以下、図面を参照しつつ、本開示の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
[HMDシステムの構成]
図1を参照して、HMD(Head Mount Display)システム100の構成について説明する。図1は、ある実施の形態に従うHMDシステム100の構成の概略を表す図である。ある局面において、HMDシステム100は、家庭用のシステムとしてあるいは業務用のシステムとして提供される。
HMDシステム100は、HMD装置110と、HMDセンサ120と、コントローラ160と、コンピュータ200とを備える。HMD装置110は、モニタ112と、注視センサ140とを含む。コントローラ160は、モーションセンサ130を含み得る。
ある局面において、コンピュータ200は、インターネットその他のネットワーク19に接続可能であり、ネットワーク19に接続されているサーバ150その他のコンピュータと通信可能である。別の局面において、HMD装置110は、HMDセンサ120の代わりに、センサ114を含み得る。
HMD装置110は、ユーザの頭部に装着され、動作中に仮想空間をユーザに提供し得る。より具体的には、HMD装置110は、右目用の画像および左目用の画像をモニタ112にそれぞれ表示する。ユーザの各目がそれぞれの画像を視認すると、ユーザは、両目の視差に基づき当該画像を3次元の画像として認識し得る。
モニタ112は、例えば、非透過型の表示装置として実現される。ある局面において、モニタ112は、ユーザの両目の前方に位置するようにHMD装置110の本体に配置されている。したがって、ユーザは、モニタ112に表示される3次元画像を視認すると、仮想空間に没入することができる。ある実施の形態において、仮想空間は、例えば、背景、ユーザが操作可能なオブジェクト、およびユーザが選択可能なメニューの画像等を含む。ある実施の形態において、モニタ112は、所謂スマートフォンその他の情報表示端末が備える液晶モニタまたは有機EL(Electro Luminescence)モニタとして実現され得る。
ある局面において、モニタ112は、右目用の画像を表示するためのサブモニタと、左目用の画像を表示するためのサブモニタとを含み得る。別の局面において、モニタ112は、右目用の画像と左目用の画像とを一体として表示する構成であってもよい。この場合、モニタ112は、高速シャッタを含む。高速シャッタは、画像がいずれか一方の目にのみ認識されるように、右目用の画像と左目用の画像とを交互に表示可能に作動する。
HMDセンサ120は、複数の光源(図示しない)を含む。各光源は例えば、赤外線を発するLED(Light Emitting Diode)により実現される。HMDセンサ120は、HMD装置110の動きを検出するためのポジショントラッキング機能を有する。HMDセンサ120は、この機能を用いて、現実空間内におけるHMD装置110の位置および傾きを検出する。
なお、別の局面において、HMDセンサ120は、カメラにより実現されてもよい。この場合、HMDセンサ120は、カメラから出力されるHMD装置110の画像情報を用いて、画像解析処理を実行することにより、HMD装置110の位置および傾きを検出することができる。
別の局面において、HMD装置110は、位置検出器として、HMDセンサ120の代わりに、センサ114を備えてもよい。HMD装置110は、センサ114を用いて、HMD装置110自身の位置および傾きを検出し得る。例えば、センサ114が角速度センサ、地磁気センサ、加速度センサ、あるいはジャイロセンサ等である場合、HMD装置110は、HMDセンサ120の代わりに、これらの各センサのいずれかを用いて、自身の位置および傾きを検出し得る。一例として、センサ114が角速度センサである場合、角速度センサは、現実空間におけるHMD装置110の3軸周りの角速度を経時的に検出する。HMD装置110は、各角速度に基づいて、HMD装置110の3軸周りの角度の時間的変化を算出し、さらに、角度の時間的変化に基づいて、HMD装置110の傾きを算出する。また、HMD装置110は、透過型表示装置を備えていても良い。この場合、当該透過型表示装置は、その透過率を調整することにより、一時的に非透過型の表示装置として構成可能であってもよい。また、視界画像は仮想空間を構成する画像の一部に、現実空間を提示する構成を含んでいてもよい。例えば、HMD装置110に搭載されたカメラで撮影した画像を視界画像の一部に重畳して表示させてもよいし、当該透過型表示装置の一部の透過率を高く設定することにより、視界画像の一部から現実空間を視認可能にしてもよい。
注視センサ140は、ユーザ190の右目および左目の視線が向けられる方向(視線方向)を検出する。当該方向の検出は、例えば、公知のアイトラッキング機能によって実現される。注視センサ140は、当該アイトラッキング機能を有するセンサにより実現される。ある局面において、注視センサ140は、右目用のセンサおよび左目用のセンサを含むことが好ましい。注視センサ140は、例えば、ユーザ190の右目および左目に赤外光を照射するとともに、照射光に対する角膜および虹彩からの反射光を受けることにより各眼球の回転角を検出するセンサであってもよい。注視センサ140は、検出した各回転角に基づいて、ユーザ190の視線方向を検知することができる。
サーバ150は、コンピュータ200にプログラムを送信し得る。別の局面において、サーバ150は、他のユーザによって使用されるHMD装置に仮想現実を提供するための他のコンピュータ200と通信し得る。例えば、アミューズメント施設において、複数のユーザが参加型のゲームを行う場合、各コンピュータ200は、各ユーザの動作に基づく信号を他のコンピュータ200と通信して、同じ仮想空間において複数のユーザが共通のゲームを楽しむことを可能にする。
コントローラ160は、ユーザ190からコンピュータ200への命令の入力を受け付ける。ある局面において、コントローラ160は、ユーザ190によって把持可能に構成される。別の局面において、コントローラ160は、ユーザ190の身体あるいは衣類の一部に装着可能に構成される。別の局面において、コントローラ160は、コンピュータ200から送られる信号に基づいて、振動、音、光のうちの少なくともいずれかを出力するように構成されてもよい。別の局面において、コントローラ160は、仮想現実を提供する空間に配置されるオブジェクトの位置および動き等を制御するためにユーザ190によって与えられる操作を受け付ける。
モーションセンサ130は、ある局面において、ユーザの手に取り付けられて、ユーザの手の動きを検出する。例えば、モーションセンサ130は、手の回転速度、回転数等を検出する。検出された信号は、コンピュータ200に送られる。モーションセンサ130は、例えば、手袋型のコントローラ160に設けられている。ある実施の形態において、現実空間における安全のため、コントローラ160は、手袋型のようにユーザ190の手に装着されることにより容易に飛んで行かないものに装着されるのが望ましい。別の局面において、ユーザ190に装着されないセンサがユーザ190の手の動きを検出してもよい。例えば、ユーザ190を撮影するカメラの信号が、ユーザ190の動作を表す信号として、コンピュータ200に入力されてもよい。モーションセンサ130とコンピュータ200とは、有線により、または無線により互いに接続される。無線の場合、通信形態は特に限られず、例えば、Bluetooth(登録商標)その他の公知の通信手法が用いられる。
[ハードウェア構成]
図2を参照して、本実施の形態に係るコンピュータ200について説明する。図2は、一局面に従うコンピュータ200のハードウェア構成の一例を表すブロック図である。コンピュータ200は、主たる構成要素として、プロセッサ10と、メモリ11と、ストレージ12と、入出力インターフェース13と、通信インターフェース14とを備える。各構成要素は、それぞれ、バス15に接続されている。
プロセッサ10は、コンピュータ200に与えられる信号に基づいて、あるいは、予め定められた条件が成立したことに基づいて、メモリ11またはストレージ12に格納されているプログラムに含まれる一連の命令を実行する。ある局面において、プロセッサ10は、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processor Unit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)その他のデバイスとして実現される。
