JP2018082356A - 立体視表示プログラム、立体視表示方法、および情報処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】注視すべき点を含む面をいずれの位置から見ても同じ大きさで知覚させること。
【解決手段】情報処理装置１００は、３次元のシミュレーション空間１０３において模擬した対象物１１０を、右目位置に相当する第１位置１１１から第１投影面１１３に向かって拡がる第１投影領域１１５に投影させた第１映像１２１と、対象物１１０を、左目位置に相当する第２位置１１２から第２投影面１１４に向かって拡がり、右目と左目の視差がゼロとなる特定の面１１７において第１投影領域１１５と一致する第２投影領域１１６に投影させた第２映像１２２とを表示装置１０１により所定の空間１０４に表示させる。情報処理装置１００は、対象物１１０のうちの注視すべき点が特定の面１１７に含まれる位置となるように移動させた対象物１１０を、第１投影領域１１５に投影させた第１映像１２１と第２投影領域１１６に投影させた第２映像１２２を表示装置１０１に表示させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、立体視表示プログラム、立体視表示方法、および情報処理装置に関する。

従来、３次元のＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）によって人体や物体などを３次元のシミュレーション空間に再現する技術が公知である。また、３次元のＣＡＤによって再現された人体や物体などの３次元のモデルを現実の空間に可視化させる技術が公知である（例えば、以下特許文献１参照。）。

３次元のモデルを可視化させる技術では、例えば、左目から得られる映像と、右目から得られる映像と、を同時に表示することにより、立体映像が得られる。

先行技術としては、例えば、医用画像処理装置に関して、光学系を有する医用画像撮影装置の焦点位置に対応する注目領域の視差量が閾値以下になるように立体画像を生成する技術がある（例えば、以下特許文献２参照。）。

また、先行技術としては、例えば、医用画像処理装置に関して、立体視画像を実寸大で表示させる技術がある（例えば、以下特許文献３参照。）。

国際公開第２０１３／０６９４１３号 特開２０１４−２３６３４０号公報 特開２０１５−６３２７号公報

３次元のモデルを可視化させる技術では、特定の位置から観察されたモデルが表示されるため、モデルを観察する位置に応じて立体感と知覚される大きさとが異なる。このため、例えば原寸大で表示対象のモデルが立体視表示された場合に、観察者が特定の位置にいなければ、原寸大で表示された大きさを観察者に知覚させることはできないという問題点がある。例えば、観察者が複数人の場合、複数の観察者が同時に特定の位置に立つことは困難であるため、観察者はそれぞれ異なる大きさを知覚することになる。

１つの側面では、本発明は、注視すべき点を含む面を、いずれの位置から見ても同じ大きさで知覚させることができる立体視表示プログラム、立体視表示方法、および情報処理装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面によれば、３次元のシミュレーション空間において、模擬した表示の対象物を、第１位置から第１投影面に向かって拡がる第１投影領域に投影させた第１映像と、第２位置から第２投影面に向かって拡がり、特定の面において前記第１投影領域と一致する第２投影領域に前記対象物を投影させた第２映像と、を表示装置によって所定の空間に表示させるコンピュータに、前記対象物のうちのいずれかの点の指定を受け付け、指定された前記点が前記特定の面に含まれる位置となる位置に配置された前記対象物を前記第１投影領域に投影させた前記第１映像と、配置された前記対象物を前記第２投影領域に投影させた前記第２映像と、を前記表示装置に表示させる立体視表示プログラム、立体視表示方法、および情報処理装置が提案される。

本発明の一態様によれば、注視すべき点を含む面を、いずれの位置から見ても同じ大きさで知覚させることができる。

図１は、情報処理装置による一動作例を示す説明図である。 図２は、情報処理装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。 図３は、３Ｄデータ例を示す説明図（その１）である。 図４は、３Ｄデータ例を示す説明図（その２）である。 図５は、情報処理装置の機能的構成例を示すブロック図である。 図６は、３次元空間における右目位置および左目位置の設定例を示す説明図である。 図７は、投影領域の設定例を示す説明図である。 図８は、２つの映像の表示例を示す説明図である。 図９は、スケーリング例１を示す説明図である。 図１０は、スケーリング例２を示す説明図である。 図１１は、視差ゼロとなる面に相当する部分の強調例を示す説明図である。 図１２は、モデルの移動例を示す説明図である。 図１３は、モデルの回転移動例を示す説明図である。 図１４は、情報処理装置による立体視表示処理手順例を示すフローチャートである。 図１５は、図１４で示した移動回転処理（ステップＳ１４０７）の詳細な説明を示すフローチャート例１である。 図１６は、図１４で示した移動回転処理（ステップＳ１４０７）の詳細な説明を示すフローチャート例２である。

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる立体視表示プログラム、立体視表示方法、および情報処理装置の実施の形態を詳細に説明する。

図１は、情報処理装置による一動作例を示す説明図である。情報処理装置１００は、３次元のＣＡＤによってシミュレーション空間１０３に再現されたモデルを所定の空間１０４へ立体視させることを支援するコンピュータである。所定の空間１０４は現実の空間であり、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とを有する３次元の直交座標系が定義される。モデルとは、シミュレーション空間１０３に再現された人体、製品や部品そのもの、製品や部品などの試作や、建築物などの模型などの物体や人体などである。ここで、シミュレーション空間１０３とは、コンピュータ上でシミュレーションされる仮想的な３次元空間である。シミュレーション空間１０３には、例えば、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とを有する３次元の直交座標系が定義される。

