JP3262309B2 - 音場制御装置 - Google Patents
音場制御装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータやワークステーションなどの計算機上で、町や家
などの３次元表示された仮想的な空間を作り、計算機ネ
ットワークや公衆回線を介して、複数の参加者間で仮想
環境を構築する技術分野に関わり、自分と他のユーザキ
ャラクタとの位置情報に基づいて参加者の音を制御する
技術に関係する。
ュータやワークステーションなどの計算機上で、町や家
などの３次元表示された仮想的な空間を作り、計算機ネ
ットワークや公衆回線を介して、複数の参加者間で仮想
環境を構築する技術分野に関わり、自分と他のユーザキ
ャラクタとの位置情報に基づいて参加者の音を制御する
技術に関係する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
技術として、３次元ＣＡＤシステムや３次元コンピュー
タグラフィックまたは、パーチャルリアリティー（Ｖ
Ｒ）システムがあった。また、これら技術を用いて、現
実世界を模倣し３次元での仮想空間を実現し、更に公衆
回線やＬＡＮを用いてネットワークで接続された計算機
上で、計算機を使用しているユーザが同一の仮想空間を
共有するシステムが実現されていた。
技術として、３次元ＣＡＤシステムや３次元コンピュー
タグラフィックまたは、パーチャルリアリティー（Ｖ
Ｒ）システムがあった。また、これら技術を用いて、現
実世界を模倣し３次元での仮想空間を実現し、更に公衆
回線やＬＡＮを用いてネットワークで接続された計算機
上で、計算機を使用しているユーザが同一の仮想空間を
共有するシステムが実現されていた。
【０００３】この仮想空間を共有するシステムでは、共
有されている３次元共有空間を、各々のユーザキャラク
タ（人物画像）が自由に動き回ることが可能で、更にユ
ーザが使用している計算機上のデータ（３Ｄで構築され
た風景画像）も変化するものであった。しかし、このシ
ステムでは、各々のユーザの動きに伴い周りの風景画像
が変化するのと同時に音情報（他のユーザの音や３次元
空間内のオブジェクトから出力される音）を制御するこ
とは不可能であった。
有されている３次元共有空間を、各々のユーザキャラク
タ（人物画像）が自由に動き回ることが可能で、更にユ
ーザが使用している計算機上のデータ（３Ｄで構築され
た風景画像）も変化するものであった。しかし、このシ
ステムでは、各々のユーザの動きに伴い周りの風景画像
が変化するのと同時に音情報（他のユーザの音や３次元
空間内のオブジェクトから出力される音）を制御するこ
とは不可能であった。
【０００４】また仮想空間上に存在するユーザキャラク
タから入力された音は、ユーザキャラクタの位置にかか
わらず、音出力装置から一定の音情報でしか出力されな
かった。本発明の目的は、計算機を使用している３次元
空間内での自分のキャラクタ位置とユーザキャラクタ位
置を元にして、音情報の細かな制御を行う音場制御装置
を提供することにある。
タから入力された音は、ユーザキャラクタの位置にかか
わらず、音出力装置から一定の音情報でしか出力されな
かった。本発明の目的は、計算機を使用している３次元
空間内での自分のキャラクタ位置とユーザキャラクタ位
置を元にして、音情報の細かな制御を行う音場制御装置
を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる音場制御
装置によれば、自分のキャラクタとユーザキャラクタ
（対象と言う）間の距離情報から音量のみを制御するの
ではなく、距離に比例して音情報を遅延させること、お
よび３次元空間内における対象の上下左右の位置がわか
るように複数の音出力装置の音量を変えることに特徴が
あり、従来の制御装置とは異なる。
装置によれば、自分のキャラクタとユーザキャラクタ
（対象と言う）間の距離情報から音量のみを制御するの
ではなく、距離に比例して音情報を遅延させること、お
よび３次元空間内における対象の上下左右の位置がわか
るように複数の音出力装置の音量を変えることに特徴が
あり、従来の制御装置とは異なる。
