Top > Search of Japanese Patents > CG PRESENTING DEVICE, ITS METHOD AND ITS PROGRAM AND CG DISPLAY SYSTEM

CG PRESENTING DEVICE, ITS METHOD AND ITS PROGRAM AND CG DISPLAY SYSTEM

Patent code P110005957
File No. QP040044
Posted date Nov 28, 2011
Application number P2004-312029
Publication number P2006-127004A
Patent number P4493082
Date of filing Oct 27, 2004
Date of publication of application May 18, 2006
Date of registration Apr 16, 2010
Inventor
  • (In Japanese)源田 悦夫
  • (In Japanese)松隈 浩之
  • (In Japanese)石井 達郎
  • (In Japanese)深谷 崇史
  • (In Japanese)津田 貴生
  • (In Japanese)小宮山 摂
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人九州大学
  • (In Japanese)日本放送協会
Title CG PRESENTING DEVICE, ITS METHOD AND ITS PROGRAM AND CG DISPLAY SYSTEM
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a CG presenting device for presenting an image viewed from an arbitrary direction desired by a viewer on a display device for computer graphics having the format of three-dimensional information.
SOLUTION: This CG presenting device 10 is provided with a viewer visual point position measuring means 12 for measuring the visual point position of a viewer, a replica position measuring means 13a for measuring the position of a replica simulating the shape of the object to be viewed, a replica posture measuring means 13b for measuring the direction of a replica, a CG area calculating means 14a for calculating the region of CG of the object to be viewed to be presented to a display device 30 based on the measured position and direction of the replica and the predetermined size of the replica and a CG image generating means 14b for generating a CG image from CG data stored in the CG data storing means 11 based on the region of the CG calculated by the CG area calculating means 14a, and for outputting the CG image to the display device 30.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


従来、コンピュータが処理するデジタルイメージ、テキストデータ等の情報を、博物館、図書館等で一般の鑑賞者に視覚化して提示(展示)する場合、鑑賞者は、マウス、キーボード、ジョイスティック、タッチパネル等のコンピュータ用デバイスを操作して、その視覚化された情報を鑑賞する方法が一般的である。



また、近年では、バーチャルリアリティ技術を利用して、鑑賞者がセンサ、ヘッドマウントディスプレイ等を装着することで、コンピュータの中に仮想的な世界を構築し、鑑賞者がその仮想現実の世界で、コンピュータと対話(インタラクション)が可能となる装置(仮想現実システム)によって、視覚化された情報を鑑賞するという方法もある。



しかし、コンピュータ用デバイスを操作して情報を鑑賞するためには、鑑賞者は、そのコンピュータ用デバイスの操作方法を予め知識として知っておく必要がある。また、その操作方法を知らない鑑賞者は、情報を鑑賞することができない。
また、バーチャルリアリティ技術を利用した情報の鑑賞では、鑑賞者がセンサ、ヘッドマウントディスプレイ等を装着しなければならず、正しく装着を行うための補助員が必要となったり、眼鏡をかけている鑑賞者の視野が狭くなったり等の問題がある。さらに、鑑賞者にとって、容易に、あるいは、気軽に情報の閲覧をできないという問題がある。



そこで、最近では、虫眼鏡型のインターフェース機器(バーチャルスコープ)によって、情報(画像)を提示する展示システムが提案されている(例えば、特許文献1、非特許文献1参照)。
このバーチャルスコープによる展示システムは、全体画像を示すパネルに対して、鑑賞者がバーチャルスコープをかざして動かすことで、そのバーチャルスコープの位置に対応する画像を拡大して、表示装置に提示するものである。これによって、鑑賞者の直感的、かつ、容易な操作によって、画像を拡大して提示することができる。
【特許文献1】
特開2002-152620号公報(段落0022~0061、図1~3)
【非特許文献1】
深谷、三ッ峰、井上、“バーチャルスコープ”、第7回画像センシングシンポジウム講演論文集、pp.211-214、2001

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、コンピュータグラフィックス(以下CGと略す)データとして作成された鑑賞対象物の形状を模したレプリカ(模型、人形)の動きに合わせて、前記鑑賞対象物のCG画像を表示装置に提示するCG提示装置及びそのプログラム、並びに、CG表示システムに関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
CGデータとして作成された鑑賞対象物の形状を模したレプリカの、鑑賞者に対する位置及び向きに連動して、前記鑑賞対象物のCGの位置、大きさ及び向きを変えて、表示装置に提示するCG提示装置であって、
前記鑑賞対象物のCGデータを記憶するCGデータ記憶手段と、
予め定められた基準位置に対する前記鑑賞者の視点位置を測定する鑑賞者視点位置測定手段と、
前記基準位置に対する前記レプリカの位置を測定するレプリカ位置測定手段と、
前記表示装置の表示面に対する前記レプリカの向きを測定するレプリカ姿勢測定手段と、
測定された前記レプリカの位置及び向きと、予め定められた前記レプリカの大きさとに基づいて、前記鑑賞者の視点位置を、前記表示装置の表示領域の中心を向かせた仮想カメラ位置とし、前記表示領域を含む当該仮想カメラの撮影画角の四隅と、前記仮想カメラ位置とからなる四角錐に含まれるレプリカの領域に対応する前記鑑賞対象物の領域を、CGを生成するための領域として算出するCG領域算出手段と、
このCG領域算出手段で算出された領域に基づいて、前記CGデータ記憶手段に記憶されているCGデータから、CG画像を生成し前記表示装置に出力するCG画像生成手段と、
を備えていることを特徴とするCG提示装置。

