JP2000310826A - 仮想環境体験表示装置 - Google Patents
仮想環境体験表示装置Info
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- JP2000310826A JP2000310826A JP11209906A JP20990699A JP2000310826A JP 2000310826 A JP2000310826 A JP 2000310826A JP 11209906 A JP11209906 A JP 11209906A JP 20990699 A JP20990699 A JP 20990699A JP 2000310826 A JP2000310826 A JP 2000310826A
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- image
- virtual environment
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- Projection Apparatus (AREA)
- Image Generation (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】立体感や没入感を大きく改善できる仮想環境体
験表示装置を実現する。 【解決手段】体験者に凹面を向けた球面状で広視野角の
スクリーン１と、インタラクティブな立体映像を作成す
る映像作成手段２と、スクリーン１上に表示されたとき
に歪みが無くなるように予め映像を歪ませるための歪み
補正手段３と、歪み補正された立体映像をスクリーン１
へ投影するための投影手段４と、スクリーン１に投影さ
れた映像を体験者が立体的に視るための立体視めがね５
とから構成される。投影手段４は複数とし、各投影手段
４によりスクリーン１に分割して投影された複数の映像
の境界線が一致するような補正を行うことが好ましい。
また、スクリーン１の視野角は人間の視野角と同程度に
することが好ましい。
験表示装置を実現する。 【解決手段】体験者に凹面を向けた球面状で広視野角の
スクリーン１と、インタラクティブな立体映像を作成す
る映像作成手段２と、スクリーン１上に表示されたとき
に歪みが無くなるように予め映像を歪ませるための歪み
補正手段３と、歪み補正された立体映像をスクリーン１
へ投影するための投影手段４と、スクリーン１に投影さ
れた映像を体験者が立体的に視るための立体視めがね５
とから構成される。投影手段４は複数とし、各投影手段
４によりスクリーン１に分割して投影された複数の映像
の境界線が一致するような補正を行うことが好ましい。
また、スクリーン１の視野角は人間の視野角と同程度に
することが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は仮想環境を立体映像
により体験できる仮想環境体験表示装置に関するもので
ある。
により体験できる仮想環境体験表示装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】立体映像の作成方法としては、右目及び
左目用の映像を対応するそれぞれの目にのみ表示すると
立体感を得ることができるため、古くは赤青のセロファ
ンめがねを利用したアナグリフ方式による立体映像表示
例などがある。立体映像表示はテレビ画面上の表示でも
実現できるが、映像の映る領域が少ないと著しく立体感
を損なうため、映像表示スクリーンはより大きな方が効
果的である。このため万博（筑波博覧会、大阪博覧会）
などでは数百インチの巨大な平面スクリーンに立体映像
を表示した。また、平面状のスクリーンでは周辺部ほど
映像に無理が生じることから、半球状のスクリーンも登
場した（ＩＭＡＸ社）。しかし、いずれも予めフィルム
に撮影した映像を表示しており、仮想環境を体験するた
めのインタラクティブ性はない。
左目用の映像を対応するそれぞれの目にのみ表示すると
立体感を得ることができるため、古くは赤青のセロファ
ンめがねを利用したアナグリフ方式による立体映像表示
