JP4077321B2 - 表示制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、次元及び形状の異なる複数の情報オブジェクトが配置された空間内において、滑らかな視点移動を可能とし、直感的な操作で対象物を探すことを可能とし、その対象物の幾何学的情報に基づいて、適切な移動方向と移動速度を実現する表示制御装置を提供するものである。
【０００３】
また、本発明は、その表示制御装置での処理をコンピュータに行なわせるための表示制御プログラムに関する。
【従来の技術】
【０００４】
ハイパーテキスト構造を持つ電子文書をディスプレイ上で閲覧するための快適な環境を提供する三次元表示制御装置として、本願発明の発明者による特開2000-172248号が知られている。これは、ハイパーテキスト構造を持つ電子文書群を、そのリンク構造に基づいて、単一の仮想空間内に配置し、同仮想空間内に定義した視野に基づいて、電子文書を閲覧するための表示画像を生成して、表示装置に表示させる。また、ユーザの指示に従って、視野を連続的に変化させ、そのときの視野に基づく表示画像をリアルタイムで連続的に生成し、表示装置に表示させる。それによりユーザは、仮想空間内で視野を連続的に変化させながら、ハイパーテキストのリンクを辿って文書を閲覧することによって、文書を連続的に拡大表示させることができる。
【０００５】
この発明による表示画面の変化例を図１に示す。電子文書６０１からハイパーテキスト構造によって電子文書６０２がリンクされ、そこからさらに電子文書６１３がリンクされている。画面例６１の状態からズームインすることによって画面例６２、更にズームインすることによって画面例６３が表示される。
【０００６】
一方、インターネットを経由して三次元的な商品カタログを配信し、端末側では、ユーザの操作により、三次元形状を画面上で回転させたり移動させたりして表示できる方式が既に考案されている。その代表的なものとして、Ｗｅｂ３Ｄと呼ばれるものがあり、商品などの三次元形状を、ＶＲＭＬ（Virtual Reality Modeling Language）形式或いは独自の形式で、インターネット上のサーバからユーザ端末に配信し、ユーザ端末では、そのような三次元形状を表示するためのプログラムによって、画面上に三次元形状を表示させる。表示対象物の選択は、通常のＷＷＷブラウザで表示されるＨＴＭＬ文書上からマウスなどによって項目を選択することによって行なう。すなわち、該プログラムは、単一の三次元形状を表示するためのものである。また、該プログラムは、ブラウザのプラグイン、Ｊａｖａプログラム、又は、ＡｃｔｉｖｅＸオブジェクトとして実現されている。
【０００７】
しかしながら、上記従来における三次元表示制御装置においては、以下に述べる問題点がある。
【０００８】
従来の三次元表示制御装置では、ブラウザのウインドウ内などに、単一の三次元形状を表示し、回転又は部分的に拡大することができるものであった。そのため、その形状を表示するまでは、一般のブラウザ上で、マウスで選択肢をクリックしたり、メニューを選択したり、条件検索を行なうことにより、表示対象を選択する必要があった。
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、次元及び形状の異なる複数の情報オブジェクトが配置された空間内において、視点移動の対象となる情報オブジェクトの幾何学的情報に基づいて、適切な移動方向と移動速度を実現する視点位置制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は、三次元仮想空間内に表示されるある形状を有する複数の情報オブジェクトに対する視点位置を制御する表示制御装置であって、情報オブジェクトの形状を幾何的に示す幾何的情報を含む情報オブジェクトデータを管理するデータ管理手段と、利用者による入力に従って、上記複数の情報オブジェクトに対して該情報オブジェクト毎に上記データ管理手段で管理される情報オブジェクトの幾何学的情報によって定まる局所座標系にて上記視点位置から該情報オブジェクトまでの距離を算出し、該算出した距離が第一の所定値以下である場合は該第一の所定値に設定し一定となるように、また、該算出した距離が該第一の所定値より大きい第二の所定値以上である場合はその算出された該距離を正の無限大に漸近する関数を用いて設定するように該情報オブジェクトから視点位置までの距離の大きさを加工する距離加工手段と、上記加工された視点位置までの距離の大きさを現在の基準情報オブジェクトの局所座標系における距離の大きさに変換して、視点位置から最も近い位置に表示される情報オブジェクトを基準情報オブジェクトとして決定する基準決定手段と、決定された上記基準情報オブジェクトと上記距離加工手段によって加工された視点位置までの距離の大きさに応じて視点の移動速度を変化させる速度変化手段とを有し、上記基準情報オブジェクトに基づいて、視点位置までの距離に応じた移動速度で視点が移動するように視点位置を制御して、上記複数の情報オブジェクトを表示させるように構成される。
【００１１】
このような表示制御装置では、視点位置から最も近い位置の情報オブジェクトを基準オブジェクトとして決定するため、視点が対象としている情報オブジェクトが決定される。また、速度変化手段によって、視点位置までの距離に応じた移動速度で視点が移動するように視点位置が制御されるため、視点位置が近くに接近している場合、ゆっくりと視点が移動し、一方、視点位置が遠くにある場合、素早く視点が移動しているように上記複数の情報オブジェクトを表示させることができる。
【００１２】
また、上記課題を解決するための手段として、本発明は、コンピュータに行なわせるための表示制御プログラム、及び、上記表示制御プログラムを記憶した記憶媒体とすることもできる。
【発明の実施の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図２は、表示制御装置の機能構成の例を示す図である。
【００１５】
図２より、表示制御装置１００は、情報オブジェクトデータ取得部１０１と、情報オブジェクトデータ記憶部１０２と、ユーザ指示受付部１０３と、視野決定部１０４と、表示画像生成部１０５と、表示制御部１０６と、複数の視野移動計算部１０７と、複数の情報オブジェクト表示部１０８と、注視点経路計算部１０９と、通信制御部１１０と、インストーラー１１１とを有する。
【００１６】
情報オブジェクトデータ取得部１０１は、通信制御部１１０によって、インターネット等のネットワーク１１８を介して取得したＷｅｂ情報から情報オブジェクトデータを取得し、所定の情報オブジェクトデータ記憶部１０２に、取得した情報オブジェクトデータを格納する。また、情報オブジェクト間の相互関係を定義するリンク情報として、該仮想空間内での相対的な位置関係およびスケール比を格納する。
【００１７】
ユーザ指示受付部１０３は、ユーザが指示する視野移動方向を示すデータを受け付ける。
【００１８】
視野決定部１０４は、ユーザ指示受付部１０３によって受け付けた視野移動方向を示すデータに基づいて、情報オブジェクトデータ記憶部１０２に格納されている処理対象となる情報オブジェクトの形状に応じて、視野移動計算部１０７及び注視点移動経路計算部１０９での計算結果を用いることによって視野を決定する。
【００１９】
表示画像生成部１０５は、視野決定部１０４によって決定された視野データに基づいて、視野の範囲で表示される全ての情報オブジェクトの表示画像を、各情報オブジェクトの形状に応じて生成する。
【００２０】
表示制御部１０６は、表示画像生成部１０５によって生成された表示画像を表示させるために表示装置を制御する。つまり、表示制御部１０６は、各情報オブジェクトの形状に応じた情報オブジェクト表示部１０８を用いて、視野データに基づいて、情報オブジェクトを表示させる表示画像データを生成する。
【００２１】
視野移動計算部１０７は、移動距離、角度変化及び移動方向情報を含む視野移動量を情報オブジェクトの形状に応じて計算する。ただし、情報オブジェクトの形状が球面又は自由曲面等である場合、注視点移動経路計算部１０９によって、注視点の移動経路を情報オブジェクトの形状に応じて計算した後、視野移動量が計算される。
【００２２】
視野移動計算部１０７及び情報オブジェクト表示部１０８を複数もうけることによって、平面的な情報オブジェクトや、立体的な情報オブジェクトなど、多様な形態の情報オブジェクトのそれぞれに適した視野移動及び情報オブジェクトの表示を行なうことができる。
【００２３】
通信制御部１１０は、ネットワーク１１８への接続及び切断処理、及び、データの送受信の制御を行なう。
【００２４】
インストーラー１１１は、例えば、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体であるＣＤ−ＲＯＭ１１９から表示制御装置１００を制御する上記各処理部による処理を実行するためのプログラムを表示制御装置１００へインストールする。インストールされたプログラムは、表示制御装置１００のＣＰＵ（中央処理装置）によって実行され上記各処理部が実現する。当該プログラムを格納する媒体としてＣＤ−ＲＯＭ１１９に限定するものではなく、コンピュータが読み取り可能な媒体であればよい。
【００２５】
多種多様の情報オブジェクトの形状に対応するために、必要に応じて、インターネット１１８又はＣＤ−ＲＯＭ１１９等の記憶媒体から視野移動計算部１０７及び情報オブジェクト表示部１０８を取得し、視野決定部１０４及び表示画像生成部１０５にて利用すれば良い。
【００２６】
情報オブジェクトに対する視点移動について図３及び図４で説明する。図３は、平面的な情報オブジェクトに対する視点移動を説明する図である。図４は、立体的な情報オブジェクトに対する視点移動を説明する図である。
【００２７】
図３及び図４において、情報オブジェクト上のターゲット面４０１は、視点のズームイン先となるターゲット面を示す。視点位置４０２は、ユーザの現在の視野の視点位置を示す。注視点４０３は、ユーザの現在の視野における情報オブジェクト上で注視される位置を示す。ここで、注視点４０３は、視野の中心線とターゲット面の交点とする。
【００２８】
視点移動経路４１１は、ズームイン又はズームアウト操作に伴う視点の移動経路を示す。視点移動経路４１２は、左右への移動操作に伴う視点の移動経路を示し、視点移動経路４１３は、上下への移動操作に伴う視点の移動経路を示す。視点移動経路４１４は、ティルトの操作に伴う視点の移動経路を示す。視点移動経路４１５は、ローテーションの操作に伴う視点の移動経路を示す。また、図中の破線矢印は、各視点移動経路に沿って視野の視点が移動した際の視線の例を示す。同破線矢印の先端は、そのときの注視点である。
【００２９】
ズームイン操作を行なったとき、視点は、移動経路４１１の経路に沿って、ターゲット面４０１上の注視点４０３に限りなく近付いていく。また、ズームアウト操作を行なうと、視点は、移動経路４１１の経路に沿って、ターゲット面から遠ざかるように動く。これらのズーム操作において、視点移動速度は、視点とターゲット面との距離に比例するように変化する。これにより、視点が限りなくターゲット面上の注視点上に近付いていくような動きとなり、ズーム表示が実現される。
【００３０】
左右及び上下への視野移動操作を行なったとき、視点はそれぞれ、視点移動経路４１２及び４１３で示される経路に沿って移動する。このとき、注視点４０３は、ターゲット面上を移動する。
【００３１】
図３Ａより、平面であるターゲット面４０１において、表示制御装置１００は、図２のユーザ指示受付部１０３からの視野移動方向を示す情報に基づいて、視線がターゲット面４０１に対して平行移動するように視点位置４０２及び注視点４０３を移動させる。
【００３２】
一方、図４Ａより、立体であるターゲット面４０１において、表示制御装置１００は、図２のユーザ指示受付部１０３からの視野移動方向を示す情報に基づいて、視線がターゲット面４０１をなぞるように視点位置４０２及び注視点４０３を移動させる。つまり、視線方向とターゲット面との角度を示すティルト角を一定にして、視点位置４０２及び注視点４０３を移動させる。
【００３３】
図３Ｂ及び図４Ｂより、ユーザが視野のティルト操作を行なった場合、表示制御装置１００は、図２のユーザ指示受付部１０３からの視野移動方向を示す情報に基づいて、視点位置４０２と注視点４０３との距離が一定となる視点移動経路４１４に沿って移動する。つまり、ティルト操作において、表示制御装置１００は、視点位置４０２と注視点４０３との距離を一定にし、視点位置４０２と注視点４０３とを結ぶ視線方向とターゲット面４０１との角度を変化させながら視点位置４０２を移動させる。
【００３４】
また、視野のローテーション操作を行なった場合、視点位置４０２は、視点移動経路４１５に沿って移動する。つまり、ローテーション操作において、表示制御装置１００は、注視点４０３の位置、注視点４０３から視点位置４０２までの距離、及び、ティルト角を一定とし、注視点４０３におけるターゲット面に対する垂線を中心として回転するように視野を移動させる。
【００３５】
上述のように表示対象が平面以外の球面状の情報オブジェクト形状であっても処理可能とするために、適したターゲット面の形状を予め割り当てておく必要がある。ターゲット面形状は、必ずしも情報オブジェクトの形状と正確に一致している必要は無い。例えば、凹凸はあるが球形に近い情報オブジェクトに対しては、球面状のターゲット面を割り当てておいても良い。
【００３６】
以下、異なるターゲット面毎の処理の違いを図５、図６及び図７で説明する。
【００３７】
図５は、平面状のターゲット面に対する視野移動を説明する図である。図６は、球面状のターゲット面に対する視野移動を説明する図である。図７は、自由局面状のターゲット面に対する視野移動を説明する図である。
【００３８】
図５、図６及び図７において、ｌｘ、ｌｙ、ｌｚは、それぞれターゲット面を定義する情報オブジェクトのローカル座標系のｘ，ｙ，ｚ軸を定義するベクトルとする。
【００３９】
また、ｖｘ、ｖｙ、ｖｚをそれぞれ視点座標系のｘ，ｙ，ｚ軸を表すベクトルとし、Ｖ０を視点の位置、すなわち、視点座標系の原点とする。また、ターゲット面上の注視点をＴとする。視点Ｖ０と注視点Ｔとを結ぶ直線を視線と呼び、これが視野の中心線となるように視野を定義する。すなわち、注視点が画面の中心に来るように視野を定義する。
【００４０】
また、Ｖｘは画面水平右方向、Ｖｙは画面鉛直下方向と一致するように視野の方向を決める。また、ユーザによる左右および上下へ視野移動指示に対応する注視点の移動方向を、それぞれ矢印付き線ＣｕおよびＣｖで示している。Ｃｕの方向は、視点座標系のｘｚ平面とターゲット面との交線のターゲット面の形状に基づいた方向とし、Ｃｖの方向は、視点座標系のｙｚ平面とターゲット面との交線のターゲット面の形状に基づいた方向とする。
【００４１】
また、視野の上下または左右への移動においては、ターゲット面に対する視野のティルト角およびローテンション角が変化しないように、注視点をターゲット面に沿って移動させる。
【００４２】
図５に示すような平面状のターゲット面４２１の例において、特開２０００−１７２２４８に記載の公知例と同様の方法にて実現される。よって、図２に示す視野決定部１０４は、単にＣｕ或いはＣｖに視野を平行に移動するように決定すれば良い。
【００４３】
図６に示すような球面状のターゲット面４２２の例、又は、図７に示すような自由曲面状のターゲット面４２３の例において、図２に示す視野決定部１０４は、視野移動計算部１０７の計算結果に基づいて、図５の平面と異なり、視野を左右または上下に移動させる場合、注視点Ｔの移動経路Ｃｕ或いはＣｖを直線ではなく曲線に移動するように決定する。そのため、ティルト角やローテンションを変化させずに注視点Ｔが移動する毎に視点Ｖ０と注視点Ｔを結ぶ視線方向を変化させる必要がある。従って、視野を平行移動するだけではなく、視点座標系の方向を変化させながら、注視点Ｔの移動経路Ｃｕ或いはＣｖを曲線に移動するように決定する。また、ＣｕおよびＣｖは、注視点Ｔ以外において、視点座標系のｘｚ平面或いはｙｚ平面とターゲット面との交線と一致するとは限らない。よって、曲面の種類毎に、注視点移動経路Ｃｕ或いはＣｖを求めるようにする。
【００４４】
次に、ターゲット面に対する視野移動の処理について、図８及び図９で説明する。
【００４５】
先ず、ターゲット面が平面の場合の上下左右への視野移動の処理について説明する。
【００４６】
図８は、平面状のターゲット面に対する視野移動の処理を説明するフローチャート図である。
【００４７】
図８より、図２のユーザ指示受付部１０３は、ユーザの入力指示を受け付け（ステップＳ１０１）、該ユーザの入力指示が視野の上下左右への移動指示であるかを判断する（ステップＳ１０２）。
【００４８】
ユーザ指示受付部１０３は、ユーザの入力指示が視野の上下左右への移動指示でないと判断した場合、ステップＳ１０３を実行し、ユーザの入力指示に応じた処理を行ない（ステップＳ１０３）、ステップＳ１０１へ戻り次のユーザの入力指示を待つ。
【００４９】
一方、ユーザ指示受付部１０３は、ユーザの入力指示が視野の上下左右への移動指示であると判断した場合、視野決定部１０４を起動してステップＳ１０４を実行する。ステップＳ１０４において、注視点Ｔの移動方向ベクトルｔを求める。
【００５０】
例えば、ユーザにより、視野を右方向に移動する指示がなされた場合、ユーザ指示受付部１０３によって起動された視野決定部１０４は、注視点Ｔにおける視点座標系のｘｙ平面とターゲット面との交線方向ベクトルを求めて移動方向ベクトルｔとする。ただし、移動方向ベクトルｔはｖｘとのなす角が鈍角にならないように正方向を選ぶ。
