JPH1196396A - 仮想物体が配された仮想空間内の光景を示す画像を表示する画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 属性値と形状生成アルゴリズムを用いて三次
元オブジェクトの形状データを生成することにより、デ
ータ記憶装置からの読み込み時間を低減した画像表示装
置を提供する。 【解決手段】 視点位置から視線方向を眺めた画像を表
示する画像表示装置において、記録媒体１には第一種オ
ブジェクトの属性値と第二種オブジェクトの形状データ
と各オブジェクトの配置位置とが記録され、オブジェク
ト属性値記憶部は属性値を記憶し、オブジェクト配置記
憶部は配置を記憶し、オブジェクト形状データ生成アル
ゴリズム記憶部は形状生成アルゴリズムを記憶する。視
点状態記憶部は視点状態を記憶し、視点・オブジェクト
間距離判定部は視点に近いオブジェクトを判定する。第
一種オブジェクトの形状データ生成方法判定部はオブジ
ェクト形状データ生成部に視点に近い第一種形状データ
を作成させ、第二種オブジェクトの形状データ生成方法
判定部はオブジェクト形状データ記憶部に第二種オブジ
ェクトの形状データを読み込ませる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、仮想物体が配され
た仮想空間内の光景画像を表示する画像表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】三次元ＣＧ（コンピュータグラフィック
ス）で作られた仮想的な空間の中で視点を移動させるこ
とにより、あたかもその空間の中を歩いているような感
覚を与える仕組みは、ウォークスルーと呼ばれている。
一般的に、三次元ＣＧにおいては、個々の仮想物体（以
下オブジェクトという）は、ポリゴンと呼ばれる多角形
を多数個組み合わせることによりその形状が表現され
る。一つ一つのポリゴンの形状としては、三角形や四角
形が多く用いられる。例えば、三角形ポリゴンを使った
場合、オブジェクトの表面が小さな三角形の集まりで表
現されることになる。つまり、オブジェクトの表面はメ
ッシュ状に分割され、表面にはポリゴンとして使われた
三角形の頂点となるべき複数個の点が並ぶことになる。
そして、それぞれのオブジェクトを記憶する際のデータ
としては、このオブジェクト表面の点の座標値と、それ
らの点のいずれを使って個々のポリゴンが作られるのか
を表わす点の組み合わせが使われる。

【０００３】このように三次元オブジェクトは多角形で
構成されるため、個々のポリゴンが大きい場合には、オ
ブジェクトの表面が角張って表示される。すなわち、オ
ブジェクトの表面を滑らかに表示しようとすると、ポリ
ゴンの大きさを小さくし、かつポリゴンの総数を増やさ
ねばならないため、データ量は大きくなる。ウォークス
ルーでは、このポリゴンで構成された三次元オブジェク
トを複数個配置して仮想空間を構成する。そのため、一
つの仮想空間を構成するＣＧデータを記憶するのに必要
な記憶容量は、大きくなる傾向がある。特に各オブジェ
クトの形状を滑らかに表示しようとすると、必要な記憶
容量はより大きくなる。すると、三次元画像表示装置に
充分な記憶容量がない場合には、表示できる仮想空間の
広さやオブジェクトの形状に限界が生じる。

【０００４】この限界を緩和する方法として、オンデマ
ンドローディング機構が考えられている。これは、仮想
空間全体の形状データを外部記憶装置内の記録媒体に記
憶しておき、ウォークスルー中に視点に近いオブジェク
トのみの形状データを外部の補助記憶装置から主記憶装
置に読み込んで表示するものである。また、視点が移動
してオブジェクトが視界から外れた場合には、そのオブ
ジェクトの形状データは主記憶装置から消去する。この
ような動作により、主記憶装置には常に画面表示に必要
なオブジェクトの形状データのみが保持されるため、仮
想空間全体のデータを全て記憶する場合に比べて主記憶
装置の容量が少なくて済むという利点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところでポリゴンデー
タの記録媒体としては、読み出し速度は低速ではあるが
容量が大きな記録媒体、例えばＣＤ−ＲＯＭなどが用い
られることが一般的である。従来のオンデマンドローデ
ィング技術では、視点の移動の度に、視野に入ったオブ
ジェクトのポリゴンデータそのものを上記の記録媒体か
ら読み込もうとする。このとき上述のＣＤ−ＲＯＭのよ
うな低速な記録媒体からそのため容量の大きいポリゴン
データを読み込もうとすると、記録媒体からのデータ転
送に処理時間を取られ、その間、利用者からの入力を受
け付けなくなったり、視点の移動が一時的に中断してし
まう。即ち、ポリゴンデータの読出負荷が重いため、対
話性が低下してしまうという問題がある。

【０００６】この読出負荷を緩和するためには、高精細
な形状が要求されるオブジェクトのみ高精度なポリゴン
データを読み込んで表示し、それ以外のものは低精度な
形状を読み込んで表示するという方法が考えられる。例
えば、従来技術には、近くにあるオブジェクトのみ滑ら
かな表示が可能な高精度なポリゴンデータを読み込み、
遠くのものは角張った表示しかできない低精度なポリゴ
ンデータを読み込むといった方法がある。ところが、こ
の方法では、それほど正確な形状が必要とされないオブ
ジェクト、例えば道路のようなオブジェクトでも、近く
にある場合には滑らかな表示が可能な高精度データを読
み込まねばならない。つまり、正確な形状が必要とされ
ないオブジェクトを表示するために、高精度データの読
み込みが行われるのでは、転送負荷はさほど軽減されな
い。

【０００７】また低精度のデータを視点からの距離に応
じて、さらに数段階に切り替えたい場合には、視点が移
動してその精度段階が切り替わる度にデータ読み込みが
発生するという問題もある。その一方、特開平８−１６
８１６に、三次元オブジェクトのスクリーン上での大き
さに基づいて詳細モデルと省略モデルを切り替えて表示
するものがある。これは、省略モデルは詳細モデルの形
状データを基に単純化して作り出して表示するため、省
略モデルのポリゴンデータを読み込む必要がないという
ものである。しかし、省略モデルしか必要のない場合で
も、データ量の大きな詳細モデルのデータを読み込まね
ばならないという問題は残る。

【０００８】本発明の目的は、上記問題点を鑑み、たと
え、記録媒体からの読出速度が低速であっても、対話性
を低下することが無いヴァーチャルウォークスループレ
ゼンテーションを実現することができる画像表示装置を
提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記操作性低下が記録媒
体からの転送負荷に起因するのなら、転送負荷が発生し
得ないように形状データのデータ構造を構成すればよ
い。即ち、記録媒体における形状データのデータ構造を
改良すれば、操作性低下は防止できる。そこで課題を解
決するための手段として、画像表示装置は、以下の構成
を有する記録媒体を用いる。

【００１０】その記録媒体は、仮想物体の形状を近似し
た複数多角形の頂点座標を含む従来式の形状データの他
に、仮想物体の基本構造に依存した様式により仮想物体
の形状を示す属性情報を含む新方式の形状データが記録
されている。新方式の形状データは、基本構造に依存し
た様式により仮想物体の形状を表現しているので、複数
ポリゴン（多角形）の頂点座標を含む従来式の形状デー
タと比較して、データサイズは至って小さい。

【００１１】データサイズの小ささ故に、読み出し負荷
は軽く、また一時記憶に多量に蓄積しておいても良い。
その反面、仮想物体の投影像を表示させるには、画像表
示装置は展開アルゴリズムを用いて形状データを頂点座
標に変換する必要があり、演算負荷が発生する。しかし
ポリゴンデータの読出負荷はここで発生する演算負荷に
転嫁されるので、操作性低下を改善することができる。

【００１２】故に、上記課題を解決するため本発明は、
仮想物体の基本構造に依存した様式により仮想物体の形
状を示す第一種形状データが記録された記録媒体を用い
て仮想空間内の光景画像を表示する画像表示装置であっ
て、仮想空間における複数仮想物体のそれぞれの配置座
標と、当該配置座標に配すべき仮想物体名と、各仮想物
体が第一種形状データであるかを示す種別情報とからな
るマップ情報を記憶する第１記憶手段と、内部メモリ
と、全ての第一種形状データを記録媒体から内部メモリ
に読み出す第１読出手段と、操作者の操作を受け付け
て、仮想空間において視点座標を移動させる移動手段
と、視点座標が移動すると、視点座標を基準にした所定
範囲内に配置座標を有する仮想物体名を第１記憶手段か
ら検出する検出手段と、所定のアルゴリズムを実行する
ことにより、内部メモリに読み出された第一種形状デー
タであって、検出された仮想物体名のものを頂点座標に
変換する変換手段と、変換手段により形状データから変
換された頂点座標から仮想物体の投影像を生成する第１
生成手段と、第１生成手段により生成された投影像を合
成して、光景画像を得る合成手段とを備えることを特徴
としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】

［第１実施形態］以下、第１実施形態について図を用い
て詳細に説明する。図２は、第１実施形態の画像表示装
置の構成を示すブロック図である。この画像表示装置
は、記録媒体１と、ドライブ機構８０と、オブジェクト
属性値記憶部２と、オブジェクト配置記憶部３と、オブ
ジェクト形状データ生成アルゴリズム記憶部４と、オブ
ジェクト形状データ生成部５と、オブジェクト形状デー
タ記憶部６と、視点状態記憶部７と、第一種オブジェク
トの形状データ生成方法判定部８と、第二種オブジェク
トの形状データ生成方法判定部９と、視点・オブジェク
ト間距離判定部１０と、レンダリング部１１と、表示部
１２とを備えている。

【００１４】記録媒体１は比較的大容量な記録媒体、例
えばＣＤ−ＲＯＭ,ＤＶＤ−ＲＯＭなどの光ディスクや
ハードディスクなどで実現され、仮想物体のそれぞれの
オブジェクト名と、各仮想物体の形状データが第一種形
状データ及び第二種形状データの何れであるかを示す区
分情報と、仮想空間における複数仮想物体のそれぞれの
配置座標と、当該配置座標に配すべき仮想物体の形状デ
ータとが記録されている。

【００１５】ここで言う第一種のオブジェクトとはその
形状がポリゴンデータを用いず、属性値を用いて表現さ
れた仮想物体をいう。属性値とは、仮想物体の基本構造
に依存した様式により仮想物体形状の原型を表現した情
報をいう。仮想物体の原型には、柱状、球状、円錐状等
の種別がある。柱状のオブジェクトは、断面形状、断面
の縦横巾、柱の長さといった、柱状物体特有の様式によ
りその仮想物体形状の原型を表現している。柱状の仮想
物体には『線路』や『道路』『ビィルディング』がある
が、これらは何れも、その断面形状と、断面の縦横サイ
ズと、柱の長さとを組み合わせてその原型が表現されて
いる。

【００１６】一方、第二種のオブジェクトとは、形状デ
ータがポリゴンデータそのものであるオブジェクトをい
う。例えば、三次元オブジェクトが家やビルなどの建物
であれば、その建物の形状がポリゴンデータとして記憶
されるようなものである。記録媒体１は、上記の第一種
オブジェクトについては属性値のみを、第二種オブジェ
クトについてはポリゴン型形状データそのものを、それ
ぞれのオブジェクトの配置座標と組み合わせて記録され
ている。

