に変更されると、同一平面内で、仮想スクリーン５０ａ１の位置は、仮想スクリーン５０ｂ１の位置に変更される。仮想カメラ５１ａ２の位置が仮想カメラ５１ｂ２の位置に変更されると、同一平面内で、仮想スクリーン５０ａ２の位置は、仮想スクリーン５０ｂ２の位置に変更される。
なお、仮想スクリーンは、投影面２に対応するものであり、仮想スクリーン上に透視変換された画像は、投影装置５から投影される画像と同一である。
図１１は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、プログラム実行画面の例である。図中には、正面の投影面２ａ、投影面２ａに向かって右側の投影面２ｂ、投影面２ａに向かって左側の投影面２ｄ、及び、床面７にそれぞれ投影装置（非図示）から画像が投影されている。また、各々の投影面２を撮影する撮影装置（非図示）が設置されている。
また、ユーザは、一例として、投影装置の直下に立ち、四方の投影面に囲まれているものとする。画像には、図示するように、洞窟の通路の様子が表示されている。
正面の投影面２ａには、進行可能であるように、正面奥方向に通路が伸びている様子が表示されている。同様に、左側の投影面２ｄには、進行可能であるように、左側置く方向に通路が伸びている様子が表示されている。左側へ進行可能である様子は、正面の投影面２ａの様子からもユーザは理解することができる。
一方、右側の投影面２ｂには、進行不可能であるように、壁面が連なっている様子が表示されている。ユーザは、壁面を越えて進行できないことを視覚的に理解することができる。
通行可能か否かの判断を容易にするために、指示表示画像８を表示するようにしてもよい。例えば、図１１において、正面の投影面２ａに表示される指示表示画像８ａは、ユーザが更に正面方向に進行可能であることを表すように、投影面に投影される。
同様に、左側の投影面２ｄに表示される指示表示画像８ｄは、ユーザが更に左側方向に進行可能であることを表すように、投影面に表示される。
ユーザは、光線照射装置１を用いて、進行する方向を指示することが可能である。光線照射装置１から投影面２に照射される光線を、撮影装置３が撮影し、撮影された情報に基づいて、コンピュータ装置４は、指示された方向を認識することができる。光線照射装置１を用いずに、ユーザの手や足等体の一部を撮影装置３が撮影することで、方向を指示するようにしてもよい。
指示表示画像８ａが表示されている場合に、光線照射装置により正面方向が指示されると、ユーザは正面方向に進行する。この場合に、仮想カメラの位置も正面方向に移動し、ユーザの位置に応じた画像が投影面に投影される。
また、指示表示画像８ｄが表示されている場合に、光線照射装置により左方向が指示されると、ユーザは左方向に進行する。この場合に、仮想カメラの位置も左方向に移動し、ユーザの位置に応じた画像が投影面に投影される。
ユーザが所定の条件を満たした場合には、プログラムを終了するように設計してもよい。所定の条件とは、例えば、仮想世界を探索完了した場合には、プログラムを終了するようにしてもよい。また、敵キャラクタと仮想戦闘を行うようなゲームのプログラムであれば、敵キャラクタに勝利する、又は、敗北すると、プログラムが終了するようにしてもよい。さらに、時間制限があるゲームのプログラムであれば、所定の時間に到達した場合にプログラムが終了するようにしてもよい。
続いて、本発明の第五の実施の形態のプログラムの実行処理について説明する。図１２は、本発明の実施の形態の少なくとも１つに対応する、プログラム実行処理のフローチャートである。
最初に、プログラムが実行されると、コンピュータ装置４のグラフィックス処理部１４において画像を生成する（ステップＳ１０１）。ゲームが終了するまで、後述するステップＳ１０２からステップＳ１１０までの処理を繰り返す。
次に、通信インタフェース１６を介して投影装置５へ画像を送信する（ステップＳ１０２）。ここで通信回線は有線でも無線でもよく、回線の種別は問わないが、コンピュータ装置４における処理を迅速に行うために、タイムラグの生じにくい高速通信が可能な設備が好ましい。
