JP2001229397A

JP2001229397A - ３次元仮想空間構築方法及びシステム並びに記憶媒体

Info

Publication number: JP2001229397A
Application number: JP2000039534A
Authority: JP
Inventors: Eiketsu Kou; 英傑黄
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-02-17
Filing date: 2000-02-17
Publication date: 2001-08-24
Anticipated expiration: 2020-02-17
Also published as: JP4082546B2

Abstract

(57)【要約】【課題】前進、後退、並進、回転の際に違和感のない
仮想環境を提供できる、連続した３次元仮想空間を比較
的簡単な画像合成処理で構築する。【解決手段】実空間においてメッシュ状に並んだ正三
角形の各頂点を中心とした複数の全周パノラマ画像１０
０が蓄積されている。マウス１０３、キーボード１０２
で観察点の移動、視線の回転を指示すると、入力解析装
置１０４の解析結果に基づき、パノラマ画像選択装置１
０５により選択された全周パノラマ画像１００が表示画
像促成装置１０７に入力され、そこで移動中又は回転中
に観察点から見えるシーンの画像が合成され、画像表示
制御装置１１０によって画像表示装置１０１に表示され
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、３次元仮想空間を
構築する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ・グラフィックス（ＣＧ）
により３次元仮想空間を構築する方法がある。この方法
では、予め３次元モデルを用意し、テクスチャマッピン
グやレンダリングなどの技法を駆使して任意の位置から
任意の方向を見たシーンを画面に描画する。しかし、自
由に歩き回ることができる自然な３次元仮想空間を実現
するには、３次元モデルデータの取得など困難な技術的
課題が多い。

【０００３】３次元仮想空間を実現するもう１つの方法
として、ある地点で撮影した複数枚の２次元実写画像か
ら、その地点の周囲のシーンを表すパノラマ画像を合成
し、このパノラマ画像から任意の観察点から見えるシー
ンを表す画像を切り出して画面に表示する方法がある。
しかし、切り出された画像の単純な拡大処理によって観
察点の前進運動時のシーンを表す画像を作成するため、
前進するほどシーンの画質が悪化してしまう。また、あ
くまで１つの全周パノラマ画像でシーンを表現するので
あるから、運動の自由度と範囲が制限されてしまう。

【０００４】もう１つの方法として、例えば特開平１０
−９１８１４号公報に開示されているように、「ホット
リンク」と呼ばれる手法によって、予め用意されたいく
つかのパノラマ画像の間を移動できるようにする方法が
ある。しかしながら、パノラマ画像間の移動が可能にな
るとはいっても、あるパノラマ画像から別のパノラマ画
像へ移動する際の環境の変化を切れ目なく見ることがで
きるわけではなく、連続した３次元仮想空間は構築でき
ない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上の問題点に鑑み、
本発明は、比較的簡単な画像合成処理によって、観察点
又は視線の運動時に違和感のない連続した仮想環境を提
供できる３次元仮想空間構築方法及びシステムを実現し
ようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明においては、実空
間において離散的に配置された地点をそれぞれ中心とし
た複数の全周パノラマ画像をデジタルデータとして用意
し、観察点に近い中心を持つ少なくとも２つの全周パノ
ラマ画像を用いて、観察点から見えるシーンを表す画像
を作成し表示することにより、連続した３次元仮想空間
を構築する。より具体的には、各全周パノラマ画像の中
心は、実空間上でメッシュ状に並べられた正三角形の各
頂点に配置される。

【０００７】本発明においては、観察点の前進運動時に
違和感のない連続した仮想環境を提供するため、観察点
に近い中心を持つ第１の全周パノラマ画像と、この第１
の全周パノラマ画像の中心から視線方向にある最も近い
中心を持つ第２の全周パノラマ画像とを用いて、観察点
の前進運動時に観察点から見えるシーンを表す画像を合
成する。また、シーンの中央部の解像度を維持するた
め、シーンを表す画像の中心部の画素情報を第２の全周
パノラマ画像から、周辺部の画素情報を第１の全周パノ
ラマ画像から、それぞれ提供する合成方法とする。