従来、人体や物体などをシミュレーション空間１０３上に再現した３次元のモデルを現実の空間に可視化させる技術がある。ここで３次元のモデルを現実の空間に可視化させることは、立体視表示とも称する。立体視表示するためのＶＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）システムは、例えば、産業界などの各分野において活用される。例えば、製造業において、ＶＲシステムは、製造の対象物であるモデルを立体視表示することにより、開発者は事前に対象物１１０の検証を行うことができる。例えば、モデルが原寸大で立体視表示されることにより、開発者は、ディスプレイなどへのモデルの表示では知覚することができない距離感やサイズ間をより直感的に把握しながら検証することが可能となる。

しかし、ＶＲシステムでは、例えば、特定の位置から観察されたモデルが立体視表示される。そして、ＶＲシステムでは、立体視表示されたモデルを観察する位置に応じてモデルの立体感やモデルの知覚される大きさが異なる。例えば原寸大で表示対象のモデルが立体視表示された場合に、観察者が特定の位置にいなければ、原寸大で表示された大きさを観察者に知覚させることはできないとう問題点がある。そこで、ＶＲシステムでは、例えば、ヘッドトラッキングなどに基づき特定した観察者の位置に応じてモデルを立体視表示する技術がある。しかしながら、例えば、特定の観察者の位置に応じてモデルが立体視表示されるため、観察者が複数人の場合、複数の観察者が同時にモデルの大きさや距離感などを知覚することは困難である。より具体的には複数の観察者は同時に特定の位置に立つことは困難であるため、観察者はそれぞれ異なる大きさを知覚することになる。

そこで、本実施の形態では、情報処理装置１００は、モデル内の注視させる点が、右目と左目との視差がゼロとなる面に含まれる位置となるように移動させたモデルを右目と左目ごとの投影領域に投影させた各映像を表示する。立体視を用いた検証では、複数の観察者が立体視表示されたモデル内の同じ点を注視する。このため、情報処理装置１００は、注視させる点において視差をゼロとするため、観察者に注視点をどの位置から見ても同じ大きさで知覚させることができる。したがって、情報処理装置１００は、立体視を用いた検証の効率化を図ることができる。

情報処理装置１００は、第１映像１２１と第２映像１２２を表示装置１０１によって所定の空間１０４に表示させる。第１映像１２１は、シミュレーション空間１０３において模擬した表示の対象物１１０を、第１位置１１１から第１投影面１１３に向かって拡がる第１投影領域１１５に投影させることにより得られる映像である。第１映像１２１は、観察者の右目用の映像である。第１位置１１１はシミュレーション空間１０３における観察者の右目の位置を示す。第２映像１２２は、シミュレーション空間１０３において対象物１１０を、第２位置１１２から第２投影面１１４に向かって拡がり、特定の面１１７において第１投影領域１１５と一致する第２投影領域１１６に投影させることにより得られる映像である。第２映像１２２は、観察者の左目用の映像である。第２位置１１２はシミュレーション空間１０３における観察者の左目の位置を示す。

ここでの対象物１１０は、例えば、３次元のＣＡＤによって作成された３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）データが示すモデルである。３Ｄデータの詳細例については、後述する図３や図４に示す。第１投影領域１１５や第２投影領域１１６は、シミュレーション空間１０３において設定された領域である。表示装置１０１としては、例えば、ＶＲ用のプロジェクターなどが挙げられる。表示させる処理として具体的には、情報処理装置１００は、３次元のＣＡＤによって、第１投影領域１１５や第２投影領域１１６を示す投影情報を生成する。つぎに、情報処理装置１００は、対象物１１０を第１投影領域１１５に投影させた第１映像１２１を示す画像情報と、対象物１１０を第２投影領域１１６に投影させた第２映像１２２を示す画像情報と、を生成する。ここで、生成される画像情報は、例えば、表示装置１０１の表示形式に基づく情報である。例えば、生成される画像情報は、ピクセルごとのＲＧＢ（Ｒｅｄ Ｇｒｅｅｎ Ｂｌｕｅ）の値であってもよい。

そして、情報処理装置１００は、表示装置１０１に、第１映像１２１を示す画像情報と、第２映像１２２を示す画像情報と、を送信する。そして、表示装置１０１は、受信した第１映像１２１を示す画像情報と第２映像１２２を示す画像情報と、に基づいて第１映像１２１と第２映像１２２とを表示する。面１２３は、第１映像１２２と、第２映像１２３とにおいて特定の面１１６に相当する。

第１位置１１１は、シミュレーション空間１０３に設定された右目の位置である。第２位置１１２は、シミュレーション空間１０３に設定された左目の位置である。特定の面１１７は、例えば、第１投影領域１１５と、第２投影領域１１６と、で一致する面である。特定の面１１７は、シミュレーション空間１０３において、右目と左目との視差がゼロとなる面である。

情報処理装置１００は、対象物１１０のうちのいずれかの点の指定を受け付ける。情報処理装置１００は、例えば、情報処理装置１００が有するマウスやキーボードなどの操作入力によっていずれかの点の指定を受け付ける。

情報処理装置１００は、指定された点が特定の面１１７に含まれる位置となる位置に配置された対象物１１０を第１投影領域１１５に投影させた第１映像１２１を表示装置１０１に表示させる。また、情報処理装置１００は、指定された点が特定の面１１７に含まれる位置となる位置に配置された対象物１１０を第２投影領域１１６に投影させた第２映像１２２を表示装置１０１に表示させる。