【０００６】本発明によれば、計算機上の仮想的な３次
元空間内で各々の対象が自由に動き回ることによる風景
画像の変化に伴い音情報も自分と対象間の距離によって
遅延して聞こえるため、より実際に近い仮想空間を実現
することが可能である。更にディスプレイ上に存在する
対象の位置に応じて複数の音出力装置からの各音量が変
化するため対象の位置を認識し易くなる。
元空間内で各々の対象が自由に動き回ることによる風景
画像の変化に伴い音情報も自分と対象間の距離によって
遅延して聞こえるため、より実際に近い仮想空間を実現
することが可能である。更にディスプレイ上に存在する
対象の位置に応じて複数の音出力装置からの各音量が変
化するため対象の位置を認識し易くなる。
【０００７】
【発明の実態の形態】本発明の実施例を以下図面を用い
て詳細に説明する。図３に３次元空間上の自分の位置Ｐ
Ｏ，対象Ａの位置ＰＡ，対象Ｂの位置ＰＢを示してい
る。図３Ａは対象Ａと自分間の距離Ｌ１，対象Ｂと自分
間の距離Ｌ２は同じであるため、対象Ａと対象Ｂが同時
に音を発した場合、同じ早さで伝達される。しかし図３
ＢのようにＬ１＜Ｌ２のときには、ＡとＢが当時に音を
発してもＢの方が遅れて聞こえる。この違いを反映させ
るため対象と自分間の距離が大きいほど音を遅延させ
る。なお図では自分の位置を座標の原点にとって、自分
の正面方向にＹ軸、左右方向にＸ軸、上下方向にＺ軸を
とっている。
て詳細に説明する。図３に３次元空間上の自分の位置Ｐ
Ｏ，対象Ａの位置ＰＡ，対象Ｂの位置ＰＢを示してい
る。図３Ａは対象Ａと自分間の距離Ｌ１，対象Ｂと自分
間の距離Ｌ２は同じであるため、対象Ａと対象Ｂが同時
に音を発した場合、同じ早さで伝達される。しかし図３
ＢのようにＬ１＜Ｌ２のときには、ＡとＢが当時に音を
発してもＢの方が遅れて聞こえる。この違いを反映させ
るため対象と自分間の距離が大きいほど音を遅延させ
る。なお図では自分の位置を座標の原点にとって、自分
の正面方向にＹ軸、左右方向にＸ軸、上下方向にＺ軸を
とっている。
【０００８】図４に実施例のもうひとつの効果を示した
概念説明図を示す。図４では、自分の分身キャラクタ位
置ＰＯを基準とした場合、対象Ｃが見える位置と出力さ
れる音方向との関係を示している。図４では、自分の分
身キャラクタが位置する場所ＰＯよりも対象Ｃが左上に
見えることから、対象Ｃが発した音は、自端末装置１０
０のスピーカ３ｂから最も強く、他のスピーカからは対
象の位置に応じて弱く出力されるように制御する。
概念説明図を示す。図４では、自分の分身キャラクタ位
置ＰＯを基準とした場合、対象Ｃが見える位置と出力さ
れる音方向との関係を示している。図４では、自分の分
身キャラクタが位置する場所ＰＯよりも対象Ｃが左上に
見えることから、対象Ｃが発した音は、自端末装置１０
０のスピーカ３ｂから最も強く、他のスピーカからは対
象の位置に応じて弱く出力されるように制御する。
【０００９】このようにして、自分と対象との間の距離
と自分から見える対象の位置をパラメータとして音の遅
延および各スピーカの出力を制御する。図５において、
Ｘ軸方向は自分の見ている視線方向に直角な左右方向、
Ｙ軸方向は自分の見ている視線方向と並行な方向、Ｚ軸
方向はＸ軸およびＹ軸に垂直な上下方向とする。
と自分から見える対象の位置をパラメータとして音の遅
延および各スピーカの出力を制御する。図５において、
Ｘ軸方向は自分の見ている視線方向に直角な左右方向、
Ｙ軸方向は自分の見ている視線方向と並行な方向、Ｚ軸
方向はＸ軸およびＹ軸に垂直な上下方向とする。
【００１０】最初に自分のキャラクタと対象間の直線距
離ｄの算出方法について説明する。なお図５では便宜上
自分の位置ＰＯを座標の原点にとっている。自分の位置
ＰＯの座標を（ｘ０，ｙ０，ｚ０）とする。また対象の
位置Ｐ１を同様に（ｘ１，ｙ１，ｚ１）とする。対象の
位置Ｐ１からＸＹ平面上への垂直の足をＰｘｙ（ｘ１，
ｙ１，ｚ０）とする。同様にＹＺ平面上への垂直の足を
Ｐｙｚ（ｘ０，ｙ１，ｚ１）とする。同様にＺＸ平面へ
の垂直の足をＰｚｘ（ｘ１，ｙ０，ｚ１）とする。また
ＰｘｙからＸ軸へ下ろした垂線の足をＰｘ（ｘ１，ｙ
０，ｚ０），Ｙ軸へ下ろした垂線の足をＰｙ（ｘ０，ｙ
