JP3476886B2 - 仮想空間におけるオブジェクト操作装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータグラフィ
ック（ＣＧ）により生成される３次元仮想空間内のオブ
ジェクトをインタラクティブに操作するためのオブジェ
クト操作装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＧを用いて３次元仮想空間を生成し、
その空間のオブジェクトをインタラクティブに操作した
いという要求がある。例えば、ＣＧ により、現実の発
電所を模した３次元の仮想的な発電所の空間を生成し、
その仮想発電所で発電所運転訓練を行うシステムでは、
仮想発電所内の操作盤のレバーやボタンといったオブジ
ェクトをインタラクティブに操作できなくてはならな
い。そして、操作盤の場合には、あるボタンを押すとい
う操作の結果、関連するあるパネルが光るといったオブ
ジェクト間の連携動作も実現しなければならない。この
ようなオブジェクトの操作を可能にするためには、オブ
ジェクト間の関係付けやオブジェクトの動作制約に関す
るデータを設定する方法が必要になる。このデータ設定
方法の従来の技術としては、次のようなものが挙げられ
る。

【０００３】１． 作図用ツールなどで利用されている
グルーピング ２． ＣＡＤ等で利用されているオブジェクト間の動作
制約 ３． Graphic User Interface(GUI)ツール ４． グラフ生成ツールのようなVisualizer

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記方法１は図として
の一体化を行うだけのものである。方法２は物理的な制
約のみで、論理的な関係の設定はできなかった。つま
り、２つのオブジェクト間の“動き”に関する親子関
係、すなわち親のオブジェクトを移動すれば、子供のオ
ブジェクトも一緒に移動するといったオブジェクト間の
物理的な制約を定義しただけで、例えば、「ボタン( オ
ブジェクト) １を押すと、ランプ( オブジェクト) ２が
光る」というようなオブジェクト間の“状態”に関する
親子関係（論理的な関係）の設定はできなかった。ま
た、方法３は変更する表示データを別に持っているだけ
で、オブジェクト間の関係を設定しているわけではなか
った。また、方法４はパラメータ変更により画像を変更
するものではあるが、オペレータの対話的操作に追従し
て画像を変更することはできなかった。

【０００５】本発明は、上記のような従来課題を鑑みて
達成され、ＣＧにより生成される３次元仮想空間を、各
オブジェクトがその機能を定義された属性データを持っ
た仮想空間（これを「３次元仮想世界」と呼ぶ）として
簡単に構築することができ、実世界のようなオブジェク
トのインタラクティブな操作を実現するオブジェクト操
作装置および方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によると、オブジ
ェクトの空間的配置、“動き”についてのオブジェクト
間の関係設定に加えて、各オブジェクトの機能定義であ
る属性データ、“状態”に関するオブジェクト間の関係
についてのデータを設定し、各オブジェクトは各々が持
つ属性データを基に動作するオブジェクト操作装置を提
供する。

【０００７】すなわち、オブジェクト操作装置は、各オ
ブジェクトの形状データを格納する形状データ格納手段
と、各オブジェクトの３次元的な位置データを格納する
位置データ格納手段と、前記各オブジェクトがもつ属性
データを格納するオブジェクト属性データ格納手段と、
前記各オブジェクトがもつ初期状態データを格納するオ
ブジェクト状態データ格納手段と、前記各オブジェクト
間の親子関係データを格納するオブジェクト間関係デー
タ格納手段と、前記形状データ、前記位置データに基づ
いて仮想空間の３次元画像を生成する生成手段と、前記
３次元画像を表示する表示手段と、構成する各オブジェ
クトを操作するオペレータが、操作のための入力を行う
入力手段と、前記入力手段により入力されたデータか
ら、対象となるオブジェクトを判定するオブジェクト判
定手段と、前記オブジェクト判定手段により判定された
オブジェクトの持つ前記属性データ、状態データ、関係
データに基づき、前記入力手段より入力された操作に応
じて、前記状態データもしくは前記表示手段の表示を変
更する変更手段とを備えたことを特徴とする。