表示させる処理の具体的な例について説明する。具体的には、情報処理装置１００は、例えば、指定された点が特定の面１１７に含まれる位置となるように対象物１１０を移動させる。ここで、シミュレーション空間１０３において対象物１１０を移動させるとは、指定された点が特定の面１１７に含まれる位置となる位置に配置された対象物１１０を示す３Ｄデータを３次元のＣＡＤによって生成することを示す。そして、情報処理装置１００は、例えば、移動後の対象物１１０を、第１投影領域１１５に投影させた第１映像１２１を示す画像情報と、配置された対象物１１０を第２投影領域１１６に投影させた第２映像１２２を示す画像情報とを生成する。画像情報の情報形式については、表示装置１０１に応じて決定される。情報処理装置１００は、各画像情報を表示装置１０１に送信する。これにより、表示装置１０１は、第１映像１２１と第２映像１２２とを表示する。

例えば、立体視を用いた検証では、複数の観察者が立体視表示された対象物１１０内の同じ点を注視する。このため、情報処理装置１００は、注視させる点において視差がゼロとなるため、観察者に注視点をどの位置から見ても同じ大きさで知覚させることができる。

（情報処理装置１００のハードウェア構成例）
図２は、情報処理装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。情報処理装置１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２０３と、を有する。情報処理装置１００は、ディスクドライブ２０４と、ディスク２０５と、Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒ／Ｆａｃｅ）２０６と、キーボード２０７と、マウス２０８と、ディスプレイ２０９と、を有する。また、ＣＰＵ２０１と、ＲＯＭ２０２と、ＲＡＭ２０３と、ディスクドライブ２０４と、Ｉ／Ｆ２０６と、キーボード２０７と、マウス２０８と、ディスプレイ２０９とは、バス２００によってそれぞれ接続される。

ここで、ＣＰＵ２０１は、情報処理装置１００の全体の制御を司る。ＲＯＭ２０２は、ブートプログラムなどのプログラムを記憶する。ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１のワークエリアとして使用される。ディスクドライブ２０４は、ＣＰＵ２０１の制御にしたがってディスク２０５に対するデータのリード／ライトを制御する。ディスク２０５は、ディスクドライブ２０４の制御で書き込まれたデータを記憶する。ディスク２０５としては、磁気ディスク、光ディスクなどが挙げられる。

Ｉ／Ｆ２０６は、通信回線を通じてＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネットなどのネットワーク２１０に接続され、このネットワーク２１０を介して他の装置に接続される。そして、Ｉ／Ｆ２０６は、ネットワーク２１０と内部のインターフェースを司り、外部装置からのデータの入出力を制御する。Ｉ／Ｆ２０６には、例えばモデムやＬＡＮアダプタなどを採用することができる。

キーボード２０７やマウス２０８は、利用者の操作により、各種データの入力の受け付けを行うインターフェースである。ディスプレイ２０９は、ＣＰＵ２０１の指示により、データを出力するインターフェースである。

また、図示を省略するが、情報処理装置１００には、カメラから画像や動画を取り込む入力装置やマイクから音声を取り込む入力装置が設けられていてもよい。また、図示を省略するが、情報処理装置１００には、プリンタなどの出力装置が設けられていてもよい。

また、本実施の形態では、情報処理装置１００のハードウェア構成として、パーソナル・コンピュータを例に挙げているが、これに限らず、サーバなどであってもよい。情報処理装置１００がサーバである場合、情報処理装置１００と利用者の操作可能な装置やディスプレイ２０９などがネットワーク２１０を介して接続されてもよい。

（各種ＤＢ（Ｄａｔａｂａｓｅ）等の記憶内容）
つぎに、情報処理装置１００が有する各種ＤＢ等の記憶内容について説明する。各種ＤＢ等は、例えば、図２に示した情報処理装置１００のＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、ディスク２０５や不揮発性の半導体メモリ（図示省略）などの記憶部により実現される。

図３は、３Ｄデータ例を示す説明図（その１）である。ここでは、３Ｄデータ３００として、ＳＴＬ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｅｄ Ｌａｎｇｕａｇｅ）ファイルフォーマットを用いて説明する。図３（１）にはソリッドの名前を表す文字列が記述される。図３（２）には三角形の面法線のベクトルの成分が記述される。図３（３）は、三角形に含まれる点の開始記号が記述される。

図３（４）〜図３（６）には三角形に含まれる点の成分が記述される。図３（７）には、三角形に含まれる点の終了記号が記述される。図３（８）には、三角形の面の終了記号が記述される。図３（９）には、ソリッドを終了する記号が記述される。

図４は、３Ｄデータ例を示す説明図（その２）である。図４には、Ｘ，Ｙ，Ｚの各長さが３０，１０，２０の立方体のサンプルモデルを例に挙げる。面ごとに面に含まれる点が記述される。図４に示すように、３Ｄデータ３００には、１つ目の面に含まれる点からＮ番目の面に含まれる点までが記述される。

（情報処理装置１００の機能的構成例）
図５は、情報処理装置の機能的構成例を示すブロック図である。情報処理装置１００は、入力受付部５０１と、設定部５０２と、算出部５０３と、移動回転部５０４と、生成部５０５と、表示制御部５０６と、記憶部５１０と、を有する。入力受付部５０１から表示制御部５０６までの制御部５００の処理は、例えば、図２に示すＣＰＵ２０１がアクセス可能なＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、ディスク２０５などの記憶装置に記憶されたプログラムにコーディングされている。そして、ＣＰＵ２０１が記憶装置から該プログラムを読み出して、プログラムにコーディングされている処理を実行する。これにより、制御部５００の処理が実現される。また、制御部５００の処理結果は、例えば、ＲＡＭ２０３、ＲＯＭ２０２、ディスク２０５などの記憶装置に記憶される。

