JP2020115366A - Display control device and display control method - Google Patents

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Abstract

To improve the convenience of a user of a head-mounted display.SOLUTION: A display control device includes a display control unit configured to set a viewpoint position and a visual line direction to generate an image of a virtual space and cause a head-mounted display 100 to display the generated image. The display control unit can change the viewpoint position to a position determined according to a user operation among a plurality of positions set discretely in the virtual space.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、表示制御技術に関し、とくに、ヘッドマウントディスプレイへの表示を制御する表示制御装置及び表示制御方法に関する。 The present invention relates to display control technology, and more particularly, to a display control device and a display control method for controlling display on a head mounted display.

ゲーム機に接続されたヘッドマウントディスプレイを頭部に装着して、ヘッドマウントディスプレイに表示された画面を見ながら、コントローラなどを操作してゲームプレイすることが行われている。ゲーム機に接続された通常の据え置き型のディスプレイでは、ディスプレイの画面の外側にもユーザの視野範囲が広がっているため、ディスプレイの画面に集中できなかったり、ゲームへの没入感に欠けたりすることがある。その点、ヘッドマウントディスプレイを装着すると、ヘッドマウントディスプレイに表示される映像以外はユーザは見ないため、映像世界への没入感が高まり、ゲームのエンタテインメント性を一層高める効果がある。 BACKGROUND ART A head mounted display connected to a game machine is mounted on the head, and a game is played by operating a controller or the like while watching a screen displayed on the head mounted display. With a normal stationary display connected to a game console, the user's field of view extends outside the screen of the display, so that the user may not be able to concentrate on the screen of the display or lack immersiveness in the game. There is. In this respect, when the head mounted display is mounted, the user sees only the image displayed on the head mounted display, which increases the immersive feeling in the video world and further enhances the entertainment property of the game.

本発明者は、より多くのユーザ層がヘッドマウントディスプレイを用いたゲームを楽しむことができるようにするためには、より利便性の高い表示制御技術が必要であると認識した。 The present inventor has recognized that a more convenient display control technique is required in order to allow more users to enjoy a game using a head mounted display.

上記課題を解決するために、本発明のある態様の表示制御装置は、視点位置及び視線方向を設定して仮想空間の画像を生成し、ヘッドマウントディスプレイに表示させる表示制御部を備える。表示制御部は、仮想空間内に離散的に設定された複数の位置の中からユーザの操作に応じて決定される位置に視点位置を変更可能とする。 In order to solve the above problems, a display control device according to an aspect of the present invention includes a display control unit that sets a viewpoint position and a line-of-sight direction to generate an image of a virtual space and causes the head-mounted display to display the image. The display control unit can change the viewpoint position to a position determined according to a user operation from a plurality of positions set discretely in the virtual space.

本発明の別の態様もまた、表示制御装置である。この装置は、表示制御部が、視点位置及び視線方向を設定して仮想空間の画像を生成し、ヘッドマウントディスプレイに表示させるステップを備える。表示制御部は、仮想空間内に離散的に設定された複数の位置の中からユーザの操作に応じて決定される位置に視点位置を変更可能とする。 Another aspect of the present invention is also a display control device. This apparatus includes a step in which a display control unit sets a viewpoint position and a line-of-sight direction to generate an image of a virtual space and displays the image on a head-mounted display. The display control unit can change the viewpoint position to a position determined according to a user operation from a plurality of positions set discretely in the virtual space.

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、プログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above constituent elements, and the expression of the present invention converted between a method, a device, a system, a program, etc. are also effective as an aspect of the present invention.

本発明によれば、ヘッドマウントディスプレイのユーザの利便性を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the convenience of the user of the head mounted display.

実施の形態に係るゲームシステムの使用環境を示す図である。It is a figure which shows the use environment of the game system which concerns on embodiment. 実施の形態に係るヘッドマウントディスプレイの外観図である。3 is an external view of the head mounted display according to the embodiment. FIG. ヘッドマウントディスプレイの機能構成図である。It is a functional block diagram of a head mounted display. 入力装置の外観構成を示す図である。It is a figure which shows the external appearance structure of an input device. 入力装置の内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of an input device. ゲーム装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a game device. ゲーム装置の機能構成図である。It is a functional block diagram of a game device. 図8(a)〜(c)は、ヘッドマウントディスプレイに表示される画像の例を示す図である。8A to 8C are diagrams showing examples of images displayed on the head mounted display. 視点位置及び視線方向の設定方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the setting method of a viewpoint position and a gaze direction. 図10(a)(b)は、ヘッドマウントディスプレイに表示される画像の例を示す図である。FIGS. 10A and 10B are diagrams showing examples of images displayed on the head mounted display. ゲーム制御部により提供される別のゲームの内容を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for explaining the content of another game provided by the game control unit. 図12(a)〜(c)は、ヘッドマウントディスプレイに表示される画像の例を示す図である。12A to 12C are diagrams showing examples of images displayed on the head mounted display. 実施の形態に係るゲームにおける視点位置の移動方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for explaining a method of moving the viewpoint position in the game according to the embodiment.

本実施の形態では、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)を用いた表示技術について説明する。ヘッドマウントディスプレイは、ユーザの両眼を覆うようにユーザの頭部に装着して、ユーザの眼前に設けられた表示画面に表示される静止画や動画などを鑑賞するための表示装置である。ヘッドマウントディスプレイに表示される対象は、映画やテレビ番組などのコンテンツであってもよいが、本実施の形態では、ゲームの画像を表示するための表示装置としてヘッドマウントディスプレイが用いられる例について説明する。 In this embodiment, a display technique using a head mounted display (HMD) will be described. The head-mounted display is a display device that is worn on the user's head so as to cover both eyes of the user and enjoys a still image or a moving image displayed on a display screen provided in front of the user's eyes. The target displayed on the head mounted display may be content such as a movie or a television program, but in the present embodiment, an example in which the head mounted display is used as a display device for displaying a game image will be described. To do.

図1は、実施の形態に係るゲームシステム1の使用環境を示す。ゲームシステム1は、ゲームプログラムを実行するゲーム装置10と、ユーザの指示をゲーム装置10に入力するための入力装置20と、ユーザの周囲の実空間を撮像する撮像装置14と、ゲーム装置10により生成される第1ゲーム画像を表示するヘッドマウントディスプレイ100と、ゲーム装置10により生成される第2ゲーム画像を表示する表示装置12とを備える。 FIG. 1 shows a usage environment of the game system 1 according to the embodiment. The game system 1 includes a game device 10 for executing a game program, an input device 20 for inputting a user's instruction to the game device 10, an image capturing device 14 for capturing an image of a real space around the user, and a game device 10. The head mounted display 100 that displays the generated first game image and the display device 12 that displays the second game image generated by the game apparatus 10 are provided.

ゲーム装置10は、入力装置20又はヘッドマウントディスプレイ100により入力される指示入力や、入力装置20又はヘッドマウントディスプレイ100の位置又は姿勢などに基づいてゲームプログラムを実行し、第1ゲーム画像を生成してヘッドマウントディスプレイ100に伝送し、第2ゲーム画像を生成して表示装置12に伝送する。 The game device 10 executes a game program based on an instruction input input by the input device 20 or the head mounted display 100, a position or a posture of the input device 20 or the head mounted display 100, and generates a first game image. The second game image is generated and transmitted to the display device 12.

ヘッドマウントディスプレイ100は、ゲーム装置10において生成された第1ゲーム画像を表示する。また、ヘッドマウントディスプレイ100に設けられた入力装置に対するユーザの入力に関する情報をゲーム装置10へ伝送する。ヘッドマウントディスプレイ100は、ゲーム装置10に有線ケーブルで接続されてもよく、また無線LANなどにより無線接続されてもよい。 The head mounted display 100 displays the first game image generated in the game device 10. In addition, information regarding the user's input to the input device provided on the head mounted display 100 is transmitted to the game device 10. The head mounted display 100 may be connected to the game apparatus 10 with a wired cable, or may be wirelessly connected with a wireless LAN or the like.

表示装置12は、ゲーム装置10において生成された第2ゲーム画像を表示する。表示装置12は、ディスプレイおよびスピーカを有するテレビであってもよいし、コンピュータディスプレイなどであってもよい。 The display device 12 displays the second game image generated in the game device 10. The display device 12 may be a television having a display and a speaker, a computer display, or the like.