【請求項2】
 
前記鑑賞者視点位置測定手段は、
予め定められた位置に固定した第1のカメラによって撮影された、前記鑑賞者の足下を撮影した足下画像と、予め撮影された前記足下画像に対応する背景画像との差分画像に基づいて、前記基準位置に対する前記鑑賞者の立ち位置を測定する立ち位置測定手段と、
予め定められた位置に固定した第2のカメラによって撮影された、前記鑑賞者を撮影した鑑賞者画像と、予め撮影された前記鑑賞者画像に対応する背景画像との差分画像に基づいて、前記鑑賞者の頭頂部を検出する頭頂部検出手段と、
この頭頂部検出手段で検出された頭頂部から所定の範囲内において、前記鑑賞者の顔の領域を検出する顔検出手段と、
この顔検出手段で検出された顔の領域における重心位置から、前記鑑賞者の目の位置を特定し、前記基準位置に対する前記鑑賞者の目の高さを測定する視点高測定手段と、
を備え
前記立ち位置測定手段で測定された前記鑑賞者の立ち位置と、前記視点高測定手段で測定された前記鑑賞者の目の高さとで特定される位置を、前記鑑賞者の視点位置とすることを特徴とする請求項1に記載のCG提示装置。

【請求項3】
 
予め定められた位置に固定した第1のカメラによって撮影された、前記鑑賞者の足下を撮影した足下画像と、予め撮影された前記足下画像に対応する背景画像との差分画像に基づいて、前記基準位置に対する前記鑑賞者の立ち位置を測定する立ち位置測定手段を備え、
前記CG画像生成手段が、前記立ち位置測定手段で測定された鑑賞者の立ち位置に基づいて、表示内容の異なるCG画像を生成することを特徴とする請求項1に記載のCG提示装置。

【請求項4】
 
前記CG領域算出手段は、前記鑑賞者視点位置測定手段で測定された視点位置、又は、前記レプリカ位置測定手段で測定されたレプリカの位置に、予め定めた方向のオフセットを付加して、前記鑑賞対象物の領域を算出することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のCG提示装置。

【請求項5】
 
CGデータとして作成された鑑賞対象物の形状を模したレプリカの、鑑賞者に対する位置及び向きに連動して、前記鑑賞対象物のCGの位置、大きさ及び向きを変えて、表示装置に提示するために、コンピュータを、
予め定められた基準位置に対する前記鑑賞者の視点位置を測定する鑑賞者視点位置測定手段、
前記基準位置に対する前記レプリカの位置を測定するレプリカ位置測定手段、
前記表示装置の表示面に対する前記レプリカの向きを測定するレプリカ姿勢測定手段、
測定された前記レプリカの位置及び向きと、予め定められた前記レプリカの大きさとに基づいて、前記鑑賞者の視点位置を、前記表示装置の表示領域の中心を向かせた仮想カメラ位置とし、前記表示領域を含む当該仮想カメラの撮影画角の四隅と、前記仮想カメラ位置とからなる四角錐に含まれるレプリカの領域に対応する前記鑑賞対象物の領域を、CGを生成するための領域として算出するCG領域算出手段、
このCG領域算出手段で算出された領域に基づいて、CGデータ記憶手段に記憶されているCGデータから、CG画像を生成し前記表示装置に出力するCG画像生成手段、
として機能させることを特徴とするCG提示プログラム。

