JP2020149397A - 仮想空間におけるキャラクタ同士のコミュニケーションの制御方法 - Google Patents

仮想空間におけるキャラクタ同士のコミュニケーションの制御方法 Download PDF

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昌史 三上
京介 高山
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Abstract

【課題】仮想空間においてキャラクタ間のコミュニケーションを円滑にすることができる制御方法を提供する。【解決手段】仮想空間における複数のパフォーマユーザが演じる複数のキャラクタ間のコミュニケーション制御方法であって、仮想空間内に複数のキャラクタを配置するステップと、パフォーマユーザが装着するヘッドマウントディスプレイ及びコントローラのいずれかを介した入力に基づいて、キャラクタを制御するステップと、パフォーマユーザが仮想空間内において所定の作業を行うためのユーザインターフェースを表示するための指示を受信するステップと、を有する。仮想空間には、複数の仮想カメラが配置される。ユーザインターフェースは、複数の仮想カメラの各々により撮像される画像を表示する領域を含む。【選択図】図7

Description

本発明は、仮想空間におけるキャラクタ同士のコミュニケーションの制御方法に関する。
仮想空間にアバター等のキャラクタを配置して仮想的に会議を行うシステムとして、例えば特許文献1のように、情報処理端末から伝達される会議参加者の向きを示す動作データや音声データに基づいて、仮想空間においてオブジェクトを出力表示するシステムが開示されている。
特開2018−173829
特許文献1は、会議参加者の姿勢や動作をオブジェクトの表示出力に再現しつつ、参加者の外見といった、会議の集中に妨げとなる不必要な情報を排除するシステムを提供する。しかしながら、ユーザが仮想空間上において会議に集中しつつ、参加しながら他のタスクを並行して実行する等のニーズもあり、こうしたニーズを満たしながら、会議運営を効率的に遂行可能な仮想空間における会議システムを実現することが望まれる。
本発明は、このような背景を鑑みてなされたものであり、仮想空間におけるキャラクタ同士コミュニケーションを円滑に遂行することが可能な方法を提供することを目的とする。
仮想空間における複数のパフォーマユーザが演じる複数のキャラクタ間のコミュニケーション制御方法であって、仮想空間内に複数のキャラクタを配置するステップと、パフォーマユーザが装着するヘッドマウントディスプレイ及びコントローラのいずれかを介した入力に基づいて、前記キャラクタを制御するステップと、パフォーマユーザが仮想空間内において所定の作業を行うためのユーザインターフェースを表示するための指示を受信するステップと、を有し、前記仮想空間に複数の仮想カメラが配置され、前記ユーザインターフェースは、当該複数の仮想カメラの各々により撮像される画像を表示する領域を含む。
その他本願が開示する課題やその解決方法については、発明の実施形態の欄及び図面により明らかにされる。
本発明によれば、仮想空間におけるキャラクタ同士コミュニケーションを円滑に遂行することが可能な方法を提供することができる。
第1の実施形態にかかるHMDシステム300の全体構成例を示す図である。 第1の実施形態に係るHMD110の外観の模式図である。 第1の実施形態に係るHMD110の機能構成図である。 第1の実施形態に係るコントローラ210の外観の模式図である。 第1の実施形態に係るコントローラ210の機能構成図である。 第1の実施形態に係る画像生成装置310の機能構成図である。 第1の実施形態に係るHMDシステムにおける処理の流れを示す図である。 第1の実施形態に係るHMD110に表示される仮想空間の一例である。 第1の実施形態に係るHMD110に表示される仮想空間の他の一例である。
本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明の実施の形態による仮想空間におけるキャラクタの制御方法は、以下のような構成を備える。
[項目1]
仮想空間における複数のパフォーマユーザが演じる複数のキャラクタ間のコミュニケーション制御方法であって、
仮想空間内に複数のキャラクタを配置するステップと、
パフォーマユーザが装着するヘッドマウントディスプレイ及びコントローラのいずれかを介した入力に基づいて、前記キャラクタを制御するステップと、