投影装置５は、ステップＳ１０２においてコンピュータ装置４から送信された画像を受信すると（ステップＳ１０３）、投影面２に対して画像を投影する（ステップＳ１０４）。
投影された画像に対して、ユーザが光線照射装置１を用いて光線を照射すると、撮影装置３は、照射された光線を撮影する（ステップＳ１０５）。撮影装置３は、投影面２に光線が照射されたか否か判定するために、所定の時間毎に投影面２の撮影を繰り返し実行する。
撮影装置３は、ステップＳ１０５において撮影した光線に関する情報をコンピュータ装置４へ送信する（ステップＳ１０６）。コンピュータ装置４は、ステップＳ１０６において撮影装置３から送信された光線に関する情報を受信し（ステップＳ１０７）、光線に関する情報（以下、光線情報という）を操作入力情報としてプログラムの処理を進める。
光線情報を操作入力情報とするとは、例えば、光線が照射された方向に基づいて、照射された方向に入力がなされたとすることができる。あるいは、光線が照射された位置が、投影面２の所定の領域内である場合に、入力操作がなされたと判定されるように設計することも可能である。
また、ユーザは複数の光線照射装置１を用いることもできる。照射された光線を識別する方法としては、光線照射装置毎に、発せられる光線の形状、発せられる光線の色、あるいは、発せられる光線の点滅パターンを異なるように設計する等の方法がある。
コンピュータ装置４は、ステップＳ１０７において受信した光線情報から操作入力情報を判定し、操作入力情報にしたがって、特定点の位置を変更する（ステップＳ１０８）。ここで、特定点の位置は、ユーザの操作するキャラクタ（以下、ユーザキャラクタという）の位置と対応するものであってもよい。
ここで、特定点の位置の変更について、さらに説明する。特定点の位置がユーザキャラクタの位置と対応する場合は、例えば、ユーザの入力操作にしたがって、ユーザキャラクタの位置が変化し、投影画像を特定するための位置が変化するものである。一方、特定の位置がユーザキャラクタの位置と対応しない場合とは、例えば、ユーザの入力操作により、仮想カメラの視点が切り替わる場合をいう。
さらに、コンピュータ装置４は、ステップＳ１０８において変更した特定点の位置に伴って、仮想カメラの位置を変更する（ステップＳ１０９）。仮想カメラの位置は、ユーザキャラクタの視点と対応する位置にあってもよいし、ユーザキャラクタを客観的に見ることが可能な位置にあってもよい。仮想カメラの位置と特定点の位置とが連動することにより、ユーザの操作指示にしたがって、仮想世界内を自由に移動することが可能となる。
コンピュータ装置４は、ステップＳ１１０において変更された仮想カメラの位置から、仮想スクリーン上に透視変換して、投影する画像を生成する（ステップＳ１１０）。このとき、ステップＳ１０８において変更された特定点の位置にしたがって、各々の投影面２に対応する仮想カメラの位置が変更される。
例えば、図１１において、正面の投影面２ａに対して、キャラクタが２歩進む距離だけ前進するように仮想カメラの位置が変更された場合に、左側の投影面２ｄに投影される画像は、投影されていた位置から、正面の投影面２ａの方向に、キャラクタ２歩分の距離だけ、正面の投影面２ａの投影画像の前進する動きと連動するように変化して投影される。右側の投影面２ｂの投影画像や、床面７の投影画像も同様に、連動するように変化して投影される。
ステップＳ１１０において投影画像が生成されると、コンピュータ装置４は、生成された投影画像を投影装置５へ送信する（ステップＳ１０２）。
第五の実施の形態を適用可能なゲームとして、例えば、複数のプレイヤが協力して進めるゲームや、一人用のゲームが想定され得る。ゲームの種類として、ロールプレイングゲーム（ＲＰＧ）や、閉ざされた空間から脱出する脱出ゲーム、レーシングゲーム、アクションゲーム等が挙げられる。また、アーティストのライブ動画を用いて、ライブ会場にいるようなシミュレーションプログラムとすることもできる。