【０００８】本発明においては、観察点の後退運動時に
違和感のない連続した仮想環境を提供するため、観察点
に近い中心を持つ第１の全周パノラマ画像と、この第１
の全周パノラマ画像の中心から視線方向と反対方向にあ
る最も近い中心を持つ第２の全周パノラマ画像とを用い
て、観察点の後退運動時に観察点から見えるシーンを表
す画像を合成する。また、シーンの中央部の解像度を維
持するため、シーンを表す画像の中心部の画素情報を第
１の全周パノラマ画像から、周辺部の画素情報を第２の
全周パノラマ画像から、それぞれ提供する合成方法とす
る。

【０００９】本発明おいては、観察点の並進運動時に違
和感のない連続した仮想環境を提供するため、観察点に
近い中心を持つ第１の全周パノラマ画像と、この第１の
全周パノラマ画像の中心から観察点の並進方向にある最
も近い中心を持つ第２の全周パノラマ画像とを用いて、
観察点の並進運動時に観察点から見えるシーンを表す画
像を合成する。並進に応じた視差のあるシーンを表現す
るため、合成画像において、第１と第２の全周パノラマ
画像がオーバーラップする部分の画素情報を、第１の全
周パノラマ画像の中心及び第２の全周パノラマ画像の中
心と観察点との距離に応じた重みを用いた第１と第２の
全周パノラマ画像の重み付け加算により合成する。

【００１０】本発明においては、視線の回転運動時に違
和感のない連続した仮想環境を提供するため、観察点に
近い中心を持つ３つの全周パノラマ画像から新しい全周
パノラマ画像を合成し、この新しい全周パノラマ画像か
ら視線の回転運動時に見えるシーンを表す画像を作成す
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態である３次
元仮想空間構築システムのブロック構成を図１に示す。
この３次元仮想空間構築システムは、画像表示装置１０
１、キーボード１０２、マウス（ポインティング装置）
１０３、入力解析装置１０４、パノラマ画像選択装置１
０５、パノラマ画像蓄積装置１０６、表示画像作成装置
１０７、画像表示制御装置１１０から構成される。この
ようなシステムは、通常、汎用又は専用のコンピュータ
の資源を利用しソフトウェアにより実現されるが、専用
のハードウェアによって実現することも可能である。

【００１２】パノラマ画像蓄積装置１０６には、実空間
において所定の相対位置関係にある離散的な複数の地点
（地点１，．．．地点ｎ）を中心とした複数の全周パノ
ラマ画像１００がデジタルデータとして予め蓄積されて
いる。これら複数の全周パノラマ画像の中心（撮影地
点）は、実空間において、例えば図２に示すように、メ
ッシュ状に並んだ正三角形の各頂点（黒丸で示されてい
る）に配置される。図２中の各円は全周パノラマ画像を
表している。

【００１３】なお、全周パノラマ画像などの画像はデジ
タルデータとして表現されるが、本明細書においては単
に画像と呼ぶことがある。

【００１４】キーボード１０２とマウス１０３は、３次
元仮想空間における観察点又は視線の運動の種類（前
進、後退、並進又は回転）と、その運動量（前進距離、
後退距離、並進距離、回転角度）などを指示するために
ユーザにより利用されるものである。入力解析装置１０
４は、キーボード１０２やマウス１０３から入力された
情報を解析し、３次元仮想空間内の観察点の現在位置と
視線方向、指定された運動の種類（前進、後退、並進又
は回転）及び運動量を判定し、判定した情報をパノラマ
画像選択装置１０５及び表示画像作成装置１０７に与え
る。パノラマ画像選択装置１０５は、入力解析装置１０
４より与えられた情報に基づいて、表示画像作成装置１
０７で必要とされる全周パノラマ画像を選択し、それを
パノラマ画像蓄積装置１０６から表示画像作成装置１０
７へ出力させるものである。表示画像成装置１０７は、
パノラマ画像蓄積装置１０６から入力された全周パノラ
マ画像から、観察点から見えるシーンを表す表示画像を
作成し、それを画像表示制御装置１１０に渡す。画像表
示制御装置１１０は、その表示画像を画像表示装置１０
１の画面に表示させる。