入力装置20は、ユーザによる指示入力をゲーム装置10に伝送する機能をもち、本実施の形態ではゲーム装置10との間で無線通信可能な無線コントローラとして構成される。入力装置20とゲーム装置10は、Bluetooth(登録商標)プロトコルを用いて無線接続を確立してもよい。なお入力装置20は、無線コントローラに限らず、ゲーム装置10とケーブルを介して接続される有線コントローラであってもよい。 The input device 20 has a function of transmitting an instruction input by the user to the game device 10, and is configured as a wireless controller capable of wireless communication with the game device 10 in the present embodiment. The input device 20 and the game device 10 may establish a wireless connection using the Bluetooth (registered trademark) protocol. The input device 20 is not limited to the wireless controller and may be a wired controller connected to the game device 10 via a cable.

入力装置20はバッテリにより駆動され、ゲームを進行させる指示入力を行うための複数のボタンを有して構成される。ユーザが入力装置20のボタンを操作すると、その操作による指示入力が無線通信によりゲーム装置10に送信される。 The input device 20 is driven by a battery and has a plurality of buttons for inputting instructions for advancing the game. When the user operates the button of the input device 20, the instruction input by the operation is transmitted to the game device 10 by wireless communication.

撮像装置14は、CCD撮像素子またはCMOS撮像素子などから構成されるビデオカメラであり、実空間を所定の周期で撮像して、周期ごとのフレーム画像を生成する。撮像装置14は、USB(Universal Serial Bus)あるいはその他のインタフェースを介してゲーム装置10と接続する。撮像装置14により撮像された画像は、ゲーム装置10において、入力装置20及びヘッドマウントディスプレイ100の位置及び姿勢を導出するために用いられる。撮像装置14は、距離を取得可能な測距カメラ又はステレオカメラであってもよい。この場合、撮像装置14により、撮像装置14と入力装置20又はヘッドマウントディスプレイ100などとの間の距離を取得することができる。 The image pickup device 14 is a video camera including a CCD image pickup device, a CMOS image pickup device, or the like, and picks up an image of the real space at a predetermined cycle to generate a frame image for each cycle. The imaging device 14 is connected to the game device 10 via a USB (Universal Serial Bus) or another interface. The image captured by the image capturing device 14 is used in the game device 10 to derive the positions and orientations of the input device 20 and the head mounted display 100. The image capturing device 14 may be a distance measuring camera or a stereo camera capable of acquiring a distance. In this case, the imaging device 14 can acquire the distance between the imaging device 14 and the input device 20, the head mounted display 100, or the like.

本実施例のゲームシステム1において、入力装置20及びヘッドマウントディスプレイ100は、複数色で発光可能に構成された発光部を有する。ゲーム中、発光部はゲーム装置10から指示された色で発光し、撮像装置14により撮像される。撮像装置14は入力装置20を撮像し、フレーム画像を生成してゲーム装置10に供給する。ゲーム装置10はフレーム画像を取得して、フレーム画像における発光部の画像の位置及び大きさから、実空間における発光部の位置情報を導出する。ゲーム装置10は、位置情報をゲームの操作指示として取り扱い、プレイヤーズキャラクタの動作を制御するなど、ゲームの処理に反映させる。 In the game system 1 of the present embodiment, the input device 20 and the head mounted display 100 have a light emitting unit configured to be capable of emitting light in a plurality of colors. During the game, the light emitting unit emits light in the color instructed by the game device 10 and is imaged by the imaging device 14. The imaging device 14 images the input device 20, generates a frame image, and supplies the frame image to the game device 10. The game device 10 acquires the frame image and derives position information of the light emitting unit in the real space from the position and size of the image of the light emitting unit in the frame image. The game device 10 treats the position information as a game operation instruction, and reflects the position information in the game processing such as controlling the movement of the player's character.

また、入力装置20及びヘッドマウントディスプレイ100は、加速度センサ及びジャイロセンサを有する。センサの検出値は、所定周期でゲーム装置10に送信され、ゲーム装置10は、センサの検出値を取得して、実空間における入力装置20及びヘッドマウントディスプレイ100の姿勢情報を取得する。ゲーム装置10は、姿勢情報をゲームの操作指示として取り扱い、ゲームの処理に反映させる。 Further, the input device 20 and the head mounted display 100 have an acceleration sensor and a gyro sensor. The detection value of the sensor is transmitted to the game device 10 in a predetermined cycle, and the game device 10 acquires the detection value of the sensor and acquires the posture information of the input device 20 and the head mounted display 100 in the real space. The game device 10 handles the posture information as a game operation instruction and reflects it in the game process.

図2は、実施の形態に係るヘッドマウントディスプレイ100の外観図である。ヘッドマウントディスプレイ100は、本体部110、頭部接触部112、及び発光部114を備える。 FIG. 2 is an external view of the head mounted display 100 according to the embodiment. The head mounted display 100 includes a main body 110, a head contact portion 112, and a light emitting portion 114.

本体部110には、ディスプレイ、位置情報を取得するためのGPSユニット、姿勢センサ、通信装置などが備えられる。頭部接触部112には、ユーザの体温、脈拍、血液成分、発汗、脳波、脳血流などの生体情報を計測することのできる生体情報取得センサが備えられてもよい。発光部114は、上述したように、ゲーム装置10から指示された色で発光し、撮像装置14により撮像される画像においてヘッドマウントディスプレイ100の位置を算出するための基準として機能する。 The main body 110 is equipped with a display, a GPS unit for acquiring position information, an attitude sensor, a communication device, and the like. The head contact unit 112 may be provided with a biometric information acquisition sensor capable of measuring biometric information such as a user's body temperature, pulse rate, blood component, sweating, brain wave, and cerebral blood flow. As described above, the light emitting unit 114 emits light in the color instructed by the game device 10 and functions as a reference for calculating the position of the head mounted display 100 in the image captured by the image capturing device 14.

ヘッドマウントディスプレイ100には、さらに、ユーザの目を撮影するカメラが設けられてもよい。ヘッドマウントディスプレイ100に搭載されたカメラにより、ユーザの視線、瞳孔の動き、瞬きなどを検出することができる。 The head mounted display 100 may be further provided with a camera that captures a user's eyes. The camera mounted on the head-mounted display 100 can detect the user's line of sight, the movement of the pupil, the blink, and the like.

本実施の形態においては、ヘッドマウントディスプレイ100について説明するが、本実施の形態の表示制御技術は、狭義のヘッドマウントディスプレイ100に限らず、めがね、めがね型ディスプレイ、めがね型カメラ、ヘッドフォン、ヘッドセット(マイクつきヘッドフォン)、イヤホン、イヤリング、耳かけカメラ、帽子、カメラつき帽子、ヘアバンドなどを装着した場合にも適用することができる。 Although the head mounted display 100 will be described in the present embodiment, the display control technique of the present embodiment is not limited to the head mounted display 100 in a narrow sense, and may include glasses, glasses-type displays, glasses-type cameras, headphones, and headsets. (Headphones with microphone), earphones, earrings, ear-mounted cameras, hats, hats with cameras, hair bands, etc. can also be applied.

図3は、ヘッドマウントディスプレイ100の機能構成図である。ヘッドマウントディスプレイ100は、入力インタフェース122、出力インタフェース130、バックライト132、通信制御部140、ネットワークアダプタ142、アンテナ144、記憶部150、GPSユニット161、無線ユニット162、姿勢センサ164、外部入出力端子インタフェース170、外部メモリ172、時計部180、表示装置190、及び制御部160を備える。これらの機能ブロックも、ハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できる。 FIG. 3 is a functional configuration diagram of the head mounted display 100. The head mounted display 100 includes an input interface 122, an output interface 130, a backlight 132, a communication control unit 140, a network adapter 142, an antenna 144, a storage unit 150, a GPS unit 161, a wireless unit 162, an attitude sensor 164, and external input/output terminals. An interface 170, an external memory 172, a clock unit 180, a display device 190, and a control unit 160 are provided. These functional blocks can also be realized in various forms by only hardware, only software, or a combination thereof.