【００１７】図３は、本実施形態で用いる仮想空間がど
のようなレイアウトであるかを示す図である。本レイア
ウトにおいてそれぞれの建物は、個別のオブジェクトと
してポリゴンでモデリングされている。また、道路や線
路はいくつかの小区間に分割してモデリングされる。図
４は、記録媒体１に図３の仮想空間が記録されている場
合の記録内容の一例である。各オブジェクトはオブジェ
クト名で区別され、またオブジェクト区分値で第一種と
第二種に分けられている。第一種のオブジェクトについ
ては、オブジェクト位置と属性値の組み合わせが記憶さ
れる。

【００１８】図４における道路オブジェクト１０は、物
体名によって断面形状として道路断面が指定され、断面
の縦横幅は、1.0が指定されている。柱長は、「始点座
標(2.5、5.0)」「終点座標(2.5、7.0)」により長さ2.0
が指定されている。図４における線路オブジェクト１１
は、物体名によって断面形状として線路断面が指定さ
れ、断面の縦横幅は、0.5が指定されている。柱長は、
「始点座標(0.5、5.0)」「終点座標(2.5、5.0)」により
長さ2.0が指定されている。

【００１９】一方、第二種のオブジェクトについては、
オブジェクト位置と実際のポリゴンデータが組み合わさ
れて記憶される。ドライブ機構８０は、記録媒体１を装
填して、ここに記録されているデータを読み出すための
駆動制御を行う。オブジェクト属性値記憶部２は、記録
媒体１から第一種のオブジェクトのみを選択的に取り出
し、そのオブジェクト名と属性値を記憶する。これは、
記憶する内容が比較的小容量であるため、高速アクセス
の可能なメモリなどで実現される。

【００２０】図５にオブジェクト属性値記憶部２の記憶
内容の一例を示す。これは、図４の記録媒体１の記録例
から、第一種のオブジェクトに関するオブジェクト名と
属性値の組み合わせのみ取り出した結果である。オブジ
ェクト配置記憶部３は、第一種及び第二種のオブジェク
ト両方に関して、記録媒体１からオブジェクト名とオブ
ジェクト区分と位置情報の組み合わせを取り出して、そ
れらを記憶する。これも記憶する内容が比較的小容量で
あるため、高速アクセスの可能なメモリなどで実現され
る。

【００２１】図６にオブジェクト配置記憶部３の記憶内
容の一例を示す。これは、図４の記録媒体１の記録例か
ら、全てのオブジェクト名とオブジェクト区分と位置の
組み合わせを取り出した結果である。オブジェクト形状
データ生成アルゴリズム記憶部４は、オブジェクトの属
性値を基にしてポリゴン型形状データを生成するための
アルゴリズムを記憶する。

【００２２】形状データを生成するアルゴリズムとし
て、例えば、図５に示されたオブジェクトの属性値、即
ち、断面形状と幅と始点及び終点からポリゴン型形状デ
ータを計算して構築するものを考える。図５には断面形
状として「道路型」と「線路型」が挙げられている。例
えば、道路の形状データを作成するアルゴリズムの一例
として、始点と終点を結ぶ直線に沿って、指定された幅
の立方体を伸ばしていくというものが考えられる。

【００２３】この形状生成アルゴリズムにより道路が作
成される様子を図７に示す。図７は、図４の道路１０の
形状を作成する場合を示している。まず図７（ａ）で
は、属性値で指定された道路１０の始点と終点を示して
いる。そして図７（ｂ）では、この両点を結ぶ直線に沿
って、属性値で指定された道路の幅を持つ立方体を伸ば
している。完成した道路が図７（ｃ）である。

【００２４】一方、断面形状が「線路型」の場合は、線
路の断面形状を、始点と終点を結ぶ線分に沿って押し出
していくという形状生成アルゴリズムが考えられる。こ
れは一般的にスイープと呼ばれているポリゴン型形状デ
ータの生成法である。このアルゴリズムによるオブジェ
クト形状生成の様子を図８に示す。この場合は、図８
（ａ）に示した断面形状では、始点と終点間を結ぶ。
例えば、図４の線路１１の場合、始点と終点は図８
（ｂ）のようになっている。この両点間を、図８（ａ）
の形状で結ぶ様子が図８（ｃ）である。そして、完成し
た線路の形状が、図８（ｄ）である。

【００２５】なお、オブジェクト形状データ生成アルゴ
リズム記憶部４は、これらのアルゴリズムを記憶するだ
けである。実際にこれらのアルゴリズムを用いてオブジ
ェクトの形状を作成するのは、オブジェクト形状データ
生成部５である。次に、第一種のオブジェクトの形状デ
ータを生成する手順と合わせて、オブジェクト形状デー
タ生成部５及び第一種オブジェクトの形状データ生成方
法判定部８の動作を述べる。

【００２６】第一種オブジェクトの形状データ生成方法
判定部８は、上で説明したオブジェクト配置記憶部３を
調べ、区分が第一種であるオブジェクトのみを選択し、
そのオブジェクト名と配置座標を取り出す。そして、取
り出したオブジェクト名をオブジェクト形状データ生成
部５に渡す。すると、オブジェクト形状データ生成部５
は、オブジェクト名をキーとしてオブジェクト属性値記
憶部２を検索し、そこに記憶されている属性値を取り出
す。さらに、その属性値に書かれている断面形状をキー
として、オブジェクト形状データ生成アルゴリズム記憶
部４から形状データの生成に必要なアルゴリズムを取り
出す。その後、オブジェクト形状データ生成部５は、属
性値とアルゴリズムを用いて、第一種のオブジェクトの
形状データを生成する。

【００２７】最後に、第一種オブジェクトの形状データ
生成方法判定部８は、生成された形状データをオブジェ
クト形状データ記憶部６に記憶させる。オブジェクト形
状データ記憶部は、同時にそのオブジェクトの配置座標
も記憶する。なお、第一種オブジェクトの形状データ生
成方法判定部８は、既に生成されてオブジェクト形状デ
ータ記憶部に記憶されている形状データについては、新
たに生成させたり、記憶させたりはしない。

【００２８】一方、第二種のオブジェクトの場合は、属
性値を持たないため、記録媒体１から直接、形状データ
を読み込む。但し、第一種のオブジェクトが仮想空間に
存在するもの全てについて形状データが作られるのに対
して、第二種のオブジェクトは始点に近いもののみ、形
状データが読み込まれる。この動作を以下に述べる。視
点状態記憶部７は、視点の位置や視線の方向を記憶す
る。この視点位置や視線方向は、図には書かれていない
が、キーボードやマウスといった外部からの入力によっ
て任意に変更することができる。例えばカーソルキーの
上下キーで視点位置の前進後退を操作し、左右キーで視
線方向の旋回を行なう。

【００２９】視点・オブジェクト間距離判定部１０は、
現在の視点位置とオブジェクト配置記憶部３に記憶され
ている第二種のオブジェクト位置の間の距離を算出す
る。そして、それが予め定められた閾値以下になってい
ると判定した場合は、そのオブジェクト名を出力する。
第二種オブジェクトの形状データ生成方法判定部９は、
視点・オブジェクト間距離判定部１０が視点との距離が
閾値以下であると判定した第二種のオブジェクトについ
て、記録媒体１からポリゴン型形状データを読み込むよ
うにオブジェクト形状データ記憶部６に指示する。同時
に、オブジェクト形状データ記憶部６は、該当オブジェ
クトの配置も記憶する。

【００３０】なお、第二種オブジェクトの形状データ生
成方法判定部９は、既に読み込まれてオブジェクト形状
データ記憶部に記憶されている形状データについては、
新たに読み込ませたり、記憶させたりはしない。オブジ
ェクト形状データ記憶部６は、オブジェクト形状データ
生成部５が生成したオブジェクトの形状データと、記録
媒体１から読み込んだオブジェクトの形状データと、そ
れらのオブジェクトの位置を示す座標を記憶する。オブ
ジェクト形状データ記憶部６が記憶している形状データ
で構成される仮想空間が、レンダリングや画面表示の対
象となる。なお、第一種オブジェクトの形状データ生成
方法判定部８及び第二種オブジェクトの形状データ生成
方法判定部９が形状データを生成しないと判定したり、
あるいは読み込まないと判定したオブジェクトについて
は、その形状データはオブジェクト形状データ記憶部か
ら削除される。

【００３１】レンダリング部１１は、オブジェクト形状
データ記憶部６に記憶されたオブジェクトを対象とし
て、現在の視点位置から視線方向を眺めた画像を生成す
る。これは、高速な三次元レンダリングを行えるハード
ウエアやソフトウエアを使用する。表示部１２は、レン
ダリング部１１が生成した画像を表示する。これにはＣ
ＲＴなどのディスプレイ装置を用いる。

【００３２】次に、上記のように構成された画像表示装
置の動作を、図面に基づいて説明する。図９は、第１実
施形態の画像表示装置のフローチャートである。なお、
第１実施形態の動作の説明では、図３の仮想空間を例と
して用いる。すなわち記録媒体１には、図４のデータが
記憶されているとする。

【００３３】まずＳ１００１では、オブジェクト属性値
記憶部が、記録媒体１から第一種オブジェクトの属性値
を全て読み込む。オブジェクト属性値記憶部の記憶内容
が図５である。Ｓ１００２ではオブジェクト配置記憶部
が、記録媒体１から全てのオブジェクトのオブジェクト
名、区分、位置を全て読み込む。オブジェクト配置記憶
部の記憶内容が図６である。

【００３４】次に、Ｓ１００３からＳ１００５を全ての
第一種オブジェクトについて行なうまで繰り返す。Ｓ１
００３では第一種オブジェクトの形状データ生成方法判
定部が、オブジェクト配置記憶部から第一種オブジェク
トのオブジェクト名を一つ取り出す。そして、オブジェ
クト形状データ生成部は、取り出されたオブジェクト名
のオブジェクト形状データを、オブジェクト属性値記憶
部の属性値とオブジェクト形状データ生成アルゴリズム
記憶部の生成アルゴリズムを使って生成する。その後、
Ｓ１００４では、今、生成した形状データをオブジェク
ト形状データ記憶部が記憶する。Ｓ１００３からＳ１０
０５の手順では、第一種のオブジェクトの形状は全て生
成される。すなわち、道路１０、１３、１４及び線路１
１、１２が生成される。

【００３５】次に、Ｓ１００６でマウスやキーボードか
らの入力によって、視点位置や視線方向の変更が行われ
る。ここでは、視点の状態は図１０に示した視点４０及
び視線５０になったとする。すなわち、視点位置は
（２.５,１.５）とし、視線方向はY軸の正方向を向いて
いる。Ｓ１００７からＳ１０１０では、この視点状態に
基づいて第二種のオブジェクトの形状データの読み込み
が行われる。まず、Ｓ１００７では、オブジェクト配置
記憶部から第二種オブジェクトのオブジェクト名を一つ
取り出す。そしてＳ１００８では、視点・オブジェクト
間距離判定部が視点とオブジェクトの間の距離が閾値以
下であるかを判定する。ここでは閾値＝３とする。も
し、Ｓ１００８で視点とオブジェクト間の距離が閾値以
下であると判定された場合には、第二種オブジェクトの
形状データ生成方法判定部が動作する。これにより、記
録媒体１からオブジェクトの形状データが読み込まれ、
それがオブジェクト形状データ記憶部に記憶される。

【００３６】図１０は、上記手順を全ての第二種オブジ
ェクトについて繰り返した後の、オブジェクト形状デー
タ記憶部の内容である。図中では、オブジェクトのう
ち、属性値と形状生成アルゴリズムを用いて形状データ
が生成されたものを斜線で示してある。また、図１０に
は視点状態も合わせて記入してある。視点４０からの距
離が３以下である第二種オブジェクトは、建物２２、２
３、２４、２５である。図１０には、これらの第二種オ
ブジェクトと全ての第一種オブジェクトが記憶されてい
る。

