JPH10177660A - 画像生成方法、画像生成装置、及び、仮想現実体験装置 - Google Patents
画像生成方法、画像生成装置、及び、仮想現実体験装置Info
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- JPH10177660A JPH10177660A JP8335509A JP33550996A JPH10177660A JP H10177660 A JPH10177660 A JP H10177660A JP 8335509 A JP8335509 A JP 8335509A JP 33550996 A JP33550996 A JP 33550996A JP H10177660 A JPH10177660 A JP H10177660A
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- projection
- viewpoint
- viewpoint position
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 可能な限りコンパクトな施設設置空間で歪み
のない大空間を実物と同スケールで体感しうる仮想現実
体験装置を提供する。 【解決手段】 対象空間を表す三次元グラフィックデー
タから、所定の視点データに対応して、任意の角度で交
差する少なくとも二つの投影面への透視直投影図として
各別に抽出された二次元画像データを、前記投影面に対
する視点位置関係と等価な視点位置から前記投影面と等
価な関係を有する映写面に映写する第一映写機構と、前
記投影面に対する視点位置関係とは異なる視点位置から
前記投影面と等価な関係を有する映写面に映写した場合
に生じる歪みを予め補正するように歪化編集された前記
二次元画像データを映写する第二映写機構とからなり、
前記投影面が、前記対象空間に臨む所定の視点位置に対
して、正面が奥行き側に配置された上下左右正面の五面
の交差平面で構成される。
のない大空間を実物と同スケールで体感しうる仮想現実
体験装置を提供する。 【解決手段】 対象空間を表す三次元グラフィックデー
タから、所定の視点データに対応して、任意の角度で交
差する少なくとも二つの投影面への透視直投影図として
各別に抽出された二次元画像データを、前記投影面に対
する視点位置関係と等価な視点位置から前記投影面と等
価な関係を有する映写面に映写する第一映写機構と、前
記投影面に対する視点位置関係とは異なる視点位置から
前記投影面と等価な関係を有する映写面に映写した場合
に生じる歪みを予め補正するように歪化編集された前記
二次元画像データを映写する第二映写機構とからなり、
前記投影面が、前記対象空間に臨む所定の視点位置に対
して、正面が奥行き側に配置された上下左右正面の五面
の交差平面で構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像生成方法、画
像生成装置、及び、仮想現実体験装置に関し、詳しく
は、例えば、建築物等の事前評価を行うこと等を目的と
して、対象建築物を表す三次元グラフィックデータに基
づいて、任意の角度で交差する少なくとも二つの映写面
への映写用の画像を生成する画像生成方法、画像生成装
置、及び、生成された画像を映写する映写機構を備えた
仮想現実体験装置に関する。
像生成装置、及び、仮想現実体験装置に関し、詳しく
は、例えば、建築物等の事前評価を行うこと等を目的と
して、対象建築物を表す三次元グラフィックデータに基
づいて、任意の角度で交差する少なくとも二つの映写面
への映写用の画像を生成する画像生成方法、画像生成装
置、及び、生成された画像を映写する映写機構を備えた
仮想現実体験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、計画段階或いは設計段階におい
て、コンピュータグラフィックス（以下、「ＣＧ」と記
す。）による景観シミュレーションを用いて、建築物の
外観や内観に対する事前の評価検討等が試みられてい
る。しかし、建築物の様な大スケールなものを対象とす
る場合には、ＣＧ画像を小さなモニタ装置に表示するだ
けでは、本来の空間的広がりやスケール感が把握しづら
いために理解に限界があり、相手に計画意図が十分に伝
達できない場合がある。そこで、ヴァーチュアルリアリ
ティ（以下、「ＶＲ」と記す。）技術を用いてより臨場
感ある景観シミュレーションを試みることが考えられ、
そのための表示装置として、図１３に示すドーム型スク
リーンや、図１４に示すアーチ型スクリーンや、図１５
に示すリア投影方式の箱型スクリーンを用いた仮想現実
体験装置が提案されている。
て、コンピュータグラフィックス（以下、「ＣＧ」と記
す。）による景観シミュレーションを用いて、建築物の
外観や内観に対する事前の評価検討等が試みられてい
る。しかし、建築物の様な大スケールなものを対象とす
る場合には、ＣＧ画像を小さなモニタ装置に表示するだ
けでは、本来の空間的広がりやスケール感が把握しづら
いために理解に限界があり、相手に計画意図が十分に伝
達できない場合がある。そこで、ヴァーチュアルリアリ
ティ（以下、「ＶＲ」と記す。）技術を用いてより臨場
感ある景観シミュレーションを試みることが考えられ、
そのための表示装置として、図１３に示すドーム型スク
リーンや、図１４に示すアーチ型スクリーンや、図１５
に示すリア投影方式の箱型スクリーンを用いた仮想現実
体験装置が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の各仮想現実体験装置では以下の問題があった。即ち、
ドーム型スクリーン方式では、大規模なハードウェアが
必要となり施設容積が大きくなるばかりか、高層ビル等
の映像を投影した場合には垂直方向が湾曲して見える。
アーチ型スクリーン方式を採用した場合には、上下面の
投影ができないために視界を覆うように投影できない。
さらに、リア投影による箱型スクリーン方式を採用した
場合には、上下面の投影ができないばかりでなく、スク
リーンを支えるフレームがスクリーンに写るために見づ
らくなる等の問題点があった。本発明の目的は上述した
従来欠点を解消し、対象空間を表す三次元グラフィック
データに基づいて、可能な限りコンパクトな施設設置空
間で歪みのない大空間を表現しうる画像生成方法、画像
生成装置、及び、仮想現実体験装置を提供する点にあ
る。
の各仮想現実体験装置では以下の問題があった。即ち、
ドーム型スクリーン方式では、大規模なハードウェアが
必要となり施設容積が大きくなるばかりか、高層ビル等
の映像を投影した場合には垂直方向が湾曲して見える。
アーチ型スクリーン方式を採用した場合には、上下面の
投影ができないために視界を覆うように投影できない。
さらに、リア投影による箱型スクリーン方式を採用した
場合には、上下面の投影ができないばかりでなく、スク
リーンを支えるフレームがスクリーンに写るために見づ
らくなる等の問題点があった。本発明の目的は上述した
従来欠点を解消し、対象空間を表す三次元グラフィック
データに基づいて、可能な限りコンパクトな施設設置空
間で歪みのない大空間を表現しうる画像生成方法、画像
生成装置、及び、仮想現実体験装置を提供する点にあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明による画像生成方法の第一の特徴構成は、特
許請求の範囲の欄の請求項１に記載した通り、対象空間
を表す三次元グラフィックデータから、所定の視点デー
タに対応した二次元画像データを、任意の投影面への投
影図として抽出し、抽出された二次元画像データを、前
記投影面に対する視点位置関係とは異なる視点位置から
前記投影面と等価な関係を有する映写面に映写した場合
に生じる歪みを予め補正するように歪化編集する点にあ
る。さらに、本発明による画像生成方法の第二の特徴構
成は、特許請求の範囲の欄の請求項２に記載した通り、