制御部160は、画像信号、センサ信号などの信号や、命令やデータを処理して出力するメインプロセッサである。入力インタフェース122は、入力ボタンなどから操作信号や設定信号を受け付け、制御部160に供給する。出力インタフェース130は、制御部160から画像信号を受け取り、表示装置190に表示させる。バックライト132は、表示装置190を構成する液晶ディスプレイにバックライトを供給する。 The control unit 160 is a main processor that processes and outputs signals such as image signals and sensor signals, and commands and data. The input interface 122 receives an operation signal or a setting signal from an input button or the like and supplies it to the control unit 160. The output interface 130 receives the image signal from the control unit 160 and displays it on the display device 190. The backlight 132 supplies a backlight to the liquid crystal display that constitutes the display device 190.

通信制御部140は、ネットワークアダプタ142またはアンテナ144を介して、有線または無線通信により、制御部160から入力されるデータを外部に送信する。通信制御部140は、また、ネットワークアダプタ142またはアンテナ144を介して、有線または無線通信により、外部からデータを受信し、制御部160に出力する。 The communication control unit 140 transmits the data input from the control unit 160 to the outside by wired or wireless communication via the network adapter 142 or the antenna 144. The communication control unit 140 also receives data from the outside by wire or wireless communication via the network adapter 142 or the antenna 144, and outputs the data to the control unit 160.

記憶部150は、制御部160が処理するデータやパラメータ、操作信号などを一時的に記憶する。 The storage unit 150 temporarily stores data, parameters, operation signals, and the like processed by the control unit 160.

GPSユニット161は、制御部160からの操作信号にしたがって、GPS衛星から位置情報を受信して制御部160に供給する。無線ユニット162は、制御部160からの操作信号にしたがって、無線基地局から位置情報を受信して制御部160に供給する。 The GPS unit 161 receives position information from GPS satellites and supplies it to the control unit 160 according to an operation signal from the control unit 160. The wireless unit 162 receives the position information from the wireless base station and supplies it to the control unit 160 according to the operation signal from the control unit 160.

姿勢センサ164は、ヘッドマウントディスプレイ100の本体部110の向きや傾きなどの姿勢情報を検出する。姿勢センサ164は、ジャイロセンサ、加速度センサ、角加速度センサなどを適宜組み合わせて実現される。 The attitude sensor 164 detects attitude information such as the orientation and inclination of the main body 110 of the head mounted display 100. The attitude sensor 164 is realized by appropriately combining a gyro sensor, an acceleration sensor, an angular acceleration sensor, and the like.

外部入出力端子インタフェース170は、USB(Universal Serial Bus)コントローラなどの周辺機器を接続するためのインタフェースである。外部メモリ172は、フラッシュメモリなどの外部メモリである。 The external input/output terminal interface 170 is an interface for connecting a peripheral device such as a USB (Universal Serial Bus) controller. The external memory 172 is an external memory such as a flash memory.

時計部180は、制御部160からの設定信号によって時間情報を設定し、時間データを制御部160に供給する。 The clock unit 180 sets time information by a setting signal from the control unit 160 and supplies time data to the control unit 160.

図4は、入力装置20の外観構成を示す。図4(a)は、入力装置20の上面構成を示し、図4(b)は、入力装置20の下面構成を示す。入力装置20は、発光体22およびハンドル24を有する。発光体22は、その外側を光透過性を有する樹脂で球体に形成され、内側に発光ダイオードや電球などの発光素子を有する。内側の発光素子が発光すると、外側の球体全体が光る。ハンドル24の上面には、操作ボタン30、32、34、36、38が設けられ、下面には操作ボタン40が設けられる。ユーザはハンドル24の端部を手で把持した状態で、操作ボタン30、32、34、36、38を親指で操作し、操作ボタン40を人差し指で操作する。操作ボタン30、32、34、36、38は、押下式に構成され、ユーザは押下することで操作する。操作ボタン40は、アナログ量を入力できるものであってよい。 FIG. 4 shows an external configuration of the input device 20. FIG. 4A shows the upper surface configuration of the input device 20, and FIG. 4B shows the lower surface configuration of the input device 20. The input device 20 has a light emitter 22 and a handle 24. The light emitting body 22 is formed as a sphere on the outside with a resin having a light transmitting property, and has a light emitting element such as a light emitting diode or a light bulb inside. When the inner light emitting element emits light, the entire outer sphere glows. Operation buttons 30, 32, 34, 36, 38 are provided on the upper surface of the handle 24, and operation buttons 40 are provided on the lower surface. The user operates the operation buttons 30, 32, 34, 36, 38 with the thumb and the operation button 40 with the index finger while holding the end portion of the handle 24 with the hand. The operation buttons 30, 32, 34, 36, 38 are configured so as to be pressed, and the user operates by pressing them. The operation button 40 may be capable of inputting an analog amount.

ユーザは表示装置12に表示されるゲーム画面を見ながらゲームを行う。撮像装置14は、ゲームアプリケーションの実行中に発光体22を撮像する必要があるため、その撮像範囲が表示装置12と同じ方向を向くように配置されることが好ましい。一般にユーザは表示装置12の正面でゲームをプレイすることが多いため、撮像装置14は、その光軸の方向が表示装置12の正面方向と一致するように配置される。具体的に、撮像装置14は、表示装置12の近傍において、表示装置12の表示画面をユーザが視認可能な位置を撮像範囲に含むように配置されることが好ましい。これにより、撮像装置14は、入力装置20を撮像できる。 The user plays the game while looking at the game screen displayed on the display device 12. Since the image pickup device 14 needs to pick up the image of the light emitting body 22 during the execution of the game application, it is preferable that the image pickup device 14 is arranged so that its image pickup range faces the same direction as the display device 12. Generally, a user often plays a game in front of the display device 12, so the imaging device 14 is arranged so that the direction of its optical axis matches the front direction of the display device 12. Specifically, the imaging device 14 is preferably arranged near the display device 12 so that the position where the display screen of the display device 12 can be visually recognized by the user is included in the imaging range. Thereby, the imaging device 14 can image the input device 20.

図5は、入力装置20の内部構成を示す。入力装置20は、無線通信モジュール48、処理部50、発光部62および操作ボタン30、32、34、36、38、40を備える。無線通信モジュール48は、ゲーム装置10の無線通信モジュールとの間でデータを送受信する機能をもつ。処理部50は、入力装置20における所期の処理を実行する。 FIG. 5 shows an internal configuration of the input device 20. The input device 20 includes a wireless communication module 48, a processing unit 50, a light emitting unit 62, and operation buttons 30, 32, 34, 36, 38, 40. The wireless communication module 48 has a function of transmitting and receiving data to and from the wireless communication module of the game device 10. The processing unit 50 executes intended processing in the input device 20.

処理部50は、メイン制御部52、入力受付部54、3軸加速度センサ56、3軸ジャイロセンサ58および発光制御部60を有する。メイン制御部52は、無線通信モジュール48との間で必要なデータの送受を行う。 The processing unit 50 includes a main control unit 52, an input receiving unit 54, a triaxial acceleration sensor 56, a triaxial gyro sensor 58, and a light emission control unit 60. The main control unit 52 transmits/receives necessary data to/from the wireless communication module 48.

入力受付部54は、操作ボタン30、32、34、36、38、40からの入力情報を受け付け、メイン制御部52に送る。3軸加速度センサ56は、XYZの3軸方向の加速度成分を検出する。3軸ジャイロセンサ58は、XZ平面、ZY平面、YX平面における角速度を検出する。なお、ここでは、入力装置20の幅方向をX軸、高さ方向をY軸、長手方向をZ軸と設定する。3軸加速度センサ56および3軸ジャイロセンサ58は、入力装置20のハンドル24内に配置され、ハンドル24内の中心近傍に配置されることが好ましい。無線通信モジュール48は、操作ボタンからの入力情報とともに、3軸加速度センサ56による検出値情報、および3軸ジャイロセンサ58による検出値情報を、所定の周期でゲーム装置10の無線通信モジュールに送信する。この送信周期は、たとえば11.25m秒に設定される。 The input receiving unit 54 receives input information from the operation buttons 30, 32, 34, 36, 38, 40 and sends it to the main control unit 52. The triaxial acceleration sensor 56 detects acceleration components in the XYZ triaxial directions. The triaxial gyro sensor 58 detects angular velocities on the XZ plane, the ZY plane, and the YX plane. Here, the width direction of the input device 20 is set as the X axis, the height direction is set as the Y axis, and the longitudinal direction is set as the Z axis. The three-axis acceleration sensor 56 and the three-axis gyro sensor 58 are arranged in the handle 24 of the input device 20, and are preferably arranged near the center in the handle 24. The wireless communication module 48 transmits the information detected by the triaxial acceleration sensor 56 and the information detected by the triaxial gyro sensor 58 to the wireless communication module of the game apparatus 10 in a predetermined cycle together with the input information from the operation button. .. This transmission cycle is set to 11.25 ms, for example.

