JP4047011B2 - サーバ及び伝送システム及び歩行方向予測方法及び移動方向予測方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、道路や建物等から成る都市に関するデータを、LAN、インターネット等のネットワークを介して伝送する、伝送システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
地形や建物等から成る都市の3次元モデルの構築が行われている。構築した都市の3次元モデルを流通して活用していくために、都市の3次元モデルを伝送するしくみが必要となる。一般的に都市は広範囲であり、3次元形状やテクスチャのデータが大容量であるため、伝送の際に大きな負荷がかかるという問題がある。そこで、データ量を削減して高速に伝送するための研究、開発が行われている。
Skyline Software Systems社では、伝送するデータ量やテクスチャの解像度を変えることによって都市のデータを高速に伝送している。都市は、衛星写真をテクスチャとして貼り付けた地形と、主要な建物の3次元モデルによって再現されている。ユーザ端末では、都市を上空から眺め、視点を移動させることができる。視点の高度が高い場合や、データを受信した直後では、地面のテクスチャは低解像度であるが、視点の高度が低い場合や、データの受信から時間が経過した場合には、テクスチャは次第に高解像度になる。このようにしてテクスチャの解像度を変化させているので、ユーザ端末では上空から見た景観を表示した仮想空間内で高速に視点を移動させることができる。
【0003】
地面のテクスチャ解像度は、2次元領域を分割したメッシュ単位で切り替わる。この場合、表示している仮想空間内に複数のメッシュが存在する場合には、解像度が切り替わる時刻がメッシュ毎に異なるためにメッシュの境界が明確になってしまうという問題がある。
また、データ受信直後の低解像度のテクスチャは、時間の経過にともなっていくつかの段階を経て高解像度になるが、最も高解像度のテクスチャになるまでに多くの時間を要する。
また、上記の方法は、道路を地形の一部とみなして衛星画像で再現しているが、走行シミュレーションのように道路上で視点を移動させる場合には、道路を含めて地上からの詳細な景観がデータ受信直後から必要となるため、地形のテクスチャの解像度を変える方法以外の方法で高速にデータを伝送することが必要となる。
【0004】
この発明は、詳細な都市の景観を高速に伝送し、路地等の都市の内部を歩き回る場合を含めて、クライアントが景観を表示した仮想空間内で高速に視点を移動できるようにすることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るサーバは、ウォークスルーを行う、ネットワークを介してクライアントと接続されたサーバであって、
クライアントよりウォークスルーを行う視点の視点移動における視点位置と視点移動速度との内少なくとも1つの情報を入力し、入力された情報に基づいて、上記視点の移動を管理するウォークスルー情報生成手段と、
上記ウォークスルー情報生成手段により管理された上記視点の移動に基づいて、上記ウォークスルーを行う際の歩行方向を予測して、上記クライアントから次回情報を受信する前に、ウォークスルーにおける景観をレンダリングする歩行方向予測部と、
上記歩行方向予測部によりレンダリングされた景観を上記視点位置と歩行方向とに対応付けて出力する画像生成手段と
を備えたことを特徴とする。
【0006】
上記ウォークスルーは、都市の3次元仮想空間内で道路上を歩行するものであって、
上記歩行方向予測部は、
上記ウォークスルーにおける歩行方向を予測して視点の位置と視点の方向との情報を順次設定して出力する視点設定手段と、
上記視点設定手段により出力された最新の視点の位置がウォークスルーを行った道路の終端を越えたかどうかを判定する道路端判定手段と、
上記道路端判定手段により上記最新の視点の位置が道路の終端を越えていないと判定された場合には、現在設定してある視点の位置と視点の方向との情報に基づいて都市の3次元仮想空間を見たときの景観をレンダリングする歩行方向予測レンダリング手段と
を備えたことを特徴とする。
【0007】
この発明に係るサーバは、都市の3次元モデルを視点に応じて2次元のメッシュを用いて管理し、ネットワークを介してクライアントと接続されたサーバであって、
管理された都市の3次元モデルに対し、クライアントより入力した視点の高度に基づいて2次元のメッシュの大きさを決定し、決定したメッシュの大きさに基づいて高度毎2次元領域をメッシュに分割し、都市の3次元モデルをメッシュに分類するメッシュ分割手段と、
上空から都市を眺めながら視点を移動する方向を予測して、クライアントから視点に関する情報を受信する前に、上記メッシュ分割手段により分割されたメッシュに基づいて視点の移動に伴った景観をレンダリングする移動方向予測部と、上記移動方向予測部によりレンダリングされた景観をファイルに出力し、レンダリングされた景観の画像をレンダリングしたときの視点位置と視点方向とに対応付けて出力する画像生成手段と
を備えることを特徴とする。
【0008】
上記移動方向予測部は、
上記メッシュ分割手段により分割されたメッシュの中から現在の視点が存在するメッシュの位置を取得する視点メッシュ取得手段と、
上記視点メッシュ取得手段により取得されたメッシュの位置の周囲にある複数のメッシュを取得する周囲メッシュ取得手段と、
上記視点メッシュ取得手段により取得されたメッシュと上記周囲メッシュ取得手段により取得された複数のメッシュとに含まれている3次元モデルを上空から見たときの景観をメッシュ毎にレンダリングする移動方向予測レンダリング手段と
を有することを特徴とする。
【0009】
上記サーバは、さらに、上記画像生成手段により出力された画像をクライアントに送信し、
上記サーバは、さらに、クライアントに送信した画像の画像データを、その画像が表す景観の空間内における位置に基づいて管理する送信画像管理部を備えたことを特徴とする。
【0010】
上記サーバは、さらに、上記ウォークスルー情報生成手段により管理された上記視点の移動に基づいて、ある地点の周囲を見わたすと予測し、ある地点の周囲の景観をレンダリングする方向変化予測部を備えたことを特徴とする。
【0011】
上記方向変化予測部は、
現在の視点の位置において、視点の方向を回転させながら視点を設定する視点回転手段と、
上記視点回転手段により設定された視点の方向の景観をレンダリングする方向変化予測レンダリング手段と
を備えたことを特徴とする。
【0012】
上記サーバは、さらに、
上記ウォークスルーを行う都市を構成するオブジェクトの3次元空間データとテクスチャデータとを記憶するサーバ側記憶部と、
上記画像生成手段により出力された景観の画像データの情報をネットワークを介してクライアントと送受信するサーバ側通信制御部と
を備えたことを特徴とする。
【0013】
この発明に係るクライアントは、ネットワークを介してサーバと接続され、視点の位置の情報を送受信するクライアントであって、
上記視点の位置の情報を送受信するクライアント側通信制御部と、
上記クライアント側通信制御部により受信した視点の位置の移動を行う視点移動部と
を備えたことを特徴とする。
【0014】
上記視点移動部は、
前回の視点の位置と比較し視点の位置を移動させる視点の方向と視点の移動速度との情報を入力し、入力された視点の方向と視点の移動速度との情報に基づいて、今回の視点の位置を計算し、今回の視点の位置と今回の視点の方向と今回の視点の移動速度との情報を取得する視点移動手段と、
上記視点移動手段により取得された今回の視点の方向と今回の視点の移動速度との情報が前回の視点の方向と前回の視点の移動速度との情報に比べて変化したかどうかを判定する判定手段と
を有することを特徴とする。
【0015】
上記視点移動部は、
前回の視点の位置と比較し視点の位置を移動させる視点の方向と視点の移動速度との情報を入力し、入力された視点の方向と視点の移動速度との情報に基づいて、今回の視点の位置を計算し、今回の視点の位置と今回の視点の方向と今回の視点の移動速度との情報を取得する視点移動手段と、
今回の視点の位置が前回の視点の位置と同じメッシュ内にあるかどうかを判定し、今回の視点高度が前回の視点高度と比べて変化したかどうかを判定する視点情報判定手段と
を有することを特徴とする。
【0016】
また、視点の位置の情報は、地点の位置と視点の高さとの情報を有し、
上記クライアント側通信制御部は、さらに、都市の景観と視点の方向との情報を送受信し、
上記視点移動部は、さらに、視点の位置の移動を開始する地点の位置と視点の高さと視点の方向と都市の景観と、地点の位置と視点の高さと視点の方向と都市の景観とを画像で表示する際の画像の条件との初期情報を入力し、入力された初期情報を初期設定情報として取得し、上記視点移動手段に出力する初期設定取得手段を有することを特徴とする。
【0017】
また、クライアント側通信制御部は、さらに、都市の景観と視点の方向との情報を送受信し、
上記クライアントは、さらに、
上記クライアント側通信制御部により受信した都市の景観の情報を視点の位置と視点の方向との情報に基づいて管理する受信データ管理部と、
上記クライアント側通信制御部により受信した都市の景観の情報を記憶するクライアント側記憶部と、
上記クライアント側通信制御部により受信した都市の景観の情報に基づいて都市の景観を画面に表示する表示部と
を備えたことを特徴とする。
【0018】
上記表示部は、
上記視点移動部により視点の位置を移動する際の、次の視点の位置や視点の方向に対応する画像を、上記クライアント側通信制御部により受信した都市の景観の情報の画像の中から選択して取得する画像選択手段と、
上記画像選択手段により取得された都市の景観の情報を画面に表示する表示手段と
を備えたことを特徴とする。
【0019】
この発明に係る伝送システムは、画像と視点の位置の移動との情報を有し、ネットワークを介して接続されたサーバとクライアントを有する伝送システムであって、
クライアントとネットワークを介して画像と視点の位置の移動との情報を送受信するサーバ側通信制御部と、
上記サーバ側通信制御部により受信したクライアントによる視点の位置の移動に基づいて、都市の景観に関するデータを生成する送信データ生成部と、
サーバとネットワークを介して画像と視点の位置の移動との情報を送受信するクライアント側通信制御部と、
上記クライアント側通信制御部により受信した視点の位置の移動を行う視点移動部と
を備えたことを特徴とする。
【0020】
この発明に係る伝送方法は、ウォークスルーを行う、ネットワークを介してクライアントと接続されたサーバで行う伝送方法であって、
クライアントよりウォークスルーを行う視点の視点移動における視点位置と視点移動速度との内少なくとも1つの情報を入力し、入力された情報に基づいて、上記視点の移動を管理するウォークスルー情報生成工程と、
上記ウォークスルー情報生成工程により管理された上記視点の移動に基づいて、上記ウォークスルーを行う際の歩行方向を予測して、上記クライアントから次回情報を受信する前に、ウォークスルーにおける景観をレンダリングする歩行方向予測工程と、
上記歩行方向予測工程によりレンダリングされた景観を上記視点位置と歩行方向とに対応付けて出力する画像生成工程と
を備えたことを特徴とする。
【0021】
この発明に係る伝送方法は、都市の3次元モデルを視点に応じて2次元のメッシュを用いて管理し、ネットワークを介してクライアントと接続されたサーバで行う伝送方法であって、
管理された都市の3次元モデルに対し、クライアントより入力した視点の高度に基づいて2次元のメッシュの大きさを決定し、決定したメッシュの大きさに基づいて高度毎2次元領域をメッシュに分割し、都市の3次元モデルをメッシュに分類するメッシュ分割工程と、
上空から都市を眺めながら視点を移動する方向を予測して、クライアントから視点に関する情報を受信する前に、上記メッシュ分割手段により分割されたメッシュに基づいて視点の移動に伴った景観をレンダリングする移動方向予測工程と、
上記移動方向予測工程とによりレンダリングされた景観をファイルに出力し、レンダリングされた景観の画像をレンダリングしたときの視点位置と視点方向とに対応付けて出力する画像生成工程と
を備えることを特徴とする。
【0022】
この発明に係る伝送方法は、ネットワークを介してサーバと接続され、視点の位置の情報を送受信するクライアントで行う伝送方法であって、
上記視点の位置の情報を送受信するクライアント側通信制御工程と、
上記クライアント側通信制御工程により受信した視点の位置の移動を行う視点移動工程と
を備えたことを特徴とする。
【0023】
この発明に係る伝送方法は、画像と視点の位置の移動との情報を有し、ネットワークを介して接続されたサーバとクライアントとで行う伝送方法であって、
クライアントとネットワークを介して画像と視点の位置の移動との情報を送受信するサーバ側通信制御工程と、
上記サーバ側通信制御工程により受信したクライアントによる視点の位置の移動に基づいて、都市の景観に関するデータを生成する送信データ生成工程と、
サーバとネットワークを介して画像と視点の位置の移動との情報を送受信するクライアント側通信制御工程と、
上記クライアント側通信制御工程により受信した視点の位置の移動を行う視点移動工程と
を備えたことを特徴とする。
【0024】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
伝送システムは、都市の景観をレンダリングした画像を高速に伝送し、クライアントが景観を表示しながら仮想空間内で高速に視点を移動できるようにすることのできる伝送装置である。
実施の形態1は、サーバにおいてクライアントのウォークスルーの移動方向を予測することによって、クライアントからウォークスルーにおける視点の位置を受信する以前にウォークスルーの画像を生成してクライアントに送信する実施の形態である。
図1はシステム全体の構成図である。
図1において、100はサーバであり、101〜103はクライアント、104は、ネットワークである。クライアント101〜103は、インターネット等のネットワーク104を介してサーバ100にアクセスすることができる。
クライアント101〜103は複数台接続することができるが、1台のみを接続してもよい。
【0025】
図2は、実施の形態1におけるサーバ100の機能手段の構成を示すブロック図である。
図2において、111010は、サーバ側記憶部、111011は、サーバ側通信制御部、111012は、送信データ生成部、1110120は、予測画像生成部、11101201は、歩行方向予測部、1110110は、サーバ側送信手段、1110111は、サーバ側受信手段、11101200は、ウォークスルー情報生成手段、111012010は、視点設定手段、111012011は、道路端判定手段、111012012は、歩行方向予測レンダリング手段、11101202は、画像生成手段である。
サーバ側記憶部111010は、道路、建物等の都市を構成するオブジェクトに対する、位置や形状である3次元空間データや3次元空間データを立体的に表示したときの模様であるテクスチャデータ等を記憶する。
サーバ側通信制御部111011は、LAN、インターネット等のネットワーク104を介して、クライアント101〜103と情報の送受信を行う。
送信データ生成部111012は、クライアント101〜103が都市の景観を表示した仮想空間内において視点を移動するために、都市の景観に関するデータを生成する。
予測画像生成部1110120は、各クライアント101〜103に対して、視点位置等のクライアント101〜103の情報を受け取ると、前記サーバ側記憶部111010に記憶しているデータを用いて、各クライアント101〜103に送信する画像データを生成する。
歩行方向予測部11101201は、クライアント101〜103のウォークスルーにおける歩行方向を予測して、クライアント101〜103から視点に関する情報を受信する前にクライアントウォークスルーの視点の移動に伴った景観をレンダリングする。
サーバ側送信手段1110110は、クライアント101〜103から受信した情報に基づいて都市に関するデータをクライアント101〜103に送信する手段である。
サーバ側受信手段1110111は、クライアント101〜103から視点の位置や方向、視点移動速度等の情報を受信する手段である。
ウォークスルー情報生成手段11101200は、クライアント101〜103の視点位置や視点移動速度、画像の解像度等、各クライアント101〜103に関する情報を受け取ると、受け取った情報に基づいて、各クライアント101〜103の視点位置や移動速度、出力する画像の解像度等を管理するクライアント設定ファイルを生成する手段である。
