JP3356617B2 - ３次元空間における視界移動方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子計算機上で実
現する仮想３次元空間においてユーザの視界を移動する
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の仮想３次元空間におけるユーザの
視界を移動する方法としては、専用ハードウェアを使う
方法と、ソフトウェアで処理する方法とがある。前者は
専用の入力装置を用意しその入力装置からの入力データ
を使ってユーザの視点を移動する方法であり、シミュレ
ーションゲームなどによく使われている。後者では、仮
想３次元空間を表示する画面を２本の対角線で４分割し
た領域についてマウス入力によってある一定角度ずつク
リックした領域が位置する方向へユーザの視点を移動さ
せる方法、つまり仮想３次元空間を表示する画面内の右
の方をマウスクリックすると視点が右方向へ何度か移動
するといった方法がある。視点を移動する方向を決める
方法としては、このほかにも上、下、右、左等の各方向
について視点を移動させるボタンを画面上に表示すると
いう方法が知られており、バーチャルリアリティを使用
したバーチャルタウンなどでユーザの視界、進行方向を
変更するのに使用されている。

【０００３】後者の方法について、具体的にはバーチャ
ルリアリティを取り入れたオンラインショッピングの操
作マニュアルに示されるように、仮想３次元空間である
街の中をウォークスルーする場合に、左に視点を移動さ
せるには画面の左を、右に視点を移動させるには画面の
右をマウスでクリックするという操作が要求される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の仮想３
次元空間における視点の移動方法では、視点の移動方向
を変える際に画面の右から左、左から右へとマウスカー
ソルを大きく移動させなければならない。また視点の移
動は１回のマウスクリックに対し一定角度視点を移動さ
せているが、この方式の場合元の視点からどのぐらいの
角度視点が移動しているのかをユーザがはっきり知るこ
とはできない。バーチャルタウンのような水平方向に景
観が集中している空間の場合、ユーザの視点が上方向や
下方向を向いてしまうと空や地面といった一色のみの画
面となり、ユーザが何が起こったのか理解できない状態
に陥ってしまう恐れがある。

【０００５】本発明は、１回の操作でかつ移動量の小さ
い移動によって仮想３次元空間において大きな移動量を
得る視界移動方法を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ユーザを中心
とする球体によって３次元空間を模擬して、ユーザの視
界範囲をこの球体の球面上の領域に対応させ、この球体
と該領域とを２次元平面上に投影した図形を表示装置上
に表示し、ユーザによる表示装置上の該領域の投影図形
を移動する操作に応答して３次元空間における対応する
ユーザの視界範囲を移動させる視界移動方法を特徴とす
る。

【０００７】本発明によれば、ユーザの視界範囲に対応
する領域の投影図形をほぼ球体の投影図形の範囲につい
て移動すればよいので、１回の操作でかつ移動量の小さ
い移動によって仮想３次元空間上で大きな移動量を得る
ことができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を用いて説明する。

【０００９】図２は、本発明による３次元視界移動方法
を実現する情報処理装置の構成を示す図である。処理装
置２０１は、以下に述べるプログラムを実行するコンピ
ュータである。内部記憶装置２０４は、処理装置２０１
に接続され、プログラムやデータを格納する記憶装置で
ある。外部記憶装置２０５は、処理装置２０１に接続さ
れ、ＶＲ(バーチャルリアリティ)プログラム２０７及び
３次元視界移動プログラム２０６を格納するディスク記
憶装置などの記憶装置である。ＶＲプログラム２０７
は、仮想３次元空間に構築された仮想世界を実現するプ
ログラムである。３次元視界移動プログラム２０６は、
ＶＲプログラム２０７によって使用され、仮想３次元空
間においてユーザの操作に応じてユーザの視界を移動す
るプログラムである。３次元視界移動プログラム２０６
及びＶＲプログラム２０７は、外部記憶装置２０５上に
搭載され処理装置２０１によって読み取り可能な記憶媒
体上に実体化される。表示装置２０２は、処理装置２０
１に接続され、仮想３次元空間に仮想世界を表示し、以
下に詳述する視界移動用カーソルを表示する表示装置で
ある。入力装置２０３は、処理装置２０１に接続され、
視界移動用カーソルを操作するためのマウス等のポイン
ティングデバイスである。