発光制御部60は、発光部62の発光を制御する。発光部62は、赤色LED64a、緑色LED64b、青色LED64cを有し、複数色の発光を可能とする。発光制御部60は、赤色LED64a、緑色LED64b、青色LED64cの発光を調整して、発光部62を所望の色に発光させる。 The light emission control unit 60 controls the light emission of the light emitting unit 62. The light emitting unit 62 has a red LED 64a, a green LED 64b, and a blue LED 64c, and can emit light of a plurality of colors. The light emission control unit 60 adjusts the light emission of the red LED 64a, the green LED 64b, and the blue LED 64c to cause the light emitting unit 62 to emit a desired color.

無線通信モジュール48はゲーム装置10から発光指示を受け取ると、メイン制御部52に供給し、メイン制御部52は、発光制御部60に発光指示を供給する。発光制御部60は、発光部62が発光指示により指定された色で発光するように、赤色LED64a、緑色LED64b、青色LED64cの発光を制御する。たとえば発光制御部60は、各LEDをPWM(パルス幅変調)制御で点灯制御してもよい。 When the wireless communication module 48 receives the light emission instruction from the game device 10, the wireless communication module 48 supplies the light emission instruction to the main control unit 52, and the main control unit 52 supplies the light emission instruction to the light emission control unit 60. The light emission control unit 60 controls the light emission of the red LED 64a, the green LED 64b, and the blue LED 64c so that the light emitting unit 62 emits light in the color designated by the light emission instruction. For example, the light emission control unit 60 may control lighting of each LED by PWM (pulse width modulation) control.

図6は、ゲーム装置10の構成を示す。ゲーム装置10は、フレーム画像取得部80、画像処理部82、デバイス情報導出部84、無線通信モジュール86、入力受付部88、出力部90およびアプリケーション処理部300を備える。本実施例におけるゲーム装置10の処理機能は、CPU、メモリ、メモリにロードされたプログラムなどによって実現され、ここではそれらの連携によって実現される構成を描いている。プログラムは、ゲーム装置10に内蔵されていてもよく、また記録媒体に格納された形態で外部から供給されるものであってもよい。したがってこれらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者に理解されるところである。なおハードウェアの構成上、ゲーム装置10は複数のCPUを有してもよい。 FIG. 6 shows the configuration of the game device 10. The game device 10 includes a frame image acquisition unit 80, an image processing unit 82, a device information derivation unit 84, a wireless communication module 86, an input reception unit 88, an output unit 90, and an application processing unit 300. The processing functions of the game device 10 according to the present embodiment are realized by a CPU, a memory, a program loaded in the memory, and the like, and here, a configuration realized by the cooperation thereof is drawn. The program may be built in the game apparatus 10 or may be externally supplied in a form stored in a recording medium. Therefore, it will be understood by those skilled in the art that these functional blocks can be realized in various forms by only hardware, only software, or a combination thereof. Note that the game device 10 may have a plurality of CPUs due to the hardware configuration.

無線通信モジュール86は、入力装置20の無線通信モジュール48との間で無線通信を確立する。これにより入力装置20は、操作ボタンの状態情報、3軸加速度センサ56および3軸ジャイロセンサ58の検出値情報を、ゲーム装置10に所定の周期で送信できるようになる。 The wireless communication module 86 establishes wireless communication with the wireless communication module 48 of the input device 20. Thereby, the input device 20 can transmit the state information of the operation button, the detection value information of the triaxial acceleration sensor 56 and the triaxial gyro sensor 58 to the game device 10 in a predetermined cycle.

無線通信モジュール86は、入力装置20から送信される操作ボタンの状態情報、およびセンサ検出値情報を受信し、入力受付部88に供給する。入力受付部88は、ボタン状態情報およびセンサ検出値情報を分離し、アプリケーション処理部300に引き渡す。アプリケーション処理部300は、ボタン状態情報およびセンサ検出値情報を、ゲームの操作指示として受け取る。アプリケーション処理部300は、センサ検出値情報を、入力装置20の姿勢情報として取り扱う。 The wireless communication module 86 receives the status information of the operation button and the sensor detection value information transmitted from the input device 20, and supplies the information to the input reception unit 88. The input receiving unit 88 separates the button state information and the sensor detection value information, and delivers them to the application processing unit 300. The application processing unit 300 receives the button state information and the sensor detection value information as a game operation instruction. The application processing unit 300 handles the sensor detection value information as the posture information of the input device 20.

フレーム画像取得部80はUSBインタフェースとして構成され、撮像装置14から所定の撮像速度(たとえば30フレーム/秒)でフレーム画像を取得する。画像処理部82は、フレーム画像から発光体画像を抽出する。画像処理部82は、フレーム画像中の発光体画像の位置、および大きさを特定する。入力装置20の発光体22が、たとえばユーザ環境内で使われそうにない色で点灯することで、画像処理部82は、フレーム画像から高精度に発光体画像を抽出できる。画像処理部82は、フレーム画像データを所定の閾値を用いて2値化処理し、2値化された画像を生成してもよい。この2値化処理により、所定の閾値より大きい輝度を保持する画素の画素値が“1”に符号化され、所定の閾値以下の輝度を保持する画素の画素値が“0”に符号化される。この所定の閾値を超える輝度で発光体22を点灯させることで、画像処理部82は、2値化された画像から、発光体画像の位置および大きさを特定できる。たとえば画像処理部82は、フレーム画像における発光体画像の重心座標と、発光体画像の半径を特定する。 The frame image acquisition unit 80 is configured as a USB interface and acquires a frame image from the imaging device 14 at a predetermined imaging speed (for example, 30 frames/second). The image processing unit 82 extracts a light emitter image from the frame image. The image processing unit 82 specifies the position and size of the light emitter image in the frame image. The light emitting body 22 of the input device 20 lights up in a color that is unlikely to be used in the user environment, for example, so that the image processing unit 82 can highly accurately extract the light emitting body image from the frame image. The image processing unit 82 may binarize the frame image data using a predetermined threshold value to generate a binarized image. By this binarization processing, the pixel value of the pixel holding the brightness higher than the predetermined threshold value is coded to “1”, and the pixel value of the pixel holding the brightness lower than the predetermined threshold value is coded to “0”. It The image processing unit 82 can specify the position and size of the light emitter image from the binarized image by turning on the light emitter 22 with the brightness exceeding the predetermined threshold value. For example, the image processing unit 82 identifies the barycentric coordinates of the light emitter image in the frame image and the radius of the light emitter image.

デバイス情報導出部84は、画像処理部82で特定された発光体画像の位置および大きさから、撮像装置14からみた入力装置20およびヘッドマウントディスプレイ100の位置情報を導出する。デバイス情報導出部84は、発光体画像の重心座標からカメラ座標における位置座標を導出し、また発光体画像の半径から、撮像装置14からの距離情報を導出する。この位置座標および距離情報は、入力装置20およびヘッドマウントディスプレイ100の位置情報を構成する。デバイス情報導出部84は、フレーム画像ごとに入力装置20およびヘッドマウントディスプレイ100の位置情報を導出し、アプリケーション処理部300に引き渡す。アプリケーション処理部300は、入力装置20およびヘッドマウントディスプレイ100の位置情報を、ゲームの操作指示として受け取る。 The device information derivation unit 84 derives the position information of the input device 20 and the head mounted display 100 as viewed from the imaging device 14 from the position and size of the light emitter image identified by the image processing unit 82. The device information derivation unit 84 derives position coordinates in camera coordinates from the barycentric coordinates of the light emitter image, and also derives distance information from the imaging device 14 from the radius of the light emitter image. The position coordinates and the distance information form the position information of the input device 20 and the head mounted display 100. The device information derivation unit 84 derives the position information of the input device 20 and the head mounted display 100 for each frame image, and delivers it to the application processing unit 300. The application processing unit 300 receives the position information of the input device 20 and the head mounted display 100 as a game operation instruction.

