JPH11175758A - 立体表示方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 視点の移動と速度を考慮し、３次元仮想空間
の射影とレンダリング処理を行うことにより、視点の滑
らかな移動を実現し、詳細な表現を損なわない表示装置
を提供する。 【解決手段】 本発明の立体表示装置は、視点方向速度
確認手段から得られる視点の移動速度に応じて、一定時
間内に表示面から表示されなくなる範囲を特定し、一定
時間よりも長い時間に表示面から表示されなくなる範囲
を特定する処理を行い、２次元表示面を２以上の範囲に
分割する範囲設定手段と、範囲設定手段で分割された２
以上の２次元表示面の各分割範囲毎にそれぞれ異なるレ
ンダリング処理を選択するレンダリング処理選択手段
と、レンダリング処理選択手段によって選択された各レ
ンダリング処理を行う複数のレンダリング処理手段とお
よびレンダリング処理手段の結果を蓄積する複数の画像
蓄積手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３次元コンピュー
タ・グラフィックスにおける立体表示方法および装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、立体（３次元物体）の形状に
基づいたモデルを作成し、このモデルを用いて、２次元
の表示面を有する表示手段に前記立体を表示する３次元
コンピュータ・グラフィックス（以下、３次元ＣＧと略
記する）技術が広く利用されている。この技術は、コン
ピュータ上の仮想空間内に配置された３次元モデル（３
次元座標および３次元ベクトルであらわされる）に陰影
計算等の各種計算処理を施した後に、３次元モデルを投
影面に投影し、当該投影面上に得られた２次元の画像
を、表示手段を用いて表示するというものである。な
お、上述した各種計算処理および投影処理は、一般にレ
ンダリング処理と呼ばれる。

【０００３】上述した３次元ＣＧ技術を用いて実現した
コンピュータ内の３次元仮想空間を、複数の使用者に対
して、上記仮想空間を共有させることにより、遠隔地に
離れた使用者同士に建築物の設計や電化製品の技術相談
等の協調作業を行うことを特徴とする高度なコミュニケ
ーションを行う情報システムがある。上述した３次元Ｃ
Ｇ技術を用いて立体を表現し、コンピュータ上の仮想空
間内において、遠隔地に離れた使用者が、投影の記述な
る視点の位置または向きを連続的に変更することによっ
て、表示手段の表示面に表示される画像を観る使用者
に、あたかも自分自身が３次元仮想空間内を移動してい
るかのような臨場感を与え、それぞれの作業場の２次元
表示手段を用いて表現される３次元仮想空間を歩き回
り、お互いの動きや物体に与えた運動を、それぞれの２
次元面上に表現させて、建築物等の３次元立体を様々な
角度から観て、触り、移動させることにより、高度なコ
ミュニケーションを行わせている。近年のワークステー
ションやパーソナルコンピュータ等のハードウェア処理
能力が目覚しく向上したために、コンピュータ内の仮想
空間の３次元モデルを、瞬時に射影処理およびレンダリ
ング処理を行うことが可能となっており、このために、
視点の位置および向きを使用者の指示に応じて即座に視
点の位置および向きを変更することが可能になった。

【０００４】しかしながら、処理能力が向上したハード
ウェアによっても、射影処理およびレンダリング処理に
かかる時間が仮想空間内に配置された３次元モデルの精
度に依存することに変わりない。上記の３次元仮想空間
を共有させたコミュニケーションにおいて、使用者の指
示に従い、視点を変更する場合には、遠方にある物体に
は、荒い精度で作成された３次元モデルを使用し、ある
決められた範囲内にある物体には、細かい精度で作成さ
れた３次元モデルを使用していた。このようにレンダリ
ング処理性能を考慮した物体のモデルを選択することに
よって、視点の移動によるレンダリング処理の負荷を軽
減させている。

【０００５】上記の荒い精度で作成された３次元モデル
においても、視点の一定時間内の移動距離が大きくなる
につれ、つまり、視点の移動速度が大きくなるつれ、３
次元仮想空間の移動は、滑らかさが損なわれたストップ
モーションのような表示が行われる。これは、視点の運
動に対して、３次元仮想空間の２次元平面に対する射
影、つまり上述のレンダリング処理が追いつけないため
に、３次元仮想空間のレンダリング処理を行った２次元
表示面を表示している間に、視点は大きく移動してい
る。そのために最新の視点の位置でレンダリング処理を
行うと、滑らかな視点の運動が表現できず、臨場感を損
なわせているのである。

【０００６】また、視点の滑らかな移動が損なわれない
様に、立体のレンダリング処理及び射影処理と２次元平
面の表示装置の表示処理を同時に行う表示装置が考案さ
れている。ダブルバッファリングと呼ばれる機能を有す
る表示装置である。その表示装置は、２次元表示面へ表
示する投影面を蓄積する画像蓄積手段を複数有し、すで
に投影処理を行い画像蓄積手段から２次元投影面を２次
元表示面に表示する時間内に、次の投影面に射影処理お
よびレンダリング処理を行う。この表示装置を用いれ
ば、ある程度の速度を持った視点の移動に対して有効に
動作する。視点の移動速度が大きくなるにつれて、現在
射影処理およびレンダリング処理を行っている２次元平
面の表示装置に表示する画像とずれが大きくなり、滑ら
かな視点の移動が損なわれて、ストップモーションのよ
うな表示が行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従
来、視点制御を使用者に変更させることによる３次元仮
想空間の表示をリアルタイムに実現するためには、ハー
ドウェアの処理能力に依存しており、仮想空間内に配置
される各３次元モデルに精度を粗いデータと詳細なデー
タを複数用意する手法や処理する画像の蓄積手段を複数
設けて、射影およびレンダリング処理から表示面に表示
する時間を短くするといった手段が行われている。しか
し、この方法でも視点の位置変更および表示する３次元
モデルの位置変更が単位時間あたり大きければ、臨場感
の失われたストップモーションの３次元仮想空間を使用
者に提供することになる。本発明は、視点の位置変更を
予測し、３次元モデルの位置変更を考慮したレンダリン
グ処理を行うことにより、十分な応答性能を得ることが
できる立体表示方法および装置を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明における立体
表示方法は、視点の移動速度に応じて一定時間内に表示
面から表示されてなくなる範囲を複数特定し、その範囲
ぞれそれの３次元仮想空間を２次元平面上に射影する際
に、異なるレンダリング処理を行うように構成される。

【０００９】第２の発明における立体表示方法は、３次
元仮想空間に配置された立体が移動している場合に、そ
の立体の移動速度に応じて、各立体のレンダリング処理
を選択し、その選択されたレンダリング処理を行うよう
に構成される。