【請求項6】
 
CGデータとして作成された鑑賞対象物の形状を模したレプリカの、鑑賞者に対する位置及び向きに連動して、前記鑑賞対象物のCGの位置、大きさ及び向きを変えて、表示装置に提示するために、コンピュータを、
予め定められた位置に固定した第1のカメラによって撮影された、前記鑑賞者の足下を撮影した足下画像と、予め撮影された前記足下画像に対応する背景画像との差分画像に基づいて、前記基準位置に対する前記鑑賞者の立ち位置を測定する立ち位置測定手段、
予め定められた位置に固定した第2のカメラによって撮影された、前記鑑賞者を撮影した鑑賞者画像と、予め撮影された前記鑑賞者画像に対応する背景画像との差分画像に基づいて、前記鑑賞者の頭頂部を検出する頭頂部検出手段、
この頭頂部検出手段で検出された頭頂部から所定の範囲内において、前記鑑賞者の顔の領域を検出する顔検出手段、
この顔検出手段で検出された顔の領域における重心位置から、前記鑑賞者の目の位置を特定し、前記基準位置に対する前記鑑賞者の目の高さを測定する視点高測定手段、
前記基準位置に対する前記レプリカの位置を測定するレプリカ位置測定手段、
前記表示装置の表示面に対する前記レプリカの向きを測定するレプリカ姿勢測定手段、
測定された前記レプリカの位置及び向きと、予め定められた前記レプリカの大きさとに基づいて、前記前記鑑賞者の立ち位置及び目の高さで特定される前記鑑賞者の視点位置を、前記表示装置の表示領域の中心を向かせた仮想カメラ位置とし、前記表示領域を含む当該仮想カメラの撮影画角の四隅と、前記仮想カメラ位置とからなる四角錐に含まれるレプリカの領域に対応する前記鑑賞対象物の領域を、CGを生成するための領域として算出するCG領域算出手段、
このCG領域算出手段で算出された領域に基づいて、CGデータ記憶手段に記憶されているCGデータから、CG画像を生成し前記表示装置に出力するCG画像生成手段、
として機能させることを特徴とするCG提示プログラム。

【請求項7】
 
CGデータとして作成された鑑賞対象物の形状を模したレプリカの、鑑賞者に対する位置及び向きに連動して、前記鑑賞対象物のCGの位置、大きさ及び向きを変えて、表示装置に提示するために、コンピュータを、
予め定められた基準位置に対する前記鑑賞者の立ち位置及び視点位置を測定する鑑賞者視点位置測定手段、
前記基準位置に対する前記レプリカの位置を測定するレプリカ位置測定手段、
前記表示装置の表示面に対する前記レプリカの向きを測定するレプリカ姿勢測定手段、
測定された前記レプリカの位置及び向きと、予め定められた前記レプリカの大きさとに基づいて、前記鑑賞者の視点位置を、前記表示装置の表示領域の中心を向かせた仮想カメラ位置とし、前記表示領域を含む当該仮想カメラの撮影画角の四隅と、前記仮想カメラ位置とからなる四角錐に含まれるレプリカの領域に対応する前記鑑賞対象物の領域を、CGを生成するための領域として算出するCG領域算出手段、
このCG領域算出手段で算出された領域に基づいて、CGデータ記憶手段に記憶されているCGデータから、CG画像を生成し前記表示装置に出力するCG画像生成手段、
として機能させ、
前記CG画像生成手段が、前記鑑賞者の立ち位置に基づいて、表示内容の異なるCG画像を生成することを特徴とするCG提示プログラム。

【請求項8】
 
CGデータとして作成された鑑賞対象物の形状を模したレプリカの、鑑賞者に対する位置及び向きに連動して、前記鑑賞対象物のCGの位置、大きさ及び向きを変えて、CG画像を表示装置に提示するために、CG提示装置と、前記レプリカと、前記レプリカの周囲に配置された複数の超音波発信器と、前記鑑賞者を撮影するカメラと、前記表示装置とを備えたCG表示システムであって、
前記レプリカは、
前記超音波発信器から発信される複数の超音波を受信し、その位相差を前記CG提示装置に出力する超音波受信手段と、
当該レプリカの向きを検出し、姿勢情報として前記CG提示装置に出力するジャイロセンサとを備え、
前記CG提示装置は、
前記鑑賞対象物のCGデータを記憶するCGデータ記憶手段と、
前記カメラによって撮影された画像に基づいて、予め定められた基準位置に対する前記鑑賞者の視点位置を測定する鑑賞者視点位置測定手段と、
前記超音波受信器から出力される複数の超音波の位相に基づいて、前記基準位置に対する前記レプリカの位置を測定するレプリカ位置測定手段と、
前記ジャイロセンサから出力される姿勢情報に基づいて、前記表示装置の表示面に対する前記レプリカの向きを測定するレプリカ姿勢測定手段と、
測定された前記レプリカの位置及び向きと、予め定められた前記レプリカの大きさとに基づいて、前記鑑賞者の視点位置を、前記表示装置の表示領域の中心を向かせた仮想カメラ位置とし、前記表示領域を含む当該仮想カメラの撮影画角の四隅と、前記仮想カメラ位置とからなる四角錐に含まれるレプリカの領域に対応する前記鑑賞対象物の領域を、CGを生成するための領域として算出するCG領域算出手段と、
このCG領域算出手段で算出された領域に基づいて、前記CGデータ記憶手段に記憶されているCGデータから、前記CG画像を生成するCG画像生成手段と、
備えていることを特徴とするCG表示システム。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

※Click image to enlarge.

JP2004312029thum.jpg
State of application right Registered
Please contact us by E-mail or facsimile if you have any interests on this patent.


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close