アプリケーション処理部300は、入力装置20の位置情報および姿勢情報と、ボタン状態情報とからゲームを進行させて、ゲームアプリケーションの処理結果を示す画像信号を生成する。画像信号は出力部90から表示装置12に送られ、表示画像として出力される。 The application processing unit 300 advances the game based on the position information and the attitude information of the input device 20 and the button state information, and generates an image signal indicating the processing result of the game application. The image signal is sent from the output unit 90 to the display device 12 and is output as a display image.

図7は、ゲーム装置10の機能構成図である。ゲーム装置10のアプリケーション処理部300は、制御部310及びデータ保持部360を備える。制御部310は、ゲーム制御部311、指示入力取得部312、HMD情報取得部314、入力装置情報取得部315、第1画像生成部316、及び第2画像生成部317を備える。 FIG. 7 is a functional configuration diagram of the game device 10. The application processing unit 300 of the game device 10 includes a control unit 310 and a data holding unit 360. The control unit 310 includes a game control unit 311, an instruction input acquisition unit 312, an HMD information acquisition unit 314, an input device information acquisition unit 315, a first image generation unit 316, and a second image generation unit 317.

データ保持部360は、ゲーム装置10において実行されるゲームのプログラムデータや、ゲームプログラムが使用する各種のデータなどを保持する。 The data holding unit 360 holds the program data of the game executed on the game device 10, various data used by the game program, and the like.

指示入力取得部312は、入力装置20又はヘッドマウントディスプレイ100が受け付けたユーザによる指示入力に関する情報を入力装置20又はヘッドマウントディスプレイ100から取得する。 The instruction input acquisition unit 312 acquires, from the input device 20 or the head mounted display 100, the information regarding the instruction input by the user received by the input device 20 or the head mounted display 100.

HMD情報取得部314は、ヘッドマウントディスプレイ100から、ヘッドマウントディスプレイの姿勢に関する情報を取得する。また、HMD情報取得部314は、デバイス情報導出部84から、ヘッドマウントディスプレイ100の位置に関する情報を取得する。これらの情報は、ゲーム制御部311へ伝達される。ヘッドマウントディスプレイ100の姿勢に関する情報は、デバイス情報導出部84がヘッドマウントディスプレイ100の撮像画像を解析することにより取得されてもよい。 The HMD information acquisition unit 314 acquires information regarding the attitude of the head mounted display 100 from the head mounted display 100. Further, the HMD information acquisition unit 314 acquires information regarding the position of the head mounted display 100 from the device information derivation unit 84. These pieces of information are transmitted to the game control unit 311. The information about the attitude of the head mounted display 100 may be acquired by the device information derivation unit 84 analyzing the captured image of the head mounted display 100.

入力装置情報取得部315は、入力装置20から、入力装置20の姿勢に関する情報を取得する。また、入力装置情報取得部315は、デバイス情報導出部84から、入力装置20の位置に関する情報を取得する。これらの情報は、ゲーム制御部311へ伝達される。入力装置20の姿勢に関する情報は、デバイス情報導出部84が入力装置20の撮像画像を解析することにより取得されてもよい。 The input device information acquisition unit 315 acquires information regarding the posture of the input device 20 from the input device 20. The input device information acquisition unit 315 also acquires information regarding the position of the input device 20 from the device information derivation unit 84. These pieces of information are transmitted to the game control unit 311. The information about the attitude of the input device 20 may be acquired by the device information derivation unit 84 analyzing the captured image of the input device 20.

入力装置20が撮像装置14の撮像範囲から外れたり、ユーザの体や障害物などに隠されたりして、撮像装置14により撮像されなかった場合、入力装置情報取得部315は、前回取得された入力装置20の位置と、その時点以降に取得された入力装置20の姿勢に関する情報に基づいて、入力装置20の位置を算出する。例えば、入力装置20の加速度センサから取得される並進加速度のデータに基づいて、前回取得された入力装置20の位置からのずれを算出することにより、現在の入力装置20の位置を算出してもよい。入力装置20が撮像装置14により撮像されない間は、同様にして入力装置20の位置を逐次算出する。入力装置20が撮像装置14により再度撮像された場合、加速度データにより逐次算出された入力装置20の位置は、ドリフト誤差の累積により正確な位置を示していない可能性があるので、デバイス情報導出部84により新たに算出された入力装置20の位置を現在の入力装置20の位置としてもよい。ヘッドマウントディスプレイ100についても同様である。 When the input device 20 is not captured by the image capturing device 14 because the input device 20 is out of the image capturing range of the image capturing device 14 or hidden by the user's body or an obstacle, the input device information acquisition unit 315 obtains the last time. The position of the input device 20 is calculated based on the position of the input device 20 and the information regarding the attitude of the input device 20 acquired after that time. For example, even if the current position of the input device 20 is calculated by calculating the deviation from the position of the input device 20 acquired last time based on the data of the translational acceleration acquired from the acceleration sensor of the input device 20. Good. While the input device 20 is not imaged by the imaging device 14, the position of the input device 20 is sequentially calculated in the same manner. When the input device 20 is imaged again by the imaging device 14, the position of the input device 20 sequentially calculated from the acceleration data may not indicate an accurate position due to the accumulation of drift errors. Therefore, the device information derivation unit The position of the input device 20 newly calculated by 84 may be set as the current position of the input device 20. The same applies to the head mounted display 100.

ゲーム制御部311は、ゲームプログラムを実行し、指示入力取得部312が取得したユーザによる指示入力や、入力装置20又はヘッドマウントディスプレイ100の位置又は姿勢に関する情報に基づいてゲームを進行させる。ゲーム制御部311は、仮想的な三次元空間により構成されるゲームフィールドにおいて、入力装置20の方向キーやアナログスティックなどによる入力や、入力装置20又はヘッドマウントディスプレイ100の位置の変化などに基づいて、操作対象であるプレイヤーズキャラクタなどの位置を変更する。 The game control unit 311 executes the game program, and advances the game based on the instruction input by the user acquired by the instruction input acquisition unit 312 and the information regarding the position or orientation of the input device 20 or the head mounted display 100. The game control unit 311 is based on an input by the direction keys of the input device 20 or an analog stick, a change in the position of the input device 20 or the head mounted display 100, etc. in the game field formed by a virtual three-dimensional space. , Change the position of the player's character, which is the operation target.

第1画像生成部316は、ヘッドマウントディスプレイ100に表示すべき画像を生成する。第1画像生成部316は、ゲーム制御部311により制御される操作対象の位置に基づいて視点位置を設定し、ヘッドマウントディスプレイ100の姿勢に基づいて視線方向を設定して、仮想三次元空間をレンダリングすることにより、ゲームフィールドの画像を生成する。第1画像生成部316は、所定のタイミングでヘッドマウントディスプレイ100の姿勢とゲームフィールドにおける視線方向とを対応づけ、以降、ヘッドマウントディスプレイ100の姿勢の変化に伴って、視線方向を変化させる。これにより、ユーザは、実際に頭を動かすことにより、ゲームフィールド内を見渡すことができるので、ゲームフィールド内に現実に存在しているかのような体験をすることができる。第1画像生成部316は、生成したゲームフィールドの画像に、ゲームに関する情報やヘッドマウントディスプレイ100に表示すべき画像などを追加して、第1画像を生成する。第1画像生成部316により生成された第1画像は、無線通信モジュール又は有線通信モジュールを介してヘッドマウントディスプレイ100に送信される。 The first image generation unit 316 generates an image to be displayed on the head mounted display 100. The first image generation unit 316 sets the viewpoint position based on the position of the operation target controlled by the game control unit 311, sets the line-of-sight direction based on the attitude of the head mounted display 100, and sets the virtual three-dimensional space. Rendering produces an image of the game field. The first image generation unit 316 associates the attitude of the head-mounted display 100 with the line-of-sight direction in the game field at a predetermined timing, and thereafter changes the line-of-sight direction as the attitude of the head-mounted display 100 changes. This allows the user to look around the game field by actually moving his/her head, so that the user can experience as if he/she actually exists in the game field. The first image generation unit 316 adds the information about the game, the image to be displayed on the head mounted display 100, and the like to the generated image of the game field to generate the first image. The first image generated by the first image generation unit 316 is transmitted to the head mounted display 100 via the wireless communication module or the wired communication module.