【００１０】第３の発明における立体表示方法は、視点
の移動速度に応じて一定時間内に表示面から表示されな
くなる範囲を複数特定し、その範囲内に配置された立体
にそれぞれ異なるレンダリング処理を行うように構成さ
れる。

【００１１】第４の発明における立体表示方法は、３次
元仮想空間に配置された立体に対して、視点の動作との
相対速度、相対移動方向を考慮して、その立体のレンダ
リング処理を選択し、その選択されたレンダリング処理
を行うように構成される。

【００１２】第５の発明における立体表示方法は、視点
の移動速度および方向に応じて、射影処理およびレンダ
リング処理を選択する表示システムにおいて、視点の移
動が停止状態に移行した場合にも、２次元表示面に表示
される画像を使用者には詳細に観察できない時間内の複
数毎の画像に対しても、引き続き範囲毎に選択された射
影処理およびレンダリング処理を行うように構成され
る。

【００１３】第６の発明における立体表示方法は、２次
元射影処理を行う画像蓄積手段を複数設け、表示装置の
２次元平面上に射影されている範囲よりも広い範囲の画
像蓄積を行うように構成される。

【００１４】第７の発明における立体表示方法は、視点
の速度の変化量から単位時間の移動位置を予測すること
によって、より広い２次元表示面の範囲のレンダリング
処理を行うように構成される。

【００１５】第８の発明における立体表示方法は、３次
元仮想空間内の使用者の位置を基にした視点移動を考慮
することに加えて、使用者の実際の視点の向きつまり眼
球の向きを測定し、使用者が詳細に観察している範囲を
観測し、その観察している範囲を中心にして、２次元平
面上の画像表示装置を複数の範囲に分割し、それぞれの
範囲に異なる射影およびレンダリング処理を行うように
構成される。

【００１６】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、本発明の
実施の形態１の３次元仮想空間表示装置の一例を示すブ
ロック図であり、図２は本発明の実施の形態１による３
次元仮想空間表示装置の動作を説明するための処理フロ
ーチャートである。以下に、３次元仮想空間表示装置の
構成について説明する。

【００１７】図１において、１は操作者が、操作内容に
応じて入力データを入力する入力手段であり、キーボー
ド、マウス、およびヘッドマウント・ディスプレイを用
いて使用者の頭の回転の距離を測定するジャイロスコー
プ等から構成される。２は処理手段であり、ＣＰＵ、Ｒ
ＯＭ、ＲＡＭ、フレームバッファ、各種Ｉ／Ｏインタフ
ェース等を有するコンピュータから構成され、入力手段
１から供給される入力データに応じて動作する。３はハ
ードディスク、メモリ等の記憶手段であり、処理手段２
が読み書きする各種のデータが蓄積されている。４は処
理手段２から供給された画像データを表示する表示手段
であり、ＣＲＴモニタやヘッドマウント・ディスプレイ
等の２次元の表示面を表示する。

【００１８】処理手段２は、入力データに応じてＲＯＭ
またはＲＡＭに記憶されたプログラムを実行して、使用
者が視点をリアルタイムに移動させることができる３次
元仮想空間を表示手段４に表示させる処理を行うもので
ある。処理手段２は光源設定手段５、立体速度確認手段
６、立体作成手段７、視点方向確認手段８、視点方向検
知手段９、視点方向速度確認手段１０、範囲設定手段１
１、相対速度計算手段１２、レンダリング処理手段１
５、レンダリング処理手段１４、レンダリング処理手段
１３、レンダリング手法選択手段１６、画像蓄積範囲設
定手段１７、画像蓄積手段１８、画像蓄積手段１９から
構成される。以下、各手段５〜１９までを説明する。

【００１９】光源設定手段５は、入力データに応じて動
作する手段である。光源設定手段５は、まず、記憶手段
３に記憶された３次元モデルデータで表わされる３次元
モデルを仮想空間内に配置する。この配置処理は、３次
元モデルの名前と仮想空間内の配置位置とを対応付ける
ことにより行われる。次に、光源設定手段５は、同空間
内に配置する光源の種類（点光源、線光源、面光源等）
や色、位置を設定し、設定された条件に対応するデータ
を記憶手段３に記憶させる。

【００２０】立体速度確認手段６は、３次元仮想空間内
のそれぞれ３次元モデルデータに表わされた立体の方向
と速度を、立体の３次元モデルの名前を対応つけられた
情報を保持し、３次元モデルの名前から方向と速度の情
報を、後述する相対速度計算手段１２に対して与えるこ
とができる。

【００２１】立体モデル作成手段７は、入力データに指
定された立体の形状に基づいた３次元モデルを作成する
手段であり、３次元座標および３次元ベクトルからなる
３次元モデルデータを作成し、後述するレンダリング処
理手段１３〜１５によりテキスチャ・マッピング・デー
タの貼り付けや陰影処理および色付けが行われ、後述す
る画像蓄積手段１８または画像蓄積手段１９に記憶させ
る。

【００２２】視点方向検知手段９は、３次元仮想空間内
を視点を移動して仮想空間を自由に移動し３次元仮想空
間を体感する使用者が、現在、詳細に観察する範囲を判
定するために、眼球の向きを検知する手段であり、表示
手段４であるヘッドマウント・ディスプレイやＣＲＴモ
ニタ上に設置し、眼球の光彩の形により視点方向を検知
し、後述する視点方向確認手段８からの命令により、視
点方向の情報を視点方向確認手段８に送る。

【００２３】視点方向確認手段８は、視点方向検知手段
９から送られた視点方向のデータを保持し、ある一定の
時間毎に、使用者の眼球の向きの情報を視点方向検知手
段９に送るように指令する。その視点方向の情報を後述
する範囲設定手段１１に与える。

【００２４】視点方向速度確認手段１０は、使用者によ
り操作されるマウス、キーボード、ヘッドマウント・デ
ィスプレイに設置されたジャイロスコープ等の入力手段
１により入力される入力データから、現在の視点方向お
よび速度を得て、その情報を後述する相対速度計算手段
１２、後述する範囲設定手段１１および後述する画像蓄
積範囲設定手段１７に与える。

【００２５】相対速度計算手段１２は、立体速度確認手
段６から３次元モデルデータ名に対応付けられた立体の
速度を取得し、視点方向速度確認手段１０から受け取っ
た視点の方向と速度の情報から立体の相対的な速度を計
算する。その計算された速度を後述するレンダリング処
理選択手段１６に与える。

【００２６】範囲設定手段１１は、視点方向速度確認手
段１０から得られる使用者により入力装置から与えられ
た視点の動作方向および速度のデータを用いて、一定時
間内に表示手段４の持つ２次元表示画面から表示されな
くなる範囲を複数設定する。さらに、視点方向確認手段
８から得られる使用者の眼球の方向を示すデータから使
用者が詳細に観察している範囲を特定することができ
る。

