WO2018186168A1 - 映像生成装置、映像生成方法および映像生成プログラム - Google Patents

映像生成装置、映像生成方法および映像生成プログラム Download PDF

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WO2018186168A1
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WO
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video
shift amount
visual field
display device
interpupillary distance
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PCT/JP2018/011047
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French (fr)
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加藤　勝也
泰弘 浜口
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シャープ株式会社
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    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T19/00—Manipulating 3D models or images for computer graphics
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/10—Processing, recording or transmission of stereoscopic or multi-view image signals
    • H04N13/106—Processing image signals
    • H04N13/128—Adjusting depth or disparity
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/20—Image signal generators
    • H04N13/275—Image signal generators from 3D object models, e.g. computer-generated stereoscopic image signals
    • H04N13/279—Image signal generators from 3D object models, e.g. computer-generated stereoscopic image signals the virtual viewpoint locations being selected by the viewers or determined by tracking
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/332—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]
    • H04N13/344—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] with head-mounted left-right displays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/366—Image reproducers using viewer tracking

Definitions

  • the present invention relates to a video generation device, a video generation method, and a video generation program.
  • Patent Documents 1 and 2 describe a display device that realizes a glasses-type terminal.
  • Non-Patent Document 1 describes a video generation method in which a camera that exists in a 3D pseudo space renders a video by photographing an object that exists in the same space. Displaying the video generated in this way on the display devices described in Patent Documents 1 and 2 realizes AR and MR.
  • Non-Patent Document 1 an object having a specific size is accurately displayed on the display device described in Patent Documents 1 and 2 or another glasses-type terminal at a certain distance from the user. There is a problem that you can't.
  • an object of the present invention is to provide a video generation device and a video generation device that display video so that an object of a specific size exists at a certain distance from the user.
  • the configuration of a video generation device, a video generation method, and a video generation program according to an aspect of the present invention is as follows.
  • a video generation method in which an object in a 3D (Three Dimensions) pseudo space is projected by two cameras in the 3D pseudo space to generate a video and displayed on a video display device.
  • the sub video is rendered based on the positional relationship of the camera, and the video is generated by shifting the sub video based on the video shift amount. It comprises a video rendering process of the.
  • the video shift amount information is a coefficient of a polynomial in which the interpupillary distance is input and the video shift amount is output, and the video shift amount setting process is performed on the polynomial.
  • the video shift amount is calculated by inputting the interpupillary distance.
  • the video shift amount information is an ID (Identification) of the video display device
  • the video shift amount setting step inputs the ID to a database, and from the database, the A coefficient of a polynomial having an interpupillary distance as an input and an output of the image shift amount is received, and the image shift amount is determined by inputting the interpupillary distance into the polynomial.
  • the video shift amount information is an ID (Identification) of the video display device
  • the video shift amount setting process inputs the ID and the interpupillary distance to a database, The video shift amount is received from the database.
  • the visual field information is a vertical visual field of the video display device, and the visual field setting process sets the vertical visual field as the visual field.
  • the visual field information is an ID (Identification) of the video display device
  • the visual field setting process determines the visual field by collating the database with the ID. .
  • the visual field setting process realizes the collation by transmitting the ID to the database.
  • the video generation program causes a computer to execute the above-described video generation method.
  • a video generation apparatus generates a video by causing an object in a 3D (Three Dimensions) pseudo space to be projected by two cameras in the 3D pseudo space, and displays the video on a video display device.
  • a visual field setting unit that sets a visual field of the camera based on visual field information input from the video display device
  • an interpupillary distance setting unit that sets an interpupillary distance, the interpupillary distance
  • a video shift amount setting unit that sets a video shift amount based on video shift amount information input from a video display device, and a distance between two cameras as the interpupillary distance, the field of view, the object, and the object
  • a sub video is rendered based on the positional relationship of the cameras, and the video is generated by shifting the sub video based on the video shift amount. It includes a rendering unit, the.
  • the video generation device can generate a video based on the set visual field and video shift amount.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a video generation unit 10 according to the present embodiment.
  • FIG. 1 also shows a video display unit (video generation device) 11.
  • the video display unit 11 is provided in a video display device such as a glasses-type terminal, a smart glass, or a head-mounted display.
  • the video generation unit 10 may be provided in the video display device, or may be provided in a terminal device (also referred to as a video generation device) that can be connected to a video display device such as a smartphone. As shown in FIG.
  • a video generation unit (video generation method) 10 includes a visual field setting unit (visual field setting process) 101, an interpupillary distance setting unit (interpupillary distance setting process) 102, and an image shift amount setting.
  • Unit (video shift amount setting process) 103 and a video rendering unit (video rendering process) 104 are described.
  • the visual field setting unit 101 sets the size of the visual field (FoV: “Field Of View”) used in the video rendering unit 104 based on the visual field information input from the video display unit 11.
  • the field of view is, for example, an angle in the vertical direction when the camera in the 3D pseudo space performs perspective projection.
  • the visual field setting unit 101 outputs the set visual field value to the video rendering unit 104.
  • the visual field information is, for example, the visual field value itself.
  • the visual field value may be a vertical value, a diagonal value, or a horizontal value. Further, the visual field value may be one or more values among a vertical value, a diagonal value, and a horizontal value.
  • the visual field information is, for example, an ID such as a vendor ID or product ID of the video display unit 11 (or video display device).
  • the video generation unit 10 can store the ID and the visual field value in association with each other.
  • the video generation unit 10 can have a table (database) that associates IDs and field-of-view values.
  • the field-of-view setting unit 101 can determine the value of the field of view based on this ID.
  • the field-of-view setting unit 101 can determine the value of the field of view by, for example, comparing this ID with its own database.
  • the field-of-view setting unit 101 can, for example, inquire a server on the Internet for this ID and receive a field-of-view value.
  • the viewing angle setting unit 101 can use the table (database) on the server.