第2画像生成部317は、表示装置12に表示すべき画像を生成する。ヘッドマウントディスプレイ100に表示される画像と同じ画像を表示装置12に表示する場合は、第1画像生成部316により生成された第1画像が表示装置12にも送信される。ヘッドマウントディスプレイ100に表示される画像とは異なる画像を表示装置12に表示する場合、例えば、ヘッドマウントディスプレイ100を装着したユーザと、表示装置12を視聴しているユーザとが、対戦ゲームを実行する場合などは、第2画像生成部317は、第1画像生成部316とは異なる視点位置及び視線方向を設定して仮想三次元空間をレンダリングすることによりゲームフィールドの画像を生成する。第2画像生成部317は、生成したゲームフィールドの画像に、ゲームに関する情報や表示装置12に表示すべき画像などを追加して、第2画像を生成する。第2画像生成部317により生成された第2画像は、無線通信モジュール又は有線通信モジュールを介して表示装置12に送信される。 The second image generation unit 317 generates an image to be displayed on the display device 12. When displaying the same image as the image displayed on the head mounted display 100 on the display device 12, the first image generated by the first image generation unit 316 is also transmitted to the display device 12. When an image different from the image displayed on the head mounted display 100 is displayed on the display device 12, for example, a user wearing the head mounted display 100 and a user viewing the display device 12 execute a competitive game. In such a case, the second image generation unit 317 generates a game field image by setting a viewpoint position and a line-of-sight direction different from those of the first image generation unit 316 and rendering the virtual three-dimensional space. The second image generation unit 317 adds information about the game, an image to be displayed on the display device 12, and the like to the generated image of the game field to generate the second image. The second image generated by the second image generation unit 317 is transmitted to the display device 12 via the wireless communication module or the wired communication module.

図8は、ヘッドマウントディスプレイに表示される画像の例を示す。ゲーム制御部311は、ゲームフィールドに設定された複数の位置の間で視点位置を変更する機能を提供する。図8(a)に示す表示画面においては、ゲームフィールドに設定された複数の位置のうちの一つを視点位置として生成されたゲームフィールドの画像が表示される。表示画面には、ゲームフィールドに視点位置として設定された位置を示すマーカー500及び502が更に表示されている。ユーザが首を上下左右に振ってヘッドマウントディスプレイ100の姿勢を変更すると、第1画像生成部316は、ヘッドマウントディスプレイ100の姿勢に応じて視線方向を変更する。ヘッドマウントディスプレイ100の内側にユーザの眼球を撮影するためのカメラを設け、ユーザの視線方向を検出することを可能とする場合は、ユーザの視線を更に加味して視線方向を変更してもよい。ユーザの視線は、既知の任意の視線追跡技術を用いて検出してもよい。 FIG. 8 shows an example of an image displayed on the head mounted display. The game control unit 311 provides a function of changing the viewpoint position among a plurality of positions set in the game field. On the display screen shown in FIG. 8A, an image of the game field generated with one of the plurality of positions set in the game field as the viewpoint position is displayed. The display screen further displays markers 500 and 502 indicating positions set as viewpoint positions in the game field. When the user shakes his/her head vertically and horizontally to change the posture of the head mounted display 100, the first image generation unit 316 changes the line-of-sight direction according to the posture of the head mounted display 100. When a camera for photographing the eyeball of the user is provided inside the head mounted display 100 to enable detection of the line-of-sight direction of the user, the line-of-sight direction may be changed in consideration of the line-of-sight of the user. .. The user's eye gaze may be detected using any known eye gaze tracking technique.

ユーザが、マーカーの方向に顔又は視線を向けることにより、マーカーが表示画面の中央付近に設定された所定の範囲内に入ると、図8(b)に示すように、ゲーム制御部311は、第1画像生成部316にマーカー500の表示態様を変更させ、マーカー500により示される位置が視点位置の設定候補として選択されたことを示す。視点位置の設定候補が選択された状態で、ユーザが所定のボタンを入力したり、所定のジェスチャーを実行したりするなどして、視点位置を変更するよう指示すると、ゲーム制御部311は、選択されているマーカー500により示される位置に視点位置を変更するよう第1画像生成部316に指示する。第1画像生成部316は、図8(c)に示すように、マーカー500の位置を視点位置とするゲームフィールドの画像を生成して表示する。図8(c)に示す表示画面には、図8(a)に示す表示画面において視点位置に設定されていた位置を示すマーカー504が表示される。 When the user turns his or her face or line of sight in the direction of the marker so that the marker falls within a predetermined range set near the center of the display screen, as shown in FIG. The display mode of the marker 500 is changed by the first image generation unit 316, and the position indicated by the marker 500 is selected as the setting candidate of the viewpoint position. When the user inputs an instruction to change the viewpoint position by inputting a predetermined button or executing a predetermined gesture while the viewpoint position setting candidate is selected, the game control unit 311 causes the selection to be performed. The first image generation unit 316 is instructed to change the viewpoint position to the position indicated by the displayed marker 500. As shown in FIG. 8C, the first image generation unit 316 generates and displays an image of the game field in which the position of the marker 500 is the viewpoint position. On the display screen shown in FIG. 8C, a marker 504 indicating the position set as the viewpoint position on the display screen shown in FIG. 8A is displayed.

図9は、視点位置及び視線方向の設定方法を説明するための模式図である。本実施の形態では、ゲームフィールドの中央付近を中心とする球面上に視点位置が設定され、視点位置からゲームフィールドの中央付近の第1の位置を見る方向にデフォルトの視線方向が設定される。これにより、視点位置がどこに設定されても、ゲームフィールドを見渡すことが可能な画像を表示することができる。第1画像生成部316は、視点位置を変更するとき、視点位置を球面に沿って滑らかに移動させ、視点位置の移動中も、視点位置からゲームフィールドの第1の位置を見る方向に視線方向を設定してゲームフィールドの画像を生成する。これにより、視点位置の変更する間も、ゲームフィールドを見渡すことが可能な画像を表示することができるので、視点位置が大きく移動されるような場合であっても、視点位置がどこに移動されるのかをユーザに分かりやすく示すことができる。なお、視点位置は、ゲームフィールドの任意の点を中心とする球面又は回転楕円体面に設けられてもよいし、それら以外の任意の曲面上に設けられてもよい。また、視点位置を変更するときに、変更前の視点位置から変更後の視点位置まで視点位置を直線状又は曲線状に連続的に変化させてもよい。図8に示した例では、下側の半球面は地中になるので、上側の半球面にのみ視点位置を設定可能であるが、宇宙空間などをゲームフィールドとする場合は、下側の半球面にも視点位置を設定可能としてもよい。 FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a method of setting the viewpoint position and the line-of-sight direction. In the present embodiment, the viewpoint position is set on a spherical surface centered around the center of the game field, and the default line-of-sight direction is set in the direction from the viewpoint position to the first position near the center of the game field. This makes it possible to display an image overlooking the game field regardless of where the viewpoint position is set. When changing the viewpoint position, the first image generation unit 316 smoothly moves the viewpoint position along the spherical surface, and while the viewpoint position is moving, the line-of-sight direction is in the direction of viewing the first position of the game field from the viewpoint position. To generate an image of the game field. With this, it is possible to display an image overlooking the game field even when the viewpoint position is changed, and therefore, even when the viewpoint position is largely moved, the viewpoint position is moved anywhere. It is possible to show the user whether or not it is easy. The viewpoint position may be provided on a spherical surface or a spheroidal surface centered on an arbitrary point in the game field, or may be provided on an arbitrary curved surface other than them. In addition, when changing the viewpoint position, the viewpoint position may be continuously changed in a straight line or a curved line from the viewpoint position before the change to the viewpoint position after the change. In the example shown in FIG. 8, since the lower hemisphere is in the ground, it is possible to set the viewpoint position only to the upper hemisphere. However, when space is used as the game field, the lower hemisphere is set. The viewpoint position may be set on the surface as well.