例などがある。立体映像表示はテレビ画面上の表示でも
実現できるが、映像の映る領域が少ないと著しく立体感
を損なうため、映像表示スクリーンはより大きな方が効
果的である。このため万博（筑波博覧会、大阪博覧会）
などでは数百インチの巨大な平面スクリーンに立体映像
を表示した。また、平面状のスクリーンでは周辺部ほど
映像に無理が生じることから、半球状のスクリーンも登
場した（ＩＭＡＸ社）。しかし、いずれも予めフィルム
に撮影した映像を表示しており、仮想環境を体験するた
めのインタラクティブ性はない。
【０００３】インタラクティブ性を持った立体映像表示
としては、リアルタイムにコンピュータで作成した映像
をスクリーンに表示したものがあり、さらにそのスクリ
ーンを複数組み合わせた例として、アーチ型スクリーン
（３面）やＣＡＶＥ（５面）などがある。アーチ型スク
リーンは、円柱形状のスクリーンであり、水平方向の視
野角としては１８０度以上の広視野角を実現することが
できるが、垂直方向にはスクリーンの上部になるほど投
影手段からの距離が大きくなり、歪みや色むらなどの問
題が生じることから、体験者の視野角の半分程度を覆う
ようにしている。さらに、映像の作成手段としては歪み
補正機能が無く、平面形状への映像作成方法による映像
投影を行っていたため、疑似平面スクリーンとみなさ
れ、周辺部の映像の歪みが没入感や立体感を損ねてい
た。ＣＡＶＥは立方体型の５面をスクリーンとして体験
者を囲い込む表示手段であり、高い立体感と没入感を得
られるが、形状が立方体のためスクリーンのつなぎ目に
おいて連続性を損なうという幾何形状に起因する欠点が
ある。ＣＡＶＥはスクリーン間の表示を連続させるため
の表示補正機能を持つが、各スクリーン面の境界面で映
像をスムーズにつなぐことが難しく、わずかに視点位置
がずれただけで直線が境界面で折れ曲がって見える現象
が現れる。
としては、リアルタイムにコンピュータで作成した映像
をスクリーンに表示したものがあり、さらにそのスクリ
ーンを複数組み合わせた例として、アーチ型スクリーン
（３面）やＣＡＶＥ（５面）などがある。アーチ型スク
リーンは、円柱形状のスクリーンであり、水平方向の視
野角としては１８０度以上の広視野角を実現することが
できるが、垂直方向にはスクリーンの上部になるほど投
影手段からの距離が大きくなり、歪みや色むらなどの問
題が生じることから、体験者の視野角の半分程度を覆う
ようにしている。さらに、映像の作成手段としては歪み
補正機能が無く、平面形状への映像作成方法による映像
投影を行っていたため、疑似平面スクリーンとみなさ
れ、周辺部の映像の歪みが没入感や立体感を損ねてい
た。ＣＡＶＥは立方体型の５面をスクリーンとして体験
者を囲い込む表示手段であり、高い立体感と没入感を得
られるが、形状が立方体のためスクリーンのつなぎ目に
おいて連続性を損なうという幾何形状に起因する欠点が
ある。ＣＡＶＥはスクリーン間の表示を連続させるため
の表示補正機能を持つが、各スクリーン面の境界面で映
像をスムーズにつなぐことが難しく、わずかに視点位置
がずれただけで直線が境界面で折れ曲がって見える現象
が現れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】体験者の視野を映像で
覆い、高い解像度の立体映像の表示及びその正確なスケ
ール表示を行うことにより、体験者はまるでその表示さ
れる世界に入り込んだような深い没入感を感じることが
できる。人の視野角は生理学的に最大で水平方向２１０
度、垂直方向１１０度程度と報告されているため、この
視野全体を映像で覆うことが理想であるが、平面形状の
スクリーンでの実現は不可能である。そこでスクリーン
面を曲げて体験者を囲むようにしなければならない。そ
のような理想の形状は球形である。
覆い、高い解像度の立体映像の表示及びその正確なスケ
ール表示を行うことにより、体験者はまるでその表示さ
れる世界に入り込んだような深い没入感を感じることが
できる。人の視野角は生理学的に最大で水平方向２１０
度、垂直方向１１０度程度と報告されているため、この
