以下、この技術的思想の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。本開示において示される1以上の実施形態において、各実施形態が含む要素を互いに組み合わせることができ、かつ、当該組み合わせられた結果物も本開示が示す実施形態の一部をなすものとする。
[HMDシステムの構成]
図1を参照して、HMD(Head-Mounted Device)システム100の構成について説明する。図1は、本実施の形態に従うHMDシステム100の構成の概略を表す図である。HMDシステム100は、家庭用のシステムとしてあるいは業務用のシステムとして提供される。
HMDシステム100は、サーバ600と、HMDセット110A,110B,110C,110Dと、外部機器700と、ネットワーク2とを含む。HMDセット110A,110B,110C,110Dの各々は、ネットワーク2を介してサーバ600や外部機器700と通信可能に構成される。以下、HMDセット110A,110B,110C,110Dを総称して、HMDセット110とも言う。HMDシステム100を構成するHMDセット110の数は、4つに限られず、3つ以下でも、5つ以上でもよい。HMDセット110は、HMD120と、コンピュータ200と、HMDセンサ410と、ディスプレイ430と、コントローラ300とを備える。HMD120は、モニタ130と、注視センサ140と、第1カメラ150と、第2カメラ160と、マイク170と、スピーカ180とを含む。コントローラ300は、モーションセンサ420を含み得る。
ある局面において、コンピュータ200は、インターネットその他のネットワーク2に接続可能であり、ネットワーク2に接続されているサーバ600その他のコンピュータと通信可能である。その他のコンピュータとしては、例えば、他のHMDセット110のコンピュータや外部機器700が挙げられる。別の局面において、HMD120は、HMDセンサ410の代わりに、センサ190を含み得る。
HMD120は、ユーザ5の頭部に装着され、動作中に仮想空間をユーザ5に提供し得る。より具体的には、HMD120は、右目用の画像および左目用の画像をモニタ130にそれぞれ表示する。ユーザ5の各目がそれぞれの画像を視認すると、ユーザ5は、両目の視差に基づき当該画像を3次元画像として認識し得る。HMD120は、モニタを備える所謂ヘッドマウントディスプレイと、スマートフォンその他のモニタを有する端末を装着可能なヘッドマウント機器のいずれをも含み得る。
モニタ130は、例えば、非透過型の表示装置として実現される。ある局面において、モニタ130は、ユーザ5の両目の前方に位置するようにHMD120の本体に配置されている。したがって、ユーザ5は、モニタ130に表示される3次元画像を視認すると、仮想空間に没入することができる。ある局面において、仮想空間は、例えば、背景、ユーザ5が操作可能なオブジェクト、ユーザ5が選択可能なメニューの画像を含む。ある局面において、モニタ130は、所謂スマートフォンその他の情報表示端末が備える液晶モニタまたは有機EL(Electro Luminescence)モニタとして実現され得る。
別の局面において、モニタ130は、透過型の表示装置として実現され得る。この場合、HMD120は、図1に示されるようにユーザ5の目を覆う密閉型ではなく、メガネ型のような開放型であり得る。透過型のモニタ130は、その透過率を調整することにより、一時的に非透過型の表示装置として構成可能であってもよい。モニタ130は、仮想空間を構成する画像の一部と、現実空間とを同時に表示する構成を含んでいてもよい。例えば、モニタ130は、HMD120に搭載されたカメラで撮影した現実空間の画像を表示してもよいし、一部の透過率を高く設定することにより現実空間を視認可能にしてもよい。
ある局面において、モニタ130は、右目用の画像を表示するためのサブモニタと、左目用の画像を表示するためのサブモニタとを含み得る。別の局面において、モニタ130は、右目用の画像と左目用の画像とを一体として表示する構成であってもよい。この場合、モニタ130は、高速シャッタを含む。高速シャッタは、画像がいずれか一方の目にのみ認識されるように、右目用の画像と左目用の画像とを交互に表示可能に作動する。
ある局面において、HMD120は、図示せぬ複数の光源を含む。各光源は例えば、赤外線を発するLED(Light Emitting Diode)により実現される。HMDセンサ410は、HMD120の動きを検出するためのポジショントラッキング機能を有する。より具体的には、HMDセンサ410は、HMD120が発する複数の赤外線を読み取り、現実空間内におけるHMD120の位置および傾きを検出する。
別の局面において、HMDセンサ410は、カメラにより実現されてもよい。この場合、HMDセンサ410は、カメラから出力されるHMD120の画像情報を用いて、画像解析処理を実行することにより、HMD120の位置および傾きを検出することができる。
別の局面において、HMD120は、位置検出器として、HMDセンサ410の代わりに、あるいはHMDセンサ410に加えてセンサ190を備えてもよい。HMD120は、センサ190を用いて、HMD120自身の位置および傾きを検出し得る。例えば、センサ190が角速度センサ、地磁気センサ、あるいは加速度センサである場合、HMD120は、HMDセンサ410の代わりに、これらの各センサのいずれかを用いて、自身の位置および傾きを検出し得る。一例として、センサ190が角速度センサである場合、角速度センサは、現実空間におけるHMD120の3軸周りの角速度を経時的に検出する。HMD120は、各角速度に基づいて、HMD120の3軸周りの角度の時間的変化を算出し、さらに、角度の時間的変化に基づいて、HMD120の傾きを算出する。
注視センサ140は、ユーザ5の右目および左目の視線が向けられる方向を検出する。つまり、注視センサ140は、ユーザ5の視線を検出する。視線の方向の検出は、例えば、公知のアイトラッキング機能によって実現される。注視センサ140は、当該アイトラッキング機能を有するセンサにより実現される。ある局面において、注視センサ140は、右目用のセンサおよび左目用のセンサを含むことが好ましい。注視センサ140は、例えば、ユーザ5の右目および左目に赤外光を照射するとともに、照射光に対する角膜および虹彩からの反射光を受けることにより各眼球の回転角を検出するセンサであってもよい。注視センサ140は、検出した各回転角に基づいて、ユーザ5の視線を検知することができる。
第1カメラ150は、ユーザ5の顔の下部を撮影する。より具体的には、第1カメラ150は、ユーザ5の鼻および口などを撮影する。第2カメラ160は、ユーザ5の目および眉などを撮影する。HMD120のユーザ5側の筐体をHMD120の内側、HMD120のユーザ5とは逆側の筐体をHMD120の外側と定義する。ある局面において、第1カメラ150は、HMD120の外側に配置され、第2カメラ160は、HMD120の内側に配置され得る。第1カメラ150および第2カメラ160が生成した画像は、コンピュータ200に入力される。別の局面において、第1カメラ150と第2カメラ160とを1台のカメラとして実現し、この1台のカメラでユーザ5の顔を撮影するようにしてもよい。
マイク170は、ユーザ5の発話を音声信号(電気信号)に変換してコンピュータ200に出力する。スピーカ180は、音声信号を音声に変換してユーザ5に出力する。別の局面において、HMD120は、スピーカ180に替えてイヤホンを含み得る。
コントローラ300は、有線または無線によりコンピュータ200に接続されている。コントローラ300は、ユーザ5からコンピュータ200への命令の入力を受け付ける。ある局面において、コントローラ300は、ユーザ5によって把持可能に構成される。別の局面において、コントローラ300は、ユーザ5の身体あるいは衣類の一部に装着可能に構成される。さらに別の局面において、コントローラ300は、コンピュータ200から送信される信号に基づいて、振動、音、光のうちの少なくともいずれかを出力するように構成されてもよい。さらに別の局面において、コントローラ300は、ユーザ5から、仮想空間に配置されるオブジェクトの位置や動きを制御するための操作を受け付ける。
ある局面において、コントローラ300は、複数の光源を含む。各光源は例えば、赤外線を発するLEDにより実現される。HMDセンサ410は、ポジショントラッキング機能を有する。この場合、HMDセンサ410は、コントローラ300が発する複数の赤外線を読み取り、現実空間内におけるコントローラ300の位置および傾きを検出する。別の局面において、HMDセンサ410は、カメラにより実現されてもよい。この場合、HMDセンサ410は、カメラから出力されるコントローラ300の画像情報を用いて、画像解析処理を実行することにより、コントローラ300の位置および傾きを検出することができる。
モーションセンサ420は、ある局面において、ユーザ5の手に取り付けられて、ユーザ5の手の動きを検出する。例えば、モーションセンサ420は、手の回転速度、回転数等を検出する。検出された信号は、コンピュータ200に送られる。モーションセンサ420は、例えば、コントローラ300に設けられている。ある局面において、モーションセンサ420は、例えば、ユーザ5に把持可能に構成されたコントローラ300に設けられている。別の局面において、現実空間における安全のため、コントローラ300は、手袋型のようにユーザ5の手に装着されることにより容易に飛んで行かないものに装着される。さらに別の局面において、ユーザ5に装着されないセンサがユーザ5の手の動きを検出してもよい。例えば、ユーザ5を撮影するカメラの信号が、ユーザ5の動作を表わす信号として、コンピュータ200に入力されてもよい。モーションセンサ420とコンピュータ200とは、一例として、無線により互いに接続される。無線の場合、通信形態は特に限られず、例えば、Bluetooth(登録商標)その他の公知の通信手法が用いられる。
ディスプレイ430は、モニタ130に表示されている画像と同様の画像を表示する。これにより、HMD120を装着しているユーザ5以外のユーザにも当該ユーザ5と同様の画像を視聴させることができる。ディスプレイ430に表示される画像は、3次元画像である必要はなく、右目用の画像や左目用の画像であってもよい。ディスプレイ430としては、例えば、液晶ディスプレイや有機ELモニタなどが挙げられる。
サーバ600は、コンピュータ200にプログラムを送信し得る。別の局面において、サーバ600は、他のユーザによって使用されるHMD120に仮想現実を提供するための他のコンピュータ200と通信し得る。例えば、アミューズメント施設において、複数のユーザが参加型のゲームを行なう場合、各コンピュータ200は、各ユーザの動作に基づく信号をサーバ600を介して他のコンピュータ200と通信して、同じ仮想空間において複数のユーザが共通のゲームを楽しむことを可能にする。各コンピュータ200は、各ユーザの動作に基づく信号をサーバ600を介さずに他のコンピュータ200と通信するようにしてもよい。
外部機器700は、コンピュータ200と通信可能な機器であればどのような機器であってもよい。外部機器700は、例えば、ネットワーク2を介してコンピュータ200と通信可能な機器であってもよいし、近距離無線通信や有線接続によりコンピュータ200と直接通信可能な機器であってもよい。外部機器700としては、例えば、スマートデバイス、PC(Personal Computer)、及びコンピュータ200の周辺機器などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
[コンピュータのハードウェア構成]
図2を参照して、本実施の形態に係るコンピュータ200について説明する。図2は、本実施の形態に従うコンピュータ200のハードウェア構成の一例を表すブロック図である。コンピュータ200は、主たる構成要素として、プロセッサ210と、メモリ220と、ストレージ230と、入出力インターフェイス240と、通信インターフェイス250とを備える。各構成要素は、それぞれ、バス260に接続されている。
プロセッサ210は、コンピュータ200に与えられる信号に基づいて、あるいは、予め定められた条件が成立したことに基づいて、メモリ220またはストレージ230に格納されているプログラムに含まれる一連の命令を実行する。ある局面において、プロセッサ210は、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、MPU(Micro Processor Unit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)その他のデバイスとして実現される。
メモリ220は、プログラムおよびデータを一時的に保存する。プログラムは、例えば、ストレージ230からロードされる。データは、コンピュータ200に入力されたデータと、プロセッサ210によって生成されたデータとを含む。ある局面において、メモリ220は、RAM(Random Access Memory)その他の揮発メモリとして実現される。
