JP3469539B2 - 仮想空間構築システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は、仮想空間構築装置に
関し、特にたとえば、仮想空間内に所望のオブジェクト
を構築する、仮想空間構築装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】３次元仮想空間内にオブジェクトを構築
するためのライブラリとしては、マイクロソフト社が提
供するDirectXや、サンマイクロシステムズ社が提供す
るJAVA3Dなどがある。このようなライブラリを利用すれ
ば、所望のオブジェクトを比較的簡単に作成することが
できる。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術では
オブジェクトの構築作業は１つのコンピュータを用いて
行われ、複数のコンピュータを同時に用いて仮想世界の
中で動的にオブジェクトを生成することは不可能であっ
た。 【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、複
数のコンピュータを同時に用いてオブジェクトを作成す
ることにより複数のコンピュータで共有される仮想空間
を共同で構築できる、仮想空間構築装置を提供すること
である。 【０００５】 【課題を解決するための手段】この発明は、複数のグラ
フィックス装置によって共有の仮想空間を構築する仮想
空間構築システムであって、各々のグラフィックス装置
は、仮想空間を保持し、第１オブジェクトを仮想空間に
形成するとともに、第１オブジェクトを示す第１オブジ
ェクト情報を他のグラフィックス装置に送信し、他のグ
ラフィックス装置から送信される第２オブジェクト情報
を受信して、第２オブジェクト情報に基づく第２オブジ
ェクトを仮想空間に形成するものにおいて、仮想空間に
存在して自律的に行動する、かつ固有の性格付けがなさ
れるエージェントが、仮想空間内に存在するオブジェク
トを視覚で認識する視覚センサ手段、オブジェクトを触
覚で認識する触覚センサ手段、視覚センサ手段の認識結
果に基づいて性格付けに応じた反応をする第１反応手
段、および触覚センサ手段の認識結果に基づいて所定の
ルールに従った反応をする第２反応手段を備えることを
特徴とする、仮想空間構築システムである。 【０００６】 【作用】この発明においては、複数のパーソナルコンピ
ュータなどのグラフィックス装置を用いて共同で仮想空
間が構築され、構築された仮想空間は複数のグラフィッ
クス装置で共有される。つまり、各々のグラフィックス
装置では第１形成手段はグラフィックスソフトウェアな
どで作成された任意の第１オブジェクトを自己のグラフ
ィックス装置上の仮想空間に形成するとともに、送信手
段は自己のグラフィックス装置上の仮想空間に形成され
た第１オブジェクトについての情報である第１オブジェ
クト情報を他の複数のグラフィックス装置に送信する。
一方、他のグラフィックス装置から第１オブジェクト情
報が送信されると、判断手段はグラフィックス装置が第
２オブジェクト情報を受信したどうかを判断し、受信し
たと判断すると第２形成手段は第２オブジェクト情報に
基づいて第２オブジェクト（第１オブジェクト）を自己
のグラフィックス装置上の仮想空間に形成する。こうし
て構築された仮想空間は保持手段に記録されて保持され
る。したがって、任意のグラフィックス装置上の仮想空
間に形成されたオブジェクトは、他のすべてのグラフィ
ックス装置上の仮想空間にもリアルタイムで再現され
る。 【０００７】この発明の別の局面における実施例では、
仮想空間には自律的に活動するエージェント（Agent）
が存在し、エージェントはセンサによって仮想空間に存
在するオブジェクトを検知し、検知したオブジェクトに
応じた所定の反応を行う。つまり、センサ手段が仮想空