【００１５】以下、この３次元仮想空間構築システムの
動作を説明する。この３次元仮想空間構築システムが起
動されると、例えば、既定の地点を中心とした１つの全
周パノラマ画像、あるいは事前にユーザによって選択さ
れた１つの全周パノラマ画像がパノラマ画像選択装置１
０５によって選択され、この全周パノラマ画像がパノラ
マ画像蓄積装置１０６より表示画像作成装置１０７へ出
力される。表示画像作成装置１０７は、その全周パノラ
マ画像より、その中心での既定の視線方向の視野角（画
像表示装置１０１の画面の大きさに対応）の範囲を切り
出し、切り出した画像を最初の表示画像として画像表示
制御装置１１０に渡す。例えば、図３のＡ地点を中心と
した全周パノラマ画像１００Ａが表示画像作成装置１０
７に与えられた場合、既定の視線方向をＡ地点からＢ地
点に向かう方向とし、Ａ地点（観察点）での視野角φの
範囲の画像Ａを切り出し、これを最初の表示画像として
画像表示制御装置１１０に渡す。

【００１６】その後、ユーザが、この最初の表示画像が
表示された画像表示装置１０１の画面を見ながらマウス
１０３又はキーボード１０２によって、例えば前進運動
を指示したとする。入力解析装置１０４は、その入力情
報を解析し、観察点の現在位置（例えばＡ地点）、前進
運動である旨と前進距離の情報をパノラマ画像選択装置
１０５及び表示画像作成装置１０７に与える。前進距離
は、例えばマウス１０３のボタンやキーボード１０２の
特定キーの押された時間の長さに応じて決定される。こ
こで、前進運動とは、観察点の視線方向への移動であ
る。前進運動の場合、観察点が進むにつれてシーンの中
心部のオブジェクトが徐々に大きく見える（近づく）よ
うな表示画像が作成される。そのような表示画像の作成
のためには、観察点の移動につれて異なった全周パノラ
マ画像が必要となる。必要な全周パノラマ画像がパノラ
マ画像選択部１０５によって選択され、それがパノラマ
画像蓄積部１０６から表示画像作成部１０７へ出力され
る。

【００１７】例えば、図３のＡ地点からＰ地点まで観察
点が前進する場合、パノラマ画像選択装置１０５は、地
点Ａから前進方向（視線方向）にある最も近いＢ地点を
中心とした全周パノラマ画像１００Ｂを選択し、それを
パノラマ画像蓄積装置１０６から表示画像作成装置１０
７へ出力させる。Ａ地点を中心とした全周パノラマ画像
１００Ａはすでに表示画像作成部１０７に入力され蓄積
されている。表示画像作成装置１０７において、前進運
動時に観察点から見えるシーンを表す表示画像を順次作
成する。

【００１８】Ｐ地点で見えるシーンを表す表示画像の作
成方法は次の通りである。表示画像作成装置１０７にお
いて、図３に示すように、全周パノラマ画像１００Ａよ
り、Ａ地点での視野角φの範囲の画像Ａを切り出す。こ
の画像Ａを、Ａ地点からＰ地点の距離つまり観察点の前
進距離に応じた倍率で拡大し、この拡大画像のＰ地点で
の視野角φの範囲に対応する部分（画像ａ）を切り出
す。換言すれば、表示画像のサイズに合うように拡大画
像の周辺部分をトリミングする。なお、全周パノラマ画
像１００Ａから画像ａに対応する部分を直接切り出して
拡大処理してもよい。また、全周パノラマ画像１００Ｂ
より、Ｂ地点での視野角φの範囲に対応する画像Ｂを切
り出す。この画像Ｂを前進距離に応じた倍率で縮小処理
する。すなわち、Ｂ地点より前進距離だけ進んだ位置で
の視野角φの範囲に対応するサイズまで画像Ｂを縮小処
理する。そして、画像Ｂの縮小画像ｂの周辺に、画像ａ
を使って画素を補間することにより、地点Ｐで見えるシ
ーンを表す表示画像を合成する。つまり、表示画像の周
辺部の画素情報は全周パノラマ画像Ａから提供し、表示
画像の中心部の画素情報は全周パノラマ画像Ｂから提供
するという合成方法である。このような合成方法によっ
て、中心部の解像度の高い表示画像を作成することがで
きる。

【００１９】同様の方法で、Ａ地点からＢ地点までの間
の各地点における表示画像が逐次作成され、画像表示装
置１０１に表示される。観察点がさらに前進してＢ地点
に到達すると、全周パノラマ画像１００Ｂから切り出さ
れた画像Ｂが表示画像として表示される。観察点がさら
に前進すると、Ｂ地点の視線方向にある最も近いＣ地点
を中心とした全周パノラマ画像１００Ｃ（不図示）と全
周パノラマ画像Ｂとから表示画像が同様の方法で作成さ
れて表示される。