視点設定手段111012010は、クライアント101〜103のウォークスルーにおける移動方向を予測して視点の位置や方向等、視点に関する情報を順次設定して出力する手段である。
道路端判定手段111012011は、道路網を構成するリンクやノードのデータを参照して、各クライアント101〜103に対して現在の視点の位置がウォークスルーを行った道路の終端を越えたかどうかを判定する手段である。
歩行方向予測レンダリング手段111012012は、視点と道路の位置関係によりレンダリングを行うかどうかを判定し、視点が道路の終端を超えていない場合には、現在設定してある視点の位置と方向から都市の3次元空間を見たときの景観をレンダリングする手段である。
画像生成手段11101202は、レンダリングした景観を画像ファイルとして出力し、各画像をレンダリングしたときの視点位置や方向と対応付けてサーバ側送信手段1110110に渡す手段である。
【0026】
図3は、実施の形態1におけるクライアントの機能手段の構成を示すブロック図である。
図3において、121010は、クライアント側記憶部、121011は、クライアント側通信制御部、121012は、受信データ管理部、121013は、視点移動部、121014は、表示部、1210110は、クライアント側送信手段、1210111は、クライアント側受信手段、1210130は、初期設定取得手段、1210131は、視点移動手段、1210132は、判定手段、1210140は、画像選択手段、1210141は、表示手段である。
クライアント側記憶部121010は、サーバから受信した都市に関するデータ等を記憶する。
クライアント側通信制御部121011は、LAN、インターネット等のネットワークを介して、サーバ100と情報の送受信を行う。
受信データ管理部121012は、景観のレンダリング画像等の都市に関するデータを視点の位置や方向、移動速度等に基づいて管理する。
視点移動部121013は、道路や建物等から成る都市を表示した3次元空間内において、視点の移動を行う。
表示部121014は、クライアント側記憶部121010に記憶している都市に関するデータを読み込んで、クライアント101〜103の画面に表示する。
クライアント側送信手段1210110は、各クライアント101〜103の視点の位置や方向、移動速度等、クライアント101〜103に関する情報をサーバ100に送信する手段である。
クライアント側受信手段1210111は、道路や建物等から成る都市に関するデータをサーバ100から受信する手段である。
初期設定取得手段1210130は、視点の移動を開始する地点と視点の高さ、視点の方向、景観を画像で表示する際の画像の形式や解像度等を指定すると、指定した地点の座標、視点の高さ、視点の方向、画像の形式や解像度を初期設定情報として取得する手段である。
視点移動手段1210131は、都市の3次元モデルを表示した仮想空間内で視点を移動させる方向と速度をユーザがキーボードやマウス等で入力すると、次に仮想空間を表示する視点の位置を計算し、視点位置と視点方向、視点移動速度等の視点に関する情報を取得する手段である。
判定手段1210132は、前記視点移動手段1210131から視点の位置や方向、移動速度等、次の視点に関する情報を受け取ると、歩行方向や移動速度が前回の視点に比べて変化したかどうかを判定する手段である。
画像選択手段1210140は、次の視点の位置や方向に対応する画像ファイル名を取得する手段である。
表示手段1210141は、レンダリング画像等の都市に関するデータを読み込み、画面に表示する手段である。
【0027】
次に動作について説明する。
説明のわかりやすさのために、1台のクライアント101がウォークスルーを行う場合について説明する。
まず、データの送受信に関する動作について説明する。
クライアント側通信制御部121011では、インターネット等のネットワーク104を介して、サーバ100と情報の送受信を行う。
クライアント側送信手段1210110では、各クライアント101〜103の視点の位置や方向、視点移動速度等、クライアント101〜103に関する情報をサーバ100に送信する。
クライアント側受信手段1210111では、道路や建物等から成る都市に関するデータをサーバ100から受信する。
サーバ側通信制御部111011では、インターネット等のネットワーク104を介してクライアント101との情報の送受信を行う。
サーバ側受信手段1110111では、クライアント101から視点の位置や方向、視点移動速度等を受信する。
サーバ側送信手段1110110では、受信した情報に基づいて道路や建物等から成る都市に関するデータをクライアント101に送信する。
【0028】
次に、ウォークスルーにおける動作について説明する。
クライアント101において視点移動部121013は、道路や建物等から成る都市を表示した3次元空間内において、視点の移動を行う。
初期設定取得手段1210130では、ユーザがウォークスルーを開始する地点と視点の高さ、視点の方向、景観を画像で表示する際の画像の形式や解像度等を指定すると、指定した地点の座標、視点の高さ、視点の方向、画像の形式や解像度を初期設定情報として取得し、クライアント側送信手段1210110に渡す。
クライアント側送信手段1210110は、受け取った初期設定情報をサーバ100に送信する。
初期設定取得手段1210130において、端末の画面上に表示された2次元地図上で、ユーザが任意の地点をマウス等で指定すると、指定した位置の座標を、ウォークスルーを開始する初期地点の座標として取得する。視点の高さは任意の値を設定することができる。視点の方向は、初期地点と他の1地点とを結ぶ方向ベクトルとして与えることができる。すなわち、ユーザは、初期地点の他に、方向を与えるための1地点を2次元地図上で指定する。
図4に例を示す。
図4は、初期設定取得手段の説明図である。
図4において、初期地点は地点Aである。
図4において、道路1上を道路2に接続する方向にウォークスルーを開始したい場合には、視点の方向を指定する他の1点として、道路1上の任意の地点を指定すればよい。例えば地点Bを指定すると、方向ベクトルABが視点の方向となる。また、上記の方法のほかに、初期地点や方向を直接数値で入力してもよい。
【0029】
サーバ側受信手段1110111では、クライアント側送信手段1210110からネットワーク104を介して送信された初期設定情報を受け取ると、ウォークスルー情報生成手段11101200に渡す。例えば、ウォークスルーの開始地点として指定された図4におけるAの座標(1537,752)と視点の高さ150から視点位置として(1537,752,150)、方向として方向ベクトルAB(1,0,0)、画像の形式としてJPEG、画像の解像度として640×320(単位は画素)を初期設定情報として受け取ると、これをウォークスルー情報生成手段11101200に渡す。なお、初期設定取得手段1210130においては、ウォークスルーをまだ開始していないため、視点移動速度は0となる。
【0030】
予測画像生成部1110120では、クライアント101におけるそれまでの視点の動き方に基づいて今後の視点の動きを予測して、視点の動き方に対応した景観のレンダリング画像を生成する。
ウォークスルー情報生成手段11101200では、サーバ側受信手段1110111から各クライアント101〜103の視点位置や視点移動速度、画像の解像度等を受け取ると、受け取った情報を各クライアント101〜103に対応して管理するためのクライアント設定ファイルを生成し、視点設定手段111012010、画像生成手段11101202に渡す。
上記の例の場合、視点位置(1537,752,150)、方向ベクトルAB(1,0,0)、JPEG形式、解像度640×320画素という初期設定情報を受け取り、これをクライアント設定ファイルに出力する。
このとき、各クライアント101〜103を識別するために、クライアント番号により各クライアント101〜103の情報を管理する。クライアント番号は、クライアント101〜103ごとに固有の番号であり、同一の番号に対するクライアント101〜103は同じクライアント101〜103を表す。
このときのクライアント設定ファイルの例を図5に示す。
【0031】
図5は、クライアント設定ファイルの一例を表す図である。
視点設定手段11012010では、クライアント101〜103のウォークスルーにおける移動方向を予測して視点の位置や方向等、視点に関する情報を視点ファイルに順次設定して出力する。
ウォークスルーの開始時においては、前記ウォークスルー情報生成手段11101200において出力したクライアント設定ファイルを参照して視点の位置や方向、移動速度等を取得する。
ウォークスルー開始後は、前回の視点の位置や方向、移動速度に基づいて次の視点の位置を予測し、視点の位置や方向を設定する。
クライアント101〜103が複数存在する場合には、視点ファイルはクライアント101〜103ごとに出力される。
図6は、視点ファイルの例を示す図である。
図6において、道路始端フラグは、新しい道路のウォークスルーを開始する際にONにするものであり、ウォークスルーにおいて、同じ道路上をウォークスルーしているのか、それとも異なる道路上に移動したのかを管理するためのものである。このウォークスルーの管理は、道路始端フラグのほかに道路終端フラグを用いて行う。道路終端フラグは、今までウォークスルーしてきた道路の終端を視点が超えたときにONにするものであり、後述する道路端判定手段111012011において設定が変更される。
ウォークスルーの開始時では道路終端フラグはOFFに設定されている。
なお、道路始端フラグは、新しい道路のウォークスルーを開始する際にONにするものであるため、視点が必ずしも道路の端の地点にない場合でもONとなる。すなわち、図4に示すように、ウォークスルーを開始する際の初期地点(地点A)が道路の途中にある場合に対しても、道路1上のウォークスルーをこれから開始するという意味でONになるのである。
また、道路始端フラグは、後述する道路端判定手段において道路終端フラグのONが検知されるとOFFにリセットされる。
上記の例の場合、視点設定手段111012010により、視点の位置が(1537,752,150)、方向が(1,0,0)に設定され、道路始端フラグがONに設定されたことになる。
なお、クライアント設定ファイルの参照においては、最新の時刻における内容、すなわち、最後に更新された視点位置や方向、移動速度等を参照する。
また、視点ファイルは、道路端判定手段111012011、歩行方向予測レンダリング手段111012012、画像生成手段11101202において参照される。
【0032】
道路端判定手段111012011では、前記視点設定手段111012010において出力された視点ファイルを受け取ると、道路網を構成するリンクやノードのデータを参照して、受け取った視点の位置がウォークスルーを行った道路の終端を超えたかどうかを判定する。そして、判定内容によって道路終端フラグの設定を変更する。また、変更した視点ファイルを歩行方向予測レンダリング手段111012012に渡す。
道路終端フラグは、視点の位置が道路の終端でない場合にはOFFであり、道路の終端を超えた場合にはONに設定する。この場合、視点ファイルにおいて道路終端フラグをONに設定した後、道路始端フラグと道路終端フラグをともにOFFにリセットする。
【0033】
ここで、ノードとは、一般に、道路の交差点、道路の折曲点(補間点)、メッシュの境界点等を特定するための座標点のことであり、リンクとは、各ノードをつないだ方向付の線分のことである。リンクの始端座標及び終端座標は3次元座標である。
図7は、道路端判定手段における動作説明図である。
今、ウォークスルーの開始時において、視点ファイルは図6のようになっている。
視点の位置(1537,752,150)は、図7において地点Aに対応しているとする。道路始端フラグがONであるので、ある道路上に視点が存在していることがわかる。
視点の位置に最も近いリンク上の点を探索すると、そのリンクに接続しているノードとして、ノードP、ノードQが得られる。視点が存在する地点Aの2次元座標とノードP、ノードQの2次元座標を用いて、方向ベクトルAPと方向ベクトルAQを算出し、視点の方向(1,0,0)の2次元ベクトル(1,0)との内積を計算することにより、視点の向きにあるノードを取得することができる。図5の場合、ノードQが取得される。そこで、ノードQの2次元座標と視点の2次元座標(1537,752)とを比較し、視点が道路の終端を越えたかどうかを判定する。
道路の終端であるノードから視点がどれくらいの距離だけ離れた場合に視点が道路の終端を越えたとみなすのかは、予め決めておけばよい。
このようにすると、初期視点位置である地点AはノードQに達する手前にあるため、道路の終端を越えたとはみなされない。そこで、道路終端フラグの設定を変更せずに、そのままの視点ファイルを歩行方向予測レンダリング手段111012012に渡す。
【0034】
歩行方向予測レンダリング手段111012012では、前記道路端判定手段111012011から視点ファイルを受け取ると、道路終端フラグがOFFの場合には最新の時刻における視点の位置と方向を取得し、その視点の位置と方向から都市の3次元空間を見たときの景観をレンダリングする。
道路終端フラグがONの場合にはレンダリングは行わない。
レンダリングの処理内容は、テクスチャマッピング等であり、世の中一般の処理と同様である。
【0035】
画像生成手段11101202では、クライアント設定ファイルと視点ファイルを参照して、前記歩行方向予測レンダリング手段111012012においてレンダリングした景観を画像ファイルとして出力し、各画像をレンダリングしたときの視点位置や方向と対応付けてサーバ側送信手段1110110に渡す。
また、視点ファイルにおいて視点移動速度が0でなく、かつ道路終端フラグがOFFである場合、すなわち、ある道路上をウォークスルーしているとみなした場合には、視点設定手段111012010に処理を移行する。また、視点移動速度が0である場合、すなわち静止している場合や、視点移動速度が0でなく、かつ道路終端フラグがONである場合、すなわち、ある道路上を歩行してその道路の終端を越えた場合には、サーバ側受信手段1110111が視点位置等の情報をクライアント101から受け取るのを待機する。
上記の例の場合、解像度640×320のJPEG形式の画像ファイルを出力し、サーバ側送信手段1110110に渡し、サーバ側受信手段1110111においてクライアント101からの情報を受け取るのを待つ。
【0036】
上記のようにして、サーバ側送信手段1110110からウォークスルーの初期視点(地点A)におけるレンダリング画像が、レンダリングしたときの視点位置や方向と対応付けられてネットワーク104を介してクライアント101〜103に送信される。
クライアント側受信手段1210111では、レンダリング画像を受け取ると、受信データ管理部121012に渡す。
【0037】
受信データ管理部121012では、前記クライアント側受信手段1210111においてレンダリング画像のデータを受け取ると、クライアント側記憶部121010にこれを渡すとともに、視点の位置や方向、移動速度等に基づいてレンダリング画像のファイルを管理する管理ファイルを出力する。
管理ファイルは、クライアント側受信手段1210111においてサーバ100から新たなレンダリング画像を受信するごとに更新する。管理ファイルは、画像選択手段1210140や表示手段1210141において参照される。
図8は、管理ファイルの一例を示す図である。
上記の例において、図8に視点が地点Aにある場合の管理ファイルの例を示している。
道路番号は、道路毎に付けられた、各道路に固有の番号である。
【0038】
表示部121014では、前記クライアント側記憶部121010に記憶している、都市に関するデータを読み込んで、クライアント101の画面に表示する。
画像選択手段1210140では、前記管理ファイルを参照し、次の視点の位置や方向に対応する画像ファイル名を取得して表示手段1210141に渡す。上記の例の場合、図8で示される管理ファイルが出力されると、ファイル名「w1.jpg」が表示手段1210141に渡される。
【0039】
表示手段1210141では、画像ファイル名「w1.jpg」を取得すると、画像を読み込み、画面に表示する。表示の処理内容は、世の中の一般の処理と同様である。
【0040】
このようにして、クライアント101において、ユーザがウォークスルーを開始する地点や視点の方向、視点の高さ、画像の形式や解像度を指定すると、指定した内容に基づいてウォークスルーを開始する初期地点における景観をレンダリングした画像がサーバ100から送信されて、クライアント101ではこの画像を読み込み、画面に表示する。
