JP2019101513A - 仮想空間表示装置、ゲームシステムおよび仮想空間における仮想オブジェクトの向き判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＶＲゲームなどの仮想空間において、仮想オブジェクトの特定面がディスプレイに表示されたか否かを的確に判定できる仮想空間表示装置を提供する。【解決手段】仮想空間表示装置は、ヘッドマウントディスプレイ等のディスプレイ、画像生成部および判定部を備える。画像生成部は、仮想空間を生成し、仮想空間内に仮想カメラ、および、カードなどの仮想オブジェクトを設置し、仮想カメラが撮影した仮想空間の画像をディスプレイに表示させる。判定部は、仮想カメラの視線方向のベクトル、および、カードの表方向または裏方向のベクトルを設定し、このベクトルに基づいて特定面がディスプレイに表示されたか否かを判定する。例えば、両ベクトルの内積を計算し、その正負を判定する。【選択図】図３

Description

この発明は、仮想空間に表示される仮想オブジェクトの向きを判定できる仮想空間表示装置、ゲームシステムおよび仮想空間における仮想オブジェクトの向き判定方法に関する。

ビデオゲームには、仮想空間内でプレイヤキャラクタが、伏せて置かれたカードをめくって表に返す場面が存在するものがある。従来のゲームでは、プレイヤがカードを指定すると、カードが自動的に（ゲームプログラムの制御によって）反転して表面が見える（ディスプレイに表示される）ようになっていた。このため、カードが指定されることにより、プレイヤがそのカードの内容を見たと推定することが可能であった。

一方、ゲームのなかには、プレイヤによる操作に応じてプレイヤキャラクタがカードをつかみ、そのカードを反転させてゆくものがある。たとえば、ヘッドマウントディスプレイを用いたＶＲ（バーチャルリアリティ）ゲームでは、プレイヤにリアルな操作をさせるめ、そのような態様になる場合がある（たとえば、非特許文献１参照）。

http://game.watch.impress.co.jp/docs/series/vrgaming/20150818_716564.html

この種のゲームでは、プレイヤの視線である仮想カメラの位置、方向や、カードの位置、向きを、プレイヤの動作に委ねており、仮想カメラの位置、方向、カードの位置、向きを検出してカードの表面がディスプレイに映し出されたか、すなわちプレイヤによって見られたかを判定しなければならない。

この発明は、仮想空間におけるカードの表面などの仮想オブジェクトの特定面がディスプレイに表示されたか否かを的確に判定できる仮想空間表示装置、ゲームシステムおよび仮想空間における仮想オブジェクトの向き判定方法を提供することを目的とする。

本願発明の第１の側面によって提供される仮想空間表示装置は、ディスプレイ、画像生成部および判定部を備える。画像生成部は、仮想空間を生成し、仮想空間内に仮想カメラ、および、特定面を有する仮想オブジェクトを設置する。さらに、画像生成部は、仮想カメラが撮影した仮想空間の画像をディスプレイに表示させる。判定部は、仮想カメラの視線方向のベクトル、および、仮想オブジェクトの前記特定面の表方向または裏方向のベクトルを設定し、これら２つのベクトルに基づいて特定面がディスプレイに表示されたか否かを判定する。

上記発明において、ディスプレイを、ユーザが装着しその向きを検出する検出部を備えたヘッドマウントディスプレイで構成し、画像生成部が、仮想カメラの視線を検出部の検出値に応じて制御してもよい。

上記発明において、ユーザによる操作入力を検出する操作部をさらに備え、画像生成部が、仮想オブジェクトを操作部の操作態様に応じて旋回させてもよい。

本願発明の第２の側面によって提供される仮想空間表示装置は、第１のユーザが装着し自身の向きを検出する第１検出部を備える第１ヘッドマウントディスプレイ、第２のユーザ（相手）が装着し自身の向きを検出する第２検出部を備える第２ヘッドマウントディスプレイ、および、第１のユーザによる操作入力を検出する操作部を備えるとともに、画像生成部および判定部を備える。画像生成部は、仮想空間を生成し、この仮想空間に、第１仮想カメラ、第２仮想カメラおよび特定面を有する仮想オブジェクトが設置される。第１仮想カメラは、第１検出部の検出値に対応する向きで仮想空間を撮影する。第２仮想カメラは、第２検出部の検出値に対応する向きで仮想空間を撮影する。仮想オブジェクトは、第１ユーザによる操作部の操作態様に応じて旋回させられる。さらに画像生成部は、第１仮想カメラが撮影した仮想空間の画像を第１ヘッドマウントディスプレイに表示させるとともに、第２仮想カメラが撮影した仮想空間の画像を第２ヘッドマウントディスプレイに表示させる。判定部は、第２仮想カメラの視線方向のベクトル、および、仮想オブジェクトの特定面の表方向または裏方向のベクトルを設定し、これら２つのベクトルに基づいて、特定面が第２ヘッドマウントディスプレイに表示されたか否かを判定する。