【００１０】ＶＲプログラム２０７は、内部記憶装置２
０４に読み込まれ、処理装置２０１によって実行され、
表示装置２０２上に仮想世界を表示する。また３次元視
界移動プログラム２０６は、内部記憶装置２０４に読み
込まれ、処理装置２０１によって実行され、表示装置２
０２上に視界移動用カーソルを表示する。ユーザの視界
の移動に応じて入力装置２０３を介して視界移動用カー
ソルが操作されると、３次元視界移動プログラム２０６
はこの操作に応答して表示装置２０２上の視界移動用カ
ーソルの表示を変更し、ＶＲプログラム２０７を起動し
て表示装置２０２上に表示される仮想世界の視界範囲を
変更する。

【００１１】図１は、表示装置２０２に表示される視界
移動用カーソル１０１の表示例を示す図である。視界移
動用カーソル１０１は、球体の球面をワイヤーフレーム
状曲線（以下ワイヤーフレームという）によって模擬す
るとき、この３次元ワイヤーフレームを２次元平面に投
影した２次元ワイヤーフレーム１０２によって構成され
る。３次元ワイヤーフレームは、経度方向のワイヤーフ
レームと緯度方向のワイヤーフレームによって構成さ
れ、両ワイヤーフレームは２次元平面に投影されて２次
元ワイヤーフレーム１０２を形成する。経度方向及び緯
度方向の２次元ワイヤーフレーム１０２は、単位となる
小領域によって円を分割する。視界領域１０３は、仮想
３次元空間におけるユーザの視界範囲を表現する表示領
域であり、経度及び緯度方向の２次元ワイヤーフレーム
１０２によって囲まれる４つの小領域に対応させる。以
下３次元の仮想世界と視界移動用カーソル１０１との関
係について説明する。

【００１２】図３は、ＶＲプログラム２０７が仮想３次
元空間に構築する仮想世界の一例を示す図である。この
仮想世界には仮想ユーザ３０１がおり、仮想ユーザ３０
１の前方に建物３０２があり、仮想ユーザ３０１の斜め
後方には木３０３と蝶３０４がある。仮想ユーザ３０１
の現在の視界範囲は四方形３０５で示される範囲であ
る。図４は、このとき表示装置２０２に表示される画面
を示し、仮想世界表示用ウィンドウ４０１は仮想ユーザ
３０１の視点から見た建物３０２が表示され、また視界
移動用カーソル１０１が表示され、視界領域１０３はユ
ーザの現在の視界範囲を表現している。ユーザが視界移
動用カーソル１０１上の視界領域１０３を移動させて以
下に詳述するユーザ後方に視点を移す操作を行うと、図
５に示すように仮想世界表示用ウィンドウ４０１には、
操作後の仮想ユーザ３０１の視点から見た木３０３及び
蝶３０４が表示され、視界領域１０３の表示が更新され
る。なお図４の視界領域１０３はユーザの視点の高さが
水平方向にあることを示し、図５の視界領域１０３はユ
ーザの視点が上方向に移ったことを示している。

【００１３】図６は、仮想３次元空間と仮想ユーザ３０
１の関係を示す図である。仮想ユーザ３０１を内包する
仮想３次元空間は、仮想ユーザ３０１の目を中心とする
球体６０１と見ることができ、このとき仮想ユーザ３０
１の視界は球体６０１の球面の一部を切りとった領域６
０２で示すことができる。そしてこの視界を示す領域６
０２は、仮想ユーザ３０１を中心とする垂直方向の視野
角度６０３と水平方向の視野角度６０４によって決ま
る。例えば垂直方向の視野角度６０３が４５度、水平方
向の視野角度６０４が６０度である。