メモリ11は、プログラムおよびデータを一時的に保存する。プログラムは、例えば、ストレージ12からロードされる。メモリ11に保存されるデータは、コンピュータ200に入力されたデータと、プロセッサ10によって生成されたデータとを含む。ある局面において、メモリ11は、RAM(Random Access Memory)その他の揮発性メモリとして実現される。
ストレージ12は、プログラムおよびデータを永続的に保持する。ストレージ12は、例えば、ROM(Read-Only Memory)、ハードディスク装置、フラッシュメモリ、その他の不揮発性記憶装置として実現される。ストレージ12に格納されるプログラムは、HMDシステム100において仮想空間を提供するためのプログラム、シミュレーションプログラム、ゲームプログラム、ユーザ認証プログラム、および他のコンピュータ200との通信を実現するためのプログラム等を含む。ストレージ12に格納されるデータは、仮想空間を規定するためのデータおよびオブジェクト等を含む。
なお、別の局面において、ストレージ12は、メモリカードのように着脱可能な記憶装置として実現されてもよい。さらに別の局面において、コンピュータ200に内蔵されたストレージ12の代わりに、外部の記憶装置に保存されているプログラムおよびデータを使用する構成が使用されてもよい。このような構成によれば、例えば、アミューズメント施設のように複数のHMDシステム100が使用される場面において、プログラムおよびデータ等の更新を一括して行うことが可能になる。
ある実施の形態において、入出力インターフェース13は、HMD装置110、HMDセンサ120またはモーションセンサ130との間で信号を通信する。ある局面において、入出力インターフェース13は、USB(Universal Serial Bus)インターフェース、DVI(Digital Visual Interface)、HDMI(登録商標)(High-Definition Multimedia Interface)その他の端子を用いて実現される。なお、入出力インターフェース13は上述のものに限られない。
ある実施の形態において、入出力インターフェース13は、さらに、コントローラ160と通信し得る。例えば、入出力インターフェース13は、モーションセンサ130から出力された信号の入力を受ける。別の局面において、入出力インターフェース13は、プロセッサ10から出力された命令を、コントローラ160に送る。当該命令は、振動、音声出力、発光等をコントローラ160に指示する。コントローラ160は、当該命令を受信すると、その命令に応じて、振動、音声出力または発光のいずれかを実行する。
通信インターフェース14は、ネットワーク19に接続されて、ネットワーク19に接続されている他のコンピュータ(例えば、サーバ150)と通信する。ある局面において、通信インターフェース14は、例えば、LAN(Local Area Network)その他の有線通信インターフェース、あるいは、WiFi(Wireless Fidelity)、Bluetooth(登録商標)、NFC(Near Field Communication)その他の無線通信インターフェースとして実現される。なお、通信インターフェース14は上述のものに限られない。
ある局面において、プロセッサ10は、ストレージ12にアクセスし、ストレージ12に格納されている1つ以上のプログラムをメモリ11にロードし、当該プログラムに含まれる一連の命令を実行する。当該1つ以上のプログラムは、コンピュータ200のオペレーティングシステム、仮想空間を提供するためのアプリケーションプログラム、コントローラ160を用いて仮想空間で実行可能なゲームソフトウェア等を含み得る。プロセッサ10は、入出力インターフェース13を介して、仮想空間を提供するための信号をHMD装置110に送る。HMD装置110は、その信号に基づいてモニタ112に映像を表示する。
なお、図2に示される例では、コンピュータ200がHMD装置110の外部に設けられる構成が示されているが、別の局面において、コンピュータ200は、HMD装置110に内蔵されてもよい。一例として、モニタ112を含む携帯型の情報通信端末(例えば、スマートフォン)がコンピュータ200として機能してもよい。
また、コンピュータ200は、複数のHMD装置110に共通して用いられる構成であってもよい。このような構成によれば、例えば、複数のユーザに同一の仮想空間を提供することもできるので、各ユーザは同一の仮想空間で他のユーザと同一のアプリケーションを楽しむことができる。
ある実施の形態において、HMDシステム100では、グローバル座標系が予め設定されている。グローバル座標系は、現実空間における鉛直方向、鉛直方向に直交する水平方向、ならびに、鉛直方向および水平方向の双方に直交する前後方向にそれぞれ平行な、3つの基準方向(軸)を有する。本実施の形態では、グローバル座標系は視点座標系の一つである。そこで、グローバル座標系における水平方向、鉛直方向(上下方向)、および前後方向は、それぞれ、x軸、y軸、z軸と規定される。より具体的には、グローバル座標系において、x軸は現実空間の水平方向に平行である。y軸は、現実空間の鉛直方向に平行である。z軸は現実空間の前後方向に平行である。
ある局面において、HMDセンサ120は、赤外線センサを含む。赤外線センサが、HMD装置110の各光源から発せられた赤外線をそれぞれ検出すると、HMD装置110の存在を検出する。HMDセンサ120は、さらに、各点の値(グローバル座標系における各座標値)に基づいて、HMD装置110を装着したユーザ190の動きに応じた、現実空間内におけるHMD装置110の位置および傾きを検出する。より詳しくは、HMDセンサ120は、経時的に検出された各値を用いて、HMD装置110の位置および傾きの時間的変化を検出できる。
グローバル座標系は現実空間の座標系と平行である。したがって、HMDセンサ120によって検出されたHMD装置110の各傾きは、グローバル座標系におけるHMD装置110の3軸周りの各傾きに相当する。HMDセンサ120は、グローバル座標系におけるHMD装置110の傾きに基づき、uvw視野座標系をHMD装置110に設定する。HMD装置110に設定されるuvw視野座標系は、HMD装置110を装着したユーザ190が仮想空間において物体を見る際の視点座標系に対応する。
[uvw視野座標系]
図3を参照して、uvw視野座標系について説明する。図3は、ある実施の形態に従うHMD装置110に設定されるuvw視野座標系を概念的に表す図である。HMDセンサ120は、HMD装置110の起動時に、グローバル座標系におけるHMD装置110の位置および傾きを検出する。プロセッサ10は、検出された値に基づいて、uvw視野座標系をHMD装置110に設定する。
図3に示されるように、HMD装置110は、HMD装置110を装着したユーザの頭部を中心(原点)とした3次元のuvw視野座標系を設定する。より具体的には、HMD装置110は、グローバル座標系を規定する水平方向、鉛直方向、および前後方向(x軸、y軸、z軸)を、グローバル座標系内においてHMD装置110の各軸周りの傾きだけ各軸周りにそれぞれ傾けることによって新たに得られる3つの方向を、HMD装置110におけるuvw視野座標系のピッチ方向(u軸)、ヨー方向(v軸)、およびロール方向(w軸)として設定する。
ある局面において、HMD装置110を装着したユーザ190が直立し、かつ、正面を視認している場合、プロセッサ10は、グローバル座標系に平行なuvw視野座標系をHMD装置110に設定する。この場合、グローバル座標系における水平方向(x軸)、鉛直方向(y軸)、および前後方向(z軸)は、HMD装置110におけるuvw視野座標系のピッチ方向(u軸)、ヨー方向(v軸)、およびロール方向(w軸)に一致する。
uvw視野座標系がHMD装置110に設定された後、HMDセンサ120は、HMD装置110の動きに基づいて、設定されたuvw視野座標系におけるHMD装置110の傾き(傾きの変化量)を検出できる。この場合、HMDセンサ120は、HMD装置110の傾きとして、uvw視野座標系におけるHMD装置110のピッチ角(θu)、ヨー角(θv)、およびロール角(θw)をそれぞれ検出する。ピッチ角(θu)は、uvw視野座標系におけるピッチ方向周りのHMD装置110の傾き角度を表す。ヨー角(θv)は、uvw視野座標系におけるヨー方向周りのHMD装置110の傾き角度を表す。ロール角(θw)は、uvw視野座標系におけるロール方向周りのHMD装置110の傾き角度を表す。
HMDセンサ120は、検出されたHMD装置110の傾き角度に基づいて、HMD装置110が動いた後のHMD装置110におけるuvw視野座標系を、HMD装置110に設定する。HMD装置110と、HMD装置110のuvw視野座標系との関係は、HMD装置110の位置および傾きに関わらず、常に一定である。HMD装置110の位置および傾きが変わると、当該位置および傾きの変化に連動して、グローバル座標系におけるHMD装置110のuvw視野座標系の位置および傾きが変化する。