この場合において、特定面が第２ヘッドマウントディスプレイに表示されたと判定部が判定したとき、判定部が、第１のユーザに対して相手に見られている旨の通知をしてもよく、第２のユーザに対して相手のオブジェクトを覗き込んではいけない旨の通知をしてもよい。また、画像生成部が、オブジェクトの特定面を（見えないように）変更してディスプレイに表示してもよい。

本願発明の第３の側面によって提供されるゲームシステムは、上記仮想空間表示装置を含み、仮想空間でのゲームを実行する。

本願発明の第４の側面によって提供される仮想空間における仮想オブジェクトの向き判定方法は、コンピュータの画像処理により実行される第１ステップおよび第２ステップからなる。第１ステップは、仮想空間を生成し、この仮想空間に、ディスプレイに表示する仮想空間の画像を撮影する仮想カメラ、および、仮想カメラに対して旋回し、特定面を有する仮想オブジェクトを設置する。第２ステップは、仮想カメラの視線方向のベクトル、および、仮想オブジェクトの特定面の表方向または裏方向のベクトルを設定し、これら２つのベクトルの内積を計算し、その正負に基づいて特定面がディスプレイに表示されたか否かを判定する。

この発明によれば、ＶＲゲームなどの仮想空間において、仮想オブジェクトの特定面がディスプレイに表示されたか否かを的確に判定することができる。

この発明が適用される実施形態のゲームシステムの構成を示す図である。 ゲームシステムによって生成される仮想空間の例を示す図である。 ゲームシステムのゲーム制御装置のブロック図である。 ゲームシステムのヘッドマウントディスプレイおよびハンドコントローラのブロック図である。 ヘッドマウントディスプレイに表示されるゲーム画像（仮想空間）の一例を示す図である。 仮想空間における仮想プレイヤの視線とカード面との位置関係を示す図である。 同ゲームシステムが実行するカード視認判定処理を示すフローチャートである。

図面を参照して、この発明の実施形態であるゲームシステム（仮想空間表示システム）について説明する。なお、この発明の構成は、実施形態に限定されるものではない。また、各フローチャートの処理手順は、実施形態に限定されず矛盾等が生じない範囲で順不同である。

図１は、この実施形態のゲームシステム１の構成を示す図である。図２は、ゲームシステム１によって生成される仮想空間ＶＳを説明する図である。また、図３、図４は、この実施形態のゲーム制御装置２、ヘッドマウントディスプレイ３，ハンドコントローラ５の構成を示すブロック図である。

このゲームシステム１を用いて行われるゲームは、いわゆるＶＲ（バーチャルリアリティ）ゲームである。プレイヤＰ（本発明のユーザに対応する）は、実空間であるゲームルームＳ内で、左右別々のディスプレイ面を有するヘッドマウントディスプレイ３を頭部に装着し、付属のイヤホン７を両耳に装着し、右手にハンドコントローラ５を所持してゲームを行う。

ゲームルームＳには、机１１および椅子１２（不図示）が設置されており、プレイヤＰは椅子１２に腰掛け、机１１に向かってゲームを行う。ゲームは複数のステージがあり、各ステージでそれぞれ異なる仮想空間ＶＳが形成されるが、以下の説明では、図２および図５に示すように、あるゲームステージにおいて、仮想空間ＶＳ内の仮想プレイヤＶＰの前に台１１０が設置され、この台１１０の上に伏せて置かれた５枚のカード１１１（１１１−１〜１１１−５）のいずれかをめくって数字を確認する場面について説明する。

ゲームシステム１は、ゲームルームＳ内に設置されている。ゲームルームＳは、四方が壁面Ｗに囲まれている。ゲームシステム１は、ゲーム制御装置２、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）３、レーザ照射装置４（４Ａ，４Ｂ）およびハンドコントローラ５を備えている。