情報処理装置１００と、表示装置１０１とは、ネットワーク２１０を介して接続されていてもよいし、有線で接続されていてもよい。

入力受付部５０１は、例えば、視点位置の指定を受け付ける。視点位置とは、右目位置と、左目位置との中点である。視点位置を示す位置情報は、３次元のベクトル情報である。また、入力受付部５０１は、右目位置と左目位置との間の距離を示す情報の入力を受け付ける。

設定部５０２は、例えば、３次元のシミュレーション空間において、指定された視点位置と、右目位置と左目位置との間の距離と、に基づいて、右目位置および左目位置を設定する。なお、右目位置および左目位置を設定する例については図６を用いて後述する。

つぎに、入力受付部５０１は、注視点位置の指定を受け付ける。また、注視点位置については、３次元ＣＡＤによって定められてもよい。例えば注視点位置は、シミュレーション空間における対象物の真ん中の点であってもよい。注視点位置は、後述する視差ゼロに相当する面の中点に相当する。そして、設定部５０２は、視点位置から注視点位置までの方向を視線方向に設定する。ここでの視線方向は、右目および左目の３次元の直交座標系におけるＺ軸方向である。

設定部５０２は、投影領域縦方向長さおよび投影領域横方向長さと、注視点位置と、に基づく特定の面を設定する。ここで特定の面は、右目と左目との視差がゼロとなる面である。視差がゼロとなる面は省略してゼロ面とも称する。投影領域縦方向長さおよび投影領域横方向長さについては、表示装置１０１が有するディスプレイの画面のサイズ比に基づいて決定される。例えば、表示装置１０１が有するディスプレイの画面のサイズ比は、横：縦において１６：９、４：３などである。

そして、設定部５０２は、第１投影領域と、第２投影領域と、を設定する。第１投影領域は、右目位置から投影面に向かって広がる領域である。第２投影領域は、左目位置から投影面に向かって広がり、断面がゼロ面において第１投影領域と一致する領域である。

具体的には、設定部５０２は、例えば、右目位置と、ＮｅａｒＣｌｉｐ距離と、ＦａｒＣｌｉｐ距離と、ゼロ面と、に基づいて、第１投影領域を設定する。第１投影領域は、右目位置から視線方向に向かって広がる領域である。また、第１投影領域は、ゼロ面を断面に含む領域である。また、第１投影領域は、右目位置からＮｅａｒＣｌｉｐ距離までの位置から、右目位置からＦａｒＣｌｉｐ距離までの位置との間の領域である。

そして、設定部５０２は、左目位置と、ＮｅａｒＣｌｉｐ距離と、ＦａｒＣｌｉｐ距離と、視差ゼロとなる平面と、に基づいて、第２投影領域を設定する。

設定部５０２は、シミュレーション空間において、右目位置から投影面までの第１投影領域と、左目位置から投影面までの第２投影領域と、を設定する。そして、表示制御部５０６は、対象物を第１投影領域に投影させた第１映像と、対象物を第２投影領域に投影させた第２映像と、を表示装置１０１に表示させる制御を行う。表示制御部５０６は、情報処理装置１００によって生成された第１映像および第２映像を表示装置１０１に表示させてもよいし、表示装置１０１に第１映像および第２映像を生成させて表示させてもよい。なお、第１映像と第２映像とが表示されることによって観察者が見える立体映像の例については、図７を用いて後述する。また、第１映像と第２映像とが表示される例については図８を用いて後述する。

算出部５０３は、シミュレーション空間において、ゼロ面と、対象物の最大外形の面との交線の各長さを算出する。そして、算出部５０３は、表示装置１０１が有するディスプレイの大きさと、算出した長さとの比率に基づいて所定の空間に表示させる際の対象物の長さを算出する。ここで、ゼロ面は、表示装置１０１が有するディスプレイの縦横のサイズ比に基づいて設定される。

表示制御部５０６は、ゼロ面と対象物の最大外形面との交線の各長さと、表示装置１０１が有するディスプレイの大きさと、に基づいて、第１映像が示す対象物と、第２映像が示す対象物と、をスケーリングする。なお、ゼロ面と対象物との交線に基づいてスケーリングする例については図９や図１０を用いて後述する。

また、表示制御部５０６は、第１映像および第２映像において、対象物のうち、ゼロ面と接する部分を強調表示させる。対象物のうち、ゼロ面に接する部分とは、例えば、ゼロ面と対象物の最大外形面との交線または交線の近傍部分である。具体的には、生成部５０５は、例えば、３Ｄデータ３００に、ゼロ面と対象物の最大外形面との交線を示す情報を追加する。そして、生成部５０５は、例えば、３Ｄデータ３００が示す交線が追加された対象物を、第１投影領域に投影させた第１映像を示す画像情報と、交線が追加された対象物を、第２投影領域に投影させた第２映像を示す画像情報と、を生成する。つぎに、表示制御部５０６は、生成された各画像情報を表示装置に送信する。そして、表示装置１０１は、各画像情報が示す第１映像および第２映像を表示する。

これにより、複数の観察者が立体視表示された対象物に対して検証を行う際に、ゼロ面が強調表示されることにより、複数の観察者が注視すべき位置が分かり易くなり、情報処理装置１００は、検証の容易化を図ることができる。なお、強調表示例については、図１１を用いて後述する。

また、入力受付部５０１は、対象物のうちのいずれかの点の指定を受け付ける。具体的には、入力受付部５０１は、例えば、キーボード２０７、マウス２０８、タッチパネル式のディスプレイ２０９への操作入力によってシミュレーション空間に模擬された対象物のいずれかの点の指定を受け付ける。または、入力受付部５０１は、例えば、情報処理装置１００と通信可能なポインティングデバイスなどの操作入力によって実際の空間に表示された立体映像が示す対象物のいずれかの点の指定を受け付ける。いずれかの点は、例えば、観察者が注視すべき点である。