１，ｚ０），ＰｙｚからＺ軸へ下ろした垂線の足をＰｚ
（ｘ０，ｙ０，ｚ１）とする。
離ｄの算出方法について説明する。なお図５では便宜上
自分の位置ＰＯを座標の原点にとっている。自分の位置
ＰＯの座標を（ｘ０，ｙ０，ｚ０）とする。また対象の
位置Ｐ１を同様に（ｘ１，ｙ１，ｚ１）とする。対象の
位置Ｐ１からＸＹ平面上への垂直の足をＰｘｙ（ｘ１，
ｙ１，ｚ０）とする。同様にＹＺ平面上への垂直の足を
Ｐｙｚ（ｘ０，ｙ１，ｚ１）とする。同様にＺＸ平面へ
の垂直の足をＰｚｘ（ｘ１，ｙ０，ｚ１）とする。また
ＰｘｙからＸ軸へ下ろした垂線の足をＰｘ（ｘ１，ｙ
０，ｚ０），Ｙ軸へ下ろした垂線の足をＰｙ（ｘ０，ｙ
１，ｚ０），ＰｙｚからＺ軸へ下ろした垂線の足をＰｚ
（ｘ０，ｙ０，ｚ１）とする。
【００１１】自分のキャラクタとＰｘ，Ｐｙ，Ｐｚの距
離をそれぞれｄｘ，ｄｙ，ｄｚとすると、 ｄｘ＝（ｘ１−ｘ０） ………… （１） ｄｙ＝（ｙ１−ｙ０） ………… （２） ｄｚ＝（ｚ１−ｚ０） ………… （３） 自分のキャラクタとＰｘｙ，Ｐｙｚ，Ｐｚｘとの距離を
ｄｘｙ，ｄｙｚ，ｄｚｘとすると、 ｄｘｙ＝√（ｄｘ2 ＋ｄｙ2 ） ………… （４） ｄｙｚ＝√（ｄｙ2 ＋ｄｚ2 ） ………… （５） ｄｚｘ＝√（ｄｚ2 ＋ｄｘ2 ） ………… （６） 自分のキャラクタと対象間の直線距離ｄは、 ｄ＝√（ｄｘｙ2 ＋ｄｙ2 ） ………… （７） または ｄ＝√（ｄｘ2 ＋ｄｙ2 ＋ｄｙ2 ） ………… （８） となる。ＰＯを座標の原点にとったとき、ＰｘｙのＹ軸
となす角をα，ＰｙｚのＹ軸となす角をβとすると、 sin α＝ｄｘ／ｄｘｙ＝（ｘ１−ｘ０）／√｛ｘ１−ｘ０)2 ＋（ｙ１−ｙ０)2｝ ………… （９） sin β＝ｄｚ／ｄｙｚ＝（ｚ１−ｚ０）／√｛ｙ１−ｙ０)2 ＋（ｚ１−ｚ０)2｝ ………… （10） またある時間ｔにユーザキャラクタ端末に入力した音声
をＶ１in(t) とする。
離をそれぞれｄｘ，ｄｙ，ｄｚとすると、 ｄｘ＝（ｘ１−ｘ０） ………… （１） ｄｙ＝（ｙ１−ｙ０） ………… （２） ｄｚ＝（ｚ１−ｚ０） ………… （３） 自分のキャラクタとＰｘｙ，Ｐｙｚ，Ｐｚｘとの距離を
ｄｘｙ，ｄｙｚ，ｄｚｘとすると、 ｄｘｙ＝√（ｄｘ2 ＋ｄｙ2 ） ………… （４） ｄｙｚ＝√（ｄｙ2 ＋ｄｚ2 ） ………… （５） ｄｚｘ＝√（ｄｚ2 ＋ｄｘ2 ） ………… （６） 自分のキャラクタと対象間の直線距離ｄは、 ｄ＝√（ｄｘｙ2 ＋ｄｙ2 ） ………… （７） または ｄ＝√（ｄｘ2 ＋ｄｙ2 ＋ｄｙ2 ） ………… （８） となる。ＰＯを座標の原点にとったとき、ＰｘｙのＹ軸
となす角をα，ＰｙｚのＹ軸となす角をβとすると、 sin α＝ｄｘ／ｄｘｙ＝（ｘ１−ｘ０）／√｛ｘ１−ｘ０)2 ＋（ｙ１−ｙ０)2｝ ………… （９） sin β＝ｄｚ／ｄｙｚ＝（ｚ１−ｚ０）／√｛ｙ１−ｙ０)2 ＋（ｚ１−ｚ０)2｝ ………… （10） またある時間ｔにユーザキャラクタ端末に入力した音声
をＶ１in(t) とする。
【００１２】ここで他のユーザが自分に対して近くから
発する場合と遠くから発する場合とでは、自分に伝達さ
れるまでに若干の時間差が発生する。そこで、自分とユ
ーザの距離ｄが大きくなるほど遅延時間が大きくなるよ
う音情報を制御する。即ち、ユーザキャラクタ端末から
入力された音が自分の端末のスピーカより遅延されて出
力されるときの音をＶ１in（ｔ−ｋｄ）と定める。ｋは
距離ｄと遅延の関係を定めた比例定数である。またｋは
発する音の周波数関数として定めることも可能である。
発する場合と遠くから発する場合とでは、自分に伝達さ
れるまでに若干の時間差が発生する。そこで、自分とユ
ーザの距離ｄが大きくなるほど遅延時間が大きくなるよ
う音情報を制御する。即ち、ユーザキャラクタ端末から
入力された音が自分の端末のスピーカより遅延されて出
力されるときの音をＶ１in（ｔ−ｋｄ）と定める。ｋは
距離ｄと遅延の関係を定めた比例定数である。またｋは
発する音の周波数関数として定めることも可能である。
【００１３】次に図４を用いて図１の音出力分配器８の
処理を、自分の分身キャラクタと対象Ｃの２人の場合を
例として説明する。図４にある３次元空間上の中心に自
