JP3478606B2 - 立体画像表示方法および装置 - Google Patents
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- H04N2213/002—Eyestrain reduction by processing stereoscopic signals or controlling stereoscopic devices
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、立体画像表示方法およ
び装置に関し、特に、コンピュータによってフォント・
平面図形・立体形状などの幾何図形データとその色や模
様などの属性データ、および照明に関するデータ・投影
に関するデータなどの情景記述データを解釈して、毎秒
数フレーム以上の短い時間間隔で新しい立体画像を計算
・生成し、表示画面を逐次更新する実時間型の立体画像
表示方法および装置に関するものである。
び装置に関し、特に、コンピュータによってフォント・
平面図形・立体形状などの幾何図形データとその色や模
様などの属性データ、および照明に関するデータ・投影
に関するデータなどの情景記述データを解釈して、毎秒
数フレーム以上の短い時間間隔で新しい立体画像を計算
・生成し、表示画面を逐次更新する実時間型の立体画像
表示方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、動画等を表示する実時間型の立体
画像生成表示は、操作者が表示画面上の何処を注視して
いるかに関わらず、画面上に表示される画像全域を同一
の画像生成アルゴリズムによって生成していた。
画像生成表示は、操作者が表示画面上の何処を注視して
いるかに関わらず、画面上に表示される画像全域を同一
の画像生成アルゴリズムによって生成していた。
【０００３】ところで、実時間型の立体画像生成表示に
おいては、立体表示する画像の質よりも実時間性の方が
一般的に優先度が高く、実時間性を確保するために、画
像生成アルゴリズムの簡略化などを行って計算負荷を軽
減する必要がある。
おいては、立体表示する画像の質よりも実時間性の方が
一般的に優先度が高く、実時間性を確保するために、画
像生成アルゴリズムの簡略化などを行って計算負荷を軽
減する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このとき、前述のよう
な従来の方式では、画像生成アルゴリズムを簡略化する
と画像全域にわたって一様に画質が低下するため、画像
の質の低下を操作者に明確に知覚させてしまう欠点があ
った。
な従来の方式では、画像生成アルゴリズムを簡略化する
と画像全域にわたって一様に画質が低下するため、画像
の質の低下を操作者に明確に知覚させてしまう欠点があ
った。
【０００５】従来方式のこのような欠点により、実時間
性を維持しつつ良好な画質を確保するためには、高価な
画像生成専用の高速計算機を使用しなければならなかっ
た。また、それでも十分な画質を得られない場合も多か
った。
性を維持しつつ良好な画質を確保するためには、高価な
画像生成専用の高速計算機を使用しなければならなかっ
た。また、それでも十分な画質を得られない場合も多か
った。
【０００６】ところで、左右の二眼で物体を観察する
時、図２３に示す物体Ａのように、注視しようとする物
体の右眼像と左眼像の対応点が一致するように、「輻輳
運動」と呼ばれる眼球運動が働く。これによって、注視
する物体は、単一の立体像として知覚される。
時、図２３に示す物体Ａのように、注視しようとする物
体の右眼像と左眼像の対応点が一致するように、「輻輳
運動」と呼ばれる眼球運動が働く。これによって、注視
する物体は、単一の立体像として知覚される。
【０００７】一方、図２３に示す物体Ｂのように、注視
点の前後にずれて位置する物体の左右の像は、注視点と
異なる視差を持つため対応点がずれて、実体感の乏しい
あいまいな二重像として知覚される。
点の前後にずれて位置する物体の左右の像は、注視点と
異なる視差を持つため対応点がずれて、実体感の乏しい
あいまいな二重像として知覚される。
【０００８】これは、意識しなくとも日常的に体験して
いる現象である。幾何学的には、図２４に示すように、
両眼位置と注視点を通過する円周（Ｖｉｅｔｈ−Ｍｕｌ
ｌｅｒの理論的ホロプター円という）上にある点は、注
視点と等しい視差となり、左右の像が融合して単一像に
見える。なお、実際には、ある程度のずれを許容する領
域があり、これを「Ｐｅｎｕｍの融像領域」（畑田豊
彦：立体映像の視覚心理、映像情報、Ｖｏｌ．２０，Ｎ
ｏ．１，ｐｐ．２７−３８，１９８８．による）とい
う。
いる現象である。幾何学的には、図２４に示すように、
両眼位置と注視点を通過する円周（Ｖｉｅｔｈ−Ｍｕｌ
ｌｅｒの理論的ホロプター円という）上にある点は、注
視点と等しい視差となり、左右の像が融合して単一像に
見える。なお、実際には、ある程度のずれを許容する領
域があり、これを「Ｐｅｎｕｍの融像領域」（畑田豊
彦：立体映像の視覚心理、映像情報、Ｖｏｌ．２０，Ｎ
ｏ．１，ｐｐ．２７−３８，１９８８．による）とい
う。
【０００９】本発明は前述の問題点にかんがみ、画像全
体の計算負荷を軽減して実時間性を維持したまま、より
良好な立体画像を操作者に提示できるようにすることを
目的とする。
体の計算負荷を軽減して実時間性を維持したまま、より
良好な立体画像を操作者に提示できるようにすることを
目的とする。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の画像表示方法
は、立体表示画面を観察している操作者の左右の眼の視
点位置を、表示しようとする図形の幾何情報を定義して
いる３次元空間の座標系に基いて求める第１の手順と、
前記操作者の左右の眼の注視方向がなす角度である輻輳
角を求める第２の手順と、前記表示しようとする図形の
３次元位置から前記第１の手順で求めた操作者の左右の
眼の位置へ向かう二つの半直線がなす角度を求める第３
の手順と、前記第２の手順で求めた輻輳角と前記第３の
手順で求めた角度との差の絶対値を求める第４の手順
と、前記第４の手順で求めた角度差に基いて、前記図形
に対する融像領域及び視覚分解能を決定する第５の手順
と、前記第５の手順により決定した融像領域及び視覚分
解能に基いて、前記融像領域については高精細画像を生
成し、前記融像領域外の画像については、異なる画像生
成アルゴリズムを用いて視覚分解能に応じた画像を生成
するとともに、そのパラメータを図形ごとに決定する第
６の手順と、前記第６の手順で決定した手順とパラメー
タとによって、各図形について右視点位置を投影中心と
する右視点画像と左視点位置を投影中心とする左視点画
像とを生成する第７の手順と、前記第７の手順により生
成した左右２枚の画像対を立体表示する第８の手順とを
備えることを特徴としている。
は、立体表示画面を観察している操作者の左右の眼の視
点位置を、表示しようとする図形の幾何情報を定義して
いる３次元空間の座標系に基いて求める第１の手順と、
前記操作者の左右の眼の注視方向がなす角度である輻輳
角を求める第２の手順と、前記表示しようとする図形の
３次元位置から前記第１の手順で求めた操作者の左右の
眼の位置へ向かう二つの半直線がなす角度を求める第３
の手順と、前記第２の手順で求めた輻輳角と前記第３の
手順で求めた角度との差の絶対値を求める第４の手順
と、前記第４の手順で求めた角度差に基いて、前記図形
に対する融像領域及び視覚分解能を決定する第５の手順
と、前記第５の手順により決定した融像領域及び視覚分
解能に基いて、前記融像領域については高精細画像を生
成し、前記融像領域外の画像については、異なる画像生
成アルゴリズムを用いて視覚分解能に応じた画像を生成
するとともに、そのパラメータを図形ごとに決定する第
６の手順と、前記第６の手順で決定した手順とパラメー
タとによって、各図形について右視点位置を投影中心と
する右視点画像と左視点位置を投影中心とする左視点画
像とを生成する第７の手順と、前記第７の手順により生
成した左右２枚の画像対を立体表示する第８の手順とを
備えることを特徴としている。
【００１４】また、本発明の画像表示方法のその他の特
徴とするところは、前記第１の手順は、前記操作者の頭
部に任意の基準座標系を設定して固定する第１のステッ
プと、前記基準座標系での左右の眼の視点位置を測定し
て記録しておく第２のステップと、前記表示装置の位置
および方向を基準として、前記操作者の頭部の基準座標
系原点の位置および姿勢を計測する第３のステップと、
前記計測基準点を原点とした左右の眼の位置座標を基準
点の位置座標に加算することによって、表示装置を基準
とした左右の眼の視点位置を決定する第４のステップ
と、前記表示装置の座標系と表示する図形データの定義
座標系との間の相対的な座標変換を、先に求めた視点位
置に適用することによって、図形の定義空間における左
右の眼の視点位置を求める第５のステップとを具備して
いる。
徴とするところは、前記第１の手順は、前記操作者の頭
部に任意の基準座標系を設定して固定する第１のステッ
プと、前記基準座標系での左右の眼の視点位置を測定し
て記録しておく第２のステップと、前記表示装置の位置
および方向を基準として、前記操作者の頭部の基準座標
系原点の位置および姿勢を計測する第３のステップと、
前記計測基準点を原点とした左右の眼の位置座標を基準
点の位置座標に加算することによって、表示装置を基準
とした左右の眼の視点位置を決定する第４のステップ
と、前記表示装置の座標系と表示する図形データの定義
座標系との間の相対的な座標変換を、先に求めた視点位
置に適用することによって、図形の定義空間における左
右の眼の視点位置を求める第５のステップとを具備して
いる。
【００１５】また、本発明の画像表示方法のその他の特
徴とするところは、前記第２の手順は、操作者の左右の
眼の視線方向を計測し、左右の眼の２つの視線方向がな
す角度によって輻輳角を決定することを特徴としてい
る。
徴とするところは、前記第２の手順は、操作者の左右の
眼の視線方向を計測し、左右の眼の２つの視線方向がな
す角度によって輻輳角を決定することを特徴としてい
る。
【００１６】また、本発明の画像表示方法のその他の特
徴とするところは、前記第２の手順は、前記表示装置を
基準として操作者の利き目側の視線方向を計測する第１
の処理と、前記第１の手順で求めた利き目側の視点位置
を始点とする利き目側の視線方向と、表示されている図
形との交点の図形が定義されている空間における３次元
位置を求める第２の処理と、前記交点の位置から操作者
の両眼位置へ向かう２つの半直線がなす角度を輻輳角と
して決定する第３の処理とを行うことを特徴としてい
る。
徴とするところは、前記第２の手順は、前記表示装置を
基準として操作者の利き目側の視線方向を計測する第１
の処理と、前記第１の手順で求めた利き目側の視点位置
を始点とする利き目側の視線方向と、表示されている図
形との交点の図形が定義されている空間における３次元
位置を求める第２の処理と、前記交点の位置から操作者
の両眼位置へ向かう２つの半直線がなす角度を輻輳角と
して決定する第３の処理とを行うことを特徴としてい
る。
【００１７】また、本発明の画像表示方法のその他の特
