JP7024010B2 - Sending terminal, receiving terminal, sending / receiving system, and its program - Google Patents
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Description
本発明は、送信端末、受信端末、送受信システム、およびそのプログラムに関し、仮想オブジェクトを現実空間上の位置座標と関連させて表示する拡張現実(Augmented Reality)または複合現実(Mixed Reality)の技術に関する。 The present invention relates to a transmitting terminal, a receiving terminal, a transmitting / receiving system, and a program thereof, and relates to an augmented reality or mixed reality technique for displaying a virtual object in relation to position coordinates in real space.
近年、2以上の情報処理端末により同一の現実空間をそれぞれ異なる視点から見たときに、仮想オブジェクトがあたかもその現実空間上に存在するかのように、前記2以上の情報処理端末上にそれぞれ異なる向き(画角)で表示する技術が提案されている。この技術を実現するためには、いわゆるジオタグ(geotag)が必要とされている。 In recent years, when the same real space is viewed from different viewpoints by two or more information processing terminals, the virtual objects are different on the two or more information processing terminals as if they existed in the real space. A technique for displaying in orientation (angle of view) has been proposed. In order to realize this technology, so-called geotags are required.
ジオタグは仮想オブジェクトに対して緯度と経度(場合によっては高度)と方向の情報を予め付与したものである。その緯度・経度を含む現実空間を情報処理端末を通じて見たときにジオタグ情報に基づいて仮想オブジェクトの表示上の位置および向きを決定すれば、あたかもその現実空間上に存在するようにその仮想オブジェクトを表示することが可能となる。また2以上の情報処理端末に対して共通のジオタグ情報が利用できるようにすれば、各情報処理端末が異なる視点から現実空間を見たときも、あたかもその現実空間上に仮想オブジェクトが存在するかのように、それぞれ異なる向き(画角)で表示できる。 Geotags are pre-assigned latitude, longitude (and in some cases altitude) and direction information to virtual objects. If the position and orientation of the virtual object on the display is determined based on the geotag information when the real space including the latitude and longitude is viewed through the information processing terminal, the virtual object can be displayed as if it exists in the real space. It becomes possible to display. Also, if common geotag information can be used for two or more information processing terminals, does the virtual object exist in the real space even when each information processing terminal looks at the real space from different viewpoints? It can be displayed in different orientations (angles).
ところで、このジオタグは、仮想オブジェクトに対して現実空間上の位置座標と関連させて予め付与されているものであるから、2以上の情報処理端末に対して「その場で」共通に表示させたい仮想オブジェクトには利用することができない。 By the way, since this geotag is given in advance to a virtual object in relation to the position coordinates in the real space, we want to display it in common to two or more information processing terminals "on the spot". It cannot be used for virtual objects.
これに対して、例えば特許文献1は、1の画像処理装置上に表示する仮想オブジェクトについて、他の画像処理装置にその位置データを通知し、当該他の画像処理装置上で不整合なく表示できるようにする技術を開示する。具体的には、もともと仮想オブジェクトを表示していた端末から別の端末に対して、その仮想オブジェクトの位置や方向の情報を通知する技術を開示している。つまり、それまでジオタグ情報が付されていないデータに対して、元の端末において、仮想表示しているいずれかの時点でジオタグ情報を付与し、そのデータを共有にしたときそのジオタグ情報を共有先の別の端末に通知する。 On the other hand, for example, Patent Document 1 can notify another image processing device of the position data of a virtual object to be displayed on one image processing device and display the virtual object on the other image processing device without any inconsistency. Disclose the technology to do so. Specifically, it discloses a technique for notifying information on the position and direction of a virtual object from a terminal that originally displayed the virtual object to another terminal. In other words, geotag information is added to the data to which geotag information has not been attached until then at any point during virtual display on the original terminal, and when that data is shared, the geotag information is shared. Notify another terminal of.
しかしながら、特許文献1が開示する方法では、個々の情報処理端末が、精度よく位置および方向の情報を取得できることが必要である。しかしながら、現在一般的に使用されているGPS(Global Positioning System)による位置情報は数メートルの誤差があると言われ、また、屋内や地下等で電波遮断により位置取得できない場合もある。 However, in the method disclosed in Patent Document 1, it is necessary that each information processing terminal can acquire position and direction information with high accuracy. However, it is said that the position information by GPS (Global Positioning System), which is generally used at present, has an error of several meters, and there are cases where the position cannot be acquired due to radio wave interruption indoors or underground.
本発明は、仮想オブジェクトをユーザが指でつまむときの視覚的な感覚を生じさせる情報処理装置を提供することを目的とする。また、その方法及びプログラムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an information processing device that creates a visual sensation when a user pinches a virtual object with a finger. It also aims to provide the method and program.
本発明に係る情報処理装置は、
3次元形状データによる仮想オブジェクトを表示部に表示させる制御をする表示制御手段であって、前記仮想オブジェクトに対して操作を行うユーザの第1の指の甲側部分が前記仮想オブジェクトより手前に、ユーザの第2の指の腹側部分が当該仮想オブジェクトより奥になるように、前記仮想オブジェクトを前記表示部に表示させる表示制御をする表示制御手段と、
前記仮想オブジェクトを前記第1の指と第2の指とによりつまんだ状態のまま前記第1の指と第2の指とを互いに反対方向にずらす動作を検知した場合、前記仮想オブジェクトに予め対応付けられたメニューを選択する指示を受け付ける受付手段と、を有する
ことを特徴とする。
The information processing apparatus according to the present invention is
It is a display control means for controlling the display of a virtual object based on three-dimensional shape data on the display unit, and the back side portion of the first finger of the user who operates the virtual object is in front of the virtual object. A display control means for displaying the virtual object on the display unit so that the ventral portion of the user's second finger is behind the virtual object, and a display control means.
When the operation of shifting the first finger and the second finger in opposite directions while the virtual object is pinched by the first finger and the second finger is detected, the virtual object corresponds in advance. It has a reception means that accepts instructions to select the attached menu.
It is characterized by that.
本発明に係る情報処理方法は、
3次元形状データによる仮想オブジェクトを表示部に表示させる制御をする表示制御工程であって、前記仮想オブジェクトに対して操作を行うユーザの第1の指の甲側部分が前記仮想オブジェクトより手前に、ユーザの第2の指の腹側部分が当該仮想オブジェクトより奥になるように、前記仮想オブジェクトを前記表示部に表示させる表示制御をする表示制御工程と、
前記仮想オブジェクトを前記第1の指と第2の指とによりつまんだ状態のまま前記第1の指と第2の指とを互いに反対方向にずらす動作を検知した場合、前記仮想オブジェクトに予め対応付けられたメニューを選択する指示を受け付ける受付工程と、を有することを特徴とする。
The information processing method according to the present invention
In the display control process for controlling the display of a virtual object based on three-dimensional shape data on the display unit, the back side portion of the first finger of the user who operates the virtual object is in front of the virtual object. A display control step for displaying the virtual object on the display unit so that the ventral portion of the user's second finger is behind the virtual object, and a display control step.
When the operation of shifting the first finger and the second finger in opposite directions while the virtual object is pinched by the first finger and the second finger is detected, the virtual object corresponds in advance. It is characterized by having a reception process for receiving an instruction to select an attached menu .
本発明に係るプログラムは、
コンピュータを
3次元形状データによる仮想オブジェクトを表示部に表示させる制御をする表示制御手段であって、前記仮想オブジェクトに対して操作を行うユーザの第1の指の甲側部分が前記仮想オブジェクトより手前に、ユーザの第2の指の腹側部分が当該仮想オブジェクトより奥になるように、前記仮想オブジェクトを前記表示部に表示させる表示制御をする表示制御手段と、
前記仮想オブジェクトを前記第1の指と第2の指とによりつまんだ状態のまま前記第1の指と第2の指とを互いに反対方向にずらす動作を検知した場合、前記仮想オブジェクトに予め対応付けられたメニューを選択する指示を受け付ける受付手段と、として機能させることを特徴とする。
The program according to the present invention
Computer
It is a display control means for controlling the display of a virtual object based on three-dimensional shape data on the display unit, and the back side portion of the first finger of the user who operates the virtual object is in front of the virtual object. A display control means for displaying the virtual object on the display unit so that the ventral portion of the user's second finger is behind the virtual object, and a display control means.
When the operation of shifting the first finger and the second finger in opposite directions while the virtual object is pinched by the first finger and the second finger is detected, the virtual object corresponds in advance. It is characterized in that it functions as a reception means for receiving an instruction to select an attached menu .
本発明によれば、仮想オブジェクトをユーザが指でつまむときの視覚的な感覚を生じさせることができる。 According to the present invention, it is possible to create a visual sensation when a user pinches a virtual object with a finger .