【0041】
次に、視点を移動させて、ウォークスルーを開始した後の動作について説明する。
【0042】
クライアント101において視点移動手段1210131では、ユーザがキーボードやマウス等で、都市の3次元モデルを表示した仮想空間内で視点を移動させる方向と視点の移動速度を入力すると、次に仮想空間を表示する視点の位置を計算し、視点位置と視点方向、視点移動速度等の視点に関する情報を取得して判定手段1210132に渡す。
例えば、キーボードのキーを用いて視点を移動させる方向を指定する場合を説明する。移動方向については、数字のキーを用いて、「8」キーが前進、「2」キーが後進、「9」キーが右斜め方向に前進、「7」キーが左斜め方向に前進、「3」キーが右斜め方向に後進、「1」キーが左斜め方向に後進、というように決めておく。また、視点の方向を変えるために、矢印キーを用いて、「左矢印」キーが視点の方向を左方向に変え、「右矢印」キーが視点の方向を右方向に変え、「上矢印」キーが視点の方向を前方向に変え、「下矢印」キーが視点の方向を後ろ方向に変えるものとして定めておく。
また、速度については、「A」キーが低速度、「S」キーが中速度、「D」キーが高速度、というように決めておく。
上記のように視点が地点Aにあるときに前進を行った場合は、前記初期設定取得手段1210130において設定した視点の向きと同じ向きに視点を移動させ、後進の場合は反対の向きに視点を移動させる。前進しながら右斜め方向や左斜め方向に移動する場合には、視点を右方向や左方向に回転させる角度を任意の値で予め決めておき、その角度だけ視点を回転させながら斜め方向に視点を移動させる。
また、速度に応じて視点を移動させる座標量を予め決めておく。高速度の場合は、低速度の場合に比べて一度に視点を移動させる座標量を大きくする。
このようにして、視点移動速度と視点の方向に基づいて、次に仮想空間を表示する視点の位置を計算する。
今、図4において地点Aからウォークスルーを開始したとする。ユーザが「A」キーを押しながら「8」キーを押すと、低速度で前進することになる。
【0043】
判定手段1210132では、前記視点移動手段1210131から視点の位置や方向、移動速度等の視点に関する情報を受け取ると、歩行方向と移動速度の判定を行う。
視点に関する情報は、画像選択手段1210140やクライアント側送信手段1210110に渡す。
まず、歩行方向の判定について説明する。
歩行方向の判定においては、前記視点移動手段1210131において前回に取得した視点(以下、前回の視点とよぶ)の方向と、次の視点として取得した視点(以下、次の視点とよぶ)の方向を比較し、視点の方向が変化したかどうかを判定する。
前回の視点と次の視点の方向が同じ場合には、次の視点に関する情報(位置や方向、移動速度等)を画像選択手段1210140に渡す。
前回の視点と次の視点の方向が異なる場合には、次の視点に関する情報を、画像選択手段1210140及びクライアント側送信手段1210110に渡す。クライアント側送信手段1210110では、次の視点に関する情報を受け取るとサーバ100に送信する。
【0044】
次に、移動速度の判定について説明する。
移動速度の判定においては、前回の視点の移動速度と、次の視点の移動速度が変化したかどうかを判定する。前回の視点の移動速度と次の視点の移動速度が同じである場合には、次の視点に関する情報(位置や方向、移動速度等)を画像選択手段1210140に渡す。
また、前回の視点の移動速度と次の視点の移動速度が異なる場合には、次の視点に関する情報を画像選択手段1210140及びクライアント側送信手段1210110に渡す。
クライアント側送信手段1210110は、次の視点に関する情報を受け取るとサーバ100に送信する。
【0045】
上述の例の場合、ユーザが「A」キーを押しながら「8」キーを押して、ウォークスルーの開始地点Aから道路1上を低速度で前進すると、移動速度が0から低速度に変化する。そこで、判定手段では、次の視点の位置(1587,752,150)、方向(1,0,0)、低速度という、次の視点に関する情報をクライアント側送信手段1210110に渡す。
クライアント側送信手段1210110は、受け取った情報をサーバ100に送信する。サーバ100では、サーバ側受信手段1110111により、これを受信し、ウォークスルー情報生成手段11101200に渡す。
【0046】
ウォークスルー情報生成手段11101200では、前記サーバ側受信手段1110111から受け取った情報をクライアント設定ファイルに追記して更新し、視点設定手段111012010に渡す。
このときのクライアント設定ファイルの例を図9に示す。
図9は、クライアント設定ファイルの一例を示す図である。
画像ファイルの形式や画像の解像度は、ウォークスルーの開始時に指定された内容がウォークスルーの終了まで維持される。
【0047】
視点設定手段111012010では、前記ウォークスルー情報生成手段11101200において更新されたクライアント設定ファイルを参照して次の視点の位置(1587,752,150)や方向(1,0,0)等を視点ファイルに出力する。
このとき出力した視点ファイルを図10に示す。
図10は、視点ファイルを示す図である。
図10における視点ファイルを道路端判定手段111012011に渡す。
【0048】
道路端判定手段111012011では、視点ファイルを受け取ると、次の視点の位置(1587,752,150)と方向(1,0,0)を取得して、サーバ側記憶部111010に記憶してある道路網のリンクやノードのデータを参照して、視点の位置がウォークスルーを行った道路の終端を越えたかどうかを判定する。
図11は、道路端判定手段の説明図である。
図11において、視点の位置(1587,752,150)に対応する地点が地点Cであるとすると、ウォークスルーの開始時における上述の例と同様にして、地点Cが道路の終端、すなわちノードQを越えたかどうかを調べることができる。この結果、地点Cは道路の終端を越えていないため、道路終端フラグはOFFのままにしておく。
視点ファイルは、歩行方向予測レンダリング手段111012012に渡す。
【0049】
歩行方向予測レンダリング手段111012012では、視点ファイルを参照すると、道路終端フラグがOFFであるので、地点Cから見た景観をレンダリングし、画像生成手段11101202に渡す。
【0050】
画像生成手段11101202では、図9で示されるクライアント設定ファイルと図10で示される視点ファイルを参照して、前記歩行方向予測レンダリング手段111012012においてレンダリングした、地点Cから見た景観を解像度640×320のJPEG形式でファイル「s1.jpg」に出力する。
出力した画像ファイルは、サーバ側送信手段1110110からネットワーク104を介してクライアント側受信手段1210111に渡される。
ここで、視点ファイルにおいて、視点移動速度が0ではなく、かつ道路終端フラグがOFFであるので、サーバ100における処理は、視点設定手段111012010に移行する。
【0051】
図15は、管理ファイルを示す図である。
一方、クライアントの受信データ管理部121012では、クライアント側受信手段1210111が地点Cから見たレンダリング画像である「s1.jpg」を受け取ると、管理ファイルを更新する。その結果、管理ファイルは図15のようになる。
また、受信したレンダリング画像「s1.jpg」のデータは、クライアント側記憶部121010に記憶される。
【0052】
画像選択手段1210140では、前記判定手段1210132から位置や方向等の次の視点に関する情報を受け取ると、管理ファイルを参照して、次の視点に対応する画像ファイル名を取得し、表示手段1210141に渡す。
このようにして、表示手段1210141では地点Cにおける景観をクライアント101の画面に表示する。
【0053】
一方、上記のように、画像生成手段11101202では、レンダリング画像のファイルを出力するとともに、視点ファイルにおいて最新の時刻における視点移動速度が0でなく、かつ道路終端フラグがOFFである場合には、視点設定手段111012010に処理を移行する。
すなわち、視点ファイルにおける最新の時刻の視点情報(移動速度や方向)に基づいてウォークスルーを続けるものと判断して、前記視点設定手段111012010へ移行し、前記道路端判定手段111012011、歩行方向予測レンダリング手段111012012、画像生成手段11101202の各処理を繰り返していく。この手順を以下に説明する。
【0054】
画像生成手段11101202において、地点Cのレンダリング画像を生成した段階で、視点ファイルは図10のようになっている。すなわち、視点移動速度が0でなく、かつ道路終端フラグがOFFであるので、視点設定手段111012010に処理が移行する。
【0055】
図12は、視点設定手段の説明図である。
図13は、視点ファイルを示す図である。
視点設定手段111012010では、視点ファイルを参照すると、図12において地点Cから低速度50で前進した地点Dの位置、すなわち(1637,752,150)に視点を設定し、視点ファイルを更新する。このときの視点ファイルは図13のようになる。
【0056】
道路端判定手段111012011では、図13で示される視点ファイルを受け取ると、地点Dが道路の終端を越えたかどうかを判定する。この結果、上記と同様の方法により、道路の終端を超えていないことが分り、視点が地点Cにあった場合と同様に、道路終端フラグをOFFのままとして、視点ファイルを歩行方向予測レンダリング手段に渡す。
【0057】
歩行方向予測レンダリング手段111012012では、視点ファイルを受け取ると、道路終端フラグがOFFであるので、地点Dから見た景観をレンダリングし、画像生成手段11101202に渡す。
【0058】
画像生成手段11101202では、上記と同様にして地点Dから見た景観をファイル「s2.jpg」に出力し、サーバ側送信手段1110110に渡す。また、図13で示されるように、このときの視点ファイルにおいて、視点移動速度が0でなく、かつ道路終端フラグがOFFであるので、視点設定ファイルに処理が移行する。
【0059】
このようにして、視点ファイルにおいて道路終端フラグがONになるまで、すなわち視点設定手段111012010において設定される視点の位置が道路の終端を越えるまで、視点を移動しながらレンダリング画像を生成していく。
図14は、画像生成手段の説明図である。
視点を移動しながらレンダリング画像を生成していく結果、図14において地点E〜地点Lに至る各々の地点(地点E、地点F、地点G、地点H、地点I、地点J、地点K、地点L)から見た景観のレンダリング画像が生成される。
【0060】
地点Lに対応する画像を生成した後、同様にして前記視点設定手段において地点Mの位置に視点が設定されたとする。このとき、道路端判定手段において地点Mの位置と道路の終端、すなわちノードQの位置とを比較すると、地点MがノードQを越えた位置(ウォークスルーにおいて前進した位置)にあることが分る。そこで、道路の終端を越えたとみなし、視点ファイルにおいて道路終端フラグをONにする。
その後、道路始端フラグと道路終端フラグをともにOFFにリセットする。
【0061】
歩行方向予測レンダリング手段111012012では、視点ファイルを受け取ると、道路終端フラグがONであるので、地点Mから見た景観のレンダリングは行わない。
【0062】
このようにして、図14においてクライアントが地点Aをウォークスルーの初期地点として地点Aから地点Cにウォークスルーを開始すると、地点Dから地点Lまでを地点Cにおける速度と同じ速度で進むと予測し、各地点に対して視点設定手段111012010、道路端判定手段111012011、歩行方向予測レンダリング手段111012012、画像生成手段11101202の一連の処理を繰り返して、出力した各地点におけるレンダリング画像を視点の位置や方向と対応付けてクライアント101〜103に順次送信する。
すなわち、地点Dから地点Lに至る各地点に対応する画像ファイル「s2.jpg」〜「s10.jpg」がサーバ100からクライアント101に送信される。
【0063】
図16は、管理ファイルを示す図である。
クライアント101〜103では、これらの画像を順次受信すると、前記受信データ管理部121012において、受信した画像に関する情報を管理ファイルに追記して、管理ファイルを更新する。
「s2.jpg」〜「s10.jpg」の画像ファイルを受信した結果、管理ファイルは図16のようになる。
また、これらの画像ファイルのデータはクライアント側記憶部121010に記憶される。
【0064】
サーバ100が地点Dから地点Lに至るまでの各地点に対応する画像を生成してクライアント101に送信している一方で、クライアント101の前記視点移動手段1210131においてユーザが地点Cを通過した後も「A」キーを押しながら「8」キーを押し続けたとすると、道路1上を低速度で前進し続ける。
このとき、視点位置や方向、移動速度等の視点に関する情報は、随時判定手段1210132に渡される。
【0065】
判定手段1210132では、視点に関する情報を視点が移動する毎に前記視点移動手段1210131から受け取ると、歩行方向や移動速度の判定を行う。上記の場合、低速度で前進し続けているので、次の視点に関する情報(位置や方向、移動速度等)が画像選択手段1210140に渡される。
【0066】
画像選択手段1210140では、次の視点の位置や方向を受け取ると、管理ファイルを参照し、次の視点の位置や方向に対応する画像ファイル名を取得して表示手段1210141に渡す。
管理ファイルが図16で示されるように、サーバ100から地点Dから地点Lに至るまでの各地点に対応する画像を受信済みであるとき、例えば視点が地点Gにあるとする。管理ファイルより、この位置に対応する画像ファイルは「s5.jpg」であるので、これを取得して表示手段1210141に渡す。
【0067】
表示手段1210141では、「s5.jpg」を読み込んで画面に表示する。
【0068】
また、道路1上をウォークスルーしている途中で、視点移動手段1210131において例えば視点の移動速度を低速度から高速度に変化させたとする。
すると、視点位置と視点方向、視点移動速度等の次の視点に関する情報が判定手段1210132に渡される。
【0069】
判定手段1210132では、次の視点に関する情報を受け取ると、前回の視点の移動速度と次の視点の移動速度が異なるので、次の視点に関する情報を画像選択手段1210140及びクライアント側送信手段1210110に渡す。
クライアント側送信手段1210110が次の視点に関する情報をサーバ100に送信すると、サーバ100ではこれを受信し、ウォークスルー情報生成手段11101200に渡す。
以降の処理は上記の例と同様であり、新たな視点移動速度(高速度)で道路1上を前進するものとして視点設定手段111012010、道路端判定手段111012011、歩行方向予測レンダリング手段111012012、画像生成手段11101202の一連の処理を繰り返す。生成した画像は順次クライアント101に送信し、クライアント101では管理ファイルを更新することにより、ウォークスルーの各時刻における視点の状況(位置や方向、移動速度等)に応じた景観の画像を画面に表示することができる。
道路1上を道路2の方向に向かってウォークスルーしている最中に、後ろ向き、すなわち道路3の方向に視点の向きを変えた場合も同様である。
【0070】
このようにして、クライアント101においてウォークスルーを開始すると、サーバ100では、視点の位置や方向、移動速度に基づいてウォークスルーにおける移動方向を予測し、次の視点の位置や方向を順次設定して、レンダリング画像を出力する。
出力したレンダリング画像は視点の位置や方向と対応付けてクライアント101に送信される。クライアント101では、視点の位置や方向、移動速度等をレンダリング画像と対応付ける管理ファイルを生成し、この管理ファイルに基づいてレンダリング画像を管理する。そして、クライアント101が視点を移動させたときには、その視点の位置に対応したレンダリング画像のファイルがどれであるかを管理ファイルを参照して取得し、クライアント側記憶部121010に記憶してあるレンダリング画像の中から該当する画像ファイルを選択して読み込んで、画面に表示する。
【0071】