ストレージ230は、プログラムおよびデータを永続的に保持する。ストレージ230は、例えば、ROM(Read-Only Memory)、ハードディスク装置、フラッシュメモリ、その他の不揮発記憶装置として実現される。ストレージ230に格納されるプログラムは、HMDシステム100において仮想空間を提供するためのプログラム、シミュレーションプログラム、ゲームプログラム、ユーザ認証プログラム、他のコンピュータ200との通信を実現するためのプログラムを含む。ストレージ230に格納されるデータは、仮想空間を規定するためのデータおよびオブジェクト等を含む。
別の局面において、ストレージ230は、メモリカードのように着脱可能な記憶装置として実現されてもよい。さらに別の局面において、コンピュータ200に内蔵されたストレージ230の代わりに、外部の記憶装置に保存されているプログラムおよびデータを使用する構成が使用されてもよい。このような構成によれば、例えば、アミューズメント施設のように複数のHMDシステム100が使用される場面において、プログラムやデータの更新を一括して行なうことが可能になる。
入出力インターフェイス240は、HMD120、HMDセンサ410、モーションセンサ420およびディスプレイ430との間で信号を通信する。HMD120に含まれるモニタ130,注視センサ140,第1カメラ150,第2カメラ160,マイク170およびスピーカ180は、HMD120の入出力インターフェイス240を介してコンピュータ200との通信を行ない得る。ある局面において、入出力インターフェイス240は、USB(Universal Serial Bus)、DVI(Digital Visual Interface)、HDMI(登録商標)(High-Definition Multimedia Interface)その他の端子を用いて実現される。入出力インターフェイス240は上述のものに限られない。
ある局面において、入出力インターフェイス240は、さらに、コントローラ300と通信し得る。例えば、入出力インターフェイス240は、コントローラ300およびモーションセンサ420から出力された信号の入力を受ける。別の局面において、入出力インターフェイス240は、プロセッサ210から出力された命令を、コントローラ300に送る。当該命令は、振動、音声出力、発光等をコントローラ300に指示する。コントローラ300は、当該命令を受信すると、その命令に応じて、振動、音声出力または発光のいずれかを実行する。
通信インターフェイス250は、ネットワーク2に接続されて、ネットワーク2に接続されている他のコンピュータ(例えば、サーバ600)と通信する。ある局面において、通信インターフェイス250は、例えば、LAN(Local Area Network)その他の有線通信インターフェイス、あるいは、WiFi(Wireless Fidelity)、Bluetooth(登録商標)、NFC(Near Field Communication)その他の無線通信インターフェイスとして実現される。通信インターフェイス250は上述のものに限られない。
ある局面において、プロセッサ210は、ストレージ230にアクセスし、ストレージ230に格納されている1つ以上のプログラムをメモリ220にロードし、当該プログラムに含まれる一連の命令を実行する。当該1つ以上のプログラムは、コンピュータ200のオペレーティングシステム、仮想空間を提供するためのアプリケーションプログラム、仮想空間で実行可能なゲームソフトウェア等を含み得る。プロセッサ210は、入出力インターフェイス240を介して、仮想空間を提供するための信号をHMD120に送る。HMD120は、その信号に基づいてモニタ130に映像を表示する。
図2に示される例では、コンピュータ200は、HMD120の外部に設けられる構成が示されているが、別の局面において、コンピュータ200は、HMD120に内蔵されてもよい。一例として、モニタ130を含む携帯型の情報通信端末(例えば、スマートフォン)がコンピュータ200として機能してもよい。
コンピュータ200は、複数のHMD120に共通して用いられる構成であってもよい。このような構成によれば、例えば、複数のユーザに同一の仮想空間を提供することもできるので、各ユーザは同一の仮想空間で他のユーザと同一のアプリケーションを楽しむことができる。
ある実施の形態において、HMDシステム100では、現実空間における座標系である実座標系が予め設定されている。実座標系は、現実空間における鉛直方向、鉛直方向に直交する水平方向、並びに、鉛直方向および水平方向の双方に直交する前後方向にそれぞれ平行な、3つの基準方向(軸)を有する。実座標系における水平方向、鉛直方向(上下方向)、および前後方向は、それぞれ、x軸、y軸、z軸と規定される。より具体的には、実座標系において、x軸は現実空間の水平方向に平行である。y軸は、現実空間の鉛直方向に平行である。z軸は現実空間の前後方向に平行である。
ある局面において、HMDセンサ410は、赤外線センサを含む。赤外線センサが、HMD120の各光源から発せられた赤外線をそれぞれ検出すると、HMD120の存在を検出する。HMDセンサ410は、さらに、各点の値(実座標系における各座標値)に基づいて、HMD120を装着したユーザ5の動きに応じた、現実空間内におけるHMD120の位置および傾き(向き)を検出する。より詳しくは、HMDセンサ410は、経時的に検出された各値を用いて、HMD120の位置および傾きの時間的変化を検出できる。
HMDセンサ410によって検出されたHMD120の各傾きは、実座標系におけるHMD120の3軸周りの各傾きに相当する。HMDセンサ410は、実座標系におけるHMD120の傾きに基づき、uvw視野座標系をHMD120に設定する。HMD120に設定されるuvw視野座標系は、HMD120を装着したユーザ5が仮想空間において物体を見る際の視点座標系に対応する。
[uvw視野座標系]
図3を参照して、uvw視野座標系について説明する。図3は、ある実施の形態に従うHMD120に設定されるuvw視野座標系を概念的に表す図である。HMDセンサ410は、HMD120の起動時に、実座標系におけるHMD120の位置および傾きを検出する。プロセッサ210は、検出された値に基づいて、uvw視野座標系をHMD120に設定する。
図3に示されるように、HMD120は、HMD120を装着したユーザ5の頭部を中心(原点)とした3次元のuvw視野座標系を設定する。より具体的には、HMD120は、実座標系を規定する水平方向、鉛直方向、および前後方向(x軸、y軸、z軸)を、実座標系内においてHMD120の各軸周りの傾きだけ各軸周りにそれぞれ傾けることによって新たに得られる3つの方向を、HMD120におけるuvw視野座標系のピッチ軸(u軸)、ヨー軸(v軸)、およびロール軸(w軸)として設定する。
ある局面において、HMD120を装着したユーザ5が直立し、かつ、正面を視認している場合、プロセッサ210は、実座標系に平行なuvw視野座標系をHMD120に設定する。この場合、実座標系における水平方向(x軸)、鉛直方向(y軸)、および前後方向(z軸)は、HMD120におけるuvw視野座標系のピッチ軸(u軸)、ヨー軸(v軸)、およびロール軸(w軸)に一致する。
uvw視野座標系がHMD120に設定された後、HMDセンサ410は、HMD120の動きに基づいて、設定されたuvw視野座標系におけるHMD120の傾きを検出できる。この場合、HMDセンサ410は、HMD120の傾きとして、uvw視野座標系におけるHMD120のピッチ角(θu)、ヨー角(θv)、およびロール角(θw)をそれぞれ検出する。ピッチ角(θu)は、uvw視野座標系におけるピッチ軸周りのHMD120の傾き角度を表す。ヨー角(θv)は、uvw視野座標系におけるヨー軸周りのHMD120の傾き角度を表す。ロール角(θw)は、uvw視野座標系におけるロール軸周りのHMD120の傾き角度を表す。
HMDセンサ410は、検出されたHMD120の傾きに基づいて、HMD120が動いた後のHMD120におけるuvw視野座標系を、HMD120に設定する。HMD120と、HMD120のuvw視野座標系との関係は、HMD120の位置および傾きに関わらず、常に一定である。HMD120の位置および傾きが変わると、当該位置および傾きの変化に連動して、実座標系におけるHMD120のuvw視野座標系の位置および傾きが変化する。
ある局面において、HMDセンサ410は、赤外線センサからの出力に基づいて取得される赤外線の光強度および複数の点間の相対的な位置関係(例えば、各点間の距離など)に基づいて、HMD120の現実空間内における位置を、HMDセンサ410に対する相対位置として特定してもよい。プロセッサ210は、特定された相対位置に基づいて、現実空間内(実座標系)におけるHMD120のuvw視野座標系の原点を決定してもよい。
[仮想空間]
図4を参照して、仮想空間についてさらに説明する。図4は、ある実施の形態に従う仮想空間11を表現する一態様を概念的に表す図である。仮想空間11は、中心12の360度方向の全体を覆う全天球状の構造を有する。図4では、説明を複雑にしないために、仮想空間11のうちの上半分の天球が例示されている。仮想空間11では各メッシュが規定される。各メッシュの位置は、仮想空間11に規定されるグローバル座標系であるXYZ座標系における座標値として予め規定されている。コンピュータ200は、仮想空間11に展開可能なパノラマ画像13(静止画、動画等)を構成する各部分画像を、仮想空間11において対応する各メッシュにそれぞれ対応付ける。
ある局面において、仮想空間11では、中心12を原点とするXYZ座標系が規定される。XYZ座標系は、例えば、実座標系に平行である。XYZ座標系における水平方向、鉛直方向(上下方向)、および前後方向は、それぞれX軸、Y軸、Z軸として規定される。したがって、XYZ座標系のX軸(水平方向)が実座標系のx軸と平行であり、XYZ座標系のY軸(鉛直方向)が実座標系のy軸と平行であり、XYZ座標系のZ軸(前後方向)が実座標系のz軸と平行である。
HMD120の起動時、すなわちHMD120の初期状態において、仮想カメラ14が、仮想空間11の中心12に配置される。ある局面において、プロセッサ210は、仮想カメラ14が撮影する画像をHMD120のモニタ130に表示する。仮想カメラ14は、現実空間におけるHMD120の動きに連動して、仮想空間11を同様に移動する。これにより、現実空間におけるHMD120の位置および傾きの変化が、仮想空間11において同様に再現され得る。
仮想カメラ14には、HMD120の場合と同様に、uvw視野座標系が規定される。仮想空間11における仮想カメラ14のuvw視野座標系は、現実空間(実座標系)におけるHMD120のuvw視野座標系に連動するように規定されている。したがって、HMD120の傾きが変化すると、それに応じて、仮想カメラ14の傾きも変化する。仮想カメラ14は、HMD120を装着したユーザ5の現実空間における移動に連動して、仮想空間11において移動することもできる。
コンピュータ200のプロセッサ210は、仮想カメラ14の位置と傾き(基準視線16)とに基づいて、仮想空間11における視界領域15を規定する。視界領域15は、仮想空間11のうち、HMD120を装着したユーザ5が視認する領域に対応する。つまり、仮想カメラ14の位置は、仮想空間11におけるユーザ5の視点と言える。
注視センサ140によって検出されるユーザ5の視線は、ユーザ5が物体を視認する際の視点座標系における方向である。HMD120のuvw視野座標系は、ユーザ5がモニタ130を視認する際の視点座標系に等しい。仮想カメラ14のuvw視野座標系は、HMD120のuvw視野座標系に連動している。したがって、ある局面に従うHMDシステム100は、注視センサ140によって検出されたユーザ5の視線を、仮想カメラ14のuvw視野座標系におけるユーザ5の視線とみなすことができる。
[ユーザの視線]
図5を参照して、ユーザ5の視線の決定について説明する。図5は、ある実施の形態に従うHMD120を装着するユーザ5の頭部を上から表した図である。
ある局面において、注視センサ140は、ユーザ5の右目および左目の各視線を検出する。ある局面において、ユーザ5が近くを見ている場合、注視センサ140は、視線R1およびL1を検出する。別の局面において、ユーザ5が遠くを見ている場合、注視センサ140は、視線R2およびL2を検出する。この場合、ロール軸wに対して視線R2およびL2が成す角度は、ロール軸wに対して視線R1およびL1が成す角度よりも小さい。注視センサ140は、検出結果をコンピュータ200に送信する。