【０００８】また、この発明は、前記のオブジェクト群
のデータ、即ちオブジェクトの位置、オブジェクトの形
状、オブジェクトの属性、オブジェクト間の関係、オブ
ジェクトの状態のデータを設定するオブジェクトデータ
設定手段とを備えたことを特徴とするオブジェクト操作
装置を提供する。

【０００９】また、この発明は、前記オブジェクトデー
タ設定手段により変更されたオブジェクトデータを、リ
アルタイムに反映して前記３次元仮想世界を描画する、
３次元仮想世界描画手段を備えたことを特徴とするオブ
ジェクト操作装置を提供する。

【００１０】

【作用】この発明のオブジェクト操作装置によると、オ
ペレータが加える操作がどのオブジェクトに対するもの
かをオブジェクト判定部が判定し、その操作に対して、
オブジェクトは自身が持つ機能に関するデータを用い
て、そのオブジェクト自身に加えて、関連するオブジェ
クトも連携して動作させるように変更手段が状態データ
と表示を変更することができ、仮想世界内であたかも現
実の世界と同じようなインタラクティブな操作を行うこ
とができる。

【００１１】また、オペレータは、オブジェクト毎にそ
れがどのように動作してほしいかを考え、プログラムを
作ることなくオブジェクトデータ設定手段を用いてデー
タを編集して３次元仮想世界内の動作を設定、変更でき
る。よって、データ記述のルールさえ判れば、誰でも簡
単に設定できる。

【００１２】また、属性データは他のデータと独立に格
納されているので、同様の属性を持つオブジェクト間で
は１つの属性データを共有すれば良く、メモリを節約す
ることもできる。

【００１３】また、３次元仮想世界描画手段は各オブジ
ェクトのデータを変更した結果をリアルタイムに３次元
仮想世界の画像として表示するので、オペレータは変更
結果を確認することができ、効率良く３次元仮想世界の
構築作業を行うことができる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例を説明す
る。 第１実施例 図１ないし４を参照して本発明の第１実施例の構成を説
明する。

【００１５】図１は、第１実施例のオブジェクト操作装
置の全体構成図を示している。すなわち、現実の空間に
おけるオペレータの手の座標（以下、現実の空間におけ
る座標を物理座標と呼ぶ。）である手の位置物理座標及
び方向を入力するための位置入力手段として、例えば磁
気センサ１０１と磁界発生用磁気ソース１０２と、オペ
レータの手の形状を入力するための手形状入力装置１０
３、例えばデータグローブと、オペレータの３次元仮想
世界内における移動及び回転動作を入力するための入力
手段、例えばジョイスティック１０４とが設けられてい
る。

【００１６】また、磁気センサ１０１を通じてオペレー
タの手の位置物理座標及び方向を検出する位置・方向座
標検出部１０５および手形状入力装置１０３を通じてオ
ペレータの手の形状およびジョイスティック１０４の操
作状態を検出する入力処理部１０６が設けられている。
また、オペレータが手形状入力装置１０３やジョイステ
ィック１０４を通じて行う操作状態と各操作に対応する
操作内容との対照テーブルを格納する操作記憶部１０７
およびオペレータによる操作を前記対照テーブルに照合
して操作内容を判定する操作判定部１０８が設けられて
いる。操作記憶部１０７における前記対照テーブルの内
容が図２に示されており、説明のために各値が対応する
操作について、簡単なイラストで注釈が付けられてい
る。

【００１７】また、位置・方向座標検出部１０５と、操
作判定部１０８と、各オブジェクトの３次元仮想世界に
おける位置座標データを格納しているオブジェクト位置
記憶部１０９を通じて、操作対照となるオブジェクトを
判定するオブジェクト判定部１１０が設けられ、このオ
ブジェクト判定部１１０では、オペレータの仮想世界内
の手の座標から最も近いオブジェクトを探し、そのオブ
ジェクトの周囲にオブジェクト操作が可能な範囲を設定
し、その範囲内にオペレータの手が入っているかを判定
する。この判定のフローが図３に示されている。