【００３７】最後にＳ１０１１では、オブジェクト形状
データ記憶部の形状データを、視点位置から視線方向を
見た場合の画像をレンダリングして表示する。図１１
は、図１０に示したオブジェクト形状データ記憶部の記
憶する仮想空間を、視点４０、視線５０の状態でレンダ
リングした場合の表示例である。Ｓ１０１１で画像を表
示した後は、Ｓ１００６以降の処理を繰り返す。

【００３８】今、再びＳ１００６に制御が移り、視点の
状態が、図１２に示したような視点４１、視線５１にな
ったとする。すなわち、視点位置は（2.5、4.0）では、
視線方向はY軸の正方向であるとする。すると、Ｓ１０
０７からＳ１０１０では、視点から距離３以下の第二種
オブジェクトとして、建物２０、２１、２２、２３、２
４、２５が選択され、これらの形状データが記録媒体１
から読み込まれる。図１２は、この時のオブジェクト形
状データ記憶部の記憶内容を示している。図１０と同様
に、属性値と形状生成アルゴリズムを用いて形状データ
が生成されたオブジェクトは斜線で示してある。

【００３９】また、図１３は視点４１、視線５１の状態
では、図１２の仮想空間をレンダリングした場合の表示
例である。以上のように第１実施形態によれば、第一種
のオブジェクトは視点が移動しても形状データを外部記
憶装置から読み込む必要がなく、第二種のオブジェクト
に関してのみ形状データを読み込めばよいことがわか
る。また、第一種のオブジェクトは形状データに比べて
小量の属性値のみを外部記憶装置から読み込むため、形
状データそのものを読み込む場合に比べて読み込み時間
が短くて済む。よって、道路など常に空間内の全ての配
置状態を画面に表示しておきたいオブジェクトを第一種
のオブジェクトとし、建物などを第二種のオブジェクト
とした三次元地図内の視点移動に好適である。

【００４０】［第２実施形態］以下、第２実施形態につ
いて図を用いて詳細に説明する。図１４は、第２実施形
態の画像表示装置の構成を示すブロック図である。この
画像表示装置は、記録媒体１と、ドライブ機構８０と、
オブジェクト属性値記憶部２と、オブジェクト配置記憶
部３と、オブジェクト形状データ生成アルゴリズム記憶
部４と、オブジェクト形状データ生成部５と、オブジェ
クト形状データ記憶部６と、視点状態記憶部７と、第一
種オブジェクトの形状データ生成方法判定部８と、第二
種オブジェクトの形状データ生成方法判定部９と、視点
・オブジェクト間距離判定部１０と、レンダリング部１
１と、表示部１２とを備えている。

【００４１】このうちオブジェクト配置記憶部３と、オ
ブジェクト形状データ生成アルゴリズム記憶部４と、オ
ブジェクト形状データ生成部５と、オブジェクト形状デ
ータ記憶部６と、視点状態記憶部７と、第一種オブジェ
クトの形状データ生成方法判定部８と、視点・オブジェ
クト間距離判定部１０と、レンダリング部１１と、表示
部１２は第１実施形態に示したものとまったく同じであ
るため、再度の説明を省略する。

【００４２】記録媒体１は、基本的には第１実施形態の
ものと同じであるが、第二種のオブジェクトに関して
は、属性値と形状データの両方を記録している点が異な
る。また、属性値の断面形状によって、他の属性値のパ
ラメータ種が異なる。第２実施形態の記録媒体１の記録
内容の例を、図１５に示す。これは図３の仮想空間を記
憶している場合である。第一種のオブジェクトの場合は
属性値だけを記憶しているが、第二種のオブジェクトの
場合は属性値と形状データを共に記憶している。また、
断面形状が「道路型」あるいは「線路型」の場合は属性
値は（断面形状、幅、始点座標、終点座標）の組み合わ
せであるが、一方、断面形状が「建物」の場合は属性値
として（断面形状、高さ）の組み合わせを用いる。

【００４３】オブジェクト属性値記憶部２は、基本的に
は第１実施形態のものと同じである。すなわち、記録媒
体１の記憶内容から、オブジェクト名と属性値のみを取
り出して記憶する。但し、オブジェクトが第一種である
か第二種であるかに関わらず、全てのオブジェクトのオ
ブジェクト名と属性値を記憶する点が異なる。図１６は
オブジェクト属性値記憶部２の記憶内容を示す一例であ
る。これは、図１５に示した記録媒体１の記録内容か
ら、オブジェクト名と属性値を取り出したものである。

【００４４】第二種オブジェクトの形状データ生成方法
判定部９は、視点・オブジェクト間距離判定部１０の判
定に従って、オブジェクト形状データ記憶部に記憶させ
る形状データの生成方法を変更する。まず、視点・オブ
ジェクト間距離判定部１０が指定した範囲内に存在して
いると判定した第二種オブジェクトについては、記録媒
体１から読み込んだ形状データをオブジェクト形状デー
タ記憶部６に記憶させる。

【００４５】一方、形状データが読み込まれなかった第
二種オブジェクトについては、オブジェクト形状データ
生成部５に属性値と形状データ生成アルゴリズムを使っ
て形状データを生成させ、それをオブジェクト形状デー
タ記憶部６に記憶させる。オブジェクト形状データ生成
部が形状データを生成する方法は、第１実施形態と同様
である。

【００４６】なお、第二種オブジェクトの形状データ生
成方法判定部９は、既に生成されたり読み込まれてオブ
ジェクト形状データ記憶部に記憶されている形状データ
については、新たに生成したり、読み込ませたりはしな
い。次に、上記のように構成された画像表示装置の動作
を、図面に基づいて説明する。

【００４７】図１７は、第２実施形態の画像表示装置の
フローチャートである。なお、第２実施形態の動作の説
明では、図３の仮想空間を例として用いる。また、記録
媒体１には、図１５のデータが記憶されているとする。
まずＳ２００１では、オブジェクト属性値記憶部が、記
録媒体１に記憶された全てのオブジェクトのオブジェク
ト名と属性値を読み込む。その結果、オブジェクト属性
値記憶部の記憶内容は、図１６に示したようになる。

【００４８】Ｓ２００２ではオブジェクト配置記憶部
が、記録媒体１から全てのオブジェクトのオブジェクト
名、区分、位置を全て読み込む。オブジェクト配置記憶
部の記憶内容は図６に示す。次のＳ２００３からＳ２０
０５では、第一種のオブジェクトの形状データを生成す
る。これは第１実施形態のＳ１００３からＳ１００５の
手順と同じであるため、再度の説明を省略する。この結
果、道路１０、１３、１４及び線路１１、１２が生成さ
れる。

【００４９】Ｓ２００６では、入力に応じて視点状態を
変更する。これは第１実施形態のＳ１００６と同じであ
るため説明を省略する。ここでは、視点状態は、図１８
に示した視点４２、視線５２になったとする。すなわ
ち、視点位置は（２.５,１.５）とし、視線方向はY軸の
正方向を向いている。次にＳ２００７からＳ２０１１で
第二種オブジェクトに関する処理を行なう。まずＳ２０
０７では、オブジェクト配置記憶部から第二種オブジェ
クト名を一つ取り出す。次にＳ２００８では、視点とオ
ブジェクトの間の距離を判定する。ここでは第１実施形
態と同様に、視点との距離の閾値を３とする。判定した
結果、視点とオブジェクトの間の距離が３以下であった
場合は、Ｓ２０１０に進む。Ｓ２０１０では、オブジェ
クト形状データ記憶部は、記録媒体１に記憶された形状
データを読み込んで記憶する。一方、視点との距離が３
より大きかった場合はＳ２００９に進む。Ｓ２００９で
は、オブジェクト形状データ生成部が属性値と形状デー
タ生成アルゴリズムを用いて、該当オブジェクトの形状
データを生成する。以上述べた第二種オブジェクトに関
する処理を、全ての第二種オブジェクトに対して行な
う。

【００５０】図３の例の場合、視点４２からの距離が３
以下である第二種オブジェクトは、建物２２、２３、２
４、２５である。よってこれらのオブジェクトに関して
は、記録媒体１から形状データが読み込まれる。一方、
それ以外の第二種オブジェクトである建物２０及び２１
は、属性値と生成アルゴリズムを用いて形状データが作
られる。ここでは断面形状が「建物」であるオブジェク
トの生成アルゴリズムとして、底辺形状は固定であり、
属性値で指定された高さを持つ立方体を生成するという
ものを用いる。

【００５１】このようにして、オブジェクト形状データ
記憶部に記憶された形状データが、図１８に示す仮想空
間である。図１８では、属性値と形状生成アルゴリズム
を用いて形状データが生成されたオブジェクトは斜線で
示してある。最後に、Ｓ２０１２では、この仮想空間を
視点４２から視線５２の方向を向いて見た画像がレンダ
リングされて、表示される。図１９に、その表示例を示
す。

【００５２】Ｓ２０１１で画像を表示した後は、Ｓ２０
０６以降の処理を繰り返す。以上のように第２実施形態
によれば、第１実施形態では表示されなかった視点から
遠く離れている第二種のオブジェクトに関しても、画面
上にレンダリングされることがわかる。この時、遠くの
第二種のオブジェクトの形状データは、既に読み込まれ
ている属性値と生成アルゴリズムから生成するため、形
状データそのものを読み込む場合に比べて読み込み時間
が短くて済む。よって視点が移動しても、第１実施形態
と同程度の形状データ読み込み時間しか必要とせずに、
より多くのオブジェクトを表示することができる。

【００５３】［第３実施形態］以下、第３実施形態につ
いて図を用いて詳細に説明する。図１は、第３実施形態
の画像表示装置の構成を示すブロック図である。この画
像表示装置は、記録媒体１と、ドライブ機構８０と、オ
ブジェクト属性値記憶部２と、オブジェクト配置記憶部
３と、オブジェクト形状データ生成アルゴリズム記憶部
４と、オブジェクト形状データ生成部５と、オブジェク
ト形状データ記憶部６と、視点状態記憶部７と、第一種
オブジェクトの形状データ生成方法判定部８と、第二種
オブジェクトの形状データ生成方法判定部９と、視点・
オブジェクト間距離判定部１０と、レンダリング部１１
と、表示部１２とを備えている。

【００５４】このうち、記録媒体１と、ドライブ機構８
０と、オブジェクト属性値記憶部２と、オブジェクト配
置記憶部３と、オブジェクト形状データ生成アルゴリズ
ム記憶部４と、オブジェクト形状データ生成部５と、オ
ブジェクト形状データ記憶部６と、視点状態記憶部７
と、第二種オブジェクトの形状データ生成方法判定部９
と、視点・オブジェクト間距離判定部１０と、レンダリ
ング部１１と、表示部１２は第１実施形態に示したもの
とまったく同じであるため、再度の説明を省略する。

【００５５】第一種オブジェクトの形状データ生成方法
判定部８は、視点・オブジェクト間距離判定部が視点と
オブジェクトの間の距離が閾値以下であると判定した第
一種オブジェクトのみオブジェクト形状データ生成部５
に形状データを生成させる。また生成された形状データ
は、オブジェクト形状データ記憶部６に記憶される。形
状データは属性値と生成アルゴリズムを使って生成され
るが、その生成方法は第１実施形態と同様であるため、
詳細な説明は省略する。なお、視点とオブジェクトの間
の距離が閾値より大きいと判定された第一種オブジェク
トについては、その形状データは生成されない。