視野全体を映像で覆うことが理想であるが、平面形状の
スクリーンでの実現は不可能である。そこでスクリーン
面を曲げて体験者を囲むようにしなければならない。そ
のような理想の形状は球形である。
【０００５】リアルタイムかつインタラクティブな映像
の作成はコンピュータによるが、コンピュータの映像は
通常平面形状に作成される。この映像をそのまま球形の
スクリーンに表示すると、図２（ａ）に示すように、歪
んだ映像になる。このため球形のスクリーンに表示した
ときに歪みが無くなるように、図２（ｂ）に示すよう
に、予めコンピュータによる映像を歪ませる必要があ
る。これを歪み補正機能と呼ぶ。
の作成はコンピュータによるが、コンピュータの映像は
通常平面形状に作成される。この映像をそのまま球形の
スクリーンに表示すると、図２（ａ）に示すように、歪
んだ映像になる。このため球形のスクリーンに表示した
ときに歪みが無くなるように、図２（ｂ）に示すよう
に、予めコンピュータによる映像を歪ませる必要があ
る。これを歪み補正機能と呼ぶ。
【０００６】さらに１台の投影手段で表示を行うと、映
像が拡大されるために映像の解像度及び輝度の両方が低
下する。複数の投影手段を用いることで高い解像度及び
輝度を保つことができるが、この場合、投影手段の数だ
け分割された映像を作成し、さらに合成時の各映像の境
界部分がスムーズにつながるような映像作成が必要であ
る。
像が拡大されるために映像の解像度及び輝度の両方が低
下する。複数の投影手段を用いることで高い解像度及び
輝度を保つことができるが、この場合、投影手段の数だ
け分割された映像を作成し、さらに合成時の各映像の境
界部分がスムーズにつながるような映像作成が必要であ
る。
【０００７】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、立体感や没入感を
大きく改善できる仮想環境体験表示装置を実現すること
にある。
のであり、その目的とするところは、立体感や没入感を
大きく改善できる仮想環境体験表示装置を実現すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、上記の課題を解決するために、図１に示すように、
体験者に凹面を向けた球面状で広視野角のスクリーン１
と、インタラクティブな立体映像を作成する映像作成手
段２と、スクリーン１上に表示されたときに歪みが無く
なるように予め映像を歪ませるための歪み補正手段３
と、歪み補正された立体映像をスクリーン１へ投影する
ための投影手段４と、スクリーン１に投影された映像を
体験者が立体的に視るための立体視めがね５とから構成
されることを特徴とするものである。
ば、上記の課題を解決するために、図１に示すように、
体験者に凹面を向けた球面状で広視野角のスクリーン１
と、インタラクティブな立体映像を作成する映像作成手
段２と、スクリーン１上に表示されたときに歪みが無く
なるように予め映像を歪ませるための歪み補正手段３
と、歪み補正された立体映像をスクリーン１へ投影する
ための投影手段４と、スクリーン１に投影された映像を
体験者が立体的に視るための立体視めがね５とから構成
されることを特徴とするものである。
【０００９】ここで、投影手段４は複数とし、各投影手
段４によりスクリーンに分割して投影された複数の映像
の境界線が一致するような補正を行うことが好ましい
（請求項２）。この場合において、複数の投影手段４は
球面状スクリーン１の中心から略等距離に配置すること
が好ましい（請求項５）。
段４によりスクリーンに分割して投影された複数の映像
の境界線が一致するような補正を行うことが好ましい
（請求項２）。この場合において、複数の投影手段４は
球面状スクリーン１の中心から略等距離に配置すること
が好ましい（請求項５）。
【００１０】スクリーン１の視野角は人間の視野角と同
程度にすることが好ましい（請求項３）。また、立体視
めがね５は体験者の左右の目をそれぞれ覆う液晶シャッ
ターを備え、この液晶シャッターを映像作成手段２から
遠隔制御するための信号を発信するエミッタ機器６を設
けることが好ましい（請求項４）。
