JP4926799B2 - 情報処理装置、情報処理方法 - Google Patents
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Description
前記人体を模した仮想物体である仮想人体を前記人体の位置姿勢で前記ユーザが観察する仮想空間中に配置した場合に、該仮想人体と、該仮想空間を構成する仮想物体と、が接触したか否かを判定する判定手段と、
前記仮想人体において前記仮想物体と接触した箇所を接触箇所とし、前記人体において該接触箇所に対応する部分の近傍に配置されている刺激発生部を駆動制御対象刺激発生部とし、該駆動制御対象刺激発生部を、該駆動制御対象刺激発生部と前記接触箇所との位置関係に基づいて駆動制御を行う駆動制御手段と
を備えることを特徴とする。
前記人体を模した仮想物体である仮想人体を前記人体の位置姿勢で前記ユーザが観察する仮想空間中に配置した場合に、該仮想人体と、該仮想空間を構成する仮想物体と、が接触したか否かを判定する判定手段と、
前記仮想人体において前記仮想物体と接触した箇所を接触箇所とし、前記人体において該接触箇所に対応する部分の近傍に配置されている刺激発生部を駆動制御対象刺激発生部とし、該駆動制御対象刺激発生部を、該駆動制御対象刺激発生部と前記仮想物体との位置関係に基づいて駆動制御を行う駆動制御手段と
を備えることを特徴とする。
前記情報処理装置の判定手段が、前記人体を模した仮想物体である仮想人体を前記人体の位置姿勢で前記ユーザが観察する仮想空間中に配置した場合に、該仮想人体と、該仮想空間を構成する仮想物体と、が接触したか否かを判定する判定工程と、
前記情報処理装置の駆動制御手段が、前記仮想人体において前記仮想物体と接触した箇所を接触箇所とし、前記人体において該接触箇所に対応する部分の近傍に配置されている刺激発生部を駆動制御対象刺激発生部とし、該駆動制御対象刺激発生部を、該駆動制御対象刺激発生部と前記接触箇所との位置関係に基づいて駆動制御を行う駆動制御工程と
を備えることを特徴とする。
前記情報処理装置の判定手段が、前記人体を模した仮想物体である仮想人体を前記人体の位置姿勢で前記ユーザが観察する仮想空間中に配置した場合に、該仮想人体と、該仮想空間を構成する仮想物体と、が接触したか否かを判定する判定工程と、
前記情報処理装置の駆動制御手段が、前記仮想人体において前記仮想物体と接触した箇所を接触箇所とし、前記人体において該接触箇所に対応する部分の近傍に配置されている刺激発生部を駆動制御対象刺激発生部とし、該駆動制御対象刺激発生部を、該駆動制御対象刺激発生部と前記仮想物体との位置関係に基づいて駆動制御を行う駆動制御工程と
を備えることを特徴とする。
<システムの構成について>
本実施形態は、ユーザに対して仮想空間を提示するためのシステムであって、仮想空間中の仮想物体とユーザの人体との衝突が発生した場合には、係る衝突の感触を、衝突時における刺激の広がりをも考慮して、ユーザの人体に提示するためのものである。
次に、人体と現実物体とが衝突した場合に、人体に対して生じる振動状況について説明する。以下の説明では、人体の一例として「手」を用いるが、以下の説明は、部位が如何なるものであっても実質的に同様である。
先ず、仮想人体と仮想物体との衝突の検知について説明する。係る検知は上述の通り、位置判定部108により行われる。上述の通り、位置検出部107は、手1を含むユーザの各部位の位置姿勢を求める。そして、求めた各部位の位置姿勢に、各部位を模した仮想物体を配置する処理を行う。従って当然、ユーザの手1の位置姿勢には、手1を模した仮想人体が配置されていることになる。
図3は、手1を模した仮想人体301と仮想物体2との衝突について示す図である。同図において110a、110b、110cはそれぞれ、手1に配された刺激発生部である。刺激発生部110aは手1のひらの小指側の縁にあり、刺激発生部110bは手1のひら中央にあり、刺激発生部110cは親指部分にある。
図4は、衝突点からの距離に応じた、各刺激発生部110a〜110cにおける刺激の発生タイミングを示す図である。図4(a)は、刺激発生部110aにおける刺激の発生タイミングを示すグラフを示している。図4(b)は、刺激発生部110bにおける刺激の発生タイミングを示すグラフを示している。図4(c)は、刺激発生部110cにおける刺激の発生タイミングを示すグラフを示している。何れのグラフも、横軸に時刻、縦軸に加速度(ここでの刺激発生部110a〜110cは、機械的な振動刺激を発生するもので振動などの動作を行うため)をとっている。
図5は、衝突点からの距離に応じた、各刺激発生部110a〜110cにおける刺激の強度を示す図である。図5(a)は、刺激発生部110aにおける刺激の強度を示すグラフを示しており、図5(b)は、刺激発生部110bにおける刺激の強度を示すグラフを示しており、図5(c)は、刺激発生部110cにおける刺激の強度を示すグラフを示している。何れのグラフも、横軸に時刻、縦軸に加速度をとっている。