【００５６】次に、上記のように構成された画像表示装
置の動作を、図面に基づいて説明する。図２０は、第３
実施形態の画像表示装置のフローチャートである。な
お、第３実施形態の動作の説明では、図３の仮想空間を
例として用いる。すなわち記録媒体１には、図４のデー
タが記憶されているとする。

【００５７】まず、Ｓ３００１では、オブジェクト属性
値記憶部２が、記録媒体１に記録された第一種オブジェ
クトのオブジェクト名と属性値を読み込む。その結果、
オブジェクト属性値記憶部２の記憶内容は、図５に示し
たようになる。Ｓ３００２ではオブジェクト配置記憶部
が、記録媒体１から全てのオブジェクトのオブジェクト
名、区分、位置を全て読み込む。オブジェクト配置記憶
部の記憶内容は図６に示したようになる。

【００５８】次に、Ｓ３００３では、入力に応じて視点
状態を変更する。これは第１実施形態のＳ１００６と同
じであるため説明を省略する。ここでは、視点状態は、
図２１に示した視点４３、視線５３になったとする。す
なわち、視点位置は（２.５,１.５）とし、視線方向はY
軸の正方向を向いている。次に、Ｓ３００４からＳ３０
０７で第一種のオブジェクトの形状データを生成する。
Ｓ３００４でオブジェクト配置記憶部から区分が第一種
であるオブジェクト名を一つ取り出す。そしてＳ３００
５では、視点とそのオブジェクトの間の距離が閾値以下
であるかを判定する。閾値は第１実施形態と同様に３と
する。もし、距離が閾値以下であれば、Ｓ３００６で
は、そのオブジェクトの形状データを生成する。形状デ
ータは属性値と形状生成アルゴリズムを使って、第１実
施形態と同様に生成する。一方、Ｓ３００５で視点とそ
のオブジェクトの間の距離が閾値より大きいと判定され
た場合は、そのオブジェクトの形状は生成されない。こ
のような処理を、全ての第一種オブジェクトについて行
なうまでは、Ｓ３００４からＳ３００７を繰り返す。な
お、生成された形状データは、オブジェクト形状データ
記憶部に記憶される。

【００５９】図４の仮想空間では、視点４３からの距離
が３以下の第一種オブジェクトは道路１３及び１４であ
る。よって道路１３及び１４の形状データだけが作成さ
れ、記憶される。次に、Ｓ３００８からＳ３０１１で
は、第二種のオブジェクトのうち、視点に近いものの形
状データが読み込まれる。この処理手順は、第１実施形
態のＳ１００７からＳ１０１０の手順と同じであるた
め、再度の説明は省略する。

【００６０】図４の仮想空間では、視点４３からの距離
が３以下の第二種オブジェクトは建物２２、２３、２
４、２５であり、これらの形状データが記録媒体１から
読み込まれる。図２１は、上記手順によって記録媒体１
に記憶されている、形状データが生成された第一種オブ
ジェクトと、形状データが読み込まれた第二種オブジェ
クトを示す。図中では、属性値と形状生成アルゴリズム
を用いて形状データが生成されたオブジェクトは斜線で
示してある。

【００６１】そして、Ｓ３０１２では、この図２１の仮
想空間を、視点４３から視線５３の方向を向いて見た画
像がレンダリングされて、表示される。図２２に、その
表示例を示す。この後、Ｓ３００３以降の処理を繰り返
す。ここでは、視点状態が変更して、視点位置が（2.
5、4.0）に移動したとする。この視点状態を図１２に示
す。

【００６２】この時、Ｓ３００４からＳ３００７で生成
される第一種オブジェクトは、道路１０、１３、１４と
線路１１、１２である。この時、第一種のオブジェクト
に関しては既に読み込まれている属性値と生成アルゴリ
ズムから形状データが生成されるため、新たなデータの
読み込みは発生しない。また、Ｓ３００８からＳ３０１
１では、建物２０、２１、２２、２３、２４、２５が、
視点に近い第二種オブジェクトと判定され、新たに建物
２０、２１のデータが読み込まれることになる。この結
果、オブジェクト形状データ記憶部の記憶内容は、図１
２に示したようになる。図１２では、属性値と形状生成
アルゴリズムを用いて形状データが生成されたオブジェ
クトは斜線で示してある。また、図１２をレンダリング
した画像表示例は図１３に示したようになる。

【００６３】以上のように第３実施形態によれば、視点
から遠く離れているオブジェクトは表示しないことでレ
ンダリングの負荷を小さくしている。その上で、第一種
のオブジェクトに関しては視点に近づいても形状データ
を外部記憶装置から読み込まないため、全てのオブジェ
クトについて形状データを読み込む場合よりも読み込み
時間が短くて済む。

【００６４】［第４実施形態］以下、第４実施形態につ
いて図を用いて詳細に説明する。第４実施形態の画像表
示装置は、第３実施形態の画像表示装置と同じ構成をと
る。すなわち、図１が第４実施形態の画像表示装置の構
成を示すブロック図となる。

【００６５】この画像表示装置は、記録媒体１と、ドラ
イブ機構８０と、オブジェクト属性値記憶部２と、オブ
ジェクト配置記憶部３と、オブジェクト形状データ生成
アルゴリズム記憶部４と、オブジェクト形状データ生成
部５と、オブジェクト形状データ記憶部６と、視点状態
記憶部７と、第一種オブジェクトの形状データ生成方法
判定部８と、第二種オブジェクトの形状データ生成方法
判定部９と、視点・オブジェクト間距離判定部１０と、
レンダリング部１１と、表示部１２とを備えている。

【００６６】このうち、記録媒体１と、ドライブ機構８
０と、オブジェクト属性値記憶部２と、オブジェクト配
置記憶部３と、オブジェクト形状データ記憶部６と、視
点状態記憶部７と、第二種オブジェクトの形状データ生
成方法判定部９と、視点・オブジェクト間距離判定部１
０と、レンダリング部１１と、表示部１２は第３実施形
態に示したものとまったく同じであるため、再度の説明
を省略する。

【００６７】オブジェクト形状データ生成アルゴリズム
記憶部４は、基本的には第３実施形態と同様にオブジェ
クトの形状データ生成アルゴリズムを記憶するが、一つ
の断面形状に対して複数個の形状データ生成アルゴリズ
ムを記憶している点が異なる。すなわち、オブジェクト
が視点に近い場合に詳細な形状を生成するために用いる
詳細形状生成アルゴリズムと、オブジェクトが視点から
遠い場合に省略した形状を生成するために用いる省略形
状生成アルゴリズムを記憶している。

【００６８】例えば、属性値の断面形状が「道路型」の
場合には、詳細形状生成アルゴリズムとして第１実施形
態で説明した立方体の道路を生成するアルゴリズムを記
憶している。一方、省略形状生成アルゴリズムとして
は、視点と終点を結ぶ、属性値で指定された幅をもった
直線を生成するというものを記憶している。この省略形
状生成アルゴリズムによって生成された形状の一例とし
て、図４の道路１０の省略形状データを図２３に示す。

【００６９】また、属性値の断面形状が「線路型」の場
合にも、「道路型」と同じ省略形状生成アルゴリズムを
用いることとする。省略形状データは、詳細形状データ
に比べてポリゴン数が少ないことが特徴である。第一種
オブジェクトの形状データ生成方法判定部８は、視点と
オブジェクトの間の距離に応じて、オブジェクト形状デ
ータ生成部５が形状データ生成に用いるアルゴリズムを
選択して、そのアルゴリズムで形状データを生成させ
る。

【００７０】すなわち、視点・オブジェクト間距離判定
部が、視点とオブジェクトの間の距離が閾値以下である
と判定した場合には、詳細形状生成アルゴリズムを使っ
てそのオブジェクトの形状データを生成させる。一方、
それ以外の視点とオブジェクトの間の距離が閾値より大
きいと判定されたオブジェクトについては、省略形状生
成アルゴリズムを使ってそのオブジェクトの形状データ
を生成させる。

【００７１】オブジェクト形状データ生成部５は、第一
種オブジェクトの形状データ生成方法判定部８が選択し
たアルゴリズムを使って、オブジェクトの形状データを
生成する。但し、既に生成されてオブジェクト形状デー
タ記憶部に記憶されている形状データは、再び生成され
ない。次に、上記のように構成された画像表示装置の動
作を、図面に基づいて説明する。

【００７２】図２４は、第４実施形態の画像表示装置の
フローチャートである。なお、第４実施形態の動作の説
明では、図３の仮想空間を例として用いる。すなわち記
録媒体１には、図４のデータが記憶されているとする。
まず、Ｓ４００１では、オブジェクト属性値記憶部が、
記録媒体１に記憶された第一種オブジェクトのオブジェ
クト名と属性値を全て読み込む。その結果、オブジェク
ト属性値記憶部の記憶内容は、図５に示したようにな
る。

【００７３】Ｓ４００２ではオブジェクト配置記憶部
が、記録媒体１から全てのオブジェクトのオブジェクト
名、区分、位置を全て読み込む。オブジェクト配置記憶
部の記憶内容は図６に示したようになる。次に、Ｓ４０
０３では、入力に応じて視点状態を変更する。これは第
１実施形態のＳ１００６と同じであるため説明を省略す
る。ここでは、視点状態は、図２５に示した視点４４、
視線５４になったとする。すなわち、視点位置は（２.
５,１.５）とし、視線方向はY軸の正方向を向いてい
る。

【００７４】次に、Ｓ４００４からＳ４００８で第一種
のオブジェクトの形状データを生成する。まずＳ４００
４でオブジェクト配置記憶部から区分が第一種であるオ
ブジェクト名を一つ取り出す。そしてＳ４００５では、
視点とそのオブジェクトの間の距離が閾値以下であるか
を判定する。ここでは閾値は第１実施形態と同様に３と
する。

【００７５】もし、視点とオブジェクトの間の距離が閾
値以下であれば、Ｓ４００７では、そのオブジェクトの
詳細形状データを生成する。詳細形状データは属性値と
詳細形状生成アルゴリズムを使って、第１実施形態と同
様に生成する。一方、Ｓ４００５で視点とそのオブジェ
クトの間の距離が閾値より大きいと判定された場合は、
Ｓ４００６に進む。Ｓ４００６では、属性値と省略形状
生成アルゴリズムを使って、そのオブジェクトの省略形
状データを生成する。Ｓ４００６とＳ４００７の何れの
処理に進んでも、生成された詳細形状データ及び省略形
状データは、オブジェクト形状データ記憶部に記憶され
る。

【００７６】このような処理を、全ての第一種オブジェ
クトについて行なうまでは、Ｓ４００４からＳ４００８
を繰り返す。図４の仮想空間では、視点４４からの距離
が３以下の第一種オブジェクトは道路１３及び１４であ
る。よって道路１３及び１４は、詳細形状データが作成
され記憶される。一方、それ以外の道路１０と線路１１
及び１２は、省略形状データが作成され記憶される。

【００７７】次に、Ｓ４００９からＳ４０１３では、第
二種のオブジェクトのうち、視点に近いものの形状デー
タが読み込まれる。この処理手順は、第１実施形態のＳ
１００７からＳ１０１０の手順と同じであるため、再度
の説明は省略する。図４の仮想空間では、Ｓ４００９か
らＳ４０１３の処理では、建物２２、２３、２４、２５
が読み込まれる。