ある局面において、HMDセンサ120は、赤外線センサからの出力に基づいて取得される赤外線の光強度および複数の点間の相対的な位置関係(例えば、各点間の距離など)に基づいて、HMD装置110の現実空間内における位置を、HMDセンサ120に対する相対位置として特定してもよい。また、プロセッサ10は、特定された相対位置に基づいて、現実空間内(グローバル座標系)におけるHMD装置110のuvw視野座標系の原点を決定してもよい。
[仮想空間]
図4を参照して、仮想空間についてさらに説明する。図4は、ある実施の形態に従う仮想空間2を表現する一態様を概念的に表す図である。仮想空間2は、中心21の360度方向の全体を覆う全天球状の構造を有する。図4では、説明を複雑にしないために、仮想空間2のうちの上半分の天球が例示されている。仮想空間2では各メッシュが規定される。各メッシュの位置は、仮想空間2に規定されるXYZ座標系における座標値として予め規定されている。コンピュータ200は、仮想空間2に展開可能なコンテンツ(静止画、動画等)を構成する各部分画像を、仮想空間2において対応する各メッシュにそれぞれ対応付けて、ユーザによって視認可能な仮想空間画像22が展開される仮想空間2をユーザに提供する。
ある局面において、仮想空間2では、中心21を原点とするXYZ座標系が規定される。XYZ座標系は、例えば、グローバル座標系に平行である。XYZ座標系は視点座標系の一種であるため、XYZ座標系における水平方向、鉛直方向(上下方向)、および前後方向は、それぞれX軸、Y軸、Z軸として規定される。したがって、XYZ座標系のX軸(水平方向)がグローバル座標系のx軸と平行であり、XYZ座標系のY軸(鉛直方向)がグローバル座標系のy軸と平行であり、XYZ座標系のZ軸(前後方向)がグローバル座標系のz軸と平行である。
HMD装置110の起動時、すなわちHMD装置110の初期状態において、仮想カメラ1が、仮想空間2の中心21に配置される。仮想カメラ1は、現実空間におけるHMD装置110の動きに連動して、仮想空間2を同様に移動する。これにより、現実空間におけるHMD装置110の位置および向きの変化が、仮想空間2において同様に再現される。
仮想カメラ1には、HMD装置110の場合と同様に、uvw視野座標系が規定される。仮想空間2における仮想カメラ1のuvw視野座標系は、現実空間(グローバル座標系)におけるHMD装置110のuvw視野座標系に連動するように規定されている。したがって、HMD装置110の傾きが変化すると、それに応じて、仮想カメラ1の傾きも変化する。また、仮想カメラ1は、HMD装置110を装着したユーザの現実空間における移動に連動して、仮想空間2において移動することもできる。
仮想カメラ1の向きは、仮想カメラ1の位置および傾きに応じて決まるので、ユーザが仮想空間画像22を視認する際に基準となる視線(基準視線5)は、仮想カメラ1の向きに応じて決まる。コンピュータ200のプロセッサ10は、基準視線5に基づいて、仮想空間2における視界領域23を規定する。視界領域23は、仮想空間2のうち、HMD装置110を装着したユーザの視界に対応する。
注視センサ140によって検出されるユーザ190の視線方向は、ユーザ190が物体を視認する際の視点座標系における方向である。HMD装置110のuvw視野座標系は、ユーザ190がモニタ112を視認する際の視点座標系に等しい。また、仮想カメラ1のuvw視野座標系は、HMD装置110のuvw視野座標系に連動している。したがって、ある局面に従うHMDシステム100は、注視センサ140によって検出されたユーザ190の視線方向を、仮想カメラ1のuvw視野座標系におけるユーザの視線方向とみなすことができる。
[ユーザの視線]
図5を参照して、ユーザの視線方向の決定について説明する。図5は、ある実施の形態に従うHMD装置110を装着するユーザ190の頭部を上から表した図である。
ある局面において、注視センサ140は、ユーザ190の右目および左目の各視線を検出する。ある局面において、ユーザ190が近くを見ている場合、注視センサ140は、視線R1およびL1を検出する。別の局面において、ユーザ190が遠くを見ている場合、注視センサ140は、視線R2およびL2を検出する。この場合、ロール方向wに対して視線R2およびL2がなす角度は、ロール方向wに対して視線R1およびL1がなす角度よりも小さい。注視センサ140は、検出結果をコンピュータ200に送信する。
コンピュータ200が、視線の検出結果として、視線R1およびL1の検出値を注視センサ140から受信した場合には、その検出値に基づいて、視線R1およびL1の交点である注視点N1を特定する。一方、コンピュータ200は、視線R2およびL2の検出値を注視センサ140から受信した場合には、視線R2およびL2の交点を注視点として特定する。コンピュータ200は、特定した注視点N1の位置に基づき、ユーザ190の視線方向N0を特定する。コンピュータ200は、例えば、ユーザ190の右目Rと左目Lとを結ぶ直線の中点と、注視点N1とを通る直線の延びる方向を、視線方向N0として検出する。視線方向N0は、ユーザ190が両目により実際に視線を向けている方向である。また、視線方向N0は、視界領域23に対してユーザ190が実際に視線を向けている方向に相当する。
別の局面において、HMDシステム100は、HMDシステム100を構成するいずれかのパーツに、マイクおよびスピーカを備えてもよい。ユーザは、マイクに発話することにより、仮想空間2に対して、音声による指示を与えることができる。
また、別の局面において、HMDシステム100は、テレビジョン放送受信チューナを備えてもよい。このような構成によれば、HMDシステム100は、仮想空間2においてテレビ番組を表示することができる。
さらに別の局面において、HMDシステム100は、インターネットに接続するための通信回路、あるいは、電話回線に接続するための通話機能を備えていてもよい。
[視界領域]
図6および図7を参照して、視界領域23について説明する。図6は、仮想空間2において視界領域23をX方向から見たYZ断面を表す図である。図7は、仮想空間2において視界領域23をY方向から見たXZ断面を表す図である。
図6に示されるように、YZ断面における視界領域23は、領域24を含む。領域24は、仮想カメラ1の基準視線5と仮想空間2のYZ断面とによって定義される。プロセッサ10は、仮想空間おける基準視線5を中心として極角αを含む範囲を、領域24として規定する。
図7に示されるように、XZ断面における視界領域23は、領域25を含む。領域25は、基準視線5と仮想空間2のXZ断面とによって定義される。プロセッサ10は、仮想空間2における基準視線5を中心とした方位角βを含む範囲を、領域25として規定する。
ある局面において、HMDシステム100は、コンピュータ200からの信号に基づいて、視界画像をモニタ112に表示させることにより、ユーザ190に仮想空間を提供する。視界画像は、仮想空間画像22のうち視界領域23に重畳する部分に相当する。ユーザ190が、頭に装着したHMD装置110を動かすと、その動きに連動して仮想カメラ1も動く。その結果、仮想空間2における視界領域23の位置が変化する。これにより、モニタ112に表示される視界画像は、仮想空間画像22のうち、仮想空間2においてユーザが向いた方向の視界領域23に重畳する画像に更新される。ユーザは、仮想空間2における所望の方向を視認することができる。
ユーザ190は、HMD装置110を装着している間、現実世界を視認することなく、仮想空間2に展開される仮想空間画像22のみを視認できる。そのため、HMDシステム100は、仮想空間2への高い没入感覚をユーザに与えることができる。
ある局面において、プロセッサ10は、HMD装置110を装着したユーザ190の現実空間における移動に連動して、仮想空間2において仮想カメラ1を移動し得る。この場合、プロセッサ10は、仮想空間2における仮想カメラ1の位置および向きに基づいて、HMD装置110のモニタ112に投影される画像領域(すなわち、仮想空間2における視界領域23)を特定する。すなわち、仮想カメラ1によって、仮想空間2におけるユーザ190の視野が定義される。
ある実施の形態に従うと、仮想カメラ1は、二つの仮想カメラ、すなわち、右目用の画像を提供するための仮想カメラと、左目用の画像を提供するための仮想カメラとを含むことが望ましい。また、ユーザ190が3次元の仮想空間2を認識できるように、適切な視差が、二つの仮想カメラに設定されていることが好ましい。本実施の形態においては、仮想カメラ1が二つの仮想カメラを含み、二つの仮想カメラのロール方向が合成されることによって生成されるロール方向(w)がHMD装置110のロール方向(w)に適合されるように構成されているものとして、本開示に係る技術思想を例示する。