対象空間を表す三次元グラフィックデータから、所定の
視点データに対応した二次元画像データを、任意の角度
で交差する少なくとも二つの投影面への投影図として各
別に抽出し、抽出された二次元画像データのうち少なく
とも一方を、前記投影面に対する視点位置関係とは異な
る視点位置から前記投影面と等価な関係を有する映写面
に映写した場合に生じる歪みを予め補正するように歪化
編集する点にある。
め、本発明による画像生成方法の第一の特徴構成は、特
許請求の範囲の欄の請求項１に記載した通り、対象空間
を表す三次元グラフィックデータから、所定の視点デー
タに対応した二次元画像データを、任意の投影面への投
影図として抽出し、抽出された二次元画像データを、前
記投影面に対する視点位置関係とは異なる視点位置から
前記投影面と等価な関係を有する映写面に映写した場合
に生じる歪みを予め補正するように歪化編集する点にあ
る。さらに、本発明による画像生成方法の第二の特徴構
成は、特許請求の範囲の欄の請求項２に記載した通り、
対象空間を表す三次元グラフィックデータから、所定の
視点データに対応した二次元画像データを、任意の角度
で交差する少なくとも二つの投影面への投影図として各
別に抽出し、抽出された二次元画像データのうち少なく
とも一方を、前記投影面に対する視点位置関係とは異な
る視点位置から前記投影面と等価な関係を有する映写面
に映写した場合に生じる歪みを予め補正するように歪化
編集する点にある。
【０００５】本発明による画像生成装置の第一の特徴構
成は、特許請求の範囲の欄の請求項３に記載した通り、
対象空間を表す三次元グラフィックデータから、所定の
視点データに対応した二次元画像データを、任意の投影
面への投影図として抽出する第一画像編集手段と、前記
第一画像編集手段により抽出された二次元画像データ
を、前記投影面に対する視点位置関係とは異なる視点位
置から前記投影面と等価な関係を有する映写面に映写し
た場合に生じる歪みを予め補正するように歪化編集する
第二画像編集手段とを備えて構成してある点にある。さ
らに、本発明による画像生成装置の第二の特徴構成は、
特許請求の範囲の欄の請求項４に記載した通り、対象空
間を表す三次元グラフィックデータから、所定の視点デ
ータに対応した二次元画像データを、任意の角度で交差
する少なくとも二つの投影面への投影図として各別に抽
出する第一画像編集手段と、前記第一画像編集手段によ
り抽出された二次元画像データのうち少なくとも一方
を、前記投影面に対する視点位置関係とは異なる視点位
置から前記投影面と等価な関係を有する映写面に映写し
た場合に生じる歪みを予め補正するように歪化編集する
第二画像編集手段とを備えて構成してある点にある。
成は、特許請求の範囲の欄の請求項３に記載した通り、
対象空間を表す三次元グラフィックデータから、所定の
視点データに対応した二次元画像データを、任意の投影
面への投影図として抽出する第一画像編集手段と、前記
第一画像編集手段により抽出された二次元画像データ
を、前記投影面に対する視点位置関係とは異なる視点位
置から前記投影面と等価な関係を有する映写面に映写し
た場合に生じる歪みを予め補正するように歪化編集する
第二画像編集手段とを備えて構成してある点にある。さ
らに、本発明による画像生成装置の第二の特徴構成は、
特許請求の範囲の欄の請求項４に記載した通り、対象空
間を表す三次元グラフィックデータから、所定の視点デ
ータに対応した二次元画像データを、任意の角度で交差
する少なくとも二つの投影面への投影図として各別に抽
出する第一画像編集手段と、前記第一画像編集手段によ
り抽出された二次元画像データのうち少なくとも一方
を、前記投影面に対する視点位置関係とは異なる視点位
置から前記投影面と等価な関係を有する映写面に映写し
た場合に生じる歪みを予め補正するように歪化編集する
第二画像編集手段とを備えて構成してある点にある。
【０００６】本発明による仮想現実体験装置の第一の特
徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項５に記載した通
り、対象空間を表す三次元グラフィックデータから、所
定の視点データに対応して、任意の角度で交差する少な
くとも二つの投影面への投影図として各別に抽出された
二次元画像データを、前記投影面に対する視点位置関係
と等価な視点位置から前記投影面と等価な関係を有する
映写面に映写する第一映写機構を備えた点にある。本発
明による仮想現実体験装置の第二の特徴構成は、特許請
求の範囲の欄の請求項６に記載した通り、対象空間を表
す三次元グラフィックデータから、所定の視点データに
対応して、任意の投影面への投影図として抽出され、前
記投影面に対する視点位置関係とは異なる視点位置から
前記投影面と等価な関係を有する映写面に映写した場合
に生じる歪みを予め補正するように歪化編集された前記
二次元画像データを映写する映写機構を備えた点にあ
る。さらに、本発明による仮想現実体験装置の第三の特
徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項７に記載した通
り、対象空間を表す三次元グラフィックデータから、所
定の視点データに対応して、任意の角度で交差する少な
くとも二つの投影面への投影図として各別に抽出された
二次元画像データを、前記投影面に対する視点位置関係
と等価な視点位置から前記投影面と等価な関係を有する
映写面に映写する第一映写機構と、前記投影面に対する
視点位置関係とは異なる視点位置から前記投影面と等価
な関係を有する映写面に映写した場合に生じる歪みを予
め補正するように歪化編集された前記二次元画像データ
を映写する第二映写機構とを備えた点にある。本発明に
よる仮想現実体験装置の第四の特徴構成は、特許請求の
範囲の欄の請求項８に記載した通り、上述の第一から第
三の特徴構成に加えて、前記投影面が、前記対象空間に
臨む所定の視点位置に対して、上下左右正面の五面の交
差平面で構成される点にある。
徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項５に記載した通
り、対象空間を表す三次元グラフィックデータから、所
定の視点データに対応して、任意の角度で交差する少な
くとも二つの投影面への投影図として各別に抽出された
二次元画像データを、前記投影面に対する視点位置関係
と等価な視点位置から前記投影面と等価な関係を有する
映写面に映写する第一映写機構を備えた点にある。本発
明による仮想現実体験装置の第二の特徴構成は、特許請
求の範囲の欄の請求項６に記載した通り、対象空間を表
す三次元グラフィックデータから、所定の視点データに
対応して、任意の投影面への投影図として抽出され、前
記投影面に対する視点位置関係とは異なる視点位置から
前記投影面と等価な関係を有する映写面に映写した場合
に生じる歪みを予め補正するように歪化編集された前記
二次元画像データを映写する映写機構を備えた点にあ
る。さらに、本発明による仮想現実体験装置の第三の特
徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項７に記載した通
り、対象空間を表す三次元グラフィックデータから、所
定の視点データに対応して、任意の角度で交差する少な
くとも二つの投影面への投影図として各別に抽出された
二次元画像データを、前記投影面に対する視点位置関係
と等価な視点位置から前記投影面と等価な関係を有する
映写面に映写する第一映写機構と、前記投影面に対する
視点位置関係とは異なる視点位置から前記投影面と等価
な関係を有する映写面に映写した場合に生じる歪みを予
め補正するように歪化編集された前記二次元画像データ
を映写する第二映写機構とを備えた点にある。本発明に
よる仮想現実体験装置の第四の特徴構成は、特許請求の
範囲の欄の請求項８に記載した通り、上述の第一から第
三の特徴構成に加えて、前記投影面が、前記対象空間に
臨む所定の視点位置に対して、上下左右正面の五面の交
差平面で構成される点にある。