パフォーマユーザが仮想空間内において所定の作業を行うためのユーザインターフェースを表示するための指示を受信するステップと、を有し、
前記仮想空間に複数の仮想カメラが配置され、
前記ユーザインターフェースは、当該複数の仮想カメラの各々により撮像される画像を表示する領域を含む、
制御方法。
[項目2]
項目1に記載の制御方法であって、
前記ユーザインターフェースは、ユーザが所定の作業を行うアプリケーションを表示する領域を含むことを特徴とする制御方法。
[項目3]
項目2に記載の制御方法であって、
前記ユーザインターフェースの所定領域に対するユーザ入力を検出することに応じて、前記キャラクタの制御を停止すること、を特徴とする制御方法。
[項目4]
項目3に記載の制御方法であって、
前記所定の領域は、前記ユーザが所定の作業を行うアプリケーションを表示する領域であること、を特徴とする制御方法。
[項目5]
項目2に記載の制御方法であって、
前記ユーザインターフェースの所定領域に対するユーザ入力を検出することに応じて、前記キャラクタの制御を自動的に制御することに切り替えること、を特徴とする制御方法。
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ(HMD)システム300の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図1は、本実施形態にかかるHMDシステム300の全体構成例を示す図である。HMDシステム300は、たとえば、ユーザが装着するHMD110およびコントローラ210、ならびにホストコンピュータとして機能する画像生成装置310で構成することができる。図1には、一例として、ユーザAおよびユーザBが装着するHMD110およびコントローラ210が表示されている。また、HMDシステム300は、HMD110やコントローラ210の位置、向き及び傾き等を検出するための赤外線カメラ(図示せず)等を追加することもできる。これらの装置は、相互に、有線又は無線手段により接続することができる。たとえば、各々の装置にUSBポートを備え、ケーブルで接続することで通信を確立することもできるし、他に、HDMI、有線LAN、赤外線、Bluetooth(登録商標)、WiFi(登録商標)等の有線又は無線により通信を確立することもできる。画像生成装置310は、PC、ゲーム機、携帯通信端末等計算処理機能を有する装置であればよい。また、画像生成装置310は、生成した画像をストリーミングまたはダウンロードの形態でHMD110に送信することができる。HMD110は、画像生成装置310から送信された画像を再生することができる。画像生成装置310は、複数のHMD110に対し、直接画像を送信することもできるし、他のコンテンツサーバを介して画像を送信することもできる。また、一例として、個々の画像生成装置を、各々のユーザが有するHMD、コントローラと直接またはローカルネットワークを介して接続し、生成した画像を、インターネット等のネットワークを介してサーバに送信し、サーバが他のユーザのHMDに画像を送信することもできる。
図2は、本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ(以下:HMD)110の外観の模式図である。HMD110はユーザの頭部に装着され、ユーザの左右の眼前に配置されるよう表示パネル120を備える。表示パネルとしては、光学透過型と非透過型のディスプレイが考えられるが、本実施形態では、より没入感を提供可能な非透過型の表示パネルを例示する。表示パネル120には、左目用画像と右目用画像とが表示され、両目の視差を利用することにより立体感のある画像をユーザに提供することができる。左目用画像と右目用画像とを表示することができれば、左目用ディスプレイと右目用ディスプレイとを個別に備えることも可能であるし、左目用及び右目用の一体型のディスプレイを備えることも可能である。
さらに、HMD110の筐体部130は、センサ140を備える。センサは、ユーザの頭部の向きや傾きといった動きを検出するために、図示しないが、たとえば、磁気センサ、加速度センサ、もしくはジャイロセンサのいずれか、またはこれらの組み合わせを備えることができる。ユーザの頭部の垂直方向をY軸とし、Y軸と直交する軸のうち、表示パネル120の中心とユーザとを結ぶ、ユーザの前後方向に相当する軸をZ軸とし、Y軸及びZ軸と直交し、ユーザの左右方向に相当する軸をX軸とするとき、センサ140は、X軸まわりの回転角(いわゆる、ピッチ角)、Y軸まわりの回転角(いわゆる、ヨー角)、Z軸まわりの回転角(いわゆる、ロール角)を検出することができる。