徴とするところは、立体画像表示画面の左眼の注視点位
置である、左視点画像上の左眼視線方向と立体画像表示
画面とが交差する点の位置と、立体画像表示画面の右眼
の注視点位置である、右視点画像上の右眼視線方向と画
像表示画面とが交差する点の位置に、注視点を示すマー
クとして、左右の画像で同じ形状と色を持つ十字型・点
・文字の図形あるいは記号を重畳表示することを特徴と
している。
徴とするところは、立体画像表示画面の左眼の注視点位
置である、左視点画像上の左眼視線方向と立体画像表示
画面とが交差する点の位置と、立体画像表示画面の右眼
の注視点位置である、右視点画像上の右眼視線方向と画
像表示画面とが交差する点の位置に、注視点を示すマー
クとして、左右の画像で同じ形状と色を持つ十字型・点
・文字の図形あるいは記号を重畳表示することを特徴と
している。
【００１８】また、本発明の画像表示方法のその他の特
徴とするところは、前記第５の手順は、前記第４の手順
により求めた角度差が０のときにおける視覚分解能を最
大として定める基準値で正規化した時の値を視覚分解能
の代表値として使用することを特徴としている。
徴とするところは、前記第５の手順は、前記第４の手順
により求めた角度差が０のときにおける視覚分解能を最
大として定める基準値で正規化した時の値を視覚分解能
の代表値として使用することを特徴としている。
【００１９】また、本発明の立体画像表示装置は、立体
表示画面を観察している操作者の左右の眼の視点位置
を、表示しようとする図形の幾何情報を定義している３
次元空間の座標系に基いて求める第１の手段と、前記操
作者の左右の眼の注視方向がなす角度である輻輳角を求
める第２の手段と、前記表示しようとする図形の３次元
位置から前記第１の手段で求めた操作者の左右の眼の位
置へ向かう二つの半直線がなす角度を求める第３の手段
と、前記第２の手段で求めた輻輳角と前記第３の手段で
求めた角度との差の絶対値を求める第４の手段と、前記
第４の手段で求めた角度差に基いて、前記図形に対する
融像領域及び視覚分解能を決定する第５の手段と、前記
第５の手段により決定した融像領域及び視覚分解能に基
いて、該融像領域については高精細画像を生成し、前記
融像領域外の画像については、異なる画像生成アルゴリ
ズムを用いて視覚分解能に応じた画像を生成するととも
に、そのパラメータを図形ごとに決定する第６の手段
と、前記第６の手段で決定した手順とパラメータとによ
って、各図形について右視点位置を投影中心とする右視
点画像と左視点位置を投影中心とする左視点画像とを生
成する第７の手段と、前記第７の手段により生成した左
右２枚の画像対を立体表示する第８の手段とを備えるこ
とを特徴としている。
表示画面を観察している操作者の左右の眼の視点位置
を、表示しようとする図形の幾何情報を定義している３
次元空間の座標系に基いて求める第１の手段と、前記操
作者の左右の眼の注視方向がなす角度である輻輳角を求
める第２の手段と、前記表示しようとする図形の３次元
位置から前記第１の手段で求めた操作者の左右の眼の位
置へ向かう二つの半直線がなす角度を求める第３の手段
と、前記第２の手段で求めた輻輳角と前記第３の手段で
求めた角度との差の絶対値を求める第４の手段と、前記
第４の手段で求めた角度差に基いて、前記図形に対する
融像領域及び視覚分解能を決定する第５の手段と、前記
第５の手段により決定した融像領域及び視覚分解能に基
いて、該融像領域については高精細画像を生成し、前記
融像領域外の画像については、異なる画像生成アルゴリ
ズムを用いて視覚分解能に応じた画像を生成するととも
に、そのパラメータを図形ごとに決定する第６の手段
と、前記第６の手段で決定した手順とパラメータとによ
って、各図形について右視点位置を投影中心とする右視
点画像と左視点位置を投影中心とする左視点画像とを生
成する第７の手段と、前記第７の手段により生成した左
右２枚の画像対を立体表示する第８の手段とを備えるこ
とを特徴としている。
【００２０】また、本発明の画像表示装置の他の特徴と
するところは、前記第１の手段は、前記操作者の頭部に
任意の基準座標系を設定して固定する第１のステップ
と、前記基準座標系での左右の眼の視点位置を測定して
記録しておく第２のステップと、前記表示装置の位置お
よび方向を基準として、前記操作者の頭部の基準座標系
原点の位置および姿勢を計測する第３のステップと、前
記計測基準点を原点とした左右の眼の位置座標を基準点
の位置座標に加算することによって、表示装置を基準と
した左右の眼の視点位置を決定する第４のステップと、
前記表示装置の座標系と表示する図形データの定義座標
系との間の相対的な座標変換を、先に求めた視点位置に
適用することによって、図形の定義空間における左右の
眼の視点位置を求める第５のステップとを具備してい
る。
するところは、前記第１の手段は、前記操作者の頭部に
任意の基準座標系を設定して固定する第１のステップ
と、前記基準座標系での左右の眼の視点位置を測定して
記録しておく第２のステップと、前記表示装置の位置お
よび方向を基準として、前記操作者の頭部の基準座標系
原点の位置および姿勢を計測する第３のステップと、前
記計測基準点を原点とした左右の眼の位置座標を基準点
の位置座標に加算することによって、表示装置を基準と
した左右の眼の視点位置を決定する第４のステップと、
前記表示装置の座標系と表示する図形データの定義座標
系との間の相対的な座標変換を、先に求めた視点位置に
適用することによって、図形の定義空間における左右の
眼の視点位置を求める第５のステップとを具備してい
る。
【００２１】また、本発明の画像表示装置のその他の特
徴とするところは、前記第２の手段は、操作者の左右の
眼の視線方向を計測し、左右の眼の２つの視線方向がな
す角度によって輻輳角を決定することを特徴としてい
る。
徴とするところは、前記第２の手段は、操作者の左右の
眼の視線方向を計測し、左右の眼の２つの視線方向がな
す角度によって輻輳角を決定することを特徴としてい
る。
【００２２】また、本発明の画像表示装置のその他の特
徴とするところは、前記第２の手段は、前記表示装置を
基準として操作者の利き目側の視線方向を計測する第１
の処理と、前記第１の手段で求めた利き目側の視点位置
を始点とする利き目側の視線方向と、表示されている図
形との交点の図形が定義されている空間における３次元
位置を求める第２の処理と、前記交点の位置から操作者
の両眼位置へ向かう２つの半直線がなす角度を輻輳角と
して決定する第３の処理とを行うことを特徴としてい
る。
徴とするところは、前記第２の手段は、前記表示装置を
基準として操作者の利き目側の視線方向を計測する第１
の処理と、前記第１の手段で求めた利き目側の視点位置
を始点とする利き目側の視線方向と、表示されている図
形との交点の図形が定義されている空間における３次元
位置を求める第２の処理と、前記交点の位置から操作者
の両眼位置へ向かう２つの半直線がなす角度を輻輳角と
して決定する第３の処理とを行うことを特徴としてい
る。
【００２３】また、本発明の画像表示装置のその他の特
徴とするところは、立体画像表示画面の左眼の注視点位
置である、左視点画像上の左眼視線方向と立体画像表示
画面とが交差する点の位置と、立体画像表示画面の右眼
の注視点位置である、右視点画像上の右眼視線方向と画
像表示画面とが交差する点の位置に、注視点を示すマー
クとして、左右の画像で同じ形状と色を持つ十字型・点
・文字の図形あるいは記号を重畳表示することを特徴と
している。
徴とするところは、立体画像表示画面の左眼の注視点位
置である、左視点画像上の左眼視線方向と立体画像表示
画面とが交差する点の位置と、立体画像表示画面の右眼
の注視点位置である、右視点画像上の右眼視線方向と画
像表示画面とが交差する点の位置に、注視点を示すマー
クとして、左右の画像で同じ形状と色を持つ十字型・点
・文字の図形あるいは記号を重畳表示することを特徴と
している。
【００２４】また、本発明の画像表示装置のその他の特
徴とするところは、前記第５の手段は、前記第４の手段
により求めた角度差が０のときにおける視覚分解能を最
大として定める基準値で正規化した時の値を視覚分解能
の代表値として使用することを特徴としている。
徴とするところは、前記第５の手段は、前記第４の手段
により求めた角度差が０のときにおける視覚分解能を最
大として定める基準値で正規化した時の値を視覚分解能
の代表値として使用することを特徴としている。
【００２５】
【作用】本発明は前記技術手段よりなるので、融像領域
と、前記融像領域から外れた領域とで異なる画像生成ア
ルゴリズムおよびパラメータを用いることができるよう
になり、前記融像領域からの離れ具合に応じて画像を生
成することができる。したがって、人間の視覚特性を利
用し、融像領域の画像を高度なアルゴリズムで生成する
ようにするとともに、前記融像領域から外れた領域の画
像を、相対的に負荷の軽いアルゴリズムで生成すること
が可能となり、これにより、画像全体の計算負荷を軽減
して実時間性を維持したまま、より良好な立体画像を操
作者に提示することができるようになる。
と、前記融像領域から外れた領域とで異なる画像生成ア
ルゴリズムおよびパラメータを用いることができるよう
になり、前記融像領域からの離れ具合に応じて画像を生
成することができる。したがって、人間の視覚特性を利
用し、融像領域の画像を高度なアルゴリズムで生成する
ようにするとともに、前記融像領域から外れた領域の画
像を、相対的に負荷の軽いアルゴリズムで生成すること
が可能となり、これにより、画像全体の計算負荷を軽減
して実時間性を維持したまま、より良好な立体画像を操
作者に提示することができるようになる。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の画像表示方法および装置の第
１の実施例を図面を参照しながら説明する。
１の実施例を図面を参照しながら説明する。
【００２７】この第１の実施例の実時間型の立体画像表
示装置においては、操作者が頭部に装着した位置姿勢検
出装置と、左右両眼付近に装着した二つの眼球運動検出
装置とによって、頭部の位置と姿勢、および左右両眼の
視線方向を計測し、計測した情報を入力するようにして
いる。
示装置においては、操作者が頭部に装着した位置姿勢検
出装置と、左右両眼付近に装着した二つの眼球運動検出
装置とによって、頭部の位置と姿勢、および左右両眼の
視線方向を計測し、計測した情報を入力するようにして
いる。
【００２８】そして、これらの情報を基に、立体表示装
置の画面を基準にした左右両眼の視点位置と視線方向と
を算出する。さらに、この視点位置の幾何情報を、表示
する図形を定義している３次元空間の座標系を基準とし
た表現に座標変換する。
置の画面を基準にした左右両眼の視点位置と視線方向と
を算出する。さらに、この視点位置の幾何情報を、表示
する図形を定義している３次元空間の座標系を基準とし
た表現に座標変換する。
【００２９】次に、左右両眼の視線方向がなす角度を計
算し、これを輻輳角として決定するようにしている。さ
らに、表示する図形単位の代表点の３次元位置から両眼
位置へ向かう二つの半直線がなす角度を求め、この角度
と輻輳角との差の絶対値を計算する。
算し、これを輻輳角として決定するようにしている。さ