【０００７】本発明による記録媒体の第一の特徴構成
は、特許請求の範囲の欄の請求項９に記載した通り、対
象空間を表す三次元グラフィックデータから、所定の視
点データに対応した二次元画像データを、任意の投影面
への投影図として抽出し、抽出された二次元画像データ
を、前記投影面に対する視点位置関係とは異なる視点位
置から前記投影面と等価な関係を有する映写面に映写し
た場合に生じる歪みを予め補正するように歪化編集した
二次元画像データが記録された点にある。
は、特許請求の範囲の欄の請求項９に記載した通り、対
象空間を表す三次元グラフィックデータから、所定の視
点データに対応した二次元画像データを、任意の投影面
への投影図として抽出し、抽出された二次元画像データ
を、前記投影面に対する視点位置関係とは異なる視点位
置から前記投影面と等価な関係を有する映写面に映写し
た場合に生じる歪みを予め補正するように歪化編集した
二次元画像データが記録された点にある。
【０００８】以下にその作用を説明する。例えば、建築
物の外観や内観に対する事前の検討等を行う場合に、第
一画像編集手段は、予め生成された対象空間を表す三次
元グラフィックデータに対して、評価すべき視点位置及
び向きを定める所定の視点データが入力されると、その
視点データから任意に設定された投影面に対する垂線を
視線として、その投影面を介した作画領域、即ち視野空
間を画定し、この視野空間に含まれる三次元グラフィッ
クデータを前記投影面への透視直投影図として座標変換
し、二次元画像データとして抽出するのである。ここ
に、透視投影とは、視点と投影面との距離が有限である
場合の投影をいい、直投影とは、視線の向き（視軸）と
投影面の成す角度が直角である場合の投影をいい、透視
直投影とはそれらを組み合わせた場合の投影をいう。さ
て、前記第一画像編集手段により抽出された二次元画像
データを、前記投影面に対する視点位置関係と等価な視
点位置から前記投影面と等価な関係を有する映写面に映
写した場合には、幾何学的に相似形となり、歪み無く正
確に映写されることになるが、前記投影面に対する視点
位置関係とは非等価な視点位置から前記投影面と等価な
関係を有する映写面に映写した場合には、像歪みが発生
することになる。例えば、映写面に対する映写用光学系
の光軸が、前記視線とある角度をもってずれたような場
合で、映写面に対して斜め方向から映写する場合に該当
する。この場合には、第二画像編集手段により、前記第
一画像編集手段により抽出された二次元画像データに対
して予め逆特性の歪化編集を施すことにより、映写面に
生じる像歪みが予め補正されることになる。
物の外観や内観に対する事前の検討等を行う場合に、第
一画像編集手段は、予め生成された対象空間を表す三次
元グラフィックデータに対して、評価すべき視点位置及
び向きを定める所定の視点データが入力されると、その
視点データから任意に設定された投影面に対する垂線を
視線として、その投影面を介した作画領域、即ち視野空
間を画定し、この視野空間に含まれる三次元グラフィッ
クデータを前記投影面への透視直投影図として座標変換
し、二次元画像データとして抽出するのである。ここ
に、透視投影とは、視点と投影面との距離が有限である
場合の投影をいい、直投影とは、視線の向き（視軸）と
投影面の成す角度が直角である場合の投影をいい、透視
直投影とはそれらを組み合わせた場合の投影をいう。さ
て、前記第一画像編集手段により抽出された二次元画像
データを、前記投影面に対する視点位置関係と等価な視
点位置から前記投影面と等価な関係を有する映写面に映
写した場合には、幾何学的に相似形となり、歪み無く正
確に映写されることになるが、前記投影面に対する視点
位置関係とは非等価な視点位置から前記投影面と等価な
関係を有する映写面に映写した場合には、像歪みが発生
することになる。例えば、映写面に対する映写用光学系
の光軸が、前記視線とある角度をもってずれたような場
合で、映写面に対して斜め方向から映写する場合に該当
する。この場合には、第二画像編集手段により、前記第
一画像編集手段により抽出された二次元画像データに対
して予め逆特性の歪化編集を施すことにより、映写面に
生じる像歪みが予め補正されることになる。
【０００９】対象空間を表す三次元グラフィックデータ
に対して入力された所定の視点データから、上述の透視
直投影がなされる投影面を、正面が奥行き側に配置され
る上下左右正面の五面の交差平面で構成し、各投影面に
関して得られた五面に対応する二次元画像データを、各
投影面に対する視点位置関係と等価な視点位置から前記
投影面と等価な関係を有する映写面に映写するように第
一映写機構を構成する。評価者が、その等価視点位置か
ら上下左右正面の五面の交差平面でなる映写面を眺める
場合には、臨場感溢れる建築空間を仮想的に実現するこ
とが可能となるのであり、そのような映写面と映写機器
とで構成される映写機構によれば、可能な限りコンパク
トな施設設置空間で大空間を表現しうるのである。
に対して入力された所定の視点データから、上述の透視
直投影がなされる投影面を、正面が奥行き側に配置され
る上下左右正面の五面の交差平面で構成し、各投影面に
関して得られた五面に対応する二次元画像データを、各
投影面に対する視点位置関係と等価な視点位置から前記
投影面と等価な関係を有する映写面に映写するように第
一映写機構を構成する。評価者が、その等価視点位置か
ら上下左右正面の五面の交差平面でなる映写面を眺める
場合には、臨場感溢れる建築空間を仮想的に実現するこ
とが可能となるのであり、そのような映写面と映写機器
とで構成される映写機構によれば、可能な限りコンパク
トな施設設置空間で大空間を表現しうるのである。
【００１０】しかし、等価視点位置に各映写面に映写す
る複数の映写機器を設置するのは現実的に困難な場合が
ある。一般に映写機器としては静止画としてスライド映
写器、動画としてフィルム映写器等があるが、これらは
いずれも所定の専有空間を必要とするからである。そこ
で、任意の映写機器を前記投影面に対する視点位置関係
とは非等価な視点位置から前記投影面と等価な関係を有
する映写面に映写するように設置すれば、映写機器設置
の問題は解消する。しかも、上述したように、第二画像
編集手段により、前記第一画像編集手段により抽出され
た二次元画像データに対して予め逆特性の歪化編集を施
せば、前記投影面に対する視点位置関係とは非等価な視
点位置から前記投影面と等価な関係を有する映写面に映
写した場合であっても、像歪みのない状態で映写可能と
なるのである。即ち、前記投影面に対する視点位置関係
とは非等価な視点位置から前記投影面と等価な関係を有
する映写面に映写した場合に生じる歪みを予め補正する
ように歪化編集された前記二次元画像データを映写する
第二映写機構を設けるのである。
る複数の映写機器を設置するのは現実的に困難な場合が
ある。一般に映写機器としては静止画としてスライド映
写器、動画としてフィルム映写器等があるが、これらは
いずれも所定の専有空間を必要とするからである。そこ
で、任意の映写機器を前記投影面に対する視点位置関係
とは非等価な視点位置から前記投影面と等価な関係を有
する映写面に映写するように設置すれば、映写機器設置
の問題は解消する。しかも、上述したように、第二画像
編集手段により、前記第一画像編集手段により抽出され
た二次元画像データに対して予め逆特性の歪化編集を施
せば、前記投影面に対する視点位置関係とは非等価な視
点位置から前記投影面と等価な関係を有する映写面に映
写した場合であっても、像歪みのない状態で映写可能と
なるのである。即ち、前記投影面に対する視点位置関係
とは非等価な視点位置から前記投影面と等価な関係を有
する映写面に映写した場合に生じる歪みを予め補正する
ように歪化編集された前記二次元画像データを映写する
第二映写機構を設けるのである。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
対象空間を表す三次元グラフィックデータに基づいて、
