JPH08106548A - ３次元画像情報処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＶＲ（バーチャル・リアリティー＝仮想現実
感）装置において、より現実に近い立体表示を行う事を
目的とする。 【構成】 本発明は、パソコン、ワークステーション等
のホストコンピュータからの信号に基づいて右目用の画
像と左目用の画像を表示するディスプレイと、このディ
スプレイに表示される右目用の画像と左目用の画像を操
作者の各々の目に通過するビュー装置と、操作者の３次
元操作をホストコンピュータに入力する入力手段とを備
えたものにおいて、操作者が注目する物体の周囲の画像
をピンボケ表示する演算手段を設けて成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所謂ＶＲ（バーチャル
・リアルティー＝仮想現実感）装置を用いて操作者に３
次元情報を提供する３次元画像情報端末装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、設計図面等は手書きにより作成さ
れていたが、近年コンピュータ等の発達により、設計図
面等をディスプレイ、キーボード等を用いて作成する所
謂ＣＡＤが普及してきた。

【０００３】一方、近年３次元情報を処理するＣＡＤも
普及し始めているが、この場合、ディスプレイに表示さ
れる２次元情報を見ながら、マウス、デジタイザ、タブ
レット等の入力装置を用いて入力した情報を元に、ディ
スプレイ上に立体図を表示しているが、表示される立体
図は２次元情報の為、表示と実物とでは差異が生じると
いう問題がある。

【０００４】そこで、画像を立体的に表示するものとし
て、例えばＨＭＤ（Head Mounted Display）と呼ばれ
る、２つの小さなディスプレイを左右の目の前に置き、
各々のディスプレイに右目用の画像と左目用の画像を表
示するゴーグル状の表示装置とか、１つのディスプレイ
に右目用の画像と左目用の画像を高速で交互に表示し、
これに連動する液晶シャッターを備えたビュー装置によ
り、右目用の画像は右目に、左目用の画像は左目に通過
する事で、物体が飛び出して見える様にしたものがあ
り、これらの場合には、図５にて示す左目用画像と右目
用の画像間のずれ量Ｓを下式により算出している。

【０００５】

【数１】

【０００６】尚、ここでＤｐは左目と右目との瞳孔間距
離で、Ｄｅはディスプレイから目迄の距離である。

【０００７】一方上記立体表示を行う場合には、２台の
カメラで右目用の映像と左目用の映像を撮影し、それを
上記ビュー装置を用いて立体的に観察するものがある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし然ら、カメラで
撮影した画像は、カメラのピントが合っている物体以外
の物体はぼやけて不明瞭な表示となっているが、コンピ
ュータで作り出した画像は、表示する物体と目の位置に
関係なく明瞭な表示となっている為、例えば図６にて示
す様にディスプレイＤ上に前後に位置が異なる２つの円
柱Ａ，Ｂを表示した場合、円柱Ａも円柱Ｂも鮮明に表示
されるので、図７にて示す様に注目していない円柱Ｂの
大きさが異なって見えたり、図８にて示す様に注目して
いない円柱Ａが複数に見えたりして違和感が生じるとい
う問題がある。

【０００９】そこで本発明は、操作者が注目している物
体をより鮮明に知覚し得る様にする事を目的とするもの
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、パソコン、ワ
ークステーション等のホストコンピュータからの信号に
基づいて右目用の画像と左目用の画像を表示するディス
プレイと、このディスプレイに表示される右目用の画像
と左目用の画像を操作者の各々の目に通過するビュー装
置と、操作者の３次元操作をホストコンピュータに入力
する入力手段とを備えたものにおいて、操作者が注目す
る物体の周囲の画像をピンボケ表示する演算手段を設け
て成るものである。

【００１１】又本発明は、演算手段を、ｄｒを０〜１の
任意の実数、ｄθを０〜３６０の任意の角度、Ｂを分散
幅とし、式 ｘ’＝ｘ＋Ｂ×ｄｒ×ｓｉｎｄθ ｙ’＝ｙ＋Ｂ×ｄｒ×ｃｏｓｄθ により注目する物体の周囲の映像を分散してピンボケ表
示する様に構成して成るものである。

【００１２】

【作用】演算手段により操作者が注目する物体の周囲の
画像をピンボケ表示することで、操作者が注目する物体
が明確になり、操作者の奥行き知覚精度が向上する。

【００１３】

【実施例】本発明による実施例を先ず図１に基づき説明
すると、(１)は所謂グラフィック・ワークステーション
等のホストコンピュータで、画像を表示するディスプレ
イ(２)と、３次元位置の入力を行う入力用の押ボタン
(３)を備えたポインタ(４)とを主に接続している。

【００１４】上記ポインタ(４)は、ディスプレイ(２)の
前方適所に固定した複数のエンコーダ(５)(５)・・と糸
(６)(６)・・によって連動し、上記エンコーダ(５)(５)
・・の出力をホストコンピュータ(１)に入力すること
で、ポインタ(４)の３次元位置を算出する様に構成して
いる。

【００１５】(７)は図示しない操作者の頭部に装着する
ビュー装置で、左目の前には赤いフィルター(８)を装着
し、右目の前には青いフィルター(９)を装着していると
共に、上記ディスプレイ(２)の前方適所に固定した複数
のエンコーダ(10)(10)・・と糸(11)(11)・・によって連
動し、上記エンコーダ(10)(10)・・の出力をホストコン
ピュータ(１)に入力することで、ビュー装置(７)の３次
元位置を算出する様に構成している。

