JP7206591B2 - データ表示装置、方法、およびプログラム - Google Patents

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Description

本発明は、3DCG空間上で、その3DCG空間に関連するデータを表示するための技術に関する。
従来、印刷技術分野で発展した高精彩デジタル化技術やカラーマネージメント技術は、貴重な文化財のデジタルアーカイブに貢献している。例えば、高精細撮影データや、三次元形状計測データ・色彩計測データに基づいて、文化財を再現することで、鑑賞・体験することが可能になっている。また、バーチャルリアリティー(VR)技術は、文化財が高精細にデジタル表現された仮想空間内で、視点を移動しながら文化財を鑑賞・体験することを可能にしている。
上記の文化財などのVR用のコンテンツを制作するためには、多数の高精細撮影データや三次元形状計測データ・色彩計測データなどが使用される(例えば、特許文献1参照)。通常、VRコンテンツが制作された後、高精細撮影データや三次元形状計測データ・色彩計測データなどのデータは、VRコンテンツの元となったデータとして保存されている。
特開2015-59849号公報
しかしながら、VRコンテンツが完成した後、VRコンテンツの元となったデータを参照しようとしても、高精細撮影データや三次元形状計測データ・色彩計測データなどのデータを画像ビューアで閲覧することができるに過ぎない。従来の画像ビューアでは、保存されているデータを単に閲覧できるに過ぎず、それぞれのデータが、VRコンテンツの3DCG空間内でどの物体のどの部分を制作するために使用されたのかを把握することができなかった。
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、VRコンテンツの元となったデータが、VRコンテンツの3DCG空間内でどの物体のどの部分を制作するために使用されたのかを把握することができる、装置、方法、およびプログラムを提供することにある。
このような目的を達成するために、本発明の第1の態様は、装置である。この装置は、仮想空間内の第1の視点に関する情報および第1の視点とは異なる仮想空間内の第2の視点に関する情報を受信し、第1の視点に関する情報は第1の視点の位置の情報を含み、第2の視点に関する情報は第2の視点の位置の情報を含み、仮想空間を制作するために使用され、かつ仮想空間内に配置されたデータの所定の位置と第1の視点の位置とを結ぶ第1の線、および所定の位置と第2の視点の位置とを結ぶ第2の線の間の角度が、所定の範囲内に入るかどうかを判定し、角度が所定の範囲内に入ると判定された場合、データを使用して制作された仮想空間内で描画された画像の上にデータを重畳して表示する、ように構成されたプロセッサを備える。
本発明の第2の態様は、装置によって実施される方法である。この方法は、仮想空間内の第1の視点に関する情報および第1の視点とは異なる仮想空間内の第2の視点に関する情報を受信するステップであって、第1の視点に関する情報は第1の視点の位置の情報を含み、第2の視点に関する情報は第2の視点の位置の情報を含む、受信するステップと、仮想空間を制作するために使用され、かつ仮想空間内に配置されたデータの所定の位置と第1の視点の位置とを結ぶ第1の線、および所定の位置と第2の視点の位置とを結ぶ第2の線の間の角度が、所定の範囲内に入るかどうかを判定するステップと、角度が所定の範囲内に入ると判定された場合、データを使用して制作された仮想空間内で描画された画像の上にデータを重畳して表示するステップと、を含む。
本発明の第3の態様は、プログラムである。このプログラムは、コンピュータを第1の態様の装置として機能させるプログラムである。
本発明によれば、VRコンテンツを制作するために使用されたデータを、そのデータが使用された3DCG空間上の位置で表示することができる。
本発明の一実施形態にかかるデータ表示システムの全体の概要図である。 本発明の一実施形態にかかるデータ表示システムの表示装置の機能ブロック図である。 本発明の一実施形態にかかる素材データの配置を説明するための図である。 本発明の一実施形態にかかる有効エリアの判定を説明するための図である。 本発明の一実施形態にかかる素材データの配置のための処理フローの一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態にかかる素材データの閲覧のための処理フローの一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態にかかる素材データの閲覧のための処理フローの一例を示すフローチャートである。