らに、表示する図形単位の代表点の３次元位置から両眼
位置へ向かう二つの半直線がなす角度を求め、この角度
と輻輳角との差の絶対値を計算する。
【００３０】そして、この角度差が大きくなるにしたが
って減衰する視覚分解能を図形ごとに決定し、視覚分解
能の高低によって、図形単位の画像を生成するアルゴリ
ズムとその制御パラメータを各図形単位ごとに選択す
る。
って減衰する視覚分解能を図形ごとに決定し、視覚分解
能の高低によって、図形単位の画像を生成するアルゴリ
ズムとその制御パラメータを各図形単位ごとに選択す
る。
【００３１】なお、画像生成アルゴリズムの選択と制御
パラメータの決定にあたっては、視覚分解能が高い図形
単位の画像の画質を高く、視覚分解能が低い図形単位の
画像の計算負荷を低く抑えるように選択する。これによ
り、操作者が知覚する画像の質を高く維持したまま、画
像全体として計算負荷を大きく軽減することができるよ
うにしている。
パラメータの決定にあたっては、視覚分解能が高い図形
単位の画像の画質を高く、視覚分解能が低い図形単位の
画像の計算負荷を低く抑えるように選択する。これによ
り、操作者が知覚する画像の質を高く維持したまま、画
像全体として計算負荷を大きく軽減することができるよ
うにしている。
【００３２】各図形単位の左右視点の画像を、それぞれ
について決定した画像生成アルゴリズムとパラメータに
よって生成し、左右の視点について画面上の注視点位置
に十字カーソルを重ねて描画し、その画像対を立体表示
する。
について決定した画像生成アルゴリズムとパラメータに
よって生成し、左右の視点について画面上の注視点位置
に十字カーソルを重ねて描画し、その画像対を立体表示
する。
【００３３】以下に、第１の実施例の立体画像表示装置
の動作について具体的に説明する。図１は、第１の実施
例にかかる実時間型の立体画像表示装置の基本構成を表
すブロック図である。
の動作について具体的に説明する。図１は、第１の実施
例にかかる実時間型の立体画像表示装置の基本構成を表
すブロック図である。
【００３４】図１において、１０１は、画像を操作者に
提示するための立体画像表示装置であり、立体表示機構
を備えたＣＲＴ表示装置、ＬＣＤ表示装置等で構成され
る。立体表示機構としては、レンチキュラ方式、円偏光
による時分割方式、液晶シャッタによる時分割方式等の
いずれでもよい。
提示するための立体画像表示装置であり、立体表示機構
を備えたＣＲＴ表示装置、ＬＣＤ表示装置等で構成され
る。立体表示機構としては、レンチキュラ方式、円偏光
による時分割方式、液晶シャッタによる時分割方式等の
いずれでもよい。
【００３５】１０２は、フレームバッファであり、立体
画像表示装置１０１に表示する画像データを記憶する。
１０３は、演算装置であり、記憶装置１０４に記憶され
た処理手順に従って処理を実行し、画像データを生成す
るとともに、各装置の制御を行う。この演算装置１０３
により生成された画像データは、フレームバッファ１０
２に記憶される。
画像表示装置１０１に表示する画像データを記憶する。
１０３は、演算装置であり、記憶装置１０４に記憶され
た処理手順に従って処理を実行し、画像データを生成す
るとともに、各装置の制御を行う。この演算装置１０３
により生成された画像データは、フレームバッファ１０
２に記憶される。
【００３６】１０４は、演算装置１０３の処理手順およ
び処理に必要な情報を記憶するための記憶装置であり、
演算装置１０３の処理に要する計算作業用の記憶領域も
提供する。記憶装置１０４には、図４にて後述するフロ
ーチャートで表される制御プログラムと、描画する図形
に関するデータおよび処理に要するデータとが格納され
る。
び処理に必要な情報を記憶するための記憶装置であり、
演算装置１０３の処理に要する計算作業用の記憶領域も
提供する。記憶装置１０４には、図４にて後述するフロ
ーチャートで表される制御プログラムと、描画する図形
に関するデータおよび処理に要するデータとが格納され
る。
【００３７】１０５は、頭部位置計測装置であり、位置
姿勢検出装置１０７からの信号を解析し、基準信号発生
装置１０６を基準にした操作者の頭部の位置および姿勢
の情報を演算装置１０３に入力する。
姿勢検出装置１０７からの信号を解析し、基準信号発生
装置１０６を基準にした操作者の頭部の位置および姿勢
の情報を演算装置１０３に入力する。
【００３８】１０６は、位置姿勢検出装置１０７の基準
となる信号を発生するための基準信号発生装置であり、
１０７は、頭部の位置および姿勢を検出するための位置
姿勢検出装置である。
となる信号を発生するための基準信号発生装置であり、
１０７は、頭部の位置および姿勢を検出するための位置
姿勢検出装置である。
【００３９】１０８は、左眼用視線方向計測装置であ
り、左眼用眼球運動検出装置１０９からの信号を解析
し、頭部を基準にした左眼視線方向の情報を演算装置１
０３に入力する。左眼用眼球運動検出装置１０９は、操
作者の左眼球がどの方向を向いているのかを検出するた
めのものである。
り、左眼用眼球運動検出装置１０９からの信号を解析
し、頭部を基準にした左眼視線方向の情報を演算装置１
０３に入力する。左眼用眼球運動検出装置１０９は、操
作者の左眼球がどの方向を向いているのかを検出するた
めのものである。
【００４０】１１０は、右眼用視線方向計測装置であ
り、右眼用眼球運動検出装置１１１からの信号を解析
し、頭部を基準にした左眼視線方向の情報を演算装置１
０３に入力する。左眼用眼球運動検出装置１１１は、操
作者の左眼球がどの方向を向いているのかを検出するた
めのものである。
り、右眼用眼球運動検出装置１１１からの信号を解析
し、頭部を基準にした左眼視線方向の情報を演算装置１
０３に入力する。左眼用眼球運動検出装置１１１は、操
作者の左眼球がどの方向を向いているのかを検出するた
めのものである。
【００４１】図２は、第１の実施例に関わる実時間型の
立体画像生成表示装置を構成する検出装置類の概略配置
について示す図である。図２において、基準信号発生装
置１０６は、立体画像表示装置１０１の上部に固定され
る。２０５は立体画像表示装置１０１の表示面である。
立体画像生成表示装置を構成する検出装置類の概略配置
について示す図である。図２において、基準信号発生装
置１０６は、立体画像表示装置１０１の上部に固定され
る。２０５は立体画像表示装置１０１の表示面である。
【００４２】立体画像表示装置１０１に対して、相対的
に位置を固定する他の方法によって基準信号発生装置１
０６を配置してもよい。例えば、立体画像表示装置１０
１を固定する台の上に基準信号発生装置１０６を固定す
ることができる。
に位置を固定する他の方法によって基準信号発生装置１
０６を配置してもよい。例えば、立体画像表示装置１０
１を固定する台の上に基準信号発生装置１０６を固定す
ることができる。
【００４３】また、位置姿勢検出装置１０７と左右の眼
球運動検出装置１０９および１１１は、眼鏡フレーム状
の支持具によって操作者の頭部２０１に固定される。左
右の眼球運動検出装置１０９および１１１は、それぞれ
操作者の左右の眼球の前面に装着される。その他の装置
は、任意の適当な場所に配置されるものとする。
球運動検出装置１０９および１１１は、眼鏡フレーム状
の支持具によって操作者の頭部２０１に固定される。左
右の眼球運動検出装置１０９および１１１は、それぞれ
操作者の左右の眼球の前面に装着される。その他の装置
は、任意の適当な場所に配置されるものとする。
【００４４】図３は、検出装置類固定支持具２０４につ
いて示す図である。検出装置類固定支持具２０４は、円
偏光フィルタまたは液晶シャッタ機構など、立体画像表
示装置１０１を立体観察するために必要な左右画像分離
機構を含んでもよい。
いて示す図である。検出装置類固定支持具２０４は、円
偏光フィルタまたは液晶シャッタ機構など、立体画像表
示装置１０１を立体観察するために必要な左右画像分離
機構を含んでもよい。
【００４５】図４は、第１の実施例における立体画像表
示処理の流れを表すフローチャートである。以下に、各
ステップにおける処理の詳細の順を追って説明する。ま
ず、ステップ４０１において、頭部位置計測装置１０５
によって、基準信号発生装置１０６の位置と姿勢とを基
準にした、位置姿勢検出装置１０７の位置および姿勢を
計測する。
示処理の流れを表すフローチャートである。以下に、各
ステップにおける処理の詳細の順を追って説明する。ま
ず、ステップ４０１において、頭部位置計測装置１０５
によって、基準信号発生装置１０６の位置と姿勢とを基
準にした、位置姿勢検出装置１０７の位置および姿勢を
計測する。
【００４６】さらに、位置姿勢検出装置１０７の位置座
標と姿勢情報とを、表示する図形データを定義している
座標系における表現に座標変換し、これを操作者頭部の
位置座標および姿勢情報とする。
標と姿勢情報とを、表示する図形データを定義している
座標系における表現に座標変換し、これを操作者頭部の
位置座標および姿勢情報とする。
【００４７】ステップ４０２において、操作者の左眼視
点位置２０２と右眼視点位置２０３とを、図形データを
定義する座標系を基準として算出する。右眼視点位置２
０２および左眼視点位置２０３について、それぞれ位置
姿勢検出装置１０７の位置と姿勢とを基準とした相対的
な座標値をオフセットとして予め記憶しておく。
点位置２０２と右眼視点位置２０３とを、図形データを
定義する座標系を基準として算出する。右眼視点位置２
０２および左眼視点位置２０３について、それぞれ位置
姿勢検出装置１０７の位置と姿勢とを基準とした相対的
な座標値をオフセットとして予め記憶しておく。
【００４８】そして、ステップ４０１において求めた位
置姿勢検出装置１０７の位置座標にこれらのオフセット
を加算することによって、左眼視点位置２０２および右
眼視点位置２０３を決定する。
置姿勢検出装置１０７の位置座標にこれらのオフセット
を加算することによって、左眼視点位置２０２および右
眼視点位置２０３を決定する。
【００４９】ステップ４０３において、左眼用眼球運動
検出装置１０９および右眼眼球運動検出装置１１１から
の信号をそれぞれ左眼用視線方向計測装置１０８および
右眼眼用視線方向計測装置１１０によって解析したベク
トル情報と、ステップ４０１で求めた操作者頭部の姿勢
情報とによって、図形データを定義する座標系を基準と
した左眼視線方向５０１および右眼視線方向５０２とを
算出する。図５に操作者の視線方向と画像表示面および
図形等の位置関係を示す。
検出装置１０９および右眼眼球運動検出装置１１１から
の信号をそれぞれ左眼用視線方向計測装置１０８および
右眼眼用視線方向計測装置１１０によって解析したベク
トル情報と、ステップ４０１で求めた操作者頭部の姿勢
情報とによって、図形データを定義する座標系を基準と
した左眼視線方向５０１および右眼視線方向５０２とを
算出する。図５に操作者の視線方向と画像表示面および
図形等の位置関係を示す。
【００５０】ステップ４０４において、左眼視線方向５
０１と右眼眼視線方向５０２とがなす角度５０４を求
め、これを輻輳角θとする。ステップ４０５において、
最初に描画する図形単位のデータを、図６のような形式
で格納してある図形データリストの先頭から選択する。
データリストの各図形データの項目は、図形データの識