分の分身キラャクタを配置し、対象Ｃを見たときに、自
分の端末から入力した音Ｖ０inと、他のユーザキャラク
タ端末から入力した対象Ｃが発した音Ｓ１inが、４つの
音出力装置３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄにより出力される。
各音出力装置からの音量をＶｏｐ（ｐ＝ａ，ｂ，ｃ，
ｄ）とすると、 Ｖｏｐ＝ｍ０（Ｖ０in／４）＋ｍ１（Ｖ１in／４）ｆｐ（α，β） ………… （11） で表される。
処理を、自分の分身キャラクタと対象Ｃの２人の場合を
例として説明する。図４にある３次元空間上の中心に自
分の分身キラャクタを配置し、対象Ｃを見たときに、自
分の端末から入力した音Ｖ０inと、他のユーザキャラク
タ端末から入力した対象Ｃが発した音Ｓ１inが、４つの
音出力装置３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄにより出力される。
各音出力装置からの音量をＶｏｐ（ｐ＝ａ，ｂ，ｃ，
ｄ）とすると、 Ｖｏｐ＝ｍ０（Ｖ０in／４）＋ｍ１（Ｖ１in／４）ｆｐ（α，β） ………… （11） で表される。
【００１４】（１１）式のｆｐ（α，β）は自分の分身
キャラクタから見た対象Ｃの角度による各音出力装置の
音量の重み付けであり、 ｆａ（α，β）＝（１＋sin α）（１＋sin β） ………… （12） ｆｂ（α，β）＝（１−sin α）（１＋sin β） ………… （13） ｆｃ（α，β）＝（１−sin α）（１−sin β） ………… （14） ｆｄ（α，β）＝（１＋sin α）（１−sin β） ………… （15） で表される。ここでα，βは図５に示す角度を表す。
キャラクタから見た対象Ｃの角度による各音出力装置の
音量の重み付けであり、 ｆａ（α，β）＝（１＋sin α）（１＋sin β） ………… （12） ｆｂ（α，β）＝（１−sin α）（１＋sin β） ………… （13） ｆｃ（α，β）＝（１−sin α）（１−sin β） ………… （14） ｆｄ（α，β）＝（１＋sin α）（１−sin β） ………… （15） で表される。ここでα，βは図５に示す角度を表す。
【００１５】また上記（１１）式に示すｍ０，ｍ１は、 ｍ０＝Ｖ０in／（Ｖ０in＋Ｖ１in）； ｍ１＝Ｖ１in／（Ｖ０in＋Ｖ１in） ………… （16） で与えられる重み付けである。自分の分身キャラクタと
対象が２つの合計３つの場合の音量Ｖopは、 Ｖop＝ｍ０（Ｖ０in／４）＋ｍ１（Ｖ１in／４）ｆｐ１（α１，β１） ＋ｍ２（Ｖ２in／４）ｆｐ２（α２，β２） ………… （17） ｍ０＝Ｖ０in／（Ｖ０in＋Ｖ１in＋Ｖ２in）； ｍｑ＝Ｖｑin／（Ｖ０in＋Ｖ１in＋Ｖ２in）（ｑ＝１，２） ………… （18） となる。もしＱ個の対象が存在し、かつ遅延を考慮した
とすると Ｖop(t) ＝（１／４）｛ｍ０(t) Ｖ０in(t) ＋Σq=1 Q ｆpq（αｑ，βｑ） ｍｑ(t) Ｖqin(ｔ−ｋdq) ｝ ………… （19） ｍ０(t) ＝Ｖ０in(t)/｛Ｖ０in(t) ＋Σq=1 Q Ｖｑin(t−ｋdq）｝； ｍｑ(t) ＝Ｖｑin(t−ｋdq)/｛Ｖ０in(t) ＋Σq=1 Q Ｖqin(ｔ−ｋdq）｝ ；ｐ＝ａ，ｂ，ｃ，ｄ ………… （20） ｆpq（αｑ，βｑ) ＝（１±sin αｑ)(１±sin βｑ）；ｑ＝１〜Ｑ， ｐ＝ａ〜ｄ ………… （21） となる。（２１）式の±符号はｐの値によって（１２）
〜（１５）式のように選ぶ。
対象が２つの合計３つの場合の音量Ｖopは、 Ｖop＝ｍ０（Ｖ０in／４）＋ｍ１（Ｖ１in／４）ｆｐ１（α１，β１） ＋ｍ２（Ｖ２in／４）ｆｐ２（α２，β２） ………… （17） ｍ０＝Ｖ０in／（Ｖ０in＋Ｖ１in＋Ｖ２in）； ｍｑ＝Ｖｑin／（Ｖ０in＋Ｖ１in＋Ｖ２in）（ｑ＝１，２） ………… （18） となる。もしＱ個の対象が存在し、かつ遅延を考慮した