最初に、本明細書で利用する用語について説明する。「VRコンテンツ」とは、3次元コンピュータグラフィックス(3DCG)や音声などから成る、バーチャルリアリティ(VR)を体験するためのデータである。また、「3DCG空間」とは、ディスプレイ上などに描画された3DCGによって表現される仮想空間である。本明細書では、3DCGモデルや光源の情報から3DCGを描画することを“レンダリング”という。描画は、リアルタイムレンダリング、プリレンダリングの両方を含む。3DCG空間内に配置された仮想のカメラ(視点とも言う)が撮影する画像が描画される。また、「3DCGモデル」とは、3DCG空間内に配置されている物体(オブジェクトとも言う)である。また、「素材データ」とは、VRコンテンツを制作するために使用された(例えば、ユーザが参照した)画像データである。例えば、素材データは、撮影された写真データ、三次元形状計測や色彩計測の結果に基づいて生成された計測データ、設計図などの図面データ、などである。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態にかかるデータ表示システム100の全体の概要図である。概要図には、表示装置101およびユーザ端末102が含まれる。表示装置101およびユーザ端末102は、互いにデータを送受信することができる。表示装置101は、VRコンテンツ(つまり、3DCG空間)を制作するために使用された素材データを、その素材データが使用されたこの3DCG空間上の位置に配置するための装置である。また、表示装置101は、VRコンテンツを制作するために使用された素材データを、その素材データが使用された3DCG空間上の位置でユーザに閲覧させるための装置である。
ユーザ端末102は、1または複数のパーソナルコンピュータなどのコンピュータである。ユーザ端末102は、ユーザが、VRコンテンツを制作するために使用された素材データを、その素材データが使用されたこの3DCG空間上の位置に配置するために用いられる。また、ユーザ端末102は、ユーザが、VRコンテンツを制作するために使用された素材データを、その素材データが使用された3DCG空間上の位置で閲覧するために用いられる。なお、本明細書では、表示装置101とユーザ端末102を別々のコンピュータとして説明するが、表示装置101とユーザ端末102を1つのコンピュータとすることもできる。
図2は、本発明の一実施形態にかかるデータ表示システム100の表示装置101の機能ブロック図である。表示装置101は、配置部201、視点情報取得部202、描画部203、有効エリア判定部204、変更部205、素材データ記憶部206、有効エリア情報記憶部207を含む。表示装置101は、プロセッサおよびメモリを含む1または複数のコンピュータである。また、表示装置101は、配置部201、視点情報取得部202、描画部203、有効エリア判定部204、変更部205を動作させるためのプログラム、または、後述する処理フローを実行するためのプログラム、を格納した記憶媒体を含む。
<素材データの配置>
配置部201は、VRコンテンツの3DCG空間内の3DCGモデルを制作するために使用されたデータ(つまり、素材データ)を、この3DCG空間(つまり、その素材データが使用された3DCG空間)上の位置に等倍で配置することができる。具体的には、配置部201は、素材データの中心点を“基点”として決定することができる。素材データの中心点が定めにくい場合は、所定の位置を“基点”として決定しても良い。また、配置部201は、素材データを配置するための3次元の仮想空間(以下、素材データ配置空間とも言う)内で、素材データの基点に相当する位置を決定することができる。例えば、素材データの基点に相当する位置とは、素材データ配置空間での位置である。なお、素材データ配置空間は、その素材データを使用して制作された3DCG空間と同一の空間を表わす仮想空間である。3DCG空間も素材データ配置空間も現実空間と対応している。また、配置部201は、「素材データの基点」を「素材データ配置空間内で素材データの基点に相当する位置」に配置することができる。また、素材データ配置空間内での3DCGモデルの縮尺・向きと同一となるように、素材データを素材データ配置空間内に配置することができる。なお、ユーザは、ユーザ端末102を介して、素材データを配置することができる。あるいは、表示装置101は、素材データと素材データ配置空間内の3DCGモデルとの関係に基づいて、素材データを配置することができる。図3を参照しながら、素材データの配置についてより詳細に説明する。