実施の形態1は、1台のクライアント101を使用した実施の形態であるが、複数のクライアント101〜103を使用してもよい。その場合、ウォークスルー情報生成手段11101200において出力するクライアント設定ファイルにおいて、各クライアント101〜103から受信した、視点位置、移動速度、画像ファイルの形式等の情報は、クライアント番号によって識別される。視点設定手段111012010、道路端判定手段111012011、歩行方向予測レンダリング手段111012012、画像生成手段の各手段11101202は、クライアント設定ファイルに設定した内容に基づいて、クライアント101〜103ごとに繰り返し処理が行われる。
なお、視点設定手段111012010において出力する視点ファイルは、クライアント101〜103ごとに出力する。
【0072】
実施の形態1では、道路端判定手段111012011において視点が道路の終端を越えたかどうかを判定する際に道路網のリンクやノードのデータを参照しているが、他の方法を用いて視点が道路の終端を越えたかどうかを判定してもよい。例えば、視点から鉛直方向に下ろした地点と道路のポリゴンとで衝突判定を行う等の方法を用いてもよい。
【0073】
以上のように、LANやインターネット等のネットワーク104を介して接続されたサーバ100とクライアント101を有する伝送システムにおいて、
前記サーバ100は、
道路、建物等の都市を構成するオブジェクトに対する、位置や形状である3次元空間データや3次元空間データを立体的に表示したときの模様であるテクスチャデータ等を記憶するサーバ側記憶部111010と、
ネットワーク104を介してクライアント101と画像データ等の情報の送受信を行うサーバ側通信制御部111011と、
都市の景観をレンダリングした画像等の、都市の景観に関するデータを生成する送信データ生成部111012と
を備え、
前記クライアント101は、
ネットワーク104を介してサーバ100と視点の位置や方向等の情報の送受信を行うクライアント側通信制御部121011と、
サーバ100から受信した都市の景観に関するデータを位置や方向等の視点に関する情報に基づいて管理する受信データ管理部121012と、
サーバ100から受信した都市の景観に関するデータ等を記憶するクライアント側記憶部121010と、
ユーザがマウスやキーボード等を用いて、都市の景観を表示した3次元空間内において視点の移動を行う視点移動部121013と、
サーバ100から受信した都市の景観に関するデータを読み込んで、クライアント101の画面に表示する表示部121014と
を備える伝送システムである。
【0074】
以上のように、LANやインターネット等のネットワーク104を介して接続されたサーバ100とクライアント101を有する伝送システムは、サーバ100の機能として、前記送信データ生成部111012において、クライアント101におけるそれまでの視点の動き方に基づいて今後の視点の動きを予測して、視点の動き方に対応した景観のレンダリング画像を生成する予測画像生成部1110120を備える伝送システムである。
【0075】
以上のように、LANやインターネット等のネットワーク104を介して接続されたサーバ100とクライアント101を有する伝送システムは、サーバ100の機能として、
前記予測画像生成部1110120において、
クライアント101の視点移動における視点位置や視点移動速度等に基づいて、各クライアント101〜103の視点の移動に関する情報を管理するウォークスルー情報生成手段11101200と、
クライアント101が都市を表示した仮想空間内で道路上を歩行するウォークスルーを行う際の歩行方向を予測して、クライアント101から視点に関する情報を受信する前に、ウォークスルーにおける景観をレンダリングする歩行方向予測部11101201と、
レンダリングした景観をファイルに出力し、各画像をレンダリングしたときの視点位置や方向と対応付けて前記サーバ側送信手段1110110に渡す画像生成手段11101202とを備える伝送システムである。
【0076】
以上のように、LANやインターネット等のネットワーク104を介して接続されたサーバ100とクライアント101を有する伝送システムは、サーバ100の機能として、
前記歩行方向予測部11101201において、
クライアント101のウォークスルーにおける移動方向を予測して視点の位置や方向等、視点に関する情報を順次設定して出力する視点設定手段111012010と、
現在の視点の位置がウォークスルーを行った道路の終端を越えたかどうかを判定する道路端判定手段111012011と、
視点と道路の位置関係によりレンダリングを行うかどうかを判定し、視点が道路の終端を越えていない場合には、現在設定してある視点の位置と方向から都市の3次元空間を見たときの景観をレンダリングする歩行方向予測レンダリング手段111012012とを備える伝送システムである。
【0077】
以上のように、LANやインターネット等のネットワーク104を介して接続されたサーバ100とクライアント101を有する伝送システムは、クライアント101の機能として、
前記視点移動部121013において、
視点の移動を開始する地点の位置、視点の高さ、視点の方向、景観を画像で表示する際の画像の形式や解像度等を指定すると、指定した地点の座標、視点の高さ、視点の方向、画像の形式や解像度等、視点の移動に関する初期情報を初期設定情報として取得する初期設定取得手段1210130と、
都市の3次元モデルを表示した仮想空間内で視点を移動させる方向や速度をユーザがキーボードやマウス等で入力すると、次に仮想空間を表示する視点の位置を計算し、視点位置や視点方向、視点移動速度等の視点に関する情報を取得する視点移動手段1210131と、
歩行方向や移動速度が前回の視点に比べて変化したかどうかを判定する判定手段1210132とを備えること伝送システムである。
【0078】
以上のように、LANやインターネット等のネットワーク104を介して接続されたサーバ100とクライアント101を有する伝送システムは、クライアント101の機能として、
前記表示部121014において、
クライアント101が都市の3次元モデルを表示した仮想空間内で視点を移動する際の、次の視点の位置や方向に対応する画像をサーバ100から受信した画像の中から選択して取得する画像選択手段1210140と、
都市の景観に関するデータを読み込み、画面に表示する表示手段1210141とを備える伝送システムである。
【0079】
以上のように、LANやインターネット等のネットワーク104を介して接続されたサーバ100とクライアント101を有する伝送システムにおいて、
前記サーバ100は、
道路、建物等の都市を構成するオブジェクトに対する、位置や形状である3次元空間データや3次元空間データを立体的に表示したときの模様であるテクスチャデータ等を記憶するサーバ側記憶部111010と、
ネットワーク104を介してクライアント101と画像データ等の情報の送受信を行うサーバ側通信制御部111011と、
都市の景観をレンダリングした画像等の、都市の景観に関するデータを生成する送信データ生成部111012とを備える伝送システムである。
【0080】
以上のように、LANやインターネット等のネットワーク104を介して接続されたサーバ100とクライアント101を有する伝送システムにおいて、
前記クライアント101は、
ネットワーク104を介してサーバ100と視点の位置や方向等の情報の送受信を行うクライアント側通信制御部と121011と、
サーバ100から受信した都市の景観に関するデータを位置や方向等の視点に関する情報に基づいて管理する受信データ管理部12012と、
サーバ100から受信した都市の景観に関するデータ等を記憶するクライアント側記憶部121010と、
ユーザがマウスやキーボード等を用いて、都市の景観を表示した3次元空間内において視点の移動を行う視点移動部121013と、
サーバ100から受信した都市の景観に関するデータを読み込んで、クライアント101の画面に表示する表示部121014とを備える伝送システムである。
【0081】
以上のように、この実施の形態1の伝送システムでは、クライアント101が視点を移動させながらウォークスルーを行う場合に、クライアント101が視点移動を行う毎に取得する視点位置をサーバ100が受信する前に、サーバ100では、それまでの視点の動き方に基づいてウォークスルーの方向を予測し、その移動方向に対応する景観の画像を順次生成してクライアント101に送信するので、クライアント101では、視点の移動にともなって現在の視点に対応する景観の画像を既に受信した画像の中から選択して直ちに表示することができる。そのため、景観を表示しながら高速に視点を移動させることができる。
【0082】
実施の形態2.
実施の形態1は、クライアント101がウォークスルーを行う場合に、サーバ100がウォークスルーの歩行方向を予測してウォークスルーの画像を順次送信する実施の形態であるが、実施の形態2は、クライアント101が上空から都市を眺めながら視点を移動する場合に、サーバ100が視点の移動方向を予測して鳥瞰画像を順次送信する実施の形態である。
【0083】
システム全体の構成図は、実施の形態1と同様であり、図1で示される。
図17は、実施の形態2におけるサーバの機能手段の構成を示すブロック図である。サーバ側通信制御部111011、サーバ側記憶部111010の各処理内容は実施の形態1と同様である。
図17において、2110121は、送信画像管理部、21101201は、移動方向予測部、21101200は、メッシュ分割手段、211012010は、視点メッシュ取得手段、211012011は、周囲メッシュ取得手段、211012012は、移動方向予測レンダリング手段である。
送信画像管理部2110121は、クライアント101に送信した画像データを、そのデータが関連する空間内の位置に基づいて管理する手段である。
移動方向予測部21101201は、クライアント101が上空から都市を眺めながら視点を移動する方向を予測して、クライアント101から視点に関する情報を受信する前にクライアント101の視点の移動に伴った景観をレンダリングする。
メッシュ分割手段21101200は、クライアント101から視点の高度を受け取ると、道路や建物等の都市の3次元モデルを管理する2次元のメッシュの大きさを視点の高度に基づいて決定し、決定したメッシュの大きさに基づいて2次元領域をメッシュに分割してオブジェクトの3次元モデルをメッシュに分類する手段である。
視点メッシュ取得手段211012010は、クライアント101から視点の座標を受け取ると、前記メッシュ分割手段21101200において分割したメッシュの中で視点が存在するメッシュの位置を取得して、視点位置ファイルに出力する手段である。
周囲メッシュ取得手段211012011は、現在の視点が存在するメッシュの周囲にあるメッシュを取得する手段である。
移動方向予測レンダリング手段211012012は、視点の存在するメッシュ及びその周囲に存在する各メッシュに含まれている道路や建物等の3次元モデルを上空から見たときの景観をメッシュ毎にレンダリングする手段である。
【0084】
図18は、実施の形態2におけるクライアントの機能手段の構成を示すブロック図である。
図18において、2210130は、視点情報判定手段である。
クライアント側通信制御部121011、受信データ管理部121012、クライアント側記憶部121010、表示部121014における各機能手段の処理内容は、実施の形態1と同様である。
視点情報判定手段2210130は、前記視点移動手段1210131において取得した次の視点に関する情報を受け取ると、次の視点が前回の視点と同じメッシュ内にあるかどうかという、メッシュに関する判定と、次の視点高度が前回の視点高度と比べて変化したかどうかという、視点高度に関する判定を行う手段である。
【0085】
次に動作について説明する。まず、上空で視点を移動させる際に高度を一定に保ちながら移動する場合について説明する。
図19は、視点情報判定手段の説明図である。
今、クライアントの初期設定取得手段において、図19における地点P(高度はHとする)の位置に視点の初期位置が設定されたとする。すると、クライアント側送信手段1210110によって、地点Pにおける視点の座標がネットワーク104を介してサーバ100に送信される。
【0086】
サーバ側受信手段1110111では、地点Pにおける視点の座標を受け取ると、メッシュ分割手段21101200、視点メッシュ取得手段211012010に渡す。
メッシュ分割手段21101200では、サーバ側受信手段1110111から地点Pにおける視点の座標を受け取ると、受け取った視点高度に基づいて道路や建物等の都市の3次元モデルを管理するメッシュの大きさを決定し、その内容をメッシュ分割ファイルに出力し、また、決定したメッシュの大きさに基づいて2次元領域をメッシュに分割してオブジェクトの3次元モデルをメッシュに分類し、オブジェクトがどのメッシュに分類されているのかをオブジェクト分類ファイルとして出力する。
メッシュ分割ファイルは、視点メッシュ取得手段211012010、周囲メッシュ取得手段211012011、移動方向予測レンダリング211012012手段において参照される。
オブジェクト分類ファイルは、移動方向予測レンダリング手段211012012において参照される。
図20は、メッシュを示す図である。
図21は、メッシュ分割ファイルの一例を示す図である。
視点高度が高い場合には1メッシュの大きさを大きくして広範囲の2次元領域が見えるようにし、視点高度が低い場合には1メッシュの大きさを小さくして狭い範囲の2次元領域が見えるようにして、メッシュの大きさを決定する。視点高度がどのくらいの高度のときにどのくらいの大きさのメッシュにするのかは、任意に設定することができる。
この結果、図20に示すようなメッシュが設定されたとする。
このときのメッシュ分割ファイルの例を図21に示される。
クライアント番号は、各クライアント101〜103を識別するためのものであり、クライアント101〜103毎に固有の番号である。
メッシュ分割番号は、メッシュ分割のパターンを識別するためのものであり、この番号により、どのような大きさ(分割数)でメッシュを分割したかが分るようになる。すなわち、分割したメッシュの大きさ(分割数)が異なる場合は異なるメッシュ分割のパターンとみなされる。
メッシュ左上座標、メッシュ右下座標は、各々図20に示すように、メッシュ分割を行った領域全体における左上と右下の地点の座標である。
【0087】
またメッシュ分割手段21101200では、メッシュの大きさを決定した後、建物等のオブジェクトの3次元モデルをその配置位置にしたがってメッシュに分類する。
例えば、図20において建物Aはメッシュ23に分類される。
建物等のオブジェクトをメッシュに分類する方法としては、建物の重心を基準として分類する方法や、建物の外接矩形領域を基準として分類する方法等、任意の方法を用いてよい。建物1軒を一つのメッシュに分類するか、複数のメッシュに分類するかは、コンピュータの性能等により任意に決めてよい。
図22は、オブジェクト分類ファイルの例を示す図である。
図22におけるオブジェクト番号は、各オブジェクトを識別するための番号であり、オブジェクトごとに固有の番号が付けられている。この番号はオブジェクトの3次元モデルと対応しており、オブジェクト番号により、そのオブジェクトの3次元モデルが取得できるものとする。
【0088】
図23は、視点メッシュファイルである。
視点メッシュ取得手段211012010では、サーバ側受信手段1110111から視点の座標を受け取り、メッシュ分割手段21101200において出力したメッシュ分割ファイルを参照すると、視点が存在するメッシュの位置を取得して、視点メッシュファイルに出力する。視点メッシュファイルは周囲メッシュ取得手段211012011、移動方向予測レンダリング手段211012012において参照される。
前記メッシュ分割手段21101200において分割された個々のメッシュは、縦方向、横方向の升目の位置に基づいて付けられたメッシュ番号により、識別できる。
すなわち、図20に示すように、左上を基準としてM行N列の位置に相当するメッシュのメッシュ番号はMNとなる。以下、メッシュ番号がMNであるメッシュを、単に「メッシュMN」とよぶことにする。
地点Pはメッシュ68内に存在するので、このときの視点メッシュファイルは図23のようになる(位置(863,320,30)は、地点Pにおける視点の座標であるとする)。
【0089】
図24は、メッシュを示す図である。
周囲メッシュ取得手段211012011では、前記メッシュ分割手段21101200において出力したメッシュ分割ファイル、及び前記視点メッシュ取得手段211012010において出力した視点メッシュファイルを参照して、現在の視点が存在するメッシュの周囲にあるメッシュを取得する手段である。