【００５１】
ステップＳ１０５において、注視点Ｔの移動距離ｄを求める。つまり、視野決定部１０４は、視野移動計算部１０７に求めた移動方向ベクトルｔを与えて移動距離ｄを計算する。視野移動計算部１０７は、情報オブジェクトデータ記憶部１０２から取得した表示装置に表示されている平面の情報オブジェクトのデータに基づいて、視野決定部１０４から与えられた移動方向ベクトルｔより注視点Ｔの移動距離ｄを算出する。
【００５２】
ステップＳ１０６において、視野決定部１０４は、ベクトルｔの方向へ、視野移動計算部１０７で計算した距離ｄだけ視野を平行移動する。
【００５３】
ステップＳ１０７において、表示画像生成部１０５は、視野決定部１０４から取得した平行移動させた視野データに基づいて、描画を生成する。表示制御部１０６は、表示画像生成部１０５によって生成された描画データに基づいて、表示装置に新たな視野に応じた描画を表示させる。
【００５４】
ステップＳ１０８において、終了か否かを判断する。終了の場合、処理を終了する。一方、終了でない場合、ステップＳ１０１へ戻り、次のユーザの入力指示を受け付ける。
【００５５】
次に、ターゲット面が曲面の場合の上下左右への視野移動の処理について説明する。図６又は図７に示すようにターゲット面が曲面の場合、ターゲット面が平面の場合とは異なる処理が必要となる。
【００５６】
図９は、球面或いは自由曲面状のターゲット面に対する視野移動の処理を説明するフローチャート図である。
【００５７】
図９より、図２のユーザ指示受付部１０３は、ユーザの入力指示を受け付け（ステップＳ１２１）、該ユーザの入力指示が視野の上下左右への移動指示であるかを判断する（ステップＳ１２２）。
【００５８】
ユーザ指示受付部１０３は、ユーザの入力指示が視野の上下左右への移動指示でないと判断した場合、ステップＳ１０３を実行し、ユーザの入力指示に応じた処理を行ない（ステップＳ１２３）、ステップＳ１２１へ戻り次のユーザの入力指示を待つ。
【００５９】
一方、ユーザ指示受付部１０３は、ユーザの入力指示が視野の上下左右への移動指示であると判断した場合、視野決定部１０４を起動してステップＳ１２４を実行する。ステップＳ１２４において、現在の注視点Ｔの位置における、注視点Ｔの移動方向の接線ベクトルｔを求める。
【００６０】
例えば、視野を右に移動する指示がなされた場合、ユーザ指示受付部１０３によって起動された視野決定部１０４は、注視点Ｔにおける視点座標系のｘｙ平面とターゲット面との交線の接線方向ベクトルを求めて移動方向ベクトルｔとする。ただし、移動方向ベクトルｔはｖｘとのなす角が鈍角にならないように正方向を選ぶ。
【００６１】
ステップＳ１２５において、注視点Ｔの移動距離ｄを求める。つまり、視野決定部１０４は、視野移動計算部１０７に求めた移動方向ベクトルｔを与えて移動距離ｄを計算する。視野移動計算部１０７は、情報オブジェクトデータ記憶部１０２から取得した表示装置に表示されている曲面の情報オブジェクトのデータに基づいて、視点Ｖ０と注視点Ｔとの距離に基づき、注視点の移動距離を求める。
【００６２】
ステップＳ１２６において、更に、視野決定部１０４は、情報オブジェクトデータ記憶部１０２から取得した表示装置に表示されている曲面の情報オブジェクトのデータに基づく、曲面の種類に応じて用意された注視点移動経路計算部１０９を用いて、現在の注視点Ｔからターゲット面に沿ってｔ正方向に距離ｄだけ移動した点を新たな注視点Ｔとして求める。
【００６３】
ステップＳ１２７において、視野決定部１０４は、視野移動計算部１０７を用いて、現在の視野におけるティルト角とローテーション角が保存されるように、新たな注視点に対応する視野を求める。この方法としては、例えば、視点から注視点までの距離、ティルト角、ローテーション角をそれぞれ維持しつつ、視線が新たに求めた注視点と交わるように、視点Ｖ０の位置及びベクトルＶｚの方向を定める。続いて、ベクトルＶｘ及びＶｙによって定まるｘｚ平面が新たな注視点ＴにおけるＣｕの接線を含むように、ベクトルＶｘ及びＶｙの方向を定める。
【００６４】
ステップＳ１２８において、表示画像生成部１０５は、視野決定部１０４から取得した曲面形状に応じた視野データに基づいて、描画を生成する。表示制御部１０６は、表示画像生成部１０５によって生成された描画データに基づいて、表示装置に新たな視野に応じた描画を表示させる。
【００６５】
ステップＳ１２９において、終了か否かを判断する。終了の場合、処理を終了する。一方、終了でない場合、ステップＳ１２１へ戻り、次のユーザの入力指示を受け付ける。
【００６６】
上記実施例において、それぞれのターゲット面の形状種類毎に用意されたターゲット面に沿った注視点移動経路計算部１０９を有し、視野決定部１０４が、情報オブジェクトデータ記憶部１０２から取得した表示装置に表示されている視野移動の基準となる情報オブジェクトに応じて、対応するターゲット面の種類に応じた移動経路計算部が選択するようにすれば良い。
【００６７】
次に、例えば、図１０に示すような連鎖的にリンクされた異なる形状の情報オブジェクトを上下左右に移動した場合の上記処理によって実現される動作の例を説明する。
【００６８】
図１０は、情報オブジェクトの連鎖的リンク例を示す図である。
【００６９】
図１０より、球面状の情報オブジェクトＳ２０１が平面状の情報オブジェクトＡ２０２、Ｂ２０３及びＣ２０４へリンクすることを示す。また、情報オブジェクトＡ２０２は、立方体の情報オブジェクトＸ２０５及びＹ２０６へリンクすることを示す。図中、矢印の始点側がリンク元の情報オブジェクトであり、矢印の終点側がリンク先の情報オブジェクトである。
【００７０】
このように連鎖的にリンクされた情報オブジェクトにおいて、例えば、各リンクのリンク先情報オブジェクトは、リンク元情報オブジェクトの表面付近に、リンク元情報オブジェクトに対して小さいスケールで配置される。
【００７１】
つまり、リンク先情報オブジェクトとしての平面状の情報オブジェクトＡ２０２、Ｂ２０３及びＣ２０４は、リンク元情報オブジェクトとしての球面状の情報オブジェクトＳ２０１の表面付近に小さなスケールで配置される。更に、リンク先情報オブジェクトとしての立方体の情報オブジェクトＸ２０５及びＹ２０６は、リンク元情報オブジェクトとしての平面状の情報オブジェクトＡ２０２の表面付近に小さなスケールで配置される。
【００７２】
このようなリンク元情報オブジェクトに対するリンク先情報オブジェクトの定義は、それぞれの情報オブジェクトにローカル座標系を定義し、それらの座標系間の変換行列を決めることにより、定義することができる。
【００７３】
例えば、球面の形状を持つ情報オブジェクトＳ２０１に関しては、その中心を原点とするローカル座標が定義される。そこからリンクされた平面の形状を持つ情報オブジェクトＡ２０２に関しては、その平面の中心を原点とし、その平面とｘｙ平面が一致するようなローカル座標系が定義される。後者のローカル座標系の原点は、前者のローカル座標系に対して、球の表面付近に原点がきて、そのｚ軸方向が、後者のローカル座標系の原点を指すように配置される。また、スケール比は、前者に対して後者が小さくなるようにする。この定義は、両座標系間の変換行列により定義できる。
【００７４】
次に、図１０のように連鎖的にリンクされた情報オブジェクトに対する視点移動による画面変化について、図１１で説明する。
【００７５】
図１１は、視点移動による画面変化の例を示す図である。
【００７６】
図１１において、先ず、画面２１上に球面状の情報オブジェクトＳ２０１を注目対象とし、それを正面から、かつ、比較的遠くから見る位置に視野が定義されている状態で、仮想空間内の情報オブジェクトが映像化される。情報オブジェクトＳ２０１は球形であるため、ユーザによる視点移動操作に対して、図９に示される視点移動処理が選択される。
【００７７】
画面２１の状態から、ユーザの視点移動操作により、視野の前方への移動、すなわち、ズームイン操作を行なうと、画面２２に示すように、画面上に表示されている情報オブジェクトＳ２０１が徐々に大きくなると共に、その情報オブジェクトＳ２０１からのリンクが定義された平面状の情報オブジェクトＡ２０２、Ｂ２０３及びＣ２０４が徐々に現れる。
【００７８】
更に、視野を前方に移動させる操作を行なうと、画面２３に示すように、情報オブジェクトＡ２０２、Ｂ２０３及びＣ２０４がはっきり表示される。このように、連鎖的にリンクで結ばれた一連の情報オブジェクトのうち、画面に表示すべき情報オブジェクトが、視野と各情報オブジェクトとの位置関係に基づいて自動的に選択されて表示される。また、徐々に視野が情報オブジェクトに近付いていく際には、見えなかった情報オブジェクトが徐々に不透明になり、画面上に現れてくる。
【００７９】
続いて、視野を左方向に動かす操作を行なうと、情報オブジェクトＡ２０２、Ｂ２０３及びＣ２０４が球面状の情報オブジェクトＳ２０１の裏側に回り込むようにして右方向に移動する。画面２４に示すように、情報オブジェクトＣ２０４が球面状の情報オブジェクトＳ２０１の背後に回り込んで隠れてしまう。更に、視野を左方向に動かし続けることによって、同様に、情報オブジェクトＢ２０３も球面状の情報オブジェクトＳ２０１の背後に回り込んで、画面２５に示すように、情報オブジェクトＡ２０２が情報オブジェクトＳ２０１上の正面に表示される。ここでは、視野を左方向に動かす操作によって、図４Ａに示す視点移動経路４１２のような経路に沿って、情報オブジェクトＳ２０１の横に回りこむように視野が移動する。
【００８０】
画面２５において、情報オブジェクトＡ２０２が正面に見えてくる。この状態からズームイン操作を行なうと、画面２６に示すように、情報オブジェクトＡ２０２が大きく表示され、そこからリンクされた情報オブジェクトＸ２０５及びＹ２０６が現れてくる。また、注目対象となる情報オブジェクトは、情報オブジェクトＳ２０１から情報オブジェクトＡ２０２に切り替わる。これによって、図５に示すような視野移動方法が選択される。
【００８１】
続いて、視野を左方向および下方向に移動する操作を行なうと、視点は、図３Ａに示す視点移動経路４１２及び４１３で移動して、画面２７のように情報オブジェクトＡ２０２、Ｘ２０５及びＹ２０６が表示される。
【００８２】
更に、ズームイン操作を行なうと、画面２８のように、情報オブジェクトＸ２０５が大きく表示される。また同時に、注目対象情報オブジェクトは、情報オブジェクトＡ２０２から情報オブジェクトＸ２０５へと移る。それに伴い、図８に示す視野移動処理から図９に示す視野移動処理へと切り替わる。
【００８３】
画面２８において、視野を左に動かす操作を行なうと、視点は、図４Ａに示す視点経路４１２に沿って、情報オブジェクトＸ２０５の左側に回り込むように移動して、画面２９に示されるように情報オブジェクトＸ２０５が表示される。
【００８４】
ユーザが視野移動操作を行なう視野移動操作装置によって、上述のような処理を実現する表示制御装置１００を備えた情報端末装置は、例えば、図１２及び図１３に示されるように構成することができる。
【００８５】
図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃは、表示制御装置を備えた情報端末装置の例を示す図である。図２のユーザ指示受付部１０３にリモコンを適用した例を示す。
【００８６】
図１２Ａにおいて、情報端末装置１０００は、図２の表示制御部１０６から送信される表示データに基づいて、画面５０２に該表示データを表示させる表示装置５０１と、図２のユーザ指示受付部１０３での処理を行なうリモコン５０３と、図２に示される各処理部を制御して表示装置１００全体を制御する情報端末装置本体５０５と、図２のインストーラー１１１によってＣＤ−ＲＯＭ１１９から読み取った記録データを情報端末装置本体の記憶装置にインストールするＣＤ−ＲＯＭドライバー５０６とを有する。
【００８７】
表示装置５０１の画面５０２は、ユーザのリモコン５０３の操作による視野移動によって連続的に変化する。
【００８８】
視野移動操作を行なうリモコン５０３は、例えば、図１２Ｂ及び図１２Ｃのように構成される。
【００８９】
図１２Ｂより、リモコン５０３は、電源のオン又はオフを行なう電源ボタン５２１と、テンキー等の情報入力ボタン５２２と、視野移動を指示する視野移動ボタン５２３とを有する。
【００９０】
図１２Ｂに示される例において、視野移動ボタン５２３の左方向を示すＬボタン及び右方向を示すＲボタンの押下操作によって、図３及び図４で示される視点移動経路４１２への処理が、視野決定部１０４において行なわれる。また、視野移動ボタン５２３の上方向を示すＵｐボタン及び下方向を示すＤｏｗｎボタンの押下操作によって、図３及び図４で示される視点移動経路４１３への処理が、視野決定部１０４において行なわれる。
【００９１】
また、視野移動ボタン５２３のズームインを示すＺｏｏｍＩｎボタン及びズームアウトを示すＺｏｏｍＯｕｔボタンの押下操作によって、図３及び図４で示される視点移動経路４１１への処理が、視野決定部１０４において行なわれる。
【００９２】
図１２Ｃより、リモコン５０３は、電源のオン又はオフを行なう電源ボタン５２１と、テンキー等の情報入力ボタン５２２と、視野移動ジョイスティック５２４と、視野移動を指示する視野移動ボタン５２３１とを有する。
【００９３】
図１２Ｃに示される例において、図１２Ｂに示される視野移動ボタン５２３の上下左右方向への操作を視野移動ジョイスティック５２４にて実現することができる。また、視野移動ボタン５２３１にてズームイン、ズームアウト、ティルト及びローテーションの操作が可能となる。
【００９４】
図１３は、表示制御装置を備えた情報端末装置の他の例を示す図である。携帯型の情報端末装置に適用した例である。
【００９５】
図１３において、情報端末装置１００１は、図１２に示す情報端末装置１０００と同様に、図２の表示制御部１０６によって制御される表示データを表示する画面５０２と、図１２Ｂ又は図１２Ｃに示すリモコン５０３と同等の機能を有する情報入力ボタン５２２及び視野移動ボタン５２３とを有する。
【００９６】
上記実施例において、本発明は、上記複数の視野移動処理のうちから、現在の視野が注目対象としている情報オブジェクトの形態や内容に応じて、視野移動方法を自動的に選択して、ユーザ指示などに基づいた視野移動処理を行なうことができる。よって、平面的な情報オブジェクト又は立体的な情報オブジェクトが単一の空間内に混在するような場合でも、ユーザはその違いを特に意識することなく、共通の操作で、視野を滑らかに移動させながら、情報オブジェクトを閲覧することができる。
【００９７】
情報オブジェクトデータ記憶部１０２に、情報オブジェクト間の相互関係を定義するリンク情報として、該仮想空間内での相対的な位置関係およびスケール比を格納し管理することによって、視野決定部１０４によって、注視される情報オブジェクトが自動的に選択されると共に、表示画像生成部１０５によって、決定された視野にて表示すべき情報オブジェクトが自動的に選択されて、その表示画像が生成される。従って、ユーザの視野移動指示に応じた視野の変化を実現することが可能となる。
【００９８】
また、リンク情報に基づいて、連鎖的にリンクされた情報オブジェクトを順次辿りながら、無限にズームイン又はズームアウトを行なうことができる。
【００９９】
よって、ユーザは、マウス等でクリックする操作を行なうことなく、直感的な操作で対象物を探すことができる。
【０１００】
３次元形状を表すデータを２次元の画面に表示するプログラムでは、通常、その３次元形状データが情報オブジェクトとして配置される仮想的な３次元空間に、視点位置、視線方向、視野角などを定め、それらを元に２次元の平面に投影して表示する。利用者からの入力によって、この視点位置や視線方向などを変化することで、３次元情報オブジェクトを様々な位置や方向から見たり操作したりするというユーザインタフェースを実現できる。
【０１０１】
また、データ表示の方法として、２次元平面の表示物を拡大・縮小して表示するズームという手法がある。これは、表示対象となる２次元データを拡大したり縮小したりすることによって、そのデータの全体像と各部の微細構造に対して統一的なユーザインタフェースを提供するものである。特に表示対象となるデータが階層的な構造を持つときに有効となる表示インタフェースである。
【０１０２】
このズームにおいて、表示物を上下左右に移動させるとき、その移動速度は2 通りの見方ができる。一つは単位時間での画面の変化量で、これは、例えば画面の中央に表示されているものが、画面の端に来るように移動するときにどれくらいの時間がかかるかというものである。ズームを用いたユーザインタフェースでは、一般に画面の変化量を、ズームによる拡大縮小の比率に関わらず、一定となるようにしている。
【０１０３】
ズームにおけるもう一つの移動速度は、表示物に対する相対速度であり、画面に表示されている表示物に対する単位時間における移動量である。画面の変化量が一定の場合、全体像を見ているときには、この相対速度は大きくなり、詳細を見ているときには、この相対速度は小さくなる。ここで、２次元平面に対するズームでの拡大・縮小は、３次元空間にある２次元平面への近付いたり離れたりする移動だと捉えることができる。この場合、ズームにおける表示物に対する相対速度は、そのような3 次元空間における絶対速度となり、３次元空間中における２次元平面と視点位置との距離に応じて変化するものとして表すことができる。
【０１０４】