【００１８】また、オブジェクト判定部１１０と各オブ
ジェ クトの属性データを格納するオブジェクト属性記
憶部１１２を通じて、操作対象であるオブジェクトの属
性データを判定するオブジェクト属性判定部１１１と、
オブジェクト判定部１１０と、各オブジェクト間の関係
を定義したオブジェクト間関係データを格納するオブジ
ェクト間関係記憶部１１４を通じて、操作対象であるオ
ブジェクトの他のオブジェクトとの関係を判定するオブ
ジェクト間関係判定部１１３、およびオブジェクト判定
部１１０と、各オブジェクトの状態データを格納するオ
ブジェクト状態記憶部１１６を通じて、操作対象である
オブジェクトの現状態を判定するオブジェクト状態判定
部１１５、並びにオブジェクト形状データを格納してい
るオブジェクト形状記憶部１１７が設けられている。オ
ブジェクト属性記憶部１１２、オブジェクト間関係記憶
部１１４、オブジェクト状態記憶部１１６、オブジェク
ト位置記憶部１０９の各データ内部の一例が図４に示さ
れている。

【００１９】オブジェクトの位置データ（４０１）に
は、そのオブジェクトのＩＤ番号や、そのオブジェクト
の持つ属性データの番号が格納されており、その番号に
より属性データをサーチする。属性データ（４０２）に
は、移動の可否や、移動、回転の制限が設定されてい
る。属性データ（４０２）には、下位構造として特定の
機能別の属性データ（４０３）が付属しており、例えば
ボタンとしての機能を持つオブジェクトにはボタンとし
ての属性データ、すなわちボタンが押されてＯＮの状態
になった時の色や、ＯＦＦの時の色、押した時に発生す
る音の種類などが設定されている。 オブジェクト間関
係データ（４０４）には、動きに関しての親子関係と、
状態に関しての親子関係の定義がそれぞれオブジェクト
のＩＤ番号のセットにより設定されている。オブジェク
トの状態データ（４０５）は、例えば前記のボタンとし
ての機能を持つオブジェクトが現在ＯＮの状態か、ＯＦ
Ｆの状態かを判定し、入力された操作によって変更する
ためのデータが設定されている。

【００２０】また、入力処理部１０６の結果のオペレー
タの操作内容に基づいて、前記状態データを変更するオ
ブジェクト状態データ変更部１１８と、前記オブジェク
ト状態データ変更部１１８により変更されたオブジェク
トの状態データとオブジェクト属性判定部１１１と、オ
ブジェクト間関係判定部１１３の結果に基づいて、画像
変更処理内容を決定する画像変更処理決定部１１９とが
設けられている。

【００２１】また、画像変更処理決定部１１９の結果を
基に３次元画像を生成する表示制御部１２０と、３次元
画像表示のためのディスプレイ１２１が設けられてい
る。次に、図３および図５を参照して上記構成の第１実
施例の作用を説明する。

【００２２】位置・方向座標検出部１０５は、磁界発生
用磁気ソース１０２および磁気センサ１０１を通じてオ
ペレータの手の位置物理座標および方向を検出し、その
結果は、オブジェクト判定部１１０に送られる。一方、
入力処理部１０６は手形状入力装置１０３を通じてオペ
レータの手の形状を検出し、またジョイスティック１０
４の操作状態を検出する。その結果を操作判定部１０８
において、操作記憶部１０７のデータを基にこれらの形
状及び操作状態からなる操作内容を判定する。この操作
内容がオブジェクトの操作に関するものであった場合、
オブジェクト判定部１１０は位置・方向座標検出部１０
５からのデータと、オブジェクト位置記憶部１０９を基
にオペレータの手から一番近く、操作可能範囲内のオブ
ジェクトを探し、操作対象とする。