さらに、センサ140に加えて、またはセンサ140に代えて、HMD110の筐体部130は、複数の光源150(たとえば、赤外光LED、可視光LED)を備えることもでき、HMD110の外部(たとえば、室内等)に設置されたカメラ(たとえば、赤外光カメラ、可視光カメラ)がこれらの光源を検出することで、特定の空間におけるHMD110の位置、向き、傾きを検出することができる。または、同じ目的で、HMD110に、HMD110の筐体部130に設置された光源を検出するためのカメラを備えることもできる。
また、HMD110には光源150を設けずに、HMD110の外部に設置されたカメラによりHMD110の外観を撮影し、その撮影画像を画像解析することにより、HMD110の位置、向き、傾きを検出することもできる。この場合、HMD110が外部のカメラからの画像を取得して画像解析を行うようにしてもよいし、HMD110とは異なるコンピュータが画像解析を行い、解析結果をHMD110に送信するようにしてもよい。
また、HMD110は、本例のように、サーバや画像処理装置等の外部処理装置とネットワーク連携しながら、アプリケーションを実行し、データを送受信することもできるし、外部処理装置に依存せずに、HMD単体として、内蔵されたプログラムを実行する、スタンドアローン型の装置として機能することもできる。
図3は、本実施形態に係るHMD110の機能構成図である。図2において述べたように、HMD110は、センサ140を備えることができる。センサ140としては、ユーザの頭部の向きや傾きといった動きを検出するために、図示しないが、たとえば、磁気センサ、加速度センサ、もしくはジャイロセンサのいずれか、またはこれらの組み合わせを備えることができる。さらに精度よく、ユーザの頭部の向きや傾きといった動きを検出したり、ユーザの頭部の位置を検出したりするために、赤外光や紫外光といったLED150を備えることもできる。また、HMDの外景を撮影するためのカメラ160を備えることができる。また、ユーザの発話を集音するためのマイク170、音声を出力するためのヘッドフォン180を備えることもできる。なお、マイクやヘッドフォンはHMD110とは別個独立した装置として有することもできる。
さらに、HMD110は、たとえば、コントローラ210や画像生成装置310等の周辺装置との有線による接続を確立するための入出力部190を備えることができ、赤外線、Bluetooth(登録商標)やWiFi(登録商標)等無線による接続を確立するための通信部115を備えることができる。センサ140により取得されたユーザの頭部の向きや傾きといった動きに関する情報は、制御部125によって、入出力部190および/または通信部115を介して画像生成装置310に送信される。画像生成装置310において、ユーザの頭部の動きに基づいて生成された画像は、入出力部190および/または通信部115を介して受信され、制御部125によって表示部120に出力される。
図4は、本実施形態に係るコントローラ210の外観の模式図である。ユーザはコントローラ210を把持して所定の指示を行う。コントローラ210により、仮想空間内において、ユーザが所定の入力を行うことをサポートすることができる。例えば、ユーザは、コントローラを傾けることで、仮想空間内に表示される入力キーボードの所望のキーにカーソルを当て、ボタンを押下することで、テキスト入力を行うことができる。コントローラ210は、左手用220及び右手用230のコントローラのセットとして構成することができる。左手用コントローラ220及び右手用コントローラ230は、各々操作用トリガーボタン240、赤外線LED250、センサ260、ジョイスティック270、メニューボタン280を有することができる。
操作用トリガーボタン240は、コントローラ210のグリップ235を把持したときに、中指及び人差し指でトリガーを引くような操作を行うことを想定した位置に240a、240bとして配置される。コントローラ210の両側面から下方にリング状に形成されるフレーム245には、複数の赤外線LED250が備えられ、コントローラ210の外部に備えられるカメラ(図示せず)により、これらの赤外線LED250の位置を検出することで、特定の空間におけるコントローラ210の位置、向き及び傾きを検出することができる。
なお、赤外線LED250を省略し、コントローラ210の外部に配されるカメラによりコントローラ210の外観を撮影し、撮影画像を解析することにより、コントローラ210の位置、向き、傾きを検出することもできる。この場合、カメラからの画像をHMD110に送信してHMD110が画像解析を行うようにしてもよいし、HMD110およびコントローラ210とは異なるコンピュータが画像解析を行い、解析結果をHMD110に送信するようにしてもよい。