第五の実施の形態を実現するために用いるプログラムとしては、例えば、Ｆｌａｓｈ（登録商標）のＡｃｔｉｏｎＳｃｒｉｐｔや、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ（登録商標）、あるいは、Ｕｎｉｔｙ等を用いることが好ましい。言語は、これに類する言語であってもよく、また、従来より存在するＣ言語等でも実現することは可能である。
第五の実施の形態では、光線照射装置１から可視光と不可視光とを照射可能としたが、不可視光だけ照射できるものとしてもよい。この場合は、例えば、不可視光を撮影した撮影装置３の撮影データにより、不可視光の照射位置がコンピュータ装置４に認識される。そして、投影装置５への投影画像を生成する際に、照準画像を合成した投影画像を生成するようにしてもよい。
第五の実施の形態の一側面として、ユーザは、仮想世界内を移動しているような臨場感あふれる体験することができ、ユーザの趣向性を高めることができる。
第五の実施の形態の一側面として、投影面に投影する投影画像を特定するための特定点の位置を変更し、特定点の位置に応じて仮想カメラの位置を変更することで、ユーザが仮想世界内を移動しているような感覚を与えることが可能となり、投影画像の臨場感を高め、かつ、ユーザの趣向性をより高めることができる。
第五の実施の形態の一側面として、２つ以上の投影面が所定の角度を有して設置され、第一仮想カメラに対する第一仮想スクリーンの相対的な位置関係と、第二仮想カメラに対する第二仮想スクリーンの相対的な位置関係とが同一であり、かつ、投影面同士が成す角度と同一の角度を、仮想スクリーン同士が有することにより、現実世界の投影面間の位置関係と、仮想世界の仮想カメラ間の位置関係を対応させることができるため、複数の投影面に違和感なく仮想世界の様子を投影させることができる。
第五の実施の形態の一側面として、特定点に対する仮想カメラの相対的な位置関係を維持しながら、仮想カメラの位置を変更することにより、ユーザの操作指示により特定点を変更することで仮想カメラの位置を変更することができ、ユーザが仮想世界内を移動しているような感覚を与えることが可能となり、投影画像の臨場感を高め、かつ、ユーザの趣向性をより高めることができる。
第五の実施の形態の一側面として、ユーザの操作入力に応じて、仮想３次元空間内のユーザキャラクタを移動させることにより、ユーザは臨場感あふれる仮想世界を体験することができ、ユーザの趣向性をより高めることができる。
第五の実施の形態の一側面として、撮影装置により撮影された光線を操作入力として受け付けることにより、撮影装置が光線を撮影可能な場所であれば、場所を問わず適用できるため、ユーザはより手軽に臨場感あふれる仮想世界を体験することができ、ユーザの趣向性をより高めることができる。
第五の実施の形態の一側面として、光線が照射された投影面に対応する仮想スクリーンに垂直な方向に、特定点の位置を変更することにより、ユーザは直感的な操作でシステムを利用することができ、より手軽に臨場感あふれる仮想世界を体験することができる。
第五の実施の形態の一側面として、一の投影面と、他の投影面とが、互いに垂直となるように、すなわち、ユーザを囲むように、四方に投影面が設置され、さらに、床面にも画像が投影されることで、ユーザは臨場感あふれる仮想世界を体験することができ、ユーザの趣向性をより高めることができる。
第五の実施の形態において、「投影」、「画像」、「投影面」、「投影装置」、「通信」、「接続」、「コンピュータ装置」、「特定点」、「位置を変更」、及び、「送信」とは、それぞれ第一の実施の形態において記載した内容と同一である。
第五の実施の形態において、「仮想３次元空間」、「仮想カメラ」、「仮想スクリーン」、「透視変換」、及び、「画像を生成」とは、それぞれ第二の実施の形態において記載した内容と同一である。
第五の実施の形態において、「操作入力」とは、例えば、投影された画像に対して行う入力をいう。「ユーザキャラクタ」とは、例えば、ユーザの代替として存在するキャラクタ、あるいは、キャラクタに従うサブキャラクタをいい、キャラクタと行動を共にするオブジェクトを含むものである。