取得するメッシュは、例えば現在の視点が存在するメッシュに隣接する、周囲の8メッシュであるとする。現在の地点が地点Pである場合は、図24に示すようにメッシュ57、メッシュ58、メッシュ59、メッシュ67、メッシュ69、メッシュ77、メッシュ78、メッシュ79の8個のメッシュのメッシュ番号を取得する。取得したメッシュ番号は移動方向予測レンダリング手段211012012に渡す。
【0090】
移動方向予測レンダリング手段211012012では、前記周囲メッシュ取得手段211012011において取得したメッシュ番号を受け取ると、前記視点メッシュ取得手段211012010において出力した視点メッシュファイル、前記メッシュ分割手段21101200において出力したメッシュ分割ファイル、オブジェクト分類ファイル、後述する送信画像管理部2110121において出力した送信画像管理ファイルを参照して、メッシュに含まれている道路や建物等の3次元モデルを上空から見たときの景観をメッシュ毎にレンダリングする。
なお、初期状態(送信画像がない場合)では、送信画像管理ファイルは初期化されているとする。
上記の例の場合、サーバ側記憶部111010に記憶してある、オブジェクトの3次元モデル(道路や建物等)のうち、メッシュ57、メッシュ58、メッシュ59、メッシュ67、メッシュ68、メッシュ69、メッシュ77、メッシュ78、メッシュ79の各々のメッシュに対して、各々のメッシュに存在するオブジェクトを視点高度30mから見たときの景観をメッシュ毎にレンダリングする。
レンダリングの処理内容は、世間一般の処理と同様である。
【0091】
画像生成手段11101202では、前記周囲メッシュ取得手段211012011においてレンダリングした景観を画像ファイルに出力する。
上記の例の場合、メッシュ57、メッシュ58、メッシュ59、メッシュ67、メッシュ68、メッシュ69、メッシュ77、メッシュ78、メッシュ79の9個のメッシュの各々に対応する画像を出力する。
出力した画像ファイルは、メッシュの位置と対応付けてサーバ側送信手段1110110からネットワーク104を介してクライアント101に送信する。
画像ファイルとメッシュの位置との対応付けは、例えば、各画像に対応するメッシュ番号と、前記メッシュ分割手段21101200において出力したメッシュ分割ファイルに記述してある、メッシュ分割番号、メッシュの左上座標、メッシュの右下座標、縦方向のメッシュ数、横方向のメッシュ数等の、メッシュ分割に対する基本的な情報とから対応付けることができる。
なお、このとき、同一のメッシュ分割(すなわち、メッシュ分割番号が等しい場合)において複数の画像を送信する場合には、メッシュ分割ファイルに記述してある内容は一度だけ送信し、他の画像ファイルを送信する場合にはメッシュ分割番号とメッシュ番号のみを画像ファイルと対応付けて送信することができる(メッシュの左上・右上座標や縦方向・横方向のメッシュ数等、メッシュ分割に対する基本的な情報がメッシュ分割番号と対応して一度クライアント101に送信されると、後は、メッシュ番号からメッシュの位置を特定できるようになるからである)。
すなわち、上記の例の場合、メッシュ57、メッシュ58、メッシュ59、メッシュ67、メッシュ68、メッシュ69、メッシュ77、メッシュ78、メッシュ79の9個のメッシュに対応する画像ファイル9個を送信することになるが、メッシュ57を初めに送信する場合には、メッシュ57の画像ファイルにメッシュ番号57とメッシュ分割ファイルに記述してある、メッシュ分割に対する基本的な情報(メッシュ分割番号、メッシュの左上座標、メッシュの右下座標、縦方向のメッシュ数、横方向のメッシュ数)を対応付けて送信しておくと、メッシュ58以降の画像ファイルには、メッシュ番号とメッシュ分割番号のみを対応付けて送信すればよい。
【0092】
送信画像管理部2110121では、クライアント101に送信した画像をメッシュの位置に基づいて管理した、送信画像管理ファイルを出力する。
図25は、送信画像管理ファイルの例を示す図である。
送信画像管理ファイルは、移動方向予測レンダリング手段211012012において参照される。
【0093】
一方クライアント101では、メッシュ57、メッシュ58、メッシュ59、メッシュ67、メッシュ68、メッシュ69、メッシュ77、メッシュ78、メッシュ79の各々のメッシュに対応する画像をメッシュの位置と対応付けて受信すると、受信データ管理部12012において、これらの画像をメッシュの位置に基づいて管理した管理ファイルを出力する。
図26は、管理ファイルの例を示す図である。
【0094】
画像選択手段1210140では、視点に関する情報を受け取ると管理ファイルを参照し、メッシュ分割番号、メッシュの左上座標、メッシュの右下座標、縦方向のメッシュ数、横方向のメッシュ数、メッシュ番号等を用いて視点が存在するメッシュを確定し、そのメッシュに対応する画像ファイル名を取得して表示手段1210141に渡す。上記の例の場合、地点Pに対応する画像として、メッシュ68を上空から見た景観をレンダリングした画像ファイル名を取得して表示手段1210141に渡す。
【0095】
表示手段1210141では、メッシュ68を上空から見た景観をレンダリングした画像ファイルを読み込み、メッシュ内における視点の位置や高度に基づいて画面に表示する。
【0096】
図27は、メッシュを示す図である。
一方、上記のようにしてサーバ100が現在の視点位置が存在するメッシュの周囲の8メッシュに対して景観のレンダリングを行い、画像を生成している間に、クライアント101においては視点移動手段1210131において視点の移動を行っている。
例えば、次の時刻において視点が図27に示す地点Qに移動したとする。
すると、視点移動手段は地点Qにおける視点の情報(座標等)を視点情報判定手段2210130に渡す。
【0097】
視点情報判定手段2210130では、前記視点移動手段1210131において取得した次の視点に関する情報を受け取ると、次の視点が前回の視点と同じメッシュ内にあるかどうかという、メッシュに関する判定と、次の視点高度が前回の視点高度と比べて変化したかどうかという、視点高度に関する判定を行う。メッシュの左上及び右下座標や縦方向及び横方向のメッシュ数等、メッシュに関する基本的な情報は、管理ファイルを参照することにより得ることができる。次の視点が前回の視点と異なるメッシュに移動した場合には、次の視点に関する情報を画像選択手段1210140に渡すとともに、次の視点に関する情報をクライアント側送信手段1210110からサーバ100に送信する。
また、次の視点高度が前回の視点高度と比べて変化した場合には、次の視点に関する情報を画像選択手段1210140に渡すとともに、クライアント側送信手段1210110からサーバ100に送信する。上記の例の場合、初めに述べたように視点高度は一定であり、次の視点位置である地点Qは前回の視点位置である地点Pとは異なるメッシュに存在するため、次の視点位置を画像選択手段1210140、クライアント側送信手段1210110に渡す。クライアント側送信手段1210110は、視点位置を受け取るとサーバ100に送信する。
次の視点が前回の視点と同じメッシュに存在する場合や、次の視点高度が前回の視点高度と比べて変化していない場合には、次の視点に関する情報を画像選択手段1210140に渡す。
【0098】
サーバ100では、サーバ側受信手段1110111が次の視点位置として地点Qにおける視点の座標を受け取ると、視点メッシュ取得手段211012010において視点が存在するメッシュ67を取得して、視点メッシュファイルに追記して出力する。
【0099】
周囲メッシュ取得手段211012011では、前記メッシュ分割手段21101200において出力したメッシュ分割ファイル、及び前記視点メッシュ取得手段211012010において出力した視点メッシュファイルを参照して、現在の視点が存在するメッシュ67の周囲にあるメッシュを取得する。
この場合も、視点が存在するメッシュに隣接する、周囲の8メッシュを取得するものとすると、メッシュ56、メッシュ57、メッシュ58、メッシュ66、メッシュ68、メッシュ76、メッシュ77、メッシュ78の8個のメッシュのメッシュ番号を取得する。
【0100】
移動方向予測レンダリング手段211012012では、周囲のメッシュとしてメッシュ56、メッシュ57、メッシュ58、メッシュ66、メッシュ68、メッシュ76、メッシュ77、メッシュ78を前記周囲メッシュ取得手段211012011から受け取ると、前記視点メッシュ取得手段211012010において出力した視点メッシュファイル、前記メッシュ分割手段21101200において出力したメッシュ分割ファイル、オブジェクト分類ファイル、前記送信画像管理部2110121において出力した送信画像管理ファイルを参照して、メッシュに含まれている道路や建物等の3次元モデルを上空から見たときの景観をメッシュ毎にレンダリングする。
なお、送信画像管理ファイルに基づいて、周囲のメッシュとして取得したメッシュの中で既に画像を送信しているメッシュがある場合には、そのメッシュに関するレンダリングは行わない。ここでは、メッシュ57、メッシュ58、メッシュ67、メッシュ68、メッシュ77、メッシュ78に対応する画像は、地点P(メッシュ68)に対する周囲のメッシュとしてレンダリング画像を生成・送信済みであるため、メッシュ56、メッシュ66、メッシュ76に対して各々を上空から見たときの景観をメッシュ毎にレンダリングする。
【0101】
画像生成手段11101202では、メッシュ56、メッシュ66、メッシュ76の各々に対応する画像を出力し、メッシュの位置と対応付けてサーバ側送信手段1110110からネットワーク104を介してクライアント101に送信する。
【0102】
クライアント101では、これらの画像を受信すると、受信データ管理部121012において管理ファイルを更新する。
メッシュI(I=56,66,76)に対応する画像ファイル名を「I.jpg」とすると、管理ファイルにおいて、「I.jpg」(I=56,66,76)に関する情報が追加されることになる。
【0103】
画像選択手段1210140では、次の視点に関する情報を受け取ると、管理ファイルを参照し、次の視点が存在するメッシュに対応する画像ファイル名を取得して表示手段1210141に渡す。上記の例の場合、地点Qに対応する画像として、メッシュ67を上空から見たレンダリング画像のファイル名を取得して表示手段1210141に渡す。このようにして、メッシュ67を上空から見た景観が画面に表示される。
【0104】
次に、上空における視点移動において、視点高度が変化する場合について説明する。
上記の例において、例えば、地点Q(次の視点位置)における視点高度が地点P(前回の視点位置)における視点高度よりも高くなったとする。
すると、視点情報判定手段2210130において、視点高度が変化したことから、地点Qにおける視点の情報(座標等)がクライアント側送信手段1210110からサーバ100に送信される。
【0105】
図28は、メッシュを示す図である。
サーバ100では次の視点として地点Qにおける視点の情報(座標等)を受け取ると、前記メッシュ分割手段21101200において、メッシュの大きさを決定する。地点Qにおける視点高度は前回の視点高度よりも高いので、1メッシュの大きさを大きくして、広範囲の2次元領域が見えるようにする。
例えば、図28に示すように、1メッシュの横幅がD1、1メッシュの縦幅がD2になるようにメッシュを分割する。各メッシュは分割後の位置に基づいて、図28に示す番号によって管理されることになる。
また、この新しく決定したメッシュ分割(1メッシュの横幅がD1、1メッシュの縦幅がD2)に基づいて、オブジェクトの3次元モデルをメッシュに分類する。
メッシュ分割ファイル、オブジェクト分類ファイルは新しいメッシュ分割に対応する内容を追記して更新する。
なお、図20で示されるメッシュ分割が例えばメッシュ分割番号1で管理されているとすると、図28で示されるメッシュ分割は、例えばメッシュ分割番号2として管理される。
以降の処理は、メッシュ分割番号が2であるときのメッシュに関する情報(左上座標、右下座標、縦方向のメッシュ数、横方向のメッシュ数等)を用いて、上記と同様に処理を行う。
【0106】
なお、実施の形態2は、前記メッシュ分割ファイルやオブジェクト分類ファイル、視点メッシュファイル等に記述するクライアント番号を用いて各クライアント101〜103を管理することにより、複数のクライアントを使用することができる。
【0107】
以上のように、LANやインターネット等のネットワーク104を介して接続されたサーバ100とクライアント101を有する伝送システムは、サーバ100の機能として、
前記送信データ生成部111012において、
クライアント101におけるそれまでの視点の動き方に基づいて今後の視点の動きを予測して、視点の動き方に対応した景観のレンダリング画像を生成する予測画像生成部1110120と、
クライアント101に送信した画像データを、その画像が表す景観の空間内における位置に基づいて管理する送信画像管理部2110121とを備える伝送システムである。
【0108】
以上のように、LANやインターネット等のネットワーク104を介して接続されたサーバ100とクライアント101を有する伝送システムは、サーバ100の機能として、
前記予測画像生成部1110120において、
道路や建物等の都市の3次元モデルを管理する2次元のメッシュの大きさをクライアント101の視点の高度に基づいて決定し、決定したメッシュの大きさに基づいて2次元領域をメッシュに分割してオブジェクトの3次元モデルをメッシュに分類するメッシュ分割手段21101200と、
クライアント101が上空から都市を眺めながら視点を移動する方向を予測して、クライアント101から視点に関する情報を受信する前にクライアント101の視点の移動に伴った景観をレンダリングする移動方向予測部21101201と、
レンダリングした景観をファイルに出力し、各画像をレンダリングしたときの視点位置や方向と対応付けて前記サーバ側送信手段1110110に渡す画像生成手段11101202とを備える伝送システムである。
【0109】
以上のように、LANやインターネット等のネットワーク104を介して接続されたサーバ100とクライアント101を有する伝送システムは、サーバ100の機能として、
前記移動方向予測部21101201において、
前記メッシュ分割手段21101200において分割したメッシュの中で視点が存在するメッシュの位置を取得する視点メッシュ取得手段21102010と、
現在の視点が存在するメッシュの周囲にあるメッシュを取得する周囲メッシュ取得手段211012011と、
視点の存在するメッシュ及びその周囲に存在する各メッシュに含まれている道路や建物等の3次元モデルを上空から見たときの景観をメッシュ毎にレンダリングする移動方向予測レンダリング手段211012012とを備える伝送システムである。
【0110】
以上のように、LANやインターネット等のネットワーク104を介して接続されたサーバ100とクライアント101を有する伝送システムは、3次元都市データ伝送システムであって、クライアント101の機能として、
前記視点移動部121013において、
視点の移動を開始する地点と視点の高さ、視点の方向、景観を画像で表示する際の画像の形式や解像度等を指定すると、指定した地点の座標、視点の高さ、視点の方向、画像の形式や解像度等、視点の移動に関する初期情報を初期設定情報として取得する初期設定取得手段1210130と、
都市の3次元モデルを表示した仮想空間内で視点を移動させる方向や速度をユーザがキーボードやマウス等で入力すると、次に仮想空間を表示する視点の位置を計算し、視点位置や視点方向、視点移動速度等の視点に関する情報を取得する視点移動手段1210131と、
次の視点が前回の視点と同じメッシュ内にあるかどうかという、メッシュに関する判定と、次の視点高度が前回の視点高度と比べて変化したかどうかという、視点高度に関する判定を行う視点情報判定手段2210130とを備える3次元都市データ伝送システムである。
【0111】
以上のように、この実施の形態2の伝送システムでは、クライアント101が上空から都市を眺めながら視点を移動する場合に、2次元領域をメッシュに分割した際の視点が存在するメッシュとその周囲にあるメッシュに対応する画像をサーバ100が順次生成してクライアント101に送信するので、クライアント101では、視点の移動にともなって現在の視点に対応する鳥瞰画像を既に受信した画像の中から選択して直ちに表示することができ、視点が高速に移動して周囲のメッシュに移動した場合においても直ちに景観を表示することができる。
【0112】
実施の形態3.