【００１４】図７は、視野角度の２分の１を基準にして
作成した球体６０１のワイヤーフレーム７０１を示す図
である。垂直方向のワイヤーフレーム７０１は垂直方向
の視野角度６０３の２分の１の角度の間隔で配置され、
水平方向のワイヤーフレーム７０１は水平方向の視野角
度６０４の２分の１の角度の間隔で配置されている。図
７(１)はワイヤーフレーム７０１を正面から見た図、図
７(２)は垂直方向のワイヤーフレーム７０１にのみ注目
して真上から見た図である。（２）で隣合うワイヤーフ
レーム７０１のなす角度７０２が水平方向の視野角度６
０４の２分の１の角度（例えば３０度）となる。図７
（３）は図７（１）と同様に正面から見た図であるが、
水平方向に注目した図である。（３）で隣合うワイヤフ
レーム７０１までの半径同士がなす角度７０３が垂直方
向の視野角度６０３の２分の１の角度（例えば２２．５
度）となる。そしてユーザの視界領域１０３は、隣合う
２つの水平方向及び垂直方向のワイヤーフレーム７０１
によって囲まれる小領域４つ分（たとえば面７０４や面
７０５）で表すことができる。ところで図７（１）に示
す面７０４や面７０５を有するワイヤーフレーム７０１
の図形は、３次元のワイヤーフレーム球体を２次元平面
に射影した図と見ることができるので、この図形を仮想
３次元空間における視界移動用カーソル１０１及び視界
領域１０３として使用する。

【００１５】視界移動用カーソル１０１で表現される球
体を２次元平面に射影するとき、球体の裏側の射影図形
と表側の射影図形とが存在する。球体の裏側とは、球体
をユーザの前方側及び後方側に対応する２つの半球によ
って分割するときユーザの前方側の半球に相当し、球体
の表側とは、ユーザの後方側の半球に相当する。図８
（１）は、視界領域１０３が球体の裏側にあるときの視
界移動用カーソル１０１を示す図であり、円周部分のワ
イヤーフレーム１０２以外のワイヤーフレーム１０２を
破線にし、視界領域１０３の上に重ねて表示する。移動
領域８０１は移動中の視界領域１０３を示すラバーバン
ドであり、実線で表示する。視界領域１０３の移動が終
わって定着されたとき、その視界領域１０３は球体の裏
側にあるものとみなされる。図８（２）は、視界領域１
０３が球体の表側にあるときの視界移動用カーソル１０
１を示す図であり、すべてのワイヤーフレーム１０２を
実線で表示し、視界領域１０３及び移動領域８０１をワ
イヤーフレーム１０２の上に重ねて表示する。視界領域
１０３が球体の表側にある状態は、視界領域１０３を移
動中に一時的に生じる。

【００１６】上記のようにして視界領域１０３が球体の
表側の面にあるか裏側の面にあるかを視界移動用カーソ
ル１０１、視界領域１０３及び移動領域８０１の表示方
法によって区別することができる。視界領域１０３が球
体の裏側に定着している状態で入力装置２０３のマウス
カーソルを介してユーザの視点の移動に合わせて視界領
域１０３をドラッグし、マウスカーソルが視界移動用カ
ーソル１０１の表示領域の外側に出て、再び表示領域内
に入ってきたとき、視界移動用カーソル１０１及び移動
領域８０１の表示は球体の裏側から表側に切り替えられ
る。移動領域８０１は球体の表側を移動し、移動領域８
０１が定着されたとき、今まで仮想ユーザ３０１の後方
であった空間が正面になるとみなして視界移動用カーソ
ル１０１及び視界領域１０３は球体の裏側の表示に変更
される。

【００１７】図９は、３次元視界移動プログラム２０６
の機能構成を示す図である。３次元視界移動プログラム
２０６は、初期設定機能９０１をもつプログラム、視界
移動用カーソル表示機能９０２をもつプログラム及び視
界移動機能９０３をもつプログラムから構成される。こ
れらのプログラムは、ＶＲプログラム２０７から呼ばれ
て実行される。また視界移動用カーソル表示機能９０２
をもつプログラムは、初期状態で実行されるとともに視
界移動機能９０３をもつプログラムから呼ばれて実行さ
れる。

