JP2016184244A - Simulator device and image formation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、航空機等の操作を模擬するシミュレータ装置及び画像生成方法に関するものである。 The present invention relates to a simulator device that simulates an operation of an aircraft or the like and an image generation method.
従来、載置台に載置される表示装置と、表示装置を加振させる加振装置と、加振装置の駆動を制御する制御装置とを備える映像装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この映像装置は、映し出される映像に振れを生じさせることで発生するシミュレータシックネス(映像酔い)を抑制すべく、表示装置に映し出される映像の動きを検出し、映像の動きを抑制するように加振装置を振動させている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a video apparatus including a display device mounted on a mounting table, a vibration device that vibrates the display device, and a control device that controls driving of the vibration device (for example, Patent Document 1). reference). This video device detects the motion of the video displayed on the display device and suppresses the motion of the video in order to suppress simulator sickness (video sickness) that occurs when the projected video is shaken. The device is vibrating.
ところで、映し出される映像に振れを生じさせる場合、一般的には、映像を平面内において、2次元的に振動させたものである。このため、映像を視認するユーザに対して、リアリティの高い振動を視覚により体感させることが困難であった。 By the way, when a shake is generated in the projected image, the image is generally two-dimensionally vibrated in a plane. For this reason, it is difficult for a user who visually recognizes an image to experience a realistic vibration visually.
そこで、本発明は、リアリティの高い振動を視覚により体感させることができるシミュレータ装置及び画像生成方法を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a simulator device and an image generation method that allow a user to experience a realistic vibration visually.
本発明のシミュレータ装置は、現実空間を模擬するシミュレータ装置において、表示画像を表示する表示部と、前記現実空間を模擬する3次元仮想空間のデータである3次元データから、2次元の前記表示画像を生成する制御部と、を備え、前記制御部は、前記3次元仮想空間における所定の位置を、視点位置とし、前記視点位置を基準として、前記3次元データから前記表示画像を生成し、振動イベントの発生時において、前記視点位置を振動させ、振動する前記視点位置に応じて前記3次元データから前記表示画像を生成することを特徴とする。 The simulator device of the present invention is a simulator device that simulates a real space, and a two-dimensional display image from a display unit that displays a display image and three-dimensional data that is data of a three-dimensional virtual space that simulates the real space. And a control unit that generates a display image from the three-dimensional data with a predetermined position in the three-dimensional virtual space as a viewpoint position, and the viewpoint position as a reference, and vibration When an event occurs, the viewpoint position is vibrated, and the display image is generated from the three-dimensional data according to the vibrating viewpoint position.
この構成によれば、制御部は、3次元仮想空間における視点位置が振動するように、表示画像を表示部に表示することができる。このため、表示部を視認するユーザに対して、リアリティの高い振動を視覚により体感させることができる。 According to this configuration, the control unit can display the display image on the display unit so that the viewpoint position in the three-dimensional virtual space vibrates. For this reason, the user who visually recognizes the display unit can be made to experience a realistic vibration visually.
また、振動する前記視点位置の振幅は、前記現実空間で発生する振動事象の振幅よりも大きな振幅となっていることが、好ましい。 Moreover, it is preferable that the amplitude of the viewpoint position that vibrates is larger than the amplitude of the vibration event occurring in the real space.
この構成によれば、表示部を視認するユーザに対して、振動していることを視覚によって適切に伝えることができる。 According to this configuration, it is possible to appropriately convey visually that the user is observing the display unit.
また、前記視点位置の振動方向は、前記現実空間で発生する振動事象の振動方向と同じ方向であることが、好ましい。 Moreover, it is preferable that the vibration direction of the viewpoint position is the same as the vibration direction of the vibration event that occurs in the real space.
この構成によれば、視点位置の振動と、現実空間の振動とを一致させることができるため、表示部を視認するユーザに対して、よりリアリティの高い振動を視覚により体感させることができる。 According to this configuration, since the vibration at the viewpoint position and the vibration in the real space can be matched, the user who visually recognizes the display unit can visually experience a vibration with higher reality.