【００２３】即ち、図３のフローに示すように、装置の
スタートで、オペレータの下層の手の座標Ｘ（Ｘｈ，Ｙ
ｈ，Ｚｈ）とオブジェクトの一座標間の距離が近いｉ順
にｎ個のオブジェクトのリストを作成する（３０１）。
次に、ｉ＝１とされ、このｉがインクリメントされる。
この後、ｉ＞ｎの判定が行われ、この判定がＮｏの場
合、ステップ３０２に進む。ステップ３０２では、選択
されたオブジェクトＡｉ（Ｘａｉ，Ｙａｉ，Ｚａｉ）と
仮想の手Ｈ（Ｘｈ，Ｙｈ，Ｚｈ）との距離Ｄｉを確保す
る。選択されたオブジェクトＡｉの形状データより、高
さ、横および奥行きの大きさデータ（Ｈａｉ，Ｗａｉ，
Ｄａｉ）を求める（３０３。求められたデータＨａｉ，
Ｗａｉ，Ｄａｉの内の最も大きな値の１／２をオブジェ
クトＡｉの操作可能範囲として設定する。Ｈａｉ＜Ｗａ
ｉ＜Ｄａｉのときには、操作可能範囲Ｒ＝Ｄａｉ／２と
設定する（３０４）。仮想の手Ｈは操作可能範囲に入っ
ているか否か（Ｄ＜Ｒ）が判定される。この判定がＹｅ
ｓであると、オブジェクトＡｉを操作対象オブジェクト
と決定し、対象オブジェクト決定動作を終了する。判定
がＮｏであれば、ｉ＞ｉ＋１のフローに戻り、これに続
くｉ＞ｎの判定がＹｅｓであると、動作が終了する。

【００２４】操作対象オブジェクトが決定されると、図
５のオブジェクトデータ検索フローに従ってオブジェク
トデータが検索される。即ち、オブジェクト属性判定部
１１１が操作対象として選択されたオブジェクトの属性
データをオブジェクト属性記憶部１１２から検索し（５
０１）、そのオブジェクトの動作の制限を判定する（５
０２）。さらに、その属性データの中で、機能別の属性
データが設定されていれば、それについても検索し（５
０３）、判定を行う（５０４）。この結果、操作対象の
オブジェクトに属性データが設定されている場合、つぎ
にこのオブジェクトと他のオブジェクトとの関係が設定
されているかをオブジェクト間関係判定部１１３がオブ
ジェクト間関係記憶部１１４を検索し（５０５，５０
７）、判定する（５０６，５０８）。この結果、状態に
ついての関係が設定されているとき、つぎにオブジェク
ト状態記憶部１１６において、関連するオブジェクトの
状態データを検索する（５０９）。入力された操作に基
づき、オブジェクト状態データ変更部１１８がオブジェ
クト状態記憶部１１６を変更し、上記のように判定され
た一連のオブジェクトデータに基づいて、画像変更処理
決定部１１９は画像変更処理内容を決定し、それらに基
づき、表示制御部１２０が３次元画像を生成し、ディス
プレイ１２１に表示する。

【００２５】次に、図６を参照してボタンを押す操作の
例を説明する。オペレータは、磁気センサ１０１を通じ
てその手の位置物理座標及び方向を入力する。また、手
形状入力装置１０３によりその手の形状を入力する。操
作しようとするボタンの位置までの移動はジョイスティ
ック１０４の操作により行う。これら入力の検出は入力
処理部１０６が行う。今、オペレータは人指し指を伸ば
してボタン１を押す操作を行うとする。前述のような手
の形状と手の位置の入力処理部１０６によって検出され
た結果を、操作判定部１０８が操作記憶部１０７のデー
タを参照して操作内容を「オブジェクトを押す」と判定
する（図２）。次に、オブジェクト判定部１１０が位置
・方向座標検出部１０５からのオペレータの手の位置物
理座標とオブジェクト位置記憶部１０９をもとに、一番
近いオブジェクトを検索して、操作対象オブジェクトと
して、ボタン１を決定する（図２）。