程度にすることが好ましい（請求項３）。また、立体視
めがね５は体験者の左右の目をそれぞれ覆う液晶シャッ
ターを備え、この液晶シャッターを映像作成手段２から
遠隔制御するための信号を発信するエミッタ機器６を設
けることが好ましい（請求項４）。
【００１１】また、広画角を実現できるプロジェクタは
一般的に価格も高いことから、使用するプロジェクタが
本発明の表示装置に必要とされる画角を実現できないも
のである場合、その光路上に凸面鏡を置いて画像を広画
角化する（請求項６）。この場合、歪み補正が不可欠で
あり、歪み補正が無ければ極めて歪んだ画像が体験者に
見えることになる。しかしながら、本発明の請求項１で
記述したような歪み補正機能があれば、自然な画像を体
験者に見せることが可能である。
一般的に価格も高いことから、使用するプロジェクタが
本発明の表示装置に必要とされる画角を実現できないも
のである場合、その光路上に凸面鏡を置いて画像を広画
角化する（請求項６）。この場合、歪み補正が不可欠で
あり、歪み補正が無ければ極めて歪んだ画像が体験者に
見えることになる。しかしながら、本発明の請求項１で
記述したような歪み補正機能があれば、自然な画像を体
験者に見せることが可能である。
【００１２】歪み補正を行う場合、体験者の見ている視
点が何処であるかという情報を用いなければ、厳密な補
正は行えない。そこで、体験者の位置を計測する手段が
必要になる。体験者の位置を検出するには、電磁誘導型
あるいは超音波利用のセンサーを用いるのが一般的であ
るが、これらは何れも体験者にセンサーを装着すること
を要求するため、運用性が良くない。そこで、請求項７
に記述したように、ＣＣＤカメラを用いて体験者の上方
からの画像を撮影し、これと体験者のいない場合の画像
との差分で、体験者の位置を算出し、求められた体験者
の位置情報を用いて画像の歪み補正を行えば、体験者に
は特別なセンサーを持たせずに上記の目的を達成するこ
とが可能になる。
点が何処であるかという情報を用いなければ、厳密な補
正は行えない。そこで、体験者の位置を計測する手段が
必要になる。体験者の位置を検出するには、電磁誘導型
あるいは超音波利用のセンサーを用いるのが一般的であ
るが、これらは何れも体験者にセンサーを装着すること
を要求するため、運用性が良くない。そこで、請求項７
に記述したように、ＣＣＤカメラを用いて体験者の上方
からの画像を撮影し、これと体験者のいない場合の画像
との差分で、体験者の位置を算出し、求められた体験者
の位置情報を用いて画像の歪み補正を行えば、体験者に
は特別なセンサーを持たせずに上記の目的を達成するこ
とが可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の仮想環境体験表示装置の
全体構成を図１に示す。図１において、スクリーン１
は、図３及び図４に示すように、水平方向にも垂直方向
にも曲率を有する球面状の広視野角スクリーンであり、
６台のプロジェクタで構成される投影手段４により広視
野角の映像を投影表示される。映像作成手段２は、グラ
フィックスコンピュータよりなり、インタラクティブな
立体映像をリアルタイムに作成する。歪み補正手段３
は、コンピュータ上の歪み補正機能を持つソフトウェア
であり、映像作成手段２で作成された映像に対して、図
２（ｂ）のように映像に予め歪みを与える。また、単に
球面に対しての補正だけでなく、６つの別々の画面から
１つの全体映像が構成されるように、各映像のつなぎ目
がスムーズにつながるような歪み補正機能を有する。各
画面からの映像信号はそれぞれ６台のプロジェクタに渡
され、球面状の広視野角スクリーン１に映像が表示され
る。
全体構成を図１に示す。図１において、スクリーン１
は、図３及び図４に示すように、水平方向にも垂直方向
にも曲率を有する球面状の広視野角スクリーンであり、
６台のプロジェクタで構成される投影手段４により広視
野角の映像を投影表示される。映像作成手段２は、グラ
フィックスコンピュータよりなり、インタラクティブな
立体映像をリアルタイムに作成する。歪み補正手段３
は、コンピュータ上の歪み補正機能を持つソフトウェア