コンピュータ200が、視線の検出結果として、視線R1およびL1の検出値を注視センサ140から受信した場合には、その検出値に基づいて、視線R1およびL1の交点である注視点N1を特定する。一方、コンピュータ200は、視線R2およびL2の検出値を注視センサ140から受信した場合には、視線R2およびL2の交点を注視点として特定する。コンピュータ200は、特定した注視点N1の位置に基づき、ユーザ5の視線N0を特定する。コンピュータ200は、例えば、ユーザ5の右目Rと左目Lとを結ぶ直線の中点と、注視点N1とを通る直線の延びる方向を、視線N0として検出する。視線N0は、ユーザ5が両目により実際に視線を向けている方向である。視線N0は、視界領域15に対してユーザ5が実際に視線を向けている方向に相当する。
別の局面において、HMDシステム100は、テレビジョン放送受信チューナを備えてもよい。このような構成によれば、HMDシステム100は、仮想空間11においてテレビ番組を表示することができる。
さらに別の局面において、HMDシステム100は、インターネットに接続するための通信回路、あるいは、電話回線に接続するための通話機能を備えていてもよい。
[視界領域]
図6および図7を参照して、視界領域15について説明する。図6は、仮想空間11において視界領域15をX方向から見たYZ断面を表す図である。図7は、仮想空間11において視界領域15をY方向から見たXZ断面を表す図である。
図6に示されるように、YZ断面における視界領域15は、領域18を含む。領域18は、仮想カメラ14の位置と基準視線16と仮想空間11のYZ断面とによって定義される。プロセッサ210は、仮想空間における基準視線16を中心として極角αを含む範囲を、領域18として規定する。
図7に示されるように、XZ断面における視界領域15は、領域19を含む。領域19は、仮想カメラ14の位置と基準視線16と仮想空間11のXZ断面とによって定義される。プロセッサ210は、仮想空間11における基準視線16を中心とした方位角βを含む範囲を、領域19として規定する。極角αおよびβは、仮想カメラ14の位置と仮想カメラ14の傾き(向き)とに応じて定まる。
ある局面において、HMDシステム100は、コンピュータ200からの信号に基づいて、視界画像17をモニタ130に表示させることにより、ユーザ5に仮想空間11における視界を提供する。視界画像17は、パノラマ画像13のうち視界領域15に対応する部分に相当する画像である。ユーザ5が、頭に装着したHMD120を動かすと、その動きに連動して仮想カメラ14も動く。その結果、仮想空間11における視界領域15の位置が変化する。これにより、モニタ130に表示される視界画像17は、パノラマ画像13のうち、仮想空間11においてユーザ5が向いた方向の視界領域15に重畳する画像に
更新される。ユーザ5は、仮想空間11における所望の方向を視認することができる。
このように、仮想カメラ14の傾きは仮想空間11におけるユーザ5の視線(基準視線16)に相当し、仮想カメラ14が配置される位置は、仮想空間11におけるユーザ5の視点に相当する。したがって、仮想カメラ14の位置または傾きを変更することにより、モニタ130に表示される画像が更新され、ユーザ5の視界が移動される。
ユーザ5は、HMD120を装着している間、現実世界を視認することなく、仮想空間11に展開されるパノラマ画像13のみを視認できる。そのため、HMDシステム100は、仮想空間11への高い没入感覚をユーザ5に与えることができる。
ある局面において、プロセッサ210は、HMD120を装着したユーザ5の現実空間における移動に連動して、仮想空間11において仮想カメラ14を移動し得る。この場合、プロセッサ210は、仮想空間11における仮想カメラ14の位置および傾きに基づいて、HMD120のモニタ130に投影される画像領域(視界領域15)を特定する。
ある局面において、仮想カメラ14は、2つの仮想カメラ、すなわち、右目用の画像を提供するための仮想カメラと、左目用の画像を提供するための仮想カメラとを含み得る。ユーザ5が3次元の仮想空間11を認識できるように、適切な視差が、2つの仮想カメラに設定される。別の局面において、仮想カメラ14を1つの仮想カメラにより実現してもよい。この場合、1つの仮想カメラにより得られた画像から、右目用の画像と左目用の画像とを生成するようにしてもよい。本実施の形態においては、仮想カメラ14が2つの仮想カメラを含み、2つの仮想カメラのロール軸が合成されることによって生成されるロール軸(w)がHMD120のロール軸(w)に適合されるように構成されているものとして、本開示に係る技術思想を例示する。
[コントローラ]
図8を参照して、コントローラ300の一例について説明する。図8は、ある実施の形態に従うコントローラ300の概略構成を表す図である。
図8に示されるように、ある局面において、コントローラ300は、右コントローラ300Rと図示せぬ左コントローラとを含み得る。右コントローラ300Rは、ユーザ5の右手で操作される。左コントローラは、ユーザ5の左手で操作される。ある局面において、右コントローラ300Rと左コントローラとは、別個の装置として対称に構成される。したがって、ユーザ5は、右コントローラ300Rを把持した右手と、左コントローラを把持した左手とをそれぞれ自由に動かすことができる。別の局面において、コントローラ300は両手の操作を受け付ける一体型のコントローラであってもよい。以下、右コントローラ300Rについて説明する。
右コントローラ300Rは、グリップ310と、フレーム320と、天面330とを備える。グリップ310は、ユーザ5の右手によって把持されるように構成されている。たとえば、グリップ310は、ユーザ5の右手の掌と3本の指(中指、薬指、小指)とによって保持され得る。
グリップ310は、ボタン340,350と、モーションセンサ420とを含む。ボタン340は、グリップ310の側面に配置され、右手の中指による操作を受け付ける。ボタン350は、グリップ310の前面に配置され、右手の人差し指による操作を受け付ける。ある局面において、ボタン340,350は、トリガー式のボタンとして構成される。モーションセンサ420は、グリップ310の筐体に内蔵されている。ユーザ5の動作がカメラその他の装置によってユーザ5の周りから検出可能である場合には、グリップ310は、モーションセンサ420を備えなくてもよい。
フレーム320は、その円周方向に沿って配置された複数の赤外線LED360を含む。赤外線LED360は、コントローラ300を使用するプログラムの実行中に、当該プログラムの進行に合わせて赤外線を発光する。赤外線LED360から発せられた赤外線は、右コントローラ300Rと左コントローラとの各位置や姿勢(傾き、向き)を検出するために使用され得る。図8に示される例では、二列に配置された赤外線LED360が示されているが、配列の数は図8に示されるものに限られない。一列あるいは3列以上の配列が使用されてもよい。
天面330は、ボタン370,380と、アナログスティック390とを備える。ボタン370,380は、プッシュ式ボタンとして構成される。ボタン370,380は、ユーザ5の右手の親指による操作を受け付ける。アナログスティック390は、ある局面において、初期位置(ニュートラルの位置)から360度任意の方向への操作を受け付ける。当該操作は、たとえば、仮想空間11に配置されるオブジェクトを移動するための操作を含む。
ある局面において、右コントローラ300Rおよび左コントローラは、赤外線LED360その他の部材を駆動するための電池を含む。電池は、充電式、ボタン型、乾電池型などを含むが、これらに限定されない。別の局面において、右コントローラ300Rと左コントローラは、たとえば、コンピュータ200のUSBインターフェイスに接続され得る。この場合、右コントローラ300Rおよび左コントローラは、電池を必要としない。
図8の状態(A)および状態(B)に示されるように、例えば、ユーザ5の右手に対して、ヨー、ロール、ピッチの各方向が規定される。ユーザ5が親指と人差し指とを伸ばした場合に、親指の伸びる方向がヨー方向、人差し指の伸びる方向がロール方向、ヨー方向の軸およびロール向の軸によって規定される平面に垂直な方向がピッチ方向として規定される。
[サーバのハードウェア構成]
図9を参照して、本実施の形態に係るサーバ600について説明する。図9は、ある実施の形態に従うサーバ600のハードウェア構成の一例を表すブロック図である。サーバ600は、主たる構成要素として、プロセッサ610と、メモリ620と、ストレージ630と、入出力インターフェイス640と、通信インターフェイス650とを備える。各構成要素は、それぞれ、バス660に接続されている。
プロセッサ610は、サーバ600に与えられる信号に基づいて、あるいは、予め定められた条件が成立したことに基づいて、メモリ620またはストレージ630に格納されているプログラムに含まれる一連の命令を実行する。ある局面において、プロセッサ610は、CPU、GPU、MPU、FPGAその他のデバイスとして実現される。
メモリ620は、プログラムおよびデータを一時的に保存する。プログラムは、例えば、ストレージ630からロードされる。データは、サーバ600に入力されたデータと、プロセッサ610によって生成されたデータとを含む。ある局面において、メモリ620は、RAMその他の揮発メモリとして実現される。
ストレージ630は、プログラムおよびデータを永続的に保持する。ストレージ630は、例えば、ROM、ハードディスク装置、フラッシュメモリ、その他の不揮発記憶装置として実現される。ストレージ630に格納されるプログラムは、HMDシステム100において仮想空間を提供するためのプログラム、シミュレーションプログラム、ゲームプログラム、ユーザ認証プログラム、コンピュータ200との通信を実現するためのプログラムを含んでもよい。ストレージ630に格納されるデータは、仮想空間を規定するためのデータおよびオブジェクト等を含んでもよい。
別の局面において、ストレージ630は、メモリカードのように着脱可能な記憶装置として実現されてもよい。さらに別の局面において、サーバ600に内蔵されたストレージ630の代わりに、外部の記憶装置に保存されているプログラムおよびデータを使用する構成が使用されてもよい。このような構成によれば、例えば、アミューズメント施設のように複数のHMDシステム100が使用される場面において、プログラムやデータの更新を一括して行なうことが可能になる。
入出力インターフェイス640は、入出力機器との間で信号を通信する。ある局面において、入出力インターフェイス640は、USB、DVI、HDMIその他の端子を用いて実現される。入出力インターフェイス640は上述のものに限られない。
通信インターフェイス650は、ネットワーク2に接続されて、ネットワーク2に接続されているコンピュータ200と通信する。ある局面において、通信インターフェイス650は、例えば、LANその他の有線通信インターフェイス、あるいは、WiFi、Bluetooth、NFCその他の無線通信インターフェイスとして実現される。通信インターフェイス650は上述のものに限られない。
ある局面において、プロセッサ610は、ストレージ630にアクセスし、ストレージ630に格納されている1つ以上のプログラムをメモリ620にロードし、当該プログラムに含まれる一連の命令を実行する。当該1つ以上のプログラムは、サーバ600のオペレーティングシステム、仮想空間を提供するためのアプリケーションプログラム、仮想空間で実行可能なゲームソフトウェア等を含み得る。プロセッサ610は、入出力インターフェイス640を介して、仮想空間を提供するための信号をコンピュータ200に送ってもよい。
[HMDの制御装置]
図10を参照して、HMD120の制御装置について説明する。ある実施の形態において、制御装置は周知の構成を有するコンピュータ200によって実現される。図10は、ある実施の形態に従うコンピュータ200をモジュール構成として表わすブロック図である。
図10に示されるように、コンピュータ200は、コントロールモジュール510と、レンダリングモジュール520と、メモリモジュール530と、通信制御モジュール540とを備える。ある局面において、コントロールモジュール510とレンダリングモジュール520とは、プロセッサ210によって実現される。別の局面において、複数のプロセッサ210がコントロールモジュール510とレンダリングモジュール520として作動してもよい。メモリモジュール530は、メモリ220またはストレージ230によって実現される。通信制御モジュール540は、通信インターフェイス250によって実現される。
コントロールモジュール510は、ユーザ5に提供される仮想空間11を制御する。コントロールモジュール510は、仮想空間11を表す仮想空間データを用いて、HMDシステム100における仮想空間11を規定する。仮想空間データは、例えば、メモリモジュール530に記憶されている。コントロールモジュール510が、仮想空間データを生成したり、サーバ600などから仮想空間データを取得するようにしたりしてもよい。