可能な限りコンパクトな施設設置空間で歪みのない大空
間を表現しうる画像生成方法、画像生成装置、及び、仮
想現実体験装置を提供することができるようになった。
対象空間を表す三次元グラフィックデータに基づいて、
可能な限りコンパクトな施設設置空間で歪みのない大空
間を表現しうる画像生成方法、画像生成装置、及び、仮
想現実体験装置を提供することができるようになった。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像生成方
法、画像生成装置、及び、仮想現実体験装置を図面に基
づいて説明する。図１から図４に示すように、仮想現実
体験装置は、正面が奥行き側に配置された上下左右正面
の直交平面で箱状に配置されたスクリーン（以下、「映
写面Ｓ」と記す。）と、各映写面Ｓに対応して前面側か
ら映写する映像投影機器Ｐとで構成してある。詳述する
と、前記箱状の映写面Ｓで構成される空間規模は、幅
５．６ｍ、高さ２．１ｍ、奥行き１．８ｍで、通常の一
般オフィス容積に収まる大きさに構成され、図５に示す
ように、左右二面で構成される正面Ｓ1 ，Ｓ2 、上面Ｓ
3 ，Ｓ4、下面Ｓ5 ，Ｓ6 、各一面で構成される左面Ｓ
7 、右面Ｓ8 の合計８枚の直交平面で成り、図１から図
３に示すように、各映写面Ｓに対応させて８台の映像投
影機器Ｐ（Ｐ1 ，………，Ｐ8 ）を設置してある。前記
箱状の映写面Ｓの手前側開口部の左右中央位置に体験者
用の座席を設けて評価位置Ｒとし、その評価位置Ｒに着
席した体験者にとって、全映写面Ｓに映った映像が一体
感をもって見えるように各映像投影機器Ｐ（Ｐ1 ，……
…，Ｐ8 ）から映写される映像情報が後述の画像生成方
法又は画像生成装置により予め生成されている。前記映
像投影機器Ｐは、前記映像面Ｓでの解像度を高くするた
めにスライドプロジェクタを使用するとともに、広角レ
ンズ（図示せず）と反射鏡Ｍを用いてコンパクトな光学
系を実現している。さらに、前記映写面Ｓを、ある一つ
の映写面への投影光がそれと交差する隣接映写面へ反射
して隣接映写面の色調が薄くなる現象を回避すべく、断
面が波型となるリップルボードを用いて構成してある。
法、画像生成装置、及び、仮想現実体験装置を図面に基
づいて説明する。図１から図４に示すように、仮想現実
体験装置は、正面が奥行き側に配置された上下左右正面
の直交平面で箱状に配置されたスクリーン（以下、「映
写面Ｓ」と記す。）と、各映写面Ｓに対応して前面側か
ら映写する映像投影機器Ｐとで構成してある。詳述する
と、前記箱状の映写面Ｓで構成される空間規模は、幅
５．６ｍ、高さ２．１ｍ、奥行き１．８ｍで、通常の一
般オフィス容積に収まる大きさに構成され、図５に示す
ように、左右二面で構成される正面Ｓ1 ，Ｓ2 、上面Ｓ
3 ，Ｓ4、下面Ｓ5 ，Ｓ6 、各一面で構成される左面Ｓ
7 、右面Ｓ8 の合計８枚の直交平面で成り、図１から図
３に示すように、各映写面Ｓに対応させて８台の映像投
影機器Ｐ（Ｐ1 ，………，Ｐ8 ）を設置してある。前記
箱状の映写面Ｓの手前側開口部の左右中央位置に体験者
用の座席を設けて評価位置Ｒとし、その評価位置Ｒに着
席した体験者にとって、全映写面Ｓに映った映像が一体
感をもって見えるように各映像投影機器Ｐ（Ｐ1 ，……
…，Ｐ8 ）から映写される映像情報が後述の画像生成方
法又は画像生成装置により予め生成されている。前記映
像投影機器Ｐは、前記映像面Ｓでの解像度を高くするた
めにスライドプロジェクタを使用するとともに、広角レ
ンズ（図示せず）と反射鏡Ｍを用いてコンパクトな光学
系を実現している。さらに、前記映写面Ｓを、ある一つ
の映写面への投影光がそれと交差する隣接映写面へ反射
して隣接映写面の色調が薄くなる現象を回避すべく、断
面が波型となるリップルボードを用いて構成してある。
【００１３】以下に、前記映像投影機器Ｐから映写すべ
き画像情報を生成する画像生成方法、及び、その方法を
用いた画像生成装置について説明する。画像生成装置
は、対象空間を表す三次元グラフィックデータを格納し
た記憶装置（図示せず）と、その三次元グラフィックデ
ータから所望の二次元グラフィックデータを生成するグ
ラフィックワークステーション（図示せず）及びそのグ
ラフィックワークステーションを作動させるプログラム
でなり、機能的には、前記記憶装置に格納された所望の
対象空間を表す三次元グラフィックデータから所定の視
点データに対応した二次元画像データを任意の投影面へ
の透視直投影図として抽出する第一画像編集手段と、前
記第一画像編集手段により抽出された二次元画像データ
を、前記投影面に対する視点位置関係とは異なる視点位
置から前記投影面と等価な関係を有する映写面に映写し
た場合に生じる歪みを予め補正するように歪化編集する
第二画像編集手段とを備えて構成してある。
き画像情報を生成する画像生成方法、及び、その方法を
用いた画像生成装置について説明する。画像生成装置
は、対象空間を表す三次元グラフィックデータを格納し
た記憶装置（図示せず）と、その三次元グラフィックデ
ータから所望の二次元グラフィックデータを生成するグ
ラフィックワークステーション（図示せず）及びそのグ
ラフィックワークステーションを作動させるプログラム
でなり、機能的には、前記記憶装置に格納された所望の
対象空間を表す三次元グラフィックデータから所定の視
点データに対応した二次元画像データを任意の投影面へ
の透視直投影図として抽出する第一画像編集手段と、前
記第一画像編集手段により抽出された二次元画像データ
を、前記投影面に対する視点位置関係とは異なる視点位
置から前記投影面と等価な関係を有する映写面に映写し
た場合に生じる歪みを予め補正するように歪化編集する
第二画像編集手段とを備えて構成してある。
【００１４】第一編集手段による編集手順を、図６に示
すフローチャートに基づいて説明する。最初に、前記記
憶装置に格納された所望の対象空間を表す三次元グラフ
ィックデータ、即ち、対象空間に配置された建築物の三
次元形状データ、色・テクスチャデータ、ライティング
データ等を前記グラフィックワークステーションの内部
メモリに読み込むとともに、視点位置及び向き（視線）
でなる視点データを読み込む＜＃１，＃２＞。ここで、
図７に示すように、視点位置Ｒ’は上述した評価位置Ｒ
における体験者の視点位置（以下、「評価位置」と記
す。）と対応するものであり、評価位置Ｒと映写面Ｓと
の位置関係が、視点位置Ｒ’と投影面Ｓ’との位置関係
と等価な関係に保持されるように、評価位置Ｒから前記
映写面Ｓの正面Ｓ1 ，Ｓ2 との垂線が視点位置Ｒ’から
の向きと重なるように箱状の投影面Ｓ’が設定される。
次に、視点位置Ｒ’から投影面Ｓ’への投影図を抽出す
るのであるが、投影面Ｓ’は映写面Ｓに対応してＳ’1
からＳ’8 の８枚あり、投影図もそれに対応して８枚抽
出する必要がある。そこで、先ず、図８（イ）に示すよ
うに、視点位置Ｒ’から投影面Ｓ’1 に対する垂線を視
線として＜＃３＞、その投影面Ｓ’1 を介した作画領
域、即ち視野空間を画定し、この視野空間に含まれる三
次元グラフィックデータのみを画像表示部分として選択
して＜＃４＞、選択された三次元グラフィックデータを
前記投影面Ｓ’1 への透視直投影図として座標変換し＜
＃５＞、二次元画像データとして画像出力する＜＃６
＞。以下、図８（イ）から（ハ）に示すように、投影面
Ｓ’2 から投影面Ｓ’8 にかけて上述のステップ＜＃３
＞から＜＃６＞を繰り返す。
すフローチャートに基づいて説明する。最初に、前記記
憶装置に格納された所望の対象空間を表す三次元グラフ
ィックデータ、即ち、対象空間に配置された建築物の三
次元形状データ、色・テクスチャデータ、ライティング
データ等を前記グラフィックワークステーションの内部
メモリに読み込むとともに、視点位置及び向き（視線）
でなる視点データを読み込む＜＃１，＃２＞。ここで、
図７に示すように、視点位置Ｒ’は上述した評価位置Ｒ
における体験者の視点位置（以下、「評価位置」と記
す。）と対応するものであり、評価位置Ｒと映写面Ｓと