【００２７】図３は、表示手段４上の２次元表示面の表
示範囲を示す図である。図３（ａ）の範囲Ｂは、視点が
前方方向に進んでいる時の一定時間内に表示手段４の２
次元表示面から表示されなくなる範囲を示している。ま
た、図３（ａ）の範囲Ａは、一定時間内に視点が表示手
段４の２次元表示面に表示され続ける範囲を示してい
る。また、図３（ｂ）は、視点が左方向に移動している
ときの一定時間内に表示手段４の２次元表示面から表示
されなくなる範囲Ｂと表示され続ける範囲をＡを図示し
ている。この図３では、範囲は２つだけであるが、範囲
を決定した時間を複数設定することにより、複数の範囲
を設定することも同様に可能である。この範囲を２次元
座標として表現し、レンダリング処理選択手段１６に与
える。また、図３（ｂ）の２０は視点の移動方向を意味
している。

【００２８】図６は、ヘッドマウント・ディスプレイを
示す図である。図６中の３１は、使用者の眼球の動く方
向を示している。図６中のＡは、使用者が詳細に観察し
ている範囲を示している。Ｂは、使用者が詳細に観察し
ていない範囲である。

【００２９】画像蓄積範囲設定手段１７は、視点方向速
度確認手段１０より与えられた視点の動作方向および速
度のデータを用いて、後述の画像蓄積手段１８または画
像蓄積手段１９に蓄積すべき画像蓄積の範囲を設定す
る。

【００３０】図５は、視点が表示手段４に表示される範
囲を示している。図５（ａ）中の２７は、画像蓄積手段
１８または画像蓄積手段１９から２次元表示面を持つ表
示手段４に表示されている範囲を示している。図５
（ａ）中の２６は、視点が前方方向に進んでいる場合
に、画像蓄積範囲設定手段１７が画像蓄積手段１８また
は画像蓄積手段１９に画像の蓄積を行うと判断する３次
元仮想空間からの２次元平面上への射影する範囲であ
る。図５（ｂ）は、視点方向速度確認手段１０から与え
れた動作方向および速度のデータが、左方向に移動して
いることを示している。その場合に、図５（ｂ）中の２
８は、画像蓄積範囲設定手段１７が判断する画像蓄積手
段１８または画像蓄積手段手段１９に蓄積する範囲を示
している。図５（ｂ）中の２９は、画像蓄積手段１８ま
たは画像蓄積手段１９から受信した視点が表示手段４の
２次元表示面に表示される範囲を示している。図５
（ｂ）中の３０は視点の移動方向を意味している。

【００３１】レンダリング処理選択手段１６は、範囲設
定手段１２で設定された範囲を受け取り、後述の複数用
意されたレンダリング処理手段１３およびレンダリング
処理手段１４またはレンダリング処理手段１５の中か
ら、各範囲でのレンダリング処理を決定する。本実施の
形態１の処理を示すブロック図では、３つのレンダリン
グ１３，１４，１５手段が示されているが、さらに多く
のレンダリング処理手段を設けることも可能である。立
体の陰影処理を行うレンダリング処理において、これら
のレンダリング処理手段が用いるレンダリング処理に
は、フラットシェーディングまたはフォンシェーディン
グ等が挙げられる。また、テクスチャ・マッピングで
は、色変化を２次的に補完するバイリニアフィルタリン
グやテクスチャデータを変形させて３次元の射影面とし
て貼り付けるバースペクティブコレクトなどの手法があ
る。

【００３２】レンダリング処理選択手段１６では、これ
ら複数のレンダリング処理を行う複数のレンダリング処
理手段から低速であるが３次元仮想空間を忠実に２次元
平面に表現できる処理を、範囲設定手段１２から与えら
れた視点の移動が行われた後でも表示手段４の２次元表
示面に表示され続ける範囲内の立体の３次元モデルに対
して適用することを選択し、範囲設定手段１２から与え
られた視点の移動に伴い、表示手段４の２次元表示面か
ら表示されなくなる範囲に対しては、３次元仮想空間を
忠実に２次元平面に表現できないが高速である処理を選
択する。

【００３３】図４は、表示手段４上の２次元表示面の表
示範囲を示す図である。図４（ａ）は、視点が前方に移
動している際に、レンダリング処理選択手段１６が行う
選択処理を示す。４（ａ）中のＢは、視点が前方方向に
進んでいる時の一定時間内に表示手段４の２次元表示面
から表示されなくなる範囲を示している。また、図４
（ａ）中のＡは、視点が一定時間内に表示手段４の２次
元表示面に表示され続ける範囲を示している。範囲Ａの
３次元仮想空間に配置される立体２１は、レンダリング
処理選択手段１６により選択された詳細なレンダリング
処理が適用される。範囲Ｂの３次元仮想空間に配置され
る立体２２は、詳細ではないが高速なレンダリング処理
が適用される。図４（ｂ）には、視点が左方向に移動し
ている際に、レンダリング処理選択手段１６が行う選択
処理を示す。図４（ｂ）中のＢは、視点が左方向に進で
いる時の一定時間内に表示手段４の２次元表示面から表
示されなくなる範囲を示している。また、図４（ｂ）の
範囲Ａは、視点が一定時間内に表示手段４の２次元表示
面に表示され続ける範囲を示している。範囲Ａの３次元
仮想空間に配置される立体２４は、レンダリング処理選
択手段１６により選択された詳細なレンダリング処理が
適用される。範囲Ｂの３次元仮想空間に配置される立体
２５は、詳細ではないが高速なレンダリング処理が適用
される。図４（ｂ）中の２３は視点の移動方向を意味し
ている。

【００３４】レンダリング処理手段１３およびレンダリ
ング処理手段１４およびレンダリング処理手段１５は、
上述した光源設定手段５、立体作成手段７、範囲設定手
段１１、画像蓄積範囲設定手段１７で設定された仮想空
間における各３次元モデルの配置や、３次元モデルの光
源、視点等の諸条件に基づいたレンダリング処理を行っ
て、２次元の射影面上にこれを投影し、２次元の画像を
作成する。また、画像蓄積手段１８と画像蓄積手段１９
は、レンダリング処理手段１３、レンダリング処理手段
１４およびレンダリング処理手段１５で作成され表示手
段４により表示されない画像を画像蓄積手段に蓄積す
る。一画面分の画像が蓄積された場合には、各レンダリ
ング処理で作成される画像を蓄積する画像蓄積手段の切
り替えを行う。また、画像蓄積手段１８，１９は、他方
の画像蓄積手段がレンダリング処理で作成される画像を
蓄積している間に、視点の移動が行われれば、前回表示
手段に転送した範囲から視点の移動分だけ移動した範囲
の画像を表示手段４に転送する。なお、上述した各手段
５，８，１０〜１９を有する処理手段２は、一般に市販
または提案されているソフトウェアやハードウェアによ
り構築可能である。さらに、処理手段２は上述した構成
に限定されるものではなく、同じ動作をする他の構成お
よび接続も可能である。