[コントローラ]
図8を参照して、コントローラ160の一例について説明する。図8は、ある実施の形態に従うコントローラ160の概略構成を表す図である。
図8の状態(A)に示されるように、ある局面において、コントローラ160は、右コントローラ160Rと左コントローラ160L(図10参照)とを含み得る。右コントローラ160Rは、ユーザ190の右手で操作される。左コントローラ160Lは、ユーザ190の左手で操作される。ある局面において、右コントローラ160Rと左コントローラ160Lとは、別個の装置として対称に構成される。したがって、ユーザ190は、右コントローラ160Rを把持した右手と、左コントローラ160Lを把持した左手とをそれぞれ自由に動かすことができる。別の局面において、コントローラ160は両手の操作を受け付ける一体型のコントローラであってもよい。以下、右コントローラ160Rについて説明する。
右コントローラ160Rは、グリップ30と、フレーム31と、天面32とを備える。グリップ30は、ユーザ190の右手によって把持されるように構成されている。例えば、グリップ30は、ユーザ190の右手の掌と3本の指(中指、薬指、小指)とによって保持され得る。
グリップ30は、ボタン33,34と、モーションセンサ130とを含む。ボタン33は、グリップ30の側面に配置され、右手の中指による操作を受け付ける。ボタン34は、グリップ30の前面に配置され、右手の人差し指による操作を受け付ける。ある局面において、ボタン33,34は、トリガー式のボタンとして構成される。モーションセンサ130は、グリップ30の筐体に内蔵されている。なお、ユーザ190の動作がカメラその他の装置によってユーザ190の周りから検出可能である場合には、グリップ30は、モーションセンサ130を備えなくてもよい。
フレーム31は、その円周方向に沿って配置された複数の赤外線LED35を含む。赤外線LED35は、コントローラ160を使用するプログラムの実行中に、当該プログラムの進行に合わせて赤外線を発光する。赤外線LED35から発せられた赤外線は、右コントローラ160Rと左コントローラ160Lとの各位置および姿勢(傾き、向き)等を検出するために使用され得る。図8に示される例では、二列に配置された赤外線LED35が示されているが、配列の数は図8に示されるものに限られない。一列あるいは3列以上の配列が使用されてもよい。
天面32は、ボタン36,37と、アナログスティック38とを備える。ボタン36,37は、プッシュ式ボタンとして構成される。ボタン36,37は、ユーザ190の右手の親指による操作を受け付ける。アナログスティック38は、ある局面において、初期位置(ニュートラルの位置)から360度任意の方向への操作を受け付ける。当該操作は、例えば、仮想空間2に配置されるオブジェクトを移動させるための操作を含む。
ある局面において、右コントローラ160Rおよび左コントローラ160Lは、赤外線LED35その他の部材を駆動するための電池を含む。電池は、充電式、ボタン型、乾電池型等を含むが、これらに限定されない。別の局面において、右コントローラ160Rおよび左コントローラ160Lは、例えば、コンピュータ200のUSBインターフェースに接続され得る。この場合、右コントローラ160Rおよび左コントローラ160Lは、電池を必要としない。
図8の状態(A)および状態(B)に示されるように、例えば、ユーザ190の右手810に対して、ヨー、ロール、ピッチの各方向が規定される。ユーザ190が親指と人差し指とを伸ばした場合に、親指の伸びる方向がヨー方向、人差し指の伸びる方向がロール方向、ヨー方向の軸およびロール方向の軸によって規定される平面に垂直な方向がピッチ方向として規定される。
[HMD装置の制御装置]
図9を参照して、HMD装置110の制御装置について説明する。ある実施の形態において、制御装置は周知の構成を有するコンピュータ200によって実現される。図9は、ある実施の形態に従うコンピュータ200をモジュール構成として表すブロック図である。
図9に示されるように、コンピュータ200は、表示制御モジュール220と、仮想空間制御モジュール230と、メモリモジュール240と、通信制御モジュール250とを備える。表示制御モジュール220は、サブモジュールとして、仮想カメラ制御モジュール221と、視界領域決定モジュール222と、視界画像生成モジュール223と、基準視線特定モジュール224とを含む。仮想空間制御モジュール230は、サブモジュールとして、仮想空間定義モジュール231と、仮想オブジェクト制御モジュール232と、操作オブジェクト制御モジュール233とを含む。
ある実施の形態において、表示制御モジュール220と仮想空間制御モジュール230とは、プロセッサ10によって実現される。別の実施の形態において、複数のプロセッサ10が表示制御モジュール220と仮想空間制御モジュール230として作動してもよい。メモリモジュール240は、メモリ11またはストレージ12によって実現される。通信制御モジュール250は、通信インターフェース14によって実現される。
ある局面において、表示制御モジュール220は、HMD装置110のモニタ112における画像表示を制御する。仮想カメラ制御モジュール221は、仮想空間2に仮想カメラ1を配置し、仮想カメラ1の挙動、向き等を制御する。視界領域決定モジュール222は、HMD装置110を装着したユーザの頭の向きに応じて、視界領域23を規定する。視界画像生成モジュール223は、決定された視界領域23に基づいて、モニタ112に表示される視界画像を生成する。基準視線特定モジュール224は、注視センサ140からの信号に基づいて、ユーザ190の視線を特定する。
仮想空間制御モジュール230は、ユーザ190に提供される仮想空間2を制御する。仮想空間定義モジュール231は、仮想空間2を表す仮想空間データを生成することにより、HMDシステム100における仮想空間2を規定する。
仮想オブジェクト制御モジュール232は、仮想空間2に配置される対象オブジェクトを生成する。また、仮想オブジェクト制御モジュール232は、仮想空間2における対象オブジェクトおよびキャラクタオブジェクトの動作(移動および状態変化等)を制御する。対象オブジェクトは、例えば、ゲームのストーリーの進行に従って配置される森、山その他を含む風景、動物等を含み得る。
操作オブジェクト制御モジュール233は、仮想空間2に配置されるオブジェクトを操作するための操作オブジェクトを仮想空間2に配置する。ある局面において、操作オブジェクトは、例えば、HMD装置110を装着したユーザの手に相当する手オブジェクト、ユーザの指に相当する指オブジェクト、ユーザが使用するスティックに相当するスティックオブジェクト等を含み得る。操作オブジェクトが指オブジェクトの場合、特に、操作オブジェクトは、当該指が指し示す方向(軸方向)の軸の部分に対応している。
仮想空間制御モジュール230は、仮想空間2に配置されるオブジェクトのそれぞれが、他のオブジェクトと衝突した場合に、当該衝突を検出する。仮想空間制御モジュール230は、例えば、あるオブジェクトと、別のオブジェクトとが触れたタイミングを検出することができ、当該検出がされたときに、予め定められた処理を行う。仮想空間制御モジュール230は、オブジェクトとオブジェクトとが触れている状態から離れたタイミングを検出することができ、当該検出がされたときに、予め定められた処理を行う。仮想空間制御モジュール230は、オブジェクトとオブジェクトとが触れている状態であることを検出することができる。具体的には、操作オブジェクト制御モジュール233は、操作オブジェクトと、他のオブジェクト(例えば、仮想オブジェクト制御モジュール232によって配置される対象オブジェクト)とが触れた時に、これら操作オブジェクトと他のオブジェクトとが触れたことを検出して、予め定められた処理を行う。
メモリモジュール240は、コンピュータ200が仮想空間2をユーザ190に提供するために使用されるデータを保持している。ある局面において、メモリモジュール240は、空間情報241と、オブジェクト情報242と、ユーザ情報243とを保持している。空間情報241には、例えば、仮想空間2を提供するために規定された1つ以上のテンプレートが含まれている。オブジェクト情報242には、例えば、仮想空間2において再生されるコンテンツ、当該コンテンツで使用されるオブジェクトを配置するための情報等が含まれている。当該コンテンツは、例えば、ゲーム、現実社会と同様の風景を表したコンテンツ等を含み得る。また、オブジェクト情報242には、各オブジェクト(対象オブジェクトおよび操作オブジェクト等)に関連付けられた属性を示す情報(後述する第1属性情報および第3属性情報)が含まれている。属性は、上記コンテンツにおいて予め定められたものであってもよいし、上記コンテンツの進行状況に応じて変化し得るものであってもよい。ユーザ情報243には、例えば、HMDシステム100の制御装置としてコンピュータ200を機能させるためのプログラム、オブジェクト情報242に保持される各コンテンツを使用するアプリケーションプログラム等が含まれている。また、本実施形態では、ユーザ情報243には、HMD装置110のユーザ190に関連付けられた属性を示す情報(後述する第2属性情報)が含まれている。