また、座席部と、座席部を振動させる振動部と、をさらに備え、前記制御部は、前記振動イベントの発生時において、前記視点位置の振動と共に、前記振動部を振動させることが、好ましい。 In addition, it is preferable that the electronic apparatus further includes a seat unit and a vibration unit that vibrates the seat unit, and the control unit vibrates the vibration unit together with the vibration of the viewpoint position when the vibration event occurs.
この構成によれば、座席部に座るユーザに対して、視覚による振動の体感だけでなく、触覚による振動の体感を、振動部によって与えることができる。このため、ユーザに対して、よりリアリティの高い振動を視覚及び触覚により体感させることができる。 According to this configuration, not only a visual vibration sensation but also a tactile vibration sensation can be given to the user sitting on the seat by the vibration unit. For this reason, it is possible for the user to experience more realistic vibrations visually and by touch.
また、前記視点位置の振動方向は、前記振動部による前記座席部の振動方向と同じ方向であることが、好ましい。 Moreover, it is preferable that the vibration direction of the said viewpoint position is the same direction as the vibration direction of the said seat part by the said vibration part.
この構成によれば、視点位置の振動と、振動部の振動とを一致させることができるため、座席部に座るユーザに対して、よりリアリティの高い振動を触覚により体感させることができる。 According to this configuration, the vibration of the viewpoint position and the vibration of the vibration part can be matched, so that a user sitting on the seat part can feel a more realistic vibration by touch.
本発明のシミュレータ制御方法は、表示画像を表示する表示部と、現実空間を模擬する3次元仮想空間のデータである3次元データから2次元の前記表示画像を生成する制御部と、を備えるシミュレータ装置の画像生成方法において、前記制御部は、前記3次元仮想空間における所定の位置を、視点位置とし、前記視点位置を基準として、前記3次元データから前記表示画像を生成しており、振動イベントの発生時において、前記視点位置を振動させる視点振動ステップと、振動する前記視点位置に応じて前記3次元データから前記表示画像を生成する画像生成ステップと、を備えることを特徴とする。 A simulator control method according to the present invention includes a display unit that displays a display image, and a control unit that generates a two-dimensional display image from three-dimensional data that is three-dimensional virtual space data that simulates a real space. In the image generation method of the apparatus, the control unit generates a display image from the three-dimensional data using a predetermined position in the three-dimensional virtual space as a viewpoint position and the viewpoint position as a reference, and a vibration event A viewpoint vibration step that vibrates the viewpoint position, and an image generation step that generates the display image from the three-dimensional data in accordance with the viewpoint position that vibrates.
この構成によれば、3次元仮想空間における視点位置が振動するように、表示画像を表示部に表示することができる。このため、表示部を視認するユーザに対して、リアリティの高い振動を視覚により体感させることができる。 According to this configuration, the display image can be displayed on the display unit so that the viewpoint position in the three-dimensional virtual space vibrates. For this reason, the user who visually recognizes the display unit can be made to experience a realistic vibration visually.
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same. Furthermore, the constituent elements described below can be appropriately combined, and when there are a plurality of embodiments, the embodiments can be combined.
[実施形態1]
実施形態1に係るシミュレータ装置1は、例えば、航空機の操縦を訓練するためのフライトシミュレータであり、航空機の飛行状況を模擬する装置である。なお、このシミュレータ装置1は、フライトシミュレータに限定されず、現実空間を模擬するシミュレータ装置であれば、特に限定されない。なお、下記では、フライトシミュレータに適用して説明する。
[Embodiment 1]
The
図1は、実施形態1に係るシミュレータ装置を模式的に表した概略構成図である。図2は、実施形態1に係るシミュレータ装置を表したブロック図である。図3は、実施形態1に係るシミュレータ装置の制御動作を示すフローチャートである。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically illustrating a simulator device according to the first embodiment. FIG. 2 is a block diagram illustrating the simulator device according to the first embodiment. FIG. 3 is a flowchart illustrating a control operation of the simulator device according to the first embodiment.