の位置関係が、視点位置Ｒ’と投影面Ｓ’との位置関係
と等価な関係に保持されるように、評価位置Ｒから前記
映写面Ｓの正面Ｓ1 ，Ｓ2 との垂線が視点位置Ｒ’から
の向きと重なるように箱状の投影面Ｓ’が設定される。
次に、視点位置Ｒ’から投影面Ｓ’への投影図を抽出す
るのであるが、投影面Ｓ’は映写面Ｓに対応してＳ’1
からＳ’8 の８枚あり、投影図もそれに対応して８枚抽
出する必要がある。そこで、先ず、図８（イ）に示すよ
うに、視点位置Ｒ’から投影面Ｓ’1 に対する垂線を視
線として＜＃３＞、その投影面Ｓ’1 を介した作画領
域、即ち視野空間を画定し、この視野空間に含まれる三
次元グラフィックデータのみを画像表示部分として選択
して＜＃４＞、選択された三次元グラフィックデータを
前記投影面Ｓ’1 への透視直投影図として座標変換し＜
＃５＞、二次元画像データとして画像出力する＜＃６
＞。以下、図８（イ）から（ハ）に示すように、投影面
Ｓ’2 から投影面Ｓ’8 にかけて上述のステップ＜＃３
＞から＜＃６＞を繰り返す。
【００１５】一般に、視点と投影面との距離が有限であ
る場合の投影を透視投影といい、直投影とは、視線の向
き（視軸）と投影面の成す角度が直角である場合の投影
をいい、透視直投影とはそれらを組み合わせた場合の投
影をいう。図７を用いて上述のステップ＜＃５＞につい
て詳述する。ワールド座標系ＸＹＺと視点座標系ｘｙｚ
の関係から投影図の座標計算を行う。視点の位置と方
向、対象物、その周囲の環境の位置は、地面に固定され
たワールド座標系で決定され、ワールド座標系のＸＹ平
面は水平に、Ｚ軸は鉛直に設定する。視点座標のｘ軸は
視軸に平行に、ｙ軸はＵＮＶ座標系のＵ軸に平行になる
ように設定する。ここに、投影面はＵＶ平面となる。空
間の任意の点ｐがワールド座標系の中で定義され、その
座標が（Ｘ，Ｙ，Ｚ）であらわされているものとする。
視点の座標を（ｘe ，ｙe ，ｚe ）、方位各をα、仰角
をβとし、点ｐを視点座標系でｐ’＝（ｘ，ｙ，ｚ）と
表すと、両者の間には以下の関係式が成り立つ。
る場合の投影を透視投影といい、直投影とは、視線の向
き（視軸）と投影面の成す角度が直角である場合の投影
をいい、透視直投影とはそれらを組み合わせた場合の投
影をいう。図７を用いて上述のステップ＜＃５＞につい
て詳述する。ワールド座標系ＸＹＺと視点座標系ｘｙｚ
の関係から投影図の座標計算を行う。視点の位置と方
向、対象物、その周囲の環境の位置は、地面に固定され
たワールド座標系で決定され、ワールド座標系のＸＹ平
面は水平に、Ｚ軸は鉛直に設定する。視点座標のｘ軸は
視軸に平行に、ｙ軸はＵＮＶ座標系のＵ軸に平行になる
ように設定する。ここに、投影面はＵＶ平面となる。空
間の任意の点ｐがワールド座標系の中で定義され、その
座標が（Ｘ，Ｙ，Ｚ）であらわされているものとする。
視点の座標を（ｘe ，ｙe ，ｚe ）、方位各をα、仰角
をβとし、点ｐを視点座標系でｐ’＝（ｘ，ｙ，ｚ）と
表すと、両者の間には以下の関係式が成り立つ。
【００１６】
【数１】
【００１７】即ち、視点座標系ｘｙｚを原点として、対
象形状の透視変換を行う式となり、視点座標系を平行移
動して視点座標（ｘe ，ｙe ，ｚe ）に視点座標系の原
点を持っていき、視点座標系のＺ軸回りに方位角αだけ
回転し、Ｙ軸の回りに仰角βだけ回転するという３段階
の座標変換を行うことになる。三次元画像を投影する画
面は、視点座標系のｘ軸に垂直に設け、視距離（視点か
らＵＶＮ座標系の原点までの距離）をｆとすれば、空間
内の点ｐの投影面上の点ｐ’の座標（Ｕ，Ｖ）は、 Ｕ＝−ｆ・（ｙ／ｘ），Ｖ＝−ｆ・（ｚ／ｘ） で求めることができる。視点と注目点Ｌ（ＸL ，ＹL ，
ＺL ）が分かっている場合には数２により、方位角と仰
角が求まり、方位角と仰角、視点かた注目点Ｌまでの距
離ＣL が分かっている場合には、視点座標（ｘe ，
ｙe ，ｚe ）は数３により求まる。
象形状の透視変換を行う式となり、視点座標系を平行移
動して視点座標（ｘe ，ｙe ，ｚe ）に視点座標系の原
点を持っていき、視点座標系のＺ軸回りに方位角αだけ
回転し、Ｙ軸の回りに仰角βだけ回転するという３段階
の座標変換を行うことになる。三次元画像を投影する画
面は、視点座標系のｘ軸に垂直に設け、視距離（視点か
らＵＶＮ座標系の原点までの距離）をｆとすれば、空間
内の点ｐの投影面上の点ｐ’の座標（Ｕ，Ｖ）は、 Ｕ＝−ｆ・（ｙ／ｘ），Ｖ＝−ｆ・（ｚ／ｘ） で求めることができる。視点と注目点Ｌ（ＸL ，ＹL ，
ＺL ）が分かっている場合には数２により、方位角と仰
角が求まり、方位角と仰角、視点かた注目点Ｌまでの距
離ＣL が分かっている場合には、視点座標（ｘe ，
ｙe ，ｚe ）は数３により求まる。
【００１８】
【数２】
【００１９】
【数３】
【００２０】前記第一画像編集手段により抽出された投
影面Ｓ’1 から投影面Ｓ’8 に対応する８枚の二次元画
像データを、投影面Ｓ’に対する視点位置関係と等価な
視点位置、つまり評価位置Ｒから、投影面Ｓ’と等価な
関係を有する映写面Ｓにフィットした状態、つまり隣接
する映写面Ｓの境界部での映像が連続するように映写し
た場合には透視変換の構図と幾何学的に相似形となり、
歪み無く正確に映写される（映像投影装置Ｐ1 ，Ｐ2 に
相当する。）ので、先の仮想現実体験装置の評価位置Ｒ
に着席した体験者が全映写面に映った映像を一体感をも
って見ることができる。しかし、上述したように、評価
位置Ｒに各映写面Ｓに映写する複数の映像投影機器を設
置するのは、それぞれ固有の専有空間を必要とするため
に現実的に困難となる。そこで、任意の映像投影機器を
前記投影面Ｓ’に対する視点位置関係とは異なる評価位
置Ｒから前記投影面Ｓ’と等価な関係を有する映写面Ｓ
に映写するように設置すれば、映像投影機器設置の問題
は解消するが、得られた二次元画像データをそのまま映
写すると、映写面Ｓに対する映写用光学系の光軸が、第
一画像編集手段における透視変換時の視線とある角度を
もってずれるために、つまり映写面に対して垂直に映写
できないために像歪みが発生する（映像投影装置Ｐ3 か
らＰ8 に相当する。）ことになる。そこで、前記第一画
像編集手段により抽出された二次元画像データに対して
予め逆特性の歪化編集を施すことにより、映写面に生じ
る像歪みを予め補正すべく、第二画像編集手段を設けて
ある。前記第二画像編集手段は、図９に示すように、歪
化編集の必要な各画像データとその画像データに対する
歪化データを読み込み＜＃１１＞、各画像データに後述
の画像歪化編集処理を行った後に、画像データを出力す
るように構成してある＜＃１２＞，＜＃１３＞。以下に
上述のステップ＜＃１２＞の画像歪化編集処理について
詳述する。図１０（イ）に示すように、ａｄ＝ｂｃ＝
Ｗ，ａｂ＝ｃｄ＝Ｈとなるａｂｃｄを頂点とする方形の
元画像に対して、ａｄ＝Ｗ，ｂ’ｃ’＝Ｗ’，高さＨ’
となるａｂ’ｃ’ｄを頂点とする台形の画像に歪化編集
を施す。さらに詳述すると、図１１に示すように、先の
仮想現実体験装置における映像投影機器Ｐによる光軸と
映写面Ｓの位置関係で定まる所定の入射角で入射したと
き（方形の映写面の一辺に対してのみ光軸を傾けるよう
に映像投影機器を配置したとき）に映写面Ｓの長さＬ’
方向に画像をフィットさせるように映写すると、その時
の光軸に垂直な仮想映写面Ｓ’’の長さＬとの比Ｌ／
Ｌ’が、Ｈ’／Ｈに等しくなるので、この関係からＨ’
が求まり、Ｗ’が、Ｗ’＝（２Ｈ’−Ｈ）Ｗ／Ｈと求ま
る。画像を構成する各画素の歪化編集は、投影によって
も不変関係を保つ複比を用いる。複比によれば、空間の
直線上の３点を他の直線上へ投影したときにそれらの投
影位置が決まれば、それらの点との相対的位置関係が与
えられた第４の点の投影位置が決定されるので、図１２
に示すように、 ＡＣ・ＢＤ／ＢＣ・ＡＤ＝Ａ’Ｃ’・Ｂ’Ｄ’／Ｂ’
Ｃ’・Ａ’Ｄ’ の関係が成立し、図１０（ロ），（ハ）に示すように、
元画像の３点ａ，ｅ，ｂとそれに対応する歪化編集後の
画像ａ’，ｅ’，ｂ’（ここに、ｅは辺ａｂの中点であ