【００１６】尚上記ビュー装置(７)を用いる場合には、
上記ディスプレイ(２)に左目用画像を青色で表示し、右
目用画像を赤色で表示する。

【００１７】又上記ビュー装置(７)は、周知の例えば液
晶シャッターを用いたステレオビューメガネにて構成し
ても良く、この場合には上記ディスプレイ(２)に右目用
の画像と左目用の画像を１秒間に１２０画面の速度で表
示し、この画像に同期して左右の液晶シャッターを１／
６０秒の速度で交互にオン・オフすることで、右目用の
画像は右目に、左目用の画像は左目に各々通過する。

【００１８】図２は本発明のブロック図で、上記ホスト
コンピュータ(１)の入力側に、上記ポインタ(４)、エン
コーダ(５)(５)・・、(10)(10)・・を接続していると共
に、出力側に、ディスプレイ(２)を接続している。

【００１９】又上記ホストコンピュータ(１)は、例えば
上記エンコーダ(５)(５)・・、(10)(10)・・の出力とポ
インタ()からの入力に基づき、操作者が注目している物
体を検出し、この注目している物体の周囲をピンボケ表
示する演算手段(11)を設けている。

【００２０】尚上記演算手段(11)は、ｄｒを０〜１の任
意の実数、ｄθを０〜３６０の任意の角度、Ｂを分散幅
とし、式 ｘ’＝ｘ＋Ｂ×ｄｒ×ｓｉｎｄθ ｙ’＝ｙ＋Ｂ×ｄｒ×ｃｏｓｄθ により表示する映像を点の集合と考え、一定の割合で分
散させる。

【００２１】又上記ピンボケ映像の作成方法としては、
ガウシアンフィルターを用いる方法等もあるが、上記式
を用いれば比較的簡単に作成出来る。

【００２２】図３はディスプレイ(２)上に、操作者に注
目させたい物体と、それ以外の２つのピンボケ表示した
物体とを表示して操作者に観察してもらい、どの位置に
注目させたい物体が表示されていると知覚したかをポイ
ンタ(４)で指示する実験を行った結果を示すもので、横
軸にディスプレイ(２)から物体を表示しようとした位置
までの距離、縦軸に物体を表示しようとした位置と操作
者が認識した位置との差を表したものであり、図４にて
示すピンボケ映像を全く表示しない場合と比較して、奥
行き知覚精度が大幅に向上している。

【００２３】一方、表示物体が複数ある場合、どの物体
を注目する物体として表示するかを選択する方法とし
て、例えばポインタ(４)で指示している位置が操作者の
注目している位置とし、操作者の目の中心とポインタ
(４)とを結ぶ線を視線と想定し、この視線に対し０．５
°の範囲内にある物体はそのまま表示を行い、その範囲
から外れる物体を、視線から離れるに従って上記式の分
散幅を大きくして分散させて表示することで、比較的簡
単に表示する事が出来る。

【００２４】又他の方法として、操作者の目をカメラで
観察し、観察した画像に画像処理を施してその瞳孔位置
から操作者の視線方向を算出する所謂視線追従方法によ
り操作者の注目点を算出し、上記と同様に視線に対し
０．５°の範囲内にある物体をそのまま表示する方法も
ある。

【００２５】

【発明の効果】本発明による構成により、操作者が注目
する物体の周囲をピンボケ表示することで、例えばディ
スプレイ上に複数の物体を同時に表示する場合等におい
て、操作者の奥行き知覚精度を高め、注目しない物体の
変形等を防止して、より現実に近い立体表示を行う事が
出来るものである。

【００２６】又本発明は、数式にて示す式に基づき注目
しない物体をピンボケ表示することで、比較的簡単にピ
ンボケ処理を行う事が出来るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す概略構成図である。

【図２】本発明の実施例を示すブロック図である。

【図３】本発明による実施例の特性図である。

【図４】従来例を示す特性図である。

【図５】従来の動作説明図である。

【図６】同じく従来の動作説明図である。

【図７】同じく従来の動作説明図である。

【図８】同じく従来の動作説明図である。

【符号の説明】

１ ホストコンピュータ ２ ディスプレイ ４ ポインタ ７ ビュー装置 11 演算手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パソコン、ワークステーション等のホス
   トコンピュータからの信号に基づいて右目用の画像と左
   目用の画像を表示するディスプレイと、このディスプレ
   イに表示される右目用の画像と左目用の画像を操作者の
   各々の目に通過するビュー装置と、上記操作者の３次元
   操作をホストコンピュータに入力する入力手段とを備え
   たものにおいて、上記操作者が注目する物体の周囲の画
   像をピンボケ表示する演算手段を設けた事を特徴とする
   ３次元画像情報処理装置。
2. 【請求項２】 上記演算手段を、ｄｒを０〜１の任意の
   実数、ｄθを０〜３６０の任意の角度、Ｂを分散幅と
   し、式 ｘ’＝ｘ＋Ｂ×ｄｒ×ｓｉｎｄθ ｙ’＝ｙ＋Ｂ×ｄｒ×ｃｏｓｄθ により上記注目する物体の周囲の映像を分散してピンボ
   ケ表示する様に構成した事を特徴とする、上記請求項１
   に記載の３次元画像処理装置。