実施の形態3は、サーバ100においてクライアント101のウォークスルーの方向変化を予測し、視点が静止した場合には周囲を見渡すであろうと予測し、視点に関する情報をクライアント101から受信する前に視点の周囲の景観をレンダリングした画像を生成し、クライアント101に送信する実施の形態である。
システム全体の構成図は実施の形態1と同様であり、図1で示される。
図29は、実施の形態3におけるサーバの機能手段の構成を示すブロック図である。
サーバ側通信制御部111011、サーバ側記憶部111010、歩行方向予測部11101201の各処理内容は実施の形態1と同様である。
図29において、31101200は、方向変化予測部、311012000は、視点回転手段、311012001は、方向変化予測レンダリング手段である。
方向変化予測部31101200は、ある地点の周囲を見わたすと予測し、ある地点の周囲の景観をレンダリングする。
視点回転手段311012000は、現在の視点の位置において、視点の方向を回転させる手段である。
方向変化予測レンダリング手段311012001は、前記視点回転手段において設定された視点の方向の景観(すなわち、視点が静止している地点における周囲の景観)をレンダリングする手段である。
クライアントの機能手段の構成は、実施の形態1と同様である。
【0113】
次に動作について説明する。
図30は、視点移動手段の説明図である。
クライアントの視点移動手段1210131において、図30に示すように地点Aから地点Cの方向にウォークスルーを行い、地点Cにおいて視点の移動を静止したとする。
すると判定手段1210132では、前回の視点の移動速度と次の視点の移動速度が異なることから、次の視点に関する情報をクライアント側送信手段1210110からサーバ100に送信する。
これをサーバ側受信手段1110111が受け取ると、ウォークスルー情報生成手段11101200に渡す。
ウォークスルー情報生成手段11101200では、視点に関する情報を受け取ると、クライアント設定ファイルを更新する。
このとき、クライアント設定ファイルに記述された視点移動速度が0でない値から0に変化した場合には、ウォークスルーにおいて視点の移動が静止したとみなされ、視点回転手段311012000に処理が移行する。
【0114】
図31は、視点回転手段の説明図である。
視点回転手段311012000では、現在の視点の位置において、視点の方向を周囲に回転させながら視点を設定する。
視点を回転させる角度は任意の角度を設定することができる。例えば、回転角度を45度とすると、図31に示すように、現在の視点の位置Cにおいて前方、右前方、右方、右後方、後方、左後方、左方、左前方と、回転させることができる。回転角度が45度よりも小さい角度の場合は、さらに細かい角度で視点の向きを変えることになる。
なお、回転させながら視点の方向を設定する際の順序は任意である。すなわち、例えば上記の場合は、前方、後方、左方、右方、左前方、右前方、左後方、右後方のような順序で視点の方向を位置Cの周囲に設定してもよい。
【0115】
方向変化予測レンダリング手段311012001は、前記視点回転手段311012000において設定された視点の方向の景観(すなわち、視点が静止している地点における周囲の景観)をレンダリングする。
上記の場合、前方、後方、左方、右方、左前方、右前方、左後方、右後方の各々の方向から見た景観を各々レンダリングする。
【0116】
前記方向変化予測レンダリング手段311012001においてレンダリングした景観は、画像生成手段11101202において画像ファイルに出力される。これらの画像は、視点の位置や向きと対応付けられてサーバ側送信手段1110110からクライアント101に送信される。
例えば、地点Cから右方を見たときの景観は、地点Cにおける視点の座標や、地点Cにおける右方向の方向ベクトルと対応付けられてクライアント101に送信される。
【0117】
以降の処理は実施の形態1と同様である。
クライアント101では、これらの画像を受信すると、受信データ管理部121012においてレンダリング画像のファイルを管理する管理ファイルを出力するとともに、クライアント側記憶部121010に画像ファイルのデータを記憶する。
画像選択手段1210140では、判定手段1210132から次の視点の位置や方向として、例えば地点Cにおける視点の座標と、地点Cの右方向の方向ベクトルを受け取ると、管理ファイルを参照し、地点Cにおいて右方向を向いたときの景観に対応する画像ファイル名を取得して表示手段1210141に渡す。表示手段1210141では、取得した画像データを読み込み、画面に表示する。
【0118】
実施の形態3は1台のクライアント101を使用した実施の形態であるが、実施の形態1と同様に複数のクライアント101〜103を使用することができる。
【0119】
以上のように、LANやインターネット等のネットワーク104を介して接続されたサーバ100とクライアント101を有する伝送システムは、サーバ100の機能として、
前記予測画像生成部1110120において、
クライアント101の視点移動における視点位置や視点移動速度といった、クライアント101に関する情報に基づいて各クライアント101〜103の視点の移動に関する情報を管理するウォークスルー情報生成手段11101200と、
クライアント101が都市を表示した仮想空間内で道路上を歩行するウォークスルーを行う際の歩行方向を予測して、クライアント101から視点に関する情報を受信する前に、ウォークスルーにおける景観をレンダリングする歩行方向予測部11101201と、
ある地点の周囲を見わたすと予測し、ある地点の周囲の景観をレンダリングする方向変化予測部31101200と、
レンダリングした景観をファイルに出力し、各画像をレンダリングしたときの視点位置や方向と対応付けて前記サーバ側送信手段1110110に渡す画像生成手段11101202と
を備える伝送システムである。
【0120】
以上のように、LANやインターネット等のネットワーク104を介して接続されたサーバ100とクライアント101を有する伝送システムは、サーバ100の機能として、
前記方向変化予測部31101200において、
現在の視点の位置において、視点の方向を回転させながら視点を設定する視点回転手段31102000と、
前記視点回転手段311012000において設定された視点の方向の景観をレンダリングする方向変化予測レンダリング手段311012001と
を備える伝送システムである。
【0121】
以上のように、この実施の形態3の伝送システムでは、クライアント101が視点を移動させながらウォークスルーを行う場合において視点が静止した場合には周囲を見渡すであろうとサーバ100が予測して、視点に関する情報をクライアント101から受信する前に視点の周囲の景観をレンダリングした画像を生成し、クライアント101に順次送信する。これにより、クライアント101では視点の向きに対応した画像を受信済みの画像の中から選択して直ちに表示することができ、ウォークスルーの途中で視点を静止して周囲を見渡す場合にも、高速に周囲の景観を表示することができる。
【0122】
実施の形態4.
実施の形態4は、クライアント101〜103が街中を歩き回るように視点を移動させるウォークスルーや、上空から都市の景観を眺めながら視点を移動させるフライトシミュレーションの両方を行うことができる実施の形態である。すなわち、歩行方向の予測、移動方向の予測、方向変化の予測ができる実施の形態である。
システム全体の構成図は実施の形態1と同様であり、図1である。
図32は、実施の形態4におけるサーバの機能手段の構成を示すブロック図である。
サーバ側記憶部111010、サーバ側通信制御部111011の各処理内容は、実施の形態1と同様である。
ウォークスルー情報生成手段11101200の処理内容は、実施の形態1と同様であり、メッシュ分割手段21101200の処理内容は実施の形態2と同様である。
予測画像生成部1110120において、歩行方向予測部11101201の各機能手段の処理内容は、実施の形態1と同様である。
また、移動方向予測部21101201の各機能手段の処理内容は、実施の形態2と同様である。
また、方向変化予測部31101200の各機能手段の処理内容は、実施の形態3と同様である。
画像生成手段11101202の処理内容は実施の形態1と同様である。
送信画像管理部2110121の処理内容は実施の形態2と同様である。
クライアント101〜103の機能手段の構成は、実施の形態1と同様である。
【0123】
次に動作について説明する。
まず、クライアント101がウォークスルーを行っている場合について説明する。サーバ100では、クライアント101の視点に関する情報を受け取ると、ウォークスルー情報生成手段11101200を経て予測画像生成部1110120における歩行方向予測部11101201あるいは方向変化予測部31101200においてレンダリングを行う。そして、画像生成手段11101202において生成した画像をクライアント101に順次送信する。ある道路上を視点が移動し続けている場合には歩行方向予測部11101201においてレンダリングの処理がなされる。また、視点移動の途中で視点が静止した場合には、方向変化予測部31101200においてレンダリングの処理が行われる。具体的な処理内容は、実施の形態1や実施の形態3と同様である。
また、クライアント101が上空から都市の見下ろしながら視点を移動している場合について説明する。
サーバ100では、クライアント101の視点に関する情報を受け取ると、メッシュ分割手段21101200を経て予測画像生成部1110120における移動方向予測部21101201においてレンダリングを行う。そして、画像生成手段11101202において生成した画像をクライアント101に順次送信する。具体的な処理内容は、実施の形態2と同様である。
【0124】
実施の形態4においても、実施の形態1〜3の場合と同様にして、複数のクライアント101〜103を使用することができる。
【0125】
以上のように、LANやインターネット等のネットワーク104を介して接続されたサーバ100とクライアント101を有する伝送システムは、サーバ100の機能として、
前記送信データ生成部111012において、
クライアント101の視点移動における視点位置や視点移動速度といった、クライアント101に関する情報に基づいて各クライアント101〜103の視点の移動に関する情報を管理するウォークスルー情報生成手段11101200と、
道路や建物等の都市の3次元モデルを管理する2次元のメッシュの大きさをクライアントの視点の高度に基づいて決定し、決定したメッシュの大きさに基づいて2次元領域をメッシュに分割してオブジェクトの3次元モデルをメッシュに分類するメッシュ分割手段と21101200と、
クライアント101が都市を表示した仮想空間内で道路上を歩行するウォークスルーを行う際の歩行方向を予測して、クライアント101から視点に関する情報を受信する前に、ウォークスルーにおける景観をレンダリングする歩行方向予測部11101201と、
クライアント101が上空から都市を眺めながら視点を移動する方向を予測して、クライアント101から視点に関する情報を受信する前にクライアント101の視点の移動に伴った景観をレンダリングする移動方向予測部21101201と、
ある地点の周囲を見わたすと予測し、ある地点の周囲の景観をレンダリングする方向変化予測部31101200と、
レンダリングした景観をファイルに出力し、各画像をレンダリングしたときの視点位置や方向と対応付けて前記サーバ側送信手段1110110に渡す画像生成手段11101202と、
クライアント101に送信した画像データを、その画像が表す景観の空間内における位置に基づいて管理する送信画像管理部2110121とを備える伝送システムである。
【0126】
以上のように、この実施の形態4の伝送システムでは、クライアント101がウォークスルーや上空における視点移動のどちらを行う場合においても、サーバ100がクライアント101の視点の動きを予測してレンダリング画像を生成するので、クライアント101は、ウォークスルーあるいは上空における視点移動のどちらにおいても都市の景観を表示しながら高速に視点を移動させることができる。
【0127】
実施の形態5.