  • the interpupillary distance setting unit 102 sets the interpupillary distance (PD) and outputs it to the video shift amount setting unit 103 and the video rendering unit 104.
  • the interpupillary distance may be a fixed value or may be manually input by the user.
  • the interpupillary distance setting unit 102 may be set using the interpupillary distance measured by a sensor or a wearable sensor provided in the video display device (or video display unit 11).
  • the video shift amount setting unit 103 determines the video shift amount used by the video rendering unit 104 based on the video shift amount information input from the video display unit 11 and the interpupillary distance input from the interpupillary distance setting unit 102. Set.
  • the video shift amount setting unit 103 outputs the set video shift amount to the video rendering unit 104.
  • the video shift amount information can include the distance between the horizontal center lines of the two displays constituting the video display unit 11.
  • the video shift amount information can include the number of dots per unit length in the horizontal direction of the display constituting the video display unit 11.
  • the video shift amount information is, for example, an ID such as a vendor ID or product ID of the video display unit 11.
  • the video shift amount setting unit 103 determines the distance between the horizontal center lines of the two displays constituting the video generation unit 11 and the unit length of the display constituting the video display unit 11 in the horizontal direction. The number of dots per dot can be determined.
  • the video generation unit 10 can store the ID and video shift amount information in association with each other.
  • the video generation unit 10 can have a table (database) that associates this ID with the video shift amount.
  • the video shift amount setting unit 103 configures the video display unit 11 by comparing the ID and its own database to determine the distance between the horizontal center lines of the two displays constituting the video generation unit 11 and the video display unit 11. The number of dots per unit length in the horizontal direction of the display can be determined.
  • the video shift amount setting unit 103 queries a server on the Internet for this ID, and the distance between the horizontal center lines of the two displays constituting the video generation unit 11 and the display constituting the video display unit 11. The number of dots per unit length in the horizontal direction can be received.
  • the video shift amount setting unit 103 can use the table (database) on the server.
  • This ID may be associated with the visual field value and the video shift amount information.
  • the video generation unit 10 can specify the visual field value and the video shift amount information by the ID. For example, the video generation unit 10 can inquire a server on the Internet for this ID, and can receive the field-of-view value and the video shift amount information.
  • the video rendering unit 104 renders video by the camera shooting an object in the 3D pseudo space.
  • the visual field of the camera can be set to the visual field value input from the visual field setting unit 101.
  • the video generated when the camera performs shooting can be shifted by the video shift amount input from the video shift amount setting unit 103.
  • the video before the shift can be referred to as a sub video. For example, there are two cameras, and the distance between them can be the interpupillary distance input from the interpupillary distance setting unit 102.
  • FIG. 2 shows an example of a 3D pseudo space used by the video rendering unit 104.
  • 20 is a view of the 3D pseudo space viewed from the height direction.
  • 21 is a view of the 3D pseudo space as viewed from the side.
  • the north direction of the 3D pseudo space can be the z axis
  • the height direction can be the y axis
  • the east direction can be the x axis.
  • 20 is a diagram of the 3D pseudo space viewed from the plus direction of the y axis
  • 21 is a diagram of the 3D pseudo space viewed from the plus direction of the x axis.
  • the camera 201 and the camera 202 are arranged with a distance 203 apart.
  • the inter-camera distance 203 is also referred to as an inter-camera distance.
  • the inter-camera distance 203 can be the inter-pupil distance input from the inter-pupil distance setting unit 102.
  • the cameras 201 and 202 can generate an image by perspective projection based on the positional relationship between the camera 201 and the object 204 in the 3D pseudo space and the field of view set in the field of view setting unit 101.
  • the object 204 is a rectangular parallelepiped.
  • This perspective projection can be performed based on the field of view 211.
  • the visual field 211 can be the visual field (field value) set in the visual field setting unit 101.
  • the vertical visual field is set, but the horizontal visual field can be set from the display size and aspect ratio of the video display device 11.
  • FIG. 3 is an example of a left-eye video and a right-eye video generated by the video rendering unit 104.
  • Reference numeral 30 denotes an image generated by the camera 201 in FIG.
  • Reference numeral 31 denotes an image generated by the camera 202 in FIG.
  • An object 301 is a drawing obtained when the camera 201 captures an object 204 in FIG.
  • An object 311 is a drawing obtained by the camera 202 photographing the object 204 in FIG.
  • the object 301 is arranged from the right in the video 30 and the object 311 is arranged from the left in the video 31, so that the congestion effect can be obtained when the user views them through the video display device 11. . Further, since the shapes of the objects 301 and 311 are different, a binocular parallax effect can be obtained when the user views them through the video display device 11.
  • FIG. 4 shows an example in which the video 30 generated by the video rendering unit 104 is displayed on the display 401 in the video display device 11, and the video 31 generated by the video rendering unit 104 is displayed on the display 411 in the video display device 11.
  • Reference numeral 402 denotes a horizontal center line of the display 401
  • 412 denotes a horizontal center line of the display 411.
  • Reference numeral 403 denotes the left eye of the user wearing the video display device 11, and reference numeral 413 denotes the right eye of the user wearing the video display device 11.
  • Reference numeral 404 denotes a horizontal center line of the left eye 403, and reference numeral 414 denotes.
  • the video 30 and the video 31 obtained by the method of FIG. 2 need to be displayed shifted in the horizontal direction.
  • the shift amount s can be obtained as 0.5 (x ⁇ b) c. s may be an integer. For example, rounding can be used.
  • the video shift amount setting unit 103 in FIG. 1 can obtain b and d and output them to the video rendering unit 104.
  • the video shift amount setting unit 103 can output a 1 and a 0 to the video rendering unit 104.
  • n is a non-negative integer.
  • the video rendering unit 104 can output to the video display device 11 the video 30 that has been shifted left by s.
  • the video rendering unit 104 can output to the video display device 11 a video 31 shifted rightward by s.