本実施形態に係る送受信システムの送受信端末(情報処理端末)は送信端末としての機能と受信端末としての機能を兼ね備えるが、説明の都合上、送信端末と、受信端末とに分けて説明する。 The transmission / reception terminal (information processing terminal) of the transmission / reception system according to the present embodiment has both a function as a transmission terminal and a function as a reception terminal, but for convenience of explanation, the transmission terminal and the reception terminal will be described separately.
送信端末は、第1の使用者の頭部または顔部に装着され、投影手段と、第1の撮像手段と、第1の表示手段と、送信手段と、を有する。
投影手段は、指標画像元データに基づいて指標画像を現実物体の上に投影する。
第1の撮像手段は、前記投影手段によって前記現実物体の上に投影された前記指標画像を撮像して第1の指標画像撮像データを得る。
第1の表示手段には、前記現実物体が表示され、かつ前記現実物体の近傍に前記仮想物体を仮想空間内における第1の視点から見た画像が表示される。
送信手段は、1)仮想物体を表示するための3次元形状データ、2)前記指標画像元データ、および3)前記指標画像撮像データを送信する。
前記投影手段の位置姿勢、前記第1の撮像手段の位置姿勢および前記第1の視点の位置姿勢は、前記第1の使用者の頭部または顔部の位置姿勢の変化に逐次追随する。
The transmitting terminal is attached to the head or face of the first user and has a projection means, a first image pickup means, a first display means, and a transmission means.
The projection means projects the index image onto the real object based on the index image source data.
The first imaging means acquires the index image projected on the real object by the projection means to obtain the first index image imaging data.
The real object is displayed in the first display means, and an image of the virtual object viewed from a first viewpoint in the virtual space is displayed in the vicinity of the real object.
The transmission means transmits 1) three-dimensional shape data for displaying a virtual object, 2) the index image source data, and 3) the index image imaging data.
The position and orientation of the projection means, the position and orientation of the first image pickup means, and the position and orientation of the first viewpoint sequentially follow the changes in the position and orientation of the head or face of the first user.
受信端末は、第2の使用者の頭部または顔部に装着され、受信手段と、第2の撮像手段と、第2の表示手段と、計算手段とを有する。
受信手段は、送信端末から送信された1)仮想物体を表示するための3次元形状データ、2)前記指標画像元データ、および3)前記第1の指標画像撮像データと、を受信する。
第2の撮像手段は、前記現実物体の上に投影された前記指標画像を撮像して第2の指標画像撮像データを得る。
第2の表示手段には、前記現実物体が表示され、かつ前記現実物体の近傍に前記仮想物体を仮想空間内における第2の視点から見た画像が表示される。
計算手段は、前記指標画像元データ、前記第1の指標画像撮像データ、および前記第2の指標画像撮像データに基づいて、
現実空間における、前記指標画像の位置姿勢、および前記第2の撮像手段の位置姿勢、の関係と、
前記仮想空間における、前記仮想物体の位置姿勢、および前記第2の視点の位置姿勢、の関係とが
略同じになるように前記第2の視点の位置姿勢を決定する。
そして、前記第2の撮像手段の位置姿勢および前記第2の視点の位置姿勢は、前記第2の使用者の頭部または顔部の位置姿勢の変化に逐次追随する。
The receiving terminal is attached to the head or face of the second user and has a receiving means, a second imaging means, a second display means, and a calculation means.
The receiving means receives 1) three-dimensional shape data for displaying a virtual object, 2) the index image source data, and 3) the first index image imaging data transmitted from the transmitting terminal.
The second imaging means acquires the index image projected on the real object to obtain the second index image imaging data.
The real object is displayed in the second display means, and an image of the virtual object viewed from a second viewpoint in the virtual space is displayed in the vicinity of the real object.
The calculation means is based on the index image source data, the first index image imaging data, and the second index image imaging data.
The relationship between the position and orientation of the index image and the position and orientation of the second image pickup means in the real space.
The position and orientation of the second viewpoint are determined so that the relationship between the position and orientation of the virtual object and the position and orientation of the second viewpoint in the virtual space is substantially the same.
Then, the position / posture of the second image pickup means and the position / posture of the second viewpoint sequentially follow the change in the position / posture of the head or face of the second user.
以下に、本発明の好適な実施形態(実施例)を図面に基づいて説明する。
本実施形態に係る情報処理端末(送受信端末)を図1、図2、図3、図6等を参照して説明する。
Hereinafter, preferred embodiments (examples) of the present invention will be described with reference to the drawings.
The information processing terminal (transmission / reception terminal) according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, 6, and the like.
<情報処理端末(送受信端末)の外観の構成>
情報処理端末(送受信端末)は、情報処理機能を有したコンピュータを基本要素として構成される。以下の説明では、情報処理端末として、人の頭部に装着されるHMD(Head Mounted Display)の例で説明する。以下の説明では、説明の便宜上、原則的に「情報処理端末」の代わりに「HMD」と記す。2つのHMDはそれぞれ使用者の頭部に装着する装着手段と、投影手段と、撮像手段と、表示手段と、情報処理手段と、を備えている。
<Appearance configuration of information processing terminal (transmission / reception terminal)>
The information processing terminal (transmission / reception terminal) is configured with a computer having an information processing function as a basic element. In the following description, an example of an HMD (Head Mounted Display) mounted on a human head as an information processing terminal will be described. In the following description, for convenience of explanation, in principle, "HMD" is used instead of "information processing terminal". Each of the two HMDs includes a mounting means to be worn on the user's head, a projection means, an imaging means, a display means, and an information processing means.
図1の(A),(B),(C)は、HMD100の外観図を示す。図1(A)は正面側から見た外観斜視図、図1(B)は背面側から見た外観斜視図、図1(C)は使用者の頭部に装着された状態の側面図である。一般的にHMDには、伸縮可能な頭部装着部材により、接眼部が使用者の眼の周りに密着・固定するようにしたいわゆるゴーグル・タイプや、使用者の頭部全体を覆うようにして顎の部分で固定するようにした、いわゆるヘルメット・タイプなど種々のタイプがある。また、近年は、装着性を考慮し、使用者の耳にフレームを掛けて固定する、比較的軽量の眼鏡フレーム・タイプのものも登場している。
図1の(A)~(C)に示したHMD100は、上記のいわゆるゴーグル・タイプに相当するものである。
FIGS. 1, (A), (B), and (C) show an external view of the
The HMD100 shown in FIGS. 1A to 1C corresponds to the so-called goggles type described above.
HMD100において、頭部装着部101は、HMD100を使用者の頭部に装着させるものであり、図1に示すように、番号121~125を付した複数の構成部材からなる。図1(C)に示すようにHMD100を使用者の頭部Hに装着するには、まず、アジャスタ122で長さ調整部123を緩めた状態で頭部Hにかぶる。そして、額装着部125を頭部Hの額に密着させてから側頭装着部121と後頭装着部124を各々側頭部、後頭部に密着させるように、アジャスタ122で長さ調整部123を絞める。
In the
撮像部102はいわゆるデジタルカメラであって、図1(C)に示すように番号112,116,117を付した複数の部材から構成され、HMD100を頭部Hに装着した使用者の向く方向と略同方向を撮像し、使用者の頭部の位置姿勢の変化に逐次追随する。具体的には、入射窓112を介してHMD100の外部から入射した光を光学プリズム117によってHMD100の内部に導き、撮像センサ116により受光する。なお部材112,116,117は、それぞれ、左眼と右眼に対応する要素を有し、図中ではそれぞれ記号「L」と「R」を付して区別している。
The
投影部103は、いわゆるプロジェクタであり、投影レンズ、画像表示素子、発光素子等からなる。
表示部104は、図1の(B),(C)に示すように番号110,114,115を付した複数の部材から構成される。また記号の「L」と「R」は前述の通り左眼用と右眼用を示す。使用者の眼の位置に相対するように、眼鏡における眼鏡レンズに相当する位置に設けられたものであり、具体的には、カラー液晶ディスプレイ114が表示する画像を光学プリズム115によって導き、スクリーン110に表示する。
The
As shown in FIGS. 1B and 1C, the
ここで、現実世界の光景にグラフィックスを重畳表示する方式として、グラス・シースルー(光学シースルー)方式とビデオ・シースルー方式とがある。グラス・シースルー方式は、透明または半透明の眼鏡レンズをスクリーンとしてグラフィックスを投影し、現実世界の光景にグラフィックスを光学的に重畳する。ビデオ・シースルー方式は、撮像装置が撮像している現実世界の光景にグラフィックスを電気的に重畳する。 Here, there are a glass see-through method and a video see-through method as a method of superimposing and displaying graphics on a scene in the real world. The glass see-through method projects graphics using a transparent or translucent spectacle lens as a screen, and optically superimposes the graphics on a real-world scene. The video see-through method electrically superimposes graphics on a real-world scene captured by an image pickup device.