第五の実施の形態において、「光線照射装置」とは、例えば、光線を照射する装置をいい、携帯可能なものや設置して使用するものを含む。「撮影装置」とは、例えば、ビデオカメラや赤外線センサカメラ等、撮影が可能な装置をいう。「ゲームプログラム」とは、例えば、ゲームを実行するためのプログラムをいい、コンピュータ装置において実行されるものをいう。
［第六の実施の形態］
次に、本発明の第六の実施の形態の概要について説明をする。第六の実施の形態においては、第五の実施の形態と同様に、少なくとも２つ以上の投影面を有しており、一の投影面と、他の投影面とが、所定の角度を有して設置されるものである。
次に、本発明の第六の実施の形態の概要について説明する。第六の実施の形態におけるシステムの構成は、図７のブロック図に示されるものと同じ構成を採用することができる。
ここで、光線照射装置１に、少なくとも加速度センサ又は光センサのいずれかを備えてもよい。また、センサにより計測された情報を、通信によりコンピュータ装置４へ送信できるようにしてもよい。
あるいは、光線照射装置１に代えて、少なくとも加速度センサ又は光センサのいずれかを備える、ＶＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ：仮想現実）用のコントローラを用いてもよい。
本発明の第六の実施の形態におけるコンピュータ装置の構成は、図８のブロック図に示されるものと同じ構成を採用することができる。また、投影装置から投影面に画像を投影する概念は、図９のブロック図に示されるものと同じ概念を採用することができる。さらに、第六の実施の形態における特定点、仮想カメラ、及び、仮想スクリーンの概念は、図１０の概念図に示されるものと同じ構成を採用することができる。
続いて、本発明の第六の実施の形態のプログラムの実行処理について説明する。第六の実施の形態におけるプログラム実行処理のフローは、図１２のフローチャートに示されるものと同じ構成を採用することができる。
ところで、ステップＳ１０５において、光線照射装置１に代えて、入力装置として、例えば、加速度センサ又は光センサを備えたＶＲ用コントローラを用いる場合には、撮影装置３による光線の撮影をすることなく、ＶＲ用コントローラのセンサにより計測された情報を操作入力情報として用いるようにしてもよい。この場合、ステップＳ１０６において、ＶＲ用コントローラによる操作入力情報が、通信により、コンピュータ装置４へ送信される。
例えば、ユーザが、正面方向から右側面方向へコントローラを動かしたことを加速度センサが検知した場合に、特定点を右側方向に進め、コントローラを上から下へ振り下ろしたことを検知した場合に、キャラクタを前方へ跳躍させる、あるいは、複数のコントローラを用いて、一方のコントローラの位置と、もう一方のコントローラの位置の相対的な位置関係に基づいて操作入力情報を決定するものであってもよい。
また、基準となる位置（以下、基準位置という）に対する、コントローラの相対的な位置関係に基づいて、操作入力情報を定めることも可能である。例えば、床面に投影された画像の中心点を基準位置とした場合に、基準位置と、画像が投影された床面と同一平面内におけるコントローラの位置との相対的な位置関係をもとに、操作入力情報を決定することができる。
例えば、基準位置から、床面と同一平面に投影したコントローラの位置へと向かう方向を入力方向とすることができる。また、コントローラの位置が所定の速度の範囲内で移動したことを検知した場合に、これらの移動情報を操作入力情報とすることができる。あるいは、例えば、床面と同一平面に投影したコントローラの位置と基準位置との距離を入力量としてもよい。
基準位置との相対的な位置関係は、平面の位置情報に限られるものではない。例えば、基準位置の高さに対して、コントローラの位置が相対的に低い場合に特定の操作入力情報が定められるようにしてもよい。より具体的には、撮影装置３により、ユーザの頭部の位置を基準位置として特定し、ユーザが手に持つコントローラとの位置関係に基づいて操作入力情報を定めることもできる。