  • FIG. 5 shows an example of realizing the s shift.
  • the video rendering unit 104 extends the horizontal size to be drawn by 2 s compared to when the videos 30 and 31 are generated.
  • 501, 502, 511, and 512 in FIG. 5 indicate the expanded size s.
  • Images 50 and 51 are images obtained by expansion.
  • the video 52 is obtained by cutting a horizontal region 503 having a size of 2s.
  • the left end of the area 503 coincides with the left end of the video 50.
  • a video 53 is obtained by cutting a horizontal region 513 having a size of 2s.
  • the right end of the region 513 coincides with the right end of the video 51.
  • the video rendering unit 104 can output the videos 52 and 53 to the video display device 11.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which the visual field setting unit 101 receives the angle of the visual field in the oblique direction as the visual field information and calculates the value of the vertical visual field based on the value.
  • the diagonal line 601 of the virtual display 60, the line segments 602 and 603 connecting the vertexes of the diagonal line 601 and the viewpoint 61 form an angle 604.
  • An angle 604 indicates an angle of the visual field in an oblique direction.
  • Reference numeral 605 denotes the horizontal length of the virtual display 60.
  • Reference numeral 606 denotes the length of the virtual display 60 in the vertical direction.
  • the virtual display 62 is a diagram when the virtual display 60 is viewed from the side.
  • the vertical length of the virtual display 60 and the virtual display 62 is 606 in common.
  • Reference numerals 607 and 608 denote line segments connecting the two vertices of the virtual display 62 and the viewpoint 61.
  • Reference numeral 609 denotes an angle formed by the viewpoint 61, the line segment 607, and the line segment 608.
  • the angle 609 is a vertical visual field value.
  • the visual field setting unit 101 sets the visual field of the 3D pseudo space used by the video rendering unit 104 based on the visual field information from the video display device.
  • the object can be displayed on the video display device with the correct size.
  • the video shift amount setting unit 103 generates the shift amount of the video generated by the video rendering unit 104 based on the video shift amount information from the video display device, so that the object in the 3D pseudo space exists at the correct distance. Thus, it can be displayed on the video display device. In this way, an AR video can be automatically generated regardless of the specifications of the video display device.
  • FIG. 7 is an example showing different video display devices.
  • a video display device 70 configured as a glasses-type terminal includes a right-eye display 701 and a left-eye display 702.
  • a video display device 71 configured as a glasses-type terminal includes a right-eye display 711 and a left-eye display 712.
  • the right-eye displays 701 and 711 are different in view size and center point.
  • the left-eye displays 702 and 712 differ in view size and center point. Even in such a case, AR video can be generated by using the video generation method described in the present embodiment.
  • the visual field setting unit 101 sets the size of the visual field used by the video rendering unit 104 based on visual field information input from the video display device.
  • the video shift amount setting unit 103 also uses the video shift amount used by the video rendering unit 104 based on the video shift amount information input from the video display device and the interpupillary distance input from the interpupillary distance setting unit 102.
  • FIG. 8 is a schematic block diagram showing the configuration of the video generation method 10 in the present embodiment.
  • the visual field setting unit 101 or the video shift amount setting unit 103 inquires of the server 80 on the Internet for collation, and obtains the size of the visual field or the video shift amount from the server 80.
  • the server 80 includes a storage unit that stores a table (database) in which the size of the visual field and / or the video shift amount is associated with an ID such as a vendor ID or a product ID.
  • the video generation unit 10 notifies the server 80 of the ID.
  • the server 80 specifies the size of the visual field and / or the video shift amount from the ID.
  • the server 80 notifies the video generation unit 10 of the size of the visual field associated with the ID and / or the video shift amount.
  • the server 80 may be a cloud server on the Internet or a local server such as a mobile edge computing server.
  • FIG. 9 is an example of a method in which the video generation method 10 makes an inquiry to the server 80 to obtain a field-of-view value or a video shift amount.
  • S801 indicates an inquiry from the video generation method 10 to the server 80.
  • the visual field information and the video shift amount information are, for example, a product ID and a vendor ID of the video display device 11. Based on these IDs, the server 80 can grasp the value of the visual field of the video display device 11 and the video shift amount.
  • S802 indicates a response from the server 80 to the video generation method 10, and the response is a field-of-view value and a video shift amount.
  • the inquiry S801 may include the distance between the pupils of the user.
  • the server 80 may reply with a parameter for determining the video shift amount.
  • This parameter may be the distance b between the center lines 402 and 412 and the number c of dots per unit distance in the horizontal direction of the displays 401 and 411 described in FIG. 4 of the first embodiment.
  • the parameter may be a coefficient a n of the polynomial described above.
  • a program that operates in the video generation device, the video generation method, and the video generation program according to one aspect of the present invention is a program that controls a CPU or the like so as to realize the functions of the above-described embodiments according to one aspect of the present invention.
  • a program that causes a computer to function Information handled by these devices is temporarily stored in the RAM at the time of processing, then stored in various ROMs and HDDs, read out by the CPU, and corrected and written as necessary.
  • a semiconductor medium for example, ROM, nonvolatile memory card, etc.
  • an optical recording medium for example, DVD, MO, MD, CD, BD, etc.
  • a magnetic recording medium for example, magnetic tape, Any of a flexible disk etc.
  • the program when distributing to the market, can be stored and distributed on a portable recording medium, or transferred to a server computer connected via a network such as the Internet.
  • the storage device of the server computer is also included in one embodiment of the present invention.
  • part or all of the video generation apparatus, the video generation method, and the video generation program in the above-described embodiments may be realized as an LSI that is typically an integrated circuit.
  • Each functional block of the receiving apparatus may be individually formed as a chip, or a part or all of them may be integrated into a chip. When each functional block is integrated, an integrated circuit controller for controlling them is added.
  • the method of circuit integration is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor.