図4、5では、機械的刺激(振動刺激)の場合について説明したが、電気的刺激や、温度刺激等でも、刺激タイミングや刺激強度を変化させる制御を行うことで、同様の効果を得ることができる。その一例として、各刺激発生部110a〜110cに入力する駆動波形を変更させることで、それぞれの刺激発生部110a〜110cによる駆動を異ならせる場合について説明する。
次に、衝突点と、各刺激発生部110a〜110cとの距離関係に基づいた、各刺激発生部110a〜110cの駆動制御について、簡単な例を挙げて説明する。
上述の通り、情報処理装置105は、HMD130に対して仮想空間画像を提示する処理を行うと共に、このHMD130を頭部に装着しているユーザの仮想人体と仮想物体との衝突による刺激を刺激発生部110によってユーザに与える処理を行っている。
刺激発生部に対する駆動制御によって人体に与える刺激の広がりの範囲について説明する。まず、衝突点位置と刺激発生部との位置関係によって刺激強度を変化させる場合、衝突点位置から遠くなるほど刺激強度が弱くなり、ある一定以上離れた刺激発生部では、人体が感じる刺激以下の刺激を発生することになる。またさらに離れた刺激発生部では、刺激の強度がゼロになる、あるいは近似的にゼロになるため刺激発生部は動作しなくなる。このように、衝突点位置と刺激発生部の位置関係によって刺激強度を変化させる場合では、自然に衝突時に刺激を発生させる刺激発生部の範囲が定まる。
本実施形態は、人***置を検出する方法と合わせて、実際の人***置と実空間中に仮想的に存在する仮想物体の位置関係に基づいて、仮想物体表面に接触した感覚を人体に提示する技術に適用することが好適である。ここで、人***置姿勢(部位)の検出方法としては、マーカとカメラを用いる方法や、カメラで撮影した映像を画像処理することで人体形状や位置を得る方法を用いても良い。また、磁気センサや加速度・角速度センサを用いた方法、光ファイバなどを用いたデータグローブにより手形状を取得する方法など、どのような方法を用いても良い。以上の計測方法によって、人体の動きを仮想人体に反映させることが出来る。
本実施形態では、人体の形状の変化に伴って、衝突点と刺激発生部との距離が変化する場合について説明する。
本実施形態では、仮想人体と仮想物体が衝突した際、仮想人体と仮想物体との位置関係に基づいて複数の刺激発生部を駆動させることで、衝突点における仮想物体の表面方向をユーザに提示する場合について説明する。
本実施形態では、仮想人体と仮想物体とが衝突した際の、仮想人体と仮想物体との位置関係に基づいて、複数の刺激発生部を駆動させることで、衝突した仮想物体の形状をユーザに提示する場合について説明する。
以上の実施形態では、仮想人体と仮想物体とが接触した時点での制御について述べた。本実施形態では、各刺激発生部と仮想物体との位置関係に基づいて各刺激発生部を駆動することにより、仮想人体が仮想物体内に侵入する時に、係る侵入による仮想人体と仮想物体との干渉から離脱する方向をユーザに提示する。
また、本発明の目的は、以下のようにすることによって達成されることはいうまでもない。即ち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコード(コンピュータプログラム)を記録した記録媒体(または記憶媒体)を、システムあるいは装置に供給する。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した記録媒体(コンピュータ読み取り可能な記録媒体)は本発明を構成することになる。
Claims (18)
- ユーザの人体に配置することで該配置した位置に対して刺激を与える為の刺激発生部を制御するための情報処理装置であって、
前記人体を模した仮想物体である仮想人体を前記人体の位置姿勢で前記ユーザが観察する仮想空間中に配置した場合に、該仮想人体と、該仮想空間を構成する仮想物体と、が接触したか否かを判定する判定手段と、
前記仮想人体において前記仮想物体と接触した箇所を接触箇所とし、前記人体において該接触箇所に対応する部分の近傍に配置されている刺激発生部を駆動制御対象刺激発生部とし、該駆動制御対象刺激発生部を、該駆動制御対象刺激発生部と前記接触箇所との位置関係に基づいて駆動制御を行う駆動制御手段と
を備えることを特徴とする情報処理装置。 - 前記駆動制御手段は、
前記接触箇所の位置と、前記駆動制御対象刺激発生部の位置との間の距離を求める距離計算手段と、
前記駆動制御対象刺激発生部を、前記距離に基づいて駆動制御する手段と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記距離計算手段は、前記接触箇所の位置から、前記仮想人体に沿って前記駆動制御対象刺激発生部までの距離を計算することを特徴とする請求項2に記載の情報処理装置。
- 前記距離計算手段は、前記接触箇所と前記駆動制御対象刺激発生部との間の直線距離を計算することを特徴とする請求項2に記載の情報処理装置。
- 前記距離計算手段は、前記仮想物体において前記仮想人体と接触した箇所における法線を垂線として持つ基準面を設定し、設定した基準面と前記駆動制御対象刺激発生部との間の直線距離を計算することを特徴とする請求項2に記載の情報処理装置。