であり、映像作成手段２で作成された映像に対して、図
２（ｂ）のように映像に予め歪みを与える。また、単に
球面に対しての補正だけでなく、６つの別々の画面から
１つの全体映像が構成されるように、各映像のつなぎ目
がスムーズにつながるような歪み補正機能を有する。各
画面からの映像信号はそれぞれ６台のプロジェクタに渡
され、球面状の広視野角スクリーン１に映像が表示され
る。
【００１４】映像作成手段２では、立体映像を表示する
ために、グラフィックスコンピュータを用いて左右の映
像が別々に作成される。これを立体的に見るためには、
従来の技術で述べたように、左右の映像をそれぞれの目
に表示すればよい。そこで、コンピュータで作成される
左右の映像を人が認識できないほどの高速で切り替えて
表示する。そして切り替えるための立体映像用同期信号
をコンピュータから赤外線で立体視めがね５に送り、立
体視めがね５では映像に同期して高速に左右の液晶シャ
ッタを切り替えて、右目の映像が映っているときには左
目を隠し、左目の映像が映っているときには右目を隠す
ように動作させる。なお、コンピュータから立体視めが
ね５に液晶シャッターの制御信号を送るために、赤外線
エミッタ機器６を体験者の近傍に複数個配置している。
ために、グラフィックスコンピュータを用いて左右の映
像が別々に作成される。これを立体的に見るためには、
従来の技術で述べたように、左右の映像をそれぞれの目
に表示すればよい。そこで、コンピュータで作成される
左右の映像を人が認識できないほどの高速で切り替えて
表示する。そして切り替えるための立体映像用同期信号
をコンピュータから赤外線で立体視めがね５に送り、立
体視めがね５では映像に同期して高速に左右の液晶シャ
ッタを切り替えて、右目の映像が映っているときには左
目を隠し、左目の映像が映っているときには右目を隠す
ように動作させる。なお、コンピュータから立体視めが
ね５に液晶シャッターの制御信号を送るために、赤外線
エミッタ機器６を体験者の近傍に複数個配置している。
【００１５】さらに、映像はリアルタイムに作成される
ため、インタラクティブに動かすことができる。この動
きの制御をマウスやキーボード、さらにはジョイスティ
ックなどの操作手段７で操作する。これにより体験者は
表示された仮想環境の中を自由に動きながら様々な視点
から仮想環境を体験することができる。また、図４に示
すように、スクリーン１は体験者Ｍに比べて巨大であ
り、投影手段４は体験者Ｍの視界を妨げないように、天
井から支持部材８により吊下されているので、複数の体
験者が同時に仮想環境を体験することができ、例えば都
市開発や防災計画の企画・設計に利用することができ
る。
ため、インタラクティブに動かすことができる。この動
きの制御をマウスやキーボード、さらにはジョイスティ
ックなどの操作手段７で操作する。これにより体験者は
表示された仮想環境の中を自由に動きながら様々な視点
から仮想環境を体験することができる。また、図４に示
すように、スクリーン１は体験者Ｍに比べて巨大であ
り、投影手段４は体験者Ｍの視界を妨げないように、天
井から支持部材８により吊下されているので、複数の体
験者が同時に仮想環境を体験することができ、例えば都
市開発や防災計画の企画・設計に利用することができ
る。
【００１６】歪み補正機能について、従来は魚眼レンズ
等を用いた光学的な処理により実現した事例はあるが、
本機能ではそれをソフトウェア上で実現している。その
優位性について述べる。レンズで歪み補正機能を実現す
る場合、予め表示系に合ったレンズを作成し、そのレン
ズを使って映像を作成・表示しなければならない。この
ため、表示系の大きさや形が変わった場合には対応でき
ない。これに対してソフトウェアで歪み補正機能を実現
すると、表示系に合わせたパラメータ設定だけで対応で
きる。また、１台の投影手段では、映像が体験者の視野
を大きく覆うほど大きい場合、表示される映像の解像度
と輝度がその表示面積に反比例して低下し、本来の目的
である立体感や没入感を体験者に与えることができなく
なるという問題点が生じる。ソフトウェアによる歪み補
正機能を用いた場合には、複数の投影手段による表示を