ヘッドマウントディスプレイ３は、レーザ照射装置４が照射するレーザ光線を受光して、自身の位置および姿勢を検知する機能を備えている。ハンドコントローラ５は、レーザ照射装置４が照射するレーザ光線を受光して、自身の位置および姿勢を検知する機能を備えている。また、ハンドコントローラ５は、銃爪状のレバーを有するスイッチ６８（図４参照）を有しており、プレイヤＰによって銃爪が引かれたときスイッチ６８がオンする。

ゲーム制御装置２は、ゲームプログラムが記憶された記憶部２７からゲームプログラム７０を読み出して実行し、ゲームルームＳの実空間に対応する三次元の仮想空間ＶＳを生成する。そして、生成した仮想空間ＶＳの画像を含むゲーム画像をヘッドマウントディスプレイ３に送信する。また、ゲーム制御装置２は仮想空間ＶＳ内で発生する音声を生成して、ヘッドマウントディスプレイ３に送信する。

ヘッドマウントディスプレイ３は、受信した画像を左右目用ディスプレイ４６，４７に表示し、受信した音声をイヤホン端子４９を介してイヤホン７から出力する。ゲーム制御装置２としては、たとえば、専用ゲーム機やパーソナルコンピュータなどが適用可能である。

ヘッドマウントディスプレイ３は、プレイヤＰの両目を覆うアイマスク５２を有し、アイマスクの内部に左目用ディスプレイ４６および右目用のディスプレイ４７が左右に配置されている。プレイヤＰがアイマスク５２を頭部（両目の前）に当接させてヘッドマウントディスプレイ３を装着すると、アイマスク５２がプレイヤＰの実空間に対する視界を塞ぐとともに、左目用ディスプレイ４６および右目用のディスプレイ４７がプレイヤＰの左目および右目の前方に位置する。これにより、プレイヤＰは、左目で左目用ディスプレイ４６を視認し、右目で右目用ディスプレイ４７を視認する。

左目用ディスプレイ４６、右目用ディスプレイ４７には、図２に示した、仮想空間ＶＳ内に設置される左右の仮想カメラＶＣＬ，ＶＣＲが撮影した映像がそれぞれ表示される。左右の仮想カメラＶＣＬ，ＶＣＲは、仮想空間ＶＳ内で仮想プレイヤＶＰの顔があると決定された位置に、人間（プレイヤＰ）の両目程度の距離（例えば６４ｍｍ）左右に離して設置される。左右の仮想カメラＶＣＬ，ＶＣＲによって撮影された画像（仮想空間ＶＳの左右の仮想カメラの視野平面への写像）を左目用ディスプレイ４６、右目用ディスプレイ４７にそれぞれ表示することにより、プレイヤＰに対して、さも（仮想プレイヤＶＰとして）仮想空間ＶＲにいるような視覚を提供することができる。

なお、本実施形態におけるヘッドマウントディスプレイ３を用いたＶＲゲームは、図２に点線で示した仮想プレイヤＶＰはゲーム画像には表示されない。この実施形態のゲームでは、ハンドコントローラ５の位置に対応して、仮想プレイヤＶＰの右手１０１のみが表示される。

レーザ照射装置（発光部）４Ａ，４Ｂは、それぞれ交互に赤外線レーザでゲームルームＳを順次隈なくスキャンする。ヘッドマウントディスプレイ３およびハンドコントローラ５は、この赤外線レーザを受光する受光センサ５０、６５をそれぞれ複数ずつ備えている。ヘッドマウントディスプレイ３およびハンドコントローラ５は、受光センサ５０，６５がレーザ光を受光すると、その受光時刻をゲーム制御装置２に送信する。

ゲーム制御装置２は、どのスキャンタイミングにどの受光センサ５０、６５がレーザを受光したか等に基づいてヘッドマウントディスプレイ３およびハンドコントローラ５の位置および姿勢が算出（検知）される。なお、レーザ照射装置４は、２つに限定されるものではなく、１以上であればよい。

ここで、ゲーム制御装置２の構成について説明する。ゲーム制御装置２は、バス２９上に制御部２０、記憶部２７および無線通信回路部２８を有している。制御部２０は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ（フラッシュメモリ）２２、ＲＡＭ２３、画像プロセッサ２４および音声プロセッサ２５を含んでいる。画像プロセッサ２４には、ビデオＲＡＭ（ＶＲＡＭ）３０が接続されている。