【００３５】上述した構成の３次元仮想空間表示装置が
動作を図２を参照して説明する。処理装置１は、図示し
ない電源が投入されると、ＲＯＭに記憶されたプログラ
ムを開始し、これにより、処理ステップＳ１を実行す
る。

【００３６】ステップＳ１は、立体速度の確認を行う。
図１の立体速度確認手段６により３次元仮想空間内のそ
れぞれ３次元モデルデータ名に対応付けられた立体の方
向と速度を、３次元モデルの名前から立体の方向と速度
の情報を、相対速度計算手段１３に対して与える。

【００３７】次に、ステップＳ２では、入力手段１のマ
ウスおよびキーボードまたはヘッドマウント・ディスプ
レイ等に設置されたジャイロスコープから入力される入
力データを用いて、視点方向速度確認手段１０が現在の
視点方向および速度を得て、その情報を範囲設定手段１
１、相対速度計算手段１２および画像蓄積範囲設定手段
１７に与える。

【００３８】ステップＳ３では、ステップＳ１およびス
テップＳ２で得られた立体の速度と、視点の方向および
速度から、相対速度計算手段１２で視点からの立体の相
対速度の計算が行われ、その計算結果は、範囲設定手段
１１に送られる。

【００３９】ステップＳ４では、視点方向確認手段８は
視点方向検知手段９から取得した使用者の眼球の向きを
示す情報を範囲設定手段１１に与える。

【００４０】ステップＳ５では、範囲設定手段１１が、
ステップＳ２およびスッテプＳ３およびステップ４で与
えられた視点方向、視点に対する立体の相対速度および
使用者の眼球の向きから、射影処理およびレンダリング
処理する範囲を詳細に設定する。

【００４１】ステップＳ６は立体モデル作成過程であ
り、入力データに応じて動作する立体作成手段７が、表
示すべき立体の形状に基づいた３次元モデルを作成す
る。この作成された３次元モデルは、陰影処理およびテ
キスチャマッピング等のレンダリング処理が行われる前
のデータであり、直線で描かれた面と面と境界が作成さ
れる３次元空間データである。立体モデル作成過程Ｓ６
で作成された３次元空間データは立体作成手段７から記
憶手段３に送出され、そこに格納される。

【００４２】ステップＳ７は、画像蓄積範囲設定過程で
ある。ステップ７では、画像蓄積範囲設定手段１７が、
ステップＳ２で得られた視点の移動方向および速度の情
報を用いて、画像蓄積手段１８または画像蓄積手段１９
に蓄積する範囲を設定する。

【００４３】ステップ８では、光源設定手段５が、ステ
ップＳ６で記憶手段３に格納された３次元空間データを
ステップＳ７で設定された画像蓄積範囲内にある立体モ
デルに対して、立体モデルが配置された空間内に配置す
る光源の種類（点光源、線光源、面光源等）や色、位置
を設定し、設定された条件に対応するデータを記憶手段
３に送出しそこに記憶させる。

【００４４】ステップＳ９では、レンダリング処理選択
手段１６が、ステップＳ６により設定された異なるレン
ダリング処理を行う範囲、または立体に対する陰影処理
およびテキスチャマッピングなどのレンダリング処理を
ステップＳ３で得られた相対速度の計算結果から立体の
相対速度応じて、レンダリング処理手段１３、レンダリ
ング処理手段１４およびレンダリング処理手段１５か
ら、その範囲または立体に適用するレンダリング処理を
決定する。レンダリング処理選択手段１６は、ステップ
Ｓ６で設定した３次元空間を忠実に表現できるレンダリ
ング処理を行うべき詳細範囲、または相対速度計算手段
１２により求められた立体の視点に対する相対速度を用
いて決定された現実感のあるレンダリング処理を詳細な
行うべき立体に対しては、低速であるが立体の質感で２
次元面に投影した際に臨場感のあるレンダリング処理を
詳細な行うことを判断する。ステップ６が設定した３次
元空間を忠実に表現できるレンダリング処理を詳細に行
わなくても使用者に違和感を感じさせない範囲、または
使用者の目が詳細に観察していない範囲または立体の速
度により詳細に観察できない立体に対して、３次元空間
を忠実に再現できないが、高速であるレンダリング処理
を行うことを判断する。その判断したレンダリング処理
を行うレンダリング処理手段に対して、レンダリング処
理を行うように指令する。

【００４５】ステップＳ１０およびＳ１１およびＳ１２
は、ステップＳ９でなされたレンダリング処理の選択結
果から、それぞれ選択される各種のレンダリング処理手
段により行われるレンダリング処理である。各ステップ
Ｓ１０〜Ｓ１２では、各レンダリング処理手段１３〜１
５が、上記ステップＳ７およびＳ８で設定された諸条件
に基づいてレンダリング処理が行われる。ステップＳ７
およびＳ８により設定された条件により、３次元の仮想
空間を２次元表示面に忠実に詳細にレンダリング処理す
る範囲および立体が限定されているために、レンダリン
グ処理Ｓ１０〜Ｓ１２の処理時間を短くすることができ
る。

【００４６】ステップＳ１３では、レンダリング処理Ｓ
１０〜Ｓ１２によるレンダリング処理により作成された
画像が、表示手段４で現在使用されていない画像蓄積手
段１８お１９に書き込まれる。

【００４７】ステップＳ１４では、ステップＳ１３で蓄
積された画像蓄積手段１８または画像蓄積手段１９の画
像を表示手段４に読み込み、３次元仮想空間の２次元平
面へ射影された画像を表示する。ステップＳ１４では、
視点が移動した際には、画像蓄積手段１８または画像蓄
積手段１９に格納された画像を再度読み込み、表示し、
視点の移動されても滑らかな視点の移動を表示手段４の
２次元表示面に表示することができる。

【００４８】次に、処理はスッテプＳ１５へ進み、ここ
で、３次元仮想空間の表示を終了するか否かが判断され
る。この判断結果が「いいえ」であれば、処理はステッ
プＳ１に戻り、上記の処理Ｓ１〜Ｓ１４の処理が行われ
る。各ステップＳ１からＳ１４は、ステップＳ１５での
判断結果が「はい」となるまで繰り返し行われ、３次元
仮想空間の表示処理が行われる。