【００２６】次に、ボタン１の属性データをオブジェク
ト属性記憶部１１２より検索すると（６０１）、ボタン
１は属性データの１番を持っており、並行移動が可能
で、移動の範囲は５ｃｍであり、移動の方向（ベクト
ル）は（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０：０、１：０、０：０）で
あると判定する（６０２）。また、ボタン１は機能別の
属性設定データ１番を持っていることが分かり、更に検
索した結果（６０３）、ボタン１はボタン機能としての
属性設定として、ＯＮの状態の時とＯＦＦの状態の時の
それぞれの色のＲＧＢ値と、押した時に発生する音の種
類が設定されていることが判定される（６０４）。次
に、オブジェクト間関係判定部１１３がボタン１と他の
オブジェクトとの関係をオブジェクト間関係記憶部１１
４をもとに判定する（６０５，６０６，６０７，６０
８）。動きに関するオブジェクト間関係データからボタ
ン１は親ではなく、属性データにより並行移動が可能で
あるので、ボタン１の移動と連動して移動するオブジェ
クトはないことが判る（６０６）。一方、状態に関する
オブジェクト間関係データからは、ボタン１は親であ
り、その子はランプ４であることが分かる（６０８）。
そしてオブジェクト状態判定部１１５がオブジェクト状
態記憶部１１６において、先の状態に関するオブジェク
ト間の関係を判定した結果からボタン１とランプ４の状
態データを検索し、現在はボタン１もランプ４もＯＦＦ
の状態であることが判定される。入力された「オブジェ
クトを押す」という操作内容に基づき、オブジェクト状
態データ変更部１１８がボタン１とランプ４の状態デー
タをＯＦＦからＯＮの状態に変更する（６０９）。も
し、オブジェクトの状態がＯＮ、ＯＦＦの２値でなく、
３値をとる場合は、その状態を転移させる。オブジェク
トの各データから、画像変更処理決定部１１９において
画像変更処理の内容が決定され、ディスプレイに表示さ
れる。

【００２７】上記第１の実施例のような方法によれば、
オペレータはつかむ、指で押すといった実世界において
日常的な方法でオブジェクトを操作することができ、か
つ加えられた操作に対して、オブジェクト自身が持つ属
性データを用いて、その制限の範囲で動作し、関連する
オブジェクトも連携して動作させることができ、仮想世
界内であたかも現実の世界と同じようなインタラクティ
ブな操作を行うことができる。

【００２８】第２実施例 図７および８を参照して第２実施例のオブジェクト操作
装置を説明する。 この第２実施例においては、第１実
施例のオブジェクト操作装置に各オブジェクトデータ、
すなわち位置データ、属性データ、オブジェクト間関係
データ、オブジェクト初期状態データを設定・編集する
オブジェクトデータ設定手段を組み入れても良い。

【００２９】図７に示される第２実施例のオブジェクト
操作装置の構成によると、オペレータがデータを入力す
るための入力装置、例えばキーボード７０１やマウス７
０２といったポインティングデバイスと、それらの操作
状態を検出する入力処理部７０３とが設けられている。
入力処理部７０３は、オペレータがキーボード７０１お
よびマウス７０２を通じて行う操作状態と各操作に対応
する操作内容との対象テーブルを格納する操作記憶部７
０４と共に、オペレータによる操作を対象テーブルに照
合して操作内容を判定する操作判定部７０５に接続され
る。この操作判定部７０５は、オブジェクトの３次元仮
想世界内での位置データを格納するオブジェクト位置記
憶部７０６と共に、オブジェクト判定部７０７に接続さ
れる。このオブジェクト判定部７０７は、オブジェクト
位置記憶部７０６とマウス７０２による入力に基づい
て、設定対象となるオブジェクトを判定する。即ち、オ
ブジェクト判定部７０７では、オブジェクトの３次元座
標値を画面における２次元座標値に変換し、マウス７０
２の座標との距離の比較を行い、最も近いオブジェクト
を選択する。

【００３０】また、オブジェクト判定部７０７は、オブ
ジェクトの属性データを設定するオブジェクト属性設定
部７０８およびオブジェクト間の関係データを設定する
オブジェクト間関係設定部７１０に接続されている。オ
ブジェクト属性設定部７０８は設定された属性データを
格納するオブジェクト属性記憶部７０９に接続され、オ
ブジェクト間関係設定部７１０は設定された関係データ
を格納するオブジェクト間関係記憶部７１１に接続され
る。また、オブジェクト判定部７０７は、オブジェクト
の初期状態データを設定するオブジェクト状態設定部７
１２に接続され、このオブジェクト状態設定部７１２は
設定された初期状態データを格納するオブジェクト状態
記憶部７１３に接続される。