HMD100が前述のビデオ・シースルー型である場合は、スクリーン110は原則として透過度を有さず、導光された画像をそのまま表示する。
これに対して、HMD100が前述のグラス・シースルー型である場合は、スクリーン110はいわゆるハーフミラーで構成される。すなわち、一定の透過度を有し、使用者が現実空間の光景を光学的に見ることができるようになっている。同時に、表面または裏面もしくは内部に埋め込まれて設けられたミラーにより、カラー液晶ディスプレイ114が表示し光学プリズム115によって導かれたグラフィックスの画像を使用者の眼の方向に反射する。即ち、グラス・シースルー型の場合には、現実空間の光景と仮想オブジェクト(仮想物体)の画像とが、スクリーン110において光学的に重畳される。
When the
On the other hand, when the
表示部104の光学プリズム115からの出力光と撮像部102の光学プリズム117への入力光は使用者の瞳の光軸と一致するようになっており、撮像センサ116は、使用者の顔の位置及び方向(位置姿勢)によって見られる現実空間画像を撮像する。
ビデオ・シースルー型HMD100の場合には、カラー液晶ディスプレイ114は、撮像センサ116によって取得された現実空間画像と仮想オブジェクトの画像とを電気的に重畳(画像合成)した拡張現実画像を表示する。
一方、グラス・シースルー型HMD100の場合には、カラー液晶ディスプレイ114は、原則として、仮想オブジェクトの画像のみを表示する。
The output light from the optical prism 115 of the
In the case of the video see-through
On the other hand, in the case of the glass see-through
<情報処理端末の内部(電子回路)の構成>
図6に示されるように、HMD100は、さらに、電子回路要素として、表示制御部130、撮像制御部140、CPU150、メモリ160、電源部170、通信部180、投影制御部190を備えている。これらの電子回路要素は、HMD100の本体(頭部装着部101を含む)の内部に埋め込まれ、外観としては図示されない。
上記において、CPU150、メモリ160、表示制御部130、撮像制御部140、投影制御部190は、HMD100の情報処理手段を構成している。
<Structure of the inside (electronic circuit) of the information processing terminal>
As shown in FIG. 6, the
In the above, the
表示制御部130は、表示部104の表示制御を行う。例えば、現実空間画像に重畳表示(画像合成)する仮想オブジェクトの画像の大きさや位置、向き、色彩、透過度、現実空間画像が変更したことに伴う移動や明度の変更などを制御する。
The
撮像制御部140は、撮像データを用いた所定の演算処理による演算結果に基づいて露光制御、測距制御等を行う。これにより、AF(オートフォーカス)処理、AE(自動露出)処理、AWB(オートホワイトバランス)処理等が行われる。また、撮像部102が光学フィルタを光路上から挿脱する機構や防振機構等を備えている場合は、撮像データその他の条件によりフィルタの挿脱や防振等の制御を行う。
The image
CPU150は、HMD100全体の演算処理を行う。後述するメモリ160に記録されたプログラムを実行することで、本実施形態の各処理を実現する。
メモリ160はワーク領域および不揮発性領域より成る。ワーク領域には、不揮発性領域から読み出されたプログラムやシステム制御用の定数、変数が展開される。また、現実空間に重畳して表示する仮想オブジェクトの画像のデータが、表示のために保持される。また、撮像部102により撮像されA/D変換された撮像データが、画像解析や画像処理等の目的で展開される。
The
The
電源部170は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やNiCd電池やNiMH電池、Li電池等の二次電池、ACアダプター等からなり、HMD100全体に電源を供給する。ユーザ操作その他の条件により電源オン、電源オフを切り替える電源スイッチを備える。
通信部180は、CPU150の制御に基づき、WiFiDirect等の規格に従って他のHMD100との通信を行い3次元形状データや位置姿勢に関するデータ等を送受信する。
投影制御部190は、投影部103の投影動作の制御を行う。
The
Based on the control of the
The
<情報処理端末の判断・処理の流れ>
図2は上記構成を有する第1のHMD100で実行される判断および処理の流れを示し、図3は上記構成を有する第2のHMD100(受信端末)で実行される判断および処理の流れを示している。なお、この判断および処理は、CPU150がメモリ160の不揮発性領域に記録されたプログラムをワーク領域に展開して実行することで実現する。
<Flow of judgment / processing of information processing terminal>
FIG. 2 shows the flow of judgment and processing executed by the
<第1の情報処理端末の判断・処理の流れ>
まず図2を参照して、データの共有を指示するユーザ(使用者)の使用に係る第1のHMD100(送信端末)の判断・処理の流れを説明する。
ステップS201では、第1のHMD100は、これを使用するユーザにより電源が投入されると、撮像部102により現実空間の撮像を開始する。
<Flow of judgment / processing of the first information processing terminal>
First, with reference to FIG. 2, the flow of determination / processing of the first HMD100 (transmission terminal) relating to the use of the user (user) instructing data sharing will be described.
In step S201, the
ステップS202では、表示部104に、撮像している現実空間の画像に重畳して、所定の表示条件(大きさや位置、向き、色彩、透過度等)により、仮想オブジェクトの画像を表示する。電源投入直後に表示する仮想グラフィックスは、情報処理端末としての仕様により、例えば、そのHMD100のユーザの管理に係る不揮発性領域の記憶領域を象徴的に表すグラフィックス(立体アイコン)等であってもよい。また、電源切断前に表示されていたグラフィックスを回復して用いることとしてもよい。
In step S202, the image of the virtual object is displayed on the
ステップS203では、第1のHMD100は、ユーザにより表示している仮想グラフィックスのいずれかに対して指示・操作がされたかを判定する。この場合において、現実空間の画像に重畳して表示している仮想グラフィックスは、いわゆるグラフィカル・ユーザ・インターフェース(以下、「GUI」という)に該当する。
例えばユーザの管理に係る記憶領域を象徴的に表す立体アイコン(ストレージアイコン)を表示していた場合に、ユーザのジェスチャー操作等により「開く」が指示されたときは、その記憶領域に記憶されているファイル等を表すグラフィックスを表示する。また、例えば、「靴」のデザインデータを象徴的に表すアイコンを表示していた場合において、ユーザのジェスチャー操作等により「開く」が指示されたときは、その「靴」の立体モデルを現実空間の画像に重畳して表示する。
In step S203, the
For example, when a three-dimensional icon (storage icon) symbolically representing a storage area related to user management is displayed and an "open" instruction is given by a user's gesture operation or the like, it is stored in that storage area. Displays graphics that represent existing files, etc. Further, for example, when an icon symbolically representing the design data of "shoes" is displayed and "open" is instructed by a user's gesture operation or the like, the three-dimensional model of the "shoes" is displayed in the real space. It is superimposed on the image of.
ところで、現実空間の画像に仮想グラフィックスを重畳表示するとき、これを現実空間上の位置座標と関連させて表示する、いわゆる拡張現実表示を行う場合と、現実空間上の位置座標とは関連させないで表示する場合(拡張現実表示を行わない場合)とがある。どのような場合に拡張現実表示をし、どのような場合に拡張現実表示をしないかは、所定の条件に基づく。この拡張現実表示を行うか行わないかの条件の設定については後述する。 By the way, when the virtual graphics are superimposed and displayed on the image in the real space, the so-called augmented reality display in which this is displayed in relation to the position coordinates in the real space is not related to the position coordinates in the real space. There is a case of displaying with (when not performing augmented reality display). When to display augmented reality and when not to display augmented reality is based on predetermined conditions. The setting of the condition for performing or not performing this augmented reality display will be described later.
ユーザにより仮想グラフィックスに対して指示・操作がされたときは(ステップS203でYES)、その指示・操作が、そのグラフィックスが示すデータを「共有」することの指示・操作かを判定する(ステップS204)。「共有」以外の指示・操作である場合は、その指示の内容を実行する(ステップS205)。 When the user gives an instruction / operation to the virtual graphics (YES in step S203), it is determined whether the instruction / operation is an instruction / operation to "share" the data indicated by the graphics (YES). Step S204). If the instruction / operation is other than "sharing", the content of the instruction is executed (step S205).