一方で、前述の３次元情報オブジェクトを表示するためのユーザインタフェースでは、多くの場合、視点位置の移動速度が一定とされている。このように視点位置の移動速度が一定であると、３次元情報オブジェクトの遠くに視点位置を置き、大局的に操作する場合に移動速度が必要以上に遅く感じられたり、３次元情報オブジェクトの近くに視点を置き、詳細な部分を操作する場合には、必要以上に速すぎて、細かな操作ができなくなってしまうなどの問題が生じる。
【０１０５】
ここで、３次元情報オブジェクトの存在する位置と視点位置との距離を計測し、その値に応じて速度を変化させることで、全体像に対しても、詳細に対しても、見たり操作したりするために適切な速度での視点位置の移動を実現できる。これは、2 次元平面に対するズームを３次元的に表現した場合と同じような方法となる。
【０１０６】
この距離に応じた速度の制御は、表示対象の３次元情報オブジェクトが１つしか存在しない場合には十分である。しかし、そのような３次元情報オブジェクトが複数存在する場合、速度制御の要件となる視点位置と３次元情報オブジェクトとの距離も複数存在することになり、ある位置での視点移動の速度を一意に決定することができない。
【０１０７】
上記の問題を解決するには、複数の情報オブジェクトから視点位置までのそれぞれの距離から、移動速度を１つに決定しなければならない。
【０１０８】
そこで、複数ある情報オブジェクトのうち、視点位置に最も近い情報オブジェクトを選び出し、その情報オブジェクトとの距離で視点の移動速度を決定する。最も近い情報オブジェクトを基準情報オブジェクトとして、視点位置がその基準情報オブジェクトに近付けば速度を減少させ、遠ざかれば速度を増加させる。移動中に他の情報オブジェクトが現在の基準情報オブジェクトよりも視点位置に近くなれば、その情報オブジェクトを新しい基準情報オブジェクトとし、視点位置からその情報オブジェクトまでの距離で視点の移動速度を変化させる。この距離の計算方法は、各情報オブジェクトが３次元の形状データに併せ持つ情報とし、その情報と視点位置とから実際に距離を求める。この距離を計算するために各情報オブジェクトが持っている情報を、以後、各情報オブジェクトの「幾何モデル」と呼ぶ。例えば、３次元情報オブジェクトが幾何モデルとして、平面を表す情報を持っていれば、その平面に対する距離を求め、球面の幾何モデルならば、まず視点位置から球の中心までの距離を求め、その結果から球の半径を減じた値を距離とする。
【０１０９】
ここで、平面に近付いて移動する場合と、球面に近付いて移動する場合の比較を考える。平面に近付いて移動する場合は、その平面に沿って平行に移動すると、3 次元空間における直線的な移動となる。一方、球面に近付いたて同じ直線的な移動をすると、移動に伴って球面からの距離が変化する。球面に沿って移動するためには、曲線的な移動をしなければならない。直線的な移動を繰り返して球面に沿って移動するのは、利用者にとって非常に困難である。代わりに、様々な移動方法を同時に数多く提供すると、操作体系が複雑となり、利用者にとって使いづらくなる。しかも、それだけで十分ではない場合もあり、情報オブジェクトによっては、さらに別の移動方法が必要とされる可能性もある。利用者にとっては、限られた操作体系において、同じ操作でそれぞれの情報オブジェクトの形状に応じた方法で移動できるのが望ましい。
【０１１０】
そこで、上述の「幾何モデル」において、距離の計算方法の他に、利用者からの操作に対する移動方法に関する情報も定義できるようにする。視点位置の移動するときには、幾何モデルから移動すべき方向を求め、同じく幾何モデルから求められる距離で速度を定めて移動する。この処理によって、それぞれの情報オブジェクトの形状などに応じた、視点移動を実現できる。
【０１１１】
以下に、上記「幾何モデル」に基づく処理の実現方法を、３次元データ閲覧プログラムによって実現される３次元データ閲覧装置を例にして説明する。
【０１１２】
図１４は、３次元データ閲覧装置の構成図を示す。
【０１１３】
図１４において、３次元データ閲覧装置２０００は、３次元データ閲覧装置２０００全体を制御する制御部２０１１と、入力装置２０１４から入力されたデータを制御する入力処理部２１１４と、表示装置２０１５へデータを表示させる表示処理部２１１５と、情報オブジェクトデータを情報オブジェクトデータＤＢ２０１６で管理する情報オブジェクトデータ管理部２１１６と、外部ネットワーク２０２５とのデータ通信を制御する通信部２１１８と、３次元データによる閲覧を実現する３次元データ閲覧プログラムが記録された記憶媒体であるＣＤ−ＲＯＭ２０１９からインストールするインストーラー２０１９と、基準情報オブジェクト決定処理部２０２１と、視点距離加工処理部２０２２とを有する。
【０１１４】
制御部２０１１は、３次元データ閲覧装置２０００のＣＰＵ（中央処理装置）であって、装置全体を制御する。
【０１１５】
入力装置２０１４は、例えば、図１２Ｂ又は図１２Ｃに示すリモコン５０３を有し、利用者の操作に応じたデータ入力を制御する。
【０１１６】
基準情報オブジェクト決定処理部２０２１は、視点位置から複数の情報オブジェクトへの距離をそれぞれ比較することによって、基準となる情報オブジェクトを決定する。また、基準情報オブジェクト決定処理部２０２１は、情報オブジェクトデータ管理部２１１６によって情報オブジェクトデータＤＢ２０１６で管理される決定された基準情報オブジェクトの幾何モデル情報に基づいて、上下左右の視点移動の方向及び速度を決定することができる。
【０１１７】
視点距離加工処理部２０２２は、情報オブジェクトデータ管理部２１１６によって情報オブジェクトデータＤＢ２０１６で管理される情報オブジェクト毎の幾何モデル情報で示される局所座標系に基づいて、視点位置からの距離を加工する。これによって、基準情報オブジェクト決定処理部２０２１は、異なる幾何モデル情報を有する情報オブジェクト間の視点位置までの距離を比較でき、適切に基準情報オブジェクトを決定することができる。
【０１１８】
図１５は、３次元データ閲覧画面の表示例を示す図である。
【０１１９】
図１５より、インストーラー２０１９によってインストールされた３次元データ閲覧プログラムによって、表示装置２０１５に表示される３次元データ閲覧画面の例が示される。仮想的な３次元空間に配置された情報オブジェクト２０３１から２０３５を、その３次元空間中に設定された視点位置に関する情報に基づいて、２次元平面に投影することによって、表示装置２０１５に表示させた３次元データ閲覧画面２０３０の表示例である。この視点位置は、利用者からの入力によって様々な方向へ移動させることができる。
【０１２０】
図１５の状態から画面中の球体の情報オブジェクト２０３４に視点を近付けて行く場合における３次元データ閲覧画面２０３０の変化の様子を図１６Ａから図１６Ｄに示す。
【０１２１】
図１６Ａから図１６Ｄは、球体の情報オブジェクトに視点を接近させた場合の３次元データ閲覧画面の変化例を示す図である。
【０１２２】
３次元データ閲覧画面２０３０に情報オブジェクト２０３１から２０３５までの全体が表示されている情報を示す図１６Ａにおいて、視点を球体の情報オブジェクト２０３４に合わせて接近させて行くと、図１６Ｂに示すように、球体の情報オブジェクト２０３４が拡大され情報２０３６が見えて来ると同時に、他情報オブジェクト２０３１から２０３３が３次元データ閲覧画面２０３０の外へと消えて行くように変化していく。更に、球体の情報オブジェクト２０３４の情報２０３６に視点を合わせて接近すると、図１６Ｃに示されるように、情報２０３６が３次元データ閲覧画面２０３０の中心に表示され、球体の情報オブジェクト２０３４と共に拡大され画面一杯に表示される。更に、情報２０３６を目掛けて接近すると、図１６Ｄに示されるように、情報２０３６が拡大され、どのようなものかが見えてくる。
【０１２３】
この３次元データ閲覧装置２０００において表示対象となる各情報オブジェクトのデータは、予め情報オブジェクトデータ管理部２１１６によって情報オブジェクトデータＤＢ２０１６に格納されているか、必要に応じて接続されている外部ネットワーク２０２５から取得して情報オブジェクトデータＤＢ２０１６に格納される。
【０１２４】
各情報オブジェクトが持つ情報は、例えば、図１７に示すようなリンク構造を示す。
【０１２５】
図１７は、各情報オブジェクトのリンク構造を示す図である。
【０１２６】
図１７より、リンク構造２０２６は、図１４の情報オブジェクトデータＤＢ２０１６にて管理され、３次元形状を特定する３次元形状データ２２０１と、視点位置とか情報オブジェクトまでの距離計算に必要な幾何的な情報を示す幾何モデル情報２２０２と、リンクされる情報オブジェクトに関する情報を示すリンク情報２２１０とを有する。リンク情報２２１０は、リンク先となる情報オブジェクト名を示すリンク先情報オブジェクト名２２１１と、リンク元情報オブジェクトの局所的な座標系からリンク先情報オブジェクトの局所的な座標系への座標変換行列２２１２とを有する。局所的な座標系は、例えば、情報オブジェクトの大きさと、幾何的な形状を示す幾何モデル情報２２０２とによって決定すれば良い。
【０１２７】
幾何モデル情報２２０２には、平面であれば平面の向きや端点など、球面であれば、球の中心の位置や半径の長さなどが記録される。利用者による入力装置２０１４を操作することによる視点移動の際に参照される。
【０１２８】
図１７において、３次元データ閲覧装置２０００において表示対象となる各情報オブジェクトは、それぞれに局所的な座標系を有しており、その座標系において、頂点や線、面などの幾何的な3 次元形状が定義される。また、各情報オブジェクトは、他の情報オブジェクトをリンクとして所有することができ、このリンク構造２０２６によって、全ての情報オブジェクトが１つのツリー構造をなす。以後、リンク先の情報オブジェクトを、リンク元の情報オブジェクトの子情報オブジェクトと呼び、リンク先情報オブジェクトにとってリンク元の情報オブジェクトを親情報オブジェクトと呼ぶ。ツリーの起点となる情報オブジェクトを除く全ての情報オブジェクトは、唯一の親情報オブジェクトを持つ。また、親情報オブジェクトは、各子情報オブジェクトについて、３次元空間中の位置、大きさなどの幾何的な関係を、親情報オブジェクトの局所的な座標系から子情報オブジェクトの局所的な座標系への座標変換行列として持っている。子情報オブジェクトのデータも、子情報オブジェクト自身の局所座標系で３次元のモデルを定義しており、さらなる子情報オブジェクトへのリンクも持つ。
【０１２９】
図１６Ａから図１６Ｄまでの３次元データ閲覧装置２０００での表示処理について説明する。
【０１３０】
図１８は、３次元データ閲覧装置での表示処理について説明するフローチャート図である。
【０１３１】
図１８において、図１４の制御部２０１１は、視点位置を移動させる処理Ｐ１０００を行なう。この処理Ｐ１０００は、例えば、図２に示す視野移動計算部１０７及び注視点異動経路計算部１０９等による視野決定部１０４での処理に対応し、情報オブジェクトの形状に応じた移動距離を算出する。
【０１３２】
次に、制御部２０１１は、表示用データを画面に描画する処理Ｐ２０００を行なう。この処理Ｐ２０００が、処理Ｐ１０００によって算出された視点の移動距離に基づいて、基準となる情報オブジェクトを決定して、表示装置２０１５に描画する処理である。
【０１３３】
続けて、視点移動が継続中であるか否かを判断する（ステップＳ２３０３）。視点移動が継続中の場合、処理Ｐ１０００へ戻り、上記同様の処理を行なう。
【０１３４】
一方、視点移動が継続中でない場合、利用者からの入力を調べる（ステップＳ２３０４）。利用者からの入力があったか否かをチェックする（ステップＳ２３０５０）。利用者からの入力がなかった場合、ステップＳ２３０４へ戻り、再度同様の処理を行なう。
【０１３５】
一方、利用者からの入力があった場合、利用者の入力が終了コマンドか否かを判断する（ステップＳ２３０６）。利用者の入力が終了コマンドであった場合、３次元データ閲覧装置での表示処理を終了する。利用者の入力が終了コマンドでなかった場合、処理Ｐ２０００へ戻り、上記同様の処理を行なう。
【０１３６】
上記表示処理によって、例えば、図１６Ａにおいて、利用者が視点を球状の情報オブジェクト２０３４に移動させつつ接近すると、処理Ｐ２０００によって球状の情報オブジェクト２０３４を基準となる情報オブジェクトとして判断する。また、この場合、球状の情報オブジェクト２０３４のリンク構造２０２６を参照することによって、４つのリンク情報２２１０を取得し、その座標変換行列２２１２に基づいて、球状の情報オブジェクト２０３４上に４つの情報オブジェクト２０３６を３次元データ閲覧画面２０３０に表示させる（図１６Ｂ）。以後、基準情報オブジェクトを球状の情報オブジェクト２０３４とすることによって、図１６Ｃ及び図１６Ｄに示される３次元データ閲覧画面２０３０のように、球状の情報オブジェクトからリンクされている４つの子情報オブジェクトが視認できるようになってくる。
【０１３７】
本実施例において視点を移動するときは、３次元空間中で最も近くにある情報オブジェクトの距離に応じて変化するようにする。本実施例では、視点移動の速度が、情報オブジェクトからの距離に比例するようにする。
【０１３８】
図１９は、視点位置に応じた視点移動の速度の例を示す図である。
【０１３９】
図１９において、視点１の情報オブジェクトからの距離がｄ１であるときに、視点を移動するときの移動速度をｖ１とする。その後、視点の位置が図１９の視点２に移動し、情報オブジェクトの距離がｄ２となったとき、視点の移動速度はｖ２となる。移動速度と情報オブジェクトとの距離は比例するため、これらの値の関係は以下の式で表される。
【０１４０】
ｖ２ ＝ （ｄ２／ｄ１）ｖ１
このように、ある基準距離ｄ０における速度をｖ０とすると、最も近くにある情報オブジェクトからの距離がｄであるときの速度ｖは、以下の式で表される値となる。
【０１４１】
ｖ ＝ （ｄ／ｄ０）ｖ０
最も近くにある情報オブジェクトを求めるには、図２０に示すフローチャートに従って行なう。図１４の基準情報オブジェクト決定処理部２０２１は、全ての情報オブジェクトについて視点位置からの距離を求め、その距離の値が最も小さいものを基準情報オブジェクトとして決定する基準情報オブジェクト決定処理を実行する。
【０１４２】
図２０は、基準情報オブジェクト決定処理を説明するフローチャート図である。
【０１４３】
図２０において、基準情報オブジェクト決定処理は、ｄに無限大を設定する（ステップＳ２３１１）。まだ調べていない情報オブジェクトがあるか否かを判断する（ステップＳ２３１２）。全ての情報オブジェクトについて調べた場合、基準情報オブジェクト決定処理を終了する。
【０１４４】
一方、まだ調べていない情報オブジェクトがある場合、その情報オブジェクトｎの情報を情報オブジェクトデータＤＢ２０１６から取り出す（ステップＳ２３１３）。取り出した情報オブジェクトｎの情報に基づいて、情報オブジェクトｎの視点位置までの距離ｄｎを設定して（ステップＳ２３１４）、情報オブジェクトｎの視点位置までの距離ｄｎがｄより小さい値か否かを判断する（ステップＳ２３１５）。情報オブジェクトｎの視点位置までの距離ｄｎがｄ以上である場合、ステップＳ２３１２へ戻り、上記同様の処理を行なう。
【０１４５】
一方、情報オブジェクトｎの視点位置までの距離ｄｎがｄより小さい値の場合、情報オブジェクトｎを基準情報オブジェクトとし（ステップＳ２３１７）、ステップＳ２３１２へ戻り、上記同様の処理を行なう。
【０１４６】
上記基準情報オブジェクト決定処理部２０２１による処理によって求められた距離に応じて、速度を変化させるようにする。
【０１４７】
この距離に基づいた速度変化によって、情報オブジェクトが画面中で表示される大きさに適した移動速度を実現することができる。例えば、図１６Ａの画面状態において、球体が画面の中心に来るよう視点を移動したり、直方体が中心に来るように移動したりするような操作に対して適した速度である場合、情報オブジェクトからの距離に関わらず視点の移動速度が同じであると、図１６Ｄの画面状態で、球体の子情報オブジェクトのそれぞれを画面の中心になるように移動するには、速度が速すぎて、子情報オブジェクトを閲覧するのが困難になってしまう。また、図１６Ｄの画面で子情報オブジェクト間を移動する速度で全ての移動を行なうと、図１６Ａの画面で情報オブジェクト間の移動に時間がかかりすぎてしまう。それに対して、上述の距離に応じて速度が変化すれば、図１６Ａの画面状態と図１６Ｄの画面状態では、最も近い情報オブジェクトである球体からの距離に応じて速度が変化し、それぞれの画面状態に適した速度が実現できる。この最も近い情報オブジェクトが、「基準情報オブジェクト」である。そのときに、視点移動の方向は、この形状に視点移動に応じて、基準情報オブジェクトとは別の情報オブジェクトの方が視点位置に近くなったら、その近い方の情報オブジェクトを新しい基準情報オブジェクトとして使用する。
【０１４８】
３次元データ閲覧装置２０００における閲覧の対象となる情報オブジェクトは、３次元中において様々な形状をなすことが考えられる。３次元データ閲覧装置２０００では、そのような様々な形状に応じて視点移動の方向が変化するようになっている。
【０１４９】
平面状の情報オブジェクトが基準情報オブジェクトであるときに、利用者が入力装置２０１４を介して、上下への視点移動の操作を行った場合の視点移動の方向について図２１で説明する。
【０１５０】
図２１は、平面状の情報オブジェクトが基準情報オブジェクトである場合の視点移動の方向例を示す図である。
【０１５１】