間に存在するオブジェクト（第１オブジェクトおよび第
２オブジェクト（自身以外のエージェントを含む））の
存在を検知し、反応手段は検知手段の検知結果に応じた
反応を行う。 【０００８】この発明の別の局面における好ましい実施
例では、エージェントはセンサによって、前方に存在す
るオブジェクトおよび接触しているオブジェクトを検知
する。つまり、視覚センサ手段はエージェントの前方に
存在するオブジェクトの存在を検知し、触覚センサ手段
はエージェントに接触しているオブジェクトの存在を検
知する。 【０００９】 【発明の効果】この発明によれば、コンピュータ（グラ
フィックス装置）を再起動させることなく、任意のコン
ピュータ上の仮想空間に形成されたオブジェクトを他の
複数のコンピュータ上の仮想空間にそれぞれリアルタイ
ムで再現する。 【００１０】したがって、各コンピュータ上の仮想空間
にオブジェクトを生成することにより、複数のコンピュ
ータで共有される仮想空間を共同で構築することができ
る。 【００１１】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。 【００１２】 【実施例】図１を参照して、この実施例の仮想空間構築
システムは、グラフィックス装置としてのパーソナルコ
ンピュータ（ＰＣ）１０を複数含んでおり、各ＰＣ１０
はネットワーク１００によって互いに接続される。ＰＣ
１０は、具体的には図２に示すように構成されている。
ＰＣ１０はＣＰＵ１２を含む。ＣＰＵ１２は、バス１８
を介してメモリ１４およびディスクドライブ１６と接続
されるとともに、バス１８およびＩ／Ｆ（インタフェイ
ス）回路２０を介してディスプレイ（映像モニタ）２
２，キーボード２４，マイク２６，マウス２８およびＴ
ＣＰ／ＩＰによってイーサネット（登録商標）などに接
続するためのネットワークインタフェイス３０と接続さ
れる。 【００１３】ＰＣ１０はネットワークインタフェイス３
０を介してネットワーク１００と接続され、他のＰＣ１
０との間でデータの送受信が可能である。ディスクドラ
イブ１６は、ＣＰＵ１２からの命令に応答してＣＤ−Ｒ
ＯＭのような記録媒体３２にアクセスし、これに記録さ
れた３次元グラフィックスソフトウェア（モデラ）およ
びワールドビューワをメモリ１４にインストールする。
オペレータがキーボード２４，マイク２６またはマウス
２８を操作して所定の命令を入力すると、ＣＰＵ１２
は、与えられた命令に応じてモデラおよびワールドビュ
ーワを処理する。ディスプレイ２２には、モデラおよび
ワールドビューワが表示される。モデラには処理に応じ
た３次元オブジェクト（以下、単に「オブジェクト」と
呼ぶ）が再現され、ワールドビューワには処理に応じた
３次元仮想空間（以下、単に「仮想空間」と呼ぶ）が再
現される。 【００１４】ワールドビューワの仮想空間は、具体的に
は図３に示すような空間である。つまり、周囲が海によ
って囲まれた陸地の上に民家が一軒存在し、民家から距
離を隔てた位置に丘が形成されている。丘の上には２つ
の岩が存在し、一方の岩には一本の木が生えている。ま
た、これらの岩の上には円盤が浮いている。陸地には、
きのこ，りんご，バナナなどのフルーツ（図示せず）が
点在し、海の中には魚が泳いでいる。 【００１５】ワールドビューワ４０は他のＰＣ１０上の
複数のワールドビューワ４０と通信が可能であり、複数
のワールドビューワ４０のそれぞれに再現される仮想空
間は互いにリンクしている。したがって、複数のワール
ドビューワ４０において同一の仮想空間が共有される。
たとえば、ある１つのワールドビューワ４０の仮想空間
に“きのこ”のオブジェクトが追加されると、他のワー
ルドビューワ４０の仮想空間にもリアルタイムで“きの
こ”が生成される。つまり、任意の仮想空間に追加され
た“きのこ”などのオブジェクトが、ワールドビューワ
４０を再起動することなくすべての仮想空間にリアルタ