【００２０】なお、概念的には、Ｂ地点における表示画
像も、Ｂ地点を通過した地点における表示画像と同じ合
成方法によって作成される。ただし、全周パノラマ画像
１００Ｃ（不図示）から切り出された画像はゼロサイズ
まで縮小されてから合成されることになるため、結果と
して、全周パノラマ画像１００ＢのみでＢ地点の表示画
像が作成される形になるのである。このことは、後述の
後退運動の場合も同様に理解してよい。

【００２１】このようにして作成された表示画像が画像
表示装置１０１の画面に逐次表示されるため、画像表示
装置１０１の画面を見ているユーザは、あたかも切れ目
のない自然な３次元空間内を前進しているかのような感
覚を体験できる。また、シーンの中央部は良好な解像度
が維持されるためシーンの画質の面から前進距離が制限
されることはない。

【００２２】次に、マウス１０３又はキーボード１０２
によって後退運動が指示されたとする。この時、入力解
析装置１０４から、観察点の現在位置、後退運動である
旨及び後退距離の情報がパノラマ画像選択装置１０５及
び表示画像作成装置１０７に与えられる。後退距離は、
例えばマウス１０３のボタンやキーボード１０２の特定
キーの押された時間の長さに応じて決定される。ここ
で、後退運動とは観察点が視線方向と反対の方向へ移動
することである。後退運動の場合、観察点が移動するに
つれてシーンの中心部のオブジェクトが徐々に小さく見
える（遠ざかる）ような表示画像が作成される。そのよ
うな表示画像の作成のためには、観察点の移動につれて
異なった全周パノラマ画像が必要となる。

【００２３】例えば、図４のＢ地点からＡ地点へ向かっ
て後退する場合、パノラマ画像選択装置１０５は、Ｂ地
点から後退方向（視線方向と反対の方向）にある最も近
いＡ地点を中心とした全周パノラマ画像１００Ａをパノ
ラマ画像蓄積装置１０６から表示画像作成装置１０７に
入力させる。Ｂ地点を中心とする全周パノラマ画像１０
０Ｂはすでに表示画像作成部１０７に蓄積されている。

【００２４】後退途中のＰ地点で見えるシーンの表示画
像の作成方法は図３に関連して説明した前進運動の場合
と処理的には同等である。ただし、図４から理解される
ように、観察点の現在位置に対応する全周パノラマ画像
１００Ｂより、表示画像の中心部の画素情報が提供さ
れ、表示画像の周辺部の画素情報は後退方向にある全周
パノラマ画像１００Ａより提供されるという点で、概念
的には前進の場合と逆の処理となる。また、Ｂ地点から
Ｐ地点までの間の各地点での表示画像が逐次作成される
が、その順序は前進の場合と逆であり、Ｂ地点に近い地
点の表示画像から先に作成される。かくして、ユーザ
は、あたかも切れ目のない自然な３次元空間内を後退し
ているかのような感覚を擬似的に体験できる。また、シ
ーンの中心部は良好な解像度が維持される。

【００２５】現在の一般的なデジタルカメラは、光学ズ
ーム機構と電子ズーム機構を備えている。電子ズーム機
構では、画像の一部を切り出して拡大処理を行うことに
よりズームインを実現するため、光学ズーム機構によっ
てズームインした画像に比べ画質が劣る。これに対し、
以上に述べた前進運動及び後退運動の際の表示画像の合
成方法によれば、画像の中心部の解像度が悪化しないた
め、光学ズーム機構に近いズーム機能を実現できる。

【００２６】図５は、このようなズームの様子を示して
いる。図中、観察点の右から左への前進移動がズームイ
ンに相当し、左から右への後退移動がズームアウトに相
当する。黒丸はパノラマ画像蓄積装置１０６に予め蓄積
されている各全周パノラマ画像１００の中心である地点
１〜ｎを示し、画像１〜ｎは地点１〜ｎに観察点が位置
しているときの表示画像で、その地点を中心とした１つ
の全周パノラマ画像より直接的に切り出されたものであ
る。地点１〜ｎの間の地点での表示画像は相前後した２
つの全周パノラマ画像から合成されるが、これが図５中
の「合成画像」であり、その中心部の解像度は画像１〜
ｎと同等である。