図２１において、平面状の基準情報オブジェクトに対して、利用者が入力装置２０１４を操作することによって、視点位置を上方向又は下方向へ移動させた場合、視点位置は平面と平行に移動する。
【０１５２】
球面状の情報オブジェクトが基準情報オブジェクトであるときに、利用者が入力装置２０１４を介して、上下への視点移動の操作を行った場合の視点移動の方向について図２２で説明する。
【０１５３】
図２２は、球面状の情報オブジェクトが基準情報オブジェクトである場合の視点移動の方向例を示す図である。
【０１５４】
図２２において、球面状の基準情報オブジェクトに対して、利用者が入力装置２０１４を操作することによって、視点位置を上方向又は下方向へ移動させた場合、視点位置は球面沿うように移動する。
【０１５５】
図２１及び図２２に示すような移動例を実現するには、各情報オブジェクトが持つ図１７に示すリンク構造２０２６の幾何モデル情報２２０２を用いる。幾何モデル情報２２０２には、平面であれば平面の向きや端点など、球面であれば、球の中心の位置や半径の長さなどが記録されている。さらに、その幾何モデル情報２２０２に記録されている形状に応じた視点の移動方法についても記録する。この情報は、画面中に表示される３次元情報オブジェクトの形状と必ずしも一致している必要はなく、あくまで視点の移動に用いるものである。利用者から視点移動の操作が入力されたら、その時点での基準情報オブジェクトの幾何モデル情報２２０２を調べて、その幾何モデル内に定義されている移動方法に従って視点を移動させる。
【０１５６】
各情報オブジェクトにつき適切な幾何モデル情報２２０２が定義されていれば、同じ入力操作で様々な形状に対する快適な閲覧を実現できる。例えば、平面状の幾何モデルを持った情報オブジェクトの表面に並んだ子情報オブジェクト間を移動する場合も、球面状の幾何モデルの表面に並んだ子情報オブジェクト間を移動する場合も、同じ操作で子情報オブジェクトを次々に閲覧することができる。
【０１５７】
ここで、基準情報オブジェクトからの距離に応じた移動速度の変化と、基準情報オブジェクトの持つ幾何モデル情報２２０２による移動方法の変化を単純に併用すると、操作しづらくなってしまう場合がある。例えば、図２３のように、平面状の幾何モデルを持つ大きな情報オブジェクトＡの手前に、球面状の幾何モデルを持つ小さな情報オブジェクトＢが存在するとき、単純にそれぞれの情報オブジェクトから視点位置までの距離に基づいて基準情報オブジェクトを決定すると、視点が視点位置１にあるときも、視点位置２にあるときも、情報オブジェクトＢが基準情報オブジェクトとなってしまう。視点位置1 のときは、画面には情報オブジェクトＢが大きく表示されるので、情報オブジェクトＢが基準情報オブジェクトであって問題はない。
【０１５８】
しかし、視点位置２のときに画面に大きく表示されるのは情報オブジェクトＡであり、そのとき情報オブジェクトＢが基準情報オブジェクトとなっていると、平面状の幾何モデルを画面で閲覧している状態にありながら、視点の移動は情報オブジェクトＢの幾何モデルに従って、球面に沿って行なうことになる。これでは、閲覧対象となっている情報オブジェクトと視点の移動を司る基準情報オブジェクトが一致せず、結果として操作しづらくなってしまうという問題がある。
【０１５９】
この問題に対して、３次元データ閲覧装置２０００では、３次元中の距離として求められる値を加工して使用している。距離の加工には、図２４に示すような３段階の基準となる距離の値を使用するようにする。
【０１６０】
図２４は、距離加工を行なうための基準となる距離の例を示す図である。
【０１６１】
図２４において、基準情報オブジェクトを斜線で示し、該基準情報オブジェクトから視点の位置までの距離は、距離ｄＡまでの範囲と、距離ｄＡから距離ｄＢまでの範囲と、距離ｄＢから距離ｄＣまでの範囲との３つの距離範囲に区切られる。
【０１６２】
例えば、図２４に示すように３つの距離範囲が設定された場合、図２０のステップＳ２３１４にて、図１４の視点距離加工処理部２０２２が起動され、視点位置までの距離を決定する視点距離加工処理を実行する。すなわち、幾何モデルの表面から、近い順にｄＡ，ｄＢ及びｄＣの３つの基準距離を設け、視点の位置がどの距離にあるかによって、加工の仕方を変化させる。
【０１６３】
図２５は、視点距離加工処理を説明するフローチャート図である。図２５中、加工前の距離の値をｄ、加工後の距離の値をｄ’とする。加工後の距離の値をｄ’は、図２０のステップＳ２３１４において、ｄｎに設定される。
【０１６４】
図２５において、視点距離加工処理部２０２２は、情報オブジェクトの幾何モデル情報によって決定される局所座標系に基づいて、視点位置までの距離を取得してｄに設定する（ステップＳ２３２１）。視点位置までの距離ｄが距離ｄＡ未満であるか否かを判断する（ステップＳ２３２２）。視点位置までの距離ｄが距離ｄＡ未満である場合、視点位置までの距離ｄに距離ｄＡを設定して（ステップＳ２３２２）、処理を終了する。つまり、ｄの値がｄＡ以下の範囲では、加工後の距離ｄ’の値をｄＡで一定とし、距離によって変化しないようにする。これは最低の速度を保証するための処理であり、基準情報オブジェクト以外の情報オブジェクトとの位置関係において、極端に遅い速度になってしまうことを避けることができる。
【０１６５】
一方、視点位置までの距離ｄが距離ｄＡ以上の場合、視点位置までの距離ｄが距離ｄＢ未満であるか否かを判断する（ステップＳ２３２３）。視点位置までの距離ｄが距離ｄＢ未満の場合、加工後の距離ｄ’に視点位置までの距離ｄを設定して（ステップＳ２３２４）、処理を終了させる。つまり、ｄの値がｄＡ以上ｄＢ未満の範囲では、ｄの値を加工せずに、そのままｄ’の値とする。この範囲内であれば、上述の距離による速度変化の処理を行なうようにする。
【０１６６】
一方、視点位置までの距離ｄが距離ｄＢ以上の場合、更に、視点位置までの距離ｄが距離ｄＣ未満であるか否かを判断する（ステップＳ２３２５）。視点位置までの距離ｄが距離ｄＣ以上である場合、加工後の距離ｄ’に無限大を設定して（ステップＳ２３２７）、処理を終了させる。
【０１６７】
一方、視点位置までの距離ｄが距離ｄＣ未満である場合、つまり、ｄの値がｄＢ以上ｄＣ未満の範囲においては、ｄ’の値は以下の式で求める（ステップＳ２３２４）。
この式は、ｄ=ｄＢのときに、ｄ’の値もｄＢとなり、その値からｄが増加するに伴ってｄ’の値も増加していき、ｄの値がｄＣに近付くにつれてｄ’の値が正の無限大へ漸近していく関数を表している。つまり、距離ｄＢより遠ざかり、距離ｄＣの位置へ近付いていくと、ｄ’の値は実際の距離よりもどんどんと大きくなり、ｄＣに至る頃には、無限に遠い位置を表すようになる。そして、ｄの値がｄＣ以上ならば、ｄ’の値は正の無限大とする。このｄとｄ’の関係をグラフに表すと図２６のように示される。このグラフからも分かるように、加工前の距離ｄに対して加工後の距離ｄ’は連続的な値を取るため、基準情報オブジェクトが切り替わることによって急速に速度が変化することがない。
【０１６８】
この距離の加工は、各情報オブジェクトの局所座標系で行ない、それぞれの情報オブジェクトの局所座標系で求められた距離ｄ’を、現在の基準情報オブジェクトの座標系に換算した上で比較して、最も小さな値となった情報オブジェクトを新しい基準情報オブジェクトとする。現在の基準情報オブジェクトの座標系に換算するために、リンク構造２０２６のリンク情報２２０２にある座標変換行列２２１２に基づいて、逆換算すれば良い。
【０１６９】
このように距離を加工することによって図２３のような状況でも適切に基準情報オブジェクトを選択することができる。
【０１７０】
図２７は、幾何モデルの異なる２つの情報オブジェクトが視点方向に存在する場合の距離加工の例について説明する図である。
【０１７１】
図２３において、情報オブジェクトＡの局所座標系における距離ｄＣ以下の範囲を範囲Ａとし、情報オブジェクトＢの局所座標系における距離ｄＣ以下の範囲を範囲Ｂとして、表したものを図２７に示す。この図２７において、視点が視点位置１にあるときは、情報オブジェクトＢが最も近い位置にあり、このときの基準情報オブジェクトとなる。一方、視点が視点位置２にあるときは、単純な距離としては情報オブジェクトＢの方が近くにあるが、情報オブジェクトＢの局所座標系ではｄＣ以上の距離にあるため、加工すると無限大の距離となる。情報オブジェクトＡの局所座標系ではｄＣ以下であり、加工後の距離の値は情報オブジェクトＡの方が小さくなる。その結果、基準情報オブジェクトは情報オブジェクトＡとなり、上述の問題点は解消される。
【０１７２】
ここで、図２８のように情報オブジェクトＡに透明な部分があり、その透明な部分を通して、情報オブジェクトＡより遠い位置にある情報オブジェクトＢを見ることができる状況を考える。
【０１７３】
図２８は、幾何モデルの異なる情報オブジェクトから別の情報オブジェクトを見る場合の距離加工の例について説明する図である。
【０１７４】
この状況において、上述および図２５に示した処理中の、距離ｄＡより近すぎる場合の距離を一定にする加工を行なわない場合、視点位置１から情報オブジェクトＢに近付いていっても、情報オブジェクトＡとの距離が０に近付くことにより速度も０に近付くため、情報オブジェクトＡを通り抜けて情報オブジェクトＢに近付くことができない。また、視点が視点位置２にあるときは、情報オブジェクトＡの方が常に近い位置にあるため、情報オブジェクトＡが基準情報オブジェクトとなり、情報オブジェクトＢが画面に大きく表示されているにも関わらず、移動方法は情報オブジェクトＡの幾何モデルに従うことになり、平面に沿った移動方法となってしまう。これに対して、情報オブジェクトＡの局所座標系における距離ｄＡ以下の範囲を範囲Ａ、情報オブジェクトＢの局所座標系における距離ｄＡ以下の範囲Ｂとして、上述および図２５に示した処理で距離ｄＡより近くの距離は一定にする加工をすれば、視点位置２においては、情報オブジェクトＢでの加工後の距離の値が小さくなり、情報オブジェクトＢが基準情報オブジェクトとなる。このように遠い方だけでなく、近い方にも加工の範囲を設けておくことで、視点位置に応じて、適切に基準情報オブジェクトを選択することができる。
【０１７５】
上記実施例より、３次元データ閲覧装置２０００において、幾何モデル情報に基づいて、情報オブジェクトの形状に応じて該情報オブジェクトの表面から視点位置までの距離を求めることができる。
【０１７６】
複数の情報オブジェクトが存在する場合、幾何モデル情報に基づく視点位置までの距離の最も短い情報オブジェクトを基準情報オブジェクトとして決定することができる。
【０１７７】
基準情報オブジェクトを決定することによって、３次元形状データに基づいて視点移動を行なうことができる。また、基準情報オブジェクトから視点位置までの距離に応じて、速度を変化させることにより、基準情報オブジェクトの全体像から詳細に至るまでを閲覧するときに、視点位置に適した速度を実現できる。
【０１７８】
また、複数の情報オブジェクトの各局所座標に基づく視点位置までの距離及び所定の距離範囲に基づいて決定された距離のうち最も近くの情報オブジェクトを基準情報オブジェクトとすることができる。よって、視点位置が遠く離れた場合、及び、最も接近した場合においても、基準情報オブジェクトの決定を適確に行なうことができるため、スムーズな速度で視点移動を行なうことができる。
【０１７９】
なお、上記例において、図２に示す視野決定部１０４での処理が視野決定手段に対応し、表示画像生成部１０５での処理が表示画像生成手段に対応する。
【０１８０】
なお、上記例において、図１４に示す基準情報オブジェクト決定処理部２０２１の処理が基準決定手段と速度変化手段とに対応し、視点距離加工処理部２０２２での処理が距離加工手段に対応する。
【図面の簡単な説明】
図１は、従来の表示画面の変化例を示す図である。
図２は、表示制御装置の機能構成を示す図である。
図３Ａは、平面的な情報オブジェクトに対して平行移動した場合の視点移動を説明する図であり、図３Ｂは、平面的な情報オブジェクトに対してティルト操作した場合の視点移動を説明する図である。
図４Ａは、立体的な情報オブジェクトに対して平行移動した場合の視点移動を説明する図であり、図４Ｂは、立体的な情報オブジェクトに対してティルト操作した場合の視点移動を説明する図である。
図５は、平面状のターゲット面に対する視野移動を説明する図である。
図６は、球面状のターゲット面に対する視野移動を説明する図である。
図７は、自由局面状のターゲット面に対する視野移動を説明する図である。
図８は、平面状のターゲット面に対する視野移動の処理を説明するフローチャート図である。
図９は、球面或いは自由曲面状のターゲット面に対する視野移動の処理を説明するフローチャート図である。
図１０は、情報オブジェクトの連鎖的リンク例を示す図である。
図１１は、視点移動による画面変化の例を示す図である。
図１２Ａは、表示制御装置を備えた情報端末装置の例を示す図であり、図１２Ｂ及び図１２Ｃは、視野移動操作を行なうリモコンの例を示す図である。
図１３は、表示制御装置を備えた情報端末装置の他の例を示す図である。
図１４は、３次元データ閲覧装置の構成図を示す。
図１５は、３次元データ閲覧画面の表示例を示す図である。
図１６Ａから図１６Ｄは、球体の情報オブジェクトに視点を接近させた場合の３次元データ閲覧画面の変化例を示す図である。
図１７は、各情報オブジェクトのリンク構造を示す図である。
図１８は、３次元データ閲覧装置での表示処理について説明するフローチャート図である。
図１９は、視点位置に応じた視点移動の速度の例を示す図である。
図２０は、基準情報オブジェクト決定処理を説明するフローチャート図である。
図２１は、平面状の情報オブジェクトが基準オブジェクトである場合の視点移動の方向例を示す図である。
図２２は、球面状の情報オブジェクトが基準情報オブジェクトである場合の視点移動の方向例を示す図である。
図２３は、情報オブジェクトの手前に異なる幾何モデルをもつ別の小さな情報オブジェクトが存在している状態を示す図である。
図２４は、距離加工を行なうための基準となる距離の例を示す図である。
図２５は、視点距離加工処理を説明するフローチャート図である。
図２６は、加工前の距離と加工後の距離の対応を示すグラフ図である。
図２７は、幾何モデルの異なる２つの情報オブジェクトが視点方向に存在する場合の距離加工の例について説明する図である。
図２８は、幾何モデルの異なる情報オブジェクトから別の情報オブジェクトを見る場合の距離加工の例について説明する図である。
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、次元及び形状の異なる複数の情報オブジェクトが配置された空間内において、滑らかな視点移動を可能とし、直感的な操作で対象物を探すことを可能とし、その対象物の幾何学的情報に基づいて、適切な移動方向と移動速度を実現する表示制御装置を提供するものである。
【０００３】
また、本発明は、その表示制御装置での処理をコンピュータに行なわせるための表示制御プログラムに関する。
【従来の技術】
【０００４】
ハイパーテキスト構造を持つ電子文書をディスプレイ上で閲覧するための快適な環境を提供する三次元表示制御装置として、本願発明の発明者による特開2000-172248号が知られている。これは、ハイパーテキスト構造を持つ電子文書群を、そのリンク構造に基づいて、単一の仮想空間内に配置し、同仮想空間内に定義した視野に基づいて、電子文書を閲覧するための表示画像を生成して、表示装置に表示させる。また、ユーザの指示に従って、視野を連続的に変化させ、そのときの視野に基づく表示画像をリアルタイムで連続的に生成し、表示装置に表示させる。それによりユーザは、仮想空間内で視野を連続的に変化させながら、ハイパーテキストのリンクを辿って文書を閲覧することによって、文書を連続的に拡大表示させることができる。
【０００５】
この発明による表示画面の変化例を図１に示す。電子文書６０１からハイパーテキスト構造によって電子文書６０２がリンクされ、そこからさらに電子文書６１３がリンクされている。画面例６１の状態からズームインすることによって画面例６２、更にズームインすることによって画面例６３が表示される。
【０００６】
一方、インターネットを経由して三次元的な商品カタログを配信し、端末側では、ユーザの操作により、三次元形状を画面上で回転させたり移動させたりして表示できる方式が既に考案されている。その代表的なものとして、Ｗｅｂ３Ｄと呼ばれるものがあり、商品などの三次元形状を、ＶＲＭＬ（Virtual Reality Modeling Language）形式或いは独自の形式で、インターネット上のサーバからユーザ端末に配信し、ユーザ端末では、そのような三次元形状を表示するためのプログラムによって、画面上に三次元形状を表示させる。表示対象物の選択は、通常のＷＷＷブラウザで表示されるＨＴＭＬ文書上からマウスなどによって項目を選択することによって行なう。すなわち、該プログラムは、単一の三次元形状を表示するためのものである。また、該プログラムは、ブラウザのプラグイン、Ｊａｖａプログラム、又は、ＡｃｔｉｖｅＸオブジェクトとして実現されている。
【０００７】
しかしながら、上記従来における三次元表示制御装置においては、以下に述べる問題点がある。
【０００８】
従来の三次元表示制御装置では、ブラウザのウインドウ内などに、単一の三次元形状を表示し、回転又は部分的に拡大することができるものであった。そのため、その形状を表示するまでは、一般のブラウザ上で、マウスで選択肢をクリックしたり、メニューを選択したり、条件検索を行なうことにより、表示対象を選択する必要があった。