  • an integrated circuit based on the technology can also be used.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment. It goes without saying that the video generation method of the present invention is not limited to application to eyeglass-type terminals, but can be applied to portable devices, wearable devices, and the like.
  • One embodiment of the present invention is suitable for use in a video generation device, a video generation method, and a video generation program.
  • One embodiment of the present invention is used in, for example, a communication system, a communication device (for example, a mobile phone device, a base station device, a wireless LAN device, or a sensor device), an integrated circuit (for example, a communication chip), a program, or the like. be able to.
  • Video generation unit 11 Video display unit 20 3D pseudo space (height direction) 21 3D pseudo space (horizontal direction) 101 Field of view setting unit 102 Distance between pupils setting unit 103 Image shift amount setting unit 104 Image rendering unit 201, 202 Camera 203 Distance between cameras 204 Object 211 Field of view 30, 31 Video 301, 311 object 401, 411 display 402 generated by camera Horizontal center line 412 of display 401 Horizontal center line 403 of display 411 Left eye 404 Horizontal center line 413 of left eye 403 Right eye 414 Horizontal center line 50, 51 of right eye 413 Video 52, 53 obtained by expansion Images 501, 502, 511, 512 obtained by cutting a horizontal region Expanded size s 503, 513 Size area 2s in the horizontal direction 60, 62 Virtual display 61 Viewpoint 601 Virtual display diagonal 602, 603 Line segment connecting the vertex of the diagonal 601 and the viewpoint 61 604 Angle 605 Horizontal display length 606 Virtual Display lengths 607 and 608 Line segment connecting two vertices of virtual display and viewpoint

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Abstract

３Ｄ（Three Dimensions）擬似空間におけるオブジェクトを、前記３Ｄ擬似空間における２つのカメラが透視投影することで、映像を生成し、映像表示装置に表示する映像生成方法であって、前記映像表示装置から入力される視野情報に基づいて前記カメラの視野を設定する視野設定過程と、瞳孔間距離を設定する瞳孔間距離設定過程と、前記瞳孔間距離と、前記映像表示装置から入力される映像シフト量情報とに基づいて映像シフト量を設定する映像シフト量設定過程と、２つの前記カメラの間の距離を前記瞳孔間距離とし、前記視野および前記オブジェクトと前記カメラの位置関係とに基づいてサブ映像をレンダリングし、前記サブ映像を前記映像シフト量に基づいてシフトすることで前記映像を生成する映像レンダリング過程と、を備える。

Description

映像生成装置、映像生成方法および映像生成プログラム
　本発明は、映像生成装置、映像生成方法および映像生成プログラムに関する。
　本願は、２０１７年４月５日に日本に出願された特願２０１７－０７５２１２号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　近年、拡張現実（AR; Augmented Reality）や複合現実（MR; Mixed Reality）を実現するため、メガネ型端末やスマートグラス等のウエアラブル機器が注目されている。特許文献１および２には、メガネ型端末を実現する表示装置が記載されている。非特許文献１には、３Ｄ擬似空間に存在するカメラが、同空間に存在するオブジェクトを撮影することで映像をレンダリングする映像生成方法が記載されている。このように生成した映像を特許文献１および２に記載の表示装置に表示することでＡＲやＭＲを実現する。
特開２０１６－１４９５８７ ＷＯ２０１６／１１３９５１ https://docs.unity3d.com/Manual/GameView.html
　しかしながら、非特許文献１に記載の映像生成方法では、ユーザから一定の距離に特定の大きさのオブジェクトを、特許文献１および２に記載の表示装置、あるいは他のメガネ型端末に正確に表示させることはできないという問題がある。