とすると Ｖop(t) ＝（１／４）｛ｍ０(t) Ｖ０in(t) ＋Σq=1 Q ｆpq（αｑ，βｑ） ｍｑ(t) Ｖqin(ｔ−ｋdq) ｝ ………… （19） ｍ０(t) ＝Ｖ０in(t)/｛Ｖ０in(t) ＋Σq=1 Q Ｖｑin(t−ｋdq）｝； ｍｑ(t) ＝Ｖｑin(t−ｋdq)/｛Ｖ０in(t) ＋Σq=1 Q Ｖqin(ｔ−ｋdq）｝ ；ｐ＝ａ，ｂ，ｃ，ｄ ………… （20） ｆpq（αｑ，βｑ) ＝（１±sin αｑ)(１±sin βｑ）；ｑ＝１〜Ｑ， ｐ＝ａ〜ｄ ………… （21） となる。（２１）式の±符号はｐの値によって（１２）
〜（１５）式のように選ぶ。
【００１６】図１に計算機ネットワーク上に計算機等よ
り成る音場制御装置を接続し、これを介して各ユーザが
各自の位置情報をやりとりし、音出力の遅延および音量
の分配をする場合の音場制御装置のブロック図を示す。
４は自分の声を入力する音入力装置（マイク）であり、
５は自分の分身であるキャラクタが使用する分身キャラ
クタの位置情報入力装置（マウス）であり、３ａ〜３ｄ
は自分が使用している音出力装置（スピーカ）である。
り成る音場制御装置を接続し、これを介して各ユーザが
各自の位置情報をやりとりし、音出力の遅延および音量
の分配をする場合の音場制御装置のブロック図を示す。
４は自分の声を入力する音入力装置（マイク）であり、
５は自分の分身であるキャラクタが使用する分身キャラ
クタの位置情報入力装置（マウス）であり、３ａ〜３ｄ
は自分が使用している音出力装置（スピーカ）である。
【００１７】音入力装置４から入力された音Ｖ０in
（ｔ）および位置情報入力装置５から入力された自分の
位置情報ＰＯ（ｘ０，ｙ０，ｚ０）はＡ／Ｄ変換機６
ａ，６ｂでそれぞれアナログディジタル変換された後、
一方はネットワーク送信装置７により宛先がふられマル
チキャスト送信により計算機ネットワークケーブル８を
介して他の計算機上へ送られる。もう一方は演算器９に
送られる。
（ｔ）および位置情報入力装置５から入力された自分の
位置情報ＰＯ（ｘ０，ｙ０，ｚ０）はＡ／Ｄ変換機６
ａ，６ｂでそれぞれアナログディジタル変換された後、
一方はネットワーク送信装置７により宛先がふられマル
チキャスト送信により計算機ネットワークケーブル８を
介して他の計算機上へ送られる。もう一方は演算器９に
送られる。
【００１８】計算機ネットワークケーブル８を介して他
の計算機からマルチキャスト送信されてきたデータは、
ネットワーク受信装置１０により自分に送られてデータ
か否かをチェックし、自分に送られたことを識別すると
演算器９に入力する。位置情報測定器６は、ユーザの位
置データＰｑ（ｘｑ，ｙｑ，ｚｑ）を抽出し、（７）式
または（８）式に示した自分の分身キャラクタと対象間
の距離ｄｑを求めて遅延発生器７へデータを転送すると
共に、（９），（１０）式の sinαq，sin βｑの値を
求めて音出力分配器９ｃにデータを転送する。遅延発生
器７は距離ｄｑから遅延時間ｋdq（ｋは比例定数）を算
出して音出力分配器９ｃにデータを転送する。音出力分
配器９ｃは音情報Ｖｑin(t) を抽出し、（２０）式のｍ
ｑ，（２１）式のｆｐｑ（αｑ，βｑ）を計算し、これ
らを用いて（１９）式より各スピーカの出力音量Ｖopを
計算して、Ａ／Ｄ変換器１１ａ〜１１ｄにデータを転送
する。
の計算機からマルチキャスト送信されてきたデータは、
ネットワーク受信装置１０により自分に送られてデータ
か否かをチェックし、自分に送られたことを識別すると
演算器９に入力する。位置情報測定器６は、ユーザの位
置データＰｑ（ｘｑ，ｙｑ，ｚｑ）を抽出し、（７）式
または（８）式に示した自分の分身キャラクタと対象間
の距離ｄｑを求めて遅延発生器７へデータを転送すると
共に、（９），（１０）式の sinαq，sin βｑの値を
求めて音出力分配器９ｃにデータを転送する。遅延発生
器７は距離ｄｑから遅延時間ｋdq（ｋは比例定数）を算
出して音出力分配器９ｃにデータを転送する。音出力分
配器９ｃは音情報Ｖｑin(t) を抽出し、（２０）式のｍ
ｑ，（２１）式のｆｐｑ（αｑ，βｑ）を計算し、これ
らを用いて（１９）式より各スピーカの出力音量Ｖopを
計算して、Ａ／Ｄ変換器１１ａ〜１１ｄにデータを転送
する。
【００１９】図２は図１の音場制御装置の処理の流れを
図に示したものである。１２で開始され、１３にてネッ
トワーク受信装置１０がマルチキャスト送信された自端