イムで生成される。 【００１６】仮想空間に追加された“きのこ”などのオ
ブジェクトの情報は既存の仮想空間の情報とともに各Ｐ
Ｃ１０のメモリ１４に記録され、オブジェクトの追加な
どによってリアルタイムに変化する仮想空間は各ＰＣ１
０のメモリ１４に記録される。 【００１７】このような仮想空間には、各ワールドビュ
ーワ４０から図４に示すような“トリ”，“カッパ”お
よび“女の子”などのエージェント（Agent）が存在す
る。これらのエージェントは後述のセンサを用いて仮想
空間に存在する“きのこ”などのオブジェクトを認識し
つつ自律的に行動する。なお、図４は図３における民家
の屋内の様子を示している。各ワールドビューワ４０に
よって生成された各エージェントは同一セッション（Se
ssion）に属するすべてのワールドビューワ４０の仮想
空間に一様に生成される。ここで、セッションとはネッ
トワークによって相互に接続されることによって同一の
仮想空間を共有するグループの単位である。セッション
のホストを担うＰＣ１０を特にセッションホストと呼
ぶ。 【００１８】エージェントは仮想空間において自律的に
行動しているが、キーボード２４，マイク２６またはマ
ウス２８から所定の命令をワールドビューワ４０に入力
することによって、マニュアル操作に切り替えてオペレ
ータが直接的に操作することもできる。自律的行動であ
るかオペレータによる操作であるかに関わらず、各エー
ジェントの存在および行動はその他のオブジェクトと同
様に、同一のセッションに属するすべてのワールドビュ
ーワ４０の仮想空間にリアルタイムに反映される。 【００１９】ワールドビューワ４０に再現される自律型
のエージェント（Agent）は視覚センサおよび触覚セン
サを備えている。視覚センサによってエージェントの前
方に存在するたとえば、きのこ，みかん，りんご，バナ
ナなどの３次元オブジェクト（以下、単に「オブジェク
ト」と表記する）を認識する。触覚センサではエージェ
ントに接触しているオブジェクトたとえば、地面，床，
壁，海水などを検知する。ワールドビューワ４０によっ
て再現される仮想空間自体にはエージェントの活動範囲
を制限する情報が存在せず、エージェント自身が自身の
置かれている空間の状態、たとえば壁に突き当たってい
る，海中に潜っているなどを判断する。また、エージェ
ントにはエージェント固有の性格付けがなされており、
この性格の違いによってオブジェクトを認識したときの
反応が異なる。性格付けとは、たとえば視覚センサがき
のこを認識すると手にとって食べるが、りんごを認識す
ると逃げ出すなどである。異なる性格付けがなされたエ
ージェントはまったく逆の反応をすることも考えられ
る。 【００２０】仮想空間に存在し、エージェントによって
認識および検知されるこれらのオブジェクトは、図５に
示すような上述のモデラ５０によって作成される。モデ
ラ５０には、３次元オブジェクトの斜視方向を表示する
投影図表示部５２，３次元オブジェクトの上面図を表示
する上面図表示部５４，３次元オブジェクトの正面を表
示する正面図表示部５６および３次元オブジェクトの側
面図を表示する側面図表示部５８が設けられている。ま
たメニュー表示部６０にはモデラ５０の機能メニューが
複数表示されている。オペレータは機能メニューに表示
された機能メニューを選択することによって所望の描画
機能等を用いて３次元オブジェクトを作成する。 【００２１】モデラ５０の描画機能等は従来からの３次
元グラフィックスソフトウェアが備えている機能と同様
である。しかし、この実施例のモデラ５０はワールドビ
ューワ４０との間で直接的にオブジェクトの授受が可能
である。つまり、図５に示すようにマウス２８によるド
ラッグ・アンド・ドロップ操作によって、モデラ５０で
作成したオブジェクト７０をワールドビューワ４０の仮
想空間に送り込み、また逆に仮想空間に存在するオブジ