図3は、本発明の一実施形態にかかる素材データの配置を説明するための図である。図3では、素材データ配置空間301内に、3DCGモデル302を制作するために使用された素材データ303が配置されている。なお、素材データ配置空間301内に、3DCGモデル302を配置せず、素材データ303のみを配置するようにしてもよい。例えば、素材データ303は、現実空間にある3DCGモデル302の元となる実物が撮影された写真データである。あるいは、例えば、素材データ303は、現実空間にある3DCGモデル302の元となる実物が三次元形状計測や色彩計測された結果に基づいて生成された計測データ、3DCGモデル302の設計図などの図面データ、である。以下で詳細に説明するように、素材データを使用して制作された3DCG空間内の仮想のカメラの位置や向き(つまり、素材データ配置空間301内の仮想のカメラの位置や向き)に基づいて、3DCG空間が描画(レンダリング)された3DCG上に素材データが表示される。
次に、図3を参照しながら、素材データと仮想のカメラ(視点)との関係を説明する。図3に、原点305から基点304への垂直ベクトル306と、視点307から基点304への視線ベクトル308と、が示されている。原点305は、素材データ303(例えば、写真データ)を撮影したカメラの現実空間内での位置に相当する素材データ配置空間301内での位置である。あるいは、原点305は、素材データ303(例えば、図面データ)に対して垂直に基点304を通る線上にあり、かつ、素材データ303の全てを撮影することができる仮想のカメラ(視点)の位置のうちで最も基点304に近い位置にある点である。視点307は、素材データを閲覧するユーザが操作している仮想のカメラ(視点)の位置を示す。また、視線ベクトル308は、素材データを閲覧するユーザが操作している仮想のカメラ(視点)の向きを示す。本発明では、垂直ベクトル306と視線ベクトル308との角度309が所定の角度以下である場合に、素材データ303(例えば写真データや図面データ)が表示される。つまり、垂直ベクトル306と視線ベクトル308との角度309が所定の角度より大きい場合、ユーザは、素材データ303を閲覧することはできない。このように、素材データ303の中心点(基点)304を通る視線ベクトル308が垂直ベクトル306となす角度に基づいて、素材データ303の閲覧可否が判定される。
<閲覧>
図2に戻り、配置された素材データの閲覧について説明する。視点情報取得部202は、ユーザ端末102から、素材データを閲覧するユーザがユーザ端末102を介して操作している、仮想のカメラ(視点)に関する情報を取得することができる。仮想のカメラ(視点)に関する情報は、視点の位置または向きを含む。また、視点情報取得部202は、取得した情報を描画部203、有効エリア判定部204、変更部205が参照できるようにメモリ(図示せず)に記憶することができる。
以下、素材データの閲覧の方法の一例として、全エリア(等倍)モード、全エリア(サムネイル)モード、有効エリア(等倍)モード、有効エリア(サムネイル)モードを説明する。ユーザは、ユーザ端末102を用いて、表示装置101が表示する素材データ303を閲覧することができる。いずれのモードでも、ユーザは、素材データ配置空間301内に配置されている素材データを閲覧するのではなく、描画(レンダリング)された3DCGの上に表示された素材データを閲覧する。なお、3DCGの一部または全部を非表示にして、素材データを見やすくするようにしても良い。
<全エリア(等倍)モード>
<全エリア(等倍)モード>では、垂直ベクトル306と視線ベクトル308との角度309が所定の角度以下である場合に、描画部203が、素材データを3DCGの上に重畳して表示することができる。素材データ303に対応する3DCGモデル302の縮尺(すなわち、素材データ303上の、3DCGモデル302に対応する実物の縮尺。例えば、素材データ303が写真である場合、写真に写っている3DCGモデル302の元となる実物の縮尺)と3DCG空間内での3DCGモデル302の縮尺は、同一である。具体的には、描画部203は、視点情報取得部202が取得した仮想のカメラ(視点)の位置と向きを示す情報にしたがって、素材データを使用して制作された3DCG空間内を描画(レンダリング)することができる。