図10は、ヘッドマウントディスプレイに表示される画像の例を示す。図10(a)に示すように、ある視点位置から見たゲームフィールドの画像が表示されているときに、ユーザが頭を前方に移動させることにより、ヘッドマウントディスプレイ100を前方に移動させると、ゲーム制御部311は、第1画像生成部316に、視点位置をゲームフィールドの中央付近の第2の位置に移動させる。ゲーム制御部311は、ヘッドマウントディスプレイ100が所定の距離以上前方に移動されたときに視点位置を移動させてもよいし、ヘッドマウントディスプレイ100の移動速度が所定値以上であったときに視点位置を移動させてもよい。これにより、図10(b)に示すように、視点位置を観客席からゲームフィールドの中央付近に移動させることができるので、観客の視点でサッカーなどのゲームを見ていたユーザが、競技中のフィールド内に入り込むような体験を提供することができる。また、ヘッドマウントディスプレイ100を用いた分かりやすい視点移動方法を提供することができる。 FIG. 10 shows an example of an image displayed on the head mounted display. As shown in FIG. 10A, when the user moves the head forward to move the head mounted display 100 forward by moving the head forward while the image of the game field viewed from a certain viewpoint position is displayed, The game control unit 311 causes the first image generation unit 316 to move the viewpoint position to a second position near the center of the game field. The game control unit 311 may move the viewpoint position when the head mounted display 100 is moved forward by a predetermined distance or more, or the viewpoint position when the moving speed of the head mounted display 100 is a predetermined value or more. May be moved. As a result, as shown in FIG. 10B, the viewpoint position can be moved from the spectator seat to the vicinity of the center of the game field, so that the user who is watching a game such as soccer from the viewpoint of the spectator is It is possible to provide an experience that makes you enter the field. Moreover, an easy-to-understand viewpoint moving method using the head mounted display 100 can be provided.

図11は、ゲーム制御部により提供される別のゲームの内容を説明するための模式図である。本図に示すゲームにおいて、ユーザは穴512の開いた箱510の中に隠れ、ハンマー514で叩かれないようにしながら穴512から顔を出して、プレート516に書かれた文字を読み取る。ゲーム制御部311は、ヘッドマウントディスプレイ100の位置に基づいて視点位置を変更させる。ゲーム制御部311は、所定のタイミングでハンマー514が叩く穴512を決定し、決定された穴512の上にハンマー514を振り下ろす。ユーザの視点位置が穴512よりも上に出ているときに、その穴512にハンマー514が振り下ろされると、ユーザがハンマー514で叩かれたものとする。ユーザが所定回数以上ハンマー514で叩かれると、ゲームオーバーとする。 FIG. 11 is a schematic diagram for explaining the content of another game provided by the game control unit. In the game shown in the figure, the user hides in the box 510 having the hole 512, puts his face out of the hole 512 so as not to be hit by the hammer 514, and reads the characters written on the plate 516. The game control unit 311 changes the viewpoint position based on the position of the head mounted display 100. The game control unit 311 determines a hole 512 to be hit by the hammer 514 at a predetermined timing, and swings the hammer 514 down on the determined hole 512. It is assumed that when the user's viewpoint position is above the hole 512 and the hammer 514 is swung down into the hole 512, the user is hit with the hammer 514. If the user is hit with the hammer 514 a predetermined number of times or more, the game is over.

図12は、ヘッドマウントディスプレイに表示される画像の例を示す。図12(a)は、ユーザが真ん中の穴から上を見上げたときのゲーム画面を示す。真ん中の穴にハンマーが振り下ろされようとしている。図12(b)は、ユーザがヘッドマウントディスプレイ100を右に移動させて、視点位置を右側の穴の下に移動させたときのゲーム画面を示す。ハンマーは真ん中の穴に振り下ろされようとしているので、しばらくの間は右側の穴にハンマーが振り下ろされることはない。このとき、ユーザがヘッドマウントディスプレイ100を上に移動させて、視点位置を右側の穴から上に移動させると、図12(c)に示すように、箱の外側に配置されたプレートに書かれた文字を視認することができる。 FIG. 12 shows an example of an image displayed on the head mounted display. FIG. 12A shows a game screen when the user looks up from the hole in the center. A hammer is about to be swung down into the hole in the middle. FIG. 12B shows a game screen when the user moves the head-mounted display 100 to the right and moves the viewpoint position to below the hole on the right side. The hammer is about to swing down into the hole in the middle, so the hammer will not swing down into the hole on the right for a while. At this time, when the user moves the head mounted display 100 upward to move the viewpoint position upward from the hole on the right side, as shown in FIG. 12(c), it is written on the plate arranged outside the box. You can see the letters.

図13は、実施の形態に係るゲームにおける視点位置の移動方法を説明するための模式図である。ユーザが椅子などに座った状態でゲームを行う場合、腰の位置は固定されているので、頭を円弧状に移動させることになるが、ゲームを行う際に支障なく移動可能な範囲はせいぜい100〜120°程度である。したがって、ヘッドマウントディスプレイ100の移動可能範囲を有効に利用するために、ゲーム制御部311は、ヘッドマウントディスプレイ100が水平方向に移動された場合に、垂直方向に移動された場合よりも大きく視点位置を移動させる。また、ヘッドマウントディスプレイ100が左右に移動された場合に、真ん中の穴の幅に対応する移動量を超えると、真ん中の穴と左右の穴との間の領域を飛ばして、左右の穴の下に視点位置を移動させる。具体的には、真ん中の穴の下に視点位置がある場合に、ヘッドマウントディスプレイ100を右に移動させたとき、ヘッドマウントディスプレイ100が位置520に達すると、視点位置を真ん中の穴の右端の位置から右側の穴の左端の位置にジャンプさせる。また、右側の穴の下に視点位置がある場合に、ヘッドマウントディスプレイ100を左に移動させたとき、ヘッドマウントディスプレイ100が位置522に達すると、視点位置を右側の穴の左端の位置から真ん中の穴の右端の位置に移動させる。これにより、ゲームにおいて視点位置を移動させる必要性がない又は少ない領域には視点位置を移動させず、視点位置を移動させる必要性がある又は多い所定の領域にのみ視点位置を移動可能とするので、ヘッドマウントディスプレイ100の移動可能範囲を有効に利用して、視点位置を移動させることができる。また、入力装置20などを使用しなくてもヘッドマウントディスプレイ100の移動により容易に視点位置を移動させることが可能なユーザインタフェースを提供することができるので、ユーザの利便性を向上させることができる。また、右へ移動させる場合に視点位置をジャンプさせる位置520と、左へ移動させる場合に視点位置をジャンプさせる位置522とを異ならせてヒステリシスを設けるので、ヘッドマウントディスプレイ100の角度が閾値付近の位置に対応する角度になっているときに、視点位置が頻繁に左右にジャンプしてしまう事態を低減させることができる。 FIG. 13 is a schematic diagram for explaining a viewpoint position moving method in the game according to the embodiment. When a user plays a game while sitting on a chair or the like, his/her waist position is fixed, and therefore the head moves in an arc shape. However, when playing the game, the movable range is 100 at most. It is about 120°. Therefore, in order to effectively use the movable range of the head mounted display 100, the game control unit 311 causes the viewpoint position to be larger when the head mounted display 100 is moved in the horizontal direction than when the head mounted display 100 is moved in the vertical direction. To move. Further, when the head mounted display 100 is moved to the left or right and the amount of movement corresponding to the width of the center hole is exceeded, the area between the center hole and the left and right holes is skipped, and the area below the left and right holes is skipped. Move the viewpoint position to. Specifically, when the head mounted display 100 is moved to the right when the viewpoint position is below the center hole and the head mounted display 100 reaches the position 520, the viewpoint position is set to the right end of the center hole. Jump from position to the left end of the hole on the right. Further, when the head mounted display 100 is moved to the left when the viewpoint position is below the right side hole and the head mounted display 100 reaches the position 522, the viewpoint position is set to the center from the left end position of the right side hole. Move it to the right edge of the hole. As a result, the viewpoint position is not moved to an area where the viewpoint position does not need to be moved or is small in the game, and the viewpoint position can be moved only to a predetermined area where the viewpoint position needs to be moved or is increased. The viewpoint position can be moved by effectively utilizing the movable range of the head mounted display 100. Further, since it is possible to provide a user interface in which the viewpoint position can be easily moved by moving the head mounted display 100 without using the input device 20 or the like, it is possible to improve user convenience. .. Further, since the position 520 for jumping the viewpoint position when moving to the right and the position 522 for jumping the viewpoint position when moving to the left are provided with hysteresis, the angle of the head mounted display 100 is close to the threshold value. It is possible to reduce the situation where the viewpoint position frequently jumps to the left and right when the angle corresponds to the position.