また、コントローラ210は、コントローラ210の向きや傾きといった動きを検出するために、センサ260を内蔵することができる。センサ260として、図示しないが、たとえば、磁気センサ、加速度センサ、もしくはジャイロセンサのいずれか、またはこれらの組み合わせを備えることができる。さらに、コントローラ210の上面には、ジョイスティック270及びメニューボタン280を備えることができる。ジョイスティック270は、基準点を中心に360度方向に動かすことができ、コントローラ210のグリップ235を把持したときに、親指で操作されることが想定される。メニューボタン280もまた同様に、親指で操作されることが想定される。さらに、コントローラ210は、コントローラ210を操作するユーザの手に振動を与えるためのバイブレータ(図示せず)を内蔵することもできる。ボタンやジョイスティックを介したユーザの入力内容やセンサ等を介したコントローラ210の位置、向き及び傾きといった情報を出力するため、また、ホストコンピュータからの情報を受信するために、コントローラ210は、入出力部及び通信部を有する。
ユーザがコントローラ210を把持し、各種ボタンやジョイスティックを操作することの有無、及び赤外線LEDやセンサにより検出される情報によって、システムはユーザの手の動きや姿勢を決定し、仮想空間内において擬似的にユーザの手を表示させ、動作させることができる。
図5は、本実施形態に係るコントローラ210の機能構成図である。図4において述べたように、コントローラ210は、左手用220及び右手用230のコントローラのセットとして構成することができるが、いずれのコントローラにおいても、操作用トリガーボタン240、ジョイスティック270、メニューボタン280といった操作部245を備えることができる。
また、コントローラ210は、コントローラ210の向きや傾きといった動きを検出するために、センサ260を内蔵することができる。センサ260として、図示しないが、たとえば、磁気センサ、加速度センサ、もしくはジャイロセンサのいずれか、またはこれらの組み合わせを備えることができる。
さらに、複数の赤外線LED250が備えられ、コントローラ外部に備えられるカメラ(図示せず)により、これらの赤外線LEDの位置を検出することで、特定の空間におけるコントローラ210の位置、向き及び傾きを検出するようにしてもよい。
コントローラ210は、たとえば、HMD110や画像生成装置310等の周辺装置との有線による接続を確立するための入出力部255を備えることができ、赤外線、Bluetooth(登録商標)やWiFi(登録商標)等無線による接続を確立するための通信部265を備えることができる。ユーザにより操作部245を介して入力された、例えば、テキスト入力情報及びセンサ260によって取得されたコントローラ210の向きや傾きといった情報は、入出力部255および/または通信部265を介して画像生成装置310に送信される。
図6は、本実施形態に係る画像生成装置310の機能構成図である。画像生成装置310としては、HMD110やコントローラ210から送信された、ユーザ入力情報やセンサ等により取得されたユーザの頭部動きやコントローラの動きや操作に関する情報を記憶し、所定の計算処理を行い、画像を生成するための機能を有する、PC、ゲーム機及び携帯通信端末等といった装置を使用することができる。画像生成装置310は、たとえば、HMD110やコントローラ210等の周辺装置との有線による接続を確立するための入出力部320を備えることができ、赤外線、Bluetooth(登録商標)やWiFi(登録商標)等無線による接続を確立するための通信部330を備えることができる。入出力部320および/または通信部330を介して、HMD110および/またはコントローラ210から受信された、ユーザの頭部の動きやコントローラの動きや操作に関する情報は、制御部340において、ユーザの位置、視線、姿勢等の動作、発話、操作等を含めた入力内容として検出され、ユーザの入力内容に応じて、記憶部350に格納された制御プログラムを実行することで、キャラクタの制御を行い、画像を生成するといった処理がなされる。制御部340は、CPUで構成することもできるが、画像処理に特化したGPUをさらに設けることで、情報処理と画像処理を分散化し、全体の処理の効率化を図ることもできる。画像生成装置310はまた、他の計算処理装置と通信を行い、他の計算処理装置に情報処理や画像処理を分担させることもできる。