無線通信回路部２８は、Ｗｉ−Ｆｉ通信により、ヘッドマウントディスプレイ３およびハンドコントローラ５と通信する。記憶部２７は、たとえばハードディスクであり、ゲームプログラム７０が記憶されている。ゲームプログラム７０は、プログラム本体のほか、ＶＲゲームの進行に必要なカード１１１の形状・画像などのゲームデータを含んでいる。

ＲＡＭ２３には、ＣＰＵ２１がゲームプログラム７０を実行する際に使用されるワークエリアが設定される。ワークエリアには、ＶＲゲームの進行に伴って発生する各種パラメータなどが含まれる。ＲＯＭ２２には、ゲームプログラム７０を実行するための基本プログラムが記憶されている。

画像プロセッサ２４は、ゲーム画像を生成可能なＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ，グラフィックス・プロセッシング・ユニット）を備えている。画像プロセッサ２４は、ＣＰＵ２１の指示に従って仮想空間ＶＳを生成し、この仮想空間ＶＳを左右の仮想カメラで撮影した画像をゲーム画像としてＶＲＡＭ３０上に描画する。

画像プロセッサ２４は、仮想空間ＶＳ内のオブジェクトの配置、ヘッドマウントディスプレイ３の位置および姿勢の情報等をＣＰＵ２１から取得し、これらの情報に基づいて、推測される仮想プレイヤＶＰの視線に仮想カメラＶＣＬ，ＶＣＲを設置し、これらの仮想カメラＶＣＬ，ＶＣＲで撮影された仮想空間ＶＳの画像（左目用画像および右目用画像）が生成される。生成された画像（ゲーム画像）は、ヘッドマウントディスプレイ３に送信される。ゲームプログラム７０および制御部２０（特にＣＰＵ２１および画像プロセッサ２４）が本発明の画像形成部に対応する。また、ゲームプログラム７０および制御部２０（特にＣＰＵ２１）などが本発明の判定部に対応する。

音声プロセッサ２５は、仮想空間ＶＳ内で発生する音声を生成するＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ：デジタル・シグナル・プロセッサ）を有している。音声プロセッサ２５は、仮想空間ＶＳのどこかで音声が発生するとき、仮想プレイヤＶＰの位置・姿勢に応じ定位および音響効果でその音声を生成する。生成された音声（ゲーム音声）はヘッドマウントディスプレイ３に送信される。ヘッドマウントディスプレイ３は、受信したゲーム音声を、イヤホン端子４９を介してイヤホン７に出力する。

ヘッドマウントディスプレイ３は、バス５１上に制御部４０、無線通信回路部４４、ＶＲＡＭ４５、アンプ４８および（複数の）受光センサ５０を有している。制御部４０は、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ（フラッシュメモリ）４２およびＲＡＭ４３を含んでいる。ＶＲＡＭ４５には、左目用ディスプレイ４６および右目用ディスプレイ４７が接続されている。アンプ４８には、イヤホン端子４９が接続されている。

無線通信回路部４４は、Ｗｉ−Ｆｉ通信により、ゲーム制御装置２と通信する。ＶＲＡＭ４５には、ＣＰＵ４１による指示によって、ゲーム制御装置２から受信したゲーム画像が描画される。描画されたゲーム画像は、左目用ディスプレイ４６および右目用ディスプレイ４７に出力される。アンプ４８には、ゲーム制御装置２から受信したゲーム音声が入力される。アンプ４８は、ゲーム音声の信号を増幅してイヤホン端子４９に出力する。イヤホン端子４９には、プレイヤＰが両耳に装着するステレオのイヤホン７が接続され、このイヤホン７によりプレイヤＰに対してゲーム音声が出力される。

受光センサ５０は、ヘッドマウントディスプレイ３（アイマスク５２）の周面に複数配置され、それぞれレーザ照射装置４から照射される赤外線レーザを検出し、検出したことを示す検出信号をＣＰＵ４１に入力する。ＣＰＵ４１は、上述したようにレーザ照射装置４で赤外線レーザがスキャンされたタイミングおよびどの受光センサ５０がレーザを受光したか等に基づいて、ヘッドマウントディスプレイ３の実空間における位置および姿勢を検知する。そして、検知した位置および姿勢に関する情報は、ゲーム制御装置２に送信される。