る。）を設定すると、第４の点ｘに対する変換位置ｘ’
が定まる。これを各画素について繰り返すことにより歪
化編集がなされる。即ち、上述の映写面Ｓ1 と映像投影
機器Ｐ1 、映写面Ｓ2 と映像投影機器Ｐ2が、対象空間
を表す三次元グラフィックデータから、所定の視点デー
タに対応して、任意の角度で交差する少なくとも二つの
投影面への透視直投影図として各別に抽出された二次元
画像データを、前記投影面に対する視点位置関係と等価
な視点位置から前記投影面と等価な関係を有する映写面
に映写する第一映写機構となり、映写面Ｓ3 と映像投影
機器Ｐ3 から映写面Ｓ8 と映像投影機器Ｐ8 が、前記投
影面に対する視点位置関係とは異なる視点位置から前記
投影面と等価な関係を有する映写面に映写した場合に生
じる歪みを回避するように歪化編集された前記二次元画
像データを映写する第二映写機構となる。
影面Ｓ’1 から投影面Ｓ’8 に対応する８枚の二次元画
像データを、投影面Ｓ’に対する視点位置関係と等価な
視点位置、つまり評価位置Ｒから、投影面Ｓ’と等価な
関係を有する映写面Ｓにフィットした状態、つまり隣接
する映写面Ｓの境界部での映像が連続するように映写し
た場合には透視変換の構図と幾何学的に相似形となり、
歪み無く正確に映写される（映像投影装置Ｐ1 ，Ｐ2 に
相当する。）ので、先の仮想現実体験装置の評価位置Ｒ
に着席した体験者が全映写面に映った映像を一体感をも
って見ることができる。しかし、上述したように、評価
位置Ｒに各映写面Ｓに映写する複数の映像投影機器を設
置するのは、それぞれ固有の専有空間を必要とするため
に現実的に困難となる。そこで、任意の映像投影機器を
前記投影面Ｓ’に対する視点位置関係とは異なる評価位
置Ｒから前記投影面Ｓ’と等価な関係を有する映写面Ｓ
に映写するように設置すれば、映像投影機器設置の問題
は解消するが、得られた二次元画像データをそのまま映
写すると、映写面Ｓに対する映写用光学系の光軸が、第
一画像編集手段における透視変換時の視線とある角度を
もってずれるために、つまり映写面に対して垂直に映写
できないために像歪みが発生する（映像投影装置Ｐ3 か
らＰ8 に相当する。）ことになる。そこで、前記第一画
像編集手段により抽出された二次元画像データに対して
予め逆特性の歪化編集を施すことにより、映写面に生じ
る像歪みを予め補正すべく、第二画像編集手段を設けて
ある。前記第二画像編集手段は、図９に示すように、歪
化編集の必要な各画像データとその画像データに対する
歪化データを読み込み＜＃１１＞、各画像データに後述
の画像歪化編集処理を行った後に、画像データを出力す
るように構成してある＜＃１２＞，＜＃１３＞。以下に
上述のステップ＜＃１２＞の画像歪化編集処理について
詳述する。図１０（イ）に示すように、ａｄ＝ｂｃ＝
Ｗ，ａｂ＝ｃｄ＝Ｈとなるａｂｃｄを頂点とする方形の
元画像に対して、ａｄ＝Ｗ，ｂ’ｃ’＝Ｗ’，高さＨ’
となるａｂ’ｃ’ｄを頂点とする台形の画像に歪化編集
を施す。さらに詳述すると、図１１に示すように、先の
仮想現実体験装置における映像投影機器Ｐによる光軸と
映写面Ｓの位置関係で定まる所定の入射角で入射したと
き（方形の映写面の一辺に対してのみ光軸を傾けるよう
に映像投影機器を配置したとき）に映写面Ｓの長さＬ’
方向に画像をフィットさせるように映写すると、その時
の光軸に垂直な仮想映写面Ｓ’’の長さＬとの比Ｌ／
Ｌ’が、Ｈ’／Ｈに等しくなるので、この関係からＨ’
が求まり、Ｗ’が、Ｗ’＝（２Ｈ’−Ｈ）Ｗ／Ｈと求ま
る。画像を構成する各画素の歪化編集は、投影によって
も不変関係を保つ複比を用いる。複比によれば、空間の
直線上の３点を他の直線上へ投影したときにそれらの投
影位置が決まれば、それらの点との相対的位置関係が与
えられた第４の点の投影位置が決定されるので、図１２
に示すように、 ＡＣ・ＢＤ／ＢＣ・ＡＤ＝Ａ’Ｃ’・Ｂ’Ｄ’／Ｂ’
Ｃ’・Ａ’Ｄ’ の関係が成立し、図１０（ロ），（ハ）に示すように、
元画像の３点ａ，ｅ，ｂとそれに対応する歪化編集後の
画像ａ’，ｅ’，ｂ’（ここに、ｅは辺ａｂの中点であ
る。）を設定すると、第４の点ｘに対する変換位置ｘ’
が定まる。これを各画素について繰り返すことにより歪
化編集がなされる。即ち、上述の映写面Ｓ1 と映像投影
機器Ｐ1 、映写面Ｓ2 と映像投影機器Ｐ2が、対象空間
を表す三次元グラフィックデータから、所定の視点デー
タに対応して、任意の角度で交差する少なくとも二つの
投影面への透視直投影図として各別に抽出された二次元
画像データを、前記投影面に対する視点位置関係と等価
な視点位置から前記投影面と等価な関係を有する映写面
に映写する第一映写機構となり、映写面Ｓ3 と映像投影
機器Ｐ3 から映写面Ｓ8 と映像投影機器Ｐ8 が、前記投
影面に対する視点位置関係とは異なる視点位置から前記
投影面と等価な関係を有する映写面に映写した場合に生
じる歪みを回避するように歪化編集された前記二次元画
像データを映写する第二映写機構となる。
【００２１】以下に本発明の別実施形態について説明す
る。上述した実施形態では、上下左右正面の５面の直交
平面で映写面Ｓを構成するものを説明したが、各映写面
が直交するもの以外に鈍角で交差するように構成しても
よい。特に正面と上面との交差角度を鈍角に設定するこ
とで、体験者への圧迫感を低減させることが可能にな
る。また、上下正面を左右の２枚で構成したものを説明
したが、これは、体験者の左右両横直近位置に、それぞ
れの面に個々に映写するように映像投影機器を設置でき
る利点があるためであるが、その枚数は任意である。上
述した実施形態では、映像投影機器としてスライドプロ
ジェクタを用いて静止画像を映写するものを説明した
が、液晶プロジェクタ等を用いて動画像を映写するもの
であってもよい。さらに、アナグリフ方式や液晶シャッ
ター方式等を採用した立体視が可能なシステムとしても
よい。この場合には、より臨場感を奏することが可能と
なるばかりか、映写面の境界部分に見られる映写画像の
多少の不連続性を目立たなくする効果が得られる。上述
した実施形態では、映像投影機器として予め映写すべき
画像を上述の画像生成装置により生成されたスライドを
記録媒体として用いるものを説明したが、例えばインテ
リア等の検討では瞬時に家具等の配置を変更できるイン
タラクティブ性が要求されるので、映像投影機器と画像
生成装置をリンクさせてこの要求に応えられるようにシ
ステムを構成することもできる。例えば、映像投影機器
として液晶プロジェクタを用い、それにリンクされる画
像生成装置としてグラフィックワークステーションを採
用するものが考えられる。これらの場合には、記録媒体
として、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク等の
任意の記録媒体を使用できることはいうまでもない。即
ち、対象空間を表す三次元グラフィックデータから、所
定の視点データに対応した二次元画像データを、任意の
投影面への投影図として抽出し、抽出された二次元画像
データを、前記投影面に対する視点位置関係とは異なる
視点位置から前記投影面と等価な関係を有する映写面に
映写した場合に生じる歪みを予め補正するように歪化編
集した二次元画像データが記録された記録媒体は、当該
二次元画像データが記録されたスライド、半導体メモ
リ、磁気ディスク、光ディスク等の任意の記録媒体を意
味する。上述した実施形態では、画像編集方法及び装置
として第二画像編集手段による歪化編集処理を、方形の
映写面の一辺に対してのみ光軸を傾けるように映像投影
機器を配置した場合に対応させたものとして説明した
が、映写面と映像投影機器の配置はこれに限定するもの
ではなく、またそのときに生じる歪みを回避するための
歪化編集処理のアルゴリズムについても上述のものに限
定するものではなく他の方法装置を用いることが可能で
ある。映写面と映像投影機器の配置に基づく歪化編集処
理をパラメータ化したアルゴリズムで構成してもよい。
即ち、映写面上での歪化は、映写面と光軸との傾きによ
って決まる。従って、光軸と映写面との角度が垂直な場