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、次元及び形状の異なる複数の情報オブジェクトが配置された空間内において、視点移動の対象となる情報オブジェクトの幾何学的情報に基づいて、適切な移動方向と移動速度を実現する視点位置制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は、三次元仮想空間内に表示されるある形状を有する複数の情報オブジェクトに対する視点位置を制御する表示制御装置であって、情報オブジェクトの形状を幾何的に示す幾何的情報を含む情報オブジェクトデータを管理するデータ管理手段と、利用者による入力に従って、上記複数の情報オブジェクトに対して該情報オブジェクト毎に上記データ管理手段で管理される情報オブジェクトの幾何学的情報によって定まる局所座標系にて上記視点位置から該情報オブジェクトまでの距離を算出し、該算出した距離が第一の所定値以下である場合は該第一の所定値に設定し一定となるように、また、該算出した距離が該第一の所定値より大きい第二の所定値以上である場合はその算出された該距離を正の無限大に漸近する関数を用いて設定するように該情報オブジェクトから視点位置までの距離の大きさを加工する距離加工手段と、上記加工された視点位置までの距離の大きさを現在の基準情報オブジェクトの局所座標系における距離の大きさに変換して、視点位置から最も近い位置に表示される情報オブジェクトを基準情報オブジェクトとして決定する基準決定手段と、決定された上記基準情報オブジェクトと上記距離加工手段によって加工された視点位置までの距離の大きさに応じて視点の移動速度を変化させる速度変化手段とを有し、上記基準情報オブジェクトに基づいて、視点位置までの距離に応じた移動速度で視点が移動するように視点位置を制御して、上記複数の情報オブジェクトを表示させるように構成される。
【００１１】
このような表示制御装置では、視点位置から最も近い位置の情報オブジェクトを基準オブジェクトとして決定するため、視点が対象としている情報オブジェクトが決定される。また、速度変化手段によって、視点位置までの距離に応じた移動速度で視点が移動するように視点位置が制御されるため、視点位置が近くに接近している場合、ゆっくりと視点が移動し、一方、視点位置が遠くにある場合、素早く視点が移動しているように上記複数の情報オブジェクトを表示させることができる。
【００１２】
また、上記課題を解決するための手段として、本発明は、コンピュータに行なわせるための表示制御プログラム、及び、上記表示制御プログラムを記憶した記憶媒体とすることもできる。
【発明の実施の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図２は、表示制御装置の機能構成の例を示す図である。
【００１５】
図２より、表示制御装置１００は、情報オブジェクトデータ取得部１０１と、情報オブジェクトデータ記憶部１０２と、ユーザ指示受付部１０３と、視野決定部１０４と、表示画像生成部１０５と、表示制御部１０６と、複数の視野移動計算部１０７と、複数の情報オブジェクト表示部１０８と、注視点経路計算部１０９と、通信制御部１１０と、インストーラー１１１とを有する。
【００１６】
情報オブジェクトデータ取得部１０１は、通信制御部１１０によって、インターネット等のネットワーク１１８を介して取得したＷｅｂ情報から情報オブジェクトデータを取得し、所定の情報オブジェクトデータ記憶部１０２に、取得した情報オブジェクトデータを格納する。また、情報オブジェクト間の相互関係を定義するリンク情報として、該仮想空間内での相対的な位置関係およびスケール比を格納する。
【００１７】
ユーザ指示受付部１０３は、ユーザが指示する視野移動方向を示すデータを受け付ける。
【００１８】
視野決定部１０４は、ユーザ指示受付部１０３によって受け付けた視野移動方向を示すデータに基づいて、情報オブジェクトデータ記憶部１０２に格納されている処理対象となる情報オブジェクトの形状に応じて、視野移動計算部１０７及び注視点移動経路計算部１０９での計算結果を用いることによって視野を決定する。
【００１９】
表示画像生成部１０５は、視野決定部１０４によって決定された視野データに基づいて、視野の範囲で表示される全ての情報オブジェクトの表示画像を、各情報オブジェクトの形状に応じて生成する。
【００２０】
表示制御部１０６は、表示画像生成部１０５によって生成された表示画像を表示させるために表示装置を制御する。つまり、表示制御部１０６は、各情報オブジェクトの形状に応じた情報オブジェクト表示部１０８を用いて、視野データに基づいて、情報オブジェクトを表示させる表示画像データを生成する。
【００２１】
視野移動計算部１０７は、移動距離、角度変化及び移動方向情報を含む視野移動量を情報オブジェクトの形状に応じて計算する。ただし、情報オブジェクトの形状が球面又は自由曲面等である場合、注視点移動経路計算部１０９によって、注視点の移動経路を情報オブジェクトの形状に応じて計算した後、視野移動量が計算される。
【００２２】
視野移動計算部１０７及び情報オブジェクト表示部１０８を複数もうけることによって、平面的な情報オブジェクトや、立体的な情報オブジェクトなど、多様な形態の情報オブジェクトのそれぞれに適した視野移動及び情報オブジェクトの表示を行なうことができる。
【００２３】
通信制御部１１０は、ネットワーク１１８への接続及び切断処理、及び、データの送受信の制御を行なう。
【００２４】
インストーラー１１１は、例えば、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体であるＣＤ−ＲＯＭ１１９から表示制御装置１００を制御する上記各処理部による処理を実行するためのプログラムを表示制御装置１００へインストールする。インストールされたプログラムは、表示制御装置１００のＣＰＵ（中央処理装置）によって実行され上記各処理部が実現する。当該プログラムを格納する媒体としてＣＤ−ＲＯＭ１１９に限定するものではなく、コンピュータが読み取り可能な媒体であればよい。
【００２５】
多種多様の情報オブジェクトの形状に対応するために、必要に応じて、インターネット１１８又はＣＤ−ＲＯＭ１１９等の記憶媒体から視野移動計算部１０７及び情報オブジェクト表示部１０８を取得し、視野決定部１０４及び表示画像生成部１０５にて利用すれば良い。
【００２６】
情報オブジェクトに対する視点移動について図３及び図４で説明する。図３は、平面的な情報オブジェクトに対する視点移動を説明する図である。図４は、立体的な情報オブジェクトに対する視点移動を説明する図である。
【００２７】
図３及び図４において、情報オブジェクト上のターゲット面４０１は、視点のズームイン先となるターゲット面を示す。視点位置４０２は、ユーザの現在の視野の視点位置を示す。注視点４０３は、ユーザの現在の視野における情報オブジェクト上で注視される位置を示す。ここで、注視点４０３は、視野の中心線とターゲット面の交点とする。
【００２８】
視点移動経路４１１は、ズームイン又はズームアウト操作に伴う視点の移動経路を示す。視点移動経路４１２は、左右への移動操作に伴う視点の移動経路を示し、視点移動経路４１３は、上下への移動操作に伴う視点の移動経路を示す。視点移動経路４１４は、ティルトの操作に伴う視点の移動経路を示す。視点移動経路４１５は、ローテーションの操作に伴う視点の移動経路を示す。また、図中の破線矢印は、各視点移動経路に沿って視野の視点が移動した際の視線の例を示す。同破線矢印の先端は、そのときの注視点である。
【００２９】
ズームイン操作を行なったとき、視点は、移動経路４１１の経路に沿って、ターゲット面４０１上の注視点４０３に限りなく近付いていく。また、ズームアウト操作を行なうと、視点は、移動経路４１１の経路に沿って、ターゲット面から遠ざかるように動く。これらのズーム操作において、視点移動速度は、視点とターゲット面との距離に比例するように変化する。これにより、視点が限りなくターゲット面上の注視点上に近付いていくような動きとなり、ズーム表示が実現される。
【００３０】
左右及び上下への視野移動操作を行なったとき、視点はそれぞれ、視点移動経路４１２及び４１３で示される経路に沿って移動する。このとき、注視点４０３は、ターゲット面上を移動する。
【００３１】
図３Ａより、平面であるターゲット面４０１において、表示制御装置１００は、図２のユーザ指示受付部１０３からの視野移動方向を示す情報に基づいて、視線がターゲット面４０１に対して平行移動するように視点位置４０２及び注視点４０３を移動させる。
【００３２】
一方、図４Ａより、立体であるターゲット面４０１において、表示制御装置１００は、図２のユーザ指示受付部１０３からの視野移動方向を示す情報に基づいて、視線がターゲット面４０１をなぞるように視点位置４０２及び注視点４０３を移動させる。つまり、視線方向とターゲット面との角度を示すティルト角を一定にして、視点位置４０２及び注視点４０３を移動させる。
【００３３】
図３Ｂ及び図４Ｂより、ユーザが視野のティルト操作を行なった場合、表示制御装置１００は、図２のユーザ指示受付部１０３からの視野移動方向を示す情報に基づいて、視点位置４０２と注視点４０３との距離が一定となる視点移動経路４１４に沿って移動する。つまり、ティルト操作において、表示制御装置１００は、視点位置４０２と注視点４０３との距離を一定にし、視点位置４０２と注視点４０３とを結ぶ視線方向とターゲット面４０１との角度を変化させながら視点位置４０２を移動させる。
【００３４】
また、視野のローテーション操作を行なった場合、視点位置４０２は、視点移動経路４１５に沿って移動する。つまり、ローテーション操作において、表示制御装置１００は、注視点４０３の位置、注視点４０３から視点位置４０２までの距離、及び、ティルト角を一定とし、注視点４０３におけるターゲット面に対する垂線を中心として回転するように視野を移動させる。
【００３５】
上述のように表示対象が平面以外の球面状の情報オブジェクト形状であっても処理可能とするために、適したターゲット面の形状を予め割り当てておく必要がある。ターゲット面形状は、必ずしも情報オブジェクトの形状と正確に一致している必要は無い。例えば、凹凸はあるが球形に近い情報オブジェクトに対しては、球面状のターゲット面を割り当てておいても良い。
【００３６】
以下、異なるターゲット面毎の処理の違いを図５、図６及び図７で説明する。
【００３７】
図５は、平面状のターゲット面に対する視野移動を説明する図である。図６は、球面状のターゲット面に対する視野移動を説明する図である。図７は、自由局面状のターゲット面に対する視野移動を説明する図である。
【００３８】
図５、図６及び図７において、ｌｘ、ｌｙ、ｌｚは、それぞれターゲット面を定義する情報オブジェクトのローカル座標系のｘ，ｙ，ｚ軸を定義するベクトルとする。
【００３９】
また、ｖｘ、ｖｙ、ｖｚをそれぞれ視点座標系のｘ，ｙ，ｚ軸を表すベクトルとし、Ｖ０を視点の位置、すなわち、視点座標系の原点とする。また、ターゲット面上の注視点をＴとする。視点Ｖ０と注視点Ｔとを結ぶ直線を視線と呼び、これが視野の中心線となるように視野を定義する。すなわち、注視点が画面の中心に来るように視野を定義する。
【００４０】
また、Ｖｘは画面水平右方向、Ｖｙは画面鉛直下方向と一致するように視野の方向を決める。また、ユーザによる左右および上下へ視野移動指示に対応する注視点の移動方向を、それぞれ矢印付き線ＣｕおよびＣｖで示している。Ｃｕの方向は、視点座標系のｘｚ平面とターゲット面との交線のターゲット面の形状に基づいた方向とし、Ｃｖの方向は、視点座標系のｙｚ平面とターゲット面との交線のターゲット面の形状に基づいた方向とする。
【００４１】
また、視野の上下または左右への移動においては、ターゲット面に対する視野のティルト角およびローテンション角が変化しないように、注視点をターゲット面に沿って移動させる。
【００４２】
図５に示すような平面状のターゲット面４２１の例において、特開２０００−１７２２４８に記載の公知例と同様の方法にて実現される。よって、図２に示す視野決定部１０４は、単にＣｕ或いはＣｖに視野を平行に移動するように決定すれば良い。
【００４３】
図６に示すような球面状のターゲット面４２２の例、又は、図７に示すような自由曲面状のターゲット面４２３の例において、図２に示す視野決定部１０４は、視野移動計算部１０７の計算結果に基づいて、図５の平面と異なり、視野を左右または上下に移動させる場合、注視点Ｔの移動経路Ｃｕ或いはＣｖを直線ではなく曲線に移動するように決定する。そのため、ティルト角やローテンションを変化させずに注視点Ｔが移動する毎に視点Ｖ０と注視点Ｔを結ぶ視線方向を変化させる必要がある。従って、視野を平行移動するだけではなく、視点座標系の方向を変化させながら、注視点Ｔの移動経路Ｃｕ或いはＣｖを曲線に移動するように決定する。また、ＣｕおよびＣｖは、注視点Ｔ以外において、視点座標系のｘｚ平面或いはｙｚ平面とターゲット面との交線と一致するとは限らない。よって、曲面の種類毎に、注視点移動経路Ｃｕ或いはＣｖを求めるようにする。
【００４４】
次に、ターゲット面に対する視野移動の処理について、図８及び図９で説明する。
【００４５】
先ず、ターゲット面が平面の場合の上下左右への視野移動の処理について説明する。
【００４６】
図８は、平面状のターゲット面に対する視野移動の処理を説明するフローチャート図である。
【００４７】
図８より、図２のユーザ指示受付部１０３は、ユーザの入力指示を受け付け（ステップＳ１０１）、該ユーザの入力指示が視野の上下左右への移動指示であるかを判断する（ステップＳ１０２）。
【００４８】
ユーザ指示受付部１０３は、ユーザの入力指示が視野の上下左右への移動指示でないと判断した場合、ステップＳ１０３を実行し、ユーザの入力指示に応じた処理を行ない（ステップＳ１０３）、ステップＳ１０１へ戻り次のユーザの入力指示を待つ。
【００４９】
一方、ユーザ指示受付部１０３は、ユーザの入力指示が視野の上下左右への移動指示であると判断した場合、視野決定部１０４を起動してステップＳ１０４を実行する。ステップＳ１０４において、注視点Ｔの移動方向ベクトルｔを求める。
【００５０】
例えば、ユーザにより、視野を右方向に移動する指示がなされた場合、ユーザ指示受付部１０３によって起動された視野決定部１０４は、注視点Ｔにおける視点座標系のｘｙ平面とターゲット面との交線方向ベクトルを求めて移動方向ベクトルｔとする。ただし、移動方向ベクトルｔはｖｘとのなす角が鈍角にならないように正方向を選ぶ。
【００５１】
ステップＳ１０５において、注視点Ｔの移動距離ｄを求める。つまり、視野決定部１０４は、視野移動計算部１０７に求めた移動方向ベクトルｔを与えて移動距離ｄを計算する。視野移動計算部１０７は、情報オブジェクトデータ記憶部１０２から取得した表示装置に表示されている平面の情報オブジェクトのデータに基づいて、視野決定部１０４から与えられた移動方向ベクトルｔより注視点Ｔの移動距離ｄを算出する。
【００５２】
ステップＳ１０６において、視野決定部１０４は、ベクトルｔの方向へ、視野移動計算部１０７で計算した距離ｄだけ視野を平行移動する。
【００５３】
ステップＳ１０７において、表示画像生成部１０５は、視野決定部１０４から取得した平行移動させた視野データに基づいて、描画を生成する。表示制御部１０６は、表示画像生成部１０５によって生成された描画データに基づいて、表示装置に新たな視野に応じた描画を表示させる。
【００５４】
ステップＳ１０８において、終了か否かを判断する。終了の場合、処理を終了する。一方、終了でない場合、ステップＳ１０１へ戻り、次のユーザの入力指示を受け付ける。
【００５５】
次に、ターゲット面が曲面の場合の上下左右への視野移動の処理について説明する。図６又は図７に示すようにターゲット面が曲面の場合、ターゲット面が平面の場合とは異なる処理が必要となる。
【００５６】
図９は、球面或いは自由曲面状のターゲット面に対する視野移動の処理を説明するフローチャート図である。
【００５７】
図９より、図２のユーザ指示受付部１０３は、ユーザの入力指示を受け付け（ステップＳ１２１）、該ユーザの入力指示が視野の上下左右への移動指示であるかを判断する（ステップＳ１２２）。
【００５８】
ユーザ指示受付部１０３は、ユーザの入力指示が視野の上下左右への移動指示でないと判断した場合、ステップＳ１０３を実行し、ユーザの入力指示に応じた処理を行ない（ステップＳ１２３）、ステップＳ１２１へ戻り次のユーザの入力指示を待つ。
【００５９】
一方、ユーザ指示受付部１０３は、ユーザの入力指示が視野の上下左右への移動指示であると判断した場合、視野決定部１０４を起動してステップＳ１２４を実行する。ステップＳ１２４において、現在の注視点Ｔの位置における、注視点Ｔの移動方向の接線ベクトルｔを求める。
【００６０】
例えば、視野を右に移動する指示がなされた場合、ユーザ指示受付部１０３によって起動された視野決定部１０４は、注視点Ｔにおける視点座標系のｘｙ平面とターゲット面との交線の接線方向ベクトルを求めて移動方向ベクトルｔとする。ただし、移動方向ベクトルｔはｖｘとのなす角が鈍角にならないように正方向を選ぶ。
【００６１】
ステップＳ１２５において、注視点Ｔの移動距離ｄを求める。つまり、視野決定部１０４は、視野移動計算部１０７に求めた移動方向ベクトルｔを与えて移動距離ｄを計算する。視野移動計算部１０７は、情報オブジェクトデータ記憶部１０２から取得した表示装置に表示されている曲面の情報オブジェクトのデータに基づいて、視点Ｖ０と注視点Ｔとの距離に基づき、注視点の移動距離を求める。