ハンドコントローラ５は、バス６７上に制御部６０、無線通信回路部６４、受光センサ６５および操作検出部６６を有している。制御部６０は、ＣＰＵ６１、ＲＯＭ（フラッシュメモリ）６２およびＲＡＭ６３を含んでいる。無線通信回路部６４は、Ｗｉ−Ｆｉ通信により、ゲーム制御装置２と通信する。

受光センサ６５は、たとえば、ハンドルコントローラ５の上面および下面を含む箇所に複数配置される。また、受光センサ６５は、受光センサ５０と同様に、レーザ照射装置４から照射される赤外線レーザを検出し、検出したことを示す検出信号をＣＰＵ６１に入力する。

ＣＰＵ６１は、レーザ照射装置４で赤外線レーザがスキャンされたタイミングおよびどの受光センサ６０がレーザを受光したか等に基づいて、ハンドルコントローラ５の実空間における位置および姿勢を検知する。そして、検知した位置および姿勢に関する情報は、ゲーム制御装置２に送信される。

ヘッドマウントディスプレイ３には、図５（Ａ）〜（Ｄ）に示すような画像が表示される。図５（Ａ）〜（Ｄ）に示す図は、図２の仮想空間ＶＳを仮想プレイヤＶＰの視線から見た（仮想カメラＶＣＬ，ＶＣＲで撮影した）画像（ゲーム画像）である。図５（Ａ）において、仮想空間ＶＳには、仮想の机１１０が設置されており、その上に５枚のカード１１１−１〜１１１−５が伏せて置かれている。５枚のカード１１１−１〜１１１−５にはそれぞれに異なる数字が書かれている。

仮想の机１１０は、実空間（ゲームルームＳ）に設置されている机１１に対応する位置に設置される。したがって、プレイヤＰ自身の右手で所持するハンドコントローラ５が実際の机１１に当接すると、仮想プレイヤＶＰの右手１０１が仮想の机１１０に置かれる。

右手１０１は、プレイヤＰが右手で所持するハンドコントローラ５に対応する仮想空間ＶＳ内の位置に表示される。上述したように、ヘッドマウントディスプレイ３を用いたＶＲゲームは一人称ゲームであるため、プレイヤＰに対応する仮想プレイヤＶＰの姿はゲーム画像に表示されず、ハンドコントローラ５に対応する右手１０１のみが表示される。

プレイヤＰは、ハンドコントローラ５を操作して、仮想の右手１０１がカード１１１（１１１−１〜１１１−５）のいずれか１枚を上から覆うように動かす。すると、その右手１０１によって覆われたカード１１１の色が白く変って選択されたことがプレイヤＰに判るようになる（図５（Ｂ）参照）。

プレイヤＰは、さらに手１０１（ハンドコントローラ５）を動かして他のカード１１１を選択し直してもよい。プレイヤＰはこれと決めたカード１１１を選択すると、スイッチ６８をオンする。そうすると、仮想空間ＶＳでは、手１０１が選択されたカード１１１を掴んだ状態となる（図５（Ｃ）参照）。なお、図５（Ｃ）は、仮想プレイヤＶＰが、カード１１１を掴んだのち顔の高さ付近まで持ち上げた状態を示している。図５（Ｃ）の状態でプレイヤＰが手１０１（ハンドコントローラ５）をひねるように回すと、カード１１１が回転し、図５（Ｄ）に示すように、カード１１１の表面（数字の書かれている面）が仮想プレイヤＶＰ（仮想カメラＶＣＬ，ＶＣＲ）の方へむき、プレイヤＰ（仮想プレイヤＶＰ）がそのカードに記載されている数字を認識することができる。

プレイヤＰがカード１１１の数字を見たと判定されると、その数字に応じてゲーム進行が分岐する。５枚のカード１１１−１〜１１１−５にはそれぞれに異なる数字が書かれているため、プレイヤＰが選択したカード１１１に応じて、ゲーム進行が５種類に分岐する。

ゲーム制御装置２が、ゲームステージを５種類のいずれかに分岐させるためには、プレイヤＰが、選択したカード１１１の表面に記載されている数字を見たことを判定する必要がある。本実施形態では、カード１１１の向きおよび仮想カメラＶＣＬ，ＶＣＲ（仮想プレイヤＶＰの視線）に基づいて、言い換えればハンドコントローラ５の向きおよびヘッドマウントディスプレイ３の向きに基づいて、プレイヤＰがヘッドマウントディスプレイ３を通じてカード１１１の数字を見たことを判定する。