【００１８】図１０は、視界移動用カーソル１０１の状
態を表す情報を格納する状態格納エリア１１０１のデー
タ形式を示す図である。状態格納エリア１１０１は、内
部記憶装置２０４内に確保される。視界移動用カーソル
サイズ１１０２は、視界移動用カーソル１０１の外形を
表す円の直径である。視界移動用カーソル位置１１０３
は、表示装置２０２の表示画面上で視界移動用カーソル
１０１の中心のＸ座標及びＹ座標である。視野角度１１
０４は、視野角度６０３及び視野角度６０４を示す。視
界移動用カーソルを構成する図形１１０５は、視界移動
用カーソル１０１を構成する直線及び曲線を点列で表現
する図形データであり、各曲線及び直線は実線又は破線
の属性を有する。球体の固定有りを示すフラグ１１０６
は、ユーザの視点によらず球体を固定するとき真に設定
し、ユーザの視点に応じて球体の表側と裏側を決め球体
を固定しないとき偽に設定するフラグである。視界領域
が裏側にあることを示すフラグ１１０７は、視界領域１
０３が裏側にあるとき真に設定するフラグであり、初期
値は真である。視界領域の位置１１０８は、視界領域１
０３の中心のＸ座標及びＹ座標であり、初期値は視界移
動用カーソル１０１の中心の位置である。移動領域が裏
側にあることを示すフラグ１１０９は、移動領域８０１
が裏側にあるとき真に設定するフラグであり、初期値は
真である。移動領域の位置１１１０は、移動領域８０１
の中心のＸ座標及びＹ座標である。移動中フラグ１１１
１は、視界領域１０３が移動中のとき真に設定されるフ
ラグである。

【００１９】図１１は、視界移動用カーソル１０１を構
成する水平方向のワイヤーフレームのＹ座標、ｙ０，ｙ
１，・・・ｙ６を示すとともに、マウスカーソルの位置
１２０１と移動領域８０１との関係を示す図である。

【００２０】図１２（ａ）は、水平方向のワイヤーフレ
ームを識別するインデックスと対応するＹ座標を示すテ
ーブル１３０１の図である。図１２（ｂ）は、ワイヤー
フレームの交点と移動領域８０１の図形データとの対応
を示すテーブル１３０２の図である。テーブル１３０１
及びテーブル１３０２は、内部記憶装置２０４内に確保
される。Ｘインデックスは垂直方向のワイヤーフレーム
を識別するインデックスである。Ｘ４０，Ｘ４１，・・
・は、それぞれＹインデックスが４、Ｘインデックスが
０の両ワイヤーフレームの交点のＸ座標，Ｙインデック
スが４、Ｘインデックスが１の両ワイヤーフレームの交
点のＸ座標，・・・である。ｐ４０はワイヤーフレーム
の交点（Ｘ４０，ｙ４）を中心とする移動領域８０１を
多角形で近似するとき、この多角形の図形データを示
す。Ｐ４１はワイヤーフレームの交点（Ｘ４１，ｙ４）
を中心とする移動領域８０１の多角形を示す図形データ
である。図１２に示すテーブルを用いることによってマ
ウスカーソルの位置から表示すべき移動領域８０１を図
形データの計算なしに迅速に求めることができる。例え
ばマウスカーソルが図１１に示す位置１２０１にあると
き、テーブル１３０１を参照することによって最も近い
Ｙ座標、ｙ４のインデックス４を得る。次にテーブル１
３０２のＹインデックスが４の行を参照することによっ
て最も近いＸ座標、Ｘ４１を得て対応する図形データＰ
４１を得ることができ、Ｐ４１を表示装置２０２上に表
示すれば移動領域８０１となる。