コントロールモジュール510は、オブジェクトを表すオブジェクトデータを用いて、仮想空間11にオブジェクトを配置する。オブジェクトデータは、例えば、メモリモジュール530に記憶されている。コントロールモジュール510が、オブジェクトデータを生成したり、サーバ600などからオブジェクトデータを取得するようにしたりしてもよい。オブジェクトは、例えば、ユーザ5の分身であるアバターオブジェクト、キャラクタオブジェクト、コントローラ300によって操作される仮想手などの操作オブジェクト、ゲームのストーリーの進行に従って配置される森、山その他を含む風景、街並み、動物等を含み得る。
コントロールモジュール510は、ネットワーク2を介して接続される他のコンピュータ200のユーザ5のアバターオブジェクトを仮想空間11に配置する。ある局面において、コントロールモジュール510は、ユーザ5のアバターオブジェクトを仮想空間11に配置する。ある局面において、コントロールモジュール510は、ユーザ5を含む画像に基づいて、ユーザ5を模したアバターオブジェクトを仮想空間11に配置する。別の局面において、コントロールモジュール510は、複数種類のアバターオブジェクト(例えば、動物を模したオブジェクトや、デフォルメされた人のオブジェクト)の中からユーザ5による選択を受け付けたアバターオブジェクトを仮想空間11に配置する。
コントロールモジュール510は、HMDセンサ410の出力に基づいてHMD120の傾きを特定する。別の局面において、コントロールモジュール510は、モーションセンサとして機能するセンサ190の出力に基づいてHMD120の傾きを特定する。コントロールモジュール510は、第1カメラ150および第2カメラ160が生成するユーザ5の顔の画像から、ユーザ5の顔を構成する器官(例えば、口,目,眉)を検出する。コントロールモジュール510は、検出した各器官の動き(形状)を検出する。
コントロールモジュール510は、注視センサ140からの信号に基づいて、ユーザ5の仮想空間11における視線を検出する。コントロールモジュール510は、検出したユーザ5の視線と仮想空間11の天球とが交わる視点位置(XYZ座標系における座標値)を検出する。より具体的には、コントロールモジュール510は、uvw座標系で規定されるユーザ5の視線と、仮想カメラ14の位置および傾きとに基づいて、視点位置を検出する。コントロールモジュール510は、検出した視点位置をサーバ600に送信する。別の局面において、コントロールモジュール510は、ユーザ5の視線を表す視線情報をサーバ600に送信するように構成されてもよい。係る場合、サーバ600が受信した視線情報に基づいて視点位置を算出し得る。
コントロールモジュール510は、HMDセンサ410が検出するHMD120の動きをアバターオブジェクトに反映する。例えば、コントロールモジュール510は、HMD120が傾いたことを検知して、アバターオブジェクトを傾けて配置する。コントロールモジュール510は、検出した顔器官の動作を、仮想空間11に配置されるアバターオブジェクトの顔に反映させる。コントロールモジュール510は、サーバ600から他のユーザ5の視線情報を受信し、当該他のユーザ5のアバターオブジェクトの視線に反映させる。ある局面において、コントロールモジュール510は、コントローラ300の動きをアバターオブジェクトや操作オブジェクトに反映する。この場合、コントローラ300は、コントローラ300の動きを検知するためのモーションセンサ、加速度センサ、または複数の発光素子(例えば、赤外線LED)などを備える。
コントロールモジュール510は、仮想空間11においてユーザ5の操作を受け付けるための操作オブジェクトを仮想空間11に配置する。ユーザ5は、操作オブジェクトを操作することにより、例えば、仮想空間11に配置されるオブジェクトを操作する。ある局面において、操作オブジェクトは、例えば、ユーザ5の手に相当する仮想手である手オブジェクト等を含み得る。ある局面において、コントロールモジュール510は、モーションセンサ420の出力に基づいて現実空間におけるユーザ5の手の動きに連動するように仮想空間11において手オブジェクトを動かす。ある局面において、操作オブジェクトは、アバターオブジェクトの手の部分に相当し得る。
コントロールモジュール510は、仮想空間11に配置されるオブジェクトのそれぞれが、他のオブジェクトと衝突した場合に、当該衝突を検出する。コントロールモジュール510は、例えば、あるオブジェクトのコリジョンエリアと、別のオブジェクトのコリジョンエリアとが触れたタイミングを検出することができ、当該検出がされたときに、予め定められた処理を行なう。コントロールモジュール510は、オブジェクトとオブジェクトとが触れている状態から離れたタイミングを検出することができ、当該検出がされたときに、予め定められた処理を行なう。コントロールモジュール510は、オブジェクトとオブジェクトとが触れている状態であることを検出することができる。例えば、コントロールモジュール510は、操作オブジェクトと、他のオブジェクトとが触れたときに、これら操作オブジェクトと他のオブジェクトとが触れたことを検出して、予め定められた処理を行なう。
ある局面において、コントロールモジュール510は、HMD120のモニタ130における画像表示を制御する。例えば、コントロールモジュール510は、仮想空間11に仮想カメラ14を配置する。コントロールモジュール510は、仮想空間11における仮想カメラ14の位置と、仮想カメラ14の傾き(向き)を制御する。コントロールモジュール510は、HMD120を装着したユーザ5の頭の傾きと、仮想カメラ14の位置に応じて、視界領域15を規定する。レンダリングモジュール520は、決定された視界領域15に基づいて、モニタ130に表示される視界画像17を生成する。レンダリングモジュール520により生成された視界画像17は、通信制御モジュール540によってHMD120に出力される。
コントロールモジュール510は、HMD120から、ユーザ5のマイク170を用いた発話を検出すると、当該発話に対応する音声データの送信対象のコンピュータ200を特定する。音声データは、コントロールモジュール510によって特定されたコンピュータ200に送信される。コントロールモジュール510は、ネットワーク2を介して他のユーザのコンピュータ200から音声データを受信すると、当該音声データに対応する音声(発話)をスピーカ180から出力する。
メモリモジュール530は、コンピュータ200が仮想空間11をユーザ5に提供するために使用されるデータを保持している。ある局面において、メモリモジュール530は、空間情報と、オブジェクト情報と、ユーザ情報とを保持している。
空間情報は、仮想空間11を提供するために規定された1つ以上のテンプレートを保持している。
オブジェクト情報は、仮想空間11を構成する複数のパノラマ画像13、仮想空間11にオブジェクトを配置するためのオブジェクトデータを含む。パノラマ画像13は、静止画像および動画像を含み得る。パノラマ画像13は、非現実空間の画像と現実空間の画像とを含み得る。非現実空間の画像としては、例えば、コンピュータグラフィックスで生成された画像が挙げられる。
ユーザ情報は、ユーザ5を識別するユーザIDを保持する。ユーザIDは、例えば、ユーザが使用するコンピュータ200に設定されるIP(Internet Protocol)アドレスまたはMAC(Media Access Control)アドレスであり得る。別の局面において、ユーザIDはユーザによって設定され得る。ユーザ情報は、HMDシステム100の制御装置としてコンピュータ200を機能させるためのプログラム等を含む。
メモリモジュール530に格納されているデータおよびプログラムは、HMD120のユーザ5によって入力される。あるいは、プロセッサ210が、当該コンテンツを提供する事業者が運営するコンピュータ(例えば、サーバ600)からプログラムあるいはデータをダウンロードして、ダウンロードされたプログラムあるいはデータをメモリモジュール530に格納する。
通信制御モジュール540は、ネットワーク2を介して、サーバ600その他の情報通信装置と通信し得る。
ある局面において、コントロールモジュール510及びレンダリングモジュール520は、例えば、ユニティテクノロジーズ社によって提供されるUnity(登録商標)を用いて実現され得る。別の局面において、コントロールモジュール510及びレンダリングモジュール520は、各処理を実現する回路素子の組み合わせとしても実現され得る。
コンピュータ200における処理は、ハードウェアと、プロセッサ210により実行されるソフトウェアとによって実現される。このようなソフトウェアは、ハードディスクその他のメモリモジュール530に予め格納されている場合がある。ソフトウェアは、CD−ROMその他のコンピュータ読み取り可能な不揮発性のデータ記録媒体に格納されて、プログラム製品として流通している場合もある。あるいは、当該ソフトウェアは、インターネットその他のネットワークに接続されている情報提供事業者によってダウンロード可能なプログラム製品として提供される場合もある。このようなソフトウェアは、光ディスク駆動装置その他のデータ読取装置によってデータ記録媒体から読み取られて、あるいは、通信制御モジュール540を介してサーバ600その他のコンピュータからダウンロードされた後、記憶モジュールに一旦格納される。そのソフトウェアは、プロセッサ210によって記憶モジュールから読み出され、実行可能なプログラムの形式でRAMに格納される。プロセッサ210は、そのプログラムを実行する。
[HMDシステムの制御構造]
図11を参照して、HMDセット110の制御構造について説明する。図11は、ある実施の形態に従うHMDセット110において実行される処理の一部を表すシーケンスチャートである。
図11に示されるように、ステップS1110にて、コンピュータ200のプロセッサ210は、コントロールモジュール510として、仮想空間データを特定し、仮想空間11を定義する。
ステップS1120にて、プロセッサ210は、仮想カメラ14を初期化する。たとえば、プロセッサ210は、メモリのワーク領域において、仮想カメラ14を仮想空間11において予め規定された中心点12に配置し、仮想カメラ14の視線をユーザ5が向いている方向に向ける。
ステップS1130にて、プロセッサ210は、レンダリングモジュール520として、初期の視界画像を表示するための視界画像データを生成する。生成された視界画像データは、通信制御モジュール540によってHMD120に出力される。
ステップS1132にて、HMD120のモニタ130は、コンピュータ200から受信した視界画像データに基づいて、視界画像を表示する。HMD120を装着したユーザ5は、視界画像を視認すると仮想空間11を認識し得る。
ステップS1134にて、HMDセンサ410は、HMD120から発信される複数の赤外線光に基づいて、HMD120の位置と傾きを検知する。検知結果は、動き検知データとして、コンピュータ200に出力される。
ステップS1140にて、プロセッサ210は、HMD120の動き検知データに含まれる位置と傾きとに基づいて、HMD120を装着したユーザ5の視界方向を特定する。
ステップS1150にて、プロセッサ210は、アプリケーションプログラムを実行し、アプリケーションプログラムに含まれる命令に基づいて、仮想空間11にオブジェクトを配置する。
ステップS1160にて、コントローラ300は、モーションセンサ420から出力される信号に基づいて、ユーザ5の操作を検出し、その検出された操作を表す検出データをコンピュータ200に出力する。別の局面において、ユーザ5によるコントローラ300の操作は、ユーザ5の周囲に配置されたカメラからの画像に基づいて検出されてもよい。
ステップS1170にて、プロセッサ210は、コントローラ300から取得した検出データに基づいて、ユーザ5によるコントローラ300の操作を検出する。
ステップS1180にて、プロセッサ210は、ユーザ5によるコントローラ300の操作に基づく視界画像データを生成する。生成された視界画像データは、通信制御モジュール540によってHMD120に出力される。
ステップS1190にて、HMD120は、受信した視界画像データに基づいて視界画像を更新し、更新後の視界画像をモニタ130に表示する。
[アバターオブジェクト]
図12(A)、(B)を参照して、本実施の形態に従うアバターオブジェクトについて説明する。以下、HMDセット110A,110Bの各ユーザ5のアバターオブジェクトを説明する図である。以下、HMDセット110Aのユーザをユーザ5A、HMDセット110Bのユーザをユーザ5B、HMDセット110Cのユーザをユーザ5C、HMDセット110Dのユーザをユーザ5Dと表す。HMDセット110Aに関する各構成要素の参照符号にAが付され、HMDセット110Bに関する各構成要素の参照符号にBが付され、HMDセット110Cに関する各構成要素の参照符号にCが付され、HMDセット110Dに関する各構成要素の参照符号にDが付される。例えば、HMD120Aは、HMDセット110Aに含まれる。