【００７８】よって、レンダリングの対象としてオブジ
ェクト形状データ記憶部に記憶される形状データは、図
２５に示した通りになる。図２５では、詳細形状データ
が記憶されているオブジェクトは斜線で示し、省略形状
データが記憶されているオブジェクトは網掛けで示し
た。Ｓ４０１３では、オブジェクト形状データ記憶部に
記憶された形状データをレンダリングし、表示する。図
２５に示したオブジェクト形状データ記憶部の記憶内容
の場合の表示例を、図２６に示す。

【００７９】この後、Ｓ４００３からＳ４０１３の処理
が繰り返される。今、再びＳ４００３に処理が移り、視
点が移動して（2.5、4.0）に移ったとする。この視点状
態を、図１２に視点４１、視線５１として示す。この
時、Ｓ４００４からＳ４００８では、道路１０、１３、
１４及び線路１１、１２が、視点からの距離が閾値３以
下のオブジェクトであると判定される。その結果、道路
１０と線路１１及び１２については、省略形状データは
削除され、詳細形状データが新たに作られる。

【００８０】また、Ｓ４００９からＳ４０１２では、建
物２０及び２１が視点からの距離が閾値３以下のオブジ
ェクトであると判定され、新たに形状データが読み込ま
れる。このようにして生成された結果が、図１２に示し
た仮想空間である。図１２では、詳細形状データが生成
されたオブジェクトは斜線で示してある。また図１２の
仮想空間を視点４１から視線５１の方向に眺めてレンダ
リングした表示が、図１３である。

【００８１】以上のように第４実施形態によれば、視点
から遠く離れていて詳細な形状を表示する必要のないオ
ブジェクトに関しては、第一種のオブジェクトに関して
は省略した形状を表示し、第二種のオブジェクトに関し
ては表示しない。これにより仮想空間のポリゴン数を減
らしてレンダリングの負荷を軽減しつつ、仮想空間全体
のオブジェクト配置の様子を把握可能な表示を行なうこ
とができる。また、第一種のオブジェクトに関しては、
形状の詳細度が切り替わっても新たに属性値や形状デー
タを外部記憶装置から読み込まないため、これに関する
データ読み込み時間は発生しない。

【００８２】［第５実施形態］以下、第５実施形態につ
いて図を用いて詳細に説明する。図２７が、第５実施形
態の画像表示装置の構成を示すブロック図である。この
画像表示装置は、記録媒体１と、ドライブ機構８０と、
オブジェクト属性値記憶部２と、オブジェクト配置記憶
部３と、オブジェクト形状データ生成アルゴリズム記憶
部４と、オブジェクト形状データ生成部５と、オブジェ
クト形状データ記憶部６と、視点状態記憶部７と、第一
種オブジェクトの形状データ生成方法判定部８と、第二
種オブジェクトの形状データ生成方法判定部９と、視点
・オブジェクト間距離判定部１０と、レンダリング部１
１と、表示部１２とを備えている。

【００８３】このうち、記録媒体１と、オブジェクト配
置記憶部３と、オブジェクト形状データ生成アルゴリズ
ム記憶部４と、オブジェクト形状データ生成部５と、オ
ブジェクト形状データ記憶部６と、視点状態記憶部７
と、第一種オブジェクトの形状データ生成方法判定部８
と、第二種オブジェクトの形状データ生成方法判定部９
と、視点・オブジェクト間距離判定部１０と、レンダリ
ング部１１と、表示部１２は第３実施形態に示したもの
とまったく同じであるため、再度の説明を省略する。

【００８４】オブジェクト属性値記憶部２は、基本的に
は第３実施形態のものと同様に第一種のオブジェクトの
オブジェクト名と属性値を記憶する。但し、視点・オブ
ジェクト間距離判定部１０が視点とオブジェクトの間の
距離が閾値以下であると判定したものに関してのみ、オ
ブジェクト名と属性値を記憶する点が異なる。次に、上
記のように構成された画像表示装置の動作を、図面に基
づいて説明する。

【００８５】図２８は、第５実施形態の画像表示装置の
フローチャートである。なお、第５実施形態の動作の説
明では、図３の仮想空間を例として用いる。すなわち記
録媒体１には、図４のデータが記憶されているとする。
まず、Ｓ５００１では、オブジェクト配置記憶部が、全
てのオブジェクトについてオブジェクト名と区分と位置
を記憶する。オブジェクト配置記憶部の記憶内容は図６
に示したようになる。

【００８６】次に、Ｓ５００２で入力に応じて視点状態
を変更する。これは第１実施形態のＳ１００６と同じで
あるため説明を省略する。ここでは、視点状態は、図２
１に示した視点４３、視線５３になったとする。すなわ
ち、視点位置は（２.５,１.５）とし、視線方向はY軸の
正方向を向いている。次に、Ｓ５００３からＳ５００７
で第一種のオブジェクトの形状データを生成する。Ｓ５
００３でオブジェクト配置記憶部から区分が第一種であ
るオブジェクト名を一つ取り出す。そしてＳ５００４で
は、視点とそのオブジェクトの間の距離が閾値以下であ
るかを判定する。閾値は第１実施形態と同様に３とす
る。もし、距離が閾値以下であれば、Ｓ５００５、Ｓ５
００６と処理が進む。Ｓ５００５では、オブジェクト属
性値記憶部が、該当するオブジェクトに関してのみ、オ
ブジェクト名と属性値を記録媒体１から読み込む。その
後、Ｓ５００６では、今、読み込んだ属性値と形状生成
アルゴリズムを用いてオブジェクトの形状データが生成
され、オブジェクト形状データ記憶部に記憶される。ア
ルゴリズムを用いてオブジェクト形状データを生成する
手順は、第１実施形態と同様である。以上のＳ５００３
からＳ５００７の処理が、全ての第一種のオブジェクト
について行われる。

【００８７】図４の仮想空間では、視点４３からの距離
が３以下の第一種オブジェクトは道路１３及び１４であ
る。よって道路１３及び１４についてのみ、属性値が読
み込まれ、形状データだけが作成される。次に、Ｓ５０
０８からＳ５０１１では、第二種のオブジェクトのう
ち、視点に近いものの形状データが読み込まれる。この
処理手順は、第１実施形態のＳ１００７からＳ１０１０
の手順と同じであるため、再度の説明は省略する。

【００８８】図４の仮想空間では、視点４３からの距離
が３以下の第二種オブジェクトは建物２２、２３、２
４、２５であり、これらの形状データが記録媒体１から
読み込まれる。以上の手順を経て記録媒体１に記憶され
た形状データが、図２１に示したものである。図中で
は、属性値と形状生成アルゴリズムを用いて形状データ
が生成されたオブジェクトは斜線で示してある。

【００８９】そして、Ｓ５０１２では、この図２１の仮
想空間を、視点４３から視線５３の方向を向いて見た画
像がレンダリングされて、表示される。図２２が、その
表示例である。以上のように第５実施形態によれば、必
要に応じて属性値を読み込むため、オブジェクト属性値
記憶部の容量が少なくて済む。また属性値データは形状
データに比べて小さいため、形状データを読み込む場合
よりも読み込み時間が短くて済む。

【００９０】［第６実施形態］以下、第６実施形態につ
いて図を用いて詳細に説明する。第６実施形態の三次元
画像生成表示部は、第３実施形態と同様の構成をとる。
すなわち図１が、第６実施形態の画像表示装置の構成を
示すブロック図である。この画像表示装置は、記録媒体
１と、ドライブ機構８０と、オブジェクト属性値記憶部
２と、オブジェクト配置記憶部３と、オブジェクト形状
データ生成アルゴリズム記憶部４と、オブジェクト形状
データ生成部５と、オブジェクト形状データ記憶部６
と、視点状態記憶部７と、第一種オブジェクトの形状デ
ータ生成方法判定部８と、第二種オブジェクトの形状デ
ータ生成方法判定部９と、視点・オブジェクト間距離判
定部１０と、レンダリング部１１と、表示部１２とを備
えている。

【００９１】このうち同一参照符号を付したオブジェク
ト属性値記憶部２と、オブジェクト形状データ生成アル
ゴリズム記憶部４と、オブジェクト形状データ生成部５
と、オブジェクト形状データ記憶部６と、視点状態記憶
部７と、第一種オブジェクトの形状データ生成方法判定
部８と、第二種オブジェクトの形状データ生成方法判定
部９と、レンダリング部１１と、表示部１２とは第３実
施形態に示したものとまったく同じであるため、再度の
説明を省略する。

【００９２】記録媒体１は、基本的には第３実施形態の
ものと同じである。但し、オブジェクトに関するデータ
が、仮想空間をいくつかに区切った領域のいずれに存在
するかの情報と関連付けて記憶されている点が異なる。
この領域について、図２９を用いて説明する。図２９は
図３の仮想空間と、領域の関係を表したものである。領
域形状はｘ軸、ｙ軸方向をそれぞ請求項２記載の毎に区
切った格子点を直線で結んだ正方形とする。図２９では
破線で示されている。また各領域にはその領域を区別す
るための識別子（領域６１１から領域６３４）が付けら
れている。

【００９３】記録媒体１は、それぞれのオブジェクトに
オブジェクトが存在する領域の識別子を組み合わせて記
憶する。ここでは、オブジェクトが存在する領域は、オ
ブジェクトの中心が存在する領域とする。よって、図２
９の仮想空間を記憶した例は、図３０となる。オブジェ
クト配置記憶部３は、基本的には第３実施形態のものと
同じである。但し、オブジェクト名と区分、及びオブジ
ェクトの位置と合わせて、オブジェクトが存在する領域
の識別子も記憶している点が異なる。

【００９４】例として、記録媒体１の記憶内容が図３０
である場合の、オブジェクト配置記憶部の記憶内容を図
３１に示す。図３１には、第３実施形態の記憶内容に加
えて、各オブジェクト毎に存在する領域の識別子が記入
されている。視点・オブジェクト間距離判定部１０は、
仮想空間を区切った領域を用いて視点とオブジェクトの
間の距離を判定する。すなわち、視点とオブジェクトの
間の距離が閾値以下であるかどうかを、オブジェクトが
存在する領域と、視点が存在する領域が隣接しているか
どうかで判定する。

【００９５】次に、上記のように構成された画像表示装
置の動作を、図面に基づいて説明する。図３２が、第６
実施形態の画像表示装置のフローチャートである。な
お、第６実施形態の動作の説明では、図２９に示す、領
域に区切られた仮想空間を例として用いる。すなわち記
録媒体１には、図３０のデータが記憶されているとす
る。

【００９６】まずＳ６００１では、オブジェクト属性値
記憶部が、記録媒体１に記憶された第一種オブジェクト
のオブジェクト名と属性値を読み込む。その結果、オブ
ジェクト属性値記憶部の記憶内容は、図５に示したよう
になる。Ｓ６００２ではオブジェクト配置記憶部が、記
録媒体１から全てのオブジェクトのオブジェクト名、区
分、位置、オブジェクトの存在する領域を全て読み込
む。オブジェクト配置記憶部の記憶内容は図３１に示し
たようになる。

【００９７】次に、Ｓ６００３では、入力に応じて視点
状態を変更する。これは第１実施形態のＳ１００６と同
じであるため説明を省略する。ここでは、視点状態は、
図２１に示した視点４３、視線５３になったとする。す
なわち、視点位置は（２.５,１.５）とし、視線方向はY
軸の正方向を向いている。次に、Ｓ６００４からＳ６０
０６では、第一種のオブジェクトのうち、視点に近いも
のの形状データを生成する。