実施の形態3および4は、視点の移動において視点が静止した場合に、静止した位置において視点の周囲の景観をレンダリングする実施の形態であるが、歩行方向予測部11101201において設定した視点の情報を方向変化予測部31101200に渡すことにより、ウォークスルーにおいて視点が静止しない場合においても、各時刻における視点位置の周囲の景観をレンダリングしてクライアントに送信することができるようにしてもよい。
システム全体の構成図は実施の形態1と同様であり、図1である。
図33は、サーバ100における機能手段の構成を示す図である。
実施の形態4における機能手段の構成(図32)との相違点は、歩行方向予測部11101201と方向変化予測部31101200が接続している点である。
歩行方向予測部11101201の視点設定手段111012010において設定した視点情報が、方向変化予測部31101200における視点回転手段311012000に渡され、ウォークスルーの方向を予測して設定した各視点位置に対応して、周囲の景観がレンダリングされることになる。例えば図12の場合、地点Aに初期視点が設定されると、方向変化予測部31101200では、地点Aにおける視点座標に基づいて地点Aの周囲の景観をレンダリングする。地点Aから視点の移動を開始し、地点Cを通過すると、方向変化予測部31101200では、地点Cにおける視点座標に基づいて地点Cの周囲の景観をレンダリングする。同様にして、地点Dを通過すると、地点Dの周囲の景観をレンダリングする。
このとき、地点Cや地点Dにおいて視点が静止していない場合においても、地点Cや地点Dにおける周囲の景観をレンダリングする点が実施の形態4の場合と異なる点である。
【0128】
実施の形態1〜5は、クライアント101としてコンピュータを使用した実施の形態であるが、カーナビゲーション装置や携帯、PDA(Personal Digital Assistant)等を使用してもよい。この場合は、携帯電話回線を使用してインターネットに接続することができる。
【0129】
実施の形態1〜5は、都市の景観に関するデータとして、景観をレンダリングした画像をクライアント101に送信する実施の形態であるが、サーバ100の送信データ生成部111012において都市の3次元モデルを取得し、クライアント101に送信してもよい。その場合、視点設定手段111012010や視点メッシュ取得手段211012010において取得した視点に関する情報に基づいて、視点の周囲に存在するオブジェクトの3次元モデルのみを取得し、送信するようにしてもよい。
また、各視点に対して、レンダリング画像を送信した後に、そのレンダリング画像に再現されているオブジェクトの3次元モデルを送信するようにしてもよい。
【0130】
図34は、システム全体の構成図である。
200は、3Dサーバ、201は、3Dサーバ、202は、管理サーバ、300は、クライアント、301は、クライアントである。
実施の形態1あるいは3は、1台のサーバ100を使用した実施の形態であるが、図34のように、複数のサーバを使用してもよい。3Dサーバ200、201は、都市空間全体を複数の領域に分割したときに、分割した各領域を管理するサーバであり、各領域に存在するオブジェクトの3次元モデルを管理する。
図35は、2次元領域をメッシュで示した図である。
図35に示すように、例えば2次元領域をメッシュ状に分割したときには、領域I(I=1,2,・・・,M)を3DサーバI(I=1,2,・・・,M)が管理する。
また、これらの3Dサーバ200、201を管理するサーバとして、管理サーバ202を設ける。
3Dサーバ200、201、管理サーバ202の各サーバは、サーバ側通信制御部111011、サーバ側記憶部111010を有している。また、管理サーバ202はウォークスルー情報生成手段11101200を有しており、3Dサーバ200、201は送信データ生成部111012におけるウォークスルー情報生成手段11101200を除いた手段を有している。
各クライアント300、301が視点の情報を3Dサーバ200、201に送信すると、管理サーバ202がこれを受信し、ウォークスルー情報生成手段11101200においてクライアント設定ファイルを出力する。そして、各クライアント300、301の視点が存在する領域の3Dサーバ200、201に、クライアント設定ファイルに設定した内容を渡し、受け取った3Dサーバ200、201は、送信データ生成部111012にウォークスルー情報生成手段11101200を除いた各手段の処理を行う。
すなわち、実施の形態1の場合は、歩行方向予測部11101201における各手段と画像生成手段11101202の各手段の処理を行う。
実施の形態3の場合は、歩行方向予測部11101201、方向変化予測部31101200における各手段と画像生成手段11101202の各手段の処理を行う。各処理の具体的な内容は、実施の形態1や実施の形態3と同様である。
【0131】
以上のように、この実施の形態5の伝送システムでは、ウォークスルーの歩行方向の予測に基づいて設定した各視点位置において周囲の景観のレンダリング画像を取得することができるので、視点の移動を高速に行うとともに、周囲の景観を自由に見ることができる。
【0132】
以上の実施の形態の説明において、都市とは、都市に限らず、町、村、公園、地域を含むものである。
【0133】
以上の実施の形態の説明において、サーバ100、3Dサーバ200、201、管理サーバ202、クライアント101〜103、300、301は、コンピュータである。または、コンピュータを備えている。
また、以上の実施の形態の説明において、「〜部」、「〜手段」として説明したものは、一部またはすべてコンピュータで動作可能なプログラムにより構成することができる。
これらのプログラムは、例えば、C言語により作成することができる。或いは、HTMLやSGMLやXMLを用いても構わない。或いは、JAVA(登録商標)を用いて画面表示を行っても構わない。
また、「〜部」、「〜手段」として説明したものは、ROM(Read Only Memory)などの記録媒体に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェア或いは、ハードウェア或いは、ソフトウェアとハードウェアとファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。また、上記実施の形態を実施させるプログラムは、コンピュータのCPU(Central Processing Unit)で実行されるものである。
また、上記実施の形態を実施させるプログラムは、FXD(FlexibleDisk)、磁気ディスク装置、光ディスク、CD等その他の記録媒体に記憶されていても構わない。
【0134】
【発明の効果】
本発明によれば、視点の移動にともなって現在の視点に対応する景観の画像を既に受信した画像の中から選択して直ちに表示することができる。直ちに表示することができるため、景観を表示しながら高速に視点を移動させることができる。
【0135】
本発明によれば、クライアントが視点移動を行う毎に取得する視点位置をサーバが受信する前に、サーバでは、それまでの視点の動き方に基づいてウォークスルーの方向を予測することができる。
【0136】
本発明によれば、視点の移動にともなって現在の視点に対応する鳥瞰画像を既に受信した画像の中から選択して直ちに表示することができ、視点が高速に移動して周囲のメッシュに移動した場合においても直ちに景観を表示することができる。
【0137】
本発明によれば、2次元領域をメッシュに分割した際の視点が存在するメッシュとその周囲にあるメッシュに対応する画像をサーバが順次生成することができる。してクライアントに送信することができる。
【0138】
本発明によれば、2次元領域をメッシュに分割した際の視点が存在するメッシュとその周囲にあるメッシュに対応する画像を順次クライアントに送信することができる。
【0139】
本発明によれば、ウォークスルーの途中で視点を静止して周囲を見渡す場合にも、高速に周囲の景観を表示することができる。
【0140】
本発明によれば、クライアントが視点を移動させながらウォークスルーを行う場合において視点が静止した場合には周囲を見渡すであろうとサーバが予測して、視点に関する情報をクライアントから受信する前に視点の周囲の景観をレンダリングした画像を生成し、クライアントに順次送信することができる。
【0141】
本発明によれば、既に受信した画像の中から選択して直ちに表示することができる。直ちに表示することができるため、景観を表示しながら高速に視点を移動させることができる。
【0142】
本発明によれば、視点移動に基づいてサーバが次の行動を予測することができる。
【0143】
本発明によれば、視点の移動の有無にともなって現在の視点に対応する景観の画像を既に受信した画像の中から選択して直ちに表示することができる。直ちに表示することができるため、景観を表示しながら高速に視点を移動させることができる。
【0144】
本発明によれば、視点の移動の有無にともなって現在の視点に対応する鳥瞰画像を既に受信した画像の中から選択して直ちに表示することができ、視点が高速に移動して周囲のメッシュに移動した場合においても直ちに景観を表示することができる。
【0145】
本発明によれば、視点の移動の初期条件を得ることができる。初期条件を得ることができることにより、視点の移動の有無を直ちに判断できる。
【0146】
本発明によれば、景観の画像を直ちに表示することができる。直ちに表示することができるため、景観を表示しながら高速に視点を移動させることができる。
【0147】
本発明によれば、景観の画像を既に受信した画像の中から選択して直ちに表示することができる。
【0148】
本発明によれば、詳細な都市の景観を高速に伝送し、路地等の都市の内部を歩き回る場合を含めて、クライアントが景観を表示した仮想空間内で高速に視点を移動できるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 システム全体の構成図である。
【図2】 実施の形態1におけるサーバ100の機能手段の構成を示すブロック図である。
【図3】 実施の形態1におけるクライアントの機能手段の構成を示すブロック図である。
【図4】 初期設定取得手段の説明図である。
【図5】 クライアント設定ファイルの一例を表す図である。
【図6】 視点ファイルの例を示す図である。
【図7】 道路端判定手段における動作説明図である。
【図8】 管理ファイルの一例を示す図である。
【図9】 クライアント設定ファイルの一例を示す図である。
【図10】 視点ファイルを示す図である。
【図11】 道路端判定手段の説明図である。
【図12】 視点設定手段の説明図である。
【図13】 視点ファイルを示す図である。
【図14】 画像生成手段の説明図である。
【図15】 管理ファイルを示す図である。
【図16】 管理ファイルを示す図である。
【図17】 実施の形態2におけるサーバの機能手段の構成を示すブロック図である。
【図18】 実施の形態2におけるクライアントの機能手段の構成を示すブロック図である。
【図19】 視点情報判定手段の説明図である。
【図20】 メッシュを示す図である。
【図21】 メッシュ分割ファイルの一例を示す図である。
【図22】 オブジェクト分類ファイルの例を示す図である。
【図23】 視点メッシュファイルを示す図である。
【図24】 メッシュを示す図である。
【図25】 送信画像管理ファイルの例を示す図である。
【図26】 管理ファイルの例を示す図である。
【図27】 メッシュを示す図である。
【図28】 メッシュを示す図である。
【図29】 実施の形態3におけるサーバの機能手段の構成を示すブロック図である。
【図30】 視点移動手段の説明図である。
【図31】 視点回転手段の説明図である。
【図32】 実施の形態4におけるサーバの機能手段の構成を示すブロック図である。
【図33】 サーバ100における機能手段の構成を示す図である。
【図34】 システム全体の構成図である。
【図35】 2次元領域をメッシュで示した図である。
【符号の説明】
100 サーバ、101,102,103 クライアント、104 ネットワーク、111010 サーバ側記憶部、111011 サーバ側通信制御部、111012 送信データ生成部、1110120 予測画像生成部、11101201 歩行方向予測部、1110110 サーバ側送信手段、1110111サーバ側受信手段、11101200 ウォークスルー情報生成手段、111012010 視点設定手段、111012011 道路端判定手段、111012012 歩行方向予測レンダリング手段、11101202 画像生成手段、121010 クライアント側記憶部、121011 クライアント側通信制御部、121012 受信データ管理部、121013 視点移動部、121014 表示部、1210110 クライアント側送信手段、1210111 クライアント側受信手段、1210130 初期設定取得手段、1210131 視点移動手段、1210132 判定手段、1210140 画像選択手段、1210141 表示手段、2110121 送信画像管理部、21101201移動方向予測部、21101200 メッシュ分割手段、211012010視点メッシュ取得手段、211012011 周囲メッシュ取得手段、211012012 移動方向予測レンダリング手段、31101200 方向変化予測部、311012000 視点回転手段、311012001 方向変化予測レンダリング手段、200,201 3Dサーバ、202 管理サーバ、300,301 クライアント。
Claims (11)
- ネットワークを介してクライアントと接続され、クライアントを使用するユーザに3次元仮想空間内の道路を歩行するウォークスルーを行わせるサーバであって、
クライアントよりウォークスルーを行うユーザの視点の視点移動における視点の位置と視点の移動方向と視点移動速度との情報を入力し、入力された情報に基づいて、視点の移動を管理するウォークスルー情報生成手段と、
上記ウォークスルー情報生成手段により管理された上記視点の移動に基づいて、上記ウォークスルーを行う際の歩行方向と視点の位置とを予測して、上記クライアントから次回情報を受信する前に、ウォークスルーにおける景観をレンダリングしてレンダリング画像を生成する歩行方向予測部と、
上記歩行方向予測部により生成されたレンダリング画像を上記予測した歩行方向と視点の位置とに対応付けて出力する画像生成手段と
を備え、
上記歩行方向予測部は、
上記ウォークスルーにおける歩行方向を予測して視点の位置と視点の移動方向との情報を順次設定して出力する視点設定手段と、
上記視点設定手段により出力された最新の視点の位置がウォークスルーを行った道路の終端を越えたかどうかを判定する道路端判定手段と、
上記道路端判定手段により上記最新の視点の位置が道路の終端を越えていないと判定された場合には、現在設定してある視点の位置と視点の移動方向との情報に基づいて3次元仮想空間を見たときの景観をレンダリングしてレンダリング画像を生成する歩行方向予測レンダリング手段とを備え、
上記画像生成手段は、さらに、
上記ウォークスルー情報生成手段により入力された視点移動速度がゼロでなく、かつ上記道路端判定手段が道路の終端を越えていないと判定した場合に、上記道路端判定手段が道路の終端を越えていると判定するまで上記歩行方向予測部による処理を繰り返し、
上記ウォークスルー情報生成手段により入力された視点移動速度がゼロである場合と、上記道路端判定手段が道路の終端を越えていると判定した場合とのいずれかの場合に、上記ウォークスルー情報生成手段によるクライアントからの視点の位置と視点の移動方向と視点移動速度との情報の入力を行わせる
ことを特徴とするサーバ。 - クライアントを使用するユーザが3次元仮想空間を上空から眺める際の視点の位置と視点の高度との視点に関する情報をクライアントから入力するとともに、3次元仮想空間に表示する3次元モデルをユーザの視点の高度に応じて2次元領域を2次元のメッシュを用いて管理するサーバであり、ネットワークを介してクライアントと接続されたサーバであって、
2次元領域を視点の高度に応じて複数のメッシュに分割した場合のメッシュの分割に関する情報と、分割数を識別するメッシュ分割情報とを記憶するメッシュ分割ファイルと、
上記メッシュ分割情報と、上記3次元仮想空間に表示する3次元モデルであるオブジェクトを識別するオブジェクト識別情報と、上記複数のメッシュのうち上記オブジェクトを配置する所定のメッシュを識別するメッシュ識別情報とを記憶するオブジェクト分類ファイルと、
上記3次元モデルに対し、クライアントより入力した視点の高度に基づいて2次元のメッシュの大きさを決定して、決定したメッシュの大きさに基づいて2次元領域を複数のメッシュに分割して、上記メッシュの分割に関する情報と、上記視点の高度に基づく分割数を識別するメッシュ分割情報とを生成して、上記メッシュ分割ファイルに出力し、3次元モデルであるオブジェクトを配置するメッシュを、分割した複数のメッシュから決定して、決定したメッシュのメッシュ識別情報と、決定したメッシュに配置するオブジェクトのオブジェクト識別情報と、メッシュ分割情報とを上記オブジェクト分類ファイルに出力するメッシュ分割手段と、
上記クライアントより入力した視点の位置を現在の視点の位置として現在の視点の位置に基づいてユーザが3次元仮想空間を上空から眺める際のユーザの視点が移動する方向を予測するとともに、上記クライアントより入力した視点の高度に基づいて上記メッシュ分割ファイルからメッシュの分割に関する情報とメッシュ分割情報とを取得し、取得したメッシュの分割に関する情報に基づいて2次元領域の複数のメッシュから上記予測した視点の移動する方向に対応するメッシュを決定して、決定したメッシュのメッシュ識別情報を求め、求めたメッシュ識別情報と取得したメッシュ分割情報とに基づいて上記オブジェクト分類ファイルから上記決定したメッシュに配置されたオブジェクトのオブジェクト識別情報を取得して、クライアントから次の視点に関する情報を受信する前に、取得したオブジェクト識別情報と上記予測した視点の移動する方向に対応するメッシュとに基づいて、予測した視点の移動に伴った景観をレンダリングしてレンダリング画像を生成する移動方向予測部と、