図６は、プレイヤＰがカード１１１の数字を見たか否かを判定する処理（視認判定処理）を説明する図である。ここで、仮想カメラの視線方向の単位ベクトルを視線ベクトルｖ１とし、カード１１１の裏面の法線方向の単位ベクトルをカードベクトルｖ２とする。視線ベクトルｖ１およびカードベクトルｖ２の内積を計算し、内積が正値（０以上でもよい）であれば、カード１１１は仮想カメラＶＣ（仮想プレイヤＶＰ）の方を向いていてプレイヤＰがそのカード１１１に記載されている数字を確認したと判断する。

一方、内積が０以下（０未満でもよい）であれば、カード１１１は、仮想カメラ（プレイヤＰ）に対して裏を向いていて、プレイヤＰがカード１１１の表面に記載されている数を確認できないとする。なお、仮想カメラの視線方向は、左右の仮想カメラＶＣＬ，ＶＣＲの中点からのベクトルを用いているが、左右の仮想カメラＶＣＬ，ＶＣＲそれぞれの視線方向の単位ベクトルを用い、左右別々に視認判定をしてもよい。

図６（Ａ）は、図５（Ｃ）に示したように、伏せて置かれたカード１１１がそのまま顔の高さまで持ち上げられた状態を示している。この状態では、視線ベクトルｖ１とカードベクトルｖ２とのなす角度は鈍角であるため、内積は負値である。したがって、プレイヤＰはカード１１１の数字が見えていないと判断される。

図６（Ｂ）は、図５（Ｄ）に示したように、カード１１１が回転されて仮想カメラ方向に表面が向いた状態を示している。この状態では、視線ベクトルｖ１とカードベクトルｖ２とのなす角度は鋭角である。したがって、内積は正値であり、プレイヤＰはカード１１１の数字を視認している判断される。

ゲーム制御装置２は、カード１１１がプレイヤＰの右手１０１に掴まれたことを判定した場合、以後所定の間隔（たとえば３０ｆｐｓ）で視認判定処理を繰り返し行う。カード１１１（の表面）が仮想カメラＶＣのＰ方向を向いたと判定したとき、カードに記載されていた数に応じた分岐ステージにゲームを進める。なお、カード１１１が仮想カメラＶＣの方向に向いた状態が一定時間継続したときに、分岐ステージにゲームを進めるようにしてもよい。

図７は、制御部２０の視認判定動作を示すフローチャートである。この視認判定動作は、仮想空間ＶＳ内のカード１１１のカードベクトルｖ２と仮想カメラＶＣの視線ベクトルｖ１の内積を計算してプレイヤＰによるカード１１１の数字の視認を判定している。

まず、右手１０１が５枚のカード１１１（１１１−１〜１１１−５）のいずれかの上に移動したかを判定する（Ｓ１１）。いずれかのカード１１１の上に移動した場合には（Ｓ１１でＹＥＳ）、右手１０１が移動してきたカード１１１の色を変更して（Ｓ１２）、カードが選択されたことをプレイヤＰに判るようにする。カードが選択状態になると、このカードが掴まれたか（ハンドコントローラ５のスイッチ６８がオンされたか）を判断する（Ｓ１３）。カード１１１が掴まれると（スイッチ６８がオンされると：Ｓ１３でＹＥＳ）、右手１０１がカード１１１を掴んだ画像を生成する（Ｓ１４）。なお、右手１０１でカードを掴むまでの間は（Ｓ１３でＮＯ）、右手１０１を自由に動かしてカード１１１を選択し直すことが可能である。

カード１１１が掴まれると（Ｓ１３でＹＥＳ）、右手１０１（ハンドコントローラ５）の動きに合わせてカード１１１の位置・向きが制御される（Ｓ１５）。また、常にヘッドマウントディスプレイ３の動きに合わせて仮想カメラＶＣの視線方向が制御されている（Ｓ１６）。ここで視線ベクトルｖ１とカードベクトルｖ２の内積を演算し（ｓ１７）、内積の値が正であるか否か、且つ、掴まれたカード１１１が仮想カメラ値ＶＣの視野内にあるかを判断する（Ｓ１８）。ベクトルの内積が０以下、または、カード１１１が仮想カメラＶＣの視野外であれば（Ｓ１８でＮＯ）、Ｓ１５に戻る。ベクトルの内積が正、且つ、カード１１１が仮想カメラＶＣの視野内であれば（Ｓ１８でＹＥＳ）、プレイヤＰがカードの番号を見たと判定する（Ｓ１９）。