図12(A)は、ネットワーク2において、各HMD120がユーザ5に仮想空間11を提供する状況を表す模式図である。コンピュータ200A〜200Dは、HMD120A〜120Dを介して、ユーザ5A〜5Dに、仮想空間11A〜11Dをそれぞれ提供する。図12(A)に示される例において、仮想空間11Aおよび仮想空間11Bは同じデータによって構成されている。換言すれば、コンピュータ200Aとコンピュータ200Bとは同じ仮想空間を共有していることになる。仮想空間11Aおよび仮想空間11Bには、ユーザ5Aのアバターオブジェクト6Aと、ユーザ5Bのアバターオブジェクト6Bとが存在する。仮想空間11Aにおけるアバターオブジェクト6Aおよび仮想空間11Bにおけるアバターオブジェクト6BがそれぞれHMD120を装着しているが、これは説明を分かりやすくするためのものであって、実際にはこれらのオブジェクトはHMD120を装着していない。
ある局面において、プロセッサ210Aは、ユーザ5Aの視界画像17Aを撮影する仮想カメラ14Aを、アバターオブジェクト6Aの目の位置に配置し得る。
図12(B)は、図12(A)におけるユーザ5Aの視界画像17Aを示す図である。視界画像17Aは、HMD120Aのモニタ130Aに表示される画像である。この視界画像17Aは、仮想カメラ14Aにより生成された画像である。視界画像17Aには、ユーザ5Bのアバターオブジェクト6Bが表示されている。特に図示はしていないが、ユーザ5Bの視界画像にも同様に、ユーザ5Aのアバターオブジェクト6Aが表示されている。
図12(B)の状態において、ユーザ5Aは仮想空間11Aを介してユーザ5Bと対話による通信(コミュニケーション)を図ることができる。より具体的には、マイク170Aにより取得されたユーザ5Aの音声は、サーバ600を介してユーザ5BのHMD120Bに送信され、HMD120Bに設けられたスピーカ180Bから出力される。ユーザ5Bの音声は、サーバ600を介してユーザ5AのHMD120Aに送信され、HMD120Aに設けられたスピーカ180Aから出力される。
ユーザ5Bの動作(HMD120Bの動作およびコントローラ300Bの動作)は、プロセッサ210Aにより仮想空間11Aに配置されるアバターオブジェクト6Bに反映される。これにより、ユーザ5Aは、ユーザ5Bの動作を、アバターオブジェクト6Bを通じて認識できる。
図13は、本実施の形態に従うHMDシステム100において実行される処理の一部を表すシーケンスチャートである。図13においては、HMDセット110Dを図示していないが、HMDセット110Dについても、HMDセット110A、110B、110Cと同様に動作する。以下の説明でも、HMDセット110Aに関する各構成要素の参照符号にAが付され、HMDセット110Bに関する各構成要素の参照符号にBが付され、HMDセット110Cに関する各構成要素の参照符号にCが付され、HMDセット110Dに関する各構成要素の参照符号にDが付されるものとする。
ステップS1310Aにおいて、HMDセット110Aにおけるプロセッサ210Aは、仮想空間11Aにおけるアバターオブジェクト6Aの動作を決定するためのアバター情報を取得する。このアバター情報は、例えば、動き情報、フェイストラッキングデータ、および音声データ等のアバターに関する情報を含む。動き情報は、HMD120Aの位置および傾きの時間的変化を示す情報や、モーションセンサ420A等により検出されたユーザ5Aの手の動きを示す情報などを含む。フェイストラッキングデータは、ユーザ5Aの顔の各パーツの位置および大きさを特定するデータが挙げられる。フェイストラッキングデータは、ユーザ5Aの顔を構成する各器官の動きを示すデータや視線データが挙げられる。音声データは、HMD120Aのマイク170Aによって取得されたユーザ5Aの音声を示すデータが挙げられる。アバター情報には、アバターオブジェクト6A、あるいはアバターオブジェクト6Aに関連付けられるユーザ5Aを特定する情報や、アバターオブジェクト6Aが存在する仮想空間11Aを特定する情報等が含まれてもよい。アバターオブジェクト6Aやユーザ5Aを特定する情報としては、ユーザIDが挙げられる。アバターオブジェクト6Aが存在する仮想空間11Aを特定する情報としては、ルームIDが挙げられる。プロセッサ210Aは、上述のように取得されたアバター情報を、ネットワーク2を介してサーバ600に送信する。
ステップS1310Bにおいて、HMDセット110Bにおけるプロセッサ210Bは、ステップS1310Aにおける処理と同様に、仮想空間11Bにおけるアバターオブジェクト6Bの動作を決定するためのアバター情報を取得し、サーバ600に送信する。同様に、ステップS1310Cにおいて、HMDセット110Cにおけるプロセッサ210Bは、仮想空間11Cにおけるアバターオブジェクト6Cの動作を決定するためのアバター情報を取得し、サーバ600に送信する。
ステップS1320において、サーバ600は、HMDセット110A、HMDセット110B、およびHMDセット110Cのそれぞれから受信したプレイヤ情報を一旦記憶する。サーバ600は、各アバター情報に含まれるユーザIDおよびルームID等に基づいて、共通の仮想空間11に関連付けられた全ユーザ(この例では、ユーザ5A〜5C)のアバター情報を統合する。そして、サーバ600は、予め定められたタイミングで、統合したアバター情報を当該仮想空間11に関連付けられた全ユーザに送信する。これにより、同期処理が実行される。このような同期処理により、HMDセット110A、HMDセット110B、およびHMDセット110Cは、互いのアバター情報をほぼ同じタイミングで共有することができる。
続いて、サーバ600から各HMDセット110A〜110Cに送信されたアバター情報に基づいて、各HMDセット110A〜110Cは、ステップS1330A〜S1330Cの処理を実行する。ステップS1330Aの処理は、図11におけるステップS1180の処理に相当する。
ステップS1330Aにおいて、HMDセット110Aにおけるプロセッサ210Aは、仮想空間11Aにおける他のユーザ5B,5Cのアバターオブジェクト6B、アバターオブジェクト6Cの情報を更新する。具体的には、プロセッサ210Aは、HMDセット110Bから送信されたアバター情報に含まれる動き情報に基づいて、仮想空間11におけるアバターオブジェクト6Bの位置および向き等を更新する。例えば、プロセッサ210Aは、メモリモジュール530に格納されたオブジェクト情報に含まれるアバターオブジェクト6Bの情報(位置および向き等)を更新する。同様に、プロセッサ210Aは、HMDセット110Cから送信されたアバター情報に含まれる動き情報に基づいて、仮想空間11におけるアバターオブジェクト6Cの情報(位置および向き等)を更新する。
ステップS1330Bにおいて、HMDセット110Bにおけるプロセッサ210Bは、ステップS1330Aにおける処理と同様に、仮想空間11Bにおけるユーザ5A,5Cのアバターオブジェクト6A,6Cの情報を更新する。同様に、ステップS1330Cにおいて、HMDセット110Cにおけるプロセッサ210Cは、仮想空間11Cにおけるユーザ5A,5Bのアバターオブジェクト6A,6Bの情報を更新する。
[モジュールの詳細構成]
図14を参照して、コンピュータ200のモジュール構成の詳細について説明する。図14は、ある実施の形態に従うコンピュータ200のモジュールの詳細構成を表わすブロック図である。
図14に示されるように、コントロールモジュール510は、仮想カメラ制御モジュール1421と、視界領域決定モジュール1422と、仮想空間定義モジュール1423と、仮想オブジェクト生成モジュール1424と、操作オブジェクト制御モジュール1425と、を備える。レンダリングモジュール520は、視界画像生成モジュール1429を備える。メモリモジュール530は、空間情報1426と、オブジェクト情報1427と、ユーザ情報1428と、を保持している。
仮想カメラ制御モジュール1421は、仮想空間11に仮想カメラ14を配置する。仮想カメラ制御モジュール1421は、仮想空間11における仮想カメラ14の配置位置と、仮想カメラ14の向き(傾き)を制御する。視界領域決定モジュール1422は、HMD120を装着したユーザの頭の向きと、仮想カメラ14の配置位置に応じて、視界領域15を規定する。視界画像生成モジュール1429は、決定された視界領域15に基づいて、モニタ130に表示される視界画像17を生成する。
仮想空間定義モジュール1423は、仮想空間11を表わす仮想空間データを生成することにより、HMDシステム100における仮想空間11を規定する。
仮想オブジェクト生成モジュール1424は、仮想空間11に配置されるオブジェクトを生成する。オブジェクトは、例えば、ゲームのストーリーの進行に従って配置される森、山その他を含む風景、動物等を含み得る。
操作オブジェクト制御モジュール1425は、仮想空間11に配置された操作オブジェクトを制御する。ある局面において、操作オブジェクトは、例えば、HMD120を装着したユーザの手により操作可能な後述する蛇オブジェクト1674、ポインタオブジェクト1675等を含み得る。
コントロールモジュール510は、仮想空間11に配置されるオブジェクトのそれぞれが、他のオブジェクトと衝突した場合に、当該衝突を検出する。コントロールモジュール510は、例えば、あるオブジェクトと、別のオブジェクトとが触れたタイミングを検出することができ、当該検出がされたときに、予め定められた処理を行なう。コントロールモジュール510は、オブジェクトとオブジェクトとが触れている状態から離れたタイミングを検出することができ、当該検出がされたときに、予め定められた処理を行なう。コントロールモジュール510は、オブジェクトとオブジェクトとが触れている状態であることを検出することができる。具体的には、操作オブジェクト制御モジュール1425は、操作オブジェクトと、他のオブジェクトとが触れたときに、これら操作オブジェクトと他のオブジェクトとが触れたことを検出して、予め定められた処理を行なう。
メモリモジュール530は、コンピュータ200が仮想空間11をユーザ5に提供するために使用されるデータを保持している。ある局面において、メモリモジュール530は、空間情報1426と、オブジェクト情報1427と、ユーザ情報1428と、を保持している。
空間情報1426は、仮想空間11を提供するために規定された1つ以上のテンプレートを保持している。
オブジェクト情報1427は、仮想空間11において再生されるコンテンツ、当該コンテンツで使用されるオブジェクト、およびオブジェクトを仮想空間11に配置するための情報(たとえば、位置情報)を保持している。当該コンテンツは、例えば、ゲーム、現実社会と同様の風景を表したコンテンツ等を含み得る。
ユーザ情報1428は、HMDシステム100の制御装置としてコンピュータ200を機能させるためのプログラム、オブジェクト情報1427に保持される各コンテンツを使用するアプリケーションプログラム等を保持している。
次に、図15〜図24を参照することで、本実施形態に係るゲームプログラムにおいて、ユーザが仮想空間内の所定の移動エリアへテレポート移動するための処理の流れを説明する。図15は、ユーザが仮想空間内の所定移動エリアをポインティングすることにより当該所定移動エリアへテレポート移動するための処理の流れを示すシーケンス図である。図16、図19、図21および図23は、本実施形態に係るゲームプログラムを説明するためのユーザに提供される仮想空間の一例を示す図である。図17(a)は、移動可能エリア内に配置されるテレポートオブジェクトの構成を示す図であり、図17(b)は、移動不可エリア内に配置されるテレポートオブジェクトの構成を示す図である。図18、図20、図22、および図24は、本実施形態に係るゲームプログラムを説明するためのHMDのモニタに表示される視野画像の一例を示す図である。
図15に示されるように、ステップS1541にて、コンピュータ200のプロセッサ210は、コントロールモジュール510として、本実施形態に係るゲームプログラムの仮想空間データを特定し、図16に示す仮想空間1611を定義する。
ステップS1542にて、プロセッサ210は、定義された仮想空間1611の所定位置に仮想カメラ14(仮想視点の一例)を設定する。たとえば、図16に示すように、プロセッサ210は、仮想空間1611の中心12に仮想カメラ14を配置する。
ステップS1543にて、プロセッサ210は、図16に示すように、仮想空間1611に複数の移動エリアを設定する。たとえば、図16に示すように、プロセッサ210は、仮想カメラ14(たとえば、中心12)からの距離が閾値1671(第1閾値の一例)以下となるエリアを移動可能エリア1672と設定し、仮想カメラ14からの距離が閾値1671を超えるエリアを移動不可エリア1673と設定する。
ステップS1544にて、プロセッサ210は、仮想空間1611内に、オブジェクトを配置する。仮想空間1611内に配置されるオブジェクトは、たとえば、蛇オブジェクト1674と、蛇オブジェクト1674に関連付けられたポインタオブジェクト1675(操作オブジェクトの一例)と、複数のテレポートオブジェクト1676〜1678(第2オブジェクトの一例)と、複数の樹木オブジェクト1679,1680(第1オブジェクトの一例)とを含む。