　本発明の一態様はこのような事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、ユーザから一定の距離に特定の大きさのオブジェクトが存在するように映像を表示する映像生成装置、映像生成方法および映像生成プログラムを提供することにある。
　上述した課題を解決するために本発明の一態様に係る映像生成装置、映像生成方法および映像生成プログラムの構成は、次の通りである。
　本発明の一態様による映像生成方法は、３Ｄ（Three Dimensions）擬似空間におけるオブジェクトを、前記３Ｄ擬似空間における２つのカメラが透視投影することで、映像を生成し、映像表示装置に表示する映像生成方法であって、前記映像表示装置から入力される視野情報に基づいて前記カメラの視野を設定する視野設定過程と、瞳孔間距離を設定する瞳孔間距離設定過程と、前記瞳孔間距離と、前記映像表示装置から入力される映像シフト量情報とに基づいて映像シフト量を設定する映像シフト量設定過程と、２つの前記カメラの間の距離を前記瞳孔間距離とし、前記視野および前記オブジェクトと前記カメラの位置関係とに基づいてサブ映像をレンダリングし、前記サブ映像を前記映像シフト量に基づいてシフトすることで前記映像を生成する映像レンダリング過程と、を備える。
　また、本発明の映像生成方法において、前記映像シフト量情報は、前記瞳孔間距離を入力とし前記映像シフト量を出力とする、多項式の係数であり、前記映像シフト量設定過程は、前記多項式に前記瞳孔間距離を入力することで、前記映像シフト量を算出する。
　また、本発明の映像生成方法において、前記映像シフト量情報は、前記映像表示装置のＩＤ（Identification）であり、前記映像シフト量設定過程は、前記ＩＤをデータベースへ入力し、前記データベースから、前記瞳孔間距離を入力とし前記映像シフト量を出力とする多項式の係数を受信し、前記多項式に前記瞳孔間距離を入力することで前記映像シフト量を決定する。
　また、本発明の映像生成方法において、前記映像シフト量情報は、前記映像表示装置のＩＤ（Identification）であり、前記映像シフト量設定過程は、前記ＩＤと前記瞳孔間距離をデータベースへ入力し、前記データベースから前記映像シフト量を受信する。
　また、本発明の映像生成方法において、前記視野情報は、前記映像表示装置の縦方向視野であり、前記視野設定過程は、前記縦方向視野を、前記視野として設定する。
　また、本発明の映像生成方法において、前記視野情報は、前記映像表示装置のＩＤ（Identification）であり、前記視野設定過程は、前記ＩＤのデータベースへの照合を行うことで、前記視野を決定する。
　また、本発明の映像生成方法において、前記視野設定過程は、前記データベースに、前記ＩＤを送信することで、前記照合を実現する。
　本発明の一態様による映像生成プログラムは、上述した映像生成方法をコンピュータに実行させる。
　本発明の一態様による映像生成装置は、３Ｄ（Three Dimensions）擬似空間におけるオブジェクトを、前記３Ｄ擬似空間における２つのカメラが透視投影することで、映像を生成し、映像表示装置に表示する映像生成装置であって、前記映像表示装置から入力される視野情報に基づいて前記カメラの視野を設定する視野設定部と、瞳孔間距離を設定する瞳孔間距離設定部と、前記瞳孔間距離と、前記映像表示装置から入力される映像シフト量情報とに基づいて映像シフト量を設定する映像シフト量設定部と、２つの前記カメラの間の距離を前記瞳孔間距離とし、前記視野および前記オブジェクトと前記カメラの位置関係に基づいてサブ映像をレンダリングし、前記サブ映像を前記映像シフト量に基づいてシフトすることで前記映像を生成する映像レンダリング部と、を備える。
　本発明の一又は複数の態様によれば、映像生成装置は、設定された視野と映像シフト量に基づいて、映像を生成することができる。
第１の実施形態に係る映像生成装置の構成を示す概略ブロック図である。 ３Ｄ擬似空間の一例を示す図である。 左目映像と右目映像の一例を示す図である。 映像表示装置と目の一例を示す図である。 映像シフトを実現する一例を示す図である。 視野情報として斜め方向の視野の角度を受信し、その値に基づいて縦方向の視野の値を算出する一例を示す図である。 異なる映像表示装置の一例を示す図である。 第２の実施形態における映像生成方法１０の構成を示す概略ブロック図である。 視野の値または映像シフト量を入手する方法の一例を示す図である。
　（第１の実施形態）
　図１は、本実施形態に係る映像生成部１０の一例を示す図である。図１には、映像表示部（映像生成装置）１１を併せて記す。映像表示部１１は、例えばメガネ型端末、スマートグラス、またはヘッドマウントディスプレイなどの映像表示装置に備えられる。映像生成部１０は、前記映像表示装置内に備えられてもよいし、スマホなどの映像表示装置と接続可能な端末装置（映像生成装置とも呼ぶ）に備えられてもよい。図１に示すように、本実施形態における映像生成部（映像生成方法）１０は、視野設定部（視野設定過程）１０１、瞳孔間距離設定部（瞳孔間距離設定過程）１０２、映像シフト量設定部（映像シフト量設定過程）１０３、および映像レンダリング部（映像レンダリング過程）１０４を含んで構成される。以下、各部位の動作を説明する。
　視野設定部１０１は、映像表示部１１から入力される視野情報に基づいて、映像レンダリング部１０４で用いられる視野（FoV; Field of View）の大きさを設定する。視野とは、例えば、３Ｄ擬似空間におけるカメラが透視投影を行う際の、縦方向の角度である。視野設定部１０１は、設定された視野の値を映像レンダリング部１０４に出力する。視野情報は、例えば、視野の値そのものである。視野の値は、縦方向の値でも良いし、斜め方向の値や横方向の値でも良い。また、視野の値は、縦方向の値、斜め方向の値及び横方向の値のうち、１つ以上の値でもよい。視野情報は、例えば、映像表示部１１（又は映像表示装置）のベンダーＩＤやプロダクトＩＤ等のＩＤである。映像生成部１０は、前記ＩＤと視野の値を関連付けて格納することができる。映像生成部１０は、ＩＤと視野の値を関連付けたテーブル（データベース）を有することができる。視野設定部１０１は、このＩＤに基づいて、視野の値を決定することができる。視野設定部１０１は、例えば、このＩＤと自身が持つデータベースを比較することで、視野の値を決定することができる。視野設定部１０１は、例えば、このＩＤをインターネット上のサーバに問い合わせ、視野の値を受信することができる。例えば、視野角設定部１０１は、サーバ上にある前記テーブル（データベース）を用いることができる。