【００９８】まず、Ｓ６００４でオブジェクト配置記憶
部を検索して、区分が第一種で、かつ存在領域が視点が
存在する領域に隣接しているオブジェクトのオブジェク
ト名を一つ取り出す。今の場合、視点４３は領域２１に
存在する。よって、オブジェクト配置記憶部から、区分
が第一種で、かつ存在領域が領域６１１、６１２、６２
１、６２２、６３１、６３２のいずれかであるものを検
索する。オブジェクト配置記憶部の記憶内容である図３
１を見ると、道路１３及び１４が該当する。

【００９９】その後、Ｓ６００５では、Ｓ６００４で取
り出されたオブジェクトの形状データを生成する。形状
データの生成は、属性値と形状生成アルゴリズムを使っ
て、第３実施形態のＳ３００６と同様に行なう。そし
て、Ｓ６００４でオブジェクトが取り出されなくなるま
では、Ｓ６００４からＳ６００６が繰り返される。その
結果、今の場合、道路１３及び１４の形状データが生成
される。

【０１００】次に、Ｓ６００７からＳ６００９では、第
二種のオブジェクトのうち、視点に近いものの形状デー
タを読み込む。まず、Ｓ６００７では、Ｓ６００４と同
様にオブジェクト配置記憶部を検索して、区分が第二種
では、かつ存在領域が視点が存在する領域に隣接してい
るオブジェクトのオブジェクト名を一つ取り出す。今の
場合、条件に一致するのは、建物２２、２３、２４、２
５である。

【０１０１】Ｓ６００８では、これらの形状データを記
録媒体１から読み込む。Ｓ６００７からＳ６００９が繰
り返されて、視点に近い第二種のオブジェクトの形状デ
ータがオブジェクト形状データ記憶部に読み込まれる。
図２１が、この時点でのオブジェクト形状データ記憶部
の記憶内容である。すなわち、視点の存在する領域に、
それ自身の存在領域が隣接しているオブジェクトの形状
データが記憶されている。また、属性値と形状生成アル
ゴリズムを用いて形状データが生成されたオブジェクト
は斜線で示してある。

【０１０２】そして、Ｓ６０１０では、この図２１の仮
想空間を、視点４３から視線５３の方向を向いて見た画
像がレンダリングされて、表示される。図２２に、その
表示例を示す。以上のように第６実施形態によれば、視
点とオブジェクトの間の距離を計算することなしに、視
点の近くに存在するオブジェクトを検索し、その形状デ
ータを生成あるいは読み込むことができる。

【０１０３】［第７実施形態］以下、第７実施形態につ
いて図を用いて詳細に説明する。図３３に、第７実施形
態の画像表示装置の構成を示すブロック図を示す。この
画像表示装置は、記録媒体１と、ドライブ機構８０と、
オブジェクト属性値記憶部２と、オブジェクト配置記憶
部３と、オブジェクト形状データ生成アルゴリズム記憶
部４と、オブジェクト形状データ生成部５と、オブジェ
クト形状データ記憶部６と、視点状態記憶部７と、第一
種オブジェクトの形状データ生成方法判定部８と、第二
種オブジェクトの形状データ生成方法判定部９と、視点
・オブジェクト間距離判定部１０と、レンダリング部１
１と、表示部１２とを備えている。

【０１０４】このうち同一参照符号を付したオブジェク
ト属性値記憶部２と、オブジェクト形状データ生成アル
ゴリズム記憶部４と、オブジェクト形状データ生成部５
と、オブジェクト形状データ記憶部６と、第一種オブジ
ェクトの形状データ生成方法判定部８と、第二種オブジ
ェクトの形状データ生成方法判定部９と、レンダリング
部１１と、表示部１２とは第３実施形態に示したものと
まったく同じであるため、再度の説明を省略する。

【０１０５】視点状態記憶部７は、基本的には第３実施
形態のものと同じである。但し、第７実施形態では、視
点は一定領域内しか移動できないものとする。この視点
が移動可能な領域を、ここでは通路と称する。一例とし
て、図３４の仮想空間を用いて説明する。図３４は図３
の仮想空間に、視点が移動可能な通路を図示したもので
ある。通路７０、７３、７４は道路オブジェクトの区切
りに合わせて、小区間に区切られている。すなわち、通
路の始点及び終点は、道路オブジェクトの属性値の始点
及び終点に等しい。この場合、視点は通路に沿っての
み、すなわち仮想空間内の道路オブジェクト上のみ移動
できることになる。視点が通路上を移動するには、通路
の始点と終点を知る必要があるが、それらの値はオブジ
ェクト配置記憶部とオブジェクト属性値記憶部から読み
取る。

【０１０６】記録媒体１は、基本的には第３実施形態の
ものと同様に、オブジェクトの区分や属性値などを記憶
する。但し、それに追加して、通路と各オブジェクトの
位置関係も記憶される点が異なる。例えば、図３４の仮
想空間を記憶する場合、オブジェクト名、区分、位置、
属性値、形状データは図４のように記憶される。一方、
通路と各オブジェクトの位置関係は、図３５に示したよ
うに記憶される。すなわち、通路名と、その通路に隣接
するオブジェクト名、及びその通路に隣接する通路名の
組み合わせが記憶される。

【０１０７】オブジェクト配置記憶部３は、基本的には
第３実施形態のものと同様に、オブジェクトの区分や位
置などを、記録媒体１から読み出して記憶する。但し、
それに追加して、通路と各オブジェクトの関係も読み出
して記憶する点が異なる。オブジェクト名と区分、及び
位置は、図６に示したように記憶される。一方、通路と
各オブジェクトの位置関係は、図３５に示したように記
憶される。すなわち、これは、記録媒体１の記録内容と
同一である。視点の移動で必要となる通路の始点及び終
点の位置は、移動中の通路名の隣接オブジェクトに記述
されているオブジェクト中から道路オブジェクトを抽出
し、その道路オブジェクトの属性値を調べることで分か
る。

【０１０８】視点・オブジェクト間距離判定部１０は、
視点が移動している通路に隣接しているオブジェクト
と、視点が移動している通路に隣接している通路に隣接
しているオブジェクトを、視点から一定距離以内にある
オブジェクトであると判定する。すなわち、オブジェク
ト配置記憶部３が記憶している通路と各オブジェクトの
位置関係を参照し、まず、対象としている通路の隣接オ
ブジェクト名に記述されているオブジェクトは、視点か
ら一定距離以内にあると判定する。さらに、通路と各オ
ブジェクトの位置関係を参照し、対象としている通路の
隣接通路名に記述されている通路を調べる。そして、調
べた通路の隣接オブジェクト名に記述されているオブジ
ェクトも、視点から一定距離以内にあると判定する。

【０１０９】次に、上記のように構成された画像表示装
置の動作を、図面に基づいて説明する。図３６は第７実
施形態の画像表示装置のフローチャートである。なお、
第７実施形態の動作の説明では、通路が配置された仮想
空間の一例として図３４の一例を用いる。すなわち記録
媒体１には、図４及び図３５のデータが記憶されている
とする。

【０１１０】まず、Ｓ７００１では、オブジェクト属性
値記憶部が、記録媒体１に記憶された第一種オブジェク
トのオブジェクト名と属性値を読み込む。その結果、オ
ブジェクト属性値記憶部の記憶内容は、図５に示したよ
うになる。Ｓ７００２ではオブジェクト配置記憶部が、
記録媒体１から全てのオブジェクトのオブジェクト名、
区分、位置、オブジェクトの存在する領域を全て読み込
む。オブジェクト配置記憶部の記憶内容は図３５に示し
たようになる。

【０１１１】次に、Ｓ７００３では、入力に応じて視点
状態を変更する。但し、視点は必ず通路上しか移動でき
ない。ここでは、視点状態は、図３７に示した視点４
５、視線５５になったとする。すなわち、視点位置は通
路７４上（２.５,１.５）とし、視線方向はY軸の正方向
を向いている。次に、Ｓ７００４からＳ７００６では、
第一種のオブジェクトのうち、視点に近いものの形状デ
ータを生成する。

【０１１２】まず、Ｓ７００４では、視点に近い第一種
オブジェクトを抽出する。すなわち、オブジェクト配置
記憶部を検索して、現在視点が通過中の通路の隣接オブ
ジェクトとして記述されている第一種オブジェクト名を
調べる。また、現在視点が通過中の通路の隣接通路を調
べ、隣接通路の隣接オブジェクトとして記述されている
第一種オブジェクト名も調べる。

【０１１３】例えば、今、視点４５は通路７４上に存在
するため、まず、通路７４の隣接オブジェクト名に記述
されている第一種オブジェクトとして、道路１４が抽出
される。また、通路７４の隣接通路は通路７３であるた
め、通路７３の隣接オブジェクト名に記述されている道
路１３も抽出される。次にＳ７００５では、Ｓ７００４
で抽出したオブジェクトの形状を生成する。形状データ
の生成は、属性値と形状生成アルゴリズムを使って、第
３実施形態のＳ３００６と同様に行なう。

【０１１４】そして、Ｓ７００４でオブジェクトが抽出
されなくなるまでは、Ｓ７００４からＳ７００６が繰り
返される。その結果、今の場合、道路１３及び１４の形
状データが生成される。次に、Ｓ７００７からＳ７００
９では、第二種のオブジェクトのうち、視点に近いもの
の形状データを読み込む。

【０１１５】まず、Ｓ７００７では、Ｓ７００４と同様
にオブジェクト配置記憶部を検索して、視点に近い第二
種オブジェクト名を抽出する。今の場合、条件に一致す
るのは、建物２２、２３、２４、２５である。Ｓ７００
８では、これらの形状データを記録媒体１から読み込
む。Ｓ７００７からＳ７００９が繰り返されて、視点に
近い第二種のオブジェクトの形状データがオブジェクト
形状データ記憶部に読み込まれる。

【０１１６】図３７が、この時点でのオブジェクト形状
データ記憶部の記憶内容である。すなわち、視点の存在
する領域に、それ自身の存在領域が隣接しているオブジ
ェクトの形状データが記憶されている。図中では、オブ
ジェクトのうち、属性値と形状生成アルゴリズムを用い
て形状データが生成されたものを斜線で示した。そし
て、Ｓ７０１０では、この図３７の仮想空間を、視点４
３から視線５３の方向を向いて見た画像がレンダリング
されて、表示される。図３８に、その表示例を示す。

【０１１７】以上のように第７実施形態によれば、視点
とオブジェクトの間の距離を計算することなしに、視点
が通過中の通路を基に視点の近くに存在するオブジェク
トを検索し、その形状データを生成あるいは読み込むこ
とができる。 ［その他］なお、第１実施形態から５では、視点から一
定の範囲内にオブジェクトがあることの判定に視点とオ
ブジェクトの間の距離を用いたが、これに限らず、任意
の範囲の判定法を使ってよい。例えば、視点からの距離
だけでなく、オブジェクトが視野角度内に入っているか
どうかの判定を付加しても構わない。

【０１１８】また、第１実施形態から第５実施形態で
は、視点からの距離が近いことの判定に一種類の閾値の
みを使ったが、複数の閾値を組み合わせたり切り替えて
使用しても構わない。その場合、閾値によって生成アル
ゴリズムを切り替えたり、読み込む形状データを切り替
えることも可能である。同様に第６実施形態では、視点
の存在領域に隣接する領域だけでなく、さらに隣接の範
囲を狭めたり広げても構わない。同様に、第７実施形態
でも、通路の隣接の範囲を狭めたり広げても構わない。