図1に示すように、シミュレータ装置1は、航空機を操縦するための操作部10と、航空機の模擬した外部空間を映し出す表示部11と、操縦者が座る座席部12と、操作部10及び表示部11に接続される制御部13とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
操作部10は、各種操作ボタン及び操作レバー等を含んでおり、操縦者が操作部10を操作することで、制御部13に操作信号が入力される。制御部13は、操作信号が入力されると、入力された操作信号に基づく航空機の動作をシミュレートする。
The
表示部11は、制御部13で生成された2次元の表示画像を表示している。操縦者は、表示部11に表示された表示画像を視認しながら、操作部10の操作を行う。
The
座席部12は、複数の操縦者が座ることが可能となっており、例えば、航空機の進行方向に対して右側に位置する右側座席と、進行方向に対して左側に位置する左側座席とが設けられる。
The
制御部13は、操作部10から入力される操作信号に基づいて、表示部11に表示する表示画像を生成している。ここで、制御部13は、航空機の飛行状況を模擬すべく、現実空間を模擬した3次元仮想空間のデータである3次元データから、2次元の表示画像を生成している。つまり、制御部13は、3次元コンピュータグラフィックス(3DCG:Three-dimensional computer graphics)によって表示画像を生成する。
The
制御部13は、3DCGによって表示画像を生成する場合、3次元仮想空間における所定の位置を、視点位置(アイポイントともいう)Pとし、視点位置Pを基準として表示画像を生成する。ここで、所定の視点位置Pとは、座席部12に座った操縦者の視点位置Pとほぼ同じ位置となっている。そして、この視点位置Pは、通常、固定された位置となっているが、下記する振動イベントにおいて移動可能となる。
When generating a display image by 3DCG, the
このようなシミュレータ装置1において、座席部12に座った操縦者が、表示部11を視認しつつ、操作部10を操作すると、制御部13は、操作部10から入力される操作信号に基づいて、3次元データから表示画像を生成する。このとき、制御部13は、座席部12に座った操縦者の視点位置Pが、3次元仮想空間の視点位置Pとなるように、この視点位置Pを基準として表示画像を生成する。
In such a
ここで、制御部13は、現実空間で発生する航空機の振動事象を模擬する振動イベントを実行可能となっている。この振動イベントは、例えば、図示しない振動イベント発生ボタンが操作されることで実行される。振動イベントは、航空機のイレギュラーなイベントであり、例えば、故障発生事象等の振動事象を模擬したイベントである。この振動イベントは、発生する振動イベントに応じて複数種用意される。
Here, the
この制御部13は、振動イベントの発生時において、視点位置Pを振動させると共に、振動する視点位置Pに応じた表示画像を生成する。ここで、制御部13は、振動する視点位置Pの振幅を、現実空間で発生する振動事象の振幅よりも大きな振幅で振動させる。また、制御部13は、視点位置Pの振動方向を、現実空間で発生する振動事象の振動方向と同じ方向となるように振動させる。ここで、振動方向は、航空機の進行方向(ロール軸の軸方向)、進行方向に直交する航空機の幅方向(ピッチ軸の軸方向)、及び進行方向及び幅方向に直交する航空機の上下方向(ヨー軸の軸方向)の3方向のそれぞれであってもよいし、またはこれらの3方向を適宜組み合わせた方向であってもよく、特に限定されない。
The
次に、図3を参照して、実施形態1に係るシミュレータ装置1の制御動作について説明する。シミュレータ装置1において、制御部13が振動イベントを発生させる(ステップS1)。すると、制御部13は、固定された状態の視点位置Pが発生した振動イベントに応じた振動となるように、視点位置Pの振動を開始する(ステップS2:視点振動ステップ)。そして、制御部13は、振動する視点位置Pに応じて、3次元データから表示画像を生成する(ステップS3:画像生成ステップ)。つまり、制御部13は、時間の経過に伴って位置が変化する視点位置Pに応じて、3次元データから表示画像を生成する。そして、制御部13は、生成した表示画像を表示部11に表示する(ステップS4)。続いて、制御部13は、振動イベントが終了したか否かを判定する(ステップS5)。ここで、制御部13は、振動イベントの終了を、例えば、操縦者によって航空機の振動イベントが解消されたことを判定条件としている。制御部13は、振動イベントが終了したと判定すると(ステップS5:Yes)、視点位置Pを元の位置に固定、すなわち、視点位置Pが座席部12に座った操縦者の視点位置Pとなるように固定し(ステップS6)、制御動作を終了する。一方で、制御部13は、振動イベントが終了していないと判定すると(ステップS5:No)、再び、ステップS3に進んで、振動イベントが終了するまで、ステップS3からステップS5を繰り返し実行する。
Next, the control operation of the
以上のように、実施形態1によれば、制御部13は、3次元仮想空間における視点位置Pが振動するように、表示画像を表示部11に表示することができる。このため、表示部11を視認する操縦者に対して、リアリティの高い振動を視覚により体感させることができる。なお、視点位置Pを振動させる場合には、制御部13によって表示画像を生成するための3DCGプログラムを改修すればよいため、既存のシミュレータ装置1において、安価に適用することが可能である。
As described above, according to the first embodiment, the