【００４９】実施の形態１における立体表示方法は、視
点が移動すると、その視点の移動速度に応じて、視点方
向速度確認手段が一定時間内に表示面から表示されてな
くなる範囲を複数特定し、その範囲ぞれそれの３次元仮
想空間を２次元平面上に射影する際に、異なる処理を行
う。従って、視点の移動速度に応じて一定時間内に表示
面から表示されてなくなる範囲が特定され、その範囲ぞ
れそれの３次元仮想空間を２次元平面上に射影する際
に、精度の低い射影処理を行うことができる。

【００５０】精度の低い射影処理の例として、ピクセル
単位で行われるレンダリング処理に対して複数のピクセ
ルをまとめた単位に対して行うことが挙げられる。この
処理はモザイク処理と呼ばれ、前記範囲内の画像は粗く
なる。その処理を適用して表示された一画面を詳細に観
察すれば、立体の形状および表面の質感が現実的でない
ことは人の目によって明らかに認識される。しかし、視
点はある移動速度を持って移動しており、その粗く２次
元表示面に表示された画像は、人の目によって詳細に観
察されることなく表示面上から表示されなくなる。この
ため、その短い時間に粗く表示された範囲は、人の目に
は、現実的でないことが認識されず、３次元仮想空間の
臨場感を損なうことがない。

【００５１】実施の形態２．実施の形態２における立体
表示方法においては、３次元仮想空間に配置された立体
が移動している場合に、その立体の移動速度に応じて、
立体速度確認手段６は立体の速度を抽出し、相対速度計
算手段１２に送出する。相対速度計算手段１２で計算さ
れた立体の移動速度に応じて、レンダリング処理選択手
段１６は、複数のレンダリング処理手段１３〜１５のう
ちのいずれか一つの立体のレンダリング処理を選択し、
その選択された一つのレンダリング処理を行う。従っ
て、３次元仮想空間に配置された立体が移動している場
合には、その立体のレンダリング処理に精度の低いレン
ダリング処理を選択し、高速な処理を行うことができ
る。立体は移動しているために、その粗く２次元表示面
に表示された画像は、人の目によって詳細に観察される
ことなく表示面上に存在している。このため粗く表示さ
れた立体であっても、人の目には、現実的でないことが
認識されず、３次元仮想空間の臨場感を損なうことがな
い。

【００５２】実施の形態３．実施の形態３における立体
表示方法は、視点が移動すると、その視点の移動速度に
応じて、視点方向速度確認手段１０は視点の移動速度を
抽出し、相対速度計算手段１２に送出する。レンダリン
グ処理選択手段１６は、相対速度計算手段１２の結果に
づいて、一定時間内に表示面から表示されなくなる範囲
を複数特定し、その範囲内に配置された立体のレンダリ
ング処理に異なる処理を行う。従って、視点の移動速度
に応じて一定時間内に表示面から表示されなくなる範囲
を複数特定し、その範囲内に配置された立体のレンダリ
ング処理に精度の低いレンダリング処理を行うことがで
きる。

【００５３】精度の低いレンダリング処理の一例とし
て、フラットシェーディングが挙げられる。このシェー
ディング（陰影処理）は、立体の表面を構成する多角形
（ポリゴン）単位で単色で塗りつぶすの処理を行う。そ
の他のグローシェーディングやフォンシェーディング等
の陰影処理は、ポリゴンよりもより細かい単位であるポ
リゴンの頂点やピクセル単位において陰影を計算し塗り
つぶす処理が行われる。特にフォンシェーディングでは
ピクセル単位で陰影の計算が行われるために詳細に立
体、特に球面を表現することができる。しかし、フォン
シェーディング等の詳細に立体を表現できるが、その反
面、非常に計算量が多く、視点の変更に対するレンダリ
ング処理の応答性能を悪くすることになる。立体を詳細
に忠実に表現する手段としてその他にも、立体の表面の
質感を表現するためにテキスチャマッピングと呼ばれる
処理がある。これは立体の表面に質感をあらわすために
２次元の絵を貼り付ける処理である。この処理に加え
て、詳細な立体を表現するためにテキスチャのデータを
補完したり、貼り付ける際にテクスチャデータ（２次元
の絵）を選択する手法が行われている。実施の形態３に
記載された表示装置を用いれば、表示面に表示される時
間が短い範囲において高速であるレンダリング処理を選
択し、貼り付けたテキスチャマップに対して補完やテキ
スチャ選択などの処理を省かれても、その短い時間に粗
く表示された範囲は、人の目には現実的でないことが認
識されず、３次元仮想空間の臨場感を損なうことがな
い。

【００５４】実施の形態４．実施の形態４における立体
表示方法は、３次元仮想空間に配置された立体に対し
て、立体と視点が共に移動している場合に、立体速度確
認手段６で立体の移動速度を検出し、視点方向速度確認
手段１０で視点の移動速度および方向を検出し、それら
の結果から相対速度計算手段１２は相互の相対速度、相
対移動方向を計算する。レンダリング処理選択手段１６
は、相対速度計算手段１２の結果に従って、レンダリン
グ処理手段１３〜１５のうちのいずれかのレンダリング
処理をを選択し、選択されたレンダリング処理手段１３
〜１５の一つはその選択された処理を行う。従って、３
次元仮想空間に配置された立体の移動と視点の移動との
相対速度、相対移動方向を考慮して、その立体のレンダ
リング処理に精度の低いレンダリング処理を選択し、適
用することができる。立体と視点が同一方向に同一速度
で移動している場合に、立体は使用者には相対的に、停
止している立体と同一に認識される。その場合には、立
体が停止している場合と同様に詳細なレンダリング処理
を行うことになる。また、逆に、立体と視点が逆方向に
進んでいる場合、つまり、立体が右方向に視点は左方向
に移動している場合には、使用者は詳細に観察すること
ができないので、人の目には現実的でないことが認識さ
れず、３次元仮想空間の臨場感を損なうことがない。