蛇オブジェクト1674は、初期状態において仮想カメラ14の前方へと延びるように配置されている。ポインタオブジェクト1675は、蛇オブジェクト1674と関連付けられて配置されている。たとえば、ポインタオブジェクト1675は、初期状態において、蛇オブジェクト1674の先端から仮想カメラ14とは反対側に一定距離だけ離れた位置に配置されている。ポインタオブジェクト1675は、ユーザ5によるコントローラ300のたとえばアナログスティック390の操作に基づいて初期状態の位置から任意の位置へと移動可能である。すなわち、ユーザ5は、アナログスティック390によりポインタオブジェクト1675を移動させて仮想空間1611内の任意の位置を指定することができる。なお、ポインタオブジェクト1675は、実空間におけるレーザーポインタのように機能してもよい。すなわち、仮想カメラ14から所定の方向へ向けて光を照射し、当該光が当たったオブジェクト(たとえば、テレポートオブジェクト1676〜1678)をポインティングできるようにしてもよい。
また、蛇オブジェクト1674は、ユーザ5がコントローラ300のボタン340,350,370,380のいずれか(たとえばボタン350)を押下することに基づいて、ポインタオブジェクト1675によりポインティングされている位置に触れるように延伸した状態へと変化することができる。
本例では、たとえば、複数のテレポートオブジェクト1676〜1678のうちテレポートオブジェクト1676,1677が移動可能エリア1672に配置され、テレポートオブジェクト1678が移動不可エリア1673に配置される。移動可能エリア1672に配置されたテレポートオブジェクト1676,1677は、ユーザ5による操作に基づいてポインタオブジェクト1675によりポインティングされた場合に、そのテレポートオブジェクトの位置へ仮想カメラ14がテレポート移動可能となるテレポートポイント(すなわち、ワープポイント)として機能するオブジェクトである。
なお、移動不可エリア1673内に配置されたテレポートオブジェクト1678は、テレポートポイントとして機能するオブジェクトではない。すなわち、テレポートオブジェクト1678が移動不可エリア1673内に配置されている限りにおいて、ポインタオブジェクト1675がテレポートオブジェクト1678をポインティングした場合であっても、仮想カメラ14が当該テレポートオブジェクト1678の位置にテレポート移動することはない。
樹木オブジェクト1679,1680は、仮想空間1611から生成される視界画像1817(図18参照)の風景の一部を構成するオブジェクトである。本例においては、樹木オブジェクト1679が移動可能エリア1672内に配置され、樹木オブジェクト1680が移動不可エリア1673内に配置されている。
ステップS1545にて、プロセッサ210は、他のオブジェクトとの衝突(コリジョン)を検出するためのコライダを、ポインタオブジェクト1675および移動可能エリア1672内に配置されたテレポートオブジェクト1676,1677のそれぞれに対して関連付けて設定する。たとえば、図16に示されるように、プロセッサ210は、ポインタオブジェクト1675の周囲を囲むようにコライダ1681を設定する。また、プロセッサ210は、テレポートオブジェクト1676の周囲を囲むようにコライダ1682を設定し、テレポートオブジェクト1677の周囲を囲むようにコライダ1683を設定する。コライダ1681〜1683は、ポインタオブジェクト1675とテレポートオブジェクト1676,1677とのコリジョンを判定するためのコリジョン判定エリアとして機能する。尚、コライダ1681〜1683は、透明体として構成されており、視野画像内に表示されるものではない。
コライダ1681〜1683を設定する際に、プロセッサ210は、移動可能エリア1672内において、仮想カメラ14からの距離が閾値1684(第2閾値の一例)以下となるエリアを近傍移動可能エリア1685と設定し、仮想カメラ14からの距離が閾値1684を超えるエリアを遠方移動可能エリア1686と設定する。そして、プロセッサ210は、遠方移動可能エリア1686内に配置されたテレポートオブジェクト1677のコライダ1683を、近傍移動可能エリア1685内に配置されたテレポートオブジェクト1676のコライダ1682よりも大きくなるように設定してもよい。このように、プロセッサ210は、仮想カメラ14と移動可能エリア1672内のテレポートオブジェクト1676,1677の距離に応じて、コライダ1682,1683の大きさを変化させることができる。
ステップS1546にて、プロセッサ210は、レンダリングモジュール520として、蛇オブジェクト1674、ポインタオブジェクト1675、テレポートオブジェクト1676〜1678、樹木オブジェクト1679,1680を含む仮想空間1611の視界画像を表示するための視界画像データを生成する。生成された視界画像データは、通信制御モジュール540によってHMD120に出力される。
なお、ステップS1546で視界画像データを生成する際に、プロセッサ210は、仮想カメラ14からの距離が閾値1671以下となる移動可能エリア1672については高ディテール態様(第1表示態様の一例)で描画し、仮想カメラ14からの距離が閾値1671を超える移動不可エリア1673については移動可能エリア1672よりもディテールの低い低ディテール態様(第2表示態様の一例)で描画する。
図17(a)に高ディテール態様で描画されるテレポートオブジェクト(たとえば、移動可能エリア1672内に配置されるテレポートオブジェクト1676)を示し、図17(b)に低ディテール態様で描画されるテレポートオブジェクト(たとえば、移動不可エリア1673内に配置されるテレポートオブジェクト1678)を示す。
従来より、仮想カメラ14の位置からの距離に応じてオブジェクトのディテール(詳細度)を切り替えることで、レンダリング処理負荷を削減しながら効率的にデータを表示できるLOD(Level of Detail)という技術が知られている。本実施形態では、このLOD技術を用いて、移動可能エリア1672内の各テレポートオブジェクト1676,1677のディテールよりも移動不可エリア1673内のテレポートオブジェクト1678のディテールを粗くしている。具体的には、テレポートオブジェクト1676,1677を構成するポリゴン数と、移動不可エリア1673内のテレポートオブジェクト1678を構成するポリゴン数とを異ならせている。すなわち、図17(b)に示すテレポートオブジェクト1678を、図17(a)に示すテレポートオブジェクト1676よりも、少ないポリゴン数により構成している。たとえば、テレポートオブジェクト1676の描画に用いるポリゴン数を100としたときに、テレポートオブジェクト1678の描画に用いるポリゴン数が10以下(すなわち、テレポートオブジェクト1676のポリゴン数の1/10以下)となるように構成している。これにより、移動可能エリア1672内のテレポートオブジェクト1676と移動不可エリア1673内のテレポートオブジェクト1678とで、見た目に大きな変化を持たせることができる。なお、ディテールを粗くする手法としては、オブジェクトの構成ポリゴン数を削減する方法に代えて、オブジェクトのテクスチャの容量を削減する方法を採用することもできる。
なお、樹木オブジェクト1679,1680についてもLOD技術を用いて、仮想カメラ14からの距離に応じてディテールを切り替えてもよい。たとえば、移動可能エリア1672内の樹木オブジェクト1679の描画に用いるポリゴン数を100としたときに、移動不可エリア1673内の樹木オブジェクト1680の描画に用いるポリゴン数を50程度(すなわち、樹木オブジェクト1679のポリゴン数の1/2程度)とする。このように、テレポートオブジェクト1676〜1678のディテールの低下度が、樹木オブジェクト1679,1680のディテールの低下度よりも大きくなるようにすることが好ましい。
ステップS1547にて、HMD120のモニタ130は、コンピュータ200から受信した視界画像データに基づいて、図18に示す視界画像1817を表示する。HMD120を装着したユーザ5は、視界画像1817を視認すると、蛇オブジェクト1674、ポインタオブジェクト1675、テレポートオブジェクト1676〜1678、および樹木オブジェクト1679,1680を含む仮想空間1611を認識し得る。上述のように、テレポートオブジェクト1676〜1678のディテールの低下度が、樹木オブジェクト1679,1680のディテールの低下度よりも大きくなるようにしているため、樹木オブジェクト1679,1680との視覚的な比較により、移動可能エリア1672内のテレポートオブジェクト1676,1677と移動不可エリア1673内のテレポートオブジェクト1678との視覚的な区別がさらに明確となる。
ステップS1548にて、コントローラ300は、ユーザ5によるアナログスティック390の操作を検出し、その検出されたアナログスティック390の操作を表す検出データをコンピュータ200に出力する。別の局面において、ユーザ5によるコントローラ300の操作は、ユーザ5の周囲に配置されたカメラからの画像に基づいて検出されてもよい。
ステップS1549にて、プロセッサ210は、コントローラ300から取得した検出データに基づいて、ユーザ5によるアナログスティック390の操作を検出する。
ステップS1550にて、プロセッサ210は、検出したコントローラ300の操作に基づき、ポインタオブジェクト1675を制御する。たとえば、プロセッサ210は、アナログスティック390の操作を表す検出データに基づいて、図19に示すようにポインタオブジェクト1675をテレポートオブジェクト1677と干渉する位置に移動させる。
ステップS1551にて、プロセッサ210は、アナログスティック390の操作に基づいてポインタオブジェクト1675が移動した状態の視界画像データを生成し、当該視界画像データをHMD120に出力する。
ステップS1552にて、HMD120は、受信した視界画像データに基づいて視界画像を更新し、図20に示すように更新後の視界画像2017をモニタ130に表示する。
ステップS1553にて、コントローラ300は、ユーザ5によるボタン350の操作を検出し、その検出されたボタン350の操作を表す検出データをコンピュータ200に出力する。
ステップS1554にて、プロセッサ210は、コントローラ300から取得した検出データに基づいて、ユーザ5によるボタン350の操作を検出する。
ステップS1555にて、プロセッサ210は、仮想カメラ14とポインタオブジェクト1675がポインティングしている位置(ポインティング位置)との距離が閾値1671以下であるか否か、すなわち、ポインタオブジェクト1675によるポインティング位置が移動可能エリア1672内に含まれているか否かを判定する。尚、ポインティング位置とは、ポインタオブジェクト1675の位置座標に基づく現在位置としてもよい。また、ポインタオブジェクトがレーザーポインタのような機能を有する場合には、ポインティング位置は、仮想カメラ14から照射される光が当たった位置であってもよい。
仮想カメラ14とポインティング位置との距離が第1閾値1671を超えている場合、すなわち、ポインティング位置が移動不可エリア1673内に含まれている場合には(ステップS1555のNo)、プロセッサ210は、処理をステップS1549に戻す。この場合、仮想カメラ14はポインティング位置に移動されることはない。
一方、仮想カメラ14とポインティング位置との距離が閾値1671以下となる場合、すなわち、ポインティング位置が移動可能エリア1672内に含まれている場合には(ステップS1555のYes)、ステップS1556にて、プロセッサ210は、ポインタオブジェクト1675により指示されたポインティング位置が移動可能エリア1672内に配置されたテレポートオブジェクト1676およびテレポートオブジェクト1677のいずれかに干渉しているか否かを判定する。たとえば、プロセッサ210は、ポインタオブジェクト1675のコライダ1681が移動可能エリア1672内に配置されたテレポートオブジェクト1676のコライダ1682およびテレポートオブジェクト1677のコライダ1683のいずれかに干渉しているか否かを判定する。
ポインタオブジェクト1675により指示されたポインティング位置が移動可能エリア1672内に配置されたテレポートオブジェクト1676,1677のいずれにも干渉していないと判定された場合には(ステップS1556のNo)、プロセッサ210は、ステップS1549に戻す。
一方、ポインタオブジェクト1675により指示されたポインティング位置が移動可能エリア1672内に配置されたテレポートオブジェクト1676,1677のいずれかに干渉していると判定された場合には(ステップS1556のYes)、ステップS1557にて、プロセッサ210は、ポインタオブジェクト1675が指示しているテレポートオブジェクトに蛇オブジェクト1674を触れさせるように蛇オブジェクト1674を制御する。例えば、図21に示すように、プロセッサ210は、蛇オブジェクト1674を、ポインタオブジェクト1675が指示しているテレポートオブジェクト1677に向けて延伸させ、テレポートオブジェクト1677にかみつかせる。