メモリモジュール240に格納されているデータおよびプログラムは、HMD装置110のユーザによって入力される。あるいは、プロセッサ10が、当該コンテンツを提供する事業者が運営するコンピュータ(例えば、サーバ150)からプログラムあるいはデータをダウンロードして、ダウンロードされたプログラムあるいはデータをメモリモジュール240に格納する。
通信制御モジュール250は、ネットワーク19を介して、サーバ150その他の情報通信装置と通信し得る。
ある局面において、表示制御モジュール220および仮想空間制御モジュール230は、例えば、ユニティテクノロジーズ社によって提供されるUnity(登録商標)を用いて実現され得る。別の局面において、表示制御モジュール220および仮想空間制御モジュール230は、各処理を実現する回路素子の組み合わせとしても実現され得る。
コンピュータ200における処理は、ハードウェアと、プロセッサ10により実行されるソフトウェアとによって実現される。このようなソフトウェアは、ハードディスクその他のメモリモジュール240に予め格納されている場合がある。また、ソフトウェアは、CD−ROMその他のコンピュータ読み取り可能な不揮発性のデータ記録媒体に格納されて、プログラム製品として流通している場合もある。あるいは、当該ソフトウェアは、インターネットその他のネットワークに接続されている情報提供事業者によってダウンロード可能なプログラム製品として提供される場合もある。このようなソフトウェアは、光ディスク駆動装置その他のデータ読取装置によってデータ記録媒体から読み取られて、あるいは、通信制御モジュール250を介してサーバ150その他のコンピュータからダウンロードされた後、メモリモジュール240に一旦格納される。そのソフトウェアは、プロセッサ10によってメモリモジュール240から読み出され、実行可能なプログラムの形式でRAMに格納される。プロセッサ10は、そのプログラムを実行する。
図9に示されるコンピュータ200を構成するハードウェアは、一般的なものである。したがって、本実施の形態に係る最も本質的な部分は、コンピュータ200に格納されたプログラムであるともいえる。なお、コンピュータ200のハードウェアの動作は周知であるので、詳細な説明は繰り返さない。
なお、データ記録媒体としては、CD−ROM、FD(Flexible Disk)、ハードディスクに限られず、磁気テープ、カセットテープ、光ディスク(MO(Magnetic Optical Disc)/MD(Mini Disc)/DVD(Digital Versatile Disc))、IC(Integrated Circuit)カード(メモリカードを含む)、光カード、マスクROM、EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、フラッシュROMなどの半導体メモリ等の固定的にプログラムを担持する不揮発性のデータ記録媒体でもよい。
ここでいうプログラムとは、プロセッサ10により直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム形式のプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラム等を含み得る。
図10を参照して、仮想空間制御モジュール230が操作オブジェクトと他のオブジェクトとの接触を判定する処理の詳細について説明する。図10の状態(A)は、HMD装置110とコントローラ160とを装着したユーザ190を示す図である。図10の状態(B)は、仮想カメラ1と手オブジェクト400と対象オブジェクト500とを含む仮想空間2を示す図である。
図10に示されるように、仮想空間2は、仮想カメラ1と、プレイヤキャラクタPC(キャラクタオブジェクト)と、左手オブジェクト400Lと、右手オブジェクト400Rと、対象オブジェクト500とを含む。なお、本実施形態では、プレイヤキャラクタPCの視野は、仮想カメラ1の視野と一致している。これにより、1人称視点における視界画像がユーザに提供される。上述したように、仮想空間制御モジュール230の仮想空間定義モジュール231は、このようなオブジェクトを含む仮想空間2を規定する仮想空間データを生成する。また、上述したように、仮想カメラ1は、ユーザ190に装着されたHMD装置110の動きに連動する。すなわち、仮想カメラ1の視野は、HMD装置110の動きに応じて更新される。右手オブジェクト400Rは、ユーザ190の右手に装着される右コントローラ160Rの動きに応じて移動する操作オブジェクトである。左手オブジェクト400Lは、ユーザ190の左手に装着される左コントローラ160Lの動きに応じて移動する操作オブジェクトである。以降では、説明の便宜上、左手オブジェクト400Lおよび右手オブジェクト400Rのそれぞれを単に手オブジェクト400と総称する場合がある。
左手オブジェクト400Lおよび右手オブジェクト400Rは、それぞれコリジョンエリアCAを有する。対象オブジェクト500は、コリジョンエリアCBを有する。プレイヤキャラクタPCは、コリジョンエリアCCを有する。コリジョンエリアCA,CB,CCは、各オブジェクト間におけるコリジョン判定(当たり判定)のために利用される。例えば、手オブジェクト400のコリジョンエリアCAと対象オブジェクト500のコリジョンエリアCBとが接触している場合(互いに重なる領域を有する場合を含む)に、手オブジェクト400と対象オブジェクト500とが接触していると判定される。図10に示されるように、コリジョンエリアCA,CB,CCは、各オブジェクトに設定された座標位置を中心とし、所定の半径を有する球により規定されてもよい。
[制御構造]
図11を参照して、本実施の形態に係るコンピュータ200の制御構造について説明する。図11は、HMDシステム100が実行する処理を表すフローチャートである。
ステップS1において、コンピュータ200のプロセッサ10は、仮想空間定義モジュール231として、仮想空間画像データを特定し、仮想空間を定義する。
ステップS2において、プロセッサ10は、仮想カメラ制御モジュール221として、仮想カメラ1を初期化する。例えば、プロセッサ10は、メモリのワーク領域において、仮想カメラ1を仮想空間2において予め規定された中心点に配置し、仮想カメラ1の視線をユーザ190が向いている方向に向ける。
ステップS3において、プロセッサ10は、視界画像生成モジュール223として、初期の視界画像を表示するための視界画像データを生成する。生成された視界画像データは、視界画像生成モジュール223を介して通信制御モジュール250によってHMD装置110に送られる。
ステップS4において、HMD装置110のモニタ112は、コンピュータ200から受信した信号に基づいて、視界画像を表示する。HMD装置110を装着したユーザ190は、視界画像を視認すると仮想空間2を認識し得る。
ステップS5において、HMDセンサ120は、HMD装置110から発信される複数の赤外線光に基づいて、HMD装置110の位置と傾きを検知する。検知結果は、動き検知データとして、コンピュータ200に送られる。
ステップS6において、プロセッサ10は、視界領域決定モジュール222として、HMD装置110の位置と傾きとに基づいて、HMD装置110を装着したユーザ190の視界方向を特定する。プロセッサ10は、アプリケーションプログラムを実行し、アプリケーションプログラムに含まれる命令に基づいて、仮想空間2にオブジェクトを配置する。
ステップS7において、コントローラ160は、現実空間におけるユーザ190の操作を検出する。例えば、ある局面において、コントローラ160は、ユーザ190によってボタンが押下されたことを検出する。別の局面において、コントローラ160は、ユーザ190の両手の動作(たとえば、両手を振る等)を検出する。検出内容を示す信号は、コンピュータ200に送られる。