【００２７】次に、ユーザが並進運動を指示したとす
る。並進運動とは観察点が視線方向と直交する方向へ移
動することである。例えば、図６に示すように、Ａ地点
からＢ地点へ向かって並進する場合を考える。画像Ａは
全周パノラマ画像１００ＡからＡ地点での視野角φの範
囲を切り出した画像であり、画像Ｂは全周パノラマ画像
１００ＢのＢ地点での視野角φの範囲を切り出した画像
である。並進途中のＰ地点で見えるシーンを表す表示画
像（合成画像）は、画像Ａ，Ｂを用いて次のようにして
作成される。

【００２８】図６において、Ｐ地点での視野角φの空間
をＡ’，Ｄ，Ｂ’に分けて考える。空間Ｄは、視差のあ
る画像Ａの一部と画像Ｂの一部がオーバーラップして投
影される空間である。空間Ａ’は画像Ａの一部みが投影
される空間であり、空間Ｂは画像Ｂの一部だけが投影さ
れる空間である。このことに着目し、Ｐ地点のＡ，Ｂ地
点からの距離に応じた重み（換言すればＡ地点からの移
動距離に応じた重み）を用いて、画像Ａ，Ｂの空間Ｄに
対応した部分の重み付け加算によって表示画像のＤ部分
の画素情報を合成し、表示画像の空間Ａ’，Ｂ’に対応
する部分の画素情報として画像Ａ，Ｂの対応部分の画素
情報を用いる。つまり、表示画像のオーバーラップ部分
Ｄの画素情報は、全周パノラマ画像１００Ａと全周パノ
ラマ画像１００Ｂから与えられ、表示画像のＡ’部分の
画素情報は全周パノラマ画像１００Ａから与えられ、表
示画像のＢ’部分の画素情報は全周パノラマ画像１００
Ｂから与えられる。このような合成方法によれば、観察
点の位置に応じた視差のある、より自然なシーンを表示
できる。

【００２９】同様の方法によって、Ａ地点からＢ地点ま
での各地点で見えるシーンを表す表示画像が逐次合成さ
れる。このようにして合成された表示画像が画像表示装
置１０１に逐次表示されるため、ユーザは、あたかも切
れ目のない自然な３次元空間内をＡ地点からＢ地点まで
並進するかのような感覚を体験することができる。Ｂ地
点を越えて並進する場合には、全周パノラマ画像１００
Ｂとその右側の全周パノラマ画像とを用い、同様の方法
でシーンを表す表示画像が合成されて表示される。

【００３０】次に、ユーザが回転運動を指示したとす
る。回転運動とは視線を水平に振る運動、つまり視線の
水平回転である。回転角度は、例えばマウス１０３のボ
タン又はキーボード１０２の特定キーの押下時間によっ
て指示される。回転運動の場合、パノラマ画像選択装置
１０５は、観察点に近い地点を中心とした３つの全周パ
ノラマ画像を選択し、表示画像作成装置１０７に入力さ
せる。表示画像作成装置１０７は、その３つの全周パノ
ラマ画像を用いて回転運動時のシーンを表す表示画像を
作成する。これについて図７により説明する。

【００３１】図７に示す斜線領域内のＰ地点で回転運動
をする場合、このＰ地点に最も近いＡ，Ｂ，Ｃ地点を中
心とした全周パノラマ画像１００Ａ，１００Ｂ，１００
Ｃを用いて、Ｐ地点を中心とした新しい全周パノラマ画
像１００Ｐを合成する。この全周パノラマ画像１００Ｐ
のＰＡ，ＰＢ，ＰＣ部分には全周パノラマ画像１００
Ａ，１００Ｂ，１００ＣのＡ’，Ｂ’，Ｃ’部分（太線
部分）が貼り付けられるが、ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ部分の接
続端部ではＡ’，Ｂ’，Ｃ’部分の共通した（オーバー
ラップした）画像データを利用して貼り付け処理が行わ
れる。このようにして合成された全周パノラマ画像１０
０Ｐから、回転中の各時点での視野角の範囲が表示画像
として切り出され、画像表示装置１０１に表示される。
かくして、ユーザは、あたかも連続した自然な３次元空
間内で回転運動をするかのような感覚を擬似体験するこ
とができる。