スムーズにつなげるための補正を行うことができ、実施
例のように、６つの領域から映像を構成することが可能
であるが、光学系による表示では各映像をスムーズにつ
なげることが不可能である。
等を用いた光学的な処理により実現した事例はあるが、
本機能ではそれをソフトウェア上で実現している。その
優位性について述べる。レンズで歪み補正機能を実現す
る場合、予め表示系に合ったレンズを作成し、そのレン
ズを使って映像を作成・表示しなければならない。この
ため、表示系の大きさや形が変わった場合には対応でき
ない。これに対してソフトウェアで歪み補正機能を実現
すると、表示系に合わせたパラメータ設定だけで対応で
きる。また、１台の投影手段では、映像が体験者の視野
を大きく覆うほど大きい場合、表示される映像の解像度
と輝度がその表示面積に反比例して低下し、本来の目的
である立体感や没入感を体験者に与えることができなく
なるという問題点が生じる。ソフトウェアによる歪み補
正機能を用いた場合には、複数の投影手段による表示を
スムーズにつなげるための補正を行うことができ、実施
例のように、６つの領域から映像を構成することが可能
であるが、光学系による表示では各映像をスムーズにつ
なげることが不可能である。
【００１７】ソフトウェアで歪み補正機能を実現する原
理は、図５に示す通りである。現状のコンピュータで
は、映像はすべて平面上に作成される。そこで一旦映像
を平面上に作成し、そのまま表示をせずに、スクリーン
に合わせた球面形状に貼り付ける。これをマッピング処
理と呼ぶ。さらにそれを平面上に投影する処理を行い、
映像として表示する。つまり２度映像を作成する処理を
行うことで歪み補正機能を実現する。
理は、図５に示す通りである。現状のコンピュータで
は、映像はすべて平面上に作成される。そこで一旦映像
を平面上に作成し、そのまま表示をせずに、スクリーン
に合わせた球面形状に貼り付ける。これをマッピング処
理と呼ぶ。さらにそれを平面上に投影する処理を行い、
映像として表示する。つまり２度映像を作成する処理を
行うことで歪み補正機能を実現する。
【００１８】図６と図７は請求項６の発明の一実施形態
を示している。図６は装置を上から見た図であり、図７
は装置を横から見た図である。スクリーン１について
は、それぞれ水平断面と垂直断面を示している。図のよ
うにプロジェクタ４の光路上に凸面鏡９を置くことで球
面上のスクリーン１に広視野角の画像を投影させること
ができる。図３および図４の例では、合計６台のプロジ
ェクタ４を用いて広視野角の画像を実現しているのに対
して、この例では、水平方向及び垂直方向の投影角度が
広がったことにより、合計２台のプロジェクタ４で広視
野角の画像を実現している。
を示している。図６は装置を上から見た図であり、図７
は装置を横から見た図である。スクリーン１について
は、それぞれ水平断面と垂直断面を示している。図のよ
うにプロジェクタ４の光路上に凸面鏡９を置くことで球
面上のスクリーン１に広視野角の画像を投影させること
ができる。図３および図４の例では、合計６台のプロジ
ェクタ４を用いて広視野角の画像を実現しているのに対
して、この例では、水平方向及び垂直方向の投影角度が
広がったことにより、合計２台のプロジェクタ４で広視
野角の画像を実現している。
【００１９】このように、凸面鏡９を用いて画像を広画
角化した場合、それに伴う歪みの補正が不可欠である
が、図２で述べた歪み補正と同時に凸面鏡９により生じ
た歪みの補正も行えば、自然な画像を体験者に見せるこ
とが可能である。歪み補正を行う場合、体験者の見てい
る視点が何処であるかという情報を用いなければ、厳密
な補正は行えない。そこで、体験者の位置を計測する手
段が必要になる。体験者の位置を検出するには、電磁誘
導型あるいは超音波利用のセンサーを用いるのが一般的
であるが、これらは何れも体験者にセンサーを装着する
ことを要求するため、運用性が良くない。そこで、請求
項７に記述したように、ＣＣＤカメラを用いて体験者の
上方からの画像を撮影し、これと体験者のいない場合の
画像との差分で、体験者の位置を算出し、求められた体