ステップS1558にて、プロセッサ210は、ユーザ5によるボタン350の操作に基づいて蛇オブジェクト1674が延伸してテレポートオブジェクト1677にかみついた状態の視界画像データを生成し、当該視界画像データをHMD120に出力する。
ステップS1559にて、HMD120は、受信した視界画像データに基づいて視界画像を更新し、図22に示すように更新後の視界画像2217をモニタ130に表示する。
ステップS1560にて、プロセッサ210は、図23に示すように、蛇オブジェクト1674がかみついたテレポートオブジェクト1677の位置に、仮想カメラ14を移動させる。たとえば、プロセッサ210は、テレポートオブジェクト1677の中心位置に、仮想空間1611の中心12を移動させる。
ステップS1561にて、プロセッサ210は、仮想カメラ14を移動させた後の仮想空間1611において、複数の移動エリアを再設定する。たとえば、図23に示すように、プロセッサ210は、テレポートオブジェクト1677の位置に移動した後の仮想カメラ14からの距離が閾値1671(第1閾値の一例)以下となるエリアを移動可能エリア1672と再設定し、仮想カメラ14からの距離が閾値1671を超えるエリアを移動不可エリア1673と再設定する。
ステップS1562にて、プロセッサ210は、仮想空間1611内に、オブジェクトを再配置する。たとえば、図23に示すように、プロセッサ210は、仮想カメラ14の位置にテレポートオブジェクト1677を配置し、その他のオブジェクト(テレポートオブジェクト1676,1678、樹木オブジェクト1679,1680)をテレポートオブジェクト1677との位置関係を維持した状態で仮想空間1611内に配置する。
ステップS1563にて、プロセッサ210は、ポインタオブジェクト1675およびテレポートオブジェクト1676〜1678に対してコライダを関連付けて設定する。たとえば、図23に示すように、プロセッサ210は、ポインタオブジェクト1675の周囲を囲むようにコライダ1681を再設定し、移動可能エリア1672内のテレポートオブジェクト1678の周囲を囲むようにコライダ1683を再設定する。尚、このとき、テレポートオブジェクト1678は近傍移動可能エリア1685内に配置されているため、コライダ1683は比較的小さい範囲(すなわち、テレポートオブジェクト1678の形状とほぼ同一の範囲)となるよう設定される。
ステップS1564にて、プロセッサ210は、仮想カメラ14がテレポートオブジェクト1677の位置に移動した状態の視界画像データを生成し、当該視界画像データをHMD120に出力する。仮想カメラ14がテレポートオブジェクト1677の位置に移動した場合、テレポートオブジェクト1678は移動不可エリア1673内から移動可能エリア1672内へとその位置が移動しているため、プロセッサ210は、テレポートオブジェクト1678を高ディテール態様で描画する。
ステップS1565にて、HMD120は、受信した視界画像データに基づいて視界画像を更新し、図24に示すように更新後の視界画像2417をモニタ130に表示する。
以上説明したように、本実施形態に係るゲームプログラムによれば、仮想空間1611に複数の移動エリア1672,1673を設定するステップと、仮想空間1611に仮想カメラ14(仮想視点の一例)を設定するステップと、ユーザ5の身体の一部の動きに応じて複数の移動エリア1672,1673のうちの所定移動エリア(たとえば、テレポートオブジェクト1677)を指示するステップと、仮想カメラ14と所定移動エリアとの距離が閾値1671以下となる場合、仮想カメラ14を所定移動エリア(たとえば、テレポートオブジェクト1677)に移動させるステップと、仮想カメラ14と所定移動エリアとの距離が閾値1671を超える場合、仮想カメラ14を所定移動エリアに移動させないステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。このように、仮想カメラ14とユーザ5により指示された所定移動エリアとの距離に応じて所定移動エリアへの移動可否を制御することで、ユーザ5に新規な仮想体験を提供することができ、これにより、ユーザ5の仮想体験を向上させることができる。
また、本実施形態において、プロセッサ210は、仮想カメラ14からの視界(視界領域15)を制御し、複数の移動エリア1672,1673のうち、視界領域15に含まれ、かつ仮想カメラ14からの距離が閾値1671以下となる移動可能エリア1672については高ディテール態様(第1表示態様の一例)で描画し、複数の移動エリア1672,1673のうち、視界領域15に含まれ、かつ仮想カメラ14からの距離が閾値1671を超える移動不可エリア1673については、低ディテール態様(第2表示態様の一例)で描画し、視界領域15に対応する視界画像1817を生成する。そして、視界画像1817は、高ディテール態様で描画された移動可能エリア1672と、低ディテール態様で描画された移動不可エリア1673とを含む。この構成によれば、視界画像1817に含まれる複数の移動エリア1672,1673のうちどこが移動可能エリアであるかをユーザ5が容易に把握することができる。
また、本実施形態において、低ディテール態様で表示される移動不可エリア1673内のテレポートオブジェクト1678を構成するポリゴン数を、高ディテール態様で表示される移動可能エリア内1672内のテレポートオブジェクト1676,1677を構成するポリゴン数よりも少なくしている。これにより、コンピュータ200の処理負荷を削減しつつ、視界画像1817内に表示されるテレポートオブジェクト(ワープポイント)1676〜1678のうち移動可能なテレポートオブジェクト1676,1677と移動不可能なテレポートオブジェクト1678とをユーザ5に容易に識別させることができる。
また、本実施形態において、プロセッサ210は、樹木オブジェクト1679,1680(第1オブジェクトの一例)に関して、仮想カメラ14との距離が閾値1671以下である樹木オブジェクト1679についてはその表示態様を高ディテール態様に設定する一方で、仮想カメラ14との距離が第1閾値1671を超える樹木オブジェクト1680についてはその表示態様を高ディテール態様よりもディテールの粗い表示態様(第3表示態様の一例)に設定する。そして、プロセッサ210は、移動可能エリア1672内のテレポートオブジェクト1676,1677に対する移動不可エリア1673内のテレポートオブジェクト1678のディテールの低下度合い(構成ポリゴン数の削減度合い)が、移動可能エリア1672内の樹木オブジェクト1679に対する移動不可エリア1673内の樹木オブジェクト1680のディテールの低下度合いよりも、大きくなるように設定する。すなわち、プロセッサ210は、テレポートオブジェクト1676,1677に対するテレポートオブジェクト1678の構成ポリゴン数の削減度合いが、樹木オブジェクト1679に対する樹木オブジェクト1680の構成ポリゴン数の削減度合いよりも、大きくなるように設定する。この構成によれば、移動可能エリア1672内のテレポートオブジェクト1676,1677と移動不可エリア1673内のテレポートオブジェクト1678との視覚的な区別がより明確となり、ユーザ5の仮想体験をさらに向上させることができる。
また、本実施形態において、ユーザ5の頭部には、コンピュータ200を備えるHMD120(画像表示装置の一例)が関連付けられており、プロセッサ210は、ユーザ5の頭部の動きに応じて、仮想カメラ14からの視界を制御し、視界に対応する視界画像1817を生成し、視界画像1817をHMD120に表示させる。このとき、視界画像1817は、移動可能エリア1672を高ディテール態様で表示し、移動不可エリア1673を低ディテール態様で表示する。この構成によれば、HMD120が備えるコンピュータ200のような処理能力に制限のあるコンピュータにおいても、処理負荷を増加させることなく、ユーザ5の仮想体験を向上させることができる。
また、本実施形態において、プロセッサ210は、仮想空間1611内にポインタオブジェクト1675(ポインティング位置の一例)を設定し、仮想カメラ14とポインタオブジェクト1675との距離に応じて、ポインタオブジェクト1675とポインタオブジェクト1675でポインティングされた所定移動エリアとのコリジョンを判定するためのコリジョン判定条件を変化させる。このように、仮想カメラ14からポインタオブジェクト1675までの距離に応じてコリジョン判定条件を変化させることで、ユーザ5に新規な仮想体験を提供することができる。
また、本実施形態において、コリジョン判定条件は、仮想カメラ14とポインタオブジェクト1675との距離が閾値1684(第2閾値の一例)を超えた場合に、仮想カメラ14とポインタオブジェクト1675との距離が閾値1671以下である場合よりも、緩和される。このように、仮想カメラ14から離れたエリアをポインティングする際のコリジョン判定条件を緩和させることで、ユーザ5が移動可能エリア1672内の遠方移動可能エリア1686を容易に指示することができる。
なお、コリジョン判定条件を緩和させる方法は上記の例に限られない。たとえば、プロセッサは、仮想カメラ14とポインタオブジェクト1675との距離が長くなるほど、コリジョン判定条件が緩和されるように設定してもよい。
また、本実施形態において、プロセッサ210は、テレポートオブジェクト1676,1677に関連付けてコリジョンを判定するためのコライダ1682,1683(コリジョン判定エリアの一例)を設定し、コリジョン判定条件の緩和は、仮想カメラ14とテレポートオブジェクト1676,1677との距離に応じて、コライダ1682,1683の大きさを変化させることを含んでもよい。このような方法を採用することで、コリジョン判定条件を容易に緩和させることができる。
なお、上記の例では、仮想カメラ14からの距離に応じてテレポートオブジェクト1676,1677に設定されたコライダ1682,1683の大きさを変化させているが、この例に限られない。たとえば、プロセッサ210は、ポインタオブジェクト1675に関連付けて設定されたコライダ1681の大きさを、仮想カメラ14とポインタオブジェクト1675で指示された箇所との距離に応じて変化させるようにしてもよい。このような方法を採用することでも、コリジョン判定条件を容易に緩和させることができる。
また、本実施形態において、プロセッサ210は、ユーザ5による課金が実行されたことに基づいて、コリジョン判定条件を緩和するようにしてもよい。すなわち、プロセッサ210は、ユーザ5による課金が実行された場合には、コライダ1681〜1683の大きさを通常よりも大きくするようにしてもよい。これにより、課金を効果的にユーザに促すことができる。
[他のHMDの構成]
上記の例では、HMDシステム100は、HMD120と、コンピュータ200とを備え、各種の演算処理をコンピュータ200のプロセッサ210が実行するように構成されている。以下にHMDシステムの他の構成例を説明する。
図25は、HMDシステム2531の構成を表す。HMDシステム2531は、HMD2532と、携帯型の情報処理端末2541とを有する。HMD2532は、筐体にスマートフォンを装着可能な形式の所謂モバイル型のHMDである。以下で説明するHMD2532は、上述のHMDセンサ410を備えており、当該HMDセンサ410を用いてHMD2532の向きを検出可能である。
HMD2532は、筐体2533と、ベルト2534と、調節部材313と、前カバー2536と、突起2538とを有する。ユーザ5は、ベルト2534を自身の頭部に引っかけた後に、調節部材313でベルト2534の長さを調節することにより、HMD2532を自身の頭部に固定する。
前カバー2536は、筐体2533の前方下部に取り付けられており、取り付け箇所を軸として回動可能に構成される。前カバー2536にはフック2537が設けられている。ユーザ5は、前カバー2536に情報処理端末2541を載せた状態で、前カバー2536を閉じる。ユーザ5はさらに、前カバー2536が閉じられた状態でフック2537を突起2538に引っかけることにより、情報処理端末2541をHMD2532に固定する。
筐体2533はさらに、レンズ2539を有する。レンズ2539は、左目用のレンズと右目用のレンズとを含む。筐体2533のレンズ2539から前方部分は開口されている。ユーザ5は、HMD2532を頭部に装着した状態において、レンズ2539を介して情報処理端末2541のモニタ2542を視認する。なお、HMD2532はさらに、レンズ2539の位置を調節するための調節機構を有していてもよい。