また、実施形態1において、制御部13は、表示部11の中央を原点として、表示画像を生成するが、振動イベントの発生時において、制御部13は、原点を表示部11の中央以外にも設定することで、3次元仮想空間における視点位置Pのみの移動を補完し、リアリティの高い振動を視覚により体感させることができる。
In the first embodiment, the
また、実施形態1によれば、制御部13は、振動する視点位置Pの振幅を、現実空間で発生する振動事象の振幅よりも大きな振幅とすることで、表示部11を視認する操縦者に対して、振動していることを視覚によって適切に伝えることができる。
Further, according to the first embodiment, the
また、実施形態1によれば、制御部13は、視点位置Pの振動方向を、現実空間で発生する振動事象の振動方向と同じ方向とすることで、視点位置Pの振動と、現実空間の振動とを一致させることができる。このため、表示部11を視認する操縦者に対して、よりリアリティの高い振動を視覚により体感させることができる。
Further, according to the first embodiment, the
なお、実施形態1において、制御部13は、視点位置Pの振動方向を、現実空間で発生する振動事象の振動方向と同じ方向としたが、リアリティが高くなる振動方向であれば、視点位置Pの振動方向と振動事象の振動方向とを異なる方向にしてもよく、特に限定されない。
In the first embodiment, the
[実施形態2]
次に、図4及び図5を参照して、実施形態2に係るシミュレータ装置20について説明する。図4は、実施形態2に係るシミュレータ装置を模式的に表した概略構成図である。図5は、実施形態2に係るシミュレータ装置を表したブロック図である。なお、実施形態2では、重複した記載を避けるべく、実施形態1と異なる部分について説明し、実施形態1と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。
[Embodiment 2]
Next, the
実施形態2のシミュレータ装置20は、実施形態1のシミュレータ装置1に、座席部12を振動させる振動部21をさらに備えた構成となっている。
The
振動部21は、座席部12に組み込まれており、座席部12に座る操縦者に対して振動を与えることにより、触覚による体感を与えている。振動部21は、制御部13に接続されており、制御部13は、振動イベントの発生時において、視点位置Pの振動と共に、振動部21を振動させる。ここで、制御部13は、振動イベントの発生時において、振動部21の振動方向を、視点位置Pの振動方向と同じ方向となるように振動させる。このため、制御部13は、現実空間で発生する振動事象の振動方向と、視点位置Pの振動方向と、振動部21の振動方向とを同じ方向に振動させる。
The
以上のように、実施形態2によれば、座席部12に座る操縦者に対して、視覚による振動の体感だけでなく、触覚による振動の体感を、振動部21によって与えることができる。このため、操縦者に対して、よりリアリティの高い振動を視覚及び触覚により体感させることができる。
As described above, according to the second embodiment, not only a visual vibration feeling but also a tactile vibration feeling can be given to the operator sitting on the
また、実施形態2によれば、視点位置Pの振動と、振動部21の振動とを一致させることができるため、座席部12に座る操縦者に対して、よりリアリティの高い振動を触覚により体感させることができる。
Further, according to the second embodiment, the vibration of the viewpoint position P and the vibration of the
また、実施形態2では、振動部21を座席部12に組み込む構成としたが、振動部21は、内部に座席部12を取り付けた筐体全体を振動させるものであってもよく、特に限定されない。
In the second embodiment, the
なお、実施形態2において、制御部13は、視点位置Pの振動方向と、振動部21の振動とを一致させることとしたが、リアリティが高くなる振動方向であれば、視点位置Pの振動方向と、振動部21の振動方向とを異なる方向にしてもよく、特に限定されない。
In the second embodiment, the
1 シミュレータ装置
10 操作部
11 表示部
12 座席部
13 制御部
20 シミュレータ装置
21 振動部
P 視点位置
DESCRIPTION OF
Claims (6)
表示画像を表示する表示部と、
前記現実空間を模擬する3次元仮想空間のデータである3次元データから、2次元の前記表示画像を生成する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記3次元仮想空間における所定の位置を、視点位置とし、前記視点位置を基準として、前記3次元データから前記表示画像を生成し、
振動イベントの発生時において、前記視点位置を振動させ、振動する前記視点位置に応じて前記3次元データから前記表示画像を生成することを特徴とするシミュレータ装置。 In a simulator device that simulates real space,
A display unit for displaying a display image;
A control unit that generates a two-dimensional display image from three-dimensional data that is data of a three-dimensional virtual space that simulates the real space,