ェクト７０をモデラ５０に取り込むことができる。 【００２２】モデラ５０からワールドビューワ４０に
“きのこ”などのオブジェクトがドロップされると、各
ＰＣ１０のＣＰＵ１２は図６および図７のフロー図に示
す処理を実行する。なお、図６および図７のフロー図は
セッションホスト（ＰＣ１０）におけるワールドビュー
ワ４０およびその他のＰＣ１０におけるワールドビュー
ワ４０における処理を示している。また、図８はモデラ
５０および各ワールドビューワ４０間で行われるデータ
の授受の様子を示している。図８の例では３台のＰＣ１
０がセッションに参加しており、説明の都合上、各ワー
ルドビューワ４０には括弧付の番号を添付して区別して
いる。この例ではワールドビューワ（２）がセッション
ホストを担っている。 【００２３】モデラ５０からワールドビューワ（１）に
オブジェクト７０をドラッグ・アンド・ドロップする
と、モデラ５０ではオペレータによって作成されたオブ
ジェクト７０に基づいてオブジェクト情報が生成され、
オブジェクト追加通知が、生成されたオブジェクト情報
（＊１）とともにワールドビューワ（１）に転送され
る。なお、モデラ５０で生成されるオブジェクト情報
（＊１）には、オブジェクト７０の概観（形状）に関す
る情報であるオブジェクト形成情報，オブジェクト７０
の表面（サーフェス）に関する情報であるテクスチャ情
報が含まれている。 【００２４】モデラ５０からオブジェクト情報およびオ
ブジェクト追加情報がワールドビューワ（１）転送され
ると、ワールドビューワ（１）では、ステップＳ１でオ
ブジェクト７０がモデラ５０からドロップされたと判断
する。そして、ステップＳ３においてワールドビューワ
（１）のＰＣ１０がセッションホストであるかどうか、
つまりオブジェクトのモデラ５０からワールドビューワ
４０へのドラッグ・アンド・ドロップが行われたＰＣ１
０がセッションホストであるかどうかを判断する。図８
の例ではワールドビューワ（１）のＰＣ１０はセッショ
ンホストでないので、ステップＳ１１でオブジェクトＩ
Ｄの生成要求をセッションホストであるＰＣ１０（ワー
ルドビューワ（２））に送信する。 【００２５】オブジェクトＩＤの生成要求が送信される
とワールドビューワ（２）のＰＣ１０ではステップＳ２
１においてオブジェクトＩＤの生成要求があったと判断
し、ステップＳ２３でオブジェクトＩＤを生成する。仮
想空間に存在するすべてのオブジェクトのオブジェクト
ＩＤはセッションホストで管理されており、既存のオブ
ジェクトＩＤと重複しないオブジェクトＩＤが生成され
る。そして、生成されたオブジェクトＩＤはステップＳ
２５で、オブジェクトＩＤの生成要求を送信したワール
ドビューワ（１）のＰＣ１０に送信する。 【００２６】オブジェクトＩＤが送信されると、ワール
ドビューワ（１）のＰＣ１０はステップＳ１３でオブジ
ェクトＩＤを受信したと判断する。そして、モデラ５０
から転送されたオブジェクト情報に基づいてステップＳ
７でワールドビューワ（１）の仮想空間にオブジェクト
７０を形成する。このとき、オブジェクト７０はオブジ
ェクトＩＤと関連付けられてワールドビューワ（１）の
ＰＣ１０が備えるメモリ１４に記録される。ステップＳ
９では、オブジェクト情報（＊２）をオブジェクト追加
通知とともにセッションに属するその他のＰＣ１０のワ
ールドビューワ４０（ワールドビューワ（２）およびワ
ールドビューワ（３））に送信する。オブジェクト情報
（＊２）には、オブジェクト情報（＊１）に含まれるオ
ブジェクト形成情報，テクスチャ情報の他に、オブジェ
クトＩＤおよび仮想空間への追加形成情報が含まれてい
る。なお、仮想空間への追加形成情報は、当該オブジェ
クト７０をワールドビューワ４０に出現させる仮想空間
における位置に関する情報であり、たとえば仮想空間に
おける位置情報，当該オブジェクト７０を保持するエー