　瞳孔間距離設定部１０２は、瞳孔間距離（PD; Pupillary Distance）を設定し、映像シフト量設定部１０３と映像レンダリング部１０４に出力する。瞳孔間距離は、固定値としても良いし、ユーザが値を手入力しても良い。あるいは、瞳孔間距離設定部１０２は、映像表示装置（又は映像表示部１１）に備えられたセンサやウェアラブルセンサで測定された瞳孔間距離を用いて設定しても良い。
　映像シフト量設定部１０３は、映像表示部１１から入力される映像シフト量情報と、瞳孔間距離設定部１０２から入力される瞳孔間距離に基づいて、映像レンダリング部１０４で用いられる映像シフト量を設定する。映像シフト量設定部１０３は、設定された映像シフト量を映像レンダリング部１０４に出力する。映像シフト量情報は、映像表示部１１を構成する２つのディスプレイの横方向の中心線間の距離を含むことができる。映像シフト量情報は、映像表示部１１を構成するディスプレイの横方向の単位長さあたりのドット数を含むことができる。映像シフト量情報は、例えば、映像表示部１１のベンダーＩＤやプロダクトＩＤ等のＩＤである。映像シフト量設定部１０３は、このＩＤに基づいて、映像生成部１１を構成する２つのディスプレイの横方向の中心線間の距離と、映像表示部１１を構成するディスプレイの横方向の単位長さあたりのドット数を決定することができる。映像生成部１０は、このＩＤと映像シフト量情報を関連付けて格納することができる。映像生成部１０は、このＩＤと映像シフト量を関連付けたテーブル（データベース）を有することができる。映像シフト量設定部１０３は、例えば、このＩＤと自身が持つデータベースを比較することで、映像生成部１１を構成する２つのディスプレイの横方向の中心線間の距離と、映像表示部１１を構成するディスプレイの横方向の単位長さあたりのドット数を決定することができる。映像シフト量設定部１０３は、例えば、このＩＤをインターネット上のサーバに問い合わせ、映像生成部１１を構成する２つのディスプレイの横方向の中心線間の距離と、映像表示部１１を構成するディスプレイの横方向の単位長さあたりのドット数を受信することができる。例えば、映像シフト量設定部１０３は、サーバ上にある前記テーブル（データベース）を用いることができる。
　このＩＤは、前記視野の値と前記映像シフト量情報を関連付けられてもよい。映像生成部１０は、前記ＩＤによって、前記視野の値と前記映像シフト量情報を特定することができる。映像生成部１０は、例えば、このＩＤをインターネット上のサーバに問い合わせ、前記視野の値と前記映像シフト量情報を受信することができる。
　映像レンダリング部１０４は、３Ｄ擬似空間においてカメラがオブジェクトを撮影することで、映像をレンダリングする。この際、カメラの視野は、視野設定部１０１から入力される視野の値に設定されることができる。カメラが撮影を行うことで生成される映像は、映像シフト量設定部１０３から入力される映像シフト量の分だけシフトされることができる。シフト前の映像を、サブ映像と呼称することができる。例えば、カメラは２つ存在し、その距離を瞳孔間距離設定部１０２から入力される瞳孔間距離とすることができる。
　図２は、映像レンダリング部１０４が用いる３Ｄ擬似空間の一例を示す。２０は３Ｄ擬似空間を高さ方向から見た図である。２１は３Ｄ疑似空間を横から見た図である。例えば、３Ｄ擬似空間の北方向をｚ軸、高さ方向をｙ軸、東方向をｘ軸とすることができる。その場合、２０は３Ｄ疑似空間をｙ軸のプラス方向から見た図であり、２１は３Ｄ疑似空間をｘ軸のプラス方向から見た図である。カメラ２０１とカメラ２０２は距離２０３だけ離れて配置されている。２０３は、カメラ間距離とも呼称する。カメラ間距離２０３は、瞳孔間距離設定部１０２から入力される瞳孔間距離とすることができる。カメラ２０１と２０２は、自身と３Ｄ擬似空間におけるオブジェクト２０４との位置関係と、視野設定部１０１に設定された視野に基づいて、透視投影で映像を生成することができる。なお、この例において、オブジェクト２０４は直方体である。この透視投影は、視野２１１に基づいて行われることができる。視野２１１は視野設定部１０１に設定された視野（視野の値）とすることができる。この例において、縦方向視野が設定されるが、横方向視野は映像表示装置１１の表示サイズやアスペクト比から設定されることができる。
　図３は、映像レンダリング部１０４が生成した左目映像と右目映像の一例である。３０は、図２におけるカメラ２０１によって生成された映像である。３１は、図２におけるカメラ２０２によって生成された映像である。オブジェクト３０１は、図２において、カメラ２０１がオブジェクト２０４を撮影することで得られる描画である。オブジェクト３１１は、図２において、カメラ２０２がオブジェクト２０４を撮影することで得られる描画である。オブジェクト３０１が映像３０内で右よりに配置され、オブジェクト３１１が映像３１内で左よりに配置されることで、ユーザが映像表示装置１１を通してこれらを見たときに輻輳の効果を得ることができる。また、オブジェクト３０１と３１１の形状が異なることで、ユーザが映像表示装置１１を通してこれらを見たときに両眼視差の効果を得ることができる。
　図４は、映像レンダリング部１０４が生成した映像３０を映像表示装置１１内のディスプレイ４０１に表示し、映像レンダリング部１０４が生成した映像３１を映像表示装置１１内のディスプレイ４１１に表示する場合の一例である。４０２はディスプレイ４０１の横方向の中心線を示し、４１２はディスプレイ４１１の横方向の中心線を示す。４０３は映像表示装置１１を装着するユーザの左目を示し、４１３は映像表示装置１１を装着するユーザの右目を示す。４０４は左目４０３の横方向の中心線を示し、４１４はを示す。中心線４０２と４０４が一致せず、中心線４１２と４１４が一致しないため、図２の方法で得られた映像３０と映像３１は、横方向にシフトして表示される必要がある。例えば、中心線４０２と４１２の距離をｂ、中心線４０４と４１４の距離（例えば、瞳孔間距離）をｘ、ディスプレイ４０１と４１１の横方向の単位距離あたりのドット数をｃとすると、シフト量ｓは０．５（ｘ－ｂ）ｃと求めることができる。ｓを整数としても良い。例えば四捨五入を用いることができる。図１の映像シフト量設定部１０３は、例えば、このｂとｄを求めて、それらを映像レンダリング部１０４に出力することができる。または、ｓ＝ａ１ｘ＋ａ０のように、ｓが多項式になるようにしてもよい。その場合、映像シフト量設定部１０３は、ａ１とａ０を映像レンダリング部１０４に出力することができる。なお、ａ１＝０．５ｃ、ａ０＝－０．５ｂｃとなる。または、ｓ＝ａｎｘｎ＋ａｎ－１ｘｎ－１＋・・・＋ａ１ｘ＋ａ０のように、高次多項式になるようにしてもよい。ｎは非負の整数である。映像レンダリング部１０４は、映像３０を左方向にｓシフトしたものを映像表示装置１１に出力することができる。映像レンダリング部１０４は、映像３１を右方向にｓシフトしたものを映像表示装置１１に出力することができる。