【００３１】オブジェクトの形状データを格納している
オブジェクト形状記憶部７１４は、オブジェクト属性記
憶部７０９、オブジェクト間関係記憶部７１１およびオ
ブジェクト状態記憶部７１３と共にオブジェクト表示デ
ータ生成部７１５に接続される。オブジェクト表示デー
タ生成部７１５は、オブジェクト形状記憶部７１４、オ
ブジェクト属性設定部７０８により設定されたオブジェ
クト属性記憶部７０９、オブジェクト状態記憶部７１３
およびオブジェクト間関係記憶部７１１に基づき、２次
元画像のための表示用オブジェクトデータを生成する。
オブジェクト表示データ生成部７１５の結果を基に２次
元画像を生成する表示制御部７１６が２次元画像表示の
ためのディスプレイ７１７に接続される。

【００３２】次に、上記のような構成を有する第２実施
例おオブジェクト操作装置の作用を説明する。入力処理
部７０３は、キーボード７０１またはマウス７０２の操
作状態を検出し、その結果を操作判定部７０５において
操作記憶部７０４のデータを基に操作内容を判定する。
この操作内容が、属性データ、オブジェクト間関係デー
タ、初期状態データのいずれかを設定するためのデータ
であれば、オブジェクト判定部７０７はオブジェクト位
置記憶部７０６から３次元座標値を獲得し（８０１）、
この３次元座標値から投射平面を決定する（８０２）。
さらに、オブジェクト判定部７０７は、オブジェクト位
置記憶部７０６の３次元位置データから画面の２次元平
面座標に変換し（８０３）、その値と入力処理部７０３
から送られ、マウス７０２の位置データを基に、マウス
７０２によってポインティングされた位置から最も近い
オブジェクトを探す（８０４）。探索されたオブジェク
トが選択可能範囲にあるかが判定され（８０５）、この
判定がＹｅｓであれば、その検索オブジェクトが設定対
象オブジェクトと決定される（８０６）。

【００３３】次に、オペレータの入力に基づいて、オブ
ジェクト属性設定部７０８、オブジェクト間関係設定部
７１０およびオブジェクト状態設定部７１２のいずれか
において各々のデータを設定し、オブジェクト属性記憶
部７０９、オブジェクト間関係記憶部７１１、オブジェ
クト状態記憶部７１３のそれぞれに格納する。設定した
結果及びオブジェクト形状記憶部７１４のデータに基づ
き、オブジェクト表示データ生成部７１５が２次元画像
表示のための表示データを生成し、その結果を基に表示
制御部７１６が２次元画像を生成し、ディスプレイ７１
７に表示する。

【００３４】次に、図９を参照してオブジェクト間関係
データを設定する例を説明する。図９は、オブジェクト
データ設定手段により、オブジェクト間関係データを設
定している操作画面を示しており、右下の画面は簡略化
した２次元図で表示された仮想世界で、オペレータはマ
ウス７０２によりオブジェクト判定部７０７によりオブ
ジェクトをピックアップすることができる。オブジェク
ト間の親子関係づけは、まず画面上部にあるメニューボ
タンによりオブジェクト間の関係データ設定モードを選
択し、左マウスボタンで親にするオブジェクトをピック
アップしたあと、中ボタンで子にするオブジェクトをピ
ックアップする操作で、それらのオブジェクトのＩＤ番
号がオブジェクト間関係記憶部７１１に格納され、設定
できる。格納されたデータの内容が画面左の部分に表示
されている。またデータを設定されたオブジェクトは、
されていないオブジェクトと異なる色で表示される。図
９では、１番、２３番のオブジェクトの色が他のオブジ
ェクトと異なって表示させている。

【００３５】上記第２実施例のような方法によれば、オ
ペレータはオブジェクト毎にどれがどのように動作して
ほしいかを考え、プログラムを作ることなくデータを編
集して３次元仮想世界内の動作を設定、変更できる。よ
って、データ記述のルールさえ判れば誰でも簡単に設定
できる。また、属性データは他のデータと独立に格納さ
れているので、いくつかのオブジェクトが同様の属性を
持つ様な場合は、それらのオブジェクト間で１つの属性
データを共有すれば良く、メモリを節約することもでき
る。