また、表示制御部５０６は、指定された点がゼロ面に含まれる位置となる位置に配置された対象物を、第１投影領域に投影させた第１映像と、配置された対象物を、第２投影領域に投影させた第２映像と、を表示装置１０１に表示させる。ここでの表示させる処理としては、例えば、移動回転部５０４と、生成部５０５と、表示制御部５０６と、によって行われる。

まず、移動回転部５０４は、シミュレーション空間において、指定された点をゼロ面に含まれる位置となるように対象物を移動させる。ここで、シミュレーション空間において対象物１１０を移動させるとは、指定された点をゼロ面に含まれる位置となる位置に配置された対象物を示す３Ｄデータを３次元のＣＡＤによって生成することを示す。そして、生成部５０５は、例えば、移動させた対象物を第１投影領域に投影させた第１映像を生成する。また、生成部５０５は、例えば、移動させた対象物を第２投影領域に投影させた第２映像を生成する。ここで、映像を生成するとは、映像を示す画像情報を生成することを示す。画像情報とは、例えば、画素値ごとのＲＧＢの情報などである。生成部５０５による処理については、例えば、ＣＰＵ２０１が行う処理でなく、ＣＰＵ２０１とは異なるグラフィック専用のカードが行う処理であってもよい。

そして、具体的には、表示制御部５０６は、例えば、生成部５０５によって生成された第１映像と第２映像と、を表示装置１０１に表示させる。より具体的には、表示制御部５０６は、生成部５０５によって生成された第１映像および第２映像を表示装置１０１に転送する。第１映像および第２映像を表示装置１０１に転送するとは、例えば、第１映像を示す画像情報や第２映像を示す画像情報とを表示装置１０１が有する表示用ＲＡＭに書き込むことを示す。これにより、表示装置１０１は、表示用のＲＡＭに書き込まれた画像情報に基づいて映像を表示する。なお、いずれかの点がゼロ面に含まれる位置となるように対象物を移動させた例については図１２を用いて後述する。

また、入力受付部５０１は、対象物のうちのいずれかの面の指定を受け付ける。具体的には、入力受付部５０１は、例えば、キーボード２０７、マウス２０８、タッチパネル式のディスプレイ２０９への操作入力によってシミュレーション空間に模擬された対象物のいずれかの３点の指定を受け付ける。表示制御部５０６は、３点の指定を受け付けることにより３点に基づいて面を特定可能である。ここで特定される面が指定された面である。

表示制御部５０６は、例えば、指定された面を、ゼロ面に平行となり、かつ指定された面のいずれかの点がゼロ面に含まれる位置となる位置に配置された対象物を第１投影領域に投影させた第１映像を表示させる。そして、表示制御部５０６は、例えば、指定された面を、ゼロ面に平行となり、かつ指定された面のいずれかの点がゼロ面に含まれる位置となる位置に配置された対象物を第２投影領域に投影させた第２映像を表示させる。ここでの表示させる処理としては、例えば、移動回転部５０４と、生成部５０５と、表示制御部５０６と、によって行われる。

具体的には、移動回転部５０４は、指定された面がゼロ面に平行となり、指定された面のいずれかの点がゼロ面と接するように対象物を移動および／または回転させる。ここで、シミュレーション空間において対象物を移動および／または回転させるとは、指定された面がゼロ面に平行となり、指定された面のいずれかの点がゼロ面と接する位置に配置された対象物を示す３Ｄデータを３次元のＣＡＤによって生成することを示す。そして、生成部５０５は、例えば、移動および／または回転させた対象物を、第１投影領域に投影させた第１映像を生成する。生成部５０５は、例えば、移動および／または回転させた対象物を、第２投影領域に投影させた第２映像を生成する。そして、表示制御部５０６は、例えば、第１映像および第２映像を表示装置１０１に表示させる。

図６は、３次元空間における右目位置および左目位置の設定例を示す説明図である。図６には、３次元のＣＡＤによってシミュレーション空間６００に対象物６０１が模擬された例を示す。情報処理装置１００は、３次元のＣＡＤの処理を実行する。情報処理装置１００は、３次元のＣＡＤによって３Ｄデータ３００を読み込むことによりシミュレーション空間６００上に対象物６０１を模擬することができる。シミュレーション空間６００は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸によって直交座標系が定義されてある。

入力受付部５０１は、例えば、シミュレーション空間６００において、右目位置６１１と左目位置６１２との中点である視点位置の指定を受け付ける。入力受付部５０１は、３Ｄメガネなどの位置情報を、視点位置を示す位置情報として受け付けてもよい。また、入力受付部５０１は、右目位置６１１と左目位置６１２との間の距離の指定を受け付ける。

設定部５０２は、受け付けた視点位置と、右目位置６１１と左目位置６１２との間の距離と、に基づいて、シミュレーション空間６００において、右目位置６１１および左目位置６１２を設定する。

図７は、投影領域の設定例を示す説明図である。図７の例では、設定部５０２は、第１投影領域７０１と、第２投影領域７０２と、を設定する。

具体的には、設定部５０２は、例えば、右目位置６１１からのＦａｒＣｌｉｐ距離によって第１投影面７１１を設定する。また、設定部５０２は、例えば、左目位置６１２からのＦａｒＣｌｉｐ距離によって第２投影面７１２を設定する。