ステップS209で、ユーザの指示・操作が、この「共有」の指示・操作であったときは、まず、投影部103より、当該共有が指示された仮想グラフィックスを表示している表示位置と略同方向となる現実空間上の方向に指標画像を投影する。ただし、このとき、以下のステップS206~S209に示すように、角度センサにより検知した投影方向角度に基づき、指標画像が垂直または水平方向に投影されたものと同様となるように、指標画像をいわゆる台形補正する。
In step S209, when the user's instruction / operation is the instruction / operation of this "sharing", first, the
例えば、HMD100が指標画像を、壁面などの略垂直な面に向けて、水平方向に対してθの角度をなす向きに投影している場合は、指標画像の投影方向に沿った方向(HMD100から見たときの、いわゆる上下の方向)と、HMD100から見たときの下辺に対する上辺とが、それぞれ1/cosθ倍に変形されることとなる。そこで元の画像について、それぞれcosθ倍する補正をすれば、情報処理端末の角度に関わらず水平に投影されたものと同様となる。
For example, when the
また、HMD100が指標画像を、テーブル面などの略水平な面に向けて、水平方向に対してθの角度をなす向きに投影している場合は、指標画像の投影方向に沿った方向(HMD100から見たときの、いわゆる上下の方向)と、HMD100から見たときの下辺に対する上辺とが、それぞれ-1/sinθ倍に変形されることとなる。そこで元の画像について、それぞれ-sinθ倍する補正をすれば、HMD100の角度に関わらず垂直に投影されたものと同様となる。
When the
例えば、HMD100の姿勢(水平方向に対する角度θ)が-45°≦θ≦45°であるときは略垂直な面に向けて投影するものと推定できる。
また、HMD100の姿勢(水平方向に対する角度θ)がθ≦-45°またはθ≧45°であるときは略水平な面に向けて投影するものと推定できる。
For example, when the posture (angle θ with respect to the horizontal direction) of the
Further, when the posture (angle θ with respect to the horizontal direction) of the
つまり、ステップS206において、角度センサにより投影方向角度を取得し、ステップS207において、略垂直な面または略水平な面のどちらに向けて投影するかを推定する。
ステップS208において、投影面が略垂直な面または略水平な面のどちらかに応じて指標画像をいわゆる台形補正する。
ステップS209において、補正された指標画像を投影部103によって投影面に投影する。
That is, in step S206, the projection direction angle is acquired by the angle sensor, and in step S207, it is estimated whether to project toward a substantially vertical surface or a substantially horizontal surface.
In step S208, the index image is so-called keystone-corrected according to whether the projection plane is a substantially vertical plane or a substantially horizontal plane.
In step S209, the corrected index image is projected onto the projection surface by the
次に、ステップS210では、この投影された指標画像を撮像部102により撮像する。この指標画像の元の画像は先に述べたプロセスにより垂直または水平方向に投影されたものと同様となる台形補正がされているから、撮像された指標画像の傾きは、HMD100の撮像方向と投影面との間の傾きを反映したものとなる。また、撮像された指標画像の大きさは、投影画像の広がり角度と撮像レンズの倍率(いわゆるズーム比)を考慮した補正を行うことにより、HMD100と投影面との間の距離を反映したものとなる。
Next, in step S210, the projected index image is imaged by the
次に、ステップS211で、共有が指示された仮想グラフィックスの位置、向き(位置姿勢)、大きさを、指標画像の撮像画像に基づき変更して重畳表示する。このようにすると、あたかも当該仮想物体が、指標投影された実在オブジェクト上に置かれていたり、接着されていたりするかのように拡張現実表示することが可能となる。 Next, in step S211 the position, orientation (positional posture), and size of the virtual graphics instructed to be shared are changed based on the captured image of the index image and displayed in an superimposed manner. In this way, the virtual object can be displayed in augmented reality as if it were placed on or adhered to a real object projected by an index.
上記において、第1のHMD100で投影部103による指標画像の投影方向と撮像部102による指標画像の撮像方向とは、第1のユーザの視点(位置姿勢)と一致している。第1のHMD100で、投影に使用される指標画像元データと、投影された指標画像を撮像して得た指標画像撮像データとに基づき、指標画像が投影された投影面の傾き等を特定する。そして、この傾き等を「共有」が指示された仮想物体の位置姿勢に反映させて投影面の近傍に重畳表示し、拡張現実表示を行う。
In the above, the projection direction of the index image by the
なお、指標画像の投影は、HMD100の撮像部102が撮像可能なものであれば、人の眼に可視な光線によるものでも、不可視な光線(例えば赤外線)によるものでもどちらでもよい。あるいは、連続した投影でなく、例えば一定の時間間隔で不連続に投影するものでもよい。
これにより、例えば、実在のオブジェクト(投影面)の上に模様などが描かれていて、可視光線による連続投影では投影された指標画像と投影面の模様との区別が困難なため、指標としての認識が困難な場合であっても、指標画像の認識を容易とすることができる。赤外光による投影・認識により模様等の影響を取り除いたり、一定の時間間隔で不連続に投影し、投影前後の撮像画像の差分から投影された画像を抽出したりすることによって、指標画像の認識を容易とすることが可能となる。
The projection of the index image may be performed by a light ray visible to the human eye or by an invisible light ray (for example, infrared ray) as long as the
As a result, for example, a pattern is drawn on an actual object (projection surface), and it is difficult to distinguish between the projected index image and the pattern on the projection surface by continuous projection with visible light, so that it is used as an index. Even when recognition is difficult, it is possible to facilitate recognition of the index image. By projecting and recognizing with infrared light to remove the influence of patterns, etc., or by projecting discontinuously at regular time intervals and extracting the projected image from the difference between the captured images before and after projection, the index image can be displayed. It becomes possible to facilitate recognition.
次に、ステップS212では、第1のHMD100の通信部180より、上記の仮想物体に係る情報(3次元形状データ、位置姿勢データ等)と指標画像に係る情報(指標画像元データ、指標画像撮像データ)とを送信する。
また、ステップS213では、表示部104に「共有設定中」であることを示す表示を行う。この表示は、例えば「共有設定中」等の文字を表示するものであってもよいし、仮想オブジェクトのグラフィックスをそれまでと異なる色彩や透過度で表示したり、点滅させて表示するようなものでもよい。
Next, in step S212, information related to the above virtual object (three-dimensional shape data, position / orientation data, etc.) and information related to the index image (index image source data, index image imaging) are transmitted from the
Further, in step S213, a display indicating that "sharing is being set" is displayed on the
そして、他のHMD100(第2のHMD100)から送信される、確認信号を受信するまで待機する(ステップS214)。確認信号については後述する。
ただし、所定の終了条件を設け、条件を充足したとき(例えば、所定の時間の経過があったとき)は待機を終了する(ステップS215)。確認信号を受信したときは「共有設定中」の表示を消去する(ステップS216)。
Then, it waits until it receives a confirmation signal transmitted from another HMD100 (second HMD100) (step S214). The confirmation signal will be described later.
However, a predetermined end condition is provided, and when the condition is satisfied (for example, when a predetermined time has elapsed), the standby is terminated (step S215). When the confirmation signal is received, the display of "sharing is being set" is erased (step S216).
<第2の情報処理端末の判断・処理の流れ>
図3を参照して、第2のHMD100(受信端末)の判断・処理の流れを説明する。
ステップS301で、第2のHMD100は、これを使用する第2のユーザにより電源が投入されると、撮像部102により現実空間の撮像を開始する。
そして、ステップS302で、第2のHMD100は、他の第1のHMD100から送信される、共有指示された仮想物体に係る情報(3次元形状データ、位置姿勢データ)と指標画像に係る情報(指標画像元データ、指標画像撮像データ)を受信するまで待機する。
ただし、所定の終了条件を設け、条件を充足したとき(例えばユーザの所定の操作があったとき)は待機を終了する(ステップS303)。
<Flow of judgment / processing of the second information processing terminal>
The flow of determination / processing of the second HMD100 (reception terminal) will be described with reference to FIG.
In step S301, the
Then, in step S302, the
However, a predetermined end condition is provided, and when the condition is satisfied (for example, when a predetermined operation by the user is performed), the standby is terminated (step S303).
ステップS304で、第2のHMD100は、共有指示された仮想物体に係る情報と指標画像に係る情報を受信したときは、第2のHMD100の表示部(第2の表示部)に、この「情報を受信した旨」を第2のユーザに対して表示する。このとき、第1のHMD100の位置を取得できたならば、ユーザに対してその方向を向くように促す表示をすることとしてもよい。
When the
そして、ステップS305では、第2のHMDの撮像部(第2の撮像部)が撮像している画像中に第1のHMDの投影部が投影している指標画像があるかを判定する。
ステップS306では、指標画像があったときは、まず、その旨の「確認信号」を第1のHMD100に発信する。これは、すなわち、当該仮想オブジェクトを共有した旨を第1のHYMD100(およびそのユーザ)に通知するものである。第2のHMD100の撮像部102による撮像方向は、これを使用するユーザの視点および視線と一致している。
Then, in step S305, it is determined whether or not there is an index image projected by the projection unit of the first HMD in the image captured by the image pickup unit (second image pickup unit) of the second HMD.