末宛のパケットを受信するたびに以下の処理が行われ
る。まず１４では位置情報測定器９ａがマルチキャスト
パケットからユーザキャラクタの位置データｐｑ（ｘ
ｑ，ｙｑ，ｚｑ）を抽出する。次に１５にて位置情報測
定器９ａは自分の分身キャラクタの位置Ｐ０（ｘ０，ｙ
０，ｚ０）と対象のユーザキャラクタの位置Ｐｑ（ｘ
ｑ，ｙｑ，ｚｑ）から直線距離ｄｑを算出する。１６に
て遅延発生器９ｂが対象の音の遅延時間ｋｄｑを算出す
る。次に１７にて音出力分配器９ｃが自端末宛のマルチ
キャストパケットから対象の音データＶｑin(t) を抽出
する。次に１８にて音出力分配器９ｃが（１９），（２
０），（２１）式より各音出力装置３ｐ（ｐ＝ａ〜ｄ）
の音量Ｖｏｐ(t) を演算する。そして１８にて各音出力
装置３ｐが音量Ｖｏｐ(t) の音を出力する。
図に示したものである。１２で開始され、１３にてネッ
トワーク受信装置１０がマルチキャスト送信された自端
末宛のパケットを受信するたびに以下の処理が行われ
る。まず１４では位置情報測定器９ａがマルチキャスト
パケットからユーザキャラクタの位置データｐｑ（ｘ
ｑ，ｙｑ，ｚｑ）を抽出する。次に１５にて位置情報測
定器９ａは自分の分身キャラクタの位置Ｐ０（ｘ０，ｙ
０，ｚ０）と対象のユーザキャラクタの位置Ｐｑ（ｘ
ｑ，ｙｑ，ｚｑ）から直線距離ｄｑを算出する。１６に
て遅延発生器９ｂが対象の音の遅延時間ｋｄｑを算出す
る。次に１７にて音出力分配器９ｃが自端末宛のマルチ
キャストパケットから対象の音データＶｑin(t) を抽出
する。次に１８にて音出力分配器９ｃが（１９），（２
０），（２１）式より各音出力装置３ｐ（ｐ＝ａ〜ｄ）
の音量Ｖｏｐ(t) を演算する。そして１８にて各音出力
装置３ｐが音量Ｖｏｐ(t) の音を出力する。
【００２０】以上のようにして互いの位置情報と音情報
から実際の３次元空間と同様に音を出力することが可能
である。なお計算機ネットワークとしてローカルエリア
ネットワーク（ＬＡＮ）や一般的な公衆網回線を利用で
きることは言うまでもない。なお、場合によっては、
（１９），（２０）式の遅延時間ｋｄｑを省略したり、
（１９）式の重み係数ｆｐｑ（αｑ，βｑ）を省略して
もよい。
から実際の３次元空間と同様に音を出力することが可能
である。なお計算機ネットワークとしてローカルエリア
ネットワーク（ＬＡＮ）や一般的な公衆網回線を利用で
きることは言うまでもない。なお、場合によっては、
（１９），（２０）式の遅延時間ｋｄｑを省略したり、
（１９）式の重み係数ｆｐｑ（αｑ，βｑ）を省略して
もよい。
【００２１】
【発明の効果】以上の構成によって、本発明に係わる音
場制御装置は、計算機上の仮想的な３次元空間内で各々
ユーザキャラクタ（人物画像）が自由に動き回ることに
よる風景画像の変化に伴い音情報もキャラクタ間の距離
によって遅延して聞こえるため、より実際に近い仮想空
間を実現することが可能である。更にディスプレイ上の
ユーザキャラクタの位置に応じて各スピーカより音が出
力されるため、ユーザキャラクタの位置を把握し易い利
点がある。
場制御装置は、計算機上の仮想的な３次元空間内で各々
ユーザキャラクタ（人物画像）が自由に動き回ることに
よる風景画像の変化に伴い音情報もキャラクタ間の距離
によって遅延して聞こえるため、より実際に近い仮想空
間を実現することが可能である。更にディスプレイ上の
ユーザキャラクタの位置に応じて各スピーカより音が出
力されるため、ユーザキャラクタの位置を把握し易い利
点がある。
【図１】計算機ネットワーク上に接続されたこの発明の
音場制御装置の実施例を示すブロック図。
音場制御装置の実施例を示すブロック図。
【図２】図１の動作フローチャート。
【図３】３次元空間上に存在する自分とユーザキャラク
タ２ａ，ユーザキャラクタ２ｂとの位置関係を示した斜
視図であり、Ａは自分とユーザキャラクタ２ａ，２ｂ間
距離Ｌ１，Ｌ２が等しい場合、ＢはＬ１＜Ｌ２の場合。
タ２ａ，ユーザキャラクタ２ｂとの位置関係を示した斜
視図であり、Ａは自分とユーザキャラクタ２ａ，２ｂ間
距離Ｌ１，Ｌ２が等しい場合、ＢはＬ１＜Ｌ２の場合。
【図４】自分のキャラクタ１の位置を基準とした場合、