設定部５０２は、右目位置６１１から第１投影面７１１に向かって拡がる第１投影領域７０１であり、右目位置６１１からＮｅａｒＣｌｉｐ距離によって定まる面から第１投影面７１１までにゼロ面７００を含む第１投影領域７０１を設定する。また、設定部５０２は、左目位置６１２から第２投影面７１２に向かって拡がる第２投影領域７０２であり、右目位置６１１からＮｅａｒＣｌｉｐ距離によって定まる面から第２投影面７１２までにゼロ面７００を含む第２投影領域７０２を設定する。

そして、生成部５０５は、対象物６０１を第１投影領域７０１に投影させた右目用の映像を示す画像情報と、対象物６０１を第２投影領域７０２に投影させた左目用の映像を示す画像情報と、を生成する。そして、表示制御部５０６は、右目用の映像を示す画像情報と、左目用の映像を示す画像情報と、を表示装置１０１に送信する。表示装置１０１は、受信した画像情報に基づき各目の映像を表示する。これにより、表示制御部５０６は、右目用の映像と左目用の映像とを表示装置１０１に表示させることができる。

図８は、２つの映像の表示例を示す説明図である。表示装置１０１は、例えば、右目用の第１映像８０１と、左目用の第２映像８０２と、表示装置１０１が有するディスプレイを用いて実際の空間８００に表示する。図８の例では、理解の容易化のために、対象物６０１を簡略化して示す。観察者は、右目用の第１映像８０１と、左目用の第２映像８０２との両方によって立体映像として認識することができる。右目用の第１映像８０１と、左目用の第２映像８０２とにおいて一致する面８０３は、例えば、ゼロ面７００に含まれる。これにより、観察者は、右目用の第１映像８０１と、左目用の第２映像８０２とを見ると、対象物６０１の立体映像に見える。

図９は、スケーリング例１を示す説明図である。算出部５０３は、例えば、ゼロ面７００と、対象物６０１の外形面との交線の各長さを算出する。算出部５０３は、例えば、算出した各長さと、表示装置１０１が有するディスプレイのサイズと、表示装置１０１が有するディスプレイで表示される対象物６０１のサイズと、に基づいて、対象物６０１のスケーリング量を算出する。ここで、表示装置１０１が有するディスプレイのサイズは、予め定められてある。表示装置１０１が有するディスプレイによって表示される対象物６０１のサイズは、生成部５０５によって特定可能である。

生成部５０５は、スケーリング量に基づいて、３Ｄデータ３００において対象物６０１をスケーリングする。そして、生成部５０５は、スケーリング後の対象物６０１を第１投影領域７０１に投影させた第１映像８０１と、スケーリング後の対象物６０１を第２投影領域７０２に投影させた第２映像８０２と、を生成する。そして、表示制御部５０６は、生成部５０５によって生成された第１映像８０１および第２映像８０２を表示装置１０１に表示させる。

または、表示制御部５０６は、スケーリング量を表示装置１０１に与えて、表示装置１０１にスケーリング量に応じてスケーリングして第１映像８０１および第２映像８０２を表示させる制御を行う。より詳細なスケーリングの例については図１０を用いて説明する。

図１０は、スケーリング例２を示す説明図である。図１０（１）に示すように、算出部５０３は、例えば、ゼロ面７００と、対象物６０１の外形面との交線の各長さを算出する。図１０（１）では、この外形の縦長さは２０ｃｍであり、横の長さは１０ｃｍである。つぎに、図１０（２）に示すように、スケーリング部は、立体映像が示す対象物６０１のうちゼロ面７００に接する部分の外形の各長さと、表示装置１０１が有するディスプレイのサイズとを特定する。

ディスプレイのサイズや立体映像が示す対象物６０１のうちゼロ面７００に接する部分の外形の各長さは、ピクセルによって表される。１ピクセルの長さは、ディスプレイに応じて定まる。図１０（２）に示すように、例えば、立体映像が示す対象物６０１のゼロ面７００に接する部分のサイズは、例えば、縦４００ピクセル×横３００ピクセルである。表示装置１０１が有するディスプレイのサイズは、例えば、縦８００ピクセル×横１０００ピクセルである。ここでは、１ピクセルが０．２５ｃｍである。４００ピクセルは１ｍであり、８００ピクセルは２ｍである。交線の長さは縦２０ｃｍである。スケーリング量は、１／５である。

表示制御部５０６は、例えば、スケーリング量に応じてスケーリングされた第１映像８０１および第２映像８０２を表示装置１０１に表示させる。図１０（３）の例では、対象物６０１のゼロ面７００に接する部分のサイズは、例えば、縦８０ピクセル×横６０ピクセルである。

そして、表示制御部５０６は、スケーリング後の対象物６０１を第１投影領域７０１に投影させた第１映像８０１と、スケーリング後の対象物６０１を第２投影領域７０２に投影させた第２映像８０２と、を表示装置１０１に表示させる。

図１１は、視差ゼロとなる面に相当する部分の強調例を示す説明図である。表示制御部５０６は、例えば、ゼロ面７００と対象物６０１の最大外形との交線を強調表示させる。図１１（１）に示すように、表示制御部５０６は、強調表示形式として、交線を強調して表示させる。また、図１１（２）に示すように、表示制御部５０６は、強調表示形式として、スケーリングの基準となる交線に基づく対象物６０１の断面を表示させる。また、図１１（３）に示すように、表示制御部５０６は、対象物６０１のうち、交線の近傍以外の部分をぼかして表示させる。