ジェントの識別ＩＤなどである。仮想空間への追加形成
情報はワールドビューワ（１）の仮想空間にオブジェク
ト７０が生成されたとき、つまりオブジェクト７０がモ
デラ５０からドロップされたワールドビューワ４０の仮
想空間にオブジェクト７０が生成されたときに生成され
る。追加形成情報がエージェントの識別ＩＤである場合
には、モデラ５０からオブジェクト７０をワールドビュ
ーワ（１）にドラッグ・アンド・ドロップすると、オブ
ジェクト７０は識別ＩＤによって特定されるワールドビ
ューワ（１）内のエージェントの手（たとえば右手）の
部分に再現されてエージェントに保持される。 【００２７】なお、ワールドビューワ（１）がセッショ
ンホストである場合にはステップＳ３でＹＥＳと判断
し、ステップＳ５で自らオブジェクトＩＤを生成する。
そして、ステップＳ７でオブジェクト情報に基づいてオ
ブジェクト７０を仮想空間に生成し、ステップＳ９でオ
ブジェクト情報（＊２）およびオブジェクト追加通知を
ワールドビューワ（２）およびワールドビューワ（３）
に送信する。 【００２８】オジェクト追加通知およびオブジェクト情
報（＊２）が送信されると、ワールドビューワ（２）お
よびワールドビューワ（３）のＰＣ１０では、ステップ
Ｓ１５でオブジェクト情報（＊２）の受信であると判断
する。そして、ステップＳ１７では、受信したオブジェ
クト情報（＊２）に基づいてオブジェクト７０を仮想空
間に形成する。 【００２９】このようにして、モデラ５０で生成された
オブジェクト７０はモデラ５０からワールドビューワ
（１）にドラッグ・アンド・ドロップすることにより、
ワールドビューワ（１）を介して、セッションに属して
いるすべてのワールドビューワ４０の仮想空間に再現さ
れる。なお、セッションホストはセッションに含まれる
ＰＣ１０のうち最初に起動されたＰＣ１０であり、オブ
ジェクトＩＤの生成要求を受けてオブジェクトＩＤを生
成する以外は他のＰＣ１０と同じである。 【００３０】上述したように仮想空間に再現されるオブ
ジェクト７０は、“きのこ”などの食べ物に限らず、岩
であったり、円盤であったり、民家であったりする。エ
ージェントはこれらのオブジェクトを視覚センサまたは
触覚センサによって知覚する。図９のフロー図に示すよ
うに、視覚センサの有効範囲内にオブジェクトが現れる
とステップＳ３１で視覚センサの反応ありと判断する。
ステップＳ３３で、視覚センサによって存在が認識され
たオブジェクトが何であるかを特定する。そしてステッ
プＳ３５で、エージェントに設定された性格付けに基づ
いて、認識されたオブジェクトに対する反応を決定し、
決定された反応をステップＳ３７で実行する。 【００３１】また、エージェントにオブジェクトが接触
すると、ステップＳ３９で触覚センサの反応ありと判断
する。ステップＳ４１で、触覚センサによって検知され
たオブジェクトが何であるかを特定する。そして、ステ
ップＳ４３で、接触しているオブジェクトに対する反応
を仮想空間におけるルールに基づいて決定し、決定され
た反応をステップＳ４５で実行する。たとえば、エージ
ェントが壁に接触していると検知されると、エージェン
トは壁が検知された方向への移動を自ら制限する。ま
た、エージェントの体が海水に接触していると検知する
と、エージェントは移動方法を歩きから水泳に切り替え
たり、海水の抵抗を考慮した移動速度に変更したりす
る。 【００３２】以上説明したように、この発明の仮想空間
構築システムによれば、ＰＣ１０上のモデラ５０で作成
したオブジェクト７０をワールドビューワ４０にドラッ
グ・アンド・ドロップすることによって、他の複数のＰ
Ｃ１０上のワールドビューワ４０に表示された仮想空間
にオブジェクト７０をリアルタイムで再現することがで
きる。ワールドビューワ４０にさまざまなオブジェクト
７０を形成することにより、複数のコンピュータで共有