　図５は、ｓシフトを実現する一例を示す。この例において、映像レンダリング部１０４は、映像３０と３１を生成した時に比べ、描画する横方向のサイズを２ｓだけ拡張する。図５の５０１、５０２、５１１、および５１２は拡張されたサイズｓを示す。映像５０と５１は、拡張によって得られる映像である。映像５０において、サイズ２ｓである横方向の領域５０３をカットすることで映像５２が得られる。領域５０３の左端は映像５０の左端と一致する。映像５１において、サイズ２ｓである横方向の領域５１３をカットすることで映像５３が得られる。領域５１３の右端は映像５１の右端と一致する。映像レンダリング部１０４は、映像５２と５３を映像表示装置１１に出力することができる。
　図６は、視野設定部１０１が視野情報として斜め方向の視野の角度を受信し、その値に基づいて縦方向の視野の値を算出する一例を示す図である。仮想ディスプレイ６０の対角線６０１、対角線６０１の頂点と視点６１を結ぶ線分６０２、および６０３が角度６０４を成す。角度６０４は、斜め方向の視野の角度を示す。６０５は仮想ディスプレイ６０の横方向の長さを示す。６０６は仮想ディスプレイ６０の縦方向の長さを示す。仮想ディスプレイ６２は、仮想ディスプレイ６０を横から見た場合の図である。したがって、仮想ディスプレイ６０と仮想ディスプレイ６２の縦方向の長さは、共通の６０６である。６０７と６０８は、仮想ディスプレイ６２の２つの頂点と視点６１を結ぶ線分である。６０９は、視点６１、線分６０７、および線分６０８の成す角度である。角度６０９は、縦方向の視野の値となる。角度６０４をα、角度６０９をβ、長さ６０５を長さ６０６で除算した値をγとすると、（１＋γ２）ｔａｎ２（β／２）＝ｔａｎ２（α／２）という関係がある。したがって、角度６０９（β）は、角度６０４（α）を用いて次式（１）のように算出されることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
  
　このように、本実施形態によれば、映像レンダリング部１０４が用いる３Ｄ疑似空間のカメラの視野を、視野設定部１０１が映像表示装置からの視野情報に基づいて設定することで、３Ｄ疑似空間のオブジェクトを正しい大きさで映像表示装置に表示することができる。また、映像レンダリング部１０４が生成する映像のシフト量を、映像シフト量設定部１０３が映像表示装置からの映像シフト量情報に基づいて生成することで、３Ｄ擬似空間のオブジェクトが正しい距離に存在するように、映像表示装置に表示することができる。このようにすることで、映像表示装置の仕様によらず、自動的にＡＲの映像を生成することができる。
　図７は、異なる映像表示装置を示す一例である。メガネ型端末として構成される映像表示装置７０は、右目用ディスプレイ７０１と左目用ディスプレイ７０２を備える。メガネ型端末として構成される映像表示装置７１は、右目用ディスプレイ７１１と左目用ディスプレイ７１２を備える。右目用ディスプレイ７０１と７１１は視野の大きさと中心点が異なる。左目用ディスプレイ７０２と７１２は視野の大きさと中心点が異なる。このような場合でも、本実施形態に記載の映像生成方法を用いることで、ＡＲの映像を生成することができる。
　（第２の実施形態）
　第１の実施形態では、視野設定部１０１は、映像表示装置から入力される視野情報に基づいて、映像レンダリング部１０４で用いられる視野の大きさを設定する。また、映像シフト量設定部１０３は、映像表示装置から入力される映像シフト量情報と、瞳孔間距離設定部１０２から入力される瞳孔間距離に基づいて、映像レンダリング部１０４で用いられる映像シフト量を設定する。図８は、本実施形態における映像生成方法１０の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態では、視野設定部１０１または映像シフト量設定部１０３が、インターネット上のサーバ８０に照合の問い合わせを行い、視野の大きさまたは映像シフト量をサーバ８０から入手する。サーバ８０は、視野の大きさ、または／および映像シフト量は、ベンダーＩＤやプロダクトＩＤ等のＩＤと関連付けたテーブル（データベース）を格納する格納部を備えている。映像生成部１０は、サーバ８０に対して、前記ＩＤを通知する。サーバ８０は、前記ＩＤから視野の大きさ、または／および映像シフト量を特定する。サーバ８０は、前記ＩＤに関連付けられた視野の大きさ、または／および映像シフト量を映像生成部１０に通知する。なお、サーバ８０は、インターネット上のクラウドサーバでもよいし、モバイルエッジコンピューティングサーバなどのローカルサーバであってもよい。
　図９は、映像生成方法１０がサーバ８０に問い合わせを行い、視野の値または映像シフト量を入手する方法の一例である。Ｓ８０１は、映像生成方法１０からサーバ８０への問い合わせを示す。問い合わせＳ８０１において、視野情報と映像シフト量情報は、例えば、映像表示装置１１のプロダクトＩＤやベンダーＩＤである。サーバ８０は、これらのＩＤに基づいて、映像表示装置１１の視野の値や映像シフト量を把握することができる。Ｓ８０２は、サーバ８０から映像生成方法１０への返答を示し、返答されるのは視野の値や映像シフト量である。なお、映像シフト量の決定を補助するため、問い合わせＳ８０１はユーザの瞳孔間距離を含んでもよい。
　なお、Ｓ８０２において、サーバ８０が返答するのは映像シフト量を決定するためのパラメータでも良い。このパラメータは、第１の実施形態の図４で説明した中心線４０２と４１２の距離ｂとディスプレイ４０１と４１１の横方向の単位距離あたりのドット数ｃでも良い。あるいはこのパラメータは、前述した多項式の係数ａｎであってもよい。
　なお、本発明の一態様に係る映像生成装置、映像生成方法および映像生成プログラムで動作するプログラムは、本発明の一態様に関わる上記実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ＲＯＭ、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ、ＢＤ等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。