表示制御部５０６は、例えば、シミュレーション空間において、交線を強調させた対象物を投影させた映像を示す画像情報を表示装置１０１に送信する。これにより、表示装置１０１は、画像情報に基づいて映像を表示する。これにより、交線が強調表示させる。
または、表示制御部５０６は、対象物を投影させた映像を示す画像情報と共に、強調表示させる部分の情報を表示装置１０１に送信する。表示装置１０１は、画像情報を表示する際に、強調表示させる部分の情報に基づいて映像において交線を強調表示させてもよい。

図１２は、モデルの移動例を示す説明図である。入力受付部５０１は、シミュレーション空間６００において対象物６０１のいずれかの点の指定を受け付ける。図１２の例ではいずれかの点は●印の部分である。移動回転部５０４は、いずれかの点がゼロ面７００の位置となるように対象物６０１を移動させる。そして、表示制御部５０６は、移動させた対象物６０１を第１投影領域７０１に投影させた映像と、移動させた対象物６０１を第２投影領域７０２に投影させた映像と、を表示装置１０１に表示させる。

図１３は、モデルの回転移動例を示す説明図である。入力受付部５０１は、例えば、対象物６０１のいずれかの３点の指定を受け付ける。そして、移動回転部５０４は、指定された３点によって面を特定する。そして、移動回転部５０４は、シミュレーション空間６００において、特定した面がゼロ面７００に平行になり、かつ特定される面がゼロ面７００のいずれかの点に接するように、対象物６０１を回転および／または移動させる。そして、表示制御部５０６は、回転および／または移動させた対象物６０１を、第１投影領域７０１に投影させた映像と、移動させた対象物６０１を第２投影領域７０２に投影させた映像と、を表示装置１０１に表示させる。これにより、情報処理装置１００は、表示させる対象物６０１の向きを変えつつ、注視すべき面を、いずれの位置から見ても同じ大きさで知覚させることができる。

（情報処理装置１００による立体視表示処理手順例）
図１４は、情報処理装置による立体視表示処理手順例を示すフローチャートである。情報処理装置１００は、右目位置６１１および左目位置６１２を設定する（ステップＳ１４０１）。情報処理装置１００は、各目からの投影領域を設定して立体視表示を制御する（ステップＳ１４０２）。情報処理装置１００は、視差ゼロとなる面を抽出する（ステップＳ１４０３）。

情報処理装置１００は、視差ゼロとなる平面とモデルの外形面との交線の長さを特定する（ステップＳ１４０４）。情報処理装置１００は、スケーリングして立体視表示を制御する（ステップＳ１４０５）。そして、情報処理装置１００は、視差ゼロとなる面の強調表示を制御する（ステップＳ１４０６）。ステップＳ１４０６において、情報処理装置１００は、図１１に示すよう強調表示させる。情報処理装置１００は、移動回転処理を行い（ステップＳ１４０７）、一連の処理を終了する。ここで、移動回転処理については、観察者の操作入力に応じて複数行われてもよい。

図１５は、図１４で示した移動回転処理（ステップＳ１４０７）の詳細な説明を示すフローチャート例１である。情報処理装置１００は、モデル内の点の指定を受け付ける（ステップＳ１５０１）。そして、情報処理装置１００は、モデル内の指定された点を視差ゼロとなる面に平行移動させる（ステップＳ１５０２）。つぎに、情報処理装置１００は、平行移動後のモデルを第１投影領域７０１に投影させた第１映像８０１と、平行移動後のモデルを第２投影領域７０２に投影させた第２映像８０２と、を表示させる制御を行い（ステップＳ１５０３）、一連の処理を終了する。

図１６は、図１４で示した移動回転処理（ステップＳ１４０７）の詳細な説明を示すフローチャート例２である。情報処理装置１００は、モデル内の３点の指定を受け付ける（ステップＳ１６０１）。そして、情報処理装置１００は、３点により定義される平面を生成する（ステップＳ１６０２）。

情報処理装置１００は、生成した平面が視差ゼロの平面と平行になるように回転させる（ステップＳ１６０３）。情報処理装置１００は、生成した平面の一点が視差ゼロの面上に配置されるように平行移動させる（ステップＳ１６０４）。情報処理装置１００は、平行移動後のモデルを第１投影領域７０１に投影させた第１映像８０１と、平行移動後のモデルを第２投影領域７０２に投影させた第２映像８０２と、を表示させる制御を行い（ステップＳ１６０５）、一連の処理を終了する。

以上説明したように、情報処理装置１００は、表示対象のモデルの注視点が、右目と左目の視差がゼロとなる面に含まれる位置となる位置にあるモデルを各目の位置に応じた投影領域に投影させた各映像を表示する。これにより、情報処理装置１００は、観察者に注視点をどの位置から見ても同じ大きさで知覚させることができる。したがって、情報処理装置１００は、複数の観察者による立体視されたモデルの検証の容易化を図ることができる。

また、情報処理装置１００は、モデルの注視点が、右目と左目の視差がゼロとなる面に含まれる位置となるようにモデルを移動させて移動後のモデルを投影させる。これにより、情報処理装置１００は、観察者に注視点をどの位置から見ても同じ大きさで知覚させることができる。

また、情報処理装置１００は、指定された面が視差ゼロとなる面に平行となり、かつ指定された面の一部が、視差ゼロとなる面のいずれかの位置となる位置に配置されたモデルが各投影領域に投影された各映像を表示装置に表示させる。これにより、情報処理装置１００は、観察者に注視面をどの位置から見ても同じ大きさで知覚させることができる。