【００３２】ただし、ある全周パノラマ画像の中心を観
察点として回転運動する場合には、その全周パノラマ画
像の各時点における視野角の範囲を切り出した画像を表
示画像として用いる。例えば、Ａ地点で回転運動をする
場合には、全周パノラマ画像１００Ａから表示画像が切
り出される。

【００３３】以上説明したような本発明による３次元仮
想空間構築処理は、前述のように汎用又は専用のコンピ
ュータの資源を利用しソフトウェアにより実現し得る。
例えば、図８に示すようなＣＰＵ２００、主メモリ２０
１、ハードディスク２０３、キーボードやマウスなどの
入力装置２０７、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレ
イなどの表示装置２０４とその制御のための表示コント
ローラ２０５、表示データを記憶するためのフレームバ
ッファメモリ２０６、各種記憶媒体（磁気ディスク、光
ディスク、光磁気ディスク、メモリカードなど）２１０
の読み書きのための媒体ドライブ２０９、外部の機器や
ネットワークとの通信のための通信装置（モデム、ネッ
トワークアダプタなど）２０８などをバス２１１で接続
した一般的な構成のコンピュータを利用し、ソフトウェ
アにより実現することもできる。

【００３４】この場合、予め用意された、実空間におい
て離散的に配置された地点をそれぞれ中心とした複数の
全周パノラマ画像データの中から、観察点に近い中心を
持つ少なくとも２つの全周パノラマ画像データを選択す
るステップと、このステップで選択された全周パノラマ
画像データを用いて観察点から見えるシーンを表す画像
データを作成するステップと、このステップで作成され
た画像データを表示装置２０４に表示させるステップと
を少なくとも含む３次元仮想空間構築処理をコンピュー
タに実行させるためのプログラムが、例えば、それが記
録された記憶媒体２１０から媒体ドライブ２０９によっ
て主メモリ２０１に読み込まれたり、外部装置より通信
装置２０８によって主メモリ２０１に読み込まれたり、
あるいはハードディスク２０３から主メモリ２０１に読
み込まれ、ＣＰＵ２００により実行される。このプログ
ラムを、それを固定記憶させた半導体ＲＯＭとして実装
してもよい。このようなプログラムが記録された各種記
憶媒体２１０や半導体ＲＯＭなどの記憶媒体も本発明に
包含されるものである。また、全周パノラマ画像データ
は、例えば、通信装置２０８や媒体ドライブ２０９から
入力されてハードディスク２０３に一旦蓄積され、必要
な１枚又は複数枚の全周パノラマ画像データがハードデ
ィスク２０３より主メモリ２０１に読み込まれ処理され
る。なお、デジタルカメラなどによって撮影された２次
元画像データをコンピュータに入力し、コンピュータ内
でそれら２次元画像データから全周パノラマ画像データ
を作成してハードディスク２０３に保存するようにして
もよい。

【００３５】

【発明の効果】以上に詳細に説明した如く、請求項１乃
至７記載の発明によれば、複数の全周パノラマ画像を用
意するだけで、比較的単純な画像合成処理によって、連
続した３次元仮想空間を構築し、その空間内で観察点又
は視線を自由に動かすことができる。請求項３乃至６記
載の発明によれば前進運動、後退行動、並進運動、回転
運動の際に違和感のない連続した仮想環境を提供するこ
とができ、また、請求項３又は４記載の発明によれば、
前進時又は後退時のシーンの画質悪化を回避できる。ま
た、請求項５記載の発明によれば、並進に応じた視差の
ある自然なシーンを表現できる。また、請求項８記載の
発明によれば、このような３次元仮想空間を一般的なコ
ンピュータを用いて容易に構築することが可能になる、
等々の効果を得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による３次元仮想空間構築システムのブ
ロック図である。