第六の実施の形態の一側面として、コントローラの位置や動きに応じて操作入力が可能なコントローラを用いることによって、ユーザは臨場感あふれる仮想世界を体験することができ、ユーザの趣向性をより高めることができる。
［付記］
上で述べた実施の形態の説明は、下記の発明を、発明の属する分野における通常の知識を有する者がその実施をすることができるように記載した。
［１］ 投影画像を投影面に投影する投影装置と通信又は接続が可能なコンピュータ装置において実行されるプログラムであって、
コンピュータ装置を、
投影面に投影する投影画像を特定するための特定点の位置を変更する特定点位置変更手段、
特定点の位置に応じた画像を、投影画像として投影装置に送信する送信手段
として機能させる、プログラム。
［２］ コンピュータ装置を、さらに、
特定点の位置の変更に伴って仮想カメラの位置を変更する仮想カメラ位置変更手段、
仮想３次元空間を、仮想カメラから仮想スクリーン上に透視変換をして画像を生成する画像生成手段
として機能させ、
送信手段が、生成された画像を投影画像として投影装置に送信する、
［１］に記載のプログラム。
［３］ 少なくとも２つ以上の投影面を有しており、
一の投影面と、他の投影面とが、所定の角度を有して設置されており、
画像生成手段が、
一の投影面に対応する第一仮想カメラから第一仮想スクリーン上に透視変換して画像を生成する第一画像生成手段と、
他の投影面に対応する第二仮想カメラから第二仮想スクリーン上に透視変換して画像を生成する第二画像生成手段とを含むものであり、
第一仮想カメラに対する第一仮想スクリーンの相対的な位置関係と、第二仮想カメラに対する第二仮想スクリーンの相対的な位置関係とが同一であり、
第一仮想スクリーンと、第二仮想スクリーンとが前記所定の角度と同一の角度を有する、
［２］に記載のプログラム。
［４］ 仮想カメラ位置変更手段が、特定点に対する仮想カメラの相対的な位置関係を維持しながら、仮想カメラの位置を変更する、［２］に記載のプログラム。
［５］ コンピュータ装置を、さらに、
ユーザの操作入力を受け付ける操作入力受付手段、
受け付けた操作入力に応じて、仮想３次元空間内のユーザキャラクタが移動するキャラクタ移動手段
として機能させ、
特定点の位置がユーザキャラクタの位置と対応関係にある、
［１］〜［４］のいずれかに記載のプログラム。
［６］ 光線照射装置から投影面に照射された光線を撮影する撮影装置とを備え、
操作入力受付手段が、撮影装置により撮影された光線を操作入力として受け付ける、
［１］〜［５］のいずれかに記載のプログラム。
［７］ 少なくとも２つ以上の投影面を有しており、
特定点位置変更手段が、光線が照射された投影面に対応する仮想スクリーンに垂直な方向に、特定点の位置を変更する、
［６］に記載のプログラム。
［８］ 一の投影面と、他の投影面とが、互いに垂直となるように設置されている、請求［３］〜［７］のいずれかに記載のプログラム。
［９］ 投影画像を投影面に投影する投影装置と通信又は接続が可能なコンピュータ装置であって、
投影面に投影する投影画像を特定するための特定点の位置を変更する特定点位置変更手段と、
特定点の位置に応じた画像を、投影画像として投影装置に送信する送信手段と
を備える、コンピュータ装置。
［１０］ 投影画像を投影面に投影する投影装置と通信又は接続が可能なコンピュータ装置において実行されるプログラム実行方法であって、
投影面に投影する投影画像を特定するための特定点の位置を変更するステップと、
特定点の位置に応じた画像を、投影画像として投影装置に送信するステップと
を有するプログラム実行方法。
［１１］ 投影画像を投影面に投影する投影装置と、該投影装置と通信又は接続が可能なコンピュータ装置と
を備えたコンピュータシステムであって、
コンピュータ装置が、
投影面に投影する投影画像を特定するための特定点の位置を変更する特定点位置変更手段と、
特定点の位置に応じた画像を、投影画像として投影装置に送信する送信手段と