また、情報処理装置１００は、モデルのうち、視差がゼロとなる面にある領域を強調表示させる。これにより、複数の観察者が、対象物６０１を立体視表示することにより検証を行う際に、ゼロ面７００が強調表示されることにより、複数の観察者が注視すべき位置が分かり易くなり、情報処理装置１００は、検証の容易化を図ることができる。

なお、本実施の形態で説明した立体視表示方法は、予め用意された立体視表示プログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができる。本立体視表示プログラムは、磁気ディスク、光ディスク、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）フラッシュメモリなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。また、立体視表示プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布してもよい。

１００ 情報処理装置
１０１ 表示装置
１０３，６００ シミュレーション空間
１０４，８００ 空間
１１０，６０１ 対象物
１１１ 第１位置
１１２ 第２位置
１１３，７１１ 第１投影面
１１４，７１２ 第２投影面
１１５，７０１ 第１投影領域
１１６，７０２ 第２投影領域
１１７，８０３ 面
１２１，８０１ 第１映像
１２２，８０２ 第２映像
３００ ３Ｄデータ
５００ 制御部
５０１ 入力受付部
５０２ 設定部
５０３ 算出部
５０４ 移動回転部
５０５ 生成部
５０６ 表示制御部
５１０ 記憶部
６１１ 右目位置
６１２ 左目位置
７００ ゼロ面

Claims (9)

1. ３次元のシミュレーション空間において、模擬した表示の対象物を、第１位置から第１投影面に向かって拡がる第１投影領域に投影させた第１映像と、第２位置から第２投影面に向かって拡がり、特定の面において前記第１投影領域と一致する第２投影領域に前記対象物を投影させた第２映像と、を表示装置によって所定の空間に表示させるコンピュータに、
   前記対象物のうちのいずれかの点の指定を受け付け、
   指定された前記点が前記特定の面に含まれる位置となる位置に配置された前記対象物を前記第１投影領域に投影させた前記第１映像と、配置された前記対象物を前記第２投影領域に投影させた前記第２映像と、を前記表示装置に表示させる、
   処理を実行させることを特徴とする立体視表示プログラム。
2. 前記コンピュータに、
   指定された前記点が前記特定の面に含まれる位置となる位置に前記対象物を移動させる、
   処理を実行させ、
   前記第１映像と前記第２映像とを表示させる処理では、
   移動させた前記対象物を前記第１投影領域に投影させた前記第１映像と、移動させた前記対象物を前記第２投影領域に投影させた前記第２映像と、を表示させる、
   処理を実行させることを特徴とする請求項１に記載の立体視表示プログラム。
3. 前記いずれかの点の指定を受け付ける処理では、
   前記シミュレーション空間における前記対象物のうちのいずれかの面の指定を受け付け、
   前記第１映像と前記第２映像とを表示させる処理では、
   指定された前記面が前記特定の面に平行となり、かつ指定された前記面の少なくとも一部が、前記特定の面のいずれかの位置となる位置に配置された前記対象物を前記第１投影領域に投影させた前記第１映像と、配置された前記対象物を前記第２投影領域に投影させた前記第２映像と、を表示させることを特徴とする請求項１または２に記載の立体視表示プログラム。
4. 前記コンピュータに、
   指定された前記面が前記特定の面に平行となり、かつ指定された前記面の少なくとも一部が、前記特定の面のいずれかの位置となる位置に前記対象物を移動および／または回転させる処理を実行させ、
   前記第１映像と前記第２映像を表示させる処理では、
   移動および／または回転させた前記対象物を前記第１投影領域に投影させた前記第１映像と、移動および／または回転させた前記対象物を前記第２投影領域に投影させた前記第２映像と、を表示させる、
   ことを特徴とする請求項３に記載の立体視表示プログラム。
5. 前記コンピュータに、
   前記特定の面を強調表示させる、
   処理を実行させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の立体視表示プログラム。
6. 前記第１位置は、前記シミュレーション空間における人の右目の位置を示し、
   前記第２位置は、前記シミュレーション空間における前記人の左目の位置を示すことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の立体視表示プログラム。
7. 前記特定の面は、前記シミュレーション空間における前記人の右目と前記人の左目との視差がゼロとなる面であることを特徴とする請求項６に記載の立体視表示プログラム。
8. ３次元のシミュレーション空間において、模擬した表示の対象物を、第１位置から第１投影面に向かって拡がる第１投影領域に投影させた第１映像と、第２位置から第２投影面に向かって拡がり、特定の面において前記第１投影領域と一致する第２投影領域に前記対象物を投影させた第２映像と、を表示装置によって所定の空間に表示させるコンピュータが、
   前記対象物のうちのいずれかの点の指定を受け付け、
   指定された前記点が前記特定の面に含まれる位置となる位置に配置された前記対象物を前記第１投影領域に投影させた前記第１映像と、配置された前記対象物を前記第２投影領域に投影させた前記第２映像と、を前記表示装置に表示させる、
   処理を実行することを特徴とする立体視表示方法。
9. ３次元のシミュレーション空間において、模擬した表示の対象物を、第１位置から第１投影面に向かって拡がる第１投影領域に投影させた第１映像と、第２位置から第２投影面に向かって拡がり、特定の面において前記第１投影領域と一致する第２投影領域に前記対象物を投影させた第２映像と、を表示装置によって所定の空間に表示させる情報処理装置であって、
   前記対象物のうちのいずれかの点の指定を受け付け、指定された前記点が前記特定の面に含まれる位置となる位置に配置された前記対象物を前記第１投影領域に投影させた前記第１映像と、配置された前記対象物を前記第２投影領域に投影させた前記第２映像と、を前記表示装置に表示させる制御部を有することを特徴とする情報処理装置。

Images