【０１１９】第６実施形態では、正方形の領域を用いて
視点とオブジェクトの距離の判定を行なったが、領域の
形状はこれに限らず任意である。また、領域どうしが重
なっても構わないし、同一のオブジェクトが複数の領域
に関連付けられていても構わない。第７実施形態では、
通路の形状を直線としたが、通路の形状はこれに限らず
任意である。例えば、通路に幅を持たせても構わない。
また、通路どうしが重なっても構わないし、同一のオブ
ジェクトが複数の通路に関連付けられていても構わな
い。

【０１２０】また、第１実施形態から第７実施形態で
は、記録媒体をドライブ機構を用いて読み込み方式とし
たが、この部分をネットワーク経由でオブジェクトデー
タを転送する方式としてもよい。この場合、特に転送レ
ートの低いネットワークにおいて、本発明が有効であ
る。

【０１２１】

【発明の効果】以上のように仮想物体の基本構造に依存
した様式により仮想物体の形状を示す第一種形状データ
が記録された記録媒体を用いて仮想空間内の光景画像を
表示する画像表示装置であって、仮想空間における複数
仮想物体のそれぞれの配置座標と、当該配置座標に配す
べき仮想物体名と、各仮想物体が第一種形状データであ
るかを示す種別情報とからなるマップ情報を記憶する第
１記憶手段と、内部メモリと、全ての第一種形状データ
を記録媒体から内部メモリに読み出す第１読出手段と、
操作者の操作を受け付けて、仮想空間において視点座標
を移動させる移動手段と、視点座標が移動すると、視点
座標を基準にした所定範囲内に配置座標を有する仮想物
体名を第１記憶手段から検出する検出手段と、所定のア
ルゴリズムを実行することにより、内部メモリに読み出
された第一種形状データであって、検出された仮想物体
名のものを頂点座標に変換する変換手段と、変換手段に
より形状データから変換された頂点座標から仮想物体の
投影像を生成する第１生成手段と、第１生成手段により
生成された投影像を合成して、光景画像を得る合成手段
とを備える画像表示装置によれば、基本構造に依存した
様式により第一種形状データは、形状データが表現され
ているので、複数ポリゴンの頂点座標を含む従来式の形
状データと比較して、データサイズは至って小さい。デ
ータサイズの小ささ故に、第一種形状データのみを記録
媒体から内部メモリに読み込んでおき、このうち必要な
もののみを変換して光景画像に合成させることができ
る。データサイズの小さい第一種形状データを予め内部
メモリに読み出しておき、これを頂点座標に変換するこ
とにより、たとえ記録媒体からの読出速度が遅くても、
対話性の低下が損なわれないという効果を奏する。

【０１２２】前記記録媒体には、仮想物体の形状を近似
した複数多角形の頂点座標を含む第二種形状データが記
録され、第１記憶手段が記憶している種別情報は、仮想
物体のうち、第二種形状データのものについては、その
形状データが第二種形状データであるかを示し、画像表
示装置は、検出された仮想物体名のうち、第二種形状デ
ータに対応づけられているものを記録媒体から読み出す
第２読出手段と、第２読出手段により読み出された第二
種形状データ内の頂点座標から仮想物体の投影像を生成
する第２生成手段とを備え、合成手段は、第２生成手段
により生成された投影像を第１生成手段により生成され
た投影像に合成して、光景画像を得る画像表示装置によ
れば、第一種及び第二種形状データを組み合わせた多彩
なヴァーチャルウォークスループレゼンテーションを実
現することができる。

【０１２３】前記変換手段は、複数のアルゴリズムを記
憶するアルゴリズム記憶部と、第一種形状データにおけ
る基本構造と、視点座標を基準にした所定範囲内に配置
座標を有する第一種の仮想物体名までの距離とから複数
のアルゴリズムのうち何れかを選択する選択部と、検出
された仮想物体名の第一種形状データを、選択されたア
ルゴリズムを用いて頂点座標に変換する変換部とを備え
ることを特徴とする画像表示装置によれば、第一種形状
データをどのようなアルゴリズムを用いて生成するかを
視点と仮想物体の間の距離に応じて切り替えることがで
きる。

【０１２４】前記仮想物体には、頂点座標数が異なる複
数の第二種形状データを有するものがあり、前記画像表
示装置は、検出手段が視点座標が移動すると、視点座標
を基準にした所定範囲内に配置座標を有する仮想物体名
までの距離が、所定の長さより短いか否かを判定する第
１判定手段を備え、前記第２読出手段は、短ければ、当
該距離に応じた第二種形状データを記録媒体から読み出
すことを特徴とする画像表示装置によれば、形状データ
の読み込み時間を短縮しつつ、視点に近い第二種仮想物
体については高精度な形状を表示することができる。

【０１２５】前記画像表示装置は、視点から所定範囲内
に配置座標を有する仮想物体までの距離が、所定の長さ
より短いか否かを判定する第２判定手段を備え、前記第
２読出手段は、距離が短い仮想物体もののみ第二種形状
データを記録媒体から読み出すことを特徴とする画像表
示装置によれば、形状データの読み込み時間を短縮しつ
つ、仮想空間全体の仮想物体配置を表示でき、かつ視点
に近い第二種形状データを有する仮想物体については高
精度な形状を表示することができる。

【０１２６】前記仮想物体には、第一種形状データ及び
第二種形状データの両者を具備する両性仮想物体が含ま
れ、前記画像表示装置は、両性仮想物体までの距離が、
所定の長さより短いか否かを判定する第３判定手段を備
え、前記第２読出手段は、短ければ、両性仮想物体が有
する第二種形状データを記録媒体から読み出し、前記変
換手段は、長ければ、両性仮想物体が有する第一種形状
データを所定のアルゴリズムを用いて頂点座標に変換す
ることを特徴とする画像表示装置によれば、視点から遠
い第一種仮想物体の形状データから頂点座標を生成しな
いため、頂点座標生成による計算負荷を小さくできる。

【０１２７】前記視点から所定範囲内に配置座標を有す
る仮想物体までの距離が、所定の長さより短いか否かを
判定する第４判定手段を備え、前記変換手段は、当該距
離が短い仮想物体名の第一種形状データを頂点座標に変
換することを特徴とする画像表示装置によれば、視点か
ら遠い第一種仮想物体の形状データから頂点座標を生成
しないため、頂点座標生成による計算負荷を小さくでき
る。

【０１２８】画像表示装置は、視点から所定範囲内に配
置座標を有する仮想物体までの距離が、所定の長さより
短いか否かを判定する第５判定手段を備え、前記変換手
段は、測定された距離が短い仮想物体名の第一種形状デ
ータを第１頂点座標群に変換し、測定された距離が長い
仮想物体名の第一種形状データを、より頂点座標の数が
少ない第２頂点座標群に変換することを特徴とする画像
表示装置によれば、視点から遠い仮想物体であって、第
一種形状データを有するものは、省略形状を生成するこ
とにより、頂点座標生成による計算負荷や、レンダリン
グ負荷を小さくできる。

【０１２９】仮想物体は複数領域に分割され、仮想空間
内の各分割領域が占める座標を記憶する第２記憶手段を
備え、前記検出手段は、視点座標が移動すると、視点が
属する分割領域に配置座標を有する仮想物体名を、視点
座標を基準にした所定範囲内に配置座標を有する仮想物
体名として検出することを特徴とする画像表示装置によ
れば、視点と仮想物体の距離を計算することなく視点に
近い仮想物体を検索できるため、計算負荷を小さくでき
る。

【０１３０】仮想物体は複数の通路が設置され、仮想空
間内の各通路が占める座標を記憶する第３記憶手段を備
え、前記移動手段は、操作者の操作を受け付けて、第３
記憶手段に記憶された通路上で視点座標を移動させ、前
記検出手段は、視点座標が移動すると、視点が属する通
路に沿った配置座標を有する仮想物体名を、視点座標を
基準にした所定範囲内に配置座標を有する仮想物体名と
して検出することを特徴とする画像表示装置によれば、
視点と仮想物体の距離を計算することなく視点に近い仮
想物体を検索できるため、計算負荷を小さくできる。

【０１３１】仮想物体の基本構造に依存した様式により
仮想物体の形状を示す第一種形状データと、仮想物体の
形状を近似した複数多角形の頂点座標を含む第二種形状
データとが記録された記録媒体を用いて仮想空間内の光
景画像を表示する画像表示装置であって、仮想空間にお
ける複数仮想物体のそれぞれの配置座標と、当該配置座
標に配すべき仮想物体名と、各仮想物体の種別とからな
るマップ情報を記憶する第１記憶手段と、操作者の操作
を受け付けて、仮想空間において視点座標を移動させる
移動手段と、視点座標が移動すると、視点座標を基準に
した所定範囲内に配置座標を有する仮想物体名を第１記
憶手段から検出する検出手段と、検出された仮想物体名
の第一種形状データを記録媒体から読み出す第１読出手
段と、検出された仮想物体名の第二種形状データを記録
媒体から読み出す第２読出手段と、所定のアルゴリズム
を実行することにより、記録媒体から読み出された第一
種形状データを頂点座標に変換する変換手段と、第２読
出手段により読み出された第二種形状データ内の頂点座
標から仮想物体の投影像を生成する第１生成手段と、変
換手段により形状データから変換された頂点座標から仮
想物体の投影像を生成する第２生成手段と、第１、第２
生成手段により生成された投影像を合成して、光景画像
を得る合成手段とを備える画像表示装置によれば、基本
構造に依存した様式により第一種形状データは、形状デ
ータが表現されているので、複数ポリゴンの頂点座標を
含む従来式の形状データと比較して、データサイズは至
って小さい。データサイズの小ささ故に、読み出し負荷
も小さいので、視点の移動に伴って、必要なもののみを
記録媒体から読み出し、適宜変換して光景画像に合成さ
せることができる。このようにデータサイズの小さい構
造で第一種形状データを構成することにより、たとえ記
録媒体からの読出速度が遅くても、対話性の低下が損な
われないという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第３、４、６実施形態による画像表示装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】第１実施形態による画像表示装置の構成を示す
ブロック図である。

【図３】実施形態の説明で用いる仮想空間の構成を示す
図である。

【図４】第１、３、４、５、７実施形態の説明で用いる
記録媒体１の記憶内容の例である。

【図５】第１、３、４、６、７実施形態の説明で用いる
オブジェクト属性値記憶部の記憶内容の例である。

【図６】第１、２、３、４、５実施形態の説明で用いる
オブジェクト配置記憶部の記憶内容の例である。

【図７】実施形態の説明で用いる、断面形状が道路の場
合のオブジェクト形状生成アルゴリズムを説明する図で
ある。

【図８】実施形態の説明で用いる、断面形状が線路の場
合のオブジェクト形状生成アルゴリズムを説明する図で
ある。

【図９】第１実施形態の画像表示装置の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図１０】第１実施形態の説明で用いる、形状データが
生成あるいは読み込まれた結果を示す図である。