ステップS8において、プロセッサ10は、操作オブジェクト制御モジュール233として、コントローラ160から送られた検出内容を示す信号に基づいて手オブジェクト400を動かす。プロセッサ10は、操作オブジェクト制御モジュール233として、手オブジェクト400による対象オブジェクト500に対する予め定められた操作を検知する。
ステップS9において、プロセッサ10は、仮想オブジェクト制御モジュール232または仮想カメラ制御モジュール221として、予め定められた操作の対象とされた対象オブジェクト500の属性等に基づいて、実行されるべき動作を決定し、仮想カメラ1および対象オブジェクト500の少なくとも一方に当該動作を実行させる。
ステップS10において、プロセッサ10は、視界領域決定モジュール222および視界画像生成モジュール223として、処理の結果に基づく視界画像を表示するための視界画像データを生成し、生成した視界画像データをHMD装置110に出力する。
ステップS11において、HMD装置110のモニタ112は、受信した視界画像データに基づいて視界画像を更新し、更新後の視界画像を表示する。
[第1の例]
図12〜図17を参照して、上述したステップS8およびS9の処理の第1の例について説明する。図12および図13は、図11のステップS8およびS9の処理の第1の例を表すフローチャートである。図14および図15は、第1の動作例を説明するための図である。図16および図17は、第2の動作例を説明するための図である。図14〜図17のそれぞれにおいて、状態(A)は視界画像Mの一例を示しており、状態(B)は仮想空間2をY方向から見た図である。第1の例では、プロセッサ10は、手オブジェクト400によって対象オブジェクト500を掴む操作(以下「掴み操作」)が検知された場合に、対象オブジェクト500の属性(第1属性情報)とユーザ190の属性(第2属性情報)とに応じた動作を決定および実行する。
図12を参照して、第1の例における図11のステップS8の処理を詳しく説明する。ステップS81において、プロセッサ10は、コントローラ160によって検知されるユーザ190の手の動きに応じて、仮想空間2において手オブジェクト400を動かす。
ステップS82において、プロセッサ10は、手オブジェクト400に設定されたコリジョンエリアCAと対象オブジェクト500に設定されたコリジョンエリアCBとに基づいて、各手オブジェクト400と対象オブジェクト500とが接触しているか否かを判定する。接触していると判定された場合(ステップS82:YES)、ステップS83において、プロセッサ10は、手オブジェクト400に対象オブジェクト500を掴むための動きが入力されたか否かを判定する。例えば、プロセッサ10は、手オブジェクト400の動きが、親指とそれに対向する指のいずれか(人差し指、中指、薬指、および小指の少なくとも1つ)を、伸ばされた状態から曲げられた状態へ向けて移動させる動きを含むか否かを判定する。上記の動きを含むと判定された場合(ステップS83:YES)、ステップS84において、プロセッサ10は、手オブジェクト400による対象オブジェクト500に対する掴み操作を検知する。一方、接触していると判定されなかった場合(ステップS82:NO)または上記の動きを含むと判定されなかった場合(ステップS83:NO)、プロセッサ10は、ユーザ190の手の動き情報を待ち受け、手オブジェクト400を動かす制御を継続する。
なお、手オブジェクト400における指の状態を変化させる動作は、例えば、コントローラ160(図8参照)に対するユーザ190の所定の操作によって実現される。例えば、プロセッサ10は、ボタン34が押下された場合に、手オブジェクト400における人差し指を、伸ばされた状態から曲げられた状態に変化させてもよい。また、プロセッサ10は、ボタン33が押下された場合に、手オブジェクト400における中指、薬指、および小指を、伸ばされた状態から曲げられた状態に変化させてもよい。また、プロセッサ10は、天面32に親指が配置された場合、あるいは、ボタン36,37のいずれかが押下された場合に、手オブジェクト400における親指を、伸ばされた状態から曲げられた状態に変化させてもよい。
ステップS84において掴み操作が検知された場合、上述したステップS9(図11参照)が実行される。図13を参照して、第1の例におけるステップS9の処理を詳しく説明する。
ステップS91において、プロセッサ10は、掴み操作の対象とされた対象オブジェクト500に関連付けられた属性を示す第1属性情報を取得する。プロセッサ10は、上述したオブジェクト情報242を参照することにより、第1属性情報を取得することができる。ここで、第1属性情報は、対象オブジェクト500の種別を示すオブジェクト種別情報と、対象オブジェクト500の重量を示す情報とを含む。オブジェクト種別情報は、対象オブジェクト500が仮想空間2において移動可能に設定された可動オブジェクトであるか、あるいは仮想空間2において移動不可能に設定された固定オブジェクトであるかを示す情報である。
ステップS92において、プロセッサ10は、ステップS91で取得された第1属性情報を参照することにより、対象オブジェクト500が可動オブジェクトであるか固定オブジェクトであるかを判定する。対象オブジェクト500が可動オブジェクトである場合(ステップS92:YES)、ステップS93において、プロセッサ10は、ユーザ190に関連付けられた属性を示す第2属性情報を取得する。ここで、ユーザ190に関連付けられた属性は、仮想空間2内におけるユーザ190のアバター(すなわち、プレイヤキャラクタPC)に関連付けられる属性として用いられ得る。プロセッサ10は、ユーザ情報243を参照することにより、第2属性情報を取得することができる。ここで、第2属性情報は、ユーザ190の重量(すなわち、プレイヤキャラクタPCの重量)を示す情報を含む。続いて、ステップS94において、プロセッサ10は、ユーザ190の重量と対象オブジェクト500の重量とを比較する。
対象オブジェクト500が固定オブジェクトである場合(ステップS92:NO)、または、ユーザ190の重量が対象オブジェクト500の重量以下の場合(ステップS94:YES)、プロセッサ10は、ステップS95の処理を実行する。ステップS95において、プロセッサ10は、対象オブジェクト500を移動させずに、仮想カメラ1を対象オブジェクト500に向かって移動させる動作を決定する。すなわち、プロセッサ10は、対象オブジェクト500に向かって移動する動作を実行されるべき動作として決定し、仮想カメラ1を当該動作の実行主体として決定する。
一方、対象オブジェクト500が可動オブジェクトであり(ステップS92:YES)、かつ、ユーザ190の重量が対象オブジェクト500の重量より大きい場合(ステップS94:NO)、プロセッサ10は、ステップS96の処理を実行する。ステップS96において、プロセッサ10は、仮想カメラ1を移動させずに、対象オブジェクト500を仮想カメラ1に向かって移動させる動作を決定する。すなわち、プロセッサ10は、仮想カメラ1に向かって移動する動作を実行されるべき動作として決定し、対象オブジェクト500を当該動作の実行主体として決定する。
ステップS97において、プロセッサ10は、ステップS95またはステップS96において決定された動作を、当該動作の実行主体として決定された仮想カメラ1または対象オブジェクト500に実行させる。なお、プロセッサ10は、仮想オブジェクト制御モジュール232として、ステップS91〜S96を実行する。ステップS95において仮想カメラ1を移動させる動作が決定された場合、プロセッサ10は、仮想カメラ制御モジュール221として、ステップS97(仮想カメラ1の移動)を実行する。ステップS96において対象オブジェクト500を移動させる動作が決定された場合、プロセッサ10は、仮想オブジェクト制御モジュール232として、ステップS97(対象オブジェクト500の移動)を実行する。
図14および図15を参照して、第1の動作例について説明する。図14は、左手オブジェクト400Lによって、固定オブジェクト(あるいはユーザ190よりも重いオブジェクト)である木を表す対象オブジェクト500Aに対する掴み操作が検知された直後の状態を表している。この場合、上述したステップS95およびS97ならびに図11のステップS10およびS11が実行されることにより、図15に示される仮想空間2がユーザ190に提供される。具体的には、仮想カメラ1を対象オブジェクト500Aに向かって移動(前進)させた後の視界画像M(図15の状態(A)参照)が、HMD装置110のモニタ112を介して、ユーザ190に提供される。
このように対象オブジェクト500に仮想カメラ1が引き寄せられる動作によれば、仮想空間2において手を使って移動している感覚をユーザ190に与えることができる。したがって、このような動作によれば、例えばボルダリングのように手の力で移動する仮想体験等をユーザに提供することが可能となる。