　また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明の一態様に含まれる。また、上述した実施形態における映像生成装置、映像生成方法および映像生成プログラムの一部、または全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。受信装置の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。各機能ブロックを集積回路化した場合に、それらを制御する集積回路制御部が付加される。
　また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
　なお、本願発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本願発明の映像生成方法は、メガネ型端末への適用に限定されるものではなく、携帯型の機器や、ウエアラブル機器などに適用出来ることは言うまでもない。
　以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。
　本発明の一態様は、映像生成装置、映像生成方法および映像生成プログラムに用いて好適である。本発明の一態様は、例えば、通信システム、通信機器（例えば、携帯電話装置、基地局装置、無線ＬＡＮ装置、或いはセンサーデバイス）、集積回路（例えば、通信チップ）、又はプログラム等において、利用することができる。
１０　映像生成部
１１　映像表示部
２０　３Ｄ擬似空間（高さ方向）
２１　３Ｄ疑似空間（横方向）
１０１　視野設定部
１０２　瞳孔間距離設定部
１０３　映像シフト量設定部
１０４　映像レンダリング部
２０１、２０２　カメラ
２０３　カメラ間距離
２０４　オブジェクト
２１１　視野
３０、３１　カメラによって生成された映像
３０１、３１１　オブジェクト
４０１、４１１　ディスプレイ
４０２　ディスプレイ４０１の横方向の中心線
４１２　ディスプレイ４１１の横方向の中心線
４０３　左目
４０４　左目４０３の横方向の中心線
４１３　右目
４１４　右目４１３の横方向の中心線
５０、５１　拡張によって得られる映像
５２、５３　横方向の領域をカットして得られる映像
５０１、５０２、５１１、５１２　拡張されたサイズｓ
５０３、５１３　サイズ２ｓである横方向の領域
６０、６２　仮想ディスプレイ
６１　視点
６０１　仮想ディスプレイの対角線
６０２、６０３　対角線６０１の頂点と視点６１を結ぶ線分
６０４　角度
６０５　仮想ディスプレイの横方向の長さ
６０６　仮想ディスプレイの縦方向の長さ
６０７、６０８　仮想ディスプレイの２つの頂点と視点を結ぶ線分
６０９　角度
７０、７１　映像表示装置
７０１、７１１　右目用ディスプレイ
７０２、７１２　左目用ディスプレイ
８０　サーバ

Claims (9)

  1. 　３Ｄ（Three Dimensions）擬似空間におけるオブジェクトを、前記３Ｄ擬似空間における２つのカメラが透視投影することで、映像を生成し、映像表示装置に表示する映像生成方法であって、
    　前記映像表示装置から入力される視野情報に基づいて前記カメラの視野を設定する視野設定過程と、
    　瞳孔間距離を設定する瞳孔間距離設定過程と、
    　前記瞳孔間距離と、前記映像表示装置から入力される映像シフト量情報とに基づいて映像シフト量を設定する映像シフト量設定過程と、
    　２つの前記カメラの間の距離を前記瞳孔間距離とし、前記視野および前記オブジェクトと前記カメラの位置関係とに基づいてサブ映像をレンダリングし、前記サブ映像を前記映像シフト量に基づいてシフトすることで前記映像を生成する映像レンダリング過程と、
    　を備える映像生成方法。
  2. 　前記映像シフト量情報は、前記瞳孔間距離を入力とし前記映像シフト量を出力とする、多項式の係数であり、
    　前記映像シフト量設定過程は、前記多項式に前記瞳孔間距離を入力することで、前記映像シフト量を算出する、
    　請求項１に記載の映像生成方法。
  3. 　前記映像シフト量情報は、前記映像表示装置のＩＤ（Identification）であり、
    　前記映像シフト量設定過程は、前記ＩＤをデータベースへ入力し、前記データベースから、前記瞳孔間距離を入力とし前記映像シフト量を出力とする多項式の係数を受信し、前記多項式に前記瞳孔間距離を入力することで前記映像シフト量を決定する、
    　請求項１に記載の映像生成方法。
  4. 　前記映像シフト量情報は、前記映像表示装置のＩＤ（Identification）であり、
    　前記映像シフト量設定過程は、前記ＩＤと前記瞳孔間距離をデータベースへ入力し、前記データベースから前記映像シフト量を受信する、
    　請求項１に記載の映像生成方法。
  5. 　前記視野情報は、前記映像表示装置の縦方向視野であり、
    　前記視野設定過程は、前記縦方向視野を、前記視野として設定する、
    　請求項１から４のいずれかに記載の映像生成方法。
  6. 　前記視野情報は、前記映像表示装置のＩＤ（Identification）であり、
    　前記視野設定過程は、前記ＩＤのデータベースへの照合を行うことで、前記視野を決定する、
    　請求項１に記載の映像生成方法。
  7. 　前記視野設定過程は、
    　前記データベースに、前記ＩＤを送信することで、前記照合を実現する、
    　請求項６に記載の映像生成方法。
  8. 　請求項１に記載の映像生成方法をコンピュータに実行させるための映像生成プログラム。
  9. 　３Ｄ（Three Dimensions）擬似空間におけるオブジェクトを、前記３Ｄ擬似空間における２つのカメラが透視投影することで、映像を生成し、映像表示装置に表示する映像生成装置であって、
    　前記映像表示装置から入力される視野情報に基づいて前記カメラの視野を設定する視野設定部と、
    　瞳孔間距離を設定する瞳孔間距離設定部と、
    　前記瞳孔間距離と、前記映像表示装置から入力される映像シフト量情報とに基づいて映像シフト量を設定する映像シフト量設定部と、
    　２つの前記カメラの間の距離を前記瞳孔間距離とし、前記視野および前記オブジェクトと前記カメラの位置関係に基づいてサブ映像をレンダリングし、前記サブ映像を前記映像シフト量に基づいてシフトすることで前記映像を生成する映像レンダリング部と、
    　を備える映像生成装置。
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