【００３６】第３実施例 次に、図１０を参照して第３実施例のオブジェクト操作
装置を説明する。この第３実施例には、第１実施例のオ
ブジェクト操作装置に、第２実施例のオブジェクトデー
タ設定手段による変更をリアルタイムに反映させる３次
元仮想世界描画手段を加えても良い。

【００３７】第３実施例の全体構成では、第１実施例の
オブジェクト操作装置のオブジェクトデータの記憶部を
除く構成と同じである３次元描画部１０１０と第２実施
例のオブジェクトデータ設定手段のオブジェクトデータ
の記憶部を除く構成と同じであるデータ設定部１０２０
との間に、各データを格納するオブジェクト形状記憶部
１０３０、オブジェクト位置記憶部１０４０、オブジェ
クト属性記憶部１０５０、オブジェクト間関係記憶部１
０６０、オブジェクト状態記憶部１０７０と、２つのプ
ロセス間の動作管理を行うプロセス管理部１０８０とが
接続されている。

【００３８】上記構成の第３実施例のオブジェクト操作
装置によると、３次元描画部１０１０とデータ設定部１
０２０は別々のプロセスとして動いている。ただし、オ
ブジェクト形状記憶部１０３０、オブジェクト位置記憶
部１０４０、オブジェクト属性記憶部１０５０、オブジ
ェクト間関係記憶部１０６０、オブジェクト状態記憶部
１０７０は、２つのプロセス間で共有する。これらのデ
ータ記憶部に対する読み込みおよび書き込みの動作のタ
イミングをプロセス管理部１０８０が管理する。

【００３９】データ設定部１０２０では、オペレータが
オブジェクトデータ、すなわち属性データ、関係デー
タ、状態データを編集し、その結果がオブジェクトの各
データ記憶部に格納される。一方、３次元描画部１０１
０では、データ設定部１０２０によるデータの変更が行
われた後、オペレータが操作を行うと、変更後の各デー
タ記憶部のデータを基に３次元描画像が変更されるの
で、データの編集結果がすぐに確認できる。例えば、デ
ータ設定部１０２０によるオブジェクトの属性データ、
関係データおよび状態データを設定する前は、ボタンと
ランプはそれぞれ独立に動かすことができ、移動に関す
る制限もなく、その表示色は形状データによっていて、
今、ボタンは白、ランプは緑であるとする。そして、デ
ータ設定部１０２０により、ボタンとランプに状態に関
する関係データを設定し、属性データにおいてＯＮの状
態の時の色を、ボタンを黄色、ランプを赤、さらに状態
データをＯＮに設定する。その結果、３次元描画部１０
１０による３次元仮想世界の描画は、状態データがＯＮ
に設定されたことを受けて、前期２つのオブジェクトの
属性データの中の、ＯＮ状態の時のボタン及びランプの
色データを基にして行われ、ボタンは黄色、ランプは赤
で表示される。

【００４０】上記第３実施例のような方法によれば、オ
ペレータが各オブジェクトのデータを変更した結果をリ
アルタイムに３次元仮想世界の画像として表示できるの
で、オペレータは変更結果を確認することができ、効率
良く３次元仮想世界の構築作業を行うことができる。

【００４１】上記の実施例では、入力方法として、手形
状入力装置、キーボード、マウス、ジョイスティックに
よる入力を、オペレータの位置データ入力方法としては
磁気センサによる方法を用いたが、他の入力デバイスを
使った方法でも本発明を実施することができる。また、
ディスプレイに関してもＣＲＴ以外にもヘッドマウント
ディスプレイや大型スクリーンなどほかのデバイスを利
用することが可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ＣＧに
より生成される３次元仮想空間を構成する各オブジェク
トがその機能を定義された属性データを持つので、オペ
レータはデータを設定するだけで、実世界のようなオブ
ジェクトのインタラクティブな操作を実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るオブジェクト操作装
置のブロック図。