図16および図17を参照して、第2の動作例について説明する。図16は、左手オブジェクト400Lによって、可動オブジェクトであり、かつ、ユーザ190よりも軽いオブジェクトである箱を表す対象オブジェクト500Bに対する掴み操作が検知された直後の状態を表している。この場合、上述したステップS96およびS97ならびに図11のステップS10およびS11が実行されることにより、図17に示される仮想空間2がユーザ190に提供される。具体的には、対象オブジェクト500Bを仮想カメラ1に向かって移動させた後の視界画像M(図17の状態(A)参照)が、HMD装置110のモニタ112を介して、ユーザ190に提供される。
以上のように、第1の例においては、プロセッサ10は、ユーザ190(プレイヤキャラクタPC)が対象オブジェクト500を移動させることができると判定した場合には、対象オブジェクト500を仮想カメラ1側に引き寄せる動作を決定および実行する。一方、プロセッサ10は、移動させることができないと判定した場合には、プレイヤキャラクタPC(すなわち、仮想カメラ1)が対象オブジェクト500側に引き寄せられる動作を決定および実行する。すなわち、プロセッサ10は、対象オブジェクト500の属性(オブジェクト種別情報および重量)およびユーザ190(プレイヤキャラクタPC)の属性(重量)の間の関係性に応じた動作を決定することができる。これにより、実行される動作のバリエーションを増やすことができ、ユーザ190にエンタテイメント性の高い仮想体験を提供し得る。その結果、仮想空間2へのユーザ190の没入感を向上し得る。
なお、第1の例において、様々な変形が可能である。例えば、プロセッサ10は、第1属性情報(例えばオブジェクト種別情報)のみに基づいて、実行されるべき動作および当該動作の実行主体を決定してもよい。例えば、プロセッサ10は、掴み操作の対象とされた対象オブジェクト500が可動オブジェクトである場合、上述した重量の比較(図13のステップS94)を省略し、当該対象オブジェクト500を仮想カメラ1に向かって移動させる動作を直ちに決定してもよい。この場合、プロセッサ10は、対象オブジェクト500の属性を判定する簡潔な処理により、実行されるべき動作および当該動作の実行主体を決定することができる。
また、第1の例における判定に用いられる属性は、上述したものに限られない。例えば、プロセッサ10は、ユーザ190の重量の代わりに、あるいはユーザ190の重量とともに、ユーザ190の力(例えば握力等)を第2属性情報として用いてもよい。この場合、プロセッサ10は、例えばユーザ190の力が対象オブジェクト500の重量に応じた所定の閾値以上であるときに、対象オブジェクト500を仮想カメラ1に向かって移動させる動作を決定してもよい。
また、プロセッサ10は、実行されるべき動作を規定する情報の一部として、ユーザ190の属性(重量および力等)と対象オブジェクト500の属性(オブジェクト種別および重量等)とに基づいて、対象オブジェクト500または仮想カメラ1の移動速度を決定してもよい。例えば、対象オブジェクト500が固定オブジェクトである場合、ユーザ190の重量が軽いほど(あるいはユーザ190の力が大きいほど)速くなるように、仮想カメラ1の移動速度を決定してもよい。一方、対象オブジェクト500が可動オブジェクトであり、対象オブジェクト500を仮想カメラ1に向かって移動させる動作が決定される場合、対象オブジェクト500の重量が小さいほど(あるいはユーザ190の力が大きいほど)速くなるように、対象オブジェクト500の移動速度を決定してもよい。このように、属性値の大きさ等に基づいて移動速度を異ならせることで、より現実味のある仮想体験をユーザ190に提供することが可能となる。
[第2の例]
図18〜図21を参照して、上述したステップS8およびS9の処理の第2の例について説明する。図18および図19は、図11のステップS8およびS9の処理の第2の例を表すフローチャートである。図20および図21は、第3の動作例を説明するための図である。図20および図21のそれぞれにおいて、状態(A)は視界画像Mの一例を示しており、状態(B)は仮想空間2をY方向から見た図である。第2の例では、プロセッサ10は、手オブジェクト400によって対象オブジェクト500を指し示す操作(以下「指示操作」)が検知された場合に、対象オブジェクト500の属性(第1属性情報)と手オブジェクト400の属性(第3属性情報)とに応じた動作を決定および実行する。
図18を参照して、第2の例における図11のステップS8の処理を詳しく説明する。ステップS181において、プロセッサ10は、コントローラ160によって検知されるユーザ190の手の動きに応じて、仮想空間2において手オブジェクト400を動かす。
ステップS182において、プロセッサ10は、手オブジェクト400により特定される方向の先に対象オブジェクト500が位置するか否かを判定する。手オブジェクト400により特定される方向は、例えば、手オブジェクト400の手のひらが対面する方向である。このような方向の検知は、例えば、コントローラ160に設けられたモーションセンサ130からの出力に基づいて行われる。対象オブジェクト500が位置すると判定された場合(ステップS182:YES)、プロセッサ10は、手オブジェクト400による対象オブジェクト500に対する指示操作を検知する。一方、対象オブジェクト500が位置すると判定されなかった場合(ステップS182:NO)、プロセッサ10は、ユーザ190の手の動き情報を待ち受け、手オブジェクト400を動かす制御を継続する。
ステップS183において指示操作が検知された場合、上述したステップS9(図11参照)が実行される。図19を参照して、第2の例におけるステップS9の処理を詳しく説明する。
ステップS191において、プロセッサ10は、指示操作の対象とされた対象オブジェクト500に関連付けられた属性を示す第1属性情報を取得する。また、プロセッサ10は、指示操作の操作主体である手オブジェクト400に関連付けられた属性を示す第3属性情報を取得する。プロセッサ10は、オブジェクト情報242を参照することにより、第1属性情報および第3属性情報を取得することができる。ここでは一例として、第1属性情報および第3属性情報は、オブジェクトの極性(例えば磁石のN極またはS極)を示す情報である。
ステップS192において、プロセッサ10は、ステップS191で取得された第1属性情報および第3属性情報を参照することにより、対象オブジェクト500および手オブジェクト400の極性が異なるか否かを判定する。すなわち、プロセッサ10は、対象オブジェクト500および手オブジェクト400の一方がS極で他方がN極であるか否かを判定する。
極性が異なると判定された場合(ステップS192:YES)、ステップS193において、プロセッサ10は、対象オブジェクト500を仮想カメラ1に向かって移動させる動作を決定する。すなわち、プロセッサ10は、仮想カメラ1に向かって移動することを実行されるべき動作として決定し、対象オブジェクト500を当該動作の実行主体として決定する。
一方、極性が一致すると判定された場合(ステップS192:NO)、ステップS194において、プロセッサ10は、対象オブジェクト500を仮想カメラ1から遠ざかるように移動させる動作を決定する。すなわち、プロセッサ10は、仮想カメラ1から遠ざかるように移動することを実行されるべき動作として決定し、対象オブジェクト500を当該動作の実行主体として決定する。
ステップS195において、プロセッサ10は、ステップS193またはステップS194において決定された動作を、当該動作の実行主体として決定された対象オブジェクト500に実行させる。なお、プロセッサ10は、仮想オブジェクト制御モジュール232として、上述したステップS191〜S194を実行する。ステップS193において仮想カメラ1を移動させる動作が決定された場合、プロセッサ10は、仮想カメラ制御モジュール221として、ステップS195(仮想カメラ1の移動)を実行する。ステップS194において対象オブジェクト500を移動させる動作が決定された場合、プロセッサ10は、仮想オブジェクト制御モジュール232として、ステップS195(対象オブジェクト500の移動)を実行する。
図20および図21を参照して、第3の動作例について説明する。図20は、右手オブジェクト400Rによって、当該右手オブジェクト400Rとは極性の異なる対象オブジェクト500Cに対する指示操作が検知された直後の状態を表している。この場合、上述したステップS193およびS195ならびに図11のステップS10およびS11が実行されることにより、図21に示される仮想空間2がユーザ190に提供される。具体的には、対象オブジェクト500Cを仮想カメラ1に向かって移動させた後の視界画像M(図21の状態(A)参照)が、HMD装置110のモニタ112を介して、ユーザ190に提供される。