また、描画部203は、視点情報取得部202が取得した仮想のカメラ(視点)の位置と向きを示す情報、および、素材データ記憶部206に格納されている素材データの情報(素材データ配置空間における素材データの位置に関する情報)に基づいて、垂直ベクトル306と視線ベクトル308との角度309が所定の角度以下であるか否かを判定することができる。また、描画部203は、垂直ベクトル306と視線ベクトル308との角度309が所定の角度以下である場合に、素材データ記憶部206に格納されている素材データを読み出すことができる。また、描画部203は、垂直ベクトル306と視線ベクトル308との角度309が所定の角度以下である場合に、描画(レンダリング)している3DCGの上に、読み出した素材データを重畳して表示することができる。例えば、描画部203は、3DCG空間内の対応する3DCGモデルの3DCGの上に素材データを表示する、あるいは、3DCG空間内の対応する3DCGモデルの3DCGと入れ替えて素材データを表示することができる。また、例えば、描画部203は、3DCG空間内に配置した仮想のディスプレイ装置上に複数の素材データを表示することができる。なお、垂直ベクトル306と視線ベクトル308との角度309が所定の角度より大きい場合、描画部203は、素材データを表示しない(つまり、3DCG空間の描画(レンダリング)のみを行なう)。
<全エリア(サムネイル)モード>
<全エリア(サムネイル)モード>では、描画部203は、<全エリア(等倍)モード>の素材データを基点304を基準に縮小して表示することができる。例えば、描画部203は、3DCG空間内の対応する3DCGモデルの3DCGの近隣に、縮小した素材データを表示することができる。その他の処理は、<全エリア(等倍)モード>と同様であるので、説明を省略する。
<有効エリア(等倍)モード>
<有効エリア(等倍)モード>では、垂直ベクトル306と視線ベクトル308との角度309が所定の角度以下であり、かつ、仮想のカメラ(視点)が有効エリアの範囲内にある場合に、描画部203および有効エリア判定部204が、素材データを3DCGの上に重畳して表示することができる。素材データ303に対応する3DCGモデル302の縮尺と3DCG空間内での3DCGモデル302の縮尺は、同一である。具体的には、描画部203は、視点情報取得部202が取得した仮想のカメラ(視点)の位置と向きを示す情報にしたがって、素材データ303を使用して制作された3DCG空間内を描画(レンダリング)することができる。また、描画部203は、視点情報取得部202が取得した仮想のカメラ(視点)の位置と向きを示す情報、および、素材データ記憶部206に格納されている素材データの情報(素材データ配置空間における素材データの位置に関する情報)に基づいて、垂直ベクトル306と視線ベクトル308との角度309が所定の角度以下であるか否かを判定することができる。有効エリア判定部204は、視点情報取得部202が取得した仮想のカメラ(視点)の位置を示す情報、および、有効エリア情報記憶部207に格納された有効エリアに関する情報に基づいて、仮想のカメラ(視点)が有効エリアの範囲内にあるか否かを判定することができる。図4を参照しながら、有効エリアの判定についてより詳細に説明する。
図4は、本発明の一実施形態にかかる有効エリアの判定を説明するための図である。図4に、図3で説明した素材データ303の基点304と、原点305と、基点以外の点401が示されている。基点以外の点401は、素材データ303の3つ以上の点(例えば、素材データ303の4つの頂点)である。そして、原点305と基点以外の点401に囲まれた空間を有効エリアとする。各素材データ303の有効エリアに関する情報は、有効エリア情報記憶部207に格納される。
<有効エリア(等倍)モード>の説明に戻る。描画部203は、垂直ベクトル306と視線ベクトル308との角度309が所定の角度以下であり、かつ、仮想のカメラ(視点307)が有効エリアの範囲内にある場合に、素材データ記憶部206に格納されている素材データ303を読み出すことができる。また、描画部203は、垂直ベクトル306と視線ベクトル308との角度309が所定の角度以下であり、かつ、仮想のカメラ(視点307)が有効エリアの範囲内にある場合に、描画(レンダリング)している3DCGの上に、読み出した素材データを重畳して表示することができる。あるいは、描画部203は、垂直ベクトル306と視線ベクトル308との角度309が所定の角度以下であり、かつ、仮想のカメラ(視点307)が有効エリアの範囲内にある場合に、3DCGを描画せずに、素材データのみを表示することができる。