【００２１】図１３は、初期設定機能９０１の処理の流
れを示すフローチャートである。初期設定機能９０１
は、入力装置２０３又はＶＲプログラム２０７等のプロ
グラムからデータを入力し、状態格納エリア１１０１上
の視界移動用カーソルサイズ１１０２及び視界移動用カ
ーソル位置１１０３を設定する（ステップ１００１）。
次に視野角度１１０４を設定する（ステップ１００
２）。次に視界移動用カーソルサイズ１１０２、視界移
動用カーソル位置１１０３及び視野角度１１０４から視
界移動用カーソル１０１の２次元ワイヤーフレーム１０
２を表現する図形データを生成し、視界移動用カーソル
を構成する図形データ１１０５に格納する（ステップ１
００３）。視界移動用カーソル１０１の外形となる円の
半径をｒ、円の中心の座標を（０，０）、垂直方向の視
野角度をθとすると、水平方向のワイヤーフレームは、
ｙ３＝０，ｙ４／ｙ２＝＋／−ｒｓｉｎθ／２，ｙ５／
ｙ１＝＋／−ｒｓｉｎθ，ｙ６／ｙ０＝＋／−ｒｓｉｎ
３θ／２のように与えられる。また水平方向の視野角度
をψとすると、Ｘ３３＝０，Ｘ３４＝ｒｓｉｎψ／２，
Ｘ３５＝ｒｓｉｎψ，Ｘ３６＝ｒｓｉｎ３ψ／２である
ので、垂直方向のワイヤーフレームは、ｘ＝０の直線以
外の曲線が長径をｒとし、短径をそれぞれｒｓｉｎψ／
２，ｒｓｉｎψ，ｒｓｉｎ３ψ／２とする楕円によって
近似され得る。視界移動用カーソル１０１の図形データ
を作成する過程で水平方向のワイヤーフレームのＹ座
標、ｙ０，ｙ１，・・・が求まり、また垂直方向のワイ
ヤーフレームの方程式が求まれば水平方向のワイヤーフ
レームと垂直方向のワイヤーフレームの交点の座標が求
まるので、テーブル１３０１及びテーブル１３０２を作
成する（ステップ１００４）。両方向のワイヤーフレー
ムの交点を中心とする移動領域８０１の図形データは、
垂直方向のワイヤーフレームをいくつかの直線で近似す
れば多角形で表現される。次に入力データに従って球体
の固定有を示すフラグ１１０６を設定する（ステップ１
００５）。球体の固定がない場合（ステップ１００６
Ｎ）には、視界領域が裏側にあることを示すフラグ１１
０７を真に設定し、視界領域の位置１１０８を視界移動
用カーソル１０１の中心の座標に設定し、移動領域が裏
側にあることを示すフラグ１１０９を真に設定し、移動
領域の位置１１１０を視界移動用カーソル１０１の中心
の座標に設定する（ステップ１００８）。球体の固定が
ある場合（ステップ１００６Ｙ）には、視界領域が裏側
にあることを示すフラグ１１０７、視界領域の位置１１
０８、移動領域が裏側にあることを示すフラグ１１０９
及び移動領域の位置１１１０を入力データに従って設定
する（ステップ１００７）。最後に移動中フラグ１１１
１に偽を設定して（ステップ１００９）、処理を終了す
る。

【００２２】図１４は、視界移動用カーソル表示機能９
０２の処理の流れを示すフローチャートである。視界移
動用カーソル表示機能９０２は、視界移動用カーソルを
構成する図形データ１１０５を参照して表示装置２０２
上に視界移動用カーソル１０１を表示する（ステップ１
４０１）。球体の固定有を示すフラグ１１０６を参照
し、球体を固定しないのであれば（ステップ１４０２
Ｎ）、視界領域の位置１１０８、テーブル１３０１及び
テーブル１３０２を参照して視界領域１０３を薄い色で
表示する（ステップ１４０４）。薄い色で表示する理由
は、視界領域１０３に重ねて表示するときのワイヤーフ
レームを見易くするためである。次に移動中フラグ１１
１１を参照して視界領域１０３が移動中でなければ（ス
テップ１４０５Ｎ）、円の外周を除いてワイヤーフレー
ムを破線で表示する（ステップ１４０６）。視界領域１
０３が移動中であり（ステップ１４０５Ｙ）、移動領域
が裏側にあることを示すフラグ１１０９を参照して移動
領域８０１が裏側にあれば（ステップ１４０７Ｙ）、ワ
イヤーフレームを破線で表示し（ステップ１４０８）、
移動領域の位置１１１０、テーブル１３０１及びテーブ
ル１３０２を参照して移動領域８０１を実線で表示する
（ステップ１４０９）。移動領域８０１が表側にあれば
（ステップ１４０７Ｎ）、ワイヤーフレームを実線で表
示し（ステップ１４１０）、移動領域の位置１１１０、
テーブル１３０１及びテーブル１３０２を参照して移動
領域８０１を図８（２）のような面図形で表示する（ス
テップ１４１１）。球体を固定するのであれば（ステッ
プ１４０２Ｙ）、球体を固定するカーソル描画処理（図
１５）を行う。上記視界移動用カーソル表示機能９０２
の処理によれば、視界領域１０３が定着されたときには
視界移動用カーソル１０１のワイヤーフレームは破線で
表示されており、移動領域８０１が表示されない。また
視界領域１０３が移動中であって球体の裏側から表側に
切り替えられたとき、一時的にワイヤーフレームが実線
で表示される。