別番号、図形の種類、図形の幾何データ本体などからな
る。
０１と右眼眼視線方向５０２とがなす角度５０４を求
め、これを輻輳角θとする。ステップ４０５において、
最初に描画する図形単位のデータを、図６のような形式
で格納してある図形データリストの先頭から選択する。
データリストの各図形データの項目は、図形データの識
別番号、図形の種類、図形の幾何データ本体などからな
る。
【００５１】ステップ４０６において、左視点位置（左
眼）２０２から図形定義位置５０５へ向かう方向５０６
と、右視点位置（右目）２０３から図形定義位置５０５
へ向かう方向５０７とがなす角度φ５０８を計算する。
眼）２０２から図形定義位置５０５へ向かう方向５０６
と、右視点位置（右目）２０３から図形定義位置５０５
へ向かう方向５０７とがなす角度φ５０８を計算する。
【００５２】ステップ４０７において、輻輳角θと角度
φとの差の絶対値Δθを求める。次に、ステップ４０８
において、角度差Δθの図形位置５０５における視覚分
解能αを求める。
φとの差の絶対値Δθを求める。次に、ステップ４０８
において、角度差Δθの図形位置５０５における視覚分
解能αを求める。
【００５３】視覚分解能αの値は、図７に示すように、
角度差Δθが数度以内の場合には、図形位置５０５が融
像領域内にあると判断して、最高値をとるとする。Δθ
の値が増加するに伴い、図形位置５０５が融像領域を離
れると判断し、視覚分解能αの値を低下させる。本実施
例では、指数関数的に低下すると定義する。
角度差Δθが数度以内の場合には、図形位置５０５が融
像領域内にあると判断して、最高値をとるとする。Δθ
の値が増加するに伴い、図形位置５０５が融像領域を離
れると判断し、視覚分解能αの値を低下させる。本実施
例では、指数関数的に低下すると定義する。
【００５４】角度差Δθが０度、すなわち融像領域の中
心における視覚分解能を最高値とし、この時の値を基準
として正規化した値を使用する。また、本実施例では、
最高値を１とする。角度Δθに関する算術関数あるいは
データテーブルとして定義する。
心における視覚分解能を最高値とし、この時の値を基準
として正規化した値を使用する。また、本実施例では、
最高値を１とする。角度Δθに関する算術関数あるいは
データテーブルとして定義する。
【００５５】ステップ４０９において、視覚分解能の値
によって画像生成アルゴリズムとそのパラメータを選択
する。この選択にあたっては、融像領域に存在する図形
の画像を精密に生成し、融像領域を離れるに従って相対
的に計算負荷を軽くするように配慮する。
によって画像生成アルゴリズムとそのパラメータを選択
する。この選択にあたっては、融像領域に存在する図形
の画像を精密に生成し、融像領域を離れるに従って相対
的に計算負荷を軽くするように配慮する。
【００５６】本実施例では、画像生成アルゴリズムとし
て、図８に示すように、視覚分解能が予め設定したしき
い値以下では、スキャンライン法を採用し、設定したし
きい値以上ではレイトレーシング法を採用する。また、
本実施例では、図９に示すようにパラメータとして、図
形データの詳細度を視覚分解能によって変更する。
て、図８に示すように、視覚分解能が予め設定したしき
い値以下では、スキャンライン法を採用し、設定したし
きい値以上ではレイトレーシング法を採用する。また、
本実施例では、図９に示すようにパラメータとして、図
形データの詳細度を視覚分解能によって変更する。
【００５７】レイトレーシング法は、計算負荷は重いが
精密な表現が可能であるため、融像領域付近の描画に適
している。また、スキャンライン法は、表現能力がレイ
トレーシング法よりも制限されるが、計算負荷が軽いた
め、融像領域以外の描画に適している。
精密な表現が可能であるため、融像領域付近の描画に適
している。また、スキャンライン法は、表現能力がレイ
トレーシング法よりも制限されるが、計算負荷が軽いた
め、融像領域以外の描画に適している。
【００５８】また、しきい値を任意に変更するように構
成してもよい。特に、使用する演算装置１０３の性能が
比較的低く、レイトレーシング法を高速に実行すること
が困難な場合には、しきい値を非常に大きく設定するよ
うにすればよい。極端な場合としては、視覚分解能がし
きい値を越えないようにしきい値を設定し、スキャンラ
イン法だけを選択するようしても良い。
成してもよい。特に、使用する演算装置１０３の性能が
比較的低く、レイトレーシング法を高速に実行すること
が困難な場合には、しきい値を非常に大きく設定するよ
うにすればよい。極端な場合としては、視覚分解能がし
きい値を越えないようにしきい値を設定し、スキャンラ
イン法だけを選択するようしても良い。
【００５９】本実施例で、視覚分解能により変更するパ
ラメータである図形データの詳細度とは、描画する図形
データの精密さを制御するパラメータである。この詳細
度によって、後述する画像生成ステップにおいて、図形
を構成するポリゴンパッチや線分などの図形要素の数を
段階的に切り替える働きをする。
ラメータである図形データの詳細度とは、描画する図形
データの精密さを制御するパラメータである。この詳細
度によって、後述する画像生成ステップにおいて、図形
を構成するポリゴンパッチや線分などの図形要素の数を
段階的に切り替える働きをする。
【００６０】ステップ４１０において、ステップ４０９
で決定した画像生成アルゴリズムとその制御パラメータ
によって、各図形について左視点位置２０２を投影中心
とする左視点画像と右視点位置２０３を投影中心とする
左視点画像とを生成し、フレームバッファ１０２に蓄積
する。本実施例では、制御パラメータである図形データ
の詳細度により、図１０に示すような項目を制御する。
で決定した画像生成アルゴリズムとその制御パラメータ
によって、各図形について左視点位置２０２を投影中心
とする左視点画像と右視点位置２０３を投影中心とする
左視点画像とを生成し、フレームバッファ１０２に蓄積
する。本実施例では、制御パラメータである図形データ
の詳細度により、図１０に示すような項目を制御する。
【００６１】図１０において、描画ポリゴン数は、描画
される図形を構成するポリゴンパッチの数であり、詳細
度が高い時には、図形をより多くのポリゴンパッチによ
って描画することにより、図形をより精密に表現する。
図１１の形状１１０２は、球体を多くのポリゴンによっ
てより精密に近似した例である。
される図形を構成するポリゴンパッチの数であり、詳細
度が高い時には、図形をより多くのポリゴンパッチによ
って描画することにより、図形をより精密に表現する。
図１１の形状１１０２は、球体を多くのポリゴンによっ
てより精密に近似した例である。
【００６２】逆に、詳細度が低い時には、少ないポリゴ
ンパッチによって描画することにより、描画にかかる計
算負荷を軽減する。図１１の形状１１０１は、球体を少
ないポリゴンによって簡略的に表現した例である。
ンパッチによって描画することにより、描画にかかる計
算負荷を軽減する。図１１の形状１１０１は、球体を少
ないポリゴンによって簡略的に表現した例である。
【００６３】なお、予め段階的に用意したポリゴンデー
タを描画時に適宜切り替える場合と、自由曲面など非ポ
リゴン系の形式で定義された面を描画時にポリゴンに分
割するときにその分割する大きさを変更する場合とが考
えられる。
タを描画時に適宜切り替える場合と、自由曲面など非ポ
リゴン系の形式で定義された面を描画時にポリゴンに分
割するときにその分割する大きさを変更する場合とが考
えられる。
【００６４】図１０のテクスチャ解像度とは、図形の模
様を表現する画像データの画素密度であり、詳細度が高
い時には、画素数をより多くすることによって模様を精
密に表現する。
様を表現する画像データの画素密度であり、詳細度が高
い時には、画素数をより多くすることによって模様を精
密に表現する。
【００６５】図１２のテクスチャ１２０２は、１０２４
画素Ｘ１０２４画素の解像度の低いテクスチャデータの
例を示す。逆に、詳細度が低い時には、画素数を低減
し、描画に係わる作業用記憶領域を削減し計算負荷を軽
減する。図１２のテクスチャ１２０１は、１６画素Ｘ１
６画素の解像度の低いテクスチャデータの例を示す。
画素Ｘ１０２４画素の解像度の低いテクスチャデータの
例を示す。逆に、詳細度が低い時には、画素数を低減
し、描画に係わる作業用記憶領域を削減し計算負荷を軽
減する。図１２のテクスチャ１２０１は、１６画素Ｘ１
６画素の解像度の低いテクスチャデータの例を示す。
【００６６】ステップ４１１において、描画すべき図形
全てについて立体画像を生成したか否かを判断し、もし
描画すべき図形がデータリストに残っているならば、ス
テップ４１２において、データリストから次に描画する
図形単位を選択し、ステップ４０６からの処理を同様に
繰り返す。
全てについて立体画像を生成したか否かを判断し、もし
描画すべき図形がデータリストに残っているならば、ス
テップ４１２において、データリストから次に描画する
図形単位を選択し、ステップ４０６からの処理を同様に
繰り返す。
【００６７】あるいは、ステップ４１１の判断におい
て、全ての図形単位について立体画像生成処理を完了し
たならば、ステップ４１３の注視カーソル描画処理にお
いて、フレームバッファ１０２に蓄積している左視点画
像の左注視カーソル位置５０９と、右視点画像の右注視
カーソル位置５１０に、注視点を示す注視カーソルを重
畳描画する。背景と識別しやすい色および形状で小型
の、左右の画像で同じ属性を持つ図形や文字であるもの
を選択するように配慮する。本実施例では、十字型の黄
色い注視カーソルを採用する。
て、全ての図形単位について立体画像生成処理を完了し
たならば、ステップ４１３の注視カーソル描画処理にお
いて、フレームバッファ１０２に蓄積している左視点画
像の左注視カーソル位置５０９と、右視点画像の右注視
カーソル位置５１０に、注視点を示す注視カーソルを重
畳描画する。背景と識別しやすい色および形状で小型
の、左右の画像で同じ属性を持つ図形や文字であるもの
を選択するように配慮する。本実施例では、十字型の黄
色い注視カーソルを採用する。
【００６８】そして、次に、ステップ４１４の立体画像
表示処理において、フレームバッファ１０２に蓄積され
た右視点画像と左視点画像とを立体画像表示装置１０１
に提示する。ステップ４１５において、画像生成表示処
理を終了せよという操作者の指示があるか否かを判断
し、終了指示がなければ、ステップ４０１からの処理を
繰り返す。また、終了指示があった場合には、処理を終
了する。
表示処理において、フレームバッファ１０２に蓄積され
た右視点画像と左視点画像とを立体画像表示装置１０１
に提示する。ステップ４１５において、画像生成表示処
理を終了せよという操作者の指示があるか否かを判断
し、終了指示がなければ、ステップ４０１からの処理を
繰り返す。また、終了指示があった場合には、処理を終
了する。
【００６９】このように、視覚分解能のしきい値に基い
て表現方式を変更することにより、処理が簡潔になる。
また、しきい値を任意に変更できる構成とすることによ
り、表示図形を精密にしたり、大まかにしたりすること
ができ、用途に応じた表示を行うことができる。
て表現方式を変更することにより、処理が簡潔になる。
また、しきい値を任意に変更できる構成とすることによ