上記移動方向予測部により生成されたレンダリング画像を、レンダリング画像を生成したときのメッシュのメッシュ識別情報とメッシュを決定する際に用いたメッシュ分割情報とメッシュの分割に関する情報とに対応付けて出力する画像生成手段と
を備えることを特徴とするサーバ。 - 上記移動方向予測部は、
上記クライアントより入力した視点の高度に基づいて上記メッシュ分割ファイルからメッシュの分割に関する情報とメッシュ分割情報とを取得し、取得したメッシュの分割に関する情報に基づいて上記メッシュ分割手段により分割された複数のメッシュの中から上記現在の視点の位置が存在するメッシュを取得して、取得したメッシュのメッシュ識別情報を求める視点メッシュ取得手段と、
上記視点メッシュ取得手段により取得された現在の視点の位置が存在するメッシュの周囲にある複数のメッシュの中から、上記予測した視点の移動する方向に対応する複数のメッシュを、上記取得したメッシュの分割に関する情報に基づいて取得して、取得したメッシュのメッシュ識別情報を求める周囲メッシュ取得手段と、
上記視点メッシュ取得手段により取得されたメッシュに配置されたオブジェクトのオブジェクト識別情報と上記周囲メッシュ取得手段により取得された複数のメッシュに配置されたオブジェクトのオブジェクト識別情報とを取得して、取得したオブジェクト識別情報に基づいて3次元モデルを上空から見たときの景観を上記視点メッシュ取得手段と上記周囲メッシュ取得手段とが取得した複数のメッシュ毎にレンダリングしてレンダリング画像を生成する移動方向予測レンダリング手段と
を有し、
上記画像生成手段は、上記移動方向予測レンダリング手段により生成されたレンダリング画像を、レンダリング画像を生成したときのメッシュのメッシュ識別情報とメッシュを取得する際に用いたメッシュ分割情報とメッシュの分割に関する情報とに対応付けて出力する
することを特徴とする請求項2記載のサーバ。 - 上記サーバは、さらに、
上記画像生成手段により出力されたレンダリング画像を生成したときのメッシュのメッシュ識別情報とメッシュを取得する際に用いたメッシュ分割情報とメッシュの分割に関する情報とに対応付けられたレンダリング画像をネットワークを介してクライアントに送信するサーバ側通信制御部と、
クライアントに送信したレンダリング画像を、上記レンダリング画像を生成したときのメッシュのメッシュ識別情報と上記視点メッシュ取得手段が取得したメッシュ分割情報とに基づいて管理する送信画像管理部とを備えたことを特徴とする請求項3記載のサーバ。 - 上記サーバは、さらに、上記ウォークスルー情報生成手段により管理された上記視点の移動に基づいて、ユーザがある地点の周囲を見わたすことを予測し、ある地点の周囲の景観をレンダリングする方向変化予測部を備えたことを特徴とする請求項1記載のサーバ。
- 上記方向変化予測部は、
現在の視点の位置でユーザが見わたす方向を所定の角度毎に順次回転させて、順次回転させた複数の角度を現在の視点の位置における見わたす方向として設定する視点回転手段と、
上記視点回転手段により現在の視点の位置における見わたす方向として設定された複数の角度毎の景観をレンダリングする方向変化予測レンダリング手段と
を備えたことを特徴とする請求項5記載のサーバ。 - 上記サーバは、さらに、
上記ユーザにウォークスルーを行わせる3次元仮想空間に表示するオブジェクトの3次元空間データとテクスチャデータとを記憶するサーバ側記憶部と、
上記画像生成手段により出力された上記予測した視点の位置と歩行方向とに対応付けられたレンダリング画像をネットワークを介してクライアントに送信するサーバ側通信制御部と
を備えたことを特徴とする請求項1記載のサーバ。 - 画像とユーザの視点の位置の移動との情報を有し、ネットワークを介して接続されたサーバとクライアントとを有する伝送システムであって、
上記サーバは、
クライアントにネットワークを介して視点の位置と視点の移動方向とに対応付けた画像を送信するとともに、クライアントよりネットワークを介して視点の位置と視点の移動方向と視点移動速度との情報を受信するサーバ側通信制御部と、
上記サーバ側通信制御部によりクライアントから受信した視点の位置の移動に基づいて、3次元仮想空間を見たときの景観をレンダリングしてレンダリング画像を生成する送信データ生成部とを備え、
上記送信データ生成部は、
上記サーバ側通信制御部により受信した視点の位置と視点の移動方向と視点移動速度との情報を入力し、入力された情報に基づいて、視点の移動を管理するウォークスルー情報生成手段と、
上記ウォークスルー情報生成手段により管理された視点の移動に基づいて、上記ウォークスルーを行う際の歩行方向と視点の位置とを予測して、上記クライアントから次回情報を受信する前に、ウォークスルーにおける景観をレンダリングしてレンダリング画像を生成する歩行方向予測部と、
上記歩行方向予測部により生成されたレンダリング画像を上記予測した視点の位置と歩行方向とに対応付けて出力する画像生成手段とを備え、
上記歩行方向予測部は、
上記ウォークスルーにおける歩行方向を予測して視点の位置と視点の移動方向との情報を順次設定して出力する視点設定手段と、
上記視点設定手段により出力された最新の視点の位置がウォークスルーを行った道路の終端を越えたかどうかを判定する道路端判定手段と、
上記道路端判定手段により上記最新の視点の位置が道路の終端を越えていないと判定された場合には、現在設定してある視点の位置と視点の移動方向との情報に基づいて3次元仮想空間を見たときの景観をレンダリングしてレンダリング画像を生成する歩行方向予測レンダリング手段とを備え、
上記画像生成手段は、さらに、
上記ウォークスルー情報生成手段により入力された視点移動速度がゼロでなく、かつ上記道路端判定手段が道路の終端を越えていないと判定した場合に、上記道路端判定手段が道路の終端を越えていると判定するまで上記歩行方向予測部による処理を繰り返し、
上記ウォークスルー情報生成手段により入力された視点移動速度がゼロである場合と、上記道路端判定手段が道路の終端を越えていると判定した場合とのいずれかの場合に、上記ウォークスルー情報生成手段によるクライアントからの視点の位置と視点の移動方向と 視点移動速度との情報の入力を行わせ、
上記クライアントは、
サーバからネットワークを介して視点の位置と視点の移動方向とに対応付けられたレンダリング画像を受信するとともに、サーバに視点の位置と視点の移動方向と視点移動速度との情報を送信するクライアント側通信制御部と、
前回の視点の位置からユーザにより移動された視点の移動方向と視点移動速度との情報をユーザから入力し、入力した視点の移動方向と視点移動速度との情報に基づいて、今回の視点の位置を計算し、入力した視点の移動方向を今回の視点の移動方向とし、入力した視点移動速度を今回の視点移動速度とする視点移動手段と、
上記視点移動手段により今回の視点の移動方向と今回の視点移動速度とされた情報が前回の視点の移動方向と前回の視点移動速度との情報に比べて変化したかどうかを判定して、変化していることを判定した場合は、今回の視点移動速度を視点移動速度とし、今回の視点の位置を視点の位置とし、今回の視点の移動方向を視点の移動方向として、視点移動速度と視点の位置と視点の移動方向とを、上記クライアント側通信制御部により上記ネットワークを介してサーバへ送信させる判定手段と
を有する視点移動部と
を備えた
ことを特徴とする伝送システム。 - 3次元仮想空間に表示する3次元モデルをユーザの視点の高度に応じて2次元領域を2次元のメッシュを用いて管理するサーバと、上記サーバとネットワークを介して接続されたクライアントであり、ユーザが3次元仮想空間を上空から眺める際の視点の位置と視点の高度との視点に関する情報をサーバへ送信するクライアントとを有する伝送システムであって、
上記サーバは、
2次元領域を視点の高度に応じて複数のメッシュに分割した場合のメッシュの分割に関する情報と、分割数を識別するメッシュ分割情報とを記憶するメッシュ分割ファイルと、
上記メッシュ分割情報と、上記3次元仮想空間に表示する3次元モデルであるオブジェクトを識別するオブジェクト識別情報と、上記複数のメッシュのうち上記オブジェクトを配置する所定のメッシュを識別するメッシュ識別情報とを記憶するオブジェクト分類ファイルと、
上記3次元モデルに対し、クライアントより入力した視点の高度に基づいて2次元のメッシュの大きさを決定して、決定したメッシュの大きさに基づいて2次元領域を複数のメッシュに分割して、上記メッシュの分割に関する情報と、上記視点の高度に基づく分割数を識別するメッシュ分割情報とを生成して、上記メッシュ分割ファイルに出力し、3次元モデルであるオブジェクトを配置するメッシュを、分割した複数のメッシュから決定して、決定したメッシュのメッシュ識別情報と、決定したメッシュに配置するオブジェクトのオブジェクト識別情報と、メッシュ分割情報とを上記オブジェクト分類ファイルに出力するメッシュ分割手段と、
上記クライアントより入力した視点の位置を現在の視点の位置として現在の視点の位置に基づいてユーザが3次元仮想空間を上空から眺める際のユーザの視点が移動する方向を予測するとともに、上記クライアントより入力した視点の高度に基づいて上記メッシュ分割ファイルからメッシュの分割に関する情報とメッシュ分割情報とを取得し、取得したメッシュの分割に関する情報に基づいて2次元領域の複数のメッシュから上記予測した視点の移動する方向に対応するメッシュを決定して、決定したメッシュのメッシュ識別情報を求め、求めたメッシュ識別情報と取得したメッシュ分割情報とに基づいて上記オブジェクト分類ファイルから上記決定したメッシュに配置されたオブジェクトのオブジェクト識別情報を取得して、クライアントから次の視点に関する情報を受信する前に、取得したオブジェクト識別情報と上記予測した視点の移動する方向に対応するメッシュとに基づいて、予測した視点の移動に伴った景観をレンダリングしてレンダリング画像を生成する移動方向予測部と、
上記移動方向予測部により生成されたレンダリング画像を、レンダリング画像を生成したときのメッシュのメッシュ識別情報とメッシュを決定する際に用いたメッシュ分割情報とメッシュの分割に関する情報とに対応付けて出力する画像生成手段と、
上記画像生成手段により出力されたレンダリング画像を生成したときのメッシュのメッシュ識別情報とメッシュを決定する際に用いたメッシュ分割情報とメッュの分割に関する情報とに対応付けられたレンダリング画像を、ネットワークを介してクライアントへ送信するサーバ側通信制御部とを備え、
上記クライアントは、
上記レンダリング画像と、上記レンダリング画像に対応付けられたレンダリング画像を生成したときのメッシュのメッシュ識別情報とメッシュを決定する際に用いたメッシュ分割情報と上記メッシュの分割に関する情報とを上記サーバよりネットワークを介して受信するとともに、ユーザの視点の位置と、ユーザの視点の高度とを、ネットワークを介してサーバへ送信するクライアント側通信制御部と、
前回の視点の位置からユーザにより移動された視点の移動方向と視点移動速度と視点の高度との情報をユーザから入力し、入力した視点の移動方向と視点移動速度との情報に基づいて、今回の視点の位置を計算し、入力した視点の移動方向を今回の視点の移動方向とし、入力した視点移動速度を今回の視点移動速度とし、入力した視点の高度を今回の視点の高度とする視点移動手段と、
上記クライアント側通信制御部が受信した上記レンダリング画像に対応付けられたレンダリング画像を生成したときのメッシュのメッシュ識別情報とメッシュを決定する際に用いたメッシュ分割情報とメッシュの分割に関する情報とに基づいて、今回の視点の位置が前回の視点の位置と同じメッシュ内にあるかどうかを判定するとともに、今回の視点の高度が前回の視点の高度と比べて変化したかどうかを判定して、
同じメッシュ内にないことを判定した場合は、クライアント側通信制御部によりネットワークを介して今回の視点の位置をユーザの視点の位置としてクライアントから上記サーバへ送信させ、
今回の視点の高度が変化したことを判定した場合は、クライアント側通信制御部によりネットワークを介して今回の視点の高度をユーザの視点の高度としてクライアントから上記サーバへ送信させる視点情報判定手段とを備えることを特徴とする伝送システム。 - ネットワークを介してクライアントと接続され、クライアントを使用するユーザに3次元仮想空間内の道路を歩行するウォークスルーを行わせるサーバであり、セントラル・プロセッシング・ユニット(Central Processing Unit,以下、CPUと称する)を備えたサーバで行う歩行方向予測方法であって、
サーバのウォークスルー情報生成手段により、上記ネットワークを介してクライアントよりウォークスルーを行うユーザの視点の視点移動における視点の位置と視点の移動方向と視点移動速度との情報を入力し、入力された情報に基づいて、視点の移動をCPUによって管理するウォークスルー情報生成工程と、
サーバの歩行方向予測部により、上記ウォークスルー情報生成工程により管理された視点の移動に基づいて、上記ウォークスルーを行う際の歩行方向と視点の位置とをCPUによって予測して、上記クライアントから次回情報を受信する前に、ウォークスルーにおける景観をCPUによってレンダリングしてレンダリング画像を生成する歩行方向予測工程と、
サーバの画像生成手段により、上記歩行方向予測工程により生成されたレンダリング画像をCPUによって上記予測した視点の位置と歩行方向とに対応付けてネットワークを介して出力する画像生成工程と
を備え、
上記歩行方向予測工程は、
サーバの視点設定手段により、上記ウォークスルーにおける歩行方向をCPUによって予測して視点の位置と視点の移動方向との情報を順次設定して出力する視点設定工程と、
サーバの道路端判定手段により、上記視点設定工程により出力された最新の視点の位置 がウォークスルーを行った道路の終端を越えたかどうかをCPUによって判定する道路端判定工程と、
サーバの歩行方向予測レンダリング手段により、上記道路端判定工程により上記最新の視点の位置が道路の終端を越えていないと判定された場合には、現在設定してある視点の位置と視点の移動方向との情報に基づいて3次元仮想空間を見たときの景観をCPUによってレンダリングしてレンダリング画像を生成する歩行方向予測レンダリング工程とを備え、
上記画像生成工程は、
上記ウォークスルー情報生成工程により入力された視点移動速度がゼロでなく、かつ上記道路端判定工程が道路の終端を越えていないと判定した場合に、上記道路端判定工程が道路の終端を越えていると判定するまでCPUによって上記歩行方向予測工程による処理を繰り返し、
上記ウォークスルー情報生成工程により入力された視点移動速度がゼロである場合と、上記道路端判定工程が道路の終端を越えていると判定した場合とのいずれかの場合に、CPUによって上記ウォークスルー情報生成工程によるクライアントからの視点の位置と視点の移動方向と視点移動速度との情報の入力を行わせる
ことを特徴とする歩行方向予測方法。 - クライアントを使用するユーザが3次元仮想空間を上空から眺める際の視点の位置と視点の高度との視点に関する情報をクライアントから入力するとともに、3次元仮想空間に表示する3次元モデルをユーザの視点の高度に応じて2次元領域を2次元のメッシュを用いて管理するサーバであり、2次元領域を視点の高度に応じて複数のメッシュに分割した場合のメッシュの分割に関する情報と、分割数を識別するメッシュ分割情報とを記憶するメッシュ分割ファイルと、
上記メッシュ分割情報と、上記3次元仮想空間に表示する3次元モデルであるオブジェクトを識別するオブジェクト識別情報と、上記複数のメッシュのうち上記オブジェクトを配置する所定のメッシュを識別するメッシュ識別情報とを記憶するオブジェクト分類ファイルと、
セントラル・プロセッシング・ユニット(Central Processing Unit,以下、CPUと称する)とを備え、ネットワークを介してクライアントと接続されたサーバで行う移動方向予測方法であって、
サーバのメッシュ分割手段により、上記3次元モデルに対し、クライアントよりネットワークを介して入力した視点の高度に基づいて2次元のメッシュの大きさをCPUによって決定して、決定したメッシュの大きさに基づいて2次元領域を複数のメッシュに分割して、上記メッシュの分割に関する情報と、上記視点の高度に基づく分割数を識別するメッシュ分割情報とをCPUによって生成して、CPUによって上記メッシュ分割ファイルに出力し、3次元モデルであるオブジェクトを配置するメッシュを、分割した複数のメッシュからCPUによって決定して、決定したメッシュのメッシュ識別情報と、決定したメッシュに配置するオブジェクトのオブジェクト識別情報と、メッシュ分割情報とをCPUによって上記オブジェクト分類ファイルに出力するメッシュ分割工程と、
サーバの移動方向予測部により、上記クライアントより入力した視点の位置を現在の視点の位置として現在の視点の位置に基づいてユーザが3次元仮想空間を上空から眺める際のユーザの視点が移動する方向をCPUによって予測するとともに、上記クライアントより入力した視点の高度に基づいて上記メッシュ分割ファイルからメッシュの分割に関する情報とメッシュ分割情報とをCPUによって取得し、取得したメッシュの分割に関する情報に基づいて2次元領域の複数のメッシュから予測した視点の移動する方向に対応するメッシュをCPUによって決定して、決定したメッシュのメッシュ識別情報をCPUにより求め、求めたメッシュ識別情報と取得したメッシュ分割情報とに基づいて上記オブジェクト分類ファイルから上記決定したメッシュに配置されたオブジェクトのオブジェクト識別情報をCPUによって取得して、クライアントから視点に関する情報を受信する前に、取得したオブジェクト識別情報と上記予測した視点の移動する方向に対応するメッシュとに 基づいて予測した視点の移動に伴った景観をCPUによってレンダリングしてレンダリング画像を生成する移動方向予測工程と、
サーバの画像生成手段より、上記移動方向予測工程により生成されたレンダリング画像を、レンダリング画像を生成したときのメッシュのメッシュ識別情報とメッシュを決定する際に用いたメッシュ分割情報とメッシュの分割に関する情報とに対応付けてネットワークを介して出力する画像生成工程と
を備えることを特徴とする移動方向予測方法。
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