左右の穴の上に視点位置を移動させようとすると、ヘッドマウントディスプレイ100を左右に傾けた状態でヘッドマウントディスプレイ100を上方に移動させる必要があるが、ユーザが体を左右に傾けた状態で頭を真上に移動させるのは容易ではない。したがって、本実施の形態では、ヘッドマウントディスプレイ100が左右に傾いた状態で上下に移動された場合に、移動方向が斜めに傾いていたとしても、ゲーム制御部311は、視点位置を鉛直方向に移動させ、水平方向には移動させない。ゲーム制御部311は、ヘッドマウントディスプレイ100の移動ベクトルの鉛直方向の成分に対応する移動量で視点位置を鉛直方向に移動させ、水平方向の成分を無視してもよいし、ヘッドマウントディスプレイ100の移動ベクトルの大きさに対応する移動量で視点位置を鉛直方向に移動させてもよい。このように、ヘッドマウントディスプレイ100の移動に応じて視点位置を変更する場合に、ヘッドマウントディスプレイ100の移動ベクトルを所定の方向のベクトルに変換することにより、視点位置の移動方向を所定の方向に限定し、不要な方向へ視点位置が移動してしまうのを防ぐことができる。また、必要な方向にのみ視点位置を移動させることが可能なユーザインタフェースを提供することができるので、ユーザの利便性を向上させることができる。 In order to move the viewpoint position over the left and right holes, it is necessary to move the head mounted display 100 upward with the head mounted display 100 tilted left and right, but with the user tilted the body left and right. It is not easy to move your head right above. Therefore, in the present embodiment, when the head mounted display 100 is moved vertically while tilted to the left and right, the game control unit 311 sets the viewpoint position to the vertical direction even if the moving direction is tilted. Move, not horizontally. The game control unit 311 may move the viewpoint position in the vertical direction by an amount of movement corresponding to the vertical component of the movement vector of the head mounted display 100 and ignore the horizontal component, or the head mounted display 100 The viewpoint position may be moved in the vertical direction by the amount of movement corresponding to the magnitude of the movement vector. In this way, when the viewpoint position is changed according to the movement of the head mounted display 100, the movement vector of the head mounted display 100 is converted into a vector in a predetermined direction, so that the movement direction of the viewpoint position becomes a predetermined direction. It is possible to prevent the viewpoint position from moving in an unnecessary direction. In addition, since it is possible to provide a user interface capable of moving the viewpoint position only in a necessary direction, it is possible to improve user convenience.

このような技術は、例えば、プレイヤーズキャラクタが壁などの障害物に隠れ、飛んでくる弾丸などをよけるようなゲームなどにも適用可能である。 Such a technique can be applied to, for example, a game in which the player's character hides in an obstacle such as a wall and avoids flying bullets.

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、その各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described above based on the embodiments. It should be understood by those skilled in the art that this embodiment is merely an example, and that various modifications can be made to the combination of each constituent element and each processing process, and that such modifications are within the scope of the present invention.

上記の例では、ヘッドマウントディスプレイ100の表示装置190に両眼立体視用の画像が表示されたが、別の例では、単眼立体視用の画像が表示されてもよい。 In the above example, an image for binocular stereoscopic vision is displayed on the display device 190 of the head mounted display 100, but in another example, an image for monocular stereoscopic vision may be displayed.

上記の例では、ゲームシステムにおいてヘッドマウントディスプレイ100が利用されたが、実施の形態で説明した技術は、ゲーム以外のコンテンツなどを表示する場合にも利用可能である。 In the above example, the head mounted display 100 is used in the game system, but the technique described in the embodiments can also be used when displaying content other than the game.

10 ゲーム装置、20 入力装置、100 ヘッドマウントディスプレイ、190 表示装置、311 ゲーム制御部、312 指示入力取得部、314 HMD情報取得部、315 入力装置情報取得部、316 第1画像生成部、317 第2画像生成部。 10 game device, 20 input device, 100 head mounted display, 190 display device, 311 game control unit, 312 instruction input acquisition unit, 314 HMD information acquisition unit, 315 input device information acquisition unit, 316 first image generation unit, 317th 2 Image generation unit.

Claims (10)

視点位置及び視線方向を設定して仮想空間の画像を生成し、ヘッドマウントディスプレイに表示させる表示制御部を備え、
前記表示制御部は、前記仮想空間内に離散的に設定された複数の位置の中からユーザの操作に応じて決定される位置に前記視点位置を変更可能とする
ことを特徴とする表示制御装置。
A display control unit that generates a virtual space image by setting the viewpoint position and the line-of-sight direction and displays the image on the head mounted display,
The display control unit is capable of changing the viewpoint position to a position determined according to a user operation from a plurality of positions discretely set in the virtual space. ..
前記表示制御部は、前記視点位置を変更する間も、所定の方向に視線方向を設定することを特徴とする請求項1に記載の表示制御装置。 The display control device according to claim 1, wherein the display control unit sets the line-of-sight direction to a predetermined direction even while changing the viewpoint position. 前記表示制御部は、前記視点位置を変更する間も、視点位置がどこに移動されるのかをユーザに示すことを特徴とする請求項1または2に記載の表示制御装置。 The display control device according to claim 1, wherein the display control unit indicates to the user where the viewpoint position is moved while changing the viewpoint position. 前記表示制御部は、前記視点位置を変更した場合、変更後の視点位置から前記ヘッドマウントディスプレイの姿勢に基づいて視線方向を設定することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の表示制御装置。 4. The display control unit, when changing the viewpoint position, sets the line-of-sight direction from the changed viewpoint position based on the posture of the head mounted display. Display controller. 前記表示制御部は、前記視点位置を変更した場合、変更後の視点位置からユーザの視線に基づいて視線方向を設定することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の表示制御装置。 The display control device according to claim 1, wherein when the viewpoint position is changed, the display control unit sets the line-of-sight direction based on the user's line of sight from the changed viewpoint position. .. 前記視点位置は、所定の位置を中心とする球面上に設定されることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の表示制御装置。 The display control device according to claim 1, wherein the viewpoint position is set on a spherical surface centered on a predetermined position. 前記視点位置は、ユーザの表示画面内にマーカーとして表示されることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の表示制御装置。 7. The display control device according to claim 1, wherein the viewpoint position is displayed as a marker on the display screen of the user. 前記表示制御部は、ユーザが前記マーカーを選択した状態で所定の操作をすることにより視点位置を変更することを特徴とする請求項7に記載の表示制御装置。 The display control device according to claim 7, wherein the display control unit changes the viewpoint position by performing a predetermined operation with the user selecting the marker. 表示制御部が、視点位置及び視線方向を設定して仮想空間の画像を生成し、ヘッドマウントディスプレイに表示させるステップを備え、
前記表示制御部は、前記仮想空間内に離散的に設定された複数の位置の中からユーザの操作に応じて決定される位置に前記視点位置を変更可能とする
ことを特徴とする表示制御方法。
The display control unit includes a step of setting a viewpoint position and a line-of-sight direction to generate an image of a virtual space, and displaying the image on a head-mounted display.
A display control method, wherein the display control unit can change the viewpoint position to a position determined according to a user operation from a plurality of positions discretely set in the virtual space. ..
コンピュータを、
視点位置及び視線方向を設定して仮想空間の画像を生成し、ヘッドマウントディスプレイに表示させる表示制御部として機能させ、
前記表示制御部は、前記仮想空間内に離散的に設定された複数の位置の中からユーザの操作に応じて決定される位置に前記視点位置を変更可能とする
ことを特徴とする表示制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
Computer,
Generate a virtual space image by setting the viewpoint position and line-of-sight direction, and let it function as a display control unit that displays it on the head mounted display.
A display control program, wherein the display control unit can change the viewpoint position to a position determined according to a user operation from a plurality of positions discretely set in the virtual space. A computer-readable recording medium in which is recorded.
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