り、表示図形を精密にしたり、大まかにしたりすること
ができ、用途に応じた表示を行うことができる。
【００７０】以下、本発明の画像表示方法および装置の
第２の実施例について説明する。第２の実施例の基本構
成は、前述した第１の実施例と同様に図１によって表さ
れる。第２の実施例の検出装置類の配置は、第１の実施
例と同様に図２によって表される。
第２の実施例について説明する。第２の実施例の基本構
成は、前述した第１の実施例と同様に図１によって表さ
れる。第２の実施例の検出装置類の配置は、第１の実施
例と同様に図２によって表される。
【００７１】第２の実施例における画像生成表示処理の
流れを表すフローチャートは、第１の実施例と同様に図
４によって表され、ステップ４０９を除く全てのステッ
プにおける処理の詳細は、第１の実施例において説明し
た処理と同様である。
流れを表すフローチャートは、第１の実施例と同様に図
４によって表され、ステップ４０９を除く全てのステッ
プにおける処理の詳細は、第１の実施例において説明し
た処理と同様である。
【００７２】第２の実施例におけるステップ４０９の処
理は、その概要としては、第１の実施例と同様である
が、その詳細が異なる。すなわち、ステップ４０９にお
いて、視覚分解能が予め設定したしきい値以下では、ワ
イヤフレーム表現方式を選択し、しきい値以上では、サ
ーフェス表現方式を選択する。
理は、その概要としては、第１の実施例と同様である
が、その詳細が異なる。すなわち、ステップ４０９にお
いて、視覚分解能が予め設定したしきい値以下では、ワ
イヤフレーム表現方式を選択し、しきい値以上では、サ
ーフェス表現方式を選択する。
【００７３】ワイヤフレーム表現方式は、ポリゴン形状
をその輪郭によって描画するため表現能力は劣るが計算
負荷が非常に低いため、融像領域以外の部分の表現に適
している。また、サーフェス表現方式は、ワイヤフレー
ム表現に比較すると計算負荷が大きいが、ポリゴン形状
を忠実に表現するので、融像領域部分の描画に適してい
る。また、第１の実施例と同様に、しきい値を任意に変
更するように構成してもよい。
をその輪郭によって描画するため表現能力は劣るが計算
負荷が非常に低いため、融像領域以外の部分の表現に適
している。また、サーフェス表現方式は、ワイヤフレー
ム表現に比較すると計算負荷が大きいが、ポリゴン形状
を忠実に表現するので、融像領域部分の描画に適してい
る。また、第１の実施例と同様に、しきい値を任意に変
更するように構成してもよい。
【００７４】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。第３の実施例の基本構成は、第１の実施例と同様
に図１によって表される。また、第３の実施例の検出装
置の配置は、第１の実施例と同様に、図２によって表さ
れる。
する。第３の実施例の基本構成は、第１の実施例と同様
に図１によって表される。また、第３の実施例の検出装
置の配置は、第１の実施例と同様に、図２によって表さ
れる。
【００７５】また、第３の実施例における画像生成表示
処理の流れを表すフローチャートは、第１の実施例と同
様に図４によって表される。なお、図４のフローチャー
トにおいて、ステップ４０９を除く全てのステップにお
ける処理の詳細は、第１の実施例において説明した処理
と同様である。
処理の流れを表すフローチャートは、第１の実施例と同
様に図４によって表される。なお、図４のフローチャー
トにおいて、ステップ４０９を除く全てのステップにお
ける処理の詳細は、第１の実施例において説明した処理
と同様である。
【００７６】第３の実施例におけるステップ４０９の処
理は、その概要としては、第１の実施例と同様である
が、その詳細が異なる。すなわち、ステップ４０９にお
いて、視覚分解能が予め設定したしきい値以下では、テ
クスチャマッピングを省略することにし、しきい値以上
では、テクスチャマッピングを実行するように描画方式
を選択する。
理は、その概要としては、第１の実施例と同様である
が、その詳細が異なる。すなわち、ステップ４０９にお
いて、視覚分解能が予め設定したしきい値以下では、テ
クスチャマッピングを省略することにし、しきい値以上
では、テクスチャマッピングを実行するように描画方式
を選択する。
【００７７】テクスチャマッピングは、画像生成に要す
る計算負荷が大きいが、画像の質を向上するため、融像
領域部分の表現に適している。また、融像領域外の部分
においてテクスチャマッピングを省略することによっ
て、全体としての計算負荷を大幅に軽減することができ
る。
る計算負荷が大きいが、画像の質を向上するため、融像
領域部分の表現に適している。また、融像領域外の部分
においてテクスチャマッピングを省略することによっ
て、全体としての計算負荷を大幅に軽減することができ
る。
【００７８】次に、本発明の第４の実施例について説明
する。第４の実施例の基本構成は、第１の実施例と同様
に図１によって表される。また、第２の実施例の検出装
置類の配置は、第１の実施例と同様に図２によって表さ
れる。
する。第４の実施例の基本構成は、第１の実施例と同様
に図１によって表される。また、第２の実施例の検出装
置類の配置は、第１の実施例と同様に図２によって表さ
れる。
【００７９】第４の実施例における画像生成表示処理の
流れを表すフローチャートは、第１の実施例と同様に図
４によって表される。なお、図４のフローチャートにお
いて、ステップ４０９を除く全てのステップにおける処
理の詳細は、第１の実施例において説明した処理と同様
である。
流れを表すフローチャートは、第１の実施例と同様に図
４によって表される。なお、図４のフローチャートにお
いて、ステップ４０９を除く全てのステップにおける処
理の詳細は、第１の実施例において説明した処理と同様
である。
【００８０】第４の実施例におけるステップ４０９の処
理は、その概要としては、第１の実施例と同様である
が、その詳細が異なる。すなわち、ステップ４０９にお
いて、描画時に採用するスムーズシェーディング方式を
切り替える。スムーズシェーディングとは、ポリゴン近
似した曲面形状を描画するとき、ポリゴンの隣接部分を
滑らかに見せるための方式である。
理は、その概要としては、第１の実施例と同様である
が、その詳細が異なる。すなわち、ステップ４０９にお
いて、描画時に採用するスムーズシェーディング方式を
切り替える。スムーズシェーディングとは、ポリゴン近
似した曲面形状を描画するとき、ポリゴンの隣接部分を
滑らかに見せるための方式である。
【００８１】図１３に示すように、視覚分解能が予め設
定した第１のしきい値以下ではフラットシェーディング
方式を選択し、第１のしきい値と第２のしきい値との間
ではグローシェーディング方式を選択し、第２のしきい
値以上ではフォンシェーディング方式を選択する。
定した第１のしきい値以下ではフラットシェーディング
方式を選択し、第１のしきい値と第２のしきい値との間
ではグローシェーディング方式を選択し、第２のしきい
値以上ではフォンシェーディング方式を選択する。
【００８２】フォンシェーディング方式は、計算負荷が
比較的大きいが、ポリゴンによる曲面近似表現をより効
果的に行うことができ、視覚分解能が高い部分での描画
に適している。一方、フラットシェーディング方式と
は、スムーズシェーディングを行わない方式である。こ
れによると、ポリゴン近似した曲面は角ばって表現され
視覚的には劣るが、計算負荷が小さいので視覚分解能が
低い部分での描画に適している。
比較的大きいが、ポリゴンによる曲面近似表現をより効
果的に行うことができ、視覚分解能が高い部分での描画
に適している。一方、フラットシェーディング方式と
は、スムーズシェーディングを行わない方式である。こ
れによると、ポリゴン近似した曲面は角ばって表現され
視覚的には劣るが、計算負荷が小さいので視覚分解能が
低い部分での描画に適している。
【００８３】また、グーローシェーディング方式は、計
算負荷および生成画像の質の点で、前述のフォンシェー
ディング方式とフラットシェーディング方式との間に位
置付けられるので、視覚分解能が中くらいの部分での描
画に適している。
算負荷および生成画像の質の点で、前述のフォンシェー
ディング方式とフラットシェーディング方式との間に位
置付けられるので、視覚分解能が中くらいの部分での描
画に適している。
【００８４】次に、本発明の第５の実施例について説明
する。第５の実施例の基本構成は、第１の実施例と同様
に図１によって表される。また、第５の実施例の検出装
置類の配置は、第１の実施例と同様に図２によって表さ
れる。
する。第５の実施例の基本構成は、第１の実施例と同様
に図１によって表される。また、第５の実施例の検出装
置類の配置は、第１の実施例と同様に図２によって表さ
れる。
【００８５】第５の実施例における画像生成表示処理の
流れを表すフローチャートは、第１の実施例と同様に図
４によって表される。なお、図４において、ステップ４
０９を除く全てのステップにおける処理の詳細は、第１
の実施例において説明した処理と同様である。
流れを表すフローチャートは、第１の実施例と同様に図
４によって表される。なお、図４において、ステップ４
０９を除く全てのステップにおける処理の詳細は、第１
の実施例において説明した処理と同様である。
【００８６】第５の実施例におけるステップ４０９の処
理は、その概要としては、第１の実施例と同様である
が、その詳細が異なる。すなわち、ステップ４０９のパ
ラメータの選択において、レイトレーシング計算を行う
場合の光線の最大反射回数を、視覚分解能が高い時には
十分に大きく、視覚分解能が低い時には小さく選択す
る。
理は、その概要としては、第１の実施例と同様である
が、その詳細が異なる。すなわち、ステップ４０９のパ
ラメータの選択において、レイトレーシング計算を行う
場合の光線の最大反射回数を、視覚分解能が高い時には
十分に大きく、視覚分解能が低い時には小さく選択す
る。
【００８７】レイトレーシング方式によって画像を生成
するとき、光線の反射回数を大きくとることによって画
質の高い画像を得ることができ、視覚分解能が高い部分
の描画に適している。一方、視覚分解能が低い部分では
反射回数を減らすことにより計算負荷を軽減する。
するとき、光線の反射回数を大きくとることによって画
質の高い画像を得ることができ、視覚分解能が高い部分
の描画に適している。一方、視覚分解能が低い部分では
反射回数を減らすことにより計算負荷を軽減する。
【００８８】次に、本発明の第６の実施例について説明
する。第６の実施例の基本構成は、第１の実施例と同様
に図１によって表される。また、第６の実施例の検出装
置類の配置は、第１の実施例と同様に図２によって表さ
れる。
する。第６の実施例の基本構成は、第１の実施例と同様
に図１によって表される。また、第６の実施例の検出装
置類の配置は、第１の実施例と同様に図２によって表さ
れる。
【００８９】第６の実施例における画像生成表示処理の
流れを表すフローチャートは、第１の実施例と同様に図
４によって表される。図４において、ステップ４０９を
除く全てのステップにおける処理の詳細は、第１の実施
例において説明した処理と同様である。
流れを表すフローチャートは、第１の実施例と同様に図
４によって表される。図４において、ステップ４０９を