を備え、
投影装置が、
受信した画像を投影面に投影する投影手段
を備える、コンピュータシステム。
１ 光線照射装置
１１ 制御部
１２ ＲＡＭ
１３ ストレージ部
１４ グラフィックス処理部
１５ ビデオメモリ
１６ 通信インタフェース
１７ 周辺機器接続インタフェース
１８ 周辺機器
２ 投影面
３ 撮影装置
４ コンピュータ装置
５ 投影装置
６ 通信回線
７ 床面
８ 指示表示画像

Claims (8)

  1. 投影画像を投影面に投影する投影装置と通信又は接続が可能なコンピュータ装置において実行されるプログラムであって、
    コンピュータ装置を、
    投影面に投影する投影画像を特定するための特定点の位置を変更する特定点位置変更手段、
    特定点の位置に応じた画像を、投影画像として投影装置に送信する送信手段
    として機能させる、プログラム。
  2. コンピュータ装置を、さらに、
    特定点の位置の変更に伴って仮想カメラの位置を変更する仮想カメラ位置変更手段、
    仮想３次元空間を、仮想カメラから仮想スクリーン上に透視変換をして画像を生成する画像生成手段
    として機能させ、
    送信手段が、生成された画像を投影画像として投影装置に送信する、
    請求項１に記載のプログラム。
  3. 少なくとも２つ以上の投影面を有しており、
    一の投影面と、他の投影面とが、所定の角度を有して設置されており、
    画像生成手段が、
    一の投影面に対応する第一仮想カメラから第一仮想スクリーン上に透視変換して画像を生成する第一画像生成手段と、
    他の投影面に対応する第二仮想カメラから第二仮想スクリーン上に透視変換して画像を生成する第二画像生成手段とを含むものであり、
    第一仮想カメラに対する第一仮想スクリーンの相対的な位置関係と、第二仮想カメラに対する第二仮想スクリーンの相対的な位置関係とが同一であり、
    第一仮想スクリーンと、第二仮想スクリーンとが前記所定の角度と同一の角度を有する、
    請求項２に記載のプログラム。
  4. 仮想カメラ位置変更手段が、特定点に対する仮想カメラの相対的な位置関係を維持しながら、仮想カメラの位置を変更する、請求項２に記載のプログラム。
  5. コンピュータ装置を、さらに、
    ユーザの操作入力を受け付ける操作入力受付手段、
    受け付けた操作入力に応じて、仮想３次元空間内のユーザキャラクタが移動するキャラクタ移動手段
    として機能させ、
    特定点の位置がユーザキャラクタの位置と対応関係にある、
    請求項１〜４のいずれかに記載のプログラム。
  6. 投影画像を投影面に投影する投影装置と通信又は接続が可能なコンピュータ装置であって、
    投影面に投影する投影画像を特定するための特定点の位置を変更する特定点位置変更手段と、
    特定点の位置に応じた画像を、投影画像として投影装置に送信する送信手段と
    を備える、コンピュータ装置。
  7. 投影画像を投影面に投影する投影装置と通信又は接続が可能なコンピュータ装置において実行されるプログラム実行方法であって、
    投影面に投影する投影画像を特定するための特定点の位置を変更するステップと、
    特定点の位置に応じた画像を、投影画像として投影装置に送信するステップと
    を有するプログラム実行方法。
  8. 投影画像を投影面に投影する投影装置と、該投影装置と通信又は接続が可能なコンピュータ装置と
    を備えたコンピュータシステムであって、
    コンピュータ装置が、
    投影面に投影する投影画像を特定するための特定点の位置を変更する特定点位置変更手段と、
    特定点の位置に応じた画像を、投影画像として投影装置に送信する送信手段と
    を備え、
    投影装置が、
    受信した画像を投影面に投影する投影手段
    を備える、コンピュータシステム。
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