In step S306, when there is an index image, first, a "confirmation signal" to that effect is transmitted to the
また、ステップS307では、撮像画像中の指標画像の位置、大きさ、向き(方向および傾き)を取得する。
例えば、指標画像の模様が点対称でもなく、線対称でもなければ、受信した指標画像元データと第1の指標画像撮像データとを比較することによって、指標画像が投影された現実物体(投影面)の位置姿勢と投影面に対する第1の撮像手段の位置姿勢が特定できる。
また、受信した指標画像元データと第2の指標画像撮像データとを比較することによって、投影面に対する第2の撮像手段の位置姿勢が特定できる。
そして、第1の撮像手段の位置姿勢と、投影面の位置姿勢と、第2の撮像手段の位置姿勢との関係が特定されれば、
仮想空間内の第1の視点の位置姿勢と、投影面上またはその近傍に重畳して表示される仮想物体の位置姿勢と、仮想空間内の第2の視点の位置姿勢との関係を特定することができる。
Further, in step S307, the position, size, and orientation (direction and inclination) of the index image in the captured image are acquired.
For example, if the pattern of the index image is neither point-symmetrical nor line-symmetrical, a real object (projection surface) on which the index image is projected by comparing the received index image source data with the first index image imaging data. ) And the position and orientation of the first image pickup means with respect to the projection surface can be specified.
Further, by comparing the received index image source data with the second index image imaging data, the position and orientation of the second imaging means with respect to the projection surface can be specified.
Then, if the relationship between the position and orientation of the first imaging means, the position and orientation of the projection surface, and the position and orientation of the second imaging means is specified,
Identify the relationship between the position and orientation of the first viewpoint in the virtual space, the position and orientation of the virtual object displayed superimposed on or near the projection surface, and the position and orientation of the second viewpoint in the virtual space. be able to.
そして、ステップS308では、共有指示された仮想物体に係る情報(形状データ、位置姿勢のデータ)に基づくレンダリングを実施する。
ステップS309では、レンダリングにより得られたバーチャル情報の画像(仮想グラフィックスの画像)を撮像部102が撮像する現実空間の画像に重畳して、表示部104に表示する。
このようにして位置姿勢が特定され、投影面上またはその近傍に重畳して表示される仮想物体(例えば、投影面の約1cm上方に配置され、第1の視点から右側面が見える仮想物体)を、仮想空間内の第2の視点から見た画像が第2の表示部104に表示される。
例えば、図5Cに示すような位置関係であれば、ユーザP3の表示部には、投影面の約1cm上方に配置され、「右」側面から見た仮想物体(靴)が表示され、ユーザP1の表示部には、投影面の約1cm上方に配置され、「左」側面から見た仮想物体が表示される。
Then, in step S308, rendering is performed based on the information (shape data, position / posture data) related to the virtual object instructed to be shared.
In step S309, the image of virtual information (image of virtual graphics) obtained by rendering is superimposed on the image in the real space captured by the
In this way, the position and orientation are specified, and a virtual object displayed superimposed on or near the projection surface (for example, a virtual object placed about 1 cm above the projection surface and the right side surface can be seen from the first viewpoint). The image viewed from the second viewpoint in the virtual space is displayed on the
For example, in the case of the positional relationship as shown in FIG. 5C, a virtual object (shoe) arranged about 1 cm above the projection surface and viewed from the “right” side surface is displayed on the display unit of the user P3, and the user P1 is displayed. A virtual object is displayed on the display unit, which is arranged about 1 cm above the projection surface and is viewed from the "left" side surface.
上記のステップS307,S308,S309によって、第2のHMD100において、第1のHMD100により投影された指標画像を介して、仮想オブジェクト(仮想物体)の共有化が実行される。当該ステップS307,S308,S309は、共有化処理のためのステップS311を構成し、共有化手段を実現している。これにより、第1のHMD100で表示された所定の仮想オブジェクト(ステップS211)が、第2のHMD100においてもその視点に基づき表示され、共有化が実現される。
By the above steps S307, S308, and S309, sharing of a virtual object (virtual object) is executed in the
第2のHMD100は、共有指示された仮想オブジェクトに係るバーチャル情報の画像を重畳表示した以降は、当該バーチャル情報の画像を、あたかも現実空間の特定の位置に実在するかのように拡張現実表示する(ステップS310)。すなわち、現実空間を撮像した撮像画像の特徴点の認識により、例えば第2のHMD100がその特定の位置に近付いたと認識したときは、当該オブジェクトのグラフィックスが大きくなるように再レンダリングして撮像画像に重畳する。
また、仮に、上記の特定の位置が使用者の視界(すなわち撮像画像)から外れれば、一旦、仮想オブジェクトのグラフィックスを消去する。しかし、当該特定の位置が再び使用者の視界に入ったときは、メモリ160に記憶した特徴点の情報に基づき、その位置に実在しているように仮想オブジェクトのグラフィックスを再表示する。
After superimposing and displaying the image of the virtual information related to the virtual object instructed to be shared, the
Further, if the above-mentioned specific position is out of the user's field of view (that is, the captured image), the graphic of the virtual object is once erased. However, when the specific position comes into the user's field of view again, the graphic of the virtual object is redisplayed as if it actually exists at that position based on the information of the feature points stored in the
<実施形態の作用・効果>
以上をまとめると、第1のHMD100は、それが拡張現実表示している仮想オブジェクトについて、そのユーザ(使用者)から「共有」にする指示があったときは、その拡張現実表示している方向に向けて指標画像を投影する。第2のHMD100は、その投影された指標画像を撮像し、当該指標画像と、送信された共有を指示された仮想物体に係る情報および指標画像に係る情報とに基づき、仮想物体を拡張現実表示する。
第2のHMD100の撮像画像における上記の指標画像は、当然、第2のHMD100の視点から見たものであり、また現実物体(例えば「テーブル」等)の投影される面の傾き等を反映したものである。
<Action / effect of the embodiment>
Summarizing the above, the
The above index image in the captured image of the
すなわち、第2のHMD100が、その撮像画像における指標画像の位置、大きさ、向き(方向および傾き)に対応した位置姿勢の仮想物体のグラフィックスを生成し、その表示部に拡張現実表示する。これにより、第1のHMD100と第2のHMD100とは、同じ物体があたかも現実空間上の同じ位置にあるかのように、それぞれの表示部104上にそれぞれの視点から表示することが可能となる。
そこで、例えば第1のユーザがその仮想物体を指などの現実物体によって指し示すと、第2の表示部には、その仮想物体とその現実物体とが重畳表示され、第2のユーザには第1のユーザがその仮想物体を指し示しているように見える。よって、第1のユーザと第2のユーザとが仮想物体を「共有」しているのに適した拡張現実表示が可能となる。
That is, the
Therefore, for example, when the first user points to the virtual object with a real object such as a finger, the virtual object and the real object are superimposed and displayed on the second display unit, and the second user receives the first. The user appears to be pointing at the virtual object. Therefore, an augmented reality display suitable for a first user and a second user to "share" a virtual object becomes possible.
この際、第1の表示部に表示される仮想物体を描画する際の第1の視点の位置姿勢と、第2の表示部に表示される仮想物体を描画する際の第2の視点の位置視点との関係は、第1の撮像部の位置姿勢と、第2の撮像部の位置姿勢の関係と略一致している。
いわゆるジオタグ(geotag)によっても同様の見え方をさせることは可能であるが、本発明の情報処理端末(例えば上記実施形態で説明したHMD100)は、仮想オブジェクトにあらかじめ緯度・経度の情報を付与する必要がない。また各端末の緯度・経度の情報を取得する必要もない。
本発明の情報処理端末を用いたシステムでは、第1のユーザと第2のユーザが存在する現実空間内に指標画像を投影可能な現実物体が存在し、第1の端末から投影面に投影された指標画像を、第1の端末と第2の端末のそれぞれが撮像可能であればよい。
共通の指標画像を第1の端末と第2の端末のそれぞれの位置姿勢からそれぞれが撮像することによって、現実空間における第1の撮像部の位置姿勢と、投影面の位置姿勢と、第2の撮像部の位置姿勢との相対的な関係(第1の相対的関係)を特定することができる。
そして、仮想空間における第1の端末の視点の位置姿勢と、仮想物体の位置姿勢と、第2の端末の視点の位置姿勢との相対的な関係(第2の相対的関係)が第1の相対的関係と略同じになるように第2の端末の視点の位置姿勢を特定する。
これにより投影面の近傍に重畳表示される仮想物体を、第1の視点から見た画像を第1の表示手段に表示し、同じ仮想物体を第2の視点から見た画像を第2の表示手段に表示することができ、共有の拡張現実表示が可能である点に発明の効果を有している。
At this time, the position and orientation of the first viewpoint when drawing the virtual object displayed on the first display unit and the position of the second viewpoint when drawing the virtual object displayed on the second display unit. The relationship with the viewpoint is substantially the same as the relationship between the position and orientation of the first image pickup unit and the position and orientation of the second image pickup unit.