除く全てのステップにおける処理の詳細は、第１の実施
例において説明した処理と同様である。
【００９０】第６の実施例におけるステップ４０９の処
理は、その概要としては、第１の実施例と同様である
が、その詳細が異なる。すなわち、ステップ４０９にお
いて、視覚分解能が予め設定したしきい値以上では、描
画する図形を半透明で描画するモードを選択し、一方し
きい値以下では、不透明なものは不透明として描画する
モードを選択する。
理は、その概要としては、第１の実施例と同様である
が、その詳細が異なる。すなわち、ステップ４０９にお
いて、視覚分解能が予め設定したしきい値以上では、描
画する図形を半透明で描画するモードを選択し、一方し
きい値以下では、不透明なものは不透明として描画する
モードを選択する。
【００９１】この場合、複雑な内部構造を持つ物体形状
を半透明に描画すると、その内部構造を把握することが
容易になるが、計算負荷が増加する。融像領域でのみ半
透明表示を行い、融像領域外の部分では通常の描画を行
うことで、計算負荷を軽減することができる。
を半透明に描画すると、その内部構造を把握することが
容易になるが、計算負荷が増加する。融像領域でのみ半
透明表示を行い、融像領域外の部分では通常の描画を行
うことで、計算負荷を軽減することができる。
【００９２】次に、本発明の第７の実施例について説明
する。第７の実施例における基本構成を図１４に示す。
実施例の基本構成は、第１の実施例の基本構成から、片
眼分の眼球運動検出装置と視線方向計測装置とを一組省
略したものである。
する。第７の実施例における基本構成を図１４に示す。
実施例の基本構成は、第１の実施例の基本構成から、片
眼分の眼球運動検出装置と視線方向計測装置とを一組省
略したものである。
【００９３】第７の実施例における装置類の概略配置を
図１５に示す。実施例の検出装置類の概略配置は、第１
の実施例の配置から、操作者の利き目ではない側の眼に
関する眼球運動検出装置と視線方向計測装置とを排除し
た配置である。
図１５に示す。実施例の検出装置類の概略配置は、第１
の実施例の配置から、操作者の利き目ではない側の眼に
関する眼球運動検出装置と視線方向計測装置とを排除し
た配置である。
【００９４】なお、利き目については、予め操作者がど
ちらが利き目であるかを既知の方法で認識し、図１６に
示すように、眼鏡フレームの利き目側に眼球運動検出装
置１０９を固定する。
ちらが利き目であるかを既知の方法で認識し、図１６に
示すように、眼鏡フレームの利き目側に眼球運動検出装
置１０９を固定する。
【００９５】第７の実施例における画像生成表示処理の
流れを表すフローチャートは、第１の実施例と同様に図
４によって表され、ステップ４０３を除く全てのステッ
プにおける処理の詳細は、第１の実施例あるいは、第２
の実施例〜第６の実施例において説明した処理のいずれ
かと同様である。
流れを表すフローチャートは、第１の実施例と同様に図
４によって表され、ステップ４０３を除く全てのステッ
プにおける処理の詳細は、第１の実施例あるいは、第２
の実施例〜第６の実施例において説明した処理のいずれ
かと同様である。
【００９６】実施例では、実際に視線方向を計測するの
は利き目側のみであるため、ステップ４０３では、足り
ないパラメータを仮定によって補い、もう一方の眼の視
線方向も決定する。
は利き目側のみであるため、ステップ４０３では、足り
ないパラメータを仮定によって補い、もう一方の眼の視
線方向も決定する。
【００９７】次に、ステップ４０３の処理の詳細につい
て説明する。ステップ４０３においては、利き目２０２
（または２０３）の反対側の視線方向５０２（または５
０１）は、常に、利き目が注視している点５０３を向い
ていると仮定する。
て説明する。ステップ４０３においては、利き目２０２
（または２０３）の反対側の視線方向５０２（または５
０１）は、常に、利き目が注視している点５０３を向い
ていると仮定する。
【００９８】この仮定により、利き目２０２（または２
０３）の視線方向５０１（または５０２）と注視点５０
３が定まれば、利き目の反対側の視線方向５０２（また
は５０１）も決定することができる。
０３）の視線方向５０１（または５０２）と注視点５０
３が定まれば、利き目の反対側の視線方向５０２（また
は５０１）も決定することができる。
【００９９】まず、利き目側の視線方向は、利き目側に
装着した眼球運動検出装置１０９からの信号を左眼用視
線方向計測装置１０８によって解析したベクトル情報
と、ステップ４０１で求めた操作者頭部の姿勢情報とに
よって図形データを定義する座標系を基準とした利き目
側視線方向５０１（または５０２）を算出する。
装着した眼球運動検出装置１０９からの信号を左眼用視
線方向計測装置１０８によって解析したベクトル情報
と、ステップ４０１で求めた操作者頭部の姿勢情報とに
よって図形データを定義する座標系を基準とした利き目
側視線方向５０１（または５０２）を算出する。
【０１００】次に、利き目視点位置２０２（または２０
３）を始点とした利き目側視線５０１（または５０２）
と全ての図形データとの交点のうち、最も利き目視点位
置に近い点を算出し、この点を注視位置５０３とする。
３）を始点とした利き目側視線５０１（または５０２）
と全ての図形データとの交点のうち、最も利き目視点位
置に近い点を算出し、この点を注視位置５０３とする。
【０１０１】そして、利き目と反対側の眼の始点位置２
０３（または２０２）を始点として注視位置５０３へ向
かうベクトルを、利き目の反対側の視線方向５０２（ま
たは５０１）として決定する。このようにして、ステッ
プ４０３において、左右両眼の視線方向５０１および５
０２を決定する。
０３（または２０２）を始点として注視位置５０３へ向
かうベクトルを、利き目の反対側の視線方向５０２（ま
たは５０１）として決定する。このようにして、ステッ
プ４０３において、左右両眼の視線方向５０１および５
０２を決定する。
【０１０２】次に、本発明の第８の実施例について説明
する。第８の実施例における基本構成を図１７に示す。
実施例の基本構成は、第１の実施例の基本構成から、両
眼の眼球運動検出装置１０９と１１１、および左右の視
線方向計測装置１０８と１１０とを全て省略したもので
ある。
する。第８の実施例における基本構成を図１７に示す。
実施例の基本構成は、第１の実施例の基本構成から、両
眼の眼球運動検出装置１０９と１１１、および左右の視
線方向計測装置１０８と１１０とを全て省略したもので
ある。
【０１０３】第８の実施例における装置類の概略配置を
図１８に示す。図１８に示したように、この第８の実施
例の検出装置類の配置は、図１９に示すように、第１の
実施例の検出装置類固定支持具２０４から眼球運動検出
装置１０９と１１１を取り外し、視線方向計測装置１０
８と１１１を排除した配置と同様である。
図１８に示す。図１８に示したように、この第８の実施
例の検出装置類の配置は、図１９に示すように、第１の
実施例の検出装置類固定支持具２０４から眼球運動検出
装置１０９と１１１を取り外し、視線方向計測装置１０
８と１１１を排除した配置と同様である。
【０１０４】第８の実施例における画像生成表示処理の
流れを表すフローチャートは、第１の実施例と同様に図
４によって表され、ステップ４０３を除く全てのステッ
プにおける処理の詳細は、第１の実施例において説明し
た処理と同様である。
流れを表すフローチャートは、第１の実施例と同様に図
４によって表され、ステップ４０３を除く全てのステッ
プにおける処理の詳細は、第１の実施例において説明し
た処理と同様である。
【０１０５】しかし、第８の実施例では、両眼共に、実
際の視線方向を計測しないため、ステップ４０３では、
足りないパラメータを仮定によって補う形で、両眼の視
線方向を決定するようにしている。
際の視線方向を計測しないため、ステップ４０３では、
足りないパラメータを仮定によって補う形で、両眼の視
線方向を決定するようにしている。
【０１０６】次に、第８の実施例において行われるステ
ップ４０３の処理の詳細について説明する。ステップ４
０３においては、利き目２０２（または２０３）の視線
方向５０１（または５０２）は、常に、操作者頭部２０
１の正面方向を向いていると仮定する。
ップ４０３の処理の詳細について説明する。ステップ４
０３においては、利き目２０２（または２０３）の視線
方向５０１（または５０２）は、常に、操作者頭部２０
１の正面方向を向いていると仮定する。
【０１０７】この仮定により、操作者頭部の姿勢情報が
定まれば、利き目の視線方向も定まる。また、利き目の
反対側の眼の視線方向については、前述した第７の実施
例で説明したステップ４０３の処理によって、利き目側
視線方向を基に算出することができる。
定まれば、利き目の視線方向も定まる。また、利き目の
反対側の眼の視線方向については、前述した第７の実施
例で説明したステップ４０３の処理によって、利き目側
視線方向を基に算出することができる。
【０１０８】次に、本発明の第９の実施例について説明
する。先ず、第９の実施例における基本構成を、図２０
に示す。この第９の実施例の基本構成は、第１の実施例
の基本構成に対話操作入力装置２００１を追加したもの
である。
する。先ず、第９の実施例における基本構成を、図２０
に示す。この第９の実施例の基本構成は、第１の実施例
の基本構成に対話操作入力装置２００１を追加したもの
である。
【０１０９】対話操作入力装置２００１は、操作者の行
動を画像生成の処理内容に反映させるための装置で、マ
ウス、キーボード、ダイアルボックス、３次元位置セン
サ、視線入力装置、音声入力装置などがある。
動を画像生成の処理内容に反映させるための装置で、マ
ウス、キーボード、ダイアルボックス、３次元位置セン
サ、視線入力装置、音声入力装置などがある。
【０１１０】次に、第９の実施例における装置類の配置
を図２１に示す。第９の実施例の装置類の配置は、第１
の実施例の装置配置に対話操作入力装置２００１を追加
したものである。
を図２１に示す。第９の実施例の装置類の配置は、第１
の実施例の装置配置に対話操作入力装置２００１を追加
したものである。
【０１１１】次に、第９の実施例における画像生成表示
処理の流れを表すフローチャートを図２２に示す。第９
の実施例のフローチャートでは、第１の実施例のフロー
チャートにステップ２２０１を追加している。第９の実
施例における処理の詳細は、追加したステップ２２０１
以外は、第１の実施例と同様であるので、ステップ２２
０１の処理を詳細に説明する。
処理の流れを表すフローチャートを図２２に示す。第９
の実施例のフローチャートでは、第１の実施例のフロー
チャートにステップ２２０１を追加している。第９の実
施例における処理の詳細は、追加したステップ２２０１
以外は、第１の実施例と同様であるので、ステップ２２
０１の処理を詳細に説明する。
【０１１２】ステップ２２０１では、前段のステップ４
０８で決定した視覚分解能の値αを、操作者の視覚特性
を左右する他の要因を考慮して調整する。考慮する他の
要因としては、まず第一に、人間の視覚には、視野の中
心部では視力が高く、視野の周辺部では視力が低下する
という現象を挙げることができる。
０８で決定した視覚分解能の値αを、操作者の視覚特性
を左右する他の要因を考慮して調整する。考慮する他の