ユーザキャラクタ２ｃが見える位置とユーザキャラクタ
２ｃから出力される音声の方向との関係を示した図。
ユーザキャラクタ２ｃが見える位置とユーザキャラクタ
２ｃから出力される音声の方向との関係を示した図。
【図５】自分のキャラクタとユーザキャラクタとの位置
関係を３次元座標軸上に示した斜視図。
関係を３次元座標軸上に示した斜視図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ１０Ｋ 15/00 Ｇ１０Ｋ 15/00 Ｍ (56)参考文献 特表 平９−503082（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04S 7/00 G06F 13/00 355 G06T 11/80 G06T 15/70 G09G 5/00 510 G10K 15/00
Claims (3)
- 【請求項１】 計算機ネットワークを用いて実現する仮
想的な３次元空間（以下仮想空間と言う）上に自分の分
身としてのキャラクタ（人物画像）と他のユーザのキャ
ラクタ（対象と言う）を配置することによって実現する
仮想環境における音場制御装置であって、 自分のキャラクタの音データＶ０in(t) を入力する音入
力装置と、 自分のキャラクタの仮想空間上における位置データＰＯ
を入力する位置情報入力装置と、 自計算機（端末）に対応する画像表示器の四隅に設けら
れた音出力装置（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）と、 前記音データＶ０in(t) および位置データＰＯを対象の
計算機（端末）にマルチキャスト送信するネットワーク
送信装置と、 対象の計算機（端末）よりマルチキャスト送信されたパ
ケットから自端末宛のパケットを識別して受信・出力す
るネットワーク受信装置と、 そのネットワーク受信装置より出力されるマルチキャス
トパケットから対象の位置データＰｑ（ｑ＝１，２…，
Ｑ）を抽出し、前記自キャラクタの位置データＰＯとか
ら、仮想空間上での自分と対象との位置関係を算出する
位置情報測定器と、 前記ネットワーク受信装置より出力されるマルチキャス
トパケットから対象の音データＶｑin(t) （ｑ＝１，２
…，Ｑ）を抽出し、前記各音出力装置の出力する音量Ｖ
ｏｐ(t) ＝（１／４）｛ｍ０(t) Ｖ０in(t) ＋Σq=1
Q ｍｑ(t) Ｖｑin(t) ｝； ｍ０(t) ＝Ｖ０in(t）／｛Ｖ０in(t）＋Σq=1 Q Ｖｑ
in(t) ｝；ｍｑ(t) ＝Ｖｑin(t) ／｛Ｖ０in(t）＋Σ
q=1 Q Ｖｑin(t) ｝ を演算する音出力分配器と、 を具備する音場制御装置。 - 【請求項２】 計算機ネットワークを用いて実現する仮
想的な３次元空間（以下仮想空間と言う）上に自分の分
身としてのキャラクタ（人物画像）と他のユーザのキャ
ラクタ（対象と言う）を配置することによって実現する
仮想環境における音場制御装置であって、 自分のキャラクタの音データＶ０in(t) を入力する音入
力装置と、 前記仮想空間上で自キャラクタの視線方向にＹ軸、その
Ｙ軸に直角な左右方向にＸ軸、上下方向にＺ軸をとるも
のとし、自分のキャラクタの仮想空間上における位置デ
ータＰＯ（ｘ０，ｙ０，ｚ０）を入力する位置情報入力
装置と、 自計算機（端末）に対応する画像表示器の四隅に設けら
れた音出力装置（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）と、 前記音データＶ０in(t) および位置データＰＯ（ｘ０，
ｙ０，ｚ０）を対象の計算機（端末）にマルチキャスト
送信するネットワーク送信装置と、 対象の計算機（端末）よりマルチキャスト送信されたパ
ケットから自端末宛のパケットを識別して受信・出力す
るネットワーク受信装置と、 そのネットワーク受信装置より出力されるマルチキャス
トパケットから対象の位置データＰｑ（ｘｑ，ｙｑ，ｚ
ｑ）（ｑ＝１，２…，Ｑ）を抽出し、前記自分のキャラ
クタの位置データＰＯ（ｘ０，ｙ０，ｚ０）とから、仮
想空間上での自分と対象間の距離ｄｑと角度αｑおよび
βｑ（自キャラクタの位置をＸＹＺ座標の原点にとった
とき、対象をＸＺ平面およびＹＺ平面上に投影した点Ｐ