情報処理端末2541はさらに、上述のプロセッサ210,メモリ220,ストレージ230,通信インターフェイス250,スピーカ180,マイク170の各々に相当する構成要素を含む(図示しない)。HMDシステム2531において、上述の各種処理(視界画像を生成する処理など)は、情報処理端末2541に設けられたプロセッサ210が各種の構成要素と連携することにより実現される。
[他のコントローラの構成]
図26は、他のコントローラ2651の構成を表す。ユーザ5は、コントローラ2651を手に把持した状態で使用する。ユーザ5は、コントローラ2651を片手または両手で把持する。
コントローラ2651は、タッチパッド2652と、アプリボタン2661と、ホームボタン2662と、音量ボタン2663と、モーションセンサ2664と、通信インターフェイス2665とを有する。
タッチパッド2652は、複数のタッチセンサにより構成される。タッチパッド2652は、コントローラ2651の長手方向に分割される領域2653〜2655のいずれの領域をユーザ5によって触られているかを判別可能に構成される。たとえば、ユーザ5は、領域2654から領域2653に指をスライドさせることで、仮想空間1611に配置されるオブジェクト(たとえば、ポインタオブジェクト1675)を前方に移動させ得る。但し、タッチパッド2652は、単一のタッチセンサにより構成されてもよい。
アプリボタン2661は、ゲームなどのアプリケーションにおいて使用されるボタンである。たとえば、プロセッサ210は、アプリボタン2661が押下されたことを検知すると、メニュー画面をHMD120のモニタ130に表示する。ホームボタン2662は、予め定められた画面(たとえば、アプリボタン2661を使用するアプリケーションとは異なるアプリケーションの画面)をモニタ130に表示するためのボタンである。音量ボタン2663は、スピーカ180の音量を調整するためのボタンである。
コントローラ2651に設けられたモーションセンサ2664は、3軸の加速度センサと、3軸の角速度センサとを有する。また、上述の通り、コントローラ2651は、ユーザ5の手によって把持される。そのため、コンピュータ200(情報処理端末2541)は、モーションセンサ2664の出力に基づいて、ユーザ5の手の傾きを検出できる。
通信インターフェイス2665は、ユーザ5のコントローラ2651に対する操作内容を表す信号をコンピュータ200(情報処理端末2541)に送信する。たとえば、通信インターフェイス2665はBluetooth(登録商標)その他の近距離無線通信規格に従い、対向デバイスと通信する。
上記実施形態においては、HMD120によってユーザが没入する仮想空間(VR空間)を例示して説明したが、HMDとして、透過型のHMDを採用してもよい。この場合、透過型のHMDを介してユーザが視認する現実空間に仮想空間を構成する画像の一部を合成した視界画像を出力することにより、拡張現実(AR:Augumented Reality)空間または複合現実(MR:Mixed Reality)空間における仮想体験をユーザに提供してもよい。この場合、操作オブジェクトに代えて、ユーザの手の動きに基づいて、仮想空間内における対象オブジェクトへの作用を生じさせてもよい。具体的には、プロセッサは、現実空間におけるユーザの手の位置の座標情報を特定するとともに、仮想空間内における対象オブジェクトの位置を現実空間における座標情報との関係で定義してもよい。これにより、プロセッサは、現実空間におけるユーザの手と仮想空間における対象オブジェクトとの位置関係を把握し、ユーザの手と対象オブジェクトとの間で上述したコリジョン制御等に対応する処理を実行可能となる。その結果、ユーザの手の動きに基づいて対象オブジェクトに作用を与えることが可能となる。
以上、本開示の実施形態について説明をしたが、本発明の技術的範囲が本実施形態の説明によって限定的に解釈されるべきではない。本実施形態は一例であって、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、様々な実施形態の変更が可能であることが当業者によって理解されるところである。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲に記載された発明の範囲及びその均等の範囲に基づいて定められるべきである。
[付記事項]
本開示の内容を列記すると以下の通りである。
(項目1)
ユーザに仮想体験を提供するための仮想空間を設定するステップと、
前記仮想空間に複数の移動エリアを設定するステップと、
前記仮想空間に仮想視点を設定するステップと、
前記ユーザの身体の一部の動きに応じて、前記複数の移動エリアのうちの所定移動エリアを指示するステップと、
前記仮想視点と前記所定移動エリアとの距離が第1閾値以下となる場合、前記仮想視点を前記所定移動エリアに移動させるステップと、
前記仮想視点と前記所定移動エリアとの距離が前記第1閾値を超える場合、前記仮想視点を前記所定移動エリアに移動させないステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
この構成によれば、ユーザの仮想体験を向上させることができる。特に、仮想視点とユーザにより指示された所定移動エリアとの距離に応じて、所定移動エリアへの移動可否を制御することで、ユーザに新規な仮想体験を提供することができる。
(項目2)
前記仮想視点からの視界を制御するステップと、
前記複数の移動エリアのうち、前記視界に含まれ、かつ前記仮想視点からの距離が前記第1閾値以下となる1以上の移動可能エリアについては、第1表示態様で描画するステップと、
前記複数の移動エリアのうち、前記視界に含まれ、かつ前記仮想視点からの距離が前記第1閾値を超える1以上の移動不可エリアについては、前記第1表示態様とは異なる第2表示態様で描画するステップと、
前記視界に対応する視界画像を生成するステップと、
をさらに前記コンピュータに実行させ、
前記視界画像は、前記第1表示態様で描画された前記1以上の移動可能エリアと、前記第2表示態様で描画された前記1以上の移動不可エリアと、を含む、項目1に記載のプログラム。
この構成によれば、視界画像に含まれる複数の移動エリアのうちどこが移動可能エリアであるかをユーザが容易に把握することができる。
(項目3)
前記第2表示態様で表示される前記1以上の移動不可エリアは、前記第1表示態様で表示される前記1以上の移動可能エリアよりも、ディテールが粗い、項目2に記載のプログラム。
この構成によれば、コンピュータの処理負荷を削減しつつ、移動可能エリアと移動不可エリアとを視覚的に区別させるための処理を行うことができる。
(項目4)
前記仮想空間に第1オブジェクトを設定するステップと、
前記第1オブジェクトと前記仮想視点との距離が前記第1閾値以下であることに応じて、前記第1オブジェクトの表示態様を前記第1表示態様に設定するステップと、
前記第1オブジェクトと前記仮想視点との距離が前記第1閾値を超えることに応じて、前記第1オブジェクトの表示態様を第3表示態様に設定するステップと、
をさらに前記コンピュータに実行させ、
前記第3表示態様で表示される前記第1オブジェクトは、前記第1表示態様で表示される前記第1オブジェクトよりも画像のディテールが粗く、
前記第1表示態様に対する前記第2表示態様の前記ディテールの低下度合いが、前記第1表示態様に対する前記第3表示態様の前記ディテールの低下度合いよりも、大きい、項目3に記載のプログラム。
この構成によれば、仮想視点から第1オブジェクトまでの距離が第1閾値を超えている場合に、第1オブジェクトのディテールよりも移動不可エリアのディテールを粗くすることで、移動可能エリアと移動不可エリアとの視覚的な区別がより明確となり、ユーザの仮想体験をさらに向上させることができる。
(項目5)
前記ユーザの頭部には、前記コンピュータを備える画像表示装置が関連付けられており、
前記頭部の動きに応じて、前記仮想視点からの視界を制御するステップと、
前記視界に対応する視界画像を生成するステップと、
前記視界画像を前記画像表示装置に表示させるステップと、
をさらに前記コンピュータに実行させ、
前記視界画像は、前記1以上の移動可能エリアを前記第1表示態様で表示し、前記1以上の移動不可エリアを前記第2表示態様で表示する、項目2から項目4のいずれかに記載のプログラム。
この構成によれば、ユーザの頭部に装着される画像表示装置が備えるコンピュータのような処理能力に制限のあるコンピュータにおいても、処理負荷を増加させることなく、ユーザの仮想体験を向上させることができる。
(項目6)
前記身体の一部の動きに応じて前記所定移動エリアを指示するためのポインティング位置を設定するステップをさらに前記コンピュータに実行させ、
前記仮想視点と前記ポインティング位置との距離に応じて、前記ポインティング位置と前記所定移動エリアとのコリジョンを判定するためのコリジョン判定条件を変化させる、項目1から項目5のいずれかに記載のプログラム。
この構成によれば、仮想視点からポインティング位置までの距離に応じてコリジョン判定条件を変化させることで、ユーザに新規な仮想体験を提供することができる。
(項目7)
前記コリジョン判定条件は、前記仮想視点と前記ポインティング位置との距離が第2閾値を超えた場合に、前記距離が前記第2閾値以下の場合よりも、緩和される、項目6に記載のプログラム。
(項目8)
前記コリジョン判定条件は、前記仮想視点と前記ポインティング位置との距離が長くなるほど、緩和される、項目6または項目7に記載のプログラム。
これらの構成によれば、仮想視点から離れたエリアをポインティングする際のコリジョン判定条件を緩和させることで、ユーザが遠い場所の移動可能エリアを容易に指示することができる。
(項目9)
前記ポインティング位置に関連付けて前記コリジョンを判定するためのコリジョン判定エリアを設定するステップをさらに前記コンピュータに実行させ、
前記コリジョン判定条件の緩和は、前記仮想視点と前記ポインティング位置との距離に応じて、前記コリジョン判定エリアの大きさを変化させることを含む、項目6から項目8のいずれかに記載のプログラム。
コリジョン判定エリアの大きさを変化させることで、コリジョン判定条件を容易に緩和させることができる。
(項目10)
前記仮想空間に、前記ユーザの身体の一部の動きに応じて操作可能な操作オブジェクトを設定するステップと、
前記コリジョン判定エリアを前記操作オブジェクトに関連付けて設定するステップと、
をさらに前記コンピュータに実行させ、
前記コリジョン判定条件の緩和は、前記仮想視点と、前記操作オブジェクトで指示された前記複数の移動エリア内の所定箇所との距離に応じて、前記コリジョン判定エリアの大きさを変化させることを含む、項目9に記載のプログラム。
(項目11)
前記1以上の移動可能エリア内に、前記身体の一部の動きに応じて前記所定移動エリアを指示するための第2オブジェクトを設定するステップと、
前記コリジョン判定エリアを前記第2オブジェクトに関連付けて設定するステップと、
をさらに前記コンピュータに実行させ、
前記コリジョン判定条件の緩和は、前記仮想視点と前記第2オブジェクトとの距離に応じて、前記コリジョン判定エリアの大きさを変化させることを含む、項目9に記載のプログラム。
コリジョン判定条件を容易に緩和させるため、コリジョン判定エリアは操作オブジェクトまたは第2オブジェクトに関連付けられていることが好ましい。
(項目12)
前記ユーザによる課金が実行されたことに基づいて、前記コリジョン判定条件が緩和される、項目6から項目11のいずれか一項に記載のプログラム。
この構成によれば、課金を効果的にユーザに促すことができる。
(項目13)
プロセッサを備えた情報処理装置であって、
ユーザに仮想体験を提供するための仮想空間を設定するステップと、
前記仮想空間に複数の移動エリアを設定するステップと、
前記仮想空間に仮想視点を設定するステップと、
前記ユーザの身体の一部の動きに応じて、前記複数の移動エリアのうちの所定移動エリアを指示するステップと、
前記仮想視点と前記所定移動エリアとの距離が第1閾値以下となる場合、前記仮想視点を前記所定移動エリアに移動させるステップと、
前記仮想視点と前記所定移動エリアとの距離が前記第1閾値を超える場合、前記仮想視点を前記所定移動エリアに移動させないステップと、
が前記プロセッサの制御により実行される、情報処理装置。
この構成によれば、ユーザの仮想体験を向上させることができる。
(項目14)
コンピュータによって実行される情報処理方法であって、
ユーザに仮想体験を提供するための仮想空間を設定するステップと、
前記仮想空間に複数の移動エリアを設定するステップと、
前記仮想空間に仮想視点を設定するステップと、
前記ユーザの身体の一部の動きに応じて、前記複数の移動エリアのうちの所定移動エリアを指示するステップと、
前記仮想視点と前記所定移動エリアとの距離が第1閾値以下となる場合、前記仮想視点を前記所定移動エリアに移動させるステップと、
前記仮想視点と前記所定移動エリアとの距離が前記第1閾値を超える場合、前記仮想視点を前記所定移動エリアに移動させないステップと、
を含む、情報処理方法。
この方法によれば、ユーザの仮想体験を向上させることができる。