要因としては、まず第一に、人間の視覚には、視野の中
心部では視力が高く、視野の周辺部では視力が低下する
という現象を挙げることができる。
【０１１３】これを導入するには、視線方向と視点−図
形方向との角度が大きくなるに従い、視覚分解能の値を
小さくするように調整する。第二に、視線方向と視点−
図形方向との相対的な角度が変化する場合に、視力が低
下する現象があり、一般に「動体視力」として知られて
いる。
形方向との角度が大きくなるに従い、視覚分解能の値を
小さくするように調整する。第二に、視線方向と視点−
図形方向との相対的な角度が変化する場合に、視力が低
下する現象があり、一般に「動体視力」として知られて
いる。
【０１１４】この状況は、図形の移動、図形の回転、視
線方向の変化で起こる。これを導入するには、視線方向
と視点−図形方向との相対的な角度の時間変化が大きく
なるに従い、視覚分解能αの値を小さくするように調整
する。
線方向の変化で起こる。これを導入するには、視線方向
と視点−図形方向との相対的な角度の時間変化が大きく
なるに従い、視覚分解能αの値を小さくするように調整
する。
【０１１５】ステップ２２０１では、このような視力の
変化を反映させるために、視覚分解能αの値に０以上１
以下の係数を掛けて調整し、画像生成の簡略化による計
算負荷の軽減を図る。これにより、実施例では、操作者
が知覚する画質を高く維持したまま、さらに実時間性を
向上させることができる。
変化を反映させるために、視覚分解能αの値に０以上１
以下の係数を掛けて調整し、画像生成の簡略化による計
算負荷の軽減を図る。これにより、実施例では、操作者
が知覚する画質を高く維持したまま、さらに実時間性を
向上させることができる。
【０１１６】さらに、その他に考慮すべき状況として、
操作者が入力装置２００１によって対話操作を行ってい
る間は、画質よりも対話操作の応答性が要求される場合
がある。この場合、ステップ２２０１において、対話操
作中には視覚分解能の値をさらに低く調整することによ
り、画像生成の簡略化による応答性の向上を図ることが
できる。
操作者が入力装置２００１によって対話操作を行ってい
る間は、画質よりも対話操作の応答性が要求される場合
がある。この場合、ステップ２２０１において、対話操
作中には視覚分解能の値をさらに低く調整することによ
り、画像生成の簡略化による応答性の向上を図ることが
できる。
【０１１７】また、第７の実施例あるいは第８の実施例
に対話操作入力装置２００１を追加し、実施例のステッ
プ２２０１を追加することによって、第７の実施例ある
いは第８の実施例においても本実施例と同様の効果を得
ることができる。
に対話操作入力装置２００１を追加し、実施例のステッ
プ２２０１を追加することによって、第７の実施例ある
いは第８の実施例においても本実施例と同様の効果を得
ることができる。
【０１１８】
【０１１９】
【０１２０】
【０１２１】
【発明の効果】本発明の請求項１，２，３に記載の発明
によれば、三次元空間の座標系において、操作者の視点
を求めることによって図形に対する視覚分解能を決定
し、その視覚分解能に基づいて左右の画像を生成するパ
ラメータを決定するようにしたので、視覚分解能の高い
図形に対しては、高精細な単一の立体像として明確に知
覚できるように画像生成を行い、一方、視覚分解能の低
い領域については、生成画像の精細度を低くして計算負
荷を軽減するとともに、高速処理の実時間処理を実現す
ることができる。すなわち、知覚分解能に基づいて画像
生成の精密さを適応的に可変することができる。
によれば、三次元空間の座標系において、操作者の視点
を求めることによって図形に対する視覚分解能を決定
し、その視覚分解能に基づいて左右の画像を生成するパ
ラメータを決定するようにしたので、視覚分解能の高い
図形に対しては、高精細な単一の立体像として明確に知
覚できるように画像生成を行い、一方、視覚分解能の低
い領域については、生成画像の精細度を低くして計算負
荷を軽減するとともに、高速処理の実時間処理を実現す
ることができる。すなわち、知覚分解能に基づいて画像
生成の精密さを適応的に可変することができる。
【０１２２】 また、本発明の請求項４に記載の発明に
よれば、操作者の利き目側視線方向と表示図形との三次
元における位置を検出して左右視線位置を演算している
ので、視線検出演算および装置の簡略化を図ることがで
き、高速の実時間処理にも効果がある。
よれば、操作者の利き目側視線方向と表示図形との三次
元における位置を検出して左右視線位置を演算している
ので、視線検出演算および装置の簡略化を図ることがで
き、高速の実時間処理にも効果がある。
【０１２３】 また、本発明の請求項５に記載の発明に
よれば、注視点をマーク表示したので、操作者の認識が
容易となり、また、それによって画像生成状態を正確に
知ることができる。
よれば、注視点をマーク表示したので、操作者の認識が
容易となり、また、それによって画像生成状態を正確に
知ることができる。
【０１２４】 また、本発明の請求項６に記載の発明に
よれば、知覚分解能の情報を正規化して用いているの
で、視線の角度差や、環境の影響を受けない正確な知的
分解能の代表値を求めることができる。
よれば、知覚分解能の情報を正規化して用いているの
で、視線の角度差や、環境の影響を受けない正確な知的
分解能の代表値を求めることができる。
【０１２５】 また、本発明の請求項７，８，９に記載
の発明によれば、三次元空間の座標系において、操作者
の視点を求めることによって図形に対する知覚分解能を
決定し、その知覚分解能に基づいて画像を生成するパラ
メータを決定するとともに、左右の視点位置に対し、そ
れぞれその投影中心として視点画像を生成することによ
り得た左右の画像対から立体画像を表示するようにした
ので、図形の精細度，詳細度が高い場合には、高精細の
画像を生成してより精密な画像を表現することができ
る。そして、図形の精細度，詳細度が低い場合には、描
画に要する作業領域を削減し、計算負荷を軽減すること
ができ、実時間処理にも大きな効果がある。
の発明によれば、三次元空間の座標系において、操作者
の視点を求めることによって図形に対する知覚分解能を
決定し、その知覚分解能に基づいて画像を生成するパラ
メータを決定するとともに、左右の視点位置に対し、そ
れぞれその投影中心として視点画像を生成することによ
り得た左右の画像対から立体画像を表示するようにした
ので、図形の精細度，詳細度が高い場合には、高精細の
画像を生成してより精密な画像を表現することができ
る。そして、図形の精細度，詳細度が低い場合には、描
画に要する作業領域を削減し、計算負荷を軽減すること
ができ、実時間処理にも大きな効果がある。
【０１２６】 また、本発明の請求項１０に記載の発明
によれば、操作者の利き目側の視線方向と表示図形との
三次元座標における位置を検出して左右視線位置を演算
しているので、視線検出演算および装置の簡略化を図る
ことができ、高速の実時間処理にも効果がある。
によれば、操作者の利き目側の視線方向と表示図形との
三次元座標における位置を検出して左右視線位置を演算
しているので、視線検出演算および装置の簡略化を図る
ことができ、高速の実時間処理にも効果がある。
【０１２７】 また、本発明の請求項１１に記載の発明
によれば、注視点をマーク表示したので、操作者の認識
が容易となり、また、それによって画像生成状態を正確
に知ることができる。
によれば、注視点をマーク表示したので、操作者の認識
が容易となり、また、それによって画像生成状態を正確
に知ることができる。
【０１２８】 また、本発明の請求項１２に記載の発明
によれば、知覚分解能の情報を正規化して用いているの
で、視線の角度差や、環境の影響を受けない正確な視覚
分解能の代表値を求めることが可能となる。
によれば、知覚分解能の情報を正規化して用いているの
で、視線の角度差や、環境の影響を受けない正確な視覚
分解能の代表値を求めることが可能となる。
【０１２９】以上述べたように、本発明の各請求項に記
載された発明によれば、操作者の視点を検出するととも
に、人間の視覚特性を有効に利用して、視点位置に近い
精細度を要する領域については立体画像の生成を高精細
に行い、その反対に、視線位置から離れた精細度をあま
り必要としない部分については画像生成のための計算負
荷を軽減するようにし、装置全体として高速の実時間処
理の可能な立体画像表示を行うことができる。
載された発明によれば、操作者の視点を検出するととも
に、人間の視覚特性を有効に利用して、視点位置に近い
精細度を要する領域については立体画像の生成を高精細
に行い、その反対に、視線位置から離れた精細度をあま
り必要としない部分については画像生成のための計算負
荷を軽減するようにし、装置全体として高速の実時間処
理の可能な立体画像表示を行うことができる。
【図１】本発明の第１の実施例の基本構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】第１の実施例における検出装置類の概略配置を
示す図である。
示す図である。
【図３】第１の実施例における検出装置類の固定支持具
を示す図である。
を示す図である。
【図４】第１の実施例の処理の流れを表すフローチャー
トである。
トである。
【図５】第１の実施例における操作者の視点、および視
線と画像表示面との位置関係を説明する図である。
線と画像表示面との位置関係を説明する図である。
【図６】第１の実施例における図形データのテーブルの
例を示す図である。
例を示す図である。
【図７】第１の実施例における視覚分解能曲線の例を示
す特性図である。
す特性図である。
【図８】第１の実施例における画像生成アルゴリズムの
選択内容を説明するための図である。
選択内容を説明するための図である。
【図９】第１の実施例における画像生成パラメータの選
択について説明するための図である。
択について説明するための図である。
【図１０】図形データの詳細度による描画図形データの
選択について説明するための図である。
選択について説明するための図である。
【図１１】図形データの詳細度による描画ポリゴン数の
制御について説明するための図である。
制御について説明するための図である。
【図１２】図形データの詳細度によるテクスチャ解像度
の制御について説明するための図である。
の制御について説明するための図である。
【図１３】第４の実施例における画像生成アルゴリズム
の選択について説明するための図である。
の選択について説明するための図である。
【図１４】第７の実施例の基本構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図１５】第７の実施例における装置類の配置について
説明する図である。
説明する図である。
【図１６】第７の実施例における検出装置の装着につい
て説明する図である。
て説明する図である。
【図１７】第８の実施例の基本構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図１８】第８の実施例における装置類の配置について
説明する図である。
説明する図である。
【図１９】第８の実施例における検出装置の装着につい
て説明する図である。
て説明する図である。