【００５５】実施の形態５．実施の形態５における立体
表示方法においては、視点の移動速度および方向に応じ
て、視点方向速度確認手段１０はその視点の移動速度お
よび方向を検出し、その結果から相対速度計算手段１２
は視点の移動速度および方向を計算し、レンダリング処
理選択手段１６に送出する。レンダリング処理選択手段
１６は、レンダリング処理手段１３〜１５のうちのいず
れか一つのレンダリング処理を選択し、その選択された
一つのレンダリング処理を行う。実施の形態５では、視
点の移動が停止状態に移行した場合に、２次元表示面に
表示される画像を使用者には詳細に観察できない時間内
の複数毎の画像に対しても、引き続き範囲毎に選択され
た射影処理およびレンダリング処理を行う。従って、視
点の移動速度および方向に応じて、射影処理およびレン
ダリング処理に対して精度の低い処理を選択し、適用し
ている表示システムにおいて、視点の移動が停止状態に
移行した場合にも、精度の低い射影処理およびレンダリ
ング処理を行うことができる。視点の移動が停止状態に
移行した場合においても、２次元表示面に表示される画
像を使用者には詳細に観察できない時間内の複数毎の画
像に対して視点が移動している場合と同様に高速である
が精度の低い詳細でないレンダリング処理を選択し適用
する。その短い時間に粗く表示された範囲は、人の目に
は現実的でないことが認識されず、３次元仮想空間の臨
場感を損なうことがない。

【００５６】実施の形態６．実施の形態６における立体
表示方法は、２次元射影処理を行う画像蓄積手段を複数
設け、表示装置の２次元平面上に射影されている範囲よ
りも広い範囲の画像蓄積を行うように構成される。従っ
て、視点の移動および速度を考慮して画像蓄積を行う範
囲を設定することができる。前記範囲は移動を考慮して
２次元表示画面よりも大きく取られているために、既に
表示された画像蓄積手段には、視点の移動後の画像も含
まれている。次に表示される画像蓄積手段に対して行わ
れている射影処理およびレンダリング処理が、視点の移
動速度に対して間に合わない場合には、既に表示済みの
画像蓄積手段から移動後の画像を、表示手段４の２次元
表示面上に表示させることによって、視点の滑らかな移
動を実現する。

【００５７】実施の形態７．実施の形態７における立体
表示方法は、３次元仮想空間表示装置において視点の移
動および速度を考慮して画像蓄積を行う範囲を設定する
と共に、視点の速度の変化量から単位時間の移動位置を
予測することによって、レンダリング処理を行う前記２
次元表示面よりも広い範囲を決定するために、さらに、
視点の滑らかな移動を実現する。

【００５８】実施の形態８．実施の形態８における立体
表示方法においては、３次元仮想空間内の使用者の位置
を基にした視点移動を考慮することに加えて、使用者の
実際の視点の向きつまり眼球の向きを測定し、使用者が
詳細に観察している範囲を観測し、その観察している範
囲を中心にして、２次元平面上の画像表示装置を複数の
範囲に分割し、それぞれの範囲に異なる射影およびレン
ダリング処理を行う。従って、使用者の実際の視点の向
きつまり眼球の向きを測定し、使用者が詳細に観察して
いる範囲を限定し、それ以外の範囲では２次元平面の射
影処理及びレンダリング処理に高速であるが精度の低い
処理を行うことができる。使用者の視野は１６０度近く
あるが、一般的に詳細に観察できる範囲は、視野の範囲
よりも狭く３０度程度であると言われている。眼球の向
きを測定し、詳細に観察している範囲を特定し、その範
囲の射影処理およびレンダリング処理には、詳細に表示
を行う。その他の範囲には高速であるが精度の低い詳細
ではない処理を行う。高速な処理を行うことによって臨
場感を損なうことなく、十分な応答速度が得られる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明を用いれ
ば、視点の動作の向きおよび速度を考慮して、画像蓄積
手段に３次元仮想空間の２次元平面への射影画像を蓄積
し再利用し、視点の移動を考慮して３次元仮想空間の２
次元平面への射影処理及びレンダリング処理を選択する
ことによって、３次元仮想空間を詳細に表現する低速で
時間のかかる処理を行う範囲を少なくできる。また、３
次元仮想空間内の立体の動作と向き及び視点との相対的
な動作および速度を考慮することにより、レンダリング
処理を選択することによって、立体を詳細に表現する時
間のかかる処理を少なくできる。また、使用者の眼球の
向きを観測し、詳細に観察している範囲を限定できる場
合には、さらに、詳細に射影する範囲を限定することに
よって、３次元仮想空間の２次元平面への射影処理と立
体のレンダリング処理の処理時間を短くすることができ
る。これらのことから視点の滑らかな移動を表現し、臨
場感のある十分な応答速度が得られ、かつ、３次元仮想
空間の詳細な表現を損なうことがない表示装置を提供す
ることができる。

【００６０】第１の発明における立体表示方法は、視点
の移動速度に応じて一定時間内に表示面から表示されて
なくなる範囲を複数特定し、その範囲ぞれそれの３次元
仮想空間を２次元平面上に射影する際に、異なるレンダ
リング処理を行うように構成されるので、その短い時間
に粗く表示された範囲は、人の目には、現実的でないこ
とが認識されず、３次元仮想空間の臨場感を損なうこと
がない。

【００６１】第２の発明における立体表示方法は、３次
元仮想空間に配置された立体が移動している場合に、そ
の立体の移動速度に応じて、立体のレンダリング処理を
選択し、その選択された処理を行うように構成されるの
で、粗く表示された立体であっても、人の目には、現実
的でないことが認識されず、３次元仮想空間の臨場感を
損なうことがない。

【００６２】第３の発明における立体表示方法は、視点
の移動速度に応じて一定時間内に表示面から表示されな
くなる範囲を複数特定し、その範囲内に配置された立体
のレンダリング処理に異なる処理を行うように構成され
るので、表示面に表示される時間が短い範囲において高
速であるレンダリング処理を選択し、貼り付けたテキス
チャマップに対して補完やテキスチャ選択などの処理が
省かれても、その短い時間に粗く表示された範囲は、人
の目には現実的でないことが認識されず、３次元仮想空
間の臨場感を損なうことがない。

【００６３】第４の発明における立体表示方法は、３次
元仮想空間に配置された立体に対して、視点の動作との
相対速度、相対移動方向を考慮して、その立体のレンダ
リング処理を選択し、その選択された処理を行うように
構成されるので、粗く表示された立体であっても、人の
目には、現実的でないことが認識されず、３次元仮想空
間の臨場感を損なうことがない。

【００６４】第５の発明における立体表示方法は、視点
の移動速度および方向に応じて、射影処理およびレンダ
リング処理を選択する表示システムにおいて、視点の移
動が停止状態に移行した場合にも、２次元表示面に表示
される画像を使用者には詳細に観察できない時間内の複
数毎の画像に対しても、引き続き範囲毎に選択された射
影処理およびレンダリング処理を行うように構成される
ので、視点の移動が停止状態に移行した場合にも、精度
の低い射影処理およびレンダリング処理を行うことがで
き、短い時間に粗く表示された範囲は、人の目には現実
的でないことが認識されず、３次元仮想空間の臨場感を
損なうことがない。