The control unit generates a display image from the three-dimensional data using a predetermined position in the three-dimensional virtual space as a viewpoint position, and using the viewpoint position as a reference,
A simulator device that vibrates the viewpoint position and generates the display image from the three-dimensional data according to the oscillating viewpoint position when a vibration event occurs.
座席部を振動させる振動部と、をさらに備え、
前記制御部は、
前記振動イベントの発生時において、前記視点位置の振動と共に、前記振動部を振動させることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のシミュレータ装置。 A seat part;
A vibration part that vibrates the seat part;
The controller is
4. The simulator device according to claim 1, wherein, when the vibration event occurs, the vibration unit is vibrated together with the vibration of the viewpoint position. 5.
前記制御部は、前記3次元仮想空間における所定の位置を、視点位置とし、前記視点位置を基準として、前記3次元データから前記表示画像を生成しており、
振動イベントの発生時において、前記視点位置を振動させる視点振動ステップと、
振動する前記視点位置に応じて前記3次元データから前記表示画像を生成する画像生成ステップと、を備えることを特徴とする画像生成方法。 In an image generation method of a simulator device, comprising: a display unit that displays a display image; and a control unit that generates the two-dimensional display image from three-dimensional data that is data in a three-dimensional virtual space that simulates real space.
The control unit generates a display image from the three-dimensional data with a predetermined position in the three-dimensional virtual space as a viewpoint position and the viewpoint position as a reference,
A viewpoint vibration step for vibrating the viewpoint position when a vibration event occurs;
An image generation method comprising: an image generation step of generating the display image from the three-dimensional data according to the viewpoint position that vibrates.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015063361A JP2016184244A (en) | 2015-03-25 | 2015-03-25 | Simulator device and image formation method |
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JP2015063361A JP2016184244A (en) | 2015-03-25 | 2015-03-25 | Simulator device and image formation method |
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Cited By (2)
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JP7393922B2 (en) | 2018-11-19 | 2023-12-07 | ザ・ボーイング・カンパニー | Virtual reality through virtualization within training machines and test environments |
WO2024106500A1 (en) * | 2022-11-16 | 2024-05-23 | 三菱重工業株式会社 | Operation display system |
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2015
- 2015-03-25 JP JP2015063361A patent/JP2016184244A/en active Pending
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