可能な仮想空間を共同で構築できる。 【００３３】なお、この発明の実施例は上述の例に限ら
ず種々に変更して実施してもよく、たとえば、図８の例
においてはモデラ５０の投影図表示部５２に表示された
オブジェクト７０をドラッグ・アンド・ドロップするこ
とによってワールドビューワ４０にオブジェクト７０を
再現するが、ドラッグ・アンド・ドロップは投影図表示
部５２のオブジェクト７０に限らず、上面図表示部５
４，正面図表示部５６および側面図表示部５８のオブジ
ェクト７０であってもよい。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明の一実施例の全体構成を示す図解図で
ある。 【図２】図１の実施例におけるパーソナルコンピュータ
の構成の一例を示すブロック図である。 【図３】図１の実施例における仮想空間の一例を示す図
解図である。 【図４】図１の実施例における仮想空間のその他の例を
示す図解図である。 【図５】モデラ−仮想空間（ワールドビューワ）間でオ
ブジェクトの授受を行う様子を示す図解図である。 【図６】図１の実施例における処理の一部を示すフロー
図である。 【図７】図１の実施例における処理の一部を示すフロー
図である。 【図８】図１の実施例におけるデータの授受の様子を示
す図解図である。 【図９】図１の実施例における処理の一部を示すフロー
図である。 【符号の説明】 １０ …パーソナルコンピュータ（ＰＣ） １２ …ＣＰＵ １４ …メモリ １６ …ディスクドライブ １８ …バス ２０ …インタフェイス（Ｉ／Ｆ） ２２ …ディスプレイ ２４ …キーボード ２６ …マイク ２８ …マウス ３０ …ネットワークインタフェイス ４０ …ワールドビューワ ５０ …モデラ ５２ …表面図表示部 ５４ …上面図表示部 ５６ …正面図表示部 ５８ …側面図表示部 ６０ …メニュー表示部 １００ …ネットワーク

フロントページの続き (72)発明者 中口 孝雄 京都府相楽郡精華町光台二丁目２番地２ 株式会社エイ・ティ・アール人間情報 通信研究所内 (72)発明者 下原 勝憲 京都府相楽郡精華町光台二丁目２番地２ 株式会社エイ・ティ・アール人間情報 通信研究所内 (56)参考文献 特表 平９−503082（ＪＰ，Ａ) パーソナルエージェント指向の仮想社 会「ＰＡＷ」の評価，電子情報通信学会 論文誌，日本，社団法人電子情報通信学 会，1999年10月25日，ＶＯＬ．Ｊ82−Ｄ −２ ＮＯ．10，ｐ1675−1683 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 17/40 G06F 13/00

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】複数のグラフィックス装置によって共有の
   仮想空間を構築する仮想空間構築システムであって、各
   々のグラフィックス装置は、前記仮想空間を保持し、第
   １オブジェクトを前記仮想空間に形成するとともに、前
   記第１オブジェクトを示す第１オブジェクト情報を他の
   グラフィックス装置に送信し、他のグラフィックス装置
   から送信される第２オブジェクト情報を受信して、前記
   第２オブジェクト情報に基づく第２オブジェクトを前記
   仮想空間に形成するものにおいて、 前記仮想空間に存在して自律的に行動する、かつ固有の
   性格付けがなされるエージェントが、前記仮想空間内に
   存在するオブジェクトを視覚で認識する視覚センサ手
   段、前記オブジェクトを触覚で認識する触覚センサ手
   段、前記視覚センサ手段の認識結果に基づいて前記性格
   付けに応じた反応をする第１反応手段、および前記触覚
   センサ手段の認識結果に基づいて所定のルールに従った
   反応をする第２反応手段を備えることを特徴とする、仮
   想空間構築システム。