【００６５】第６の発明における立体表示方法は、２次
元射影面を蓄積する画像蓄積手段を複数設け、表示装置
の２次元平面上に射影されている範囲よりも広い範囲の
画像蓄積を行うように構成されるので、視点の移動およ
び速度を考慮して画像蓄積を行う範囲を設定することが
でき、既に表示済みの画像蓄積手段から移動後の画像
を、２次元表示面上に表示させることによって、視点の
滑らかな移動を実現できる。

【００６６】第７の発明における立体表示方法は、３次
元仮想空間表示装置において視点の移動および速度を考
慮して画像蓄積を行う範囲を設定すると共に、視点の速
度の変化量から単位時間の移動位置を予測するように構
成され、レンダリング処理を行う前記２次元表示面より
も広い範囲を決定するために、さらに、視点の滑らかな
移動を実現できる。

【００６７】第８の発明における立体表示方法は、３次
元仮想空間内の使用者の位置を基にした視点移動を考慮
することに加えて、使用者の実際の視点の向きつまり眼
球の向きを測定し、使用者が詳細に観察している範囲を
観測し、その観察している範囲を中心にして、２次元平
面上の画像表示装置を複数の範囲に分割し、それぞれの
範囲に異なる射影およびレンダリング処理を行うように
構成されるので、眼球の向きを測定し、詳細に観察して
いる範囲を特定し、その範囲の射影処理およびレンダリ
ング処理には、詳細に表示を行い、その他の範囲には高
速であるが精度の低い処理を行い、それによって高速な
処理を行うことによって臨場感を損なうことなく、十分
な応答速度が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態による３次元仮想空間
表示装置を実現するための画像生成装置の構成を示すブ
ロック図である。

【図２】 本発明の一実施の形態による３次元仮想空間
表示装置の処理を説明するためのフローチャートであ
る。

【図３】 範囲設定手段により設定される、視点の移動
方向および速度を考慮した範囲を示す図である。

【図４】 レンダリング処理選択手段によるレンダリン
グ処理の選択によって表示装置に表示する様子を示す図
である。

【図５】 範囲設定手段１２により設定される、視点の
移動方向および速度を考慮した蓄積手段に蓄積される画
像の範囲と蓄積手段から表示手段４に表示する範囲を示
している。

【図６】 範囲設定手段１２により設定される、使用者
が詳細に観察している範囲を示す図である。

【符号の説明】 １ 入力手段 ２ 処理手段 ３ 記憶手段 ４ 表示手段 ５ 光源設定手段 ６ 立体速度確認手段 ７ 立体作成手段 ８ 視点方向確認手段 ９ 視点方向検知手段 １０ 視点方向速度確認手段 １１ 範囲設定手段 １２ 相対速度計算手段 １３〜１５ レンダリング処理手段 １６ レンダリング処理選択手段 １７ 画像蓄積範囲設定手段 １８，１９ 画像蓄積手段