合、歪みはなく、どちらかの辺あるいは両方の辺に対
し、光軸が傾いている場合、歪化された形状は傾きによ
って決まる。即ち、光軸の映写面に対する垂直方向に対
する三次元的な傾きをパラメータとすれば良い。 上述
の実施形態では、対象空間を表す三次元グラフィックデ
ータから、所定の視点データに対応して、任意の角度で
交差する少なくとも二つの投影面への投影図として各別
に抽出された二次元画像データを、前記投影面に対する
視点位置関係と等価な視点位置から前記投影面と等価な
関係を有する映写面に映写する第一映写機構と、前記投
影面に対する視点位置関係とは異なる視点位置から前記
投影面と等価な関係を有する映写面に映写した場合に生
じる歪みを予め補正するように歪化編集された前記二次
元画像データを映写する第二映写機構の双方を備えた仮
想現実体験装置について説明したが、仮想現実体験装置
としては第二映写機構のみで構成してもよいし、第一映
写機構のみで構成してもよい。第一映写機構のみで構成
する場合には、各別に抽出された二次元画像データを、
前記投影面に対する視点位置関係と等価な視点位置が映
写機器の仮想光源位置となるように、その近傍に配した
映写機器からの映写光線束を反射させる反射鏡を備えた
光学系を構築することにより実現できる。上述の実施形
態では、投影図として透視直投影するものを説明した
が、平行投影であってもよいし、斜投影であってもよい
し、またそれらの組み合わせであってもよい。
る。上述した実施形態では、上下左右正面の５面の直交
平面で映写面Ｓを構成するものを説明したが、各映写面
が直交するもの以外に鈍角で交差するように構成しても
よい。特に正面と上面との交差角度を鈍角に設定するこ
とで、体験者への圧迫感を低減させることが可能にな
る。また、上下正面を左右の２枚で構成したものを説明
したが、これは、体験者の左右両横直近位置に、それぞ
れの面に個々に映写するように映像投影機器を設置でき
る利点があるためであるが、その枚数は任意である。上
述した実施形態では、映像投影機器としてスライドプロ
ジェクタを用いて静止画像を映写するものを説明した
が、液晶プロジェクタ等を用いて動画像を映写するもの
であってもよい。さらに、アナグリフ方式や液晶シャッ
ター方式等を採用した立体視が可能なシステムとしても
よい。この場合には、より臨場感を奏することが可能と
なるばかりか、映写面の境界部分に見られる映写画像の
多少の不連続性を目立たなくする効果が得られる。上述
した実施形態では、映像投影機器として予め映写すべき
画像を上述の画像生成装置により生成されたスライドを
記録媒体として用いるものを説明したが、例えばインテ
リア等の検討では瞬時に家具等の配置を変更できるイン
タラクティブ性が要求されるので、映像投影機器と画像
生成装置をリンクさせてこの要求に応えられるようにシ
ステムを構成することもできる。例えば、映像投影機器
として液晶プロジェクタを用い、それにリンクされる画
像生成装置としてグラフィックワークステーションを採
用するものが考えられる。これらの場合には、記録媒体
として、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク等の
任意の記録媒体を使用できることはいうまでもない。即
ち、対象空間を表す三次元グラフィックデータから、所
定の視点データに対応した二次元画像データを、任意の
投影面への投影図として抽出し、抽出された二次元画像
データを、前記投影面に対する視点位置関係とは異なる
視点位置から前記投影面と等価な関係を有する映写面に
映写した場合に生じる歪みを予め補正するように歪化編
集した二次元画像データが記録された記録媒体は、当該
二次元画像データが記録されたスライド、半導体メモ
リ、磁気ディスク、光ディスク等の任意の記録媒体を意
味する。上述した実施形態では、画像編集方法及び装置
として第二画像編集手段による歪化編集処理を、方形の
映写面の一辺に対してのみ光軸を傾けるように映像投影
機器を配置した場合に対応させたものとして説明した
が、映写面と映像投影機器の配置はこれに限定するもの
ではなく、またそのときに生じる歪みを回避するための
歪化編集処理のアルゴリズムについても上述のものに限
定するものではなく他の方法装置を用いることが可能で
ある。映写面と映像投影機器の配置に基づく歪化編集処
理をパラメータ化したアルゴリズムで構成してもよい。
即ち、映写面上での歪化は、映写面と光軸との傾きによ
って決まる。従って、光軸と映写面との角度が垂直な場
合、歪みはなく、どちらかの辺あるいは両方の辺に対
し、光軸が傾いている場合、歪化された形状は傾きによ
って決まる。即ち、光軸の映写面に対する垂直方向に対
する三次元的な傾きをパラメータとすれば良い。 上述
の実施形態では、対象空間を表す三次元グラフィックデ
ータから、所定の視点データに対応して、任意の角度で
交差する少なくとも二つの投影面への投影図として各別
に抽出された二次元画像データを、前記投影面に対する
視点位置関係と等価な視点位置から前記投影面と等価な
関係を有する映写面に映写する第一映写機構と、前記投
影面に対する視点位置関係とは異なる視点位置から前記
投影面と等価な関係を有する映写面に映写した場合に生
じる歪みを予め補正するように歪化編集された前記二次
元画像データを映写する第二映写機構の双方を備えた仮
想現実体験装置について説明したが、仮想現実体験装置
としては第二映写機構のみで構成してもよいし、第一映
写機構のみで構成してもよい。第一映写機構のみで構成
する場合には、各別に抽出された二次元画像データを、
前記投影面に対する視点位置関係と等価な視点位置が映
写機器の仮想光源位置となるように、その近傍に配した
映写機器からの映写光線束を反射させる反射鏡を備えた
光学系を構築することにより実現できる。上述の実施形
態では、投影図として透視直投影するものを説明した
が、平行投影であってもよいし、斜投影であってもよい
し、またそれらの組み合わせであってもよい。
【図１】仮想現実体験装置のアイソメ図
【図２】仮想現実体験装置のアイソメ図
【図３】仮想現実体験装置のアイソメ図
【図４】仮想現実体験装置の平面図
【図５】仮想現実体験装置の説明図
【図６】フローチャート
【図７】投影変換の説明図
【図８】投影変換の説明図
【図９】フローチャート
【図１０】歪化編集の説明図
【図１１】歪化編集の説明図
【図１２】歪化編集の説明図
【図１３】ドーム型スクリーンの説明図
【図１４】アーチ型スクリーンの説明図
【図１５】箱型スクリーンの説明図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北原 英雄 大阪府大阪市中央区本町四丁目１番13号 株式会社竹中工務店大阪本店内 (72)発明者 桑村 文昭 大阪府大阪市中央区本町四丁目１番13号 株式会社竹中工務店大阪本店内
Claims (9)
- 【請求項１】 対象空間を表す三次元グラフィックデー
タから、所定の視点データに対応した二次元画像データ
を、任意の投影面への投影図として抽出し、抽出された
二次元画像データを、前記投影面に対する視点位置関係
とは異なる視点位置から前記投影面と等価な関係を有す
る映写面に映写した場合に生じる歪みを予め補正するよ
うに歪化編集する画像生成方法。 - 【請求項２】 対象空間を表す三次元グラフィックデー
タから、所定の視点データに対応した二次元画像データ
を、任意の角度で交差する少なくとも二つの投影面への
投影図として各別に抽出し、抽出された二次元画像デー
タのうち少なくとも一方を、前記投影面に対する視点位
置関係とは異なる視点位置から前記投影面と等価な関係
を有する映写面に映写した場合に生じる歪みを予め補正
するように歪化編集する画像生成方法。 - 【請求項３】 対象空間を表す三次元グラフィックデー
タから、所定の視点データに対応した二次元画像データ
を、任意の投影面への投影図として抽出する第一画像編
集手段と、前記第一画像編集手段により抽出された二次