【００６２】
ステップＳ１２６において、更に、視野決定部１０４は、情報オブジェクトデータ記憶部１０２から取得した表示装置に表示されている曲面の情報オブジェクトのデータに基づく、曲面の種類に応じて用意された注視点移動経路計算部１０９を用いて、現在の注視点Ｔからターゲット面に沿ってｔ正方向に距離ｄだけ移動した点を新たな注視点Ｔとして求める。
【００６３】
ステップＳ１２７において、視野決定部１０４は、視野移動計算部１０７を用いて、現在の視野におけるティルト角とローテーション角が保存されるように、新たな注視点に対応する視野を求める。この方法としては、例えば、視点から注視点までの距離、ティルト角、ローテーション角をそれぞれ維持しつつ、視線が新たに求めた注視点と交わるように、視点Ｖ０の位置及びベクトルＶｚの方向を定める。続いて、ベクトルＶｘ及びＶｙによって定まるｘｚ平面が新たな注視点ＴにおけるＣｕの接線を含むように、ベクトルＶｘ及びＶｙの方向を定める。
【００６４】
ステップＳ１２８において、表示画像生成部１０５は、視野決定部１０４から取得した曲面形状に応じた視野データに基づいて、描画を生成する。表示制御部１０６は、表示画像生成部１０５によって生成された描画データに基づいて、表示装置に新たな視野に応じた描画を表示させる。
【００６５】
ステップＳ１２９において、終了か否かを判断する。終了の場合、処理を終了する。一方、終了でない場合、ステップＳ１２１へ戻り、次のユーザの入力指示を受け付ける。
【００６６】
上記実施例において、それぞれのターゲット面の形状種類毎に用意されたターゲット面に沿った注視点移動経路計算部１０９を有し、視野決定部１０４が、情報オブジェクトデータ記憶部１０２から取得した表示装置に表示されている視野移動の基準となる情報オブジェクトに応じて、対応するターゲット面の種類に応じた移動経路計算部が選択するようにすれば良い。
【００６７】
次に、例えば、図１０に示すような連鎖的にリンクされた異なる形状の情報オブジェクトを上下左右に移動した場合の上記処理によって実現される動作の例を説明する。
【００６８】
図１０は、情報オブジェクトの連鎖的リンク例を示す図である。
【００６９】
図１０より、球面状の情報オブジェクトＳ２０１が平面状の情報オブジェクトＡ２０２、Ｂ２０３及びＣ２０４へリンクすることを示す。また、情報オブジェクトＡ２０２は、立方体の情報オブジェクトＸ２０５及びＹ２０６へリンクすることを示す。図中、矢印の始点側がリンク元の情報オブジェクトであり、矢印の終点側がリンク先の情報オブジェクトである。
【００７０】
このように連鎖的にリンクされた情報オブジェクトにおいて、例えば、各リンクのリンク先情報オブジェクトは、リンク元情報オブジェクトの表面付近に、リンク元情報オブジェクトに対して小さいスケールで配置される。
【００７１】
つまり、リンク先情報オブジェクトとしての平面状の情報オブジェクトＡ２０２、Ｂ２０３及びＣ２０４は、リンク元情報オブジェクトとしての球面状の情報オブジェクトＳ２０１の表面付近に小さなスケールで配置される。更に、リンク先情報オブジェクトとしての立方体の情報オブジェクトＸ２０５及びＹ２０６は、リンク元情報オブジェクトとしての平面状の情報オブジェクトＡ２０２の表面付近に小さなスケールで配置される。
【００７２】
このようなリンク元情報オブジェクトに対するリンク先情報オブジェクトの定義は、それぞれの情報オブジェクトにローカル座標系を定義し、それらの座標系間の変換行列を決めることにより、定義することができる。
【００７３】
例えば、球面の形状を持つ情報オブジェクトＳ２０１に関しては、その中心を原点とするローカル座標が定義される。そこからリンクされた平面の形状を持つ情報オブジェクトＡ２０２に関しては、その平面の中心を原点とし、その平面とｘｙ平面が一致するようなローカル座標系が定義される。後者のローカル座標系の原点は、前者のローカル座標系に対して、球の表面付近に原点がきて、そのｚ軸方向が、後者のローカル座標系の原点を指すように配置される。また、スケール比は、前者に対して後者が小さくなるようにする。この定義は、両座標系間の変換行列により定義できる。
【００７４】
次に、図１０のように連鎖的にリンクされた情報オブジェクトに対する視点移動による画面変化について、図１１で説明する。
【００７５】
図１１は、視点移動による画面変化の例を示す図である。
【００７６】
図１１において、先ず、画面２１上に球面状の情報オブジェクトＳ２０１を注目対象とし、それを正面から、かつ、比較的遠くから見る位置に視野が定義されている状態で、仮想空間内の情報オブジェクトが映像化される。情報オブジェクトＳ２０１は球形であるため、ユーザによる視点移動操作に対して、図９に示される視点移動処理が選択される。
【００７７】
画面２１の状態から、ユーザの視点移動操作により、視野の前方への移動、すなわち、ズームイン操作を行なうと、画面２２に示すように、画面上に表示されている情報オブジェクトＳ２０１が徐々に大きくなると共に、その情報オブジェクトＳ２０１からのリンクが定義された平面状の情報オブジェクトＡ２０２、Ｂ２０３及びＣ２０４が徐々に現れる。
【００７８】
更に、視野を前方に移動させる操作を行なうと、画面２３に示すように、情報オブジェクトＡ２０２、Ｂ２０３及びＣ２０４がはっきり表示される。このように、連鎖的にリンクで結ばれた一連の情報オブジェクトのうち、画面に表示すべき情報オブジェクトが、視野と各情報オブジェクトとの位置関係に基づいて自動的に選択されて表示される。また、徐々に視野が情報オブジェクトに近付いていく際には、見えなかった情報オブジェクトが徐々に不透明になり、画面上に現れてくる。
【００７９】
続いて、視野を左方向に動かす操作を行なうと、情報オブジェクトＡ２０２、Ｂ２０３及びＣ２０４が球面状の情報オブジェクトＳ２０１の裏側に回り込むようにして右方向に移動する。画面２４に示すように、情報オブジェクトＣ２０４が球面状の情報オブジェクトＳ２０１の背後に回り込んで隠れてしまう。更に、視野を左方向に動かし続けることによって、同様に、情報オブジェクトＢ２０３も球面状の情報オブジェクトＳ２０１の背後に回り込んで、画面２５に示すように、情報オブジェクトＡ２０２が情報オブジェクトＳ２０１上の正面に表示される。ここでは、視野を左方向に動かす操作によって、図４Ａに示す視点移動経路４１２のような経路に沿って、情報オブジェクトＳ２０１の横に回りこむように視野が移動する。
【００８０】
画面２５において、情報オブジェクトＡ２０２が正面に見えてくる。この状態からズームイン操作を行なうと、画面２６に示すように、情報オブジェクトＡ２０２が大きく表示され、そこからリンクされた情報オブジェクトＸ２０５及びＹ２０６が現れてくる。また、注目対象となる情報オブジェクトは、情報オブジェクトＳ２０１から情報オブジェクトＡ２０２に切り替わる。これによって、図５に示すような視野移動方法が選択される。
【００８１】
続いて、視野を左方向および下方向に移動する操作を行なうと、視点は、図３Ａに示す視点移動経路４１２及び４１３で移動して、画面２７のように情報オブジェクトＡ２０２、Ｘ２０５及びＹ２０６が表示される。
【００８２】
更に、ズームイン操作を行なうと、画面２８のように、情報オブジェクトＸ２０５が大きく表示される。また同時に、注目対象情報オブジェクトは、情報オブジェクトＡ２０２から情報オブジェクトＸ２０５へと移る。それに伴い、図８に示す視野移動処理から図９に示す視野移動処理へと切り替わる。
【００８３】
画面２８において、視野を左に動かす操作を行なうと、視点は、図４Ａに示す視点経路４１２に沿って、情報オブジェクトＸ２０５の左側に回り込むように移動して、画面２９に示されるように情報オブジェクトＸ２０５が表示される。
【００８４】
ユーザが視野移動操作を行なう視野移動操作装置によって、上述のような処理を実現する表示制御装置１００を備えた情報端末装置は、例えば、図１２及び図１３に示されるように構成することができる。
【００８５】
図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃは、表示制御装置を備えた情報端末装置の例を示す図である。図２のユーザ指示受付部１０３にリモコンを適用した例を示す。
【００８６】
図１２Ａにおいて、情報端末装置１０００は、図２の表示制御部１０６から送信される表示データに基づいて、画面５０２に該表示データを表示させる表示装置５０１と、図２のユーザ指示受付部１０３での処理を行なうリモコン５０３と、図２に示される各処理部を制御して表示装置１００全体を制御する情報端末装置本体５０５と、図２のインストーラー１１１によってＣＤ−ＲＯＭ１１９から読み取った記録データを情報端末装置本体の記憶装置にインストールするＣＤ−ＲＯＭドライバー５０６とを有する。
【００８７】
表示装置５０１の画面５０２は、ユーザのリモコン５０３の操作による視野移動によって連続的に変化する。
【００８８】
視野移動操作を行なうリモコン５０３は、例えば、図１２Ｂ及び図１２Ｃのように構成される。
【００８９】
図１２Ｂより、リモコン５０３は、電源のオン又はオフを行なう電源ボタン５２１と、テンキー等の情報入力ボタン５２２と、視野移動を指示する視野移動ボタン５２３とを有する。
【００９０】
図１２Ｂに示される例において、視野移動ボタン５２３の左方向を示すＬボタン及び右方向を示すＲボタンの押下操作によって、図３及び図４で示される視点移動経路４１２への処理が、視野決定部１０４において行なわれる。また、視野移動ボタン５２３の上方向を示すＵｐボタン及び下方向を示すＤｏｗｎボタンの押下操作によって、図３及び図４で示される視点移動経路４１３への処理が、視野決定部１０４において行なわれる。
【００９１】
また、視野移動ボタン５２３のズームインを示すＺｏｏｍＩｎボタン及びズームアウトを示すＺｏｏｍＯｕｔボタンの押下操作によって、図３及び図４で示される視点移動経路４１１への処理が、視野決定部１０４において行なわれる。
【００９２】
図１２Ｃより、リモコン５０３は、電源のオン又はオフを行なう電源ボタン５２１と、テンキー等の情報入力ボタン５２２と、視野移動ジョイスティック５２４と、視野移動を指示する視野移動ボタン５２３１とを有する。
【００９３】
図１２Ｃに示される例において、図１２Ｂに示される視野移動ボタン５２３の上下左右方向への操作を視野移動ジョイスティック５２４にて実現することができる。また、視野移動ボタン５２３１にてズームイン、ズームアウト、ティルト及びローテーションの操作が可能となる。
【００９４】
図１３は、表示制御装置を備えた情報端末装置の他の例を示す図である。携帯型の情報端末装置に適用した例である。
【００９５】
図１３において、情報端末装置１００１は、図１２に示す情報端末装置１０００と同様に、図２の表示制御部１０６によって制御される表示データを表示する画面５０２と、図１２Ｂ又は図１２Ｃに示すリモコン５０３と同等の機能を有する情報入力ボタン５２２及び視野移動ボタン５２３とを有する。
【００９６】
上記実施例において、本発明は、上記複数の視野移動処理のうちから、現在の視野が注目対象としている情報オブジェクトの形態や内容に応じて、視野移動方法を自動的に選択して、ユーザ指示などに基づいた視野移動処理を行なうことができる。よって、平面的な情報オブジェクト又は立体的な情報オブジェクトが単一の空間内に混在するような場合でも、ユーザはその違いを特に意識することなく、共通の操作で、視野を滑らかに移動させながら、情報オブジェクトを閲覧することができる。
【００９７】
情報オブジェクトデータ記憶部１０２に、情報オブジェクト間の相互関係を定義するリンク情報として、該仮想空間内での相対的な位置関係およびスケール比を格納し管理することによって、視野決定部１０４によって、注視される情報オブジェクトが自動的に選択されると共に、表示画像生成部１０５によって、決定された視野にて表示すべき情報オブジェクトが自動的に選択されて、その表示画像が生成される。従って、ユーザの視野移動指示に応じた視野の変化を実現することが可能となる。
【００９８】
また、リンク情報に基づいて、連鎖的にリンクされた情報オブジェクトを順次辿りながら、無限にズームイン又はズームアウトを行なうことができる。
【００９９】
よって、ユーザは、マウス等でクリックする操作を行なうことなく、直感的な操作で対象物を探すことができる。
【０１００】
３次元形状を表すデータを２次元の画面に表示するプログラムでは、通常、その３次元形状データが情報オブジェクトとして配置される仮想的な３次元空間に、視点位置、視線方向、視野角などを定め、それらを元に２次元の平面に投影して表示する。利用者からの入力によって、この視点位置や視線方向などを変化することで、３次元情報オブジェクトを様々な位置や方向から見たり操作したりするというユーザインタフェースを実現できる。
【０１０１】
また、データ表示の方法として、２次元平面の表示物を拡大・縮小して表示するズームという手法がある。これは、表示対象となる２次元データを拡大したり縮小したりすることによって、そのデータの全体像と各部の微細構造に対して統一的なユーザインタフェースを提供するものである。特に表示対象となるデータが階層的な構造を持つときに有効となる表示インタフェースである。
【０１０２】
このズームにおいて、表示物を上下左右に移動させるとき、その移動速度は2 通りの見方ができる。一つは単位時間での画面の変化量で、これは、例えば画面の中央に表示されているものが、画面の端に来るように移動するときにどれくらいの時間がかかるかというものである。ズームを用いたユーザインタフェースでは、一般に画面の変化量を、ズームによる拡大縮小の比率に関わらず、一定となるようにしている。
【０１０３】
ズームにおけるもう一つの移動速度は、表示物に対する相対速度であり、画面に表示されている表示物に対する単位時間における移動量である。画面の変化量が一定の場合、全体像を見ているときには、この相対速度は大きくなり、詳細を見ているときには、この相対速度は小さくなる。ここで、２次元平面に対するズームでの拡大・縮小は、３次元空間にある２次元平面への近付いたり離れたりする移動だと捉えることができる。この場合、ズームにおける表示物に対する相対速度は、そのような3 次元空間における絶対速度となり、３次元空間中における２次元平面と視点位置との距離に応じて変化するものとして表すことができる。
【０１０４】
一方で、前述の３次元情報オブジェクトを表示するためのユーザインタフェースでは、多くの場合、視点位置の移動速度が一定とされている。このように視点位置の移動速度が一定であると、３次元情報オブジェクトの遠くに視点位置を置き、大局的に操作する場合に移動速度が必要以上に遅く感じられたり、３次元情報オブジェクトの近くに視点を置き、詳細な部分を操作する場合には、必要以上に速すぎて、細かな操作ができなくなってしまうなどの問題が生じる。
【０１０５】
ここで、３次元情報オブジェクトの存在する位置と視点位置との距離を計測し、その値に応じて速度を変化させることで、全体像に対しても、詳細に対しても、見たり操作したりするために適切な速度での視点位置の移動を実現できる。これは、2 次元平面に対するズームを３次元的に表現した場合と同じような方法となる。
【０１０６】
この距離に応じた速度の制御は、表示対象の３次元情報オブジェクトが１つしか存在しない場合には十分である。しかし、そのような３次元情報オブジェクトが複数存在する場合、速度制御の要件となる視点位置と３次元情報オブジェクトとの距離も複数存在することになり、ある位置での視点移動の速度を一意に決定することができない。
【０１０７】
上記の問題を解決するには、複数の情報オブジェクトから視点位置までのそれぞれの距離から、移動速度を１つに決定しなければならない。
【０１０８】
そこで、複数ある情報オブジェクトのうち、視点位置に最も近い情報オブジェクトを選び出し、その情報オブジェクトとの距離で視点の移動速度を決定する。最も近い情報オブジェクトを基準情報オブジェクトとして、視点位置がその基準情報オブジェクトに近付けば速度を減少させ、遠ざかれば速度を増加させる。移動中に他の情報オブジェクトが現在の基準情報オブジェクトよりも視点位置に近くなれば、その情報オブジェクトを新しい基準情報オブジェクトとし、視点位置からその情報オブジェクトまでの距離で視点の移動速度を変化させる。この距離の計算方法は、各情報オブジェクトが３次元の形状データに併せ持つ情報とし、その情報と視点位置とから実際に距離を求める。この距離を計算するために各情報オブジェクトが持っている情報を、以後、各情報オブジェクトの「幾何モデル」と呼ぶ。例えば、３次元情報オブジェクトが幾何モデルとして、平面を表す情報を持っていれば、その平面に対する距離を求め、球面の幾何モデルならば、まず視点位置から球の中心までの距離を求め、その結果から球の半径を減じた値を距離とする。
【０１０９】
ここで、平面に近付いて移動する場合と、球面に近付いて移動する場合の比較を考える。平面に近付いて移動する場合は、その平面に沿って平行に移動すると、3 次元空間における直線的な移動となる。一方、球面に近付いたて同じ直線的な移動をすると、移動に伴って球面からの距離が変化する。球面に沿って移動するためには、曲線的な移動をしなければならない。直線的な移動を繰り返して球面に沿って移動するのは、利用者にとって非常に困難である。代わりに、様々な移動方法を同時に数多く提供すると、操作体系が複雑となり、利用者にとって使いづらくなる。しかも、それだけで十分ではない場合もあり、情報オブジェクトによっては、さらに別の移動方法が必要とされる可能性もある。利用者にとっては、限られた操作体系において、同じ操作でそれぞれの情報オブジェクトの形状に応じた方法で移動できるのが望ましい。