験者の位置情報を用いて画像の歪み補正を行えば、体験
者には特別なセンサーを持たせる必要は無くなる。その
結果、得られた位置座標を、歪み補正を行う計算機に入
力し、動的に補正を行うことにより、動きのある体験者
に対しても、常に最適な状態の歪み補正を行うことがで
きる。
角化した場合、それに伴う歪みの補正が不可欠である
が、図２で述べた歪み補正と同時に凸面鏡９により生じ
た歪みの補正も行えば、自然な画像を体験者に見せるこ
とが可能である。歪み補正を行う場合、体験者の見てい
る視点が何処であるかという情報を用いなければ、厳密
な補正は行えない。そこで、体験者の位置を計測する手
段が必要になる。体験者の位置を検出するには、電磁誘
導型あるいは超音波利用のセンサーを用いるのが一般的
であるが、これらは何れも体験者にセンサーを装着する
ことを要求するため、運用性が良くない。そこで、請求
項７に記述したように、ＣＣＤカメラを用いて体験者の
上方からの画像を撮影し、これと体験者のいない場合の
画像との差分で、体験者の位置を算出し、求められた体
験者の位置情報を用いて画像の歪み補正を行えば、体験
者には特別なセンサーを持たせる必要は無くなる。その
結果、得られた位置座標を、歪み補正を行う計算機に入
力し、動的に補正を行うことにより、動きのある体験者
に対しても、常に最適な状態の歪み補正を行うことがで
きる。
【００２０】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、球面に対応し
た歪み補正を施したインタラクティブな立体映像を作成
し、球面状で広視野角のスクリーン上に投影して、体験
者が立体視めがねにより視るようにしたから、非常に高
い立体感と没入感が得られるという効果がある。
た歪み補正を施したインタラクティブな立体映像を作成
し、球面状で広視野角のスクリーン上に投影して、体験
者が立体視めがねにより視るようにしたから、非常に高
い立体感と没入感が得られるという効果がある。
【００２１】請求項２の発明によれば、投影手段を複数
にしたことにより、映像の解像度及び輝度を高めること
ができるという効果がある。また、複数の映像を合成す
るときの境界線が一致するような補正をかけるようにし
たので、視点が多少動いても立体感や没入感を損なうこ
とがない。
にしたことにより、映像の解像度及び輝度を高めること
ができるという効果がある。また、複数の映像を合成す
るときの境界線が一致するような補正をかけるようにし
たので、視点が多少動いても立体感や没入感を損なうこ
とがない。
【００２２】請求項３の発明によれば、スクリーンの視
野角を人間の視野角と同程度にしたので、立体感や没入
感を向上させることができる。
野角を人間の視野角と同程度にしたので、立体感や没入
感を向上させることができる。
【００２３】請求項４の発明によれば、立体視めがねは
液晶シャッターを備え、エミッタ機器により液晶シャッ
ターを遠隔制御するようにしたので、スクリーンを視る
体験者の視点を拘束しなくて済むという利点がある。
液晶シャッターを備え、エミッタ機器により液晶シャッ
ターを遠隔制御するようにしたので、スクリーンを視る
体験者の視点を拘束しなくて済むという利点がある。
【００２４】請求項５の発明によれば、投影手段を球面
状スクリーンの中心から略等距離に配置したので、複数
の投影手段の映像表示能力を略同等にすることができ、
複数の映像間の解像度や輝度のばらつきを抑えることが
できる。
状スクリーンの中心から略等距離に配置したので、複数
の投影手段の映像表示能力を略同等にすることができ、
複数の映像間の解像度や輝度のばらつきを抑えることが
できる。
【００２５】請求項６の発明によれば、複数の投影手段
により投影された像を一旦凸面鏡で反射させることで球
面上のスクリーンに広視野角の画像を投影するようにし
たから、一般的に高価な広画角のプロジェクタを用いな
くても広視野角の仮想環境体験装置を実現できるという
効果がある。
により投影された像を一旦凸面鏡で反射させることで球
面上のスクリーンに広視野角の画像を投影するようにし
たから、一般的に高価な広画角のプロジェクタを用いな