ｑｘｙおよびＰｑｙｚがそれぞれＹ軸となす角）に関連
する情報を演算する位置情報測定器と、 前記ネットワーク受信装置より出力されるマルチキャス
トパケットから対象の音情報Ｖｑin(t)(ｑ＝１，２…，
Ｑ）を抽出し、その音情報Ｖｑin(t) を前記各音出力装
置３ｐ（ｐ＝ａ，ｂ，ｃ，ｄ）から出力するときの前記
角度αｑおよびβｑに対応する重み係数ｆｐｑ（αｑ，
βｑ）を演算し、前記各音出力装置の出力する音量Ｖop
(t) ＝（１／４）｛ｍ０(t) Ｖ０in(t) ＋Σq=1 Q ｆ
ｐｑ（αｑ，βｑ）ｍｑ(t) Ｖｑin(t) ｝ ｍ０(t) ＝Ｖ０in(t）／｛Ｖ０in(t）＋Σq=1 Q Ｖｑ
in(t) ｝； ｍｑ(t) ＝Ｖｑin(t) ／｛Ｖ０in(t）＋Σq=1 Q Ｖｑ
in(t) ｝；ｐ＝ａ，ｂ，ｃ，ｄ を演算する音出力分配器と、 を具備する音場制御装置。 - 【請求項３】 請求項１または２において、 前記位置情報測定器で演算された自分と対象間の距離ｄ
ｑ（ｑ＝１，２…，Ｑ）を用いて、対象の音に対する遅
延時間ｋｄｑ（ｋは比例定数）を演算する遅延発生器を
設け、 前記音出力分配器が、対象の前記音データＶｑin(t) を
前記遅延時間ｋｄｑを付与した音データＶｑin（ｔ−ｋ
ｄｑ）に修正して、前記各音出力装置の出力する音量Ｖ
ｏｐ(t) を演算することを特徴とする音場制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24743595A JP3262309B2 (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | 音場制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24743595A JP3262309B2 (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | 音場制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0991461A JPH0991461A (ja) | 1997-04-04 |
| JP3262309B2 true JP3262309B2 (ja) | 2002-03-04 |
Family
ID=17163404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24743595A Expired - Lifetime JP3262309B2 (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | 音場制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3262309B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004151229A (ja) * | 2002-10-29 | 2004-05-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 音声情報変換方法、映像・音声フォーマット、エンコーダ、音声情報変換プログラム、および音声情報変換装置 |
| JP4513578B2 (ja) * | 2005-01-17 | 2010-07-28 | ソニー株式会社 | 音響再生装置、音響再生方法、プログラム、及びテレビジョン装置 |
| JP6055651B2 (ja) * | 2012-10-29 | 2016-12-27 | 任天堂株式会社 | 情報処理システム、情報処理プログラム、情報処理制御方法、および情報処理装置 |
-
1995
- 1995-09-26 JP JP24743595A patent/JP3262309B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0991461A (ja) | 1997-04-04 |
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