さらに、画像生成装置310の制御部340は、HMD110および/またはコントローラ210から受信された、ユーザの頭部の動きやユーザの発話、また、コントローラ操作によるテキスト入力情報、及びコントローラの動きや操作に関する情報を検出する入力検出部610と、予め記憶部350のキャラクタデータ格納部650に格納されたキャラクタに対して、制御プログラム格納部に格納された制御プログラムを実行するキャラクタ制御部620と、キャラクタ制御に基づいて画像を生成する画像生成部630を有する。ここでキャラクタの動きの制御については、HMD110やコントローラ210を介して検出されたユーザ頭部の向きや傾き、手の動きといった情報を、人間の身体の関節の動きや制約に則って作成されたボーン構造の各部の動きに変換し、予め格納されたキャラクタデータに対して、ボーン構造を関連付けることで、ボーン構造の動きを適用させることで実現される。また、制御部340は、仮想空間内のキャラクタや背景を撮像する仮想カメラを制御するカメラ制御部640を有する。
記憶部350は、上述のキャラクタデータ格納部650に、キャラクタのイメージデータのほか、キャラクタの属性等キャラクタに関連する情報を格納する。また、制御プログラム格納部670は、仮想空間におけるキャラクタの動作や表情を制御するためのプログラムを格納する。ストリーミングデータ格納部660は、画像生成部630で生成された画像を格納する。また、記憶部350は、ユーザが仮想空間内において所定の作業を行うためのユーザインターフェースを構成する部品等を格納するユーザインターフェース(UI)格納部690を有する。
図7は、第1の実施形態に係るHMDシステムにおける処理の流れを示す図である。
画像生成装置310の制御部340の入力検出部610は、HMD110からの入力データ、例えば、HMD110を装着するユーザが所定の作業を行うためのユーザインターフェース画面を表示する要求を受信したかを確認する(S101)。
ここで、HMD110またはコントローラ210から表示要求を受付けた場合(YES)、画像生成部630は、記憶部350のUI格納部690に格納されたユーザインターフェースを構成する部品を基にユーザインターフェース画面を生成し、仮想空間内に配置されるキャラクタに対向する所定の位置にユーザインターフェース画面を配置する処理を行う(S102)。
図8に、本実施形態に係るHMD110に表示される仮想空間の一例を示す。図8(a)は、仮想空間において、複数のキャラクタが会議を行っている様子である。仮想空間800において、各々遠隔のユーザに紐づけられるキャラクタ802、803が配置されており、各々のキャラクタを撮像する仮想カメラ801が配置されている。
S101において、画像生成装置310がキャラクタ802を操作するHMD110またはコントローラ210からのユーザインターフェースの表示要求を受信すると、図8(b)に示すように、画像生成部630は、ユーザインターフェース画面804を生成し、仮想空間800内のキャラクタ802に対向する位置に表示する処理を行う。ユーザインターフェース画面804は、ユーザが、メール、チャット、ドキュメント作成、及びグラフ作成等を行うためのアプリケーションを表示する領域805、仮想カメラ801が撮像する画像を表示する領域806、807を含み、領域806には、仮想カメラ801が撮像する仮想空間800内のキャラクタ802の画像、領域807には、仮想カメラ801が撮像する仮想空間800内のキャラクタ807が各々表示される。仮想空間800内において他のキャラクタが配置される場合が、領域806、807をさらに分割し、他のキャラクタの画像が表示されるようにしてもよい。
次に、図7に戻り、画像生成装置310の入力検出部610は、ユーザインターフェースの所定の領域に対してHMD110またはコントローラ210から所定の操作を受信したかを確認する(S103)。