くても広視野角の仮想環境体験装置を実現できるという
効果がある。
【００２６】請求項７の発明によれば、体験装置の上方
に体験者の位置検出用のカメラを配置し、このカメラに
より撮影された画像により体験者の位置を検出し、検出
された体験者の位置に対して、歪み補正のパラメータを
動的に変更するようにしたので、動く体験者に対して
も、常に最適な状態の歪み補正を実現できるという効果
がある。
に体験者の位置検出用のカメラを配置し、このカメラに
より撮影された画像により体験者の位置を検出し、検出
された体験者の位置に対して、歪み補正のパラメータを
動的に変更するようにしたので、動く体験者に対して
も、常に最適な状態の歪み補正を実現できるという効果
がある。
【図１】本発明の装置の全体構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】従来の装置と本発明の装置による表示例を比較
して示す説明図である。
して示す説明図である。
【図３】本発明の装置に用いるスクリーンと投影手段の
配置を示す横断面図である。
配置を示す横断面図である。
【図４】本発明の装置に用いるスクリーンと投影手段の
配置を示す縦断面図である。
配置を示す縦断面図である。
【図５】本発明の装置に用いる歪み補正手段の原理を示
す説明図である。
す説明図である。
【図６】請求項６の発明の一実施例の平面図である。
【図７】請求項６の発明の一実施例の立面図である。
１ スクリーン ２ 映像作成手段 ３ 歪み補正手段 ４ 投影手段 ５ 立体視めがね
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 13/04 Ｈ０４Ｎ 13/04
Claims (7)
- 【請求項１】 体験者に凹面を向けた球面状で広視野
角のスクリーンと、インタラクティブな立体映像を作成
する映像作成手段と、スクリーン上に表示されたときに
歪みが無くなるように予め映像を歪ませるための歪み補
正手段と、歪み補正された立体映像をスクリーンへ投影
するための投影手段と、スクリーンに投影された映像を
体験者が立体的に視るための立体視めがねとから構成さ
れることを特徴とする仮想環境体験表示装置。 - 【請求項２】 前記投影手段は複数とし、前記歪み補
正手段は各投影手段によりスクリーンに分割投影された
複数の映像の境界線が一致するような補正を行うことを
特徴とする請求項１に記載の仮想環境体験表示装置。 - 【請求項３】 前記スクリーンの視野角は人間の視野
角と同程度にすることを特徴とする請求項１又は２に記
載の仮想環境体験表示装置。 - 【請求項４】 前記立体視めがねは体験者の左右の目
を交互に覆うための一対の液晶シャッターを備え、前記
映像作成手段は左右の目で見るべき映像を交互に高速度
で切り替える手段を有し、前記液晶シャッターを前記映
像作成手段の映像と同期して切り替えるための遠隔制御
信号を発信するエミッタ機器を設けたことを特徴とする
請求項１又は２又は３に記載の仮想環境体験表示装置。 - 【請求項５】 複数の投影手段を球面状スクリーンの
中心から略等距離に配置することを特徴とする請求項２
記載の仮想環境体験表示装置。 - 【請求項６】 複数の投影手段から投影された像を一
旦凸面鏡で反射させることで球面上のスクリーンに広視
野角の画像を投影させることを特徴とする請求項１又は
２又は３に記載の仮想環境体験表示装置。 - 【請求項７】 体験装置の上方に体験者の位置検出用
のカメラを配置し、このカメラにより撮影された画像に
より体験者の位置を検出し、検出された体験者の位置に
対して、歪み補正のパラメータを動的に変更することに
より、常に最適な補正を実行する機能を有することを特
徴とする請求項１、２、３又は６のいずれかに記載の仮
想環境体験表示装置。
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| JP11-44226 | 1999-02-23 | ||
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