Although it is possible to make the same appearance by using a so-called geotag, the information processing terminal of the present invention (for example, the HMD100 described in the above embodiment) imparts latitude / longitude information to the virtual object in advance. There is no need. In addition, it is not necessary to acquire the latitude / longitude information of each terminal.
In the system using the information processing terminal of the present invention, there is a real object capable of projecting an index image in the real space where the first user and the second user exist, and the object is projected from the first terminal onto the projection surface. It suffices if each of the first terminal and the second terminal can capture the index image.
By capturing a common index image from the respective positions and orientations of the first terminal and the second terminal, the position and orientation of the first image pickup unit in the real space, the position and orientation of the projection surface, and the second The relative relationship (first relative relationship) with the position and orientation of the image pickup unit can be specified.
Then, the relative relationship (second relative relationship) between the position / posture of the viewpoint of the first terminal in the virtual space, the position / posture of the virtual object, and the position / posture of the viewpoint of the second terminal is the first. The position and orientation of the viewpoint of the second terminal are specified so as to be substantially the same as the relative relationship.
As a result, the virtual object superimposed and displayed in the vicinity of the projection surface is displayed on the first display means as an image viewed from the first viewpoint, and the image of the same virtual object viewed from the second viewpoint is displayed on the second display. It has the effect of the invention in that it can be displayed by means and a shared augmented reality display is possible.
<第1の情報処理端末の表示部における表示遷移>
次に、図4A,4Bを参照して、使用者によりバーチャル情報の画像を共有する指示があったときに指標画像を投影する第1のHMD100の動作例について説明する。図4A,4Bでは、第1のHMD100の表示部104における表示遷移を一連の表示状態(401)~(408)で示している。前半の4つの表示状態(401)~(404)は図4Aに示され、後半の4つの表示状態(405)~(408)は図4Bに示される。
<Display transition in the display unit of the first information processing terminal>
Next, with reference to FIGS. 4A and 4B, an operation example of the
表示状態(401)は、第1のHMD100における電源投入直後の表示の例を示している。表示状態(401)において符号4011は、撮像部102により撮像された現実空間の撮像画像を示している。また符号4012は、撮像画像4011に重畳された仮想グラフィックスであり、ここでは、第1のHMD100のユーザの管理に係る記憶領域を表すストレージ・アイコンを表示している。
The display state (401) shows an example of the display immediately after the power is turned on in the
表示状態(402)は、このストレージ・アイコン4012に対してユーザが「指でつまむ」ジェスチャーにより指示・操作をしようとしている様態を表わしている。ユーザの手4023は撮像部102により撮像された現実空間の撮像画像の一部である。ここで、仮想グラフィックス4022に対して、ユーザの親指の甲側(爪のある側)部分4024が手前に、ユーザの人差し指の腹側(爪のない側)部分4025が奥に表示されるような表示制御がなされている。
これは、ユーザに対してグラフィックスを指でつまむ視覚的な感覚を生じさせるためになされるものであって、撮像画像から人の指の甲側部分と腹側部分とをそれぞれ識別し抽出する画像処理技術に基づくものである。このような画像処理技術は、例えば特開2012-53674号公報が開示するように既に公知となっている。
The display state (402) represents a state in which the user is trying to instruct / operate the
This is done to give the user a visual sensation of pinching the graphics with their fingers, and is an image that identifies and extracts the back and ventral parts of a person's fingers from the captured image. It is based on processing technology. Such an image processing technique is already known, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-53674.
表示状態(403)は、ユーザの所定のジェスチャー操作によりストレージ・アイコン4031に対して「ストレージの内容を表示する(いわゆる「開く」)」が指示されている様態を表わしている。ここで、当該所定のジェスチャー操作は「アイコンを指でつまんだ後、親指と人差し指をつけたままずらしていく」というジェスチャーである。このジェスチャーは、束ねたカードを扇状に開く動作と共通することから「開く」という言葉を想起させやすく、いわゆる「開く」を指示するジェスチャーとして好適である。
もちろん、いわゆる「開く」を指示するジェスチャーとして、他のジェスチャーが割り当てられていても問題はない。
The display state (403) represents a mode in which the
Of course, there is no problem even if another gesture is assigned as the so-called "open" gesture.
表示状態(404)は、表示状態(403)においてストレージ・アイコン4031に対して「開く」というユーザの指示が実行された結果として、ストレージ・アイコン4031が表していた記憶領域の下位レベルの階層が表示された様態を表わしている。この表示状態(404)において、アイコン4041~4048は、それぞれ第1のHMD100の記憶部に記憶されているデータまたはファイルを表示するアイコンである。例えば、アイコン4048は、表示部104に立体モデルを表示するアプリケーション・ソフトウェアの1ファイルを表示するものである。
The display state (404) is a lower level hierarchy of the storage area represented by the
図4Bに示す表示状態(405)は、ユーザの所定のジェスチャー操作によりファイル・アイコン4052に対して「(アプリケーション・ソフトウェアを起動して)ファイルを開く」が指示されている様態を表わしている。ここで、当該所定のジェスチャー操作は、表示状態(403)でなされたのと同様の「アイコンを指でつまんだ後、親指と人差し指をつけたままずらしていく」ジェスチャーである。
The display state (405) shown in FIG. 4B represents a mode in which the
表示状態(406)は、立体モデルを表示するアプリケーション・ソフトウェアが起動しアイコン4052が示すファイルがメモリ160に展開されて「靴」のオブジェクト4062が、現実空間の撮像画像4061に重畳して表示されている様態を表わしている。
In the display state (406), the application software for displaying the three-dimensional model is started, the file indicated by the
表示状態(407)は、表示状態(406)の立体モデル4062に対して、ユーザにより「オブジェクトを指でつまんだ後、親指と人差し指をつけたままずらしていく」というジェスチャーがなされた状態を表している。このジェスチャーがなされると、このジェスチャーに応じてオブジェクトに対してユーザが指示可能なコマンドのメニューが表示される。コマンドとしては「COPY」、「CUT」、「EDIT」、「SHARE」などがある。ユーザは、メニュー表示後にさらに親指をずらして1つのコマンドを指示・選択することができる。
The display state (407) represents a state in which the user makes a gesture to the three-
表示状態(408)は、ユーザによりコマンド「SHARE」が選択され、オブジェクトの「共有」が指示された結果として、このオブジェクトを現実空間上の位置座標に関連させた拡張現実表示をしている様態を表わしている。すなわち、図において撮像画像4081は現実世界の撮像画像であり、仮想オブジェクト4082は拡張現実表示された仮想オブジェクトである。
例えば仮想オブジェクトの下に影を表示するなどによって、仮想オブジェクトである「靴」が現実のオブジェクトの「テーブル」の上に置かれているかのように拡張現実表示されているため、図の上では仮想と現実の見分けがつけられないようになっている。
The display state (408) is an augmented reality display in which this object is associated with position coordinates in real space as a result of the user selecting the command "SHARE" and instructing "sharing" of the object. Represents. That is, in the figure, the captured
For example, by displaying a shadow under the virtual object, the virtual object "shoes" are displayed in augmented reality as if they were placed on the "table" of the real object. It is difficult to distinguish between virtual and real.
表示状態(407)から表示状態(408)に遷移する際に、仮想オブジェクトの表示が、いわゆる通常の重畳表示から拡張現実表示に変更された。このように表示態様が変更されたのは、共有ファイルを示すオブジェクトについては拡張現実表示をし、共有していないファイルを示すオブジェクトについては拡張現実表示ではない、いわゆる通常の重畳表示をするように表示の条件を設定していたためである。このように、ファイルが共有か非共有かにより拡張現実に係る表示態様か非拡張現実に係る表示態様かを異ならせるのは以下の理由による。 When transitioning from the display state (407) to the display state (408), the display of the virtual object was changed from the so-called normal superimposed display to the augmented reality display. The display mode has been changed in this way so that objects showing shared files are displayed in augmented reality, and objects showing files that are not shared are not displayed in augmented reality, so-called normal superimposed display. This is because the display conditions were set. In this way, the display mode related to augmented reality and the display mode related to non-augmented reality differ depending on whether the file is shared or non-shared for the following reasons.