HMD110またはコントローラ210から所定の操作を受信した場合(YES)、キャラクタ制御部620は、仮想空間内におけるキャラクタ動作のミュート(無効化)処理を行う(S104)。ここで、ミュート処理とは、例えば、音声チャット時の消音処理のように、本実施形態においては、HMD110またはコントローラ210を介したユーザの入力内容(すなわち、動作)が仮想空間内のキャラクタの動作として表示させない処理を行うことをいい、具体的に、キャラクタ制御部620は、入力検出部610においてユーザがユーザインターフェース804において所定の領域に対して所定の操作を行ったことを検出すると、キャラクタ制御部620は、キャラクタ制御を停止させる処理を行うか、または、キャラクタの制御をHMD110またはコントローラ210から検出された入力内容によらない自動制御に切り替える処理を行う。自動制御としては、キャラクタが、事前に記憶された動作(例えば、所定時間置きに相槌を打つ等)をランダムに実行するよう制御させる等の方法が考えられる。また、ここで、ユーザインターフェースにおける所定の領域とは、例えば、図8(b)に示すアプリケーションを表示する領域をさし、ユーザが仮想空間における会議中に、ドキュメント作成やメール作成のために領域805に対する操作を行うことが考えられる。
図9に、第1の実施形態に係るHMD110に表示される仮想空間の他の一例である。図9(a)は、上述の通り、ユーザが、ユーザインターフェース画面804の領域804において、メールアプリケーションを表示させ、メール作成の作業を実施する様子を示している。
入力検出部610が、ユーザが、HMD110またはコントローラ210(またはその他ジェスチャ認識等)を介してユーザインターフェース画面804における領域805に対する操作を行ったことを検出すると、キャラクタ制御部620は、入力内容(例えば、ユーザが両手で仮想空間内のキーボードを使ってタイピングしているかのような動作)を基にキャラクタを制御することを停止するか、または、所定の制御に切り替えるよう処理を行う。図9(b)において、キャラクタ802が仮想空間内において作業している動作は反映されずに、キャラクタ803から見ると、キャラクタ802はキャラクタ803との会話に集中しているように見える。
図7に戻り、HMD110またはコントローラ210から所定の操作を受信しない場合(NO)、処理は、S105に進み、キャラクタ制御部620は、入力検出部610において検出されたHMD110またはコントローラ210から受信された入力内容をキャラクタの動作に反映させるよう制御を行う(S105)。
以上説明したように、本実施形態に係るHMDシステム300によれば、仮想空間において、ユーザが会議と並行的に作業を進めつつ、ユーザ同士が円滑にコミュニケーションを取ることができるような仕組みを提供することができる。
以上、本実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。
110 HMD
120 表示パネル
130 筐体部
140 センサ
150 光源
160 カメラ
170 マイク
180 ヘッドフォン
210 コントローラ
220 左手用コントローラ
230 右手用コントローラ
235 グリップ
240 操作用トリガーボタン
250 赤外線LED
260 センサ
270 ジョイスティック
280 メニューボタン
300 HMDシステム
310 画像生成装置

Claims (5)

  1. 仮想空間における複数のパフォーマユーザが演じる複数のキャラクタ間のコミュニケーション制御方法であって、
    仮想空間内に複数のキャラクタを配置するステップと、
    パフォーマユーザが装着するヘッドマウントディスプレイ及びコントローラのいずれかを介した入力に基づいて、前記キャラクタを制御するステップと、
    パフォーマユーザが仮想空間内において所定の作業を行うためのユーザインターフェースを表示するための指示を受信するステップと、を有し、
    前記仮想空間に複数の仮想カメラが配置され、
    前記ユーザインターフェースは、当該複数の仮想カメラの各々により撮像される画像を表示する領域を含む、
    制御方法。
  2. 請求項1に記載の制御方法であって、
    前記ユーザインターフェースは、ユーザが所定の作業を行うアプリケーションを表示する領域を含むことを特徴とする制御方法。
  3. 請求項2に記載の制御方法であって、
    前記ユーザインターフェースの所定領域に対するユーザ入力を検出することに応じて、前記キャラクタの制御を停止すること、を特徴とする制御方法。
  4. 請求項3に記載の制御方法であって、
    前記所定の領域は、前記ユーザが所定の作業を行うアプリケーションを表示する領域であること、を特徴とする制御方法。
  5. 請求項2に記載の制御方法であって、
    前記ユーザインターフェースの所定領域に対するユーザ入力を検出することに応じて、前記キャラクタの制御を自動的に制御することに切り替えること、を特徴とする制御方法。
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