- 前記距離計算手段は、前記仮想人体の移動方向に平行な方向に前記距離を計算することを特徴とする請求項2に記載の情報処理装置。
- 前記駆動制御手段は、前記仮想物体の内部に前記仮想人体の一部、若しくは全部が侵入している場合には、前記駆動制御対象刺激発生部のうち、前記仮想物体の内部に位置する駆動制御対象刺激発生部に対して駆動制御を行い、前記仮想物体の外部に位置する駆動制御対象刺激発生部に対しては駆動制御は行わないことを特徴とする請求項2に記載の情報処理装置。
- 前記駆動制御手段は、前記接触箇所と前記駆動制御対象刺激発生部との間の距離が大きいほど、当該駆動制御対象刺激発生部による刺激開始タイミングを遅らせることを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
- 前記駆動制御手段は、前記接触箇所と前記駆動制御対象刺激発生部との間の距離が大きいほど、当該駆動制御対象刺激発生部による刺激を弱めることを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
- 前記駆動制御手段は、前記接触箇所と前記駆動制御対象刺激発生部との間の距離に応じて、当該駆動制御対象刺激発生部による刺激の増減パターンを変更することを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
- 前記刺激発生部は、機械的な振動刺激を発生する刺激発生部、機械的な振動刺激を発生するボイスコイル型の刺激発生部、アクチュエータにより人体に接触したピンを動作させて刺激を与える刺激発生部、空気圧力により皮膚表面を圧迫する刺激発生部、電気的刺激を人体に対して与える刺激発生部、温度刺激を人体に対して与える刺激発生部、の何れかにより構成されていることを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
- 更に、前記仮想空間の画像を生成し、前記ユーザに対して提示する手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
- ユーザの人体に配置することで該配置した位置に対して刺激を与える為の刺激発生部を制御するための情報処理装置であって、
前記人体を模した仮想物体である仮想人体を前記人体の位置姿勢で前記ユーザが観察する仮想空間中に配置した場合に、該仮想人体と、該仮想空間を構成する仮想物体と、が接触したか否かを判定する判定手段と、
前記仮想人体において前記仮想物体と接触した箇所を接触箇所とし、前記人体において該接触箇所に対応する部分の近傍に配置されている刺激発生部を駆動制御対象刺激発生部とし、該駆動制御対象刺激発生部を、該駆動制御対象刺激発生部と前記仮想物体との位置関係に基づいて駆動制御を行う駆動制御手段と
を備えることを特徴とする情報処理装置。 - 前記駆動制御手段は、
前記仮想物体の表面から前記駆動制御対象刺激発生部までの距離を求める距離計算手段と、
前記駆動制御対象刺激発生部を、前記距離に基づいて駆動制御する手段と
を備えることを特徴とする請求項13に記載の情報処理装置。 - ユーザの人体に配置することで該配置した位置に対して刺激を与える為の刺激発生部を制御するための情報処理装置が行う情報処理方法であって、
前記情報処理装置の判定手段が、前記人体を模した仮想物体である仮想人体を前記人体の位置姿勢で前記ユーザが観察する仮想空間中に配置した場合に、該仮想人体と、該仮想空間を構成する仮想物体と、が接触したか否かを判定する判定工程と、
前記情報処理装置の駆動制御手段が、前記仮想人体において前記仮想物体と接触した箇所を接触箇所とし、前記人体において該接触箇所に対応する部分の近傍に配置されている刺激発生部を駆動制御対象刺激発生部とし、該駆動制御対象刺激発生部を、該駆動制御対象刺激発生部と前記接触箇所との位置関係に基づいて駆動制御を行う駆動制御工程と
を備えることを特徴とする情報処理方法。 - ユーザの人体に配置することで該配置した位置に対して刺激を与える為の刺激発生部を制御するための情報処理装置が行う情報処理方法であって、
前記情報処理装置の判定手段が、前記人体を模した仮想物体である仮想人体を前記人体の位置姿勢で前記ユーザが観察する仮想空間中に配置した場合に、該仮想人体と、該仮想空間を構成する仮想物体と、が接触したか否かを判定する判定工程と、
前記情報処理装置の駆動制御手段が、前記仮想人体において前記仮想物体と接触した箇所を接触箇所とし、前記人体において該接触箇所に対応する部分の近傍に配置されている刺激発生部を駆動制御対象刺激発生部とし、該駆動制御対象刺激発生部を、該駆動制御対象刺激発生部と前記仮想物体との位置関係に基づいて駆動制御を行う駆動制御工程と
を備えることを特徴とする情報処理方法。 - コンピュータを、請求項1乃至14の何れか1項に記載の情報処理装置が有する各手段として機能させるためのコンピュータプログラム。
- 請求項17に記載のコンピュータプログラムを格納した、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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