すなわち、複数のユーザ(使用者)が特定の場所に集まってミーティングやコラボレーション等を行う場合に、オブジェクトが実際にその場にあるかのように拡張現実表示がされると、打ち合わせやコラボレーションの効果や効率が向上する。例えば一人のユーザが仮想オブジェクトを指し示しながらプレゼンテーションを行ったとき、他のユーザらはその仮想オブジェクトとそれを指し示すプレゼンターが同時に見えるからである。 That is, when multiple users (users) gather in a specific place to hold a meeting or collaboration, if the augmented reality is displayed as if the object is actually there, the effect of the meeting or collaboration is achieved. And efficiency is improved. For example, when one user gives a presentation while pointing to a virtual object, other users can see the virtual object and the presenter pointing to it at the same time.
他方、表示をするものが他のユーザとの共有しない「非共有」のファイルに係るオブジェクトである場合は非拡張現実表示とすれば、オブジェクトの表示は現実空間上の位置座標に関連させられない。このため、たとえばユーザがその位置座標の方向を向いていない場合にはオブジェクトが表示されないこととなる。
つまり、「非共有」のファイルに係るオブジェクトについては拡張現実表示をせず、「共有」のファイルに係るオブジェクトについては拡張現実表示をするように表示様態を変更することが合理的である。
On the other hand, if the display is an object related to a "non-shared" file that is not shared with other users, the display of the object is not related to the position coordinates in the real space if it is a non-augmented reality display. .. Therefore, for example, if the user does not face the direction of the position coordinates, the object will not be displayed.
That is, it is rational to change the display mode so that the object related to the "non-shared" file is not displayed in augmented reality and the object related to the "shared" file is displayed in augmented reality.
<第1および第2の情報処理端末の使用状態に基づく一連の手順>
次に、図5A,5B,5Cを参照して、前述した第1および第2のHMD100を使用して仮想オブジェクトの「共有」を行うための一連の手順の例を説明する。この例ではHMD100を頭部に装着した複数の使用者が特定の場所に集まってミーティング等を行う。このような場合に、1人の使用者により仮想オブジェクトの「共有」が指示され、他の使用者がその仮想オブジェクトをそれぞれの視点から共通の位置座標に関連させて拡張現実表示する様子を、模式的に表したものである。
<A series of procedures based on the usage status of the first and second information processing terminals>
Next, with reference to FIGS. 5A, 5B, and 5C, an example of a series of procedures for "sharing" virtual objects using the first and second HMD100 described above will be described. In this example, a plurality of users wearing the
上記一連の手順のうち、図5Aは設定段階(501)と開始段階(502)を示す。図5Bは第1のHMD100から見た表示態様であって共有指示の段階(503)と当該第1のHMD100から指標を投影する投影段階(504)を示す。図5Cは第1のHMD100から投影された指標に基づき第2のHMD100との間で仮想オブジェクトを共有可能となった状態(505)を示す。
Of the above series of procedures, FIG. 5A shows a setting stage (501) and a starting stage (502). FIG. 5B is a display mode viewed from the
設定段階(501)において、それぞれ前述したHMD100を装着した使用者P1,P2が、所定の方法によりユーザ・グループ設定を行っている。ここでは、HMD100を装着した使用者P1,P2同士が握手をするというジェスチャーが、グループ設定の方法となっている。このジェスチャーをグループ設定の方法とすることについては、以下のような意義を有する。 In the setting stage (501), the users P1 and P2 wearing the above-mentioned HMD100 set the user group by a predetermined method, respectively. Here, the gesture that the users P1 and P2 wearing the HMD100 shake hands is the method of group setting. Using this gesture as a group setting method has the following meanings.
第1にミーティング前の所作として「握手」は自然であること。第2に、他のジェスチャー(例えば「お辞儀」)に比べて、ジェスチャーがされたか否かの識別が確実であるため、不用意にオブジェクト共有がされることを防止できること。第3に、実際に握手がされたこと(握手がされたような外観を呈したのみならず、実際の身体接触があったこと)に基づいてグループ設定することにより、意図しない者をグループに加えるおそれがなく安全性の高いグループ設定が可能となること。
第3の意義を実現可能とするためには、HMD100が、それぞれ、例えば電界状態の変移等によりHMD100の装着者同士の身体接触を検知する手段を備えてることが必要となる。なお、電界状態の変移により身体接触を検知する技術は、例えば特開2010-193129号公報等が開示するように、公知な技術である。
First, "handshake" is natural as a pre-meeting action. Second, compared to other gestures (eg, "bowing"), it is more reliable to identify whether or not a gesture has been made, so it is possible to prevent inadvertent sharing of objects. Third, by grouping based on the fact that the handshake was actually shaken (not only the appearance of the handshake, but also the actual physical contact), the unintended person was grouped. It should be possible to set a highly secure group without fear of adding it.
In order to make the third significance feasible, it is necessary for each
開始段階(502)は、グループ設定された3人のHMD100の使用者P1,P2、P3が実在オブジェクトのテーブル5021を囲んでいる様子を示している。この状態において、3人の共有に係る仮想オブジェクトはまだ何もないため、3人のHMD100はそれぞれ異なる仮想オブジェクトを表示している。 The start stage (502) shows that three HMD100 users P1, P2, and P3 grouped together surround the table 5021 of a real object. In this state, since there is no virtual object shared by the three people, the three HMD100s display different virtual objects.
段階(503)は、1つのHMD100の使用者(装着者)P3から見た表示の様態である。ここで、仮想オブジェクト5031はこの使用者P3に対してのみ表示されている。段階(503)では、この使用者P3の手指5032によりこの仮想オブジェクトの「共有」を指示するジェスチャー操作が行われている。
The stage (503) is a mode of display as seen from the user (wearer) P3 of one HMD100. Here, the
投影段階(504)は、使用者P3に装備されたHMD100より指標画像5041がテーブル5021上に投影されている様子を表わしている。
The projection stage (504) shows that the
共有段階(505)は、他の使用者P1,P2の第2のHMD100が指標画像5041をそれぞれ認識し、それに基づいて、各表示部にこの共有に係る仮想オブジェクト5051のそれぞれの視点からの画像を拡張現実表示している様子を模式的に表している。つまり、共有段階(505)における靴の仮想オブジェクト5051は、HMD100の使用者(装着者)P1~P3以外には表示されない(見えない)。
しかし、HMD100の使用者(装着者)P1~P3の各表示手段に、あたかもテーブル5021の上に実際に置かれているかのように各使用者の視点から見た仮想オブジェクト5051が表示されていることを模式的に示している。
In the sharing stage (505), the second HMD 100s of the other users P1 and P2 each recognize the
However, each display means of the users (wearers) P1 to P3 of the
グループに属する使用者P1~P3にとって、この仮想オブジェクト5051はあたかも実在するように共通に表示されているため、グループ内で打ち合わせやコラボレーションをするのに際して便利である。例えば「靴」のデザインを説明するために、使用者の1人が「靴」のオブジェクトを手にとっていろいろに方向を変えながら、指で指し示しつつ「ここの形状は…」等と説明を加えると、他の使用者には指し示した指と共にオブジェクトが表示される。
このため、説明の内容が分かりやすくなる。あるいは、他の使用者が「ここはこうした方が…」等と、指等で指し示しながら意見を言えば、それがどの部分についての意見かも明確である。また、仮想オブジェクト5051について、グループのユーザが編集・改変をする操作が可能となっているときは、例えば色彩や模様を変更しながら打ち合わせを進めるといった利用が可能である。
For users P1 to P3 belonging to the group, this
Therefore, the content of the explanation becomes easy to understand. Alternatively, if another user gives an opinion while pointing with a finger or the like, such as "This is the way to go ...", it is clear which part it is. Further, when the user of the group can edit / modify the
なお、「共有」設定されたオブジェクトをグループのユーザがどのように操作し得るかは、HMD100一般の「共有」の考え方と同様にすることができる。すなわち、グループ設定した際の、グループ・ユーザの「権限」の設定に基づく。例えば「閲覧のみ」や「改変・上書可能」等の権限がグループ・ユーザに対して予め設定される。また、いつグループ解除するかについては、解除操作をしたときとする他、例えば、HMD100同士が所定距離以上離れたとき等をグループ解除の条件とすることができる。
It should be noted that how the group user can operate the object set as "shared" can be the same as the general concept of "shared" in the HMD100. That is, it is based on the setting of "authority" of the group user when the group is set. For example, permissions such as "view only" and "modification / overwriting possible" are preset for group users. Further, regarding when to cancel the group, in addition to the case where the cancellation operation is performed, for example, when the
以上をまとめると、バーチャル情報の画像の共有を指示する側の使用者の使用に係る情報処理端末(第1のHMD100)は、その共有の指示があったときに、指標画像を投影する。前述したように、他の情報処理端末(第2のHMD100)はこの投影された指標画像に基づき共有指示に係るバーチャル情報の画像を表示するのであるから、共有指示があってはじめて、他の情報処理端末は当該バーチャル情報の画像を表示できることになる。すなわち、共有指示がないときには他の情報処理端末には当該バーチャル情報の画像は表示されないため、セキュリティ性よく情報管理できることとなる。 Summarizing the above, the information processing terminal (first HMD100) related to the use of the user who instructs the sharing of the virtual information image projects the index image when the sharing instruction is given. As described above, since the other information processing terminal (second HMD100) displays the image of the virtual information related to the sharing instruction based on the projected index image, other information is not available until the sharing instruction is given. The processing terminal can display the image of the virtual information. That is, when there is no sharing instruction, the image of the virtual information is not displayed on other information processing terminals, so that the information can be managed with good security.