【００２３】図１５は、球体を固定する場合の視界移動
用カーソル表示機能９０２の処理の流れを示すフローチ
ャートである。視界移動用カーソル表示機能９０２は、
視界領域が裏側にあることを示すフラグ１１０７を参照
して視界領域１０３が裏側にあれば（ステップ１５０１
Ｙ）、視界領域１０３を薄い色で表示する（ステップ１
５０２）。視界領域１０３が表側にあれば（ステップ１
５０１Ｎ）、移動中フラグ１１１１及び移動領域が裏側
にあることを示すフラグ１１０９を参照して視界領域１
０３が移動中かつ移動領域８０１が裏側にあれば（ステ
ップ１５０３Ｙ）、移動領域の位置１１１０、テーブル
１３０１及びテーブル１３０２を参照して移動領域８０
１を実線で表示する（ステップ１５０４）。視界領域が
裏側にあることを示すフラグ１１０７及び移動領域が裏
側にあることを示すフラグ１１０９を参照し、視界領域
１０３と移動領域８０１がともに裏側にあれば（ステッ
プ１５０５Ｙ）、ワイヤーフレームを破線で表示する
（ステップ１５０６）。視界領域１０３と移動領域８０
１のいずれかが表側にあれば（ステップ１５０５Ｎ）、
ワイヤーフレームを実線で表示する（ステップ１５０
７）。視界領域が裏側にあることを示すフラグ１１０７
を参照して視界領域１０３が表側にあれば（ステップ１
５０８Ｙ）、視界領域１０３を濃い色で表示する（ステ
ップ１５０９）。移動中フラグ１１１１及び移動領域が
裏側にあることを示すフラグ１１０９を参照して視界領
域１０３が移動中かつ移動領域８０１が表側にあれば
（ステップ１５１０Ｙ）、移動領域８０１を面図形で表
示する（ステップ１５１１）。球体を固定する場合の視
界移動用カーソル表示機能９０２の処理によれば、視界
領域１０３が球体の表側に定着されたときには視界移動
用カーソル１０１のワイヤーフレームは実線で表示さ
れ、移動領域８０１が表示されない。