<有効エリア(サムネイル)モード>
<有効エリア(サムネイル)モード>では、描画部203は、<有効エリア(等倍)モード>の素材データを基点304を基準に縮小して表示することができる。例えば、描画部203は、3DCG空間内の対応する3DCGモデルの3DCGの近隣に、縮小した素材データを表示することができる。その他の処理は、<有効エリア(等倍)モード>と同様であるので、説明を省略する。
変更部205は、3DCGの上に重畳して表示されている素材データ303に相当する、3DCG空間内の3DCGモデルを特定することができる。具体的は、変更部205は、ユーザ端末102から、ユーザが指定する素材データ303を示す情報を受信することができる。また、変更部205は、素材データ記憶部206に格納されている素材データの情報(素材データ配置空間における素材データの位置に関する情報)に基づいて、指定された素材データ303に相当する3DCG空間内の3DCGモデルを特定することができる。また、変更部205は、特定した3DCGモデルの色を変更するなどして、ユーザに明示することができる。
素材データ記憶部206は、素材データ303(例えば写真データや図面データ)を格納することができる。また、素材データ記憶部206は、素材データ配置空間301における素材データ303の位置に関する情報を格納することができる。素材データ配置空間301における素材データ303の位置に関する情報とは、素材データ303が素材データ配置空間301内でどのように配置されているかを識別するための情報である。具体的には、素材データ配置空間301における素材データ303の位置に関する情報とは、「素材データの基点」と「素材データ配置空間内で素材データの基点に相当する位置」との対応関係を示す情報、「素材データに対応する3DCGモデルの縮尺・向き」を示す情報である。
有効エリア情報記憶部207は、各素材データ303の有効エリアに関する情報を格納することができる。有効エリアに関する情報とは、各素材データ303の有効エリアを識別するための情報である。
図5は、本発明の一実施形態にかかる素材データの配置のための処理フローの一例を示すフローチャートである。
ステップ501で、表示装置101は、素材データ303の“基点”を決定する。
ステップ502で、表示装置101は、仮想空間内で、ステップ501で決定した素材データ303の基点に相当する位置を決定する。
ステップ503で、表示装置101は、「ステップ501で決定した基点」と「ステップ502で決定した位置」とが一致し、かつ、素材データ303に対応する3DCGモデルの縮尺・向きと仮想空間内での3DCGモデルの縮尺・向きとが同一となるように、素材データ303を仮想空間内に配置する。
図6は、本発明の一実施形態にかかる素材データの閲覧(<全エリア(等倍)モード>と<全エリア(サムネイル)モード>)のための処理フローの一例を示すフローチャートである。
ステップ601で、表示装置101は、仮想空間内の仮想のカメラ(視点)の位置および向きを示す情報を取得する。
ステップ602で、表示装置101は、ステップ601で取得した情報が示す視点の位置および向きに基づいて、垂直ベクトル306と視線ベクトル308との角度309が所定の角度以下であるか否かを判定する。所定の角度以下である場合は、ステップ603へ進む。所定の角度より大きい場合は、ステップ604へ進む。
ステップ603で、表示装置101は、仮想空間内が描画(レンダリング)された3DCGの上に素材データ303を重畳して表示する。
ステップ604で、表示装置101は、素材データ303を表示しない。つまり、表示装置101は、仮想空間内の3DCGの描画(レンダリング)のみを行なう。
図7は、本発明の一実施形態にかかる素材データの閲覧(<有効エリア(等倍)モード>と<有効エリア(サムネイル)モード>)のための処理フローの一例を示すフローチャートである。
ステップ701で、表示装置101は、仮想空間内の仮想のカメラ(視点)の位置及び向きを示す情報を取得する。
ステップ702で、表示装置101は、ステップ701で取得した情報が示す視点の位置および向きに基づいて、垂直ベクトル306と視線ベクトル308との角度309が所定の角度以下であるか否かを判定する。また、表示装置101は、ステップ701で取得した情報が示す視点の位置が有効エリアの範囲内にあるか否かを判定する。所定の角度以下であり、かつ、有効エリアの範囲内である場合は、ステップ703へ進む。所定の角度より大きい場合、または、有効エリアの範囲外である場合は、ステップ704へ進む。