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 立体形状に基づいた３次元モデルをコン
   ピュータ上の仮想空間内に作成、配置し、光源設定手段
   による光源設定情報を使用して３次元モデルに対して２
   次元平面への投影処理等のレンダリング処理が持つ画像
   処理を行うことにより、作成される画像蓄積手段に蓄積
   し、２次元表示面を備えた表示手段の表示面上に表示さ
   れる画像を、使用者が入力手段を用いて、投影処理の基
   準となる視点の位置または向きを連続的に変更すること
   により、表示手段の表示面に表示される画像を連続的に
   変更し、２次元の表示面に表示された投影面を用いて３
   次元仮想空間を使用者に体感させる立体表示方法におい
   て、 視点方向速度確認手段から得られる視点の移動速度に応
   じて、範囲設定手段を用いて一定時間内に表示面から表
   示されなくなる範囲を特定し、さらに、前記一定時間よ
   りも長い時間に表示面から表示されなくなる範囲を特定
   する処理を１回以上行うことにより、２次元表示面を２
   以上の範囲に分割し、レンダリング処理手段を用いて、
   各分割範囲毎に異なるレンダリング処理を行い、その結
   果を画像蓄積手段に蓄積することを特徴とする立体表示
   方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の３次元仮想空間を使用者
   に体感させる立体表示方法において、 前記レンダリング処理選択手段は、立体速度確認手段に
   より得られる３次元仮想空間に存在する個々の立体の移
   動速度に応じて、レンダリング処理手段を選択し、前記
   レンダリング処理選択手段により選択された各レンダリ
   ング処理手段は前記立体のそれぞれに対してレンダリン
   グ処理を行うことを特徴とする立体表示方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の３次元仮想空間を使用者
   に体感させる立体表示方法において、 前記レンダリング処理選択手段は、前記範囲設定手段に
   よって分割された範囲内に立体作成手段によって配置さ
   れた立体の形状に対応してレンダリング処理を選択し、
   前記レンダリング処理選択手段により選択された各レン
   ダリング処理手段は前記立体のそれぞれに対してレンダ
   リング処理を行うことを特徴とする立体表示方法。
4. 【請求項４】 請求項１記載の３次元仮想空間を使用者
   に体感させる立体表示方法において、 前記レンダリング処理選択手段は、立体速度確認手段に
   よって得られる前記３次元仮想空間内を移動する立体形
   状を持つ物体の速度と、視点方向速度確認手段によって
   得られる移動する前記使用者の視点の速度を用いて、相
   対速度計算手段によって相対速度を求めて、相対速度に
   応じてその前記立体形状を持つ物体のそれぞれに対して
   レンダリング処理を選択し、前記レンダリング処理選択
   手段により選択された各レンダリング処理手段は前記立
   体のそれぞれに対してレンダリング処理を行うことを特
   徴とする立体表示方法。
5. 【請求項５】 請求項１記載の３次元仮想空間を使用者
   に体感させる立体表示方法において、 前記レンダリング処理選択手段は、視点の移動速度が急
   速に変化し停止した後であっても、人間の目にその画像
   の変化と投影面の詳細さを感知できない非常に短い時間
   に表示面に表示される２次元投影面の画像毎に、レンダ
   リング処理を選択し、前記レンダリング処理選択手段に
   より選択された各レンダリング処理手段は前記立体のそ
   れぞれに対してレンダリング処理を行うことを特徴とす
   る立体表示方法。
6. 【請求項６】 請求項１記載の３次元仮想空間を使用者
   に体感させる立体表示方法において、 ２次元投影面を蓄積する画像蓄積手段を複数備え、すで
   に投影処理を行い画像蓄積手段から２次元投影面を２次
   元表示面に表示する時間内に、次の投影面を処理するレ
   ンダリング処理の際に、前記表示面よりも広い範囲の画
   像を蓄積し、２次元表示面よりも広い範囲のレンダリン
   グ処理を行うことを特徴とする立体表示方法。
7. 【請求項７】 請求項６記載の３次元仮想空間を使用者
   に体感させる立体表示方法において、 さらに、視点の速度の変化量から単位時間の移動位置を
   予測することによって、前記２次元表示面よりも広い範
   囲のレンダリング処理を行うことを特徴とする立体表示
   方法。
8. 【請求項８】 請求項１記載の３次元仮想空間を使用者
   に体感させる立体表示方法において、 前記レンダリング処理選択手段は、２次元表示面を備え
   た表示手段として使用者に対する視界の範囲が１８０度
   に近い視野を使用者に与えることのできるヘッドマウン
   ト・ディスプレイ等を用いて使用者の眼球の向きを測定
   し、使用者が２次元表示面を見ている視点を検知し、そ
   の視点方向の情報から範囲設定手段において、その視点
   を中心とした同心円または正方形などの線により囲まれ
   た図形を想定し、それぞれの円と円または図形と図形に
   挟まれた範囲に対応するレンダリング処理を選択し、前
   記レンダリング処理選択手段により選択された各レンダ
   リング処理手段は前記範囲のそれぞれに対してレンダリ
   ング処理を行うことを特徴とする立体表示方法。
9. 【請求項９】 立体形状に基づいた３次元モデルをコン
   ピュータ上の仮想空間内に作成、配置し、光源設定手段
   による光源設定情報を使用して３次元モデルに対して２
   次元平面への投影処理等のレンダリング処理が持つ画像
   処理を行うことにより、作成される画像蓄積手段に蓄積
   し、２次元表示面を備えた表示手段の表示面上に表示さ
   れる画像を、使用者が入力手段を用いて、投影処理の基
   準となる視点の位置または向きを連続的に変更すること
   により、表示手段の表示面に表示される画像を連続的に
   変更し、２次元の表示面に表示された投影面を用いて３
   次元仮想空間を使用者に体感させる立体表示装置におい
   て、 視点方向速度確認手段から得られる視点の移動速度に応
   じて、一定時間内に表示面から表示されなくなる範囲を
   特定し、さらに、前記一定時間よりも長い時間に表示面
   から表示されなくなる範囲を特定する処理を１回以上行
   い、２次元表示面を２以上の範囲に分割する範囲設定手
   段と、 前記範囲設定手段で分割された２以上の２次元表示面の
   各分割範囲毎にそれぞれ異なるレンダリング処理を選択
   するレンダリング処理選択手段と、 前記レンダリング処理選択手段によって選択されたそれ
   ぞれのレンダリング処理を行う複数のレンダリング処理
   手段と、 前記レンダリング処理手段の結果を蓄積する複数の画像
   蓄積手段とを備えたことを特徴とする立体表示装置。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の３次元仮想空間を使用
    者に体感させる立体表示装置において、 ３次元仮想空間に存在する個々の立体の移動速度を検出
    する立体速度確認手段を備え、 前記複数のレンダリング処理手段は、前記立体速度確認
    手段で検出された立体のそれぞれに対してレンダリング
    処理を行うことを特徴とする立体表示装置。
11. 【請求項１１】 請求項９記載の３次元仮想空間を使用
    者に体感させる立体表示装置において、 入力データに指定された立体の形状に基づいて、３次元
    座標および３次元ベクトルからなる３次元モデルデータ
    を作成する立体作成手段を備え、 前記範囲設定手段は、視点の移動速度に応じて一定時間
    内に表示面から表示されなくなる範囲を特定し、さら
    に、前記一定時間よりも長い時間に表示面から表示され
    なくなる範囲を特定する処理を１回以上行い、２次元表
    示面を２以上の範囲に分割し、 前記レンダリング処理選択手段は、前記分割された範囲
    内に前記立体作成手段によって作成された３次元モデル
    データに対応してレンダリング処理を選択することを特
    徴とする立体表示装置。
12. 【請求項１２】 請求項９記載の３次元仮想空間を使用
    者に体感させる立体表示装置において、 前記３次元仮想空間内を移動する立体形状を持つ物体の
    速度を検出する立体速度確認手段と、 移動する前記使用者の視点の速度を検出する視点方向速
    度確認手段と、 前記立体形状を持つ物体の速度と前記使用者の視点の速
    度との相対速度を求める相対速度計算手段とを備え、 前記レンダリング処理選択手段は、前記相対速度計算手
    段によって計算された相対速度に応じて、前記立体形状
    を持つ物体のそれぞれに対するレンダリング処理を選択
    することを特徴とする立体表示装置。
13. 【請求項１３】 請求項９記載の３次元仮想空間を使用
    者に体感させる立体表示装置において、 前記レンダリング処理選択手段は、視点の移動速度が急
    速に変化し停止した後であっても、人間の目にその画像
    の変化と投影面の詳細さを感知できない非常に短い時間
    に表示面に表示される２次元投影面の画像毎にレンダリ
    ング処理を選択することを特徴とする立体表示装置。
14. 【請求項１４】 請求項９記載の３次元仮想空間を使用
    者に体感させる立体表示装置において、 さらに、２次元投影面を処理する画像蓄積手段を複数備
    え、 すでに投影処理を行い画像蓄積手段から２次元投影面を
    ２次元表示面に表示する時間内に、次の投影面を処理す
    るレンダリング処理の際に、前記表示面よりも広い範囲
    の画像を蓄積し、２次元表示面よりも広い範囲のレンダ
    リング処理を行うことを特徴とする立体表示装置。
15. 【請求項１５】 請求項１４記載の３次元仮想空間を使
    用者に体感させる立体表示装置において、 さらに、前記画像蓄積手段は、視点の速度の変化量から
    単位時間の移動位置を予測することによって、レンダリ
    ング処理を行う前記２次元表示面よりも広い範囲を決定
    することを特徴とする立体表示装置。
16. 【請求項１６】 請求項９記載の３次元仮想空間を使用
    者に体感させる立体表示装置において、 ２次元表示面を備えた表示手段として使用者に対する視
    界の範囲が１８０度に近い視野を使用者に与えることの
    できるヘッドマウント・ディスプレイ等を用いて、使用
    者の眼球の向きを測定する視点方向検知手段と、 前記視点方向検知手段の測定結果から使用者が２次元表
    示面を見ている視点を検知する視点方向確認手段と、 前記視点方向確認手段の視点方向の情報からその視点を
    中心とした同心円または正方形などの線により囲まれた
    図形を想定する範囲設定手段とを備え、 前記レンダリング処理選択手段は、前記範囲設定手段に
    よって得られたそれぞれの円と円または図形と図形に挟
    まれた範囲内でレンダリング処理を選択することを特徴
    とする立体表示装置。