【００２４】図１６は、視界移動機能９０３の処理の流
れを示すフローチャートである。視界移動機能９０３
は、入力装置２０３の操作によって視界移動用カーソル
１０１内でマウス入力があったとき、その入力情報を取
得する（ステップ１６０１）。入力情報がマウスダウン
でなければ（ステップ１６０２Ｎ）、処理を終了する。
入力情報がマウスダウンであれば（ステップ１６０２
Ｙ）、移動中フラグ１１１１を真に設定し、プログラム
内部に設けたマウス座標が視界移動用カーソル１０１の
外にあることを示すフラグを偽に設定する（ステップ１
６０３）。マウスカーソルの座標情報を含むマウス入力
情報を取得する（ステップ１６０４）。マウス座標が視
界移動用カーソル１０１の内部にあり（ステップ１６０
５Ｙ）、マウス座標が外フラグが偽であれば（ステップ
１６０６Ｎ）、テーブル１３０１及びテーブル１３０２
を参照してマウス座標から移動領域８０１の位置を計算
し、移動領域の位置１１１０に格納する（ステップ１６
０９）。マウスのドラッグによって視界領域１０３を移
動中（ステップ１６１１Ｙ）であれば、視界移動用カー
ソル表示機能９０２の処理を実行し（ステップ１６１
２）、ステップ１６０４に戻る。これによってワイヤー
フレームは破線で表示され、移動領域８０１は実線で表
示される。マウス座標が視界移動用カーソル１０１の内
部にあるときにマウスアップされたとき（ステップ１６
１０Ｙ）、視界領域１０３のＹ座標の位置を保存してお
いて移動領域８０１のＹ座標の位置を視界領域１０３の
Ｙ座標の位置に設定し、移動中フラグ１１１１を偽に設
定し（ステップ１６１３）、視界移動用カーソル表示機
能９０２の処理を実行する（ステップ１６１４）。これ
によってワイヤーフレームは破線で表示され、視界領域
１０３はＸ座標が視界移動用カーソル１０１の中心の座
標、Ｙ座標が設定された座標の位置に表示される。移動
領域８０１は表示されない。マウス座標が視界移動用カ
ーソル１０１の外に出たとき（ステップ１６０５Ｎ）、
マウス座標が外フラグを真に設定し（ステップ１６０
８）、マウスドラッグ中であれば（ステップ１６１１
Ｙ）、視界移動用カーソル１０１を表示する処理を続け
る（ステップ１６１２）。マウス座標が視界移動用カー
ソル１０１の外から再び内部に入ったとき（ステップ１
６０５Ｙ）、マウス座標が外フラグが真であれば（ステ
ップ１６０６Ｙ）、移動領域が裏側にあることを示すフ
ラグ１１０９を反転し、マウス座標が外フラグを偽に設
定する（ステップ１６０７）。マウスドラッグ中であれ
ば（ステップ１６１１Ｙ）、視界移動用カーソル１０１
を表示する処理を続ける（ステップ１６１２）。これに
よって移動領域８０１が表側にあればワイヤーフレーム
は実線で表示され、移動領域８０１は面図形で表示され
る。このようにしてマウス座標が視界移動用カーソル１
０１の内部にあるときにマウスアップされたとき（ステ
ップ１６１０Ｙ）、上記ステップ１６１３及び１６１４
が実行される。このとき移動中フラグ１１１１は偽であ
るので、球体を固定していなければ球体は裏側に戻った
ものとみなし、ワイヤーフレームは常に破線で表示され
る。ステップ１６１４の処理を終えたとき、視界領域の
位置１１０８と移動領域の位置１１１０から視点の移動
量を計算してプログラムの返値とし（ステップ１６１
５）、処理を終了する。

【００２５】視点の移動量は、移動前視点、移動後視点
をそれぞれを水平方向及び垂直方向の成分に分け、方向
別の回転角度で示すことができる。垂直方向の回転角
は、図７(３）から、 垂直方向の回転角=(移動後のｙ位置−移動前のｙ位置）
×角度７０３ で計算できる。水平方向の回転角は球面の裏と表で処理
が異なる。図１７は球面を上から見た図であるが、図に
示すように円の上半分が裏側、下半分が表側を示してい
る。移動後の視点が裏側にある場合の回転角は、移動前
を０度として反時計周りを正方向とすると、 水平方向の回転角=(移動前のｘ位置−移動後のｘ位置)
×角度７０２ の式で示され、移動後の視点が表側にある場合の回転角
は、 水平方向の回転角=１８０＋(移動後のｘ位置−移動前の
ｘ位置)×角度７０２ の式で示される。