《他の実施形態》
以上、本発明の一つの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、以下のような変形が可能である。

図１において、ゲームルームＳの四方が壁面Ｗに囲まれているが、本発明において壁面Ｗは必須ではなない。

本発明の仮想オブジェクトはカード１１１に限定されない。特定面を有する立体またはシートであれば仮想オブジェクトとして利用可能である。たとえば、麻雀牌などの直方体であってもよい。さらに、ボールなどの球体であってもよい。また、仮想オブジェクトの特定面に関するベクトルは、カード１１１の裏面の法線方向のベクトルに限定されない。たとえば、カード１１１表面の法線方向ベクトルであってもよい。

図７のＳ１８で「ベクトルの内積が正、且つ、カード１１１が仮想カメラＶＣの視野内」の状態が所定時間（たとえば１秒）継続したとき、肯定的な判断（Ｓ１８でＹＥＳ）をしてＳ１９に進むようにしてもよい。

図６の処理動作を実空間（ゲームルームＳ）のハンドコントローラ５の向きに対応するベクトルとヘッドマウントディスプレイ３の向きに対応するベクトルで行ってもよい。

また、上記の実施形態では、ヘッドマウンドディスプレイ３を用いたＶＲゲームを例にあげて説明したが、本発明は、ＶＲゲームに限定されず、仮想空間内で実行されるビデオゲーム全般に適用可能である。また、ゲームの形態は、一人称ゲームに限定されない、すなわちプレイヤキャラクタがゲーム画面に登場するゲームでも適用可能である。この場合、プレイヤキャラクタの視線と仮想オブジェクトの特定面の法線方向ベクトルとを内積すればよい。

マルチプレイヤのゲームで、複数のプレイヤの視線各々についてカードの視認確認をすることも可能である。たとえば、トランプや麻雀などのゲームで覗き込みを検出することなどに適用することが可能である。この場合、他のプレイヤによってめくられたカードの表が見えるか否かを判定することになる。

上記マルチプレイヤのゲームにおいて、それぞれのプレイヤが別々のゲーム機を操作していてもよい。この場合、第１ゲーム装置のプレイヤキャラクタが所持するオブジェクトの所定面の法線ベクトルと、他のゲーム装置（第２ゲーム装置）の仮想カメラの視線方向とのベクトルの内積を算出してもよい。これにより、第１ゲーム装置のプレイヤキャラクタが所持するオブジェクトを第２ゲーム装置のプレイヤが覗き見したか否かを判定することができる。

他人から見られるおそれがある際でオブジェクトを持つプレイヤオブジェクトに注意喚起する画像または音声を再生してもよい。たとえば、この場合にプレイヤに「注意：他のプレイヤから見られています。オブジェクトを隠してください」などの文言を表示または再生してもよい。また、一方、他人が他のプレイヤのオブジェクトを見ようとしていると判断されるとき、見ようとしているプレイヤ（他のプレイヤ）に注意喚起する画像または音声を再生してもよい。たとえば「警告：覗き見禁止」などの文言を表示または再生してもよい。これにより、マルチプレイヤのゲームにおいて、他のプレイヤから自身がもつオブジェクトの覗き見を防止することができる。

なお、あるプレイヤが、他のプレイヤのオブジェクトを見ようとしていると判断される場合、覗き見しようとしているプレイヤのディスプレイに表示する他のプレイヤのオブジェクトの一部を変更するようにしてもよい。オブジェクトがトランプなどのカードであればその表面の数や絵をモザイクや真っ白にして判らないようにすればよい。

また、本発明は、カードや麻雀などのテーブルゲーム以外にも適用可能である。

このように、本発明では、オブジェクトの特定面の方向のみならず、ヘッドマウントディスプレイ３の方向に基づく仮想カメラベクトルと、オブジェクトの特定面の法線ベクトルに基づいてプレイヤが特定面を見たか否かを判断するため、ＨＭＤを装着したユーザなど視線が複雑に変化する場合でも、オブジェクトを見たか否か、若しくは覗き見したか否かなどを正確に判断することできる。