【図１１】図１０の形状データをレンダリングした表示
例である。

【図１２】第１、３、４実施形態の説明で用いる、形状
データが生成あるいは読み込まれた結果を示す図であ
る。

【図１３】図１２の形状データをレンダリングした表示
例である。

【図１４】第２実施形態による画像表示装置の構成を示
すブロック図である。

【図１５】第２実施形態の説明で用いる記録媒体１の記
憶内容の例である。

【図１６】第２実施形態の説明で用いるオブジェクト属
性値記憶部の記憶内容の例である。

【図１７】第２実施形態の画像表示装置の動作を示すフ
ローチャートである。

【図１８】第２実施形態の説明で用いる、形状データが
生成あるいは読み込まれた結果を示す図である。

【図１９】図１８の形状データをレンダリングした表示
例である。

【図２０】第３実施形態の画像表示装置の動作を示すフ
ローチャートである。

【図２１】第３、５、６実施形態の説明で用いる、形状
データが生成あるいは読み込まれた結果を示す図であ
る。

【図２２】図２１の形状データをレンダリングした表示
例である。

【図２３】実施形態の説明で用いる、断面形状が道路の
場合のオブジェクト省略形状生成アルゴリズムを説明す
る図である。

【図２４】第４実施形態の画像表示装置の動作を示すフ
ローチャートである。

【図２５】第４実施形態の説明で用いる、形状データが
生成あるいは読み込まれた結果を示す図である。

【図２６】図２５の形状データをレンダリングした表示
例である。

【図２７】第５実施形態による画像表示装置の構成を示
すブロック図である。

【図２８】第５実施形態の画像表示装置の動作を示すフ
ローチャートである。

【図２９】第６実施形態の説明で用いる領域分割された
仮想空間の構成を示す図である。

【図３０】第６実施形態の説明で用いる記録媒体１の記
憶内容の例である。

【図３１】第６実施形態の説明で用いるオブジェクト配
置記憶部の記憶内容の例である。

【図３２】第６実施形態の画像表示装置の動作を示すフ
ローチャートである。

【図３３】第７実施形態による画像表示装置の構成を示
すブロック図である。

【図３４】第７実施形態の説明で用いる通路が配置され
た仮想空間の構成を示す図である。

【図３５】第７実施形態の説明で用いるオブジェクト配
置記憶部の通路とオブジェクトの位置関係の記憶内容の
例である。

【図３６】第７実施形態の画像表示装置の動作を示すフ
ローチャートである。

【図３７】第７実施形態の説明で用いる、形状データが
生成あるいは読み込まれた結果を示す図である。

【図３８】図３７の形状データをレンダリングした表示
例である。

【符号の説明】 １ 記録媒体１ ２ オブジェクト属性値記憶部 ３ オブジェクト配置記憶部 ４ オブジェクト形状データ生成アルゴリズム記憶
部 ５ オブジェクト形状データ生成部 ６ オブジェクト形状データ記憶部 ７ 視点状態記憶部 ８ 第一種オブジェクトの形状データ生成方法判定
部 ９ 第二種オブジェクトの形状データ生成方法判定
部 １０ 視点・オブジェクト間距離判定部 １１ レンダリング部 １２ 表示部

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 仮想物体の基本構造に依存した様式によ
   り仮想物体の形状を示す第一種形状データが記録された
   記録媒体を用いて仮想空間内の光景画像を表示する画像
   表示装置であって、 仮想空間における複数仮想物体のそれぞれの配置座標
   と、当該配置座標に配すべき仮想物体名と、各仮想物体
   が第一種形状データであるかを示す種別情報とからなる
   マップ情報を記憶する第１記憶手段と、 内部メモリと、 全ての第一種形状データを記録媒体から内部メモリに読
   み出す第１読出手段と、 操作者の操作を受け付けて、仮想空間において視点座標
   を移動させる移動手段と、 視点座標が移動すると、視点座標を基準にした所定範囲
   内に配置座標を有する仮想物体名を第１記憶手段から検
   出する検出手段と、 所定のアルゴリズムを実行することにより、内部メモリ
   に読み出された第一種形状データであって、検出された
   仮想物体名のものを頂点座標に変換する変換手段と、 変換手段により形状データから変換された頂点座標から
   仮想物体の投影像を生成する第１生成手段と、 第１生成手段により生成された投影像を合成して、光景
   画像を得る合成手段とを備えることを特徴とする画像表
   示装置。
2. 【請求項２】 前記記録媒体には、仮想物体の形状を近
   似した複数多角形の頂点座標を含む第二種形状データが
   記録され、 第１記憶手段が記憶している種別情報は、 仮想物体のうち、第二種形状データのものについては、
   その形状データが第二種形状データであるかを示し、 画像表示装置は、 検出された仮想物体名のうち、第二種形状データに対応
   づけられているものを記録媒体から読み出す第２読出手
   段と、 第２読出手段により読み出された第二種形状データ内の
   頂点座標から仮想物体の投影像を生成する第２生成手段
   とを備え、 合成手段は、 第２生成手段により生成された投影像を第１生成手段に
   より生成された投影像に合成して、光景画像を得ること
   を特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
3. 【請求項３】 前記変換手段は、 複数のアルゴリズムを記憶するアルゴリズム記憶部と、 第一種形状データにおける基本構造と、視点座標を基準
   にした所定範囲内に配置座標を有する第一種の仮想物体
   名までの距離とから複数のアルゴリズムのうち何れかを
   選択する選択部と、 検出された仮想物体名の第一種形状データを、選択され
   たアルゴリズムを用いて頂点座標に変換する変換部とを
   備えることを特徴とする請求項１又は２記載の画像表示
   装置。
4. 【請求項４】 前記仮想物体には、頂点座標数が異なる
   複数の第二種形状データを有するものがあり、 前記画像表示装置は、 検出手段が視点座標が移動すると、視点座標を基準にし
   た所定範囲内に配置座標を有する仮想物体名までの距離
   が、所定の長さより短いか否かを判定する第１判定手段
   を備え、 前記第２読出手段は、 短ければ、当該距離に応じた第二種形状データを記録媒
   体から読み出すことを特徴とする請求項１〜３の何れか
   に記載の画像表示装置。
5. 【請求項５】 前記画像表示装置は、 視点から所定範囲内に配置座標を有する仮想物体までの
   距離が、所定の長さより短いか否かを判定する第２判定
   手段を備え、 前記第２読出手段は、 距離が短い仮想物体もののみ第二種形状データを記録媒
   体から読み出すことを特徴とする請求項１〜３の何れか
   に記載の画像表示装置。
6. 【請求項６】 前記仮想物体には、第一種形状データ及
   び第二種形状データの両者を具備する両性仮想物体が含
   まれ、 前記画像表示装置は、 両性仮想物体までの距離が、所定の長さより短いか否か
   を判定する第３判定手段を備え、 前記第２読出手段は、 短ければ、両性仮想物体が有する第二種形状データを記
   録媒体から読み出し、 前記変換手段は、 長ければ、両性仮想物体が有する第一種形状データを所
   定のアルゴリズムを用いて頂点座標に変換することを特
   徴とする請求項１〜５の何れかに記載の画像表示装置。
7. 【請求項７】 前記画像表示装置は、 視点から所定範囲内に配置座標を有する仮想物体までの
   距離が、所定の長さより短いか否かを判定する第４判定
   手段を備え、 前記変換手段は、 当該距離が短い仮想物体名の第一種形状データを頂点座
   標に変換することを特徴とする請求項１〜６の何れかに
   記載の画像表示装置。
8. 【請求項８】 画像表示装置は、 視点から所定範囲内に配置座標を有する仮想物体までの
   距離が、所定の長さより短いか否かを判定する第５判定
   手段を備え、 前記変換手段は、 当該距離が短い仮想物体名の第一種形状データを第１頂
   点座標群に変換し、当該距離が長い仮想物体名の第一種
   形状データを、より頂点座標の数が少ない第２頂点座標
   群に変換することを特徴とする請求項１〜７の何れかに
   記載の画像表示装置。
9. 【請求項９】 仮想物体は複数領域に分割され、 仮想空間内の各分割領域が占める座標を記憶する第２記
   憶手段を備え、 前記検出手段は、 視点座標が移動すると、視点が属する分割領域に配置座
   標を有する仮想物体名を、視点座標を基準にした所定範
   囲内に配置座標を有する仮想物体名として検出すること
   を特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の画像表示装
   置。
10. 【請求項１０】 仮想物体は複数の通路が設置され、 仮想空間内の各通路が占める座標を記憶する第３記憶手
    段を備え、 前記移動手段は、 操作者の操作を受け付けて、第３記憶手段に記憶された
    通路上で視点座標を移動させ、 前記検出手段は、 視点座標が移動すると、視点が属する通路に沿った配置
    座標を有する仮想物体名を、視点座標を基準にした所定
    範囲内に配置座標を有する仮想物体名として検出するこ
    とを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の画像表示
    装置。
11. 【請求項１１】 その基本構造が柱状である仮想物体の
    形状データは、 柱状仮想物体の断面形状と、形状の縦横サイズと、その
    柱長とを示し、 前記変換手段は、 柱状仮想物体の断面形状を縦横サイズだけ拡縮し、柱長
    だけ突き出すアルゴリズムを有することを特徴とする請
    求項１〜１０の何れかに記載の画像表示装置。
12. 【請求項１２】 仮想物体の基本構造に依存した様式に
    より仮想物体の形状を示す第一種形状データと、仮想物
    体の形状を近似した複数多角形の頂点座標を含む第二種
    形状データとが記録された記録媒体を用いて仮想空間内
    の光景画像を表示する画像表示装置であって、 仮想空間における複数仮想物体のそれぞれの配置座標
    と、当該配置座標に配すべき仮想物体名と、各仮想物体
    が第一種形状データであるか、第二種形状データである
    かを示す種別情報とからなるマップ情報を記憶する第１
    記憶手段と、 内部メモリと、 全ての第一種形状データを記録媒体から内部メモリに読
    み出す第１読出手段と、 操作者の操作を受け付けて、仮想空間において視点座標
    を移動させる移動手段と、 視点座標が移動すると、視点座標を基準にした所定範囲
    内に配置座標を有する仮想物体名を第１記憶手段から検
    出する検出手段と、 検出された仮想物体名のうち、第二種形状データに対応
    づけられているものを記録媒体から読み出す第２読出手
    段と、 所定のアルゴリズムを実行することにより、内部メモリ
    に読み出された第一種形状データであって、検出された
    仮想物体名のものを頂点座標に変換する変換手段と、 第２読出手段により読み出された第二種形状データ内の
    頂点座標から仮想物体の投影像を生成する第１生成手段
    と、 変換手段により形状データから変換された頂点座標から
    仮想物体の投影像を生成する第２生成手段と、 第１、第２生成手段により生成された投影像を合成し
    て、光景画像を得る合成手段とを備えることを特徴とす
    る画像表示装置。
13. 【請求項１３】 仮想物体の基本構造に依存した様式に
    より仮想物体の形状を示す第一種形状データと、仮想物
    体の形状を近似した複数多角形の頂点座標を含む第二種
    形状データとが記録された記録媒体を用いて仮想空間内
    の光景画像を表示する画像表示装置であって、 仮想空間における複数仮想物体のそれぞれの配置座標
    と、当該配置座標に配すべき仮想物体名と、各仮想物体
    の種別とからなるマップ情報を記憶する第１記憶手段
    と、 操作者の操作を受け付けて、仮想空間において視点座標
    を移動させる移動手段と、 視点座標が移動すると、視点座標を基準にした所定範囲
    内に配置座標を有する仮想物体名を第１記憶手段から検
    出する検出手段と、 検出された仮想物体名の第一種形状データを記録媒体か
    ら読み出す第１読出手段と、 検出された仮想物体名の第二種形状データを記録媒体か
    ら読み出す第２読出手段と、 所定のアルゴリズムを実行することにより、記録媒体か
    ら読み出された第一種形状データを頂点座標に変換する
    変換手段と、 第２読出手段により読み出された第二種形状データ内の
    頂点座標から仮想物体の投影像を生成する第１生成手段
    と、 変換手段により形状データから変換された頂点座標から
    仮想物体の投影像を生成する第２生成手段と、 第１、第２生成手段により生成された投影像を合成し
    て、光景画像を得る合成手段とを備えることを特徴とす
    る画像表示装置。