<他の実施形態>
この実施形態では、バーチャル情報の画像の共有指示に係る指標画像を撮像したとき、所定の確認信号を発信するHMD100の例について説明する。
本実施形態にかかるHMD100は、図3のステップS306において説明したように、指標画像を撮像したとき、その旨の「確認信号」を、当該指標画像を投影表示しているHMD100に発信する。
<Other embodiments>
In this embodiment, an example of the
As described in step S306 of FIG. 3, the
指標画像を投影する指標画像投影手段は本実施形態に係るHMD100の一部であり、頭部装着手段により使用者の頭部に装着されている。このため、他のHMD100が指標画像を「確認」するまで、すなわち他のHMD100の撮像手段により指標画像が撮像されるまでは、指標画像を投影するHMD100の使用者は、頭部を大きく動かしてはならない。しかし、他のHMD100により指標画像が「確認」された後は、その旨がすみやかに通知され、使用者はもはや頭部を動かしてもよいと認識できることが合理的である。
The index image projection means for projecting the index image is a part of the
本実施形態に係るHMD100が、バーチャル情報の画像の共有指示に係る指標画像を撮像したとき、所定の確認信号を発信するのはこの通知を行うためであり、この確認信号は以下のように利用することができる。
When the
例えば、指標画像を投影するHMD100は、指標画像を投影した後、「確認信号」を受信するまでの間は、その使用者に対して頭部を動かさないように表示することとしてもよい。
あるいは、グループ設定されたHMD100が3以上ある場合において、その多くから「確認信号」を受信しないときは、指標画像の投影状態が適切でないと推測できる。このため、指標画像を投影するHMD100はその使用者に対して投影状態を改善するように表示することとしてもよい。
逆に、グループ設定されたHMD100が3以上ある場合において、その多くから「確認信号」を受信し、ごく一部から「確認信号」を受信しないときは、「確認信号」を発信しないHMD100の指標画像の撮像状態が適切でないと推測できる。この場合、その少ない数のHMD100の使用者に対して撮像状態を改善するように表示することとしてもよい。
For example, the
Alternatively, when there are three or more HMD 100s set in a group and no "confirmation signal" is received from most of them, it can be inferred that the projection state of the index image is not appropriate. Therefore, the
On the contrary, when there are 3 or more HMD100s set in a group, the "confirmation signal" is received from most of them, and when the "confirmation signal" is not received from a small part, the index of the HMD100 that does not transmit the "confirmation signal". It can be inferred that the imaging state of the image is not appropriate. In this case, it may be displayed so as to improve the imaging state for the small number of users of the
以上をまとめると、バーチャル情報の画像を共有する側(指標画像を撮像する側)の使用者の使用に係るHMD100は、指標画像を撮像したとき所定の確認信号を発信する。この確認信号の数がHMD100全体の数に対して多いか少ないかに基づき、指標画像を投影する使用者または指標画像を撮像する使用者に対して適切な使用を促す表示をすることが可能となる。
Summarizing the above, the
以上、説明したように、本発明の情報処理端末(HMD100等)によれば、1つの情報処理端末が現実のオブジェクト上に投影した指標画像に基づき、他の情報処理端末は共有指示された仮想オブジェクトをその表示部に拡張現実表示することが可能となる。従って、データやファイルの「共有」に最適な、拡張現実表示をすることが可能となる。 As described above, according to the information processing terminal (HMD100 or the like) of the present invention, the other information processing terminals are instructed to share the virtual image based on the index image projected on the real object by one information processing terminal. It is possible to display an object in augmented reality on its display. Therefore, it is possible to display augmented reality, which is optimal for "sharing" data and files.
<その他の実施形態>
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するコンピュータプログラムを、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
<Other embodiments>
The present invention is also realized by executing the following processing. That is, a computer program that realizes the functions of the above-described embodiment is supplied to the system or device via a network or various storage media, and the computer (or CPU, MPU, etc.) of the system or device reads and executes the program. It is a process.
The configuration, shape, size, and arrangement relationship described in the above embodiments are only schematically shown to the extent that the present invention can be understood and implemented. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiment, and can be changed to various embodiments as long as it does not deviate from the scope of the technical idea shown in the claims.
100 HMD(情報処理端末)
101 頭部装着部
102 撮像部
103 投影部
104 表示部
130 表示制御部
140 撮像制御部
150 CPU
160 メモリ
170 電源部
180 通信部
190 投影制御部
4082 仮想オブジェクト
5021 テーブル
5031 仮想オブジェクト
5041 指標画像
5051 仮想オブジェクト
100 HMD (information processing terminal)
101
160
Claims (6)
前記仮想オブジェクトを前記第1の指と第2の指とによりつまんだ状態のまま前記第1の指と第2の指とを互いに反対方向にずらす動作を検知した場合、前記仮想オブジェクトに予め対応付けられたメニューを選択する指示を受け付ける受付手段と、を有することを特徴とする情報処理装置。 It is a display control means for controlling the display of a virtual object based on three-dimensional shape data on the display unit, and the back side portion of the first finger of the user who operates the virtual object is in front of the virtual object. A display control means for displaying the virtual object on the display unit so that the ventral portion of the user's second finger is behind the virtual object, and a display control means.
When the operation of shifting the first finger and the second finger in opposite directions while the virtual object is pinched by the first finger and the second finger is detected, the virtual object is detected. An information processing apparatus comprising: a receiving means for receiving an instruction for selecting a menu associated with the object in advance.
前記仮想オブジェクトを前記第1の指と第2の指とによりつまんだ状態のまま前記第1の指と第2の指とを互いに反対方向にずらす動作を検知した場合、前記仮想オブジェクトに予め対応付けられたメニューを選択する指示を受け付ける受付工程と、を有することを特徴とする情報処理方法。 In the display control process for controlling the display of a virtual object based on three-dimensional shape data on the display unit, the back side portion of the first finger of the user who operates the virtual object is in front of the virtual object. A display control step for displaying the virtual object on the display unit so that the ventral portion of the user's second finger is behind the virtual object, and a display control step.
When the operation of shifting the first finger and the second finger in opposite directions while the virtual object is pinched by the first finger and the second finger is detected, the virtual object is detected. An information processing method comprising: a reception process for receiving an instruction to select a menu associated with the object in advance.
3次元形状データによる仮想オブジェクトを表示部に表示させる制御をする表示制御手段であって、前記仮想オブジェクトに対して操作を行うユーザの第1の指の甲側部分が前記仮想オブジェクトより手前に、ユーザの第2の指の腹側部分が当該仮想オブジェクトより奥になるように、前記仮想オブジェクトを前記表示部に表示させる表示制御をする表示制御手段と、
前記仮想オブジェクトを前記第1の指と第2の指とによりつまんだ状態のまま前記第1の指と第2の指とを互いに反対方向にずらす動作を検知した場合、前記仮想オブジェクトに予め対応付けられたメニューを選択する指示を受け付ける受付手段と、として機能させるためのプログラム。 Computer
It is a display control means for controlling the display of a virtual object based on three -dimensional shape data on the display unit, and the back side portion of the first finger of the user who operates the virtual object is in front of the virtual object. A display control means for displaying the virtual object on the display unit so that the ventral portion of the user's second finger is behind the virtual object, and a display control means.
When the operation of shifting the first finger and the second finger in opposite directions while the virtual object is pinched by the first finger and the second finger is detected, the virtual object is detected. A program for functioning as a reception means for receiving an instruction to select a menu associated with the object in advance.
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