本発明は、バーチャルリアリティのゲームなどの仮想空間ＶＳ表示装置において、プレイヤの操作によって仮想オブジェクトの向きが変えられたことを検出する場面に適用が可能である。

１ ゲームシステム
２ ゲーム制御装置
３ ヘッドマウントディスプレイ
４（４Ａ，４Ｂ） レーザ照射装置
５ ハンドコントローラ
１０ 机
４３ 記憶部
７０ ゲームプログラム
１０１ （仮想空間における）右手
１１０ （仮想空間における）机
１１１（１１１−１〜１１１−５） （仮想空間における）カード
Ｓ ゲームルーム
ＶＳ 仮想空間
ＶＣ（ＶＣＬ，ＶＣＲ） 仮想カメラ

Claims (8)

1. ディスプレイと、
   仮想空間を生成し、該仮想空間内に、仮想カメラ、および、特定面を有する仮想オブジェクトを設置し、前記仮想カメラが撮影した前記仮想空間の画像を前記ディスプレイに表示させる画像生成部と、
   前記仮想カメラの視線方向のベクトル、および、前記仮想オブジェクトの前記特定面の表方向または裏方向のベクトルを設定し、これら２つのベクトルに基づいて、前記特定面が前記ディスプレイに表示されたか否かを判定する判定部と、
   を備えた仮想空間表示装置。
2. 前記ディスプレイは、ユーザが装着するヘッドマウントディスプレイであり、
   該ヘッドマウントディスプレイは、自身の向きを検出する検出部を備え、
   前記画像生成部は、前記仮想カメラの視線を、前記検出部の検出値に応じて制御する
   請求項１に記載の仮想空間表示装置。
3. 前記ユーザによる操作入力を検出する操作部を備え、
   前記画像生成部は、前記仮想オブジェクトを、前記操作部の操作態様に応じて旋回させる
   請求項２に記載の仮想空間表示装置。
4. 第１のユーザが装着し、自身の向きを検出する第１検出部を備える第１ヘッドマウントディスプレイと、
   第２のユーザが装着し、自身の向きを検出する第２検出部を備える第２ヘッドマウントディスプレイと、
   前記第１のユーザによる操作入力を検出する操作部と、
   を備えるとともに、
   仮想空間を生成し、該仮想空間に、
   前記第１検出部の検出値に対応する向きで前記仮想空間を撮影する第１仮想カメラ、
   前記第２検出部の検出値に対応する向きで前記仮想空間を撮影する第２仮想カメラ、および、
   前記第１ユーザによる前記操作部の操作態様に応じて旋回し、特定面を有する仮想オブジェクトを設置し、
   前記第１仮想カメラが撮影した前記仮想空間の画像を前記第１ヘッドマウントディスプレイに表示させるとともに、前記第２仮想カメラが撮影した前記仮想空間の画像を前記第２ヘッドマウントディスプレイに表示させる
   画像生成部と、
   前記第２仮想カメラの視線方向のベクトル、および、前記仮想オブジェクトの前記特定面の表方向または裏方向のベクトルを設定し、これら２つのベクトルに基づいて、前記特定面が前記第２ヘッドマウントディスプレイに表示されたか否かを判定する判定部と、
   を備えた仮想空間表示装置。
5. 前記判定部は、前記特定面が前記第２ヘッドマウントディスプレイに表示されたと判定したとき、前記第１のユーザまたは前記第２のユーザに対して通知を発する請求項４に記載の仮想空間表示装置。
6. 前記判定部が、前記特定面が前記第２ヘッドマウントディスプレイに表示されたと判定したとき、
   前記画像生成部は、前記オブジェクトの特定面を変更して前記第２ヘッドマウントディスプレイに表示する請求項４または請求項５に記載の仮想空間表示装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の仮想空間表示装置を含み、前記仮想空間でのゲームを実行するゲームシステム。
8. コンピュータの画像処理により実行される、
   仮想空間を生成し、この仮想空間に仮想カメラおよび特定面を有する仮想オブジェクトを設置する第１ステップ、および、
   前記仮想カメラの視線方向のベクトル、および、前記仮想オブジェクトの特定面の表方向または裏方向のベクトルを設定し、これら２つのベクトルに基づいて、前記特定面がディスプレイに表示されたか否かを判定する第２ステップ、
   を有する仮想オブジェクトの向き判定方法。