【０１１０】
そこで、上述の「幾何モデル」において、距離の計算方法の他に、利用者からの操作に対する移動方法に関する情報も定義できるようにする。視点位置の移動するときには、幾何モデルから移動すべき方向を求め、同じく幾何モデルから求められる距離で速度を定めて移動する。この処理によって、それぞれの情報オブジェクトの形状などに応じた、視点移動を実現できる。
【０１１１】
以下に、上記「幾何モデル」に基づく処理の実現方法を、３次元データ閲覧プログラムによって実現される３次元データ閲覧装置を例にして説明する。
【０１１２】
図１４は、３次元データ閲覧装置の構成図を示す。
【０１１３】
図１４において、３次元データ閲覧装置２０００は、３次元データ閲覧装置２０００全体を制御する制御部２０１１と、入力装置２０１４から入力されたデータを制御する入力処理部２１１４と、表示装置２０１５へデータを表示させる表示処理部２１１５と、情報オブジェクトデータを情報オブジェクトデータＤＢ２０１６で管理する情報オブジェクトデータ管理部２１１６と、外部ネットワーク２０２５とのデータ通信を制御する通信部２１１８と、３次元データによる閲覧を実現する３次元データ閲覧プログラムが記録された記憶媒体であるＣＤ−ＲＯＭ２０１９からインストールするインストーラー２０１９と、基準情報オブジェクト決定処理部２０２１と、視点距離加工処理部２０２２とを有する。
【０１１４】
制御部２０１１は、３次元データ閲覧装置２０００のＣＰＵ（中央処理装置）であって、装置全体を制御する。
【０１１５】
入力装置２０１４は、例えば、図１２Ｂ又は図１２Ｃに示すリモコン５０３を有し、利用者の操作に応じたデータ入力を制御する。
【０１１６】
基準情報オブジェクト決定処理部２０２１は、視点位置から複数の情報オブジェクトへの距離をそれぞれ比較することによって、基準となる情報オブジェクトを決定する。また、基準情報オブジェクト決定処理部２０２１は、情報オブジェクトデータ管理部２１１６によって情報オブジェクトデータＤＢ２０１６で管理される決定された基準情報オブジェクトの幾何モデル情報に基づいて、上下左右の視点移動の方向及び速度を決定することができる。
【０１１７】
視点距離加工処理部２０２２は、情報オブジェクトデータ管理部２１１６によって情報オブジェクトデータＤＢ２０１６で管理される情報オブジェクト毎の幾何モデル情報で示される局所座標系に基づいて、視点位置からの距離を加工する。これによって、基準情報オブジェクト決定処理部２０２１は、異なる幾何モデル情報を有する情報オブジェクト間の視点位置までの距離を比較でき、適切に基準情報オブジェクトを決定することができる。
【０１１８】
図１５は、３次元データ閲覧画面の表示例を示す図である。
【０１１９】
図１５より、インストーラー２０１９によってインストールされた３次元データ閲覧プログラムによって、表示装置２０１５に表示される３次元データ閲覧画面の例が示される。仮想的な３次元空間に配置された情報オブジェクト２０３１から２０３５を、その３次元空間中に設定された視点位置に関する情報に基づいて、２次元平面に投影することによって、表示装置２０１５に表示させた３次元データ閲覧画面２０３０の表示例である。この視点位置は、利用者からの入力によって様々な方向へ移動させることができる。
【０１２０】
図１５の状態から画面中の球体の情報オブジェクト２０３４に視点を近付けて行く場合における３次元データ閲覧画面２０３０の変化の様子を図１６Ａから図１６Ｄに示す。
【０１２１】
図１６Ａから図１６Ｄは、球体の情報オブジェクトに視点を接近させた場合の３次元データ閲覧画面の変化例を示す図である。
【０１２２】
３次元データ閲覧画面２０３０に情報オブジェクト２０３１から２０３５までの全体が表示されている情報を示す図１６Ａにおいて、視点を球体の情報オブジェクト２０３４に合わせて接近させて行くと、図１６Ｂに示すように、球体の情報オブジェクト２０３４が拡大され情報２０３６が見えて来ると同時に、他情報オブジェクト２０３１から２０３３が３次元データ閲覧画面２０３０の外へと消えて行くように変化していく。更に、球体の情報オブジェクト２０３４の情報２０３６に視点を合わせて接近すると、図１６Ｃに示されるように、情報２０３６が３次元データ閲覧画面２０３０の中心に表示され、球体の情報オブジェクト２０３４と共に拡大され画面一杯に表示される。更に、情報２０３６を目掛けて接近すると、図１６Ｄに示されるように、情報２０３６が拡大され、どのようなものかが見えてくる。
【０１２３】
この３次元データ閲覧装置２０００において表示対象となる各情報オブジェクトのデータは、予め情報オブジェクトデータ管理部２１１６によって情報オブジェクトデータＤＢ２０１６に格納されているか、必要に応じて接続されている外部ネットワーク２０２５から取得して情報オブジェクトデータＤＢ２０１６に格納される。
【０１２４】
各情報オブジェクトが持つ情報は、例えば、図１７に示すようなリンク構造を示す。
【０１２５】
図１７は、各情報オブジェクトのリンク構造を示す図である。
【０１２６】
図１７より、リンク構造２０２６は、図１４の情報オブジェクトデータＤＢ２０１６にて管理され、３次元形状を特定する３次元形状データ２２０１と、視点位置とか情報オブジェクトまでの距離計算に必要な幾何的な情報を示す幾何モデル情報２２０２と、リンクされる情報オブジェクトに関する情報を示すリンク情報２２１０とを有する。リンク情報２２１０は、リンク先となる情報オブジェクト名を示すリンク先情報オブジェクト名２２１１と、リンク元情報オブジェクトの局所的な座標系からリンク先情報オブジェクトの局所的な座標系への座標変換行列２２１２とを有する。局所的な座標系は、例えば、情報オブジェクトの大きさと、幾何的な形状を示す幾何モデル情報２２０２とによって決定すれば良い。
【０１２７】
幾何モデル情報２２０２には、平面であれば平面の向きや端点など、球面であれば、球の中心の位置や半径の長さなどが記録される。利用者による入力装置２０１４を操作することによる視点移動の際に参照される。
【０１２８】
図１７において、３次元データ閲覧装置２０００において表示対象となる各情報オブジェクトは、それぞれに局所的な座標系を有しており、その座標系において、頂点や線、面などの幾何的な3 次元形状が定義される。また、各情報オブジェクトは、他の情報オブジェクトをリンクとして所有することができ、このリンク構造２０２６によって、全ての情報オブジェクトが１つのツリー構造をなす。以後、リンク先の情報オブジェクトを、リンク元の情報オブジェクトの子情報オブジェクトと呼び、リンク先情報オブジェクトにとってリンク元の情報オブジェクトを親情報オブジェクトと呼ぶ。ツリーの起点となる情報オブジェクトを除く全ての情報オブジェクトは、唯一の親情報オブジェクトを持つ。また、親情報オブジェクトは、各子情報オブジェクトについて、３次元空間中の位置、大きさなどの幾何的な関係を、親情報オブジェクトの局所的な座標系から子情報オブジェクトの局所的な座標系への座標変換行列として持っている。子情報オブジェクトのデータも、子情報オブジェクト自身の局所座標系で３次元のモデルを定義しており、さらなる子情報オブジェクトへのリンクも持つ。
【０１２９】
図１６Ａから図１６Ｄまでの３次元データ閲覧装置２０００での表示処理について説明する。
【０１３０】
図１８は、３次元データ閲覧装置での表示処理について説明するフローチャート図である。
【０１３１】
図１８において、図１４の制御部２０１１は、視点位置を移動させる処理Ｐ１０００を行なう。この処理Ｐ１０００は、例えば、図２に示す視野移動計算部１０７及び注視点異動経路計算部１０９等による視野決定部１０４での処理に対応し、情報オブジェクトの形状に応じた移動距離を算出する。
【０１３２】
次に、制御部２０１１は、表示用データを画面に描画する処理Ｐ２０００を行なう。この処理Ｐ２０００が、処理Ｐ１０００によって算出された視点の移動距離に基づいて、基準となる情報オブジェクトを決定して、表示装置２０１５に描画する処理である。
【０１３３】
続けて、視点移動が継続中であるか否かを判断する（ステップＳ２３０３）。視点移動が継続中の場合、処理Ｐ１０００へ戻り、上記同様の処理を行なう。
【０１３４】
一方、視点移動が継続中でない場合、利用者からの入力を調べる（ステップＳ２３０４）。利用者からの入力があったか否かをチェックする（ステップＳ２３０５０）。利用者からの入力がなかった場合、ステップＳ２３０４へ戻り、再度同様の処理を行なう。
【０１３５】
一方、利用者からの入力があった場合、利用者の入力が終了コマンドか否かを判断する（ステップＳ２３０６）。利用者の入力が終了コマンドであった場合、３次元データ閲覧装置での表示処理を終了する。利用者の入力が終了コマンドでなかった場合、処理Ｐ２０００へ戻り、上記同様の処理を行なう。
【０１３６】
上記表示処理によって、例えば、図１６Ａにおいて、利用者が視点を球状の情報オブジェクト２０３４に移動させつつ接近すると、処理Ｐ２０００によって球状の情報オブジェクト２０３４を基準となる情報オブジェクトとして判断する。また、この場合、球状の情報オブジェクト２０３４のリンク構造２０２６を参照することによって、４つのリンク情報２２１０を取得し、その座標変換行列２２１２に基づいて、球状の情報オブジェクト２０３４上に４つの情報オブジェクト２０３６を３次元データ閲覧画面２０３０に表示させる（図１６Ｂ）。以後、基準情報オブジェクトを球状の情報オブジェクト２０３４とすることによって、図１６Ｃ及び図１６Ｄに示される３次元データ閲覧画面２０３０のように、球状の情報オブジェクトからリンクされている４つの子情報オブジェクトが視認できるようになってくる。
【０１３７】
本実施例において視点を移動するときは、３次元空間中で最も近くにある情報オブジェクトの距離に応じて変化するようにする。本実施例では、視点移動の速度が、情報オブジェクトからの距離に比例するようにする。
【０１３８】
図１９は、視点位置に応じた視点移動の速度の例を示す図である。
【０１３９】
図１９において、視点１の情報オブジェクトからの距離がｄ１であるときに、視点を移動するときの移動速度をｖ１とする。その後、視点の位置が図１９の視点２に移動し、情報オブジェクトの距離がｄ２となったとき、視点の移動速度はｖ２となる。移動速度と情報オブジェクトとの距離は比例するため、これらの値の関係は以下の式で表される。
【０１４０】
ｖ２ ＝ （ｄ２／ｄ１）ｖ１
このように、ある基準距離ｄ０における速度をｖ０とすると、最も近くにある情報オブジェクトからの距離がｄであるときの速度ｖは、以下の式で表される値となる。
【０１４１】
ｖ ＝ （ｄ／ｄ０）ｖ０
最も近くにある情報オブジェクトを求めるには、図２０に示すフローチャートに従って行なう。図１４の基準情報オブジェクト決定処理部２０２１は、全ての情報オブジェクトについて視点位置からの距離を求め、その距離の値が最も小さいものを基準情報オブジェクトとして決定する基準情報オブジェクト決定処理を実行する。
【０１４２】
図２０は、基準情報オブジェクト決定処理を説明するフローチャート図である。
【０１４３】
図２０において、基準情報オブジェクト決定処理は、ｄに無限大を設定する（ステップＳ２３１１）。まだ調べていない情報オブジェクトがあるか否かを判断する（ステップＳ２３１２）。全ての情報オブジェクトについて調べた場合、基準情報オブジェクト決定処理を終了する。
【０１４４】
一方、まだ調べていない情報オブジェクトがある場合、その情報オブジェクトｎの情報を情報オブジェクトデータＤＢ２０１６から取り出す（ステップＳ２３１３）。取り出した情報オブジェクトｎの情報に基づいて、情報オブジェクトｎの視点位置までの距離ｄｎを設定して（ステップＳ２３１４）、情報オブジェクトｎの視点位置までの距離ｄｎがｄより小さい値か否かを判断する（ステップＳ２３１５）。情報オブジェクトｎの視点位置までの距離ｄｎがｄ以上である場合、ステップＳ２３１２へ戻り、上記同様の処理を行なう。
【０１４５】
一方、情報オブジェクトｎの視点位置までの距離ｄｎがｄより小さい値の場合、情報オブジェクトｎを基準情報オブジェクトとし（ステップＳ２３１７）、ステップＳ２３１２へ戻り、上記同様の処理を行なう。
【０１４６】
上記基準情報オブジェクト決定処理部２０２１による処理によって求められた距離に応じて、速度を変化させるようにする。
【０１４７】
この距離に基づいた速度変化によって、情報オブジェクトが画面中で表示される大きさに適した移動速度を実現することができる。例えば、図１６Ａの画面状態において、球体が画面の中心に来るよう視点を移動したり、直方体が中心に来るように移動したりするような操作に対して適した速度である場合、情報オブジェクトからの距離に関わらず視点の移動速度が同じであると、図１６Ｄの画面状態で、球体の子情報オブジェクトのそれぞれを画面の中心になるように移動するには、速度が速すぎて、子情報オブジェクトを閲覧するのが困難になってしまう。また、図１６Ｄの画面で子情報オブジェクト間を移動する速度で全ての移動を行なうと、図１６Ａの画面で情報オブジェクト間の移動に時間がかかりすぎてしまう。それに対して、上述の距離に応じて速度が変化すれば、図１６Ａの画面状態と図１６Ｄの画面状態では、最も近い情報オブジェクトである球体からの距離に応じて速度が変化し、それぞれの画面状態に適した速度が実現できる。この最も近い情報オブジェクトが、「基準情報オブジェクト」である。そのときに、視点移動の方向は、この形状に視点移動に応じて、基準情報オブジェクトとは別の情報オブジェクトの方が視点位置に近くなったら、その近い方の情報オブジェクトを新しい基準情報オブジェクトとして使用する。
【０１４８】
３次元データ閲覧装置２０００における閲覧の対象となる情報オブジェクトは、３次元中において様々な形状をなすことが考えられる。３次元データ閲覧装置２０００では、そのような様々な形状に応じて視点移動の方向が変化するようになっている。
【０１４９】
平面状の情報オブジェクトが基準情報オブジェクトであるときに、利用者が入力装置２０１４を介して、上下への視点移動の操作を行った場合の視点移動の方向について図２１で説明する。
【０１５０】
図２１は、平面状の情報オブジェクトが基準情報オブジェクトである場合の視点移動の方向例を示す図である。
【０１５１】
図２１において、平面状の基準情報オブジェクトに対して、利用者が入力装置２０１４を操作することによって、視点位置を上方向又は下方向へ移動させた場合、視点位置は平面と平行に移動する。
【０１５２】
球面状の情報オブジェクトが基準情報オブジェクトであるときに、利用者が入力装置２０１４を介して、上下への視点移動の操作を行った場合の視点移動の方向について図２２で説明する。
【０１５３】
図２２は、球面状の情報オブジェクトが基準情報オブジェクトである場合の視点移動の方向例を示す図である。
【０１５４】
図２２において、球面状の基準情報オブジェクトに対して、利用者が入力装置２０１４を操作することによって、視点位置を上方向又は下方向へ移動させた場合、視点位置は球面沿うように移動する。
【０１５５】
図２１及び図２２に示すような移動例を実現するには、各情報オブジェクトが持つ図１７に示すリンク構造２０２６の幾何モデル情報２２０２を用いる。幾何モデル情報２２０２には、平面であれば平面の向きや端点など、球面であれば、球の中心の位置や半径の長さなどが記録されている。さらに、その幾何モデル情報２２０２に記録されている形状に応じた視点の移動方法についても記録する。この情報は、画面中に表示される３次元情報オブジェクトの形状と必ずしも一致している必要はなく、あくまで視点の移動に用いるものである。利用者から視点移動の操作が入力されたら、その時点での基準情報オブジェクトの幾何モデル情報２２０２を調べて、その幾何モデル内に定義されている移動方法に従って視点を移動させる。
【０１５６】
各情報オブジェクトにつき適切な幾何モデル情報２２０２が定義されていれば、同じ入力操作で様々な形状に対する快適な閲覧を実現できる。例えば、平面状の幾何モデルを持った情報オブジェクトの表面に並んだ子情報オブジェクト間を移動する場合も、球面状の幾何モデルの表面に並んだ子情報オブジェクト間を移動する場合も、同じ操作で子情報オブジェクトを次々に閲覧することができる。
【０１５７】
ここで、基準情報オブジェクトからの距離に応じた移動速度の変化と、基準情報オブジェクトの持つ幾何モデル情報２２０２による移動方法の変化を単純に併用すると、操作しづらくなってしまう場合がある。例えば、図２３のように、平面状の幾何モデルを持つ大きな情報オブジェクトＡの手前に、球面状の幾何モデルを持つ小さな情報オブジェクトＢが存在するとき、単純にそれぞれの情報オブジェクトから視点位置までの距離に基づいて基準情報オブジェクトを決定すると、視点が視点位置１にあるときも、視点位置２にあるときも、情報オブジェクトＢが基準情報オブジェクトとなってしまう。視点位置1 のときは、画面には情報オブジェクトＢが大きく表示されるので、情報オブジェクトＢが基準情報オブジェクトであって問題はない。
【０１５８】
しかし、視点位置２のときに画面に大きく表示されるのは情報オブジェクトＡであり、そのとき情報オブジェクトＢが基準情報オブジェクトとなっていると、平面状の幾何モデルを画面で閲覧している状態にありながら、視点の移動は情報オブジェクトＢの幾何モデルに従って、球面に沿って行なうことになる。これでは、閲覧対象となっている情報オブジェクトと視点の移動を司る基準情報オブジェクトが一致せず、結果として操作しづらくなってしまうという問題がある。