【図２】全周パノラマ画像の中心の実空間上での配置を
示す図である。

【図３】前進運動時のシーンを表す表示画像の合成方法
を説明する図である。

【図４】後退運動時のシーンを表す表示画像の合成方法
を説明する図である。

【図５】３次元仮想空間内での前進運動又は後退運動に
より実現されるズーム機能の説明図である。

【図６】並進運動時のシーンを表す表示画像の合成方法
を説明する図である。

【図７】回転運動時のシーンを表す表示画像の合成方法
を説明する図である。

【図８】本発明による３次元仮想空間構築のために利用
し得るコンピュータの一例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１００全周パノラマ画像１０１画像表示装置１０２キーボード１０３マウス１０４入力解析装置１０５パノラマ画像選択装置１０６パノラマ画像蓄積装置１０７表示画像作成装置１１０画像表示制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】実空間において離散的に配置された地点
をそれぞれ中心とした複数の全周パノラマ画像をデジタ
ルデータとして用意し、観察点に近い中心を持つ少なく
とも２つの全周パノラマ画像を用いて、観察点から見え
るシーンを表す画像を作成し表示することによって、連
続した３次元仮想空間を構築することを特徴とする３次
元仮想空間構築方法。
【請求項２】各全周パノラマ画像の中心は、実空間上
でメッシュ状に並べられた正三角形の各頂点に配置され
ることを特徴とする請求項１記載の３次元仮想空間構築
方法。
【請求項３】観察点に近い中心を持つ第１の全周パノ
ラマ画像と、この第１の全周パノラマ画像の中心から視
線方向にある最も近い中心を持つ第２の全周パノラマ画
像とを用いて、観察点の前進運動時に観察点から見える
シーンを表す画像が合成され、この合成画像の中心部の
画素情報は第２の全周パノラマ画像から、周辺部の画素
情報は第１の全周パノラマ画像から、それぞれ提供され
ることを特徴とする請求項１又は２記載の３次元仮想空
間構築方法。
【請求項４】観察点に近い中心を持つ第１の全周パノ
ラマ画像と、この第１の全周パノラマ画像の中心から視
線方向と反対方向にある最も近い中心を持つ第２の全周
パノラマ画像とを用いて、観察点の後退運動時に観察点
から見えるシーンを表す画像が合成され、この合成画像
の中心部の画素情報は第１の全周パノラマ画像から、周
辺部の画素情報は第２の全周パノラマ画像から、それぞ
れ提供されることを特徴とする請求項１又は２記載の３
次元仮想空間構築方法。
【請求項５】観察点に近い中心を持つ第１の全周パノ
ラマ画像と、この第１の全周パノラマ画像の中心から観
察点の並進方向にある最も近い中心を持つ第２の全周パ
ノラマ画像とを用いて、観察点の並進運動時に観察点か
ら見えるシーンを表す画像が合成され、この合成画像
の、第１の全周パノラマ画像と第２のパノラマ画像とが
オーバーラップする部分の画素情報は、第１の全周パノ
ラマ画像の中心及び第２の全周パノラマ画像の中心と観
察点との距離に応じた重みを用いた、第１の全周パノラ
マ画像及び第２の全周パノラマ画像の重み付け加算によ
り決定されることを特徴とする請求項１又は２記載の３
次元仮想空間構築方法。
【請求項６】観察点に近い中心を持つ３つの全周パノ
ラマ画像から新しい全周パノラマ画像が合成され、この
新しい全周パノラマ画像から視線の回転運動時に観察点
から見えるシーンを表す画像が作成されることを特徴と
する請求項１又は２記載の３次元仮想空間構築方法。
【請求項７】複数の全周パノラマ画像をデジタルデー
タとして蓄積するためのパノラマ画像蓄積手段と、観察
点及び視線の運動に関する情報を入力するための入力手
段と、この入力手段により入力された情報を解析する入
力解析手段と、この入力解析手段による解析結果に従っ
て全周パノラマ画像を選択し、それを前記パノラマ画像
蓄積手段より出力させるパノラマ画像選択手段と、前記
パノラマ画像蓄積手段より出力された全周パノラマ画像
から、前記入力解析手段による解析結果に従って観察点
から見えるシーンを表す表示画像を作成する表示画像作
成手段と、この表示画像作成手段により作成された表示
画像を画像表示装置に表示させる画像表示制御手段とを
具備し、請求項３，４，５又は６記載の３次元仮想空間
構築方法を実施することを特徴とする３次元仮想空間構
築システム。
【請求項８】予め用意された、実空間において離散的
に配置された地点をそれぞれ中心とした複数の全周パノ
ラマ画像データの中から、観察点に近い中心を持つ少な
くとも２つの全周パノラマ画像データを選択するステッ
プと、このステップで選択された全周パノラマ画像デー
タを用いて観察点から見えるシーンを表す画像データを
作成するステップと、このステップで作成された画像デ
ータを表示するステップとを含む３次元仮想空間構築処
理をコンピュータに実行させるためのプログラムが記録
されたことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記
憶媒体。