ステップ703で、表示装置101は、仮想空間内が描画(レンダリング)された3DCGの上に素材データ303を重畳して表示する。
ステップ704で、表示装置101は、素材データ303を表示しない。つまり、表示装置101は、仮想空間内の3DCGの描画(レンダリング)のみを行なう。
このように、本発明では、VRコンテンツを制作するために使用された素材データを、その素材データが使用された3DCG空間上の位置に配置して保存することができる。また、VRコンテンツを制作するために使用された素材データを、その素材データが使用された3DCG空間上の位置でユーザに閲覧させることができる。
また、本発明は、仮想空間を描画するための仮想空間データと、この仮想空間データを制作するために使用された素材データとを含むデータ構造でもある。素材データは、仮想空間内での素材データの配置と、仮想空間内の視点と、に基づいて、仮想空間内での素材データの閲覧可否が判定され、閲覧可能と判定された際には、この素材データは、対応する仮想空間データに重畳して表示される。
ここまで、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態はあくまで一例であり、本発明は上述した実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
また、本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、各請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。
100 データ表示システム
101 表示装置
102 ユーザ端末
201 配置部
202 視点情報取得部
203 描画部
204 有効エリア判定部
205 変更部
206 素材データ記憶部
207 有効エリア情報記憶部
301 素材データ配置空間
302 3DCGモデル
303 素材データ
304 基点
305 原点
306 垂直ベクトル
307 視点
308 視線ベクトル
309 角度
401 基点以外の点

Claims (5)

  1. 仮想空間内の第1の視点に関する情報および前記第1の視点とは異なる仮想空間内の第2の視点に関する情報を受信し、前記第1の視点に関する情報は前記第1の視点の位置の情報を含み、前記第2の視点に関する情報は前記第2の視点の位置の情報を含み、
    前記仮想空間を制作するために使用され、かつ前記仮想空間内に配置されたデータの所定の位置と前記第1の視点の位置とを結ぶ第1の線、および前記所定の位置と前記第2の視点の位置とを結ぶ第2の線の間の角度が、所定の範囲内に入るかどうかを判定し、
    前記角度が前記所定の範囲内に入ると判定された場合、前記データを使用して制作された前記仮想空間内で描画された画像の上に前記データを重畳して表示する
    ように構成されたプロセッサを備えたことを特徴とする装置。
  2. 前記表示されたデータに対応する物体の縮尺は、前記仮想空間内に配置された前記物体の縮尺と同一である、ことを特徴とする請求項1に記載の装置。
  3. 前記表示されたデータに対応する物体の縮尺は、前記仮想空間内に配置された前記物体の縮尺よりも小さい、ことを特徴とする請求項1に記載の装置。
  4. 装置によって実施される方法であって、
    仮想空間内の第1の視点に関する情報および前記第1の視点とは異なる仮想空間内の第2の視点を受信するステップであって、前記第1の視点に関する情報は前記第1の視点の位置の情報を含み、前記第2の視点に関する情報は前記第2の視点の位置の情報を含む、受信するステップと、
    前記仮想空間を制作するために使用され、かつ前記仮想空間内に配置されたデータの所定の位置と前記第1の視点の位置とを結ぶ第1の線、および前記所定の位置と前記第2の視点の位置とを結ぶ第2の線の間の角度が、所定の範囲内に入るかどうかを判定するステップと、
    前記角度が前記所定の範囲内に入ると判定された場合、前記データを使用して制作された前記仮想空間内で描画された画像の上に前記データを重畳して表示するステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
  5. 請求項4に記載の方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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