【図２０】第９の実施例の基本構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図２１】第９の実施例における装置類の配置について
説明する図である。
説明する図である。
【図２２】第９の実施例における画像生成処理の流れを
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図２３】融像領域と立体像の融合について説明する図
である。
である。
【図２４】ホロプター円について説明する図である。
１０１ 立体画像表示装置
１０２ フレームバッファ
１０３ 演算装置
１０４ 記憶装置
１０５ 頭部位置計測装置
１０６ 基準信号発生装置
１０７ 位置姿勢検出装置
１０８ 左眼用視線方向計測装置
１０９ 左眼用眼球運動検出装置
１１０ 右眼用視線方向計測装置
１１１ 右眼用眼球運動検出装置
２０４ 検出装置類固定支持具
２００１ 対話操作入力装置
フロントページの続き
(72)発明者 田村 秀行
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ
ヤノン株式会社内
(56)参考文献 特開 平４−15772（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−302381（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−215092（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G06T 15/00 - 17/50
Claims (12)
- 【請求項１】 立体表示画面を観察している操作者の左
右の眼の視点位置を、表示しようとする図形の幾何情報
を定義している３次元空間の座標系に基いて求める第１
の手順と、 前記操作者の左右の眼の注視方向がなす角度である輻輳
角を求める第２の手順と、 前記表示しようとする図形の３次元位置から前記第１の
手順で求めた操作者の左右の眼の位置へ向かう二つの半
直線がなす角度を求める第３の手順と、 前記第２の手順で求めた輻輳角と前記第３の手順で求め
た角度との差の絶対値を求める第４の手順と、 前記第４の手順で求めた角度差に基いて、前記図形に対
する融像領域及び視覚分解能を決定する第５の手順と、 前記第５の手順により決定した融像領域及び視覚分解能
に基いて、前記融像領域については高精細画像を生成
し、前記融像領域外の画像については、異なる画像生成
アルゴリズムを用いて視覚分解能に応じた画像を生成す
るとともに、そのパラメータを図形ごとに決定する第６
の手順と、 前記第６の手順で決定した手順とパラメータとによっ
て、各図形について右視点位置を投影中心とする右視点
画像と左視点位置を投影中心とする左視点画像とを生成
する第７の手順と、 前記第７の手順により生成した左右２枚の画像対を立体
表示する第８の手順とを備えることを特徴とする立体画
像表示方法。 - 【請求項２】 前記第１の手順は、前記操作者の頭部に
任意の基準座標系を設定して固定する第１のステップ
と、 前記基準座標系での左右の眼の視点位置を測定して記録
しておく第２のステップと、 前記表示装置の位置および方向を基準として、前記操作
者の頭部の基準座標系原点の位置および姿勢を計測する
第３のステップと、 前記計測基準点を原点とした左右の眼の位置座標を基準
点の位置座標に加算することによって、表示装置を基準
とした左右の眼の視点位置を決定する第４のステップ
と、 前記表示装置の座標系と表示する図形データの定義座標
系との間の相対的な座標変換を、先に求めた視点位置に
適用することによって、図形の定義空間における左右の
眼の視点位置を求める第５のステップとを具備すること
を特徴とする請求項１に記載の立体画像表示方法。 - 【請求項３】 前記第２の手順は、操作者の左右の眼の
視線方向を計測し、左右の眼の２つの視線方向がなす角
度によって輻輳角を決定することを特徴とする請求項１
に記載の立体画像表示方法。 - 【請求項４】 前記第２の手順は、前記表示装置を基準
として操作者の利き目側の視線方向を計測する第１の処
理と、 前記第１の手順で求めた利き目側の視点位置を始点とす
る利き目側の視線方向と、表示されている図形との交点
の図形が定義されている空間における３次元位置を求め
る第２の処理と、 前記交点の位置から操作者の両眼位置へ向かう２つの半
直線がなす角度を輻輳角として決定する第３の処理とを
行うことを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示方
法。 - 【請求項５】 前記立体表示画面の左眼の注視点位置で
ある、左視点画像上の左眼視線方向と前記立体表示画面
とが交差する点の位置と、前記立体表示画面の右眼の注
視点位置である、右視点画像上の右眼視線方向と前記立
体表示画面とが交差する点の位置に、注視点を示すマー
クとして、左右の画像で同じ形状と色を持つ十字型・点
・文字の図形あるいは記号を重畳表示することを特徴と
する請求項１に記載の立体画像表示方法。 - 【請求項６】 前記第５の手順は、前記第４の手順によ
り求めた角度差が０のときにおける視覚分解能を最大と
して定める基準値で正規化した時の値を視覚分解能の代
表値として使用することを特徴とする請求項１に記載の
立体画像表示方法。 - 【請求項７】 立体表示画面を観察している操作者の左
右の眼の視点位置を、表示しようとする図形の幾何情報
を定義している３次元空間の座標系に基いて求める第１
の手段と、 前記操作者の左右の眼の注視方向がなす角度である輻輳
角を求める第２の手段と、 前記表示しようとする図形の３次元位置から前記第１の
手段で求めた操作者の左右の眼の位置へ向かう二つの半
直線がなす角度を求める第３の手段と、 前記第２の手段で求めた輻輳角と前記第３の手段で求め
た角度との差の絶対値を求める第４の手段と、 前記第４の手段で求めた角度差に基いて、前記図形に対
する融像領域及び視覚分解能を決定する第５の手段と、 前記第５の手段により決定した融像領域及び視覚分解能
に基いて、前記融像領域については高精細画像を生成
し、前記融像領域外の画像については、異なる画像生成
アルゴリズムを用いて視覚分解能に応じた画像を生成す
るとともに、そのパラメータを図形ごとに決定する第６
の手段と、 前記第６の手段で決定した手順とパラメータとによっ
て、各図形について右視点位置を投影中心とする右視点
画像と左視点位置を投影中心とする左視点画像とを生成
する第７の手段と、 前記第７の手段により生成した左右２枚の画像対を立体
表示する第８の手段とを備えることを特徴とする立体画
像表示装置。 - 【請求項８】 前記第１の手段は、前記操作者の頭部に
任意の基準座標系を設定して固定する第１のステップ
と、 前記基準座標系での左右の眼の視点位置を測定して記録
しておく第２のステップと、 前記表示装置の位置および方向を基準として、前記操作
者の頭部の基準座標系原点の位置および姿勢を計測する
第３のステップと、 前記計測基準点を原点とした左右の眼の位置座標を基準
点の位置座標に加算することによって、表示装置を基準
とした左右の眼の視点位置を決定する第４のステップ
と、 前記表示装置の座標系と表示する図形データの定義座標
系との間の相対的な座標変換を、先に求めた視点位置に
適用することによって、図形の定義空間における左右の
眼の視点位置を求める第５のステップとを具備すること
を特徴とする請求項７に記載の立体画像表示装置。 - 【請求項９】 前記第２の手段は、操作者の左右の眼の
視線方向を計測し、左右の眼の２つの視線方向がなす角
度によって輻輳角を決定することを特徴とする請求項７
に記載の立体画像表示装置。 - 【請求項１０】 前記第２の手段は、前記表示装置を基
準として操作者の利き目側の視線方向を計測する第１の
処理と、 前記第１の手段で求めた利き目側の視点位置を始点とす
る利き目側の視線方向と、表示されている図形との交点
の図形が定義されている空間における３次元位置を求め
る第２の処理と、 前記交点の位置から操作者の両眼位置へ向かう２つの半
直線がなす角度を輻輳角として決定する第３の処理とを
行うことを特徴とする請求項７に記載の立体画像表示装
置。 - 【請求項１１】 前記立体表示画面の左眼の注視点位置
である、左視点画像上の左眼視線方向と前記立体表示画
面とが交差する点の位置と、前記立体表示画面の右眼の
注視点位置である、右視点画像上の右眼視線方向と前記
立体表示画面とが交差する点の位置に、注視点を示すマ
ークとして、左右の画像で同じ形状と色を持つ十字型・
点・文字の図形あるいは記号を重畳表示することを特徴
とする請求項７に記載の立体画像表示装置。 - 【請求項１２】 前記第５の手段は、前記第４の手段に
より求めた角度差が０のときにおける視覚分解能を最大
として定める基準値で正規化した時の値を視覚分解能の
代表値として使用することを特徴とする請求項７に記載
の立体画像表示装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24625494A JP3478606B2 (ja) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | 立体画像表示方法および装置 |
| US08/529,460 US6414681B1 (en) | 1994-10-12 | 1995-09-18 | Method and apparatus for stereo image display |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24625494A JP3478606B2 (ja) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | 立体画像表示方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08111877A JPH08111877A (ja) | 1996-04-30 |
| JP3478606B2 true JP3478606B2 (ja) | 2003-12-15 |
Family
ID=17145794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24625494A Expired - Fee Related JP3478606B2 (ja) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | 立体画像表示方法および装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6414681B1 (ja) |
| JP (1) | JP3478606B2 (ja) |
Cited By (1)
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- 1995-09-18 US US08/529,460 patent/US6414681B1/en not_active Expired - Lifetime
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