元画像データを、前記投影面に対する視点位置関係とは
異なる視点位置から前記投影面と等価な関係を有する映
写面に映写した場合に生じる歪みを予め補正するように
歪化編集する第二画像編集手段とを備えて構成してある
画像生成装置。 - 【請求項４】 対象空間を表す三次元グラフィックデー
タから、所定の視点データに対応した二次元画像データ
を、任意の角度で交差する少なくとも二つの投影面への
投影図として各別に抽出する第一画像編集手段と、前記
第一画像編集手段により抽出された二次元画像データの
うち少なくとも一方を、前記投影面に対する視点位置関
係とは異なる視点位置から前記投影面と等価な関係を有
する映写面に映写した場合に生じる歪みを予め補正する
ように歪化編集する第二画像編集手段とを備えて構成し
てある画像生成装置。 - 【請求項５】 対象空間を表す三次元グラフィックデー
タから、所定の視点データに対応して、任意の角度で交
差する少なくとも二つの投影面への投影図として各別に
抽出された二次元画像データを、前記投影面に対する視
点位置関係と等価な視点位置から前記投影面と等価な関
係を有する映写面に映写する第一映写機構を備えた仮想
現実体験装置。 - 【請求項６】 対象空間を表す三次元グラフィックデー
タから、所定の視点データに対応して、任意の投影面へ
の投影図として抽出され、前記投影面に対する視点位置
関係とは異なる視点位置から前記投影面と等価な関係を
有する映写面に映写した場合に生じる歪みを予め補正す
るように歪化編集された前記二次元画像データを映写す
る第二映写機構を備えた仮想現実体験装置。 - 【請求項７】 対象空間を表す三次元グラフィックデー
タから、所定の視点データに対応して、任意の角度で交
差する少なくとも二つの投影面への投影図として各別に
抽出された二次元画像データを、前記投影面に対する視
点位置関係と等価な視点位置から前記投影面と等価な関
係を有する映写面に映写する第一映写機構と、前記投影
面に対する視点位置関係とは異なる視点位置から前記投
影面と等価な関係を有する映写面に映写した場合に生じ
る歪みを予め補正するように歪化編集された前記二次元
画像データを映写する第二映写機構とを備えた仮想現実
体験装置。 - 【請求項８】 前記投影面が、前記対象空間に臨む所定
の視点位置に対して、正面が奥行き側に配置された上下
左右正面の五面の交差平面で構成される請求項５から７
記載の仮想現実体験装置。 - 【請求項９】 対象空間を表す三次元グラフィックデー
タから、所定の視点データに対応した二次元画像データ
を、任意の投影面への投影図として抽出し、抽出された
二次元画像データを、前記投影面に対する視点位置関係
とは異なる視点位置から前記投影面と等価な関係を有す
る映写面に映写した場合に生じる歪みを予め補正するよ
うに歪化編集した二次元画像データが記録された記録媒
体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8335509A JPH10177660A (ja) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | 画像生成方法、画像生成装置、及び、仮想現実体験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8335509A JPH10177660A (ja) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | 画像生成方法、画像生成装置、及び、仮想現実体験装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10177660A true JPH10177660A (ja) | 1998-06-30 |
Family
ID=18289376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8335509A Pending JPH10177660A (ja) | 1996-12-16 | 1996-12-16 | 画像生成方法、画像生成装置、及び、仮想現実体験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10177660A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008198228A (ja) * | 2002-11-12 | 2008-08-28 | Namco Bandai Games Inc | 立体視用印刷物の製造方法、立体視用印刷物 |
| US7596259B2 (en) | 2002-11-12 | 2009-09-29 | Namco Bandai Games Inc. | Image generation system, image generation method, program, and information storage medium |
| US7680322B2 (en) | 2002-11-12 | 2010-03-16 | Namco Bandai Games Inc. | Method of fabricating printed material for stereoscopic viewing, and printed material for stereoscopic viewing |
| WO2012176689A1 (en) * | 2011-06-23 | 2012-12-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Three dimensional imaging system |
-
1996
- 1996-12-16 JP JP8335509A patent/JPH10177660A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008198228A (ja) * | 2002-11-12 | 2008-08-28 | Namco Bandai Games Inc | 立体視用印刷物の製造方法、立体視用印刷物 |
| US7596259B2 (en) | 2002-11-12 | 2009-09-29 | Namco Bandai Games Inc. | Image generation system, image generation method, program, and information storage medium |
| US7680322B2 (en) | 2002-11-12 | 2010-03-16 | Namco Bandai Games Inc. | Method of fabricating printed material for stereoscopic viewing, and printed material for stereoscopic viewing |
| JP2011102988A (ja) * | 2002-11-12 | 2011-05-26 | Namco Bandai Games Inc | 画像生成システム |
| US8249335B2 (en) | 2002-11-12 | 2012-08-21 | Namco Bandai Games Inc. | Method of making printed material for stereoscopic viewing, and printed material for stereoscopic viewing |
| WO2012176689A1 (en) * | 2011-06-23 | 2012-12-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Three dimensional imaging system |
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