【図２】操作および画像変更処理対応データ構造の１例
を示す図。

【図３】対象オブジェクトを決定するフローを示す図。

【図４】オブジェクトに設定されるデータ内部の１例を
示す図。

【図５】オブジェクトデータを検索するフロー示す図

【図６】ボタンを押す操作の例を示す図。

【図７】本発明の第２実施例に係るオブジェクト操作装
置のブロック図。

【図８】第２実施例におけるオブジェクト選択のフロー
を示す図

【図９】オブジェクトデータ設定操作画面の一例を示す
図。

【図１０】本発明の第３実施例に係るオブジェクト操作
装置のブロック図。

【符号の説明】

１０１…磁気センサ、１０２…磁界発生用磁気ソース、
１０３…手形状入力装置、１０４…ジョイスティック、
１０５…位置・方向座標検出部、１０６…入力処理部、
１０７…操作記憶部、１０８…操作判定部、１０９…オ
ブジェクト位置記憶部、１１０…オブジェクト判定部、
１１１…オブジェクト属性判定部、１１２…オブジェク
ト属性記憶部、１１３…オブジェクト間関係判定部、１
１４…オブジェクト間関係記憶部、１１５…オブジェク
ト状態判定部、１１６…オブジェクト状態記憶部、１１
７…オブジェクト形状記憶部、１１８…オブジェクト状
態データ変更部、１１９…画像変更処理決定部、１２０
…表示制御部、１２１…ディスプレイ、７０１…キーボ
ード、７０２…マウス、７０３…入力処理部、７０４…
操作記憶部、７０５…操作判定部、７０６…オブジェク
ト位置記憶部、７０７…オブジェクト判定部、７０８…
オブジェクト属性設定部、７０９…オブジェクト属性記
憶部、７１０…オブジェクト間関係設定部、７１１…オ
ブジェクト間関係記憶部、７１２…オブジェクト状態設
定部、７１３…オブジェクト状態記憶部、７１４…オブ
ジェクト形状記憶部、７１５…オブジェクト表示データ
生成部、７１６…表示制御部、７１７…ディスプレイ、
１０１０…３次元描画部、１０２０…データ設定部、１
０３０…オブジェクト形状記憶部、１０４０…オブジェ
クト位置記憶部、１０５０…オブジェクト属性記憶部、
１０６０…オブジェクト間関係記憶部、１０７０…オブ
ジェクト状態記憶部、１０８０…プロセス管理部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−290147（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−295182（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−5478（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−230579（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−65672（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−169377（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−232776（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−88844（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 17/40 A63F 13/00 G06F 3/03 G09G 5/36 G06F 3/14 - 3/153

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンピュータグラフィックスにより生成
   される３次元仮想空間内のオブジェクトをオペレータが
   操作するオブジェクト操作装置において、 各オブジェクトの形状データを格納する形状データ格納
   手段と、 各オブジェクトの３次元的な位置データを格納する位置
   データ格納手段と、 前記各オブジェクトがもつ属性データを格納するオブジ
   ェクト属性データ格納手段と、 前記各オブジェクトがもつ初期状態データを格納するオ
   ブジェクト状態データ格納手段と、 前記各オブジェクト間の親子関係データを格納するオブ
   ジェクト間関係データ格納手段と、 前記形状データ、前記位置データに基づいて仮想空間の
   ３次元画像を生成する生成手段と、 前記３次元画像を表示する表示手段と、オペレータが各
   オブジェクトを操作するための動作を入力するために用
   いられる入力手段と、 前記入力手段により入力されたデータから、対象となる
   オブジェクトを判定するオブジェクト判定手段と、 前記オブジェクト判定手段から判定されたオブジェクト
   の持つ前記属性データ、状態データ、関係データに基づ
   き、前記入力手段により入力された動作に応じて前記状
   態データを変更する状態データ変更手段と、 この状態変更手段により変更された状態に基づいて 前記
   表示手段の表示を変更する変更手段とを備えたことを特
   徴とするオブジェクト操作装置。
2. 【請求項２】 前記オブジェクトの位置データ、属性デ
   ータ、オブジェクト間関係データ、オブジェクト初期状
   態データの各々を設定および編集するオブジェクトデー
   タ設定手段を備えたことを特徴とする請求項１のオブジ
   ェクト操作装置。
3. 【請求項３】 前記オブジェクトデータ設定手段により
   設定および変更された結果をリアルタイムに前記生成手
   段に反映し、表示変更することを特徴とする請求項２の
   オブジェクト操作装置。