【００２６】なお上記実施形態では、視界領域１０３は
ユーザの垂直方向及び水平方向の視野角度に基づいて決
定されたものである。しかし視界領域１０３はユーザの
視界範囲に対応した領域を示すシンボルであって、その
形状と大きさは本実施形態に示すものに限定されるもの
ではない。一般にはユーザの視界範囲を球体の球面上の
何らかの領域に対応させればよく、換言すれば視界範囲
の中心を球面上の領域の中心に対応させればよく、領域
の形状及び大きさは任意である。また上記実施形態で
は、球体をワイヤーフレームで表現し、３次元ワイヤー
フレームを２次元平面に投影した２次元ワイヤーフレー
ムによって視界領域１０３を段階的に移動させた。しか
しワイヤーフレームがなくとも視界領域１０３を移動さ
せることができ、移動後の視界領域１０３の中心の位置
座標から視界の中心が球面上のどの位置に移動したかを
計算することができる。ワイヤーフレームがない場合、
球体の裏側の半球から表側の半球に移動したとき視界移
動用カーソル１０１の表示色を変更するなどの方法があ
る。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ユー
ザの視界範囲に対応する領域の投影図形をほぼ球体の投
影図形の範囲について移動すればよいので、１回の操作
でかつ移動量の小さい移動によって仮想３次元空間上で
大きな移動量を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の視界移動用カーソルを示す図であ
る。

【図２】実施形態の情報処理装置の構成を示す図であ
る。

【図３】ＶＲプログラムが構築する仮想３次元世界の一
例を示す図である。

【図４】図３に示す仮想世界の一部の景観を表示する仮
想世界表示ウィンドウを示す図である。

【図５】図３に示す仮想世界の別の景観を表示する仮想
世界表示ウィンドウを示す図である。

【図６】仮想３次元空間と仮想ユーザ３０１との関係を
説明する図である。

【図７】実施形態の球体のワイヤーフレームと視界領域
を説明する図である。

【図８】実施形態の球体の裏側の射影図形と表側の射影
図形の表示例を示す図である。

【図９】実施形態の３次元視界移動プログラム２０６の
ソフトウェア構成を示す図である。

【図１０】実施形態の状態格納エリア１１０１のデータ
形式を示す図である。

【図１１】実施形態の視界移動用カーソル１０１内のマ
ウスカーソルの位置と移動領域８０１との関係を示す図
である。

【図１２】マウス座標から移動領域の図形データを取得
するときに使用するテーブルのデータ形式を示す図であ
る。

【図１３】実施形態の初期設定機能９０１の処理の流れ
を示すフローチャートである。

【図１４】実施形態の視界移動用カーソル表示機能９０
２の処理の流れを示すフローチャートである。

【図１５】球体を固定する場合の実施形態の視界移動用
カーソル表示機能９０２の処理の流れを示すフローチャ
ートである。

【図１６】実施形態の視界移動機能９０３の処理の流れ
を示すフローチャートである。

【図１７】実施形態の移動先の視点の方向を求める方法
を説明するための図である。

【符号の説明】

１０１...視界移動用カーソル、１０２...ワイヤーフレ
ーム、１０３...視界領域、２０６...３次元視界移動プ
ログラム、２０７...ＶＲプログラム、９０２...視界移
動用カーソル表示機能、９０３...視界移動機能

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 15/00 - 17/50 G09G 5/36

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ユーザを中心とする球体によって３次元空
   間を模擬してユーザの視界範囲を該球体の球面上の領域
   に対応させ、該球体と該領域とを２次元平面上に投影し
   た図形を表示装置上に表示し、 ユーザによる表示装置上の該領域の投影図形を移動する
   操作に応答して３次元空間における対応するユーザの視
   界範囲を移動させることを特徴とする視界移動方法。
2. 【請求項２】該球体をユーザの前方側及び後方側に対応
   する２つの半球によって分割するとき、ユーザによる該
   領域の投影図形を該球体の投影図形の外に移動する操作
   に応答してユーザの視界範囲を該半球の一方から他方へ
   切り替えることを特徴とする請求項１記載の視界移動方
   法。
3. 【請求項３】マウスカーソルのドラッグによって該領域
   の投影図形を移動させることを特徴とする請求項１記載
   の視界移動方法。
4. 【請求項４】ユーザを中心とする球体によって３次元空
   間を模擬するとき、該球体を２次元平面上に投影した図
   形を表示装置上に表示し、 該３次元空間におけるユーザの視界範囲を該球体の球面
   上の領域に対応させるとき、該球体の投影図形の上に該
   領域の２次元平面上に投影した図形をユーザの操作に応
   じて表示画面上移動可能なように表示することを特徴と
   する視界移動方法。