【０１５９】
この問題に対して、３次元データ閲覧装置２０００では、３次元中の距離として求められる値を加工して使用している。距離の加工には、図２４に示すような３段階の基準となる距離の値を使用するようにする。
【０１６０】
図２４は、距離加工を行なうための基準となる距離の例を示す図である。
【０１６１】
図２４において、基準情報オブジェクトを斜線で示し、該基準情報オブジェクトから視点の位置までの距離は、距離ｄＡまでの範囲と、距離ｄＡから距離ｄＢまでの範囲と、距離ｄＢから距離ｄＣまでの範囲との３つの距離範囲に区切られる。
【０１６２】
例えば、図２４に示すように３つの距離範囲が設定された場合、図２０のステップＳ２３１４にて、図１４の視点距離加工処理部２０２２が起動され、視点位置までの距離を決定する視点距離加工処理を実行する。すなわち、幾何モデルの表面から、近い順にｄＡ，ｄＢ及びｄＣの３つの基準距離を設け、視点の位置がどの距離にあるかによって、加工の仕方を変化させる。
【０１６３】
図２５は、視点距離加工処理を説明するフローチャート図である。図２５中、加工前の距離の値をｄ、加工後の距離の値をｄ’とする。加工後の距離の値をｄ’は、図２０のステップＳ２３１４において、ｄｎに設定される。
【０１６４】
図２５において、視点距離加工処理部２０２２は、情報オブジェクトの幾何モデル情報によって決定される局所座標系に基づいて、視点位置までの距離を取得してｄに設定する（ステップＳ２３２１）。視点位置までの距離ｄが距離ｄＡ未満であるか否かを判断する（ステップＳ２３２２）。視点位置までの距離ｄが距離ｄＡ未満である場合、視点位置までの距離ｄに距離ｄＡを設定して（ステップＳ２３２２）、処理を終了する。つまり、ｄの値がｄＡ以下の範囲では、加工後の距離ｄ’の値をｄＡで一定とし、距離によって変化しないようにする。これは最低の速度を保証するための処理であり、基準情報オブジェクト以外の情報オブジェクトとの位置関係において、極端に遅い速度になってしまうことを避けることができる。
【０１６５】
一方、視点位置までの距離ｄが距離ｄＡ以上の場合、視点位置までの距離ｄが距離ｄＢ未満であるか否かを判断する（ステップＳ２３２３）。視点位置までの距離ｄが距離ｄＢ未満の場合、加工後の距離ｄ’に視点位置までの距離ｄを設定して（ステップＳ２３２４）、処理を終了させる。つまり、ｄの値がｄＡ以上ｄＢ未満の範囲では、ｄの値を加工せずに、そのままｄ’の値とする。この範囲内であれば、上述の距離による速度変化の処理を行なうようにする。
【０１６６】
一方、視点位置までの距離ｄが距離ｄＢ以上の場合、更に、視点位置までの距離ｄが距離ｄＣ未満であるか否かを判断する（ステップＳ２３２５）。視点位置までの距離ｄが距離ｄＣ以上である場合、加工後の距離ｄ’に無限大を設定して（ステップＳ２３２７）、処理を終了させる。
【０１６７】
一方、視点位置までの距離ｄが距離ｄＣ未満である場合、つまり、ｄの値がｄＢ以上ｄＣ未満の範囲においては、ｄ’の値は以下の式で求める（ステップＳ２３２４）。
【０１６８】
この距離の加工は、各情報オブジェクトの局所座標系で行ない、それぞれの情報オブジェクトの局所座標系で求められた距離ｄ’を、現在の基準情報オブジェクトの座標系に換算した上で比較して、最も小さな値となった情報オブジェクトを新しい基準情報オブジェクトとする。現在の基準情報オブジェクトの座標系に換算するために、リンク構造２０２６のリンク情報２２０２にある座標変換行列２２１２に基づいて、逆換算すれば良い。
【０１６９】
このように距離を加工することによって図２３のような状況でも適切に基準情報オブジェクトを選択することができる。
【０１７０】
図２７は、幾何モデルの異なる２つの情報オブジェクトが視点方向に存在する場合の距離加工の例について説明する図である。
【０１７１】
図２３において、情報オブジェクトＡの局所座標系における距離ｄＣ以下の範囲を範囲Ａとし、情報オブジェクトＢの局所座標系における距離ｄＣ以下の範囲を範囲Ｂとして、表したものを図２７に示す。この図２７において、視点が視点位置１にあるときは、情報オブジェクトＢが最も近い位置にあり、このときの基準情報オブジェクトとなる。一方、視点が視点位置２にあるときは、単純な距離としては情報オブジェクトＢの方が近くにあるが、情報オブジェクトＢの局所座標系ではｄＣ以上の距離にあるため、加工すると無限大の距離となる。情報オブジェクトＡの局所座標系ではｄＣ以下であり、加工後の距離の値は情報オブジェクトＡの方が小さくなる。その結果、基準情報オブジェクトは情報オブジェクトＡとなり、上述の問題点は解消される。
【０１７２】
ここで、図２８のように情報オブジェクトＡに透明な部分があり、その透明な部分を通して、情報オブジェクトＡより遠い位置にある情報オブジェクトＢを見ることができる状況を考える。
【０１７３】
図２８は、幾何モデルの異なる情報オブジェクトから別の情報オブジェクトを見る場合の距離加工の例について説明する図である。
【０１７４】
この状況において、上述および図２５に示した処理中の、距離ｄＡより近すぎる場合の距離を一定にする加工を行なわない場合、視点位置１から情報オブジェクトＢに近付いていっても、情報オブジェクトＡとの距離が０に近付くことにより速度も０に近付くため、情報オブジェクトＡを通り抜けて情報オブジェクトＢに近付くことができない。また、視点が視点位置２にあるときは、情報オブジェクトＡの方が常に近い位置にあるため、情報オブジェクトＡが基準情報オブジェクトとなり、情報オブジェクトＢが画面に大きく表示されているにも関わらず、移動方法は情報オブジェクトＡの幾何モデルに従うことになり、平面に沿った移動方法となってしまう。これに対して、情報オブジェクトＡの局所座標系における距離ｄＡ以下の範囲を範囲Ａ、情報オブジェクトＢの局所座標系における距離ｄＡ以下の範囲Ｂとして、上述および図２５に示した処理で距離ｄＡより近くの距離は一定にする加工をすれば、視点位置２においては、情報オブジェクトＢでの加工後の距離の値が小さくなり、情報オブジェクトＢが基準情報オブジェクトとなる。このように遠い方だけでなく、近い方にも加工の範囲を設けておくことで、視点位置に応じて、適切に基準情報オブジェクトを選択することができる。
【０１７５】
上記実施例より、３次元データ閲覧装置２０００において、幾何モデル情報に基づいて、情報オブジェクトの形状に応じて該情報オブジェクトの表面から視点位置までの距離を求めることができる。
【０１７６】
複数の情報オブジェクトが存在する場合、幾何モデル情報に基づく視点位置までの距離の最も短い情報オブジェクトを基準情報オブジェクトとして決定することができる。
【０１７７】
基準情報オブジェクトを決定することによって、３次元形状データに基づいて視点移動を行なうことができる。また、基準情報オブジェクトから視点位置までの距離に応じて、速度を変化させることにより、基準情報オブジェクトの全体像から詳細に至るまでを閲覧するときに、視点位置に適した速度を実現できる。
【０１７８】
また、複数の情報オブジェクトの各局所座標に基づく視点位置までの距離及び所定の距離範囲に基づいて決定された距離のうち最も近くの情報オブジェクトを基準情報オブジェクトとすることができる。よって、視点位置が遠く離れた場合、及び、最も接近した場合においても、基準情報オブジェクトの決定を適確に行なうことができるため、スムーズな速度で視点移動を行なうことができる。
【０１７９】
なお、上記例において、図２に示す視野決定部１０４での処理が視野決定手段に対応し、表示画像生成部１０５での処理が表示画像生成手段に対応する。
【０１８０】
なお、上記例において、図１４に示す基準情報オブジェクト決定処理部２０２１の処理が基準決定手段と速度変化手段とに対応し、視点距離加工処理部２０２２での処理が距離加工手段に対応する。
【図面の簡単な説明】
図１は、従来の表示画面の変化例を示す図である。
図２は、表示制御装置の機能構成を示す図である。
図３Ａは、平面的な情報オブジェクトに対して平行移動した場合の視点移動を説明する図であり、図３Ｂは、平面的な情報オブジェクトに対してティルト操作した場合の視点移動を説明する図である。
図４Ａは、立体的な情報オブジェクトに対して平行移動した場合の視点移動を説明する図であり、図４Ｂは、立体的な情報オブジェクトに対してティルト操作した場合の視点移動を説明する図である。
図５は、平面状のターゲット面に対する視野移動を説明する図である。
図６は、球面状のターゲット面に対する視野移動を説明する図である。
図７は、自由局面状のターゲット面に対する視野移動を説明する図である。
図８は、平面状のターゲット面に対する視野移動の処理を説明するフローチャート図である。
図９は、球面或いは自由曲面状のターゲット面に対する視野移動の処理を説明するフローチャート図である。
図１０は、情報オブジェクトの連鎖的リンク例を示す図である。
図１１は、視点移動による画面変化の例を示す図である。
図１２Ａは、表示制御装置を備えた情報端末装置の例を示す図であり、図１２Ｂ及び図１２Ｃは、視野移動操作を行なうリモコンの例を示す図である。
図１３は、表示制御装置を備えた情報端末装置の他の例を示す図である。
図１４は、３次元データ閲覧装置の構成図を示す。
図１５は、３次元データ閲覧画面の表示例を示す図である。
図１６Ａから図１６Ｄは、球体の情報オブジェクトに視点を接近させた場合の３次元データ閲覧画面の変化例を示す図である。
図１７は、各情報オブジェクトのリンク構造を示す図である。
図１８は、３次元データ閲覧装置での表示処理について説明するフローチャート図である。
図１９は、視点位置に応じた視点移動の速度の例を示す図である。
図２０は、基準情報オブジェクト決定処理を説明するフローチャート図である。
図２１は、平面状の情報オブジェクトが基準オブジェクトである場合の視点移動の方向例を示す図である。
図２２は、球面状の情報オブジェクトが基準情報オブジェクトである場合の視点移動の方向例を示す図である。
図２３は、情報オブジェクトの手前に異なる幾何モデルをもつ別の小さな情報オブジェクトが存在している状態を示す図である。
図２４は、距離加工を行なうための基準となる距離の例を示す図である。
図２５は、視点距離加工処理を説明するフローチャート図である。
図２６は、加工前の距離と加工後の距離の対応を示すグラフ図である。
図２７は、幾何モデルの異なる２つの情報オブジェクトが視点方向に存在する場合の距離加工の例について説明する図である。
図２８は、幾何モデルの異なる情報オブジェクトから別の情報オブジェクトを見る場合の距離加工の例について説明する図である。
Claims (7)
- 三次元仮想空間内に表示されるある形状を有する複数の情報オブジェクトに対する視点位置を制御する表示制御装置であって、
情報オブジェクトの形状を幾何的に示す幾何的情報を含む情報オブジェクトデータを管理するデータ管理手段と、
利用者による入力に従って、上記複数の情報オブジェクトに対して該情報オブジェクト毎に上記データ管理手段で管理される情報オブジェクトの幾何学的情報によって定まる局所座標系にて上記視点位置から該情報オブジェクトまでの距離を算出し、該算出した距離が第一の所定値以下である場合は該第一の所定値に設定し一定となるように、また、該算出した距離が該第一の所定値より大きい第二の所定値以上である場合はその算出された該距離を正の無限大に漸近する関数を用いて設定するように該情報オブジェクトから視点位置までの距離の大きさを加工する距離加工手段と、
上記加工された視点位置までの距離の大きさを現在の基準情報オブジェクトの局所座標系における距離の大きさに変換して、視点位置から最も近い位置に表示される情報オブジェクトを基準情報オブジェクトとして決定する基準決定手段と、
決定された上記基準情報オブジェクトと上記距離加工手段によって加工された視点位置までの距離の大きさに応じて視点の移動速度を変化させる速度変化手段とを有し、
上記基準情報オブジェクトに基づいて、視点位置までの距離に応じた移動速度で視点が移動するように視点位置を制御して、上記複数の情報オブジェクトを表示させる表示制御装置。 - 請求項１記載の表示制御装置であって、
上記速度変化手段は、上記データ管理手段で管理される上記基準決定手段にて決定された基準情報オブジェクトの幾何的情報に基づいて、該基準情報オブジェクトの移動方向を変化させつつ、視点の移動速度を変化させるように制御した表示制御装置。 - 三次元仮想空間内に表示されるある形状を有する複数の情報オブジェクトに対する視点位置を制御する表示制御装置であって、
利用者による入力に従って、上記複数の情報オブジェクトに対して該情報オブジェクト毎に情報オブジェクトの幾何学的情報によって定まる局所座標系にて算出された上記視点位置から該情報オブジェクトまでの距離を算出し、該算出した距離が第二の所定値以上である場合はその算出された該距離を正の無限大に漸近する関数を用いて設定して、該情報オブジェクトから視点位置までの距離の大きさを加工する距離加工手段と、
上記加工された視点位置までの距離の大きさを現在の基準情報オブジェクトの局所座標系における距離の大きさに変換して、視点位置から最も近い位置に表示される情報オブジェクトを基準情報オブジェクトとして決定する基準決定手段と、
決定された上記基準情報オブジェクトと上記距離加工手段によって加工された視点位置までの距離の大きさに応じて視点の移動速度を変化させる速度変化手段とを有し、
上記基準情報オブジェクトに基づいて、視点位置までの距離に応じた移動速度で視点が移動するように視点位置を制御して、上記複数の情報オブジェクトを表示させる表示制御装置。 - 請求項３記載の視点位置制御装置であって、
情報オブジェクトの形状を幾何的に示す幾何的情報を含む情報オブジェクトデータを管理するデータ管理手段と、
上記速度変化手段は、上記データ管理手段で管理される上記基準決定手段にて決定された基準情報オブジェクトの幾何的情報に基づいて、該基準情報オブジェクトの移動方向を変化させつつ、視点の移動速度を変化させるように制御した視点位置制御装置。 - 請求項３又は４記載の視点位置制御装置であって、
上記距離加工手段は、上記情報オブジェクトの幾何学的情報によって定まる局所座標系にて算出された上記視点位置からの距離が上記第二の所定値より小さい第一の所定値以下である場合、該第一の所定値に設定し一定とするようにした視点位置制御装置。 - 三次元仮想空間内に表示されるある形状を有する複数の情報オブジェクトに対する視点位置を制御する表示制御プログラムであって、
情報オブジェクトの形状を幾何的に示す幾何的情報を含む情報オブジェクトデータを管理するデータ管理手順と、
利用者による入力に従って、上記複数の情報オブジェクトに対して該情報オブジェクト毎に上記データ管理手段で管理される情報オブジェクトの幾何学的情報によって定まる局所座標系にて上記視点位置から該情報オブジェクトまでの距離を算出し、該算出した距離が第一の所定値以下である場合は該第一の所定値に設定し一定とするように、また、該算出した距離が該第一の所定値より大きい第二の所定値以上である場合はその算出された該距離を正の無限大に漸近する関数を用いて設定するように該情報オブジェクトから視点位置までの距離の大きさを加工する距離加工手順と、
上記加工された視点位置までの距離の大きさを現在の基準情報オブジェクトの局所座標系における距離の大きさに変換して、視点位置から最も近い位置に表示される情報オブジェクトを基準情報オブジェクトとして決定する決定手順と、
決定された上記基準情報オブジェクトと上記距離加工手順によって加工された視点位置までの距離の大きさに応じて視点の移動速度を変化させる速度変化手順とを有し、
上記基準情報オブジェクトに基づいて、視点位置までの距離に応じた移動速度で視点が移動するように視点位置を制御して、上記複数の情報オブジェクトを表示させる表示制御プログラム。 - 三次元仮想空間内に表示されるある形状を有する複数の情報オブジェクトに対する視点位置を制御する表示制御装置での処理をコンピュータに行なわせるためのプログラムを格納した記憶媒体であって、
情報オブジェクトの形状を幾何的に示す幾何的情報を含む情報オブジェクトデータを管理するデータ管理手順と、
利用者による入力に従って、上記複数の情報オブジェクトに対して該情報オブジェクト毎に上記データ管理手段で管理される情報オブジェクトの幾何学的情報によって定まる局所座標系にて上記視点位置から該情報オブジェクトまでの距離を算出し、該算出した距離が第一の所定値以下である場合は該第一の所定値に設定し一定となるように、また、該算出した距離が該第一の所定値より大きい第二の所定値以上である場合はその算出された該距離を正の無限大に漸近する関数を用いて設定するように該情報オブジェクトから視点位置までの距離の大きさを加工する距離加工手順と、
上記加工された視点位置までの距離の大きさを現在の基準情報オブジェクトの局所座標系における距離の大きさに変換して、視点位置から最も近い位置に表示される情報オブジェクトを基準情報オブジェクトとして決定する決定手順と、
決定された上記基準情報オブジェクトと上記距離加工手順によって加工された視点位置までの距離の大きさに応じて視点の移動速度を変化させる速度変化手順とを有し、
上記基準情報オブジェクトに基づいて、視点位置までの距離に応じた移動速度で視点が移動するように視点位置を制御して、上記複数の情報オブジェクトを表示させるプログラムを格納した記憶媒体。
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