以上のように、第2の例においては、プロセッサ10は、磁石の性質に応じた動作を決定および実行する。すなわち、プロセッサ10は、対象オブジェクト500の属性(極性)および手オブジェクト400の属性(極性)の間の関係性に応じた動作を決定することができる。これにより、実行される動作のバリエーションを増やすことができ、ユーザ190にエンタテイメント性の高い仮想体験を提供し得る。その結果、仮想空間2へのユーザ190の没入感を向上し得る。
なお、第2の例において、様々な変形が可能である。例えば、第2の例における判定は、上述した第1の例における判定と組み合わされてもよい。例えば、第2の例では、対象オブジェクト500が移動する形態を説明したが、プロセッサ10は、上述した第1の例における判定を併せて実行することによって、仮想カメラ1および対象オブジェクト500のいずれを移動させるかを決定してもよい。この場合、プロセッサ10は、対象オブジェクト500の属性(第1属性情報)、ユーザ190の属性(第2属性情報)、および手オブジェクト400の属性(第3属性情報)の全てに基づいて、実行されるべき動作および当該動作の実行主体を決定および実行する。
また、第2の例において、左手オブジェクト400Lの極性と右手オブジェクト400Rの極性は、互いに異なるように設定されてもよい。この場合、例えば極性がランダムに割り当てられた複数の対象オブジェクト500を手オブジェクト400に引き付けることによって収集するゲーム等のように、うまく両手を動かす必要のある娯楽性の高いゲームをユーザに提供すること等が可能となる。
また、第2の例において、予め定められた操作は、上述の指示操作以外の操作であってもよい。例えば、予め定められた操作は、単に、手オブジェクト400を対象オブジェクト500から所定距離以内まで近づける操作であってもよい。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は、本実施形態の説明によって限定的に解釈されるべきではない。本実施形態は一例であって、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、様々な実施形態の変更が可能であることが当業者によって理解されるところである。本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲に記載された発明の範囲およびその均等の範囲に基づいて定められるべきである。
例えば、本実施形態では、ユーザ190の手の動きを示すコントローラ160の動きに応じて、手オブジェクトの移動が制御されているが、ユーザ190の手自体の移動量に応じて、仮想空間内における手オブジェクトの移動が制御されてもよい。例えば、コントローラ160を用いる代わりに、ユーザの手指に装着されるグローブ型デバイスおよび指輪型デバイス等が用いられてもよい。この場合、HMDセンサ120により、ユーザ190の手の位置および移動量等を検出することができるとともに、ユーザ190の手指の動きおよび状態等を検出することができる。また、HMDセンサ120の代わりに、ユーザ190の手(手指を含む)を撮像するように構成されたカメラによって、ユーザ190の手指の動きおよび状態等が検出されてもよい。カメラを用いてユーザ190の手を撮像することにより、ユーザ190の手指に直接何らのデバイスを装着させる必要がなくなる。この場合、ユーザ190の手が表示された画像データに基づいて、ユーザ190の手の位置および移動量等を検出することができるとともに、ユーザ190の手指の動きおよび状態等を検出することができる。
また、本実施形態では、ユーザ190の手の動きに連動する手オブジェクトが操作オブジェクトとして用いられたが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、ユーザ190の足の動きに連動する足オブジェクトが、手オブジェクトの代わりに、あるいは手オブジェクトとともに、操作オブジェクトとして用いられてもよい。
また、本実施形態では、実行されるべき動作の実行主体が、対象オブジェクト500および仮想カメラ1の一方に決定されたが、対象オブジェクト500および仮想カメラ1の両方が当該動作の実行主体として決定されてもよい。例えば、上述した第2の例において、対象オブジェクト500の極性と手オブジェクト400の極性とが異なる場合、プロセッサ10は、対象オブジェクト500と仮想カメラ1(プレイヤキャラクタPC)とが互いに引き寄せられる動作を、実行されるべき動作として決定してもよい。この場合、プロセッサ10は、仮想カメラ制御モジュール221として仮想カメラ1を移動させるとともに、仮想オブジェクト制御モジュール232として対象オブジェクト500を移動させる。
また、本実施形態では、仮想カメラ1によって定義されるユーザの視野を仮想空間2におけるプレイヤキャラクタPCの視野と一致させることで、1人称視点における仮想体験がユーザ190に提供されたが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、仮想カメラ1がプレイヤキャラクタPCの後方に配置されることで、プレイヤキャラクタPCが視界画像Mに含まれる3人称視点における仮想体験が、ユーザ190に提供されてもよい。この場合、仮想カメラ1を移動させる代わりに、あるいは仮想カメラ1を移動させるとともに、プレイヤキャラクタPCを移動させてもよい。例えば、上述した図13のステップS95において、プロセッサ10は、仮想カメラ1の代わりに、あるいは仮想カメラ1を移動させるとともに、プレイヤキャラクタPCを対象オブジェクト500に向かって移動させてもよい。また、例えば、上述した図13のステップS96において、プロセッサ10は、対象オブジェクト500を仮想カメラ1に向かって移動させる代わりに、対象オブジェクト500をプレイヤキャラクタPCに向かって移動させてもよい。このように、3人称視点における仮想体験がユーザ190に提供される場合には、本実施形態で説明した仮想カメラ1の動作(あるいは、仮想カメラ1に対する対象オブジェクト500の動作)は、プレイヤキャラクタPCの動作(あるいは、プレイヤキャラクタPCに対する対象オブジェクト500の動作)に置き換えられてもよい。なお、プレイヤキャラクタPCの動作は、仮想オブジェクト制御モジュール232としてのプロセッサ10によって実行される。
また、本実施形態では、決定される動作の例として、仮想カメラ1および対象オブジェクト500の一方が他方に対して移動する動作について説明したが、決定される動作はこれに限定されない。また、判定に用いられる各オブジェクトの属性についても、上述したものに限定されない。例えば、プロセッサ10は、対象オブジェクト500の属性等に基づいて、対象オブジェクト500を変形させる動作(あるいは変形させない動作)を実行されるべき動作として決定してもよい。例えば、対象オブジェクト500に関連付けられた第1属性情報が対象オブジェクト500の硬さを示す数値を含み、ユーザ190に関連付けられた第2属性情報がユーザ190の力(握力)を示す数値を含む場合を考える。この場合、プロセッサ10は、手オブジェクト400による対象オブジェクト500に対する掴み操作を検知すると、対象オブジェクト500の硬さとユーザ190の力とを比較し、ユーザ190が当該対象オブジェクト500を破壊可能であるか否かを判定してもよい。プロセッサ10は、破壊可能であると判定した場合、対象オブジェクト500が破壊される動作を、実行されるべき動作として決定してもよい。一方、プロセッサ10は、破壊可能であると判定しなかった場合、対象オブジェクト500が破壊されずに維持される動作を、実行されるべき動作として決定してもよい。
本明細書に開示された主題は、例えば、以下のような項目として示される。
(項目1)
仮想空間2における仮想体験をユーザ190に提供するためにコンピュータ200によって実行される情報処理方法であって、
前記仮想空間2における前記ユーザ190の視野を定義する仮想カメラ1と、前記仮想空間2に配置される対象オブジェクト500と、前記対象オブジェクト500を操作するための操作オブジェクト(例えば、手オブジェクト400)とを含む前記仮想空間2を規定する仮想空間データを生成するステップ(例えば、図11のS1)と、
前記ユーザ190の身体の一部の動きを検出し、検出された前記身体の一部の動きに応じて前記操作オブジェクトを動かすステップ(例えば、図12のS81または図18のS181)と、
前記操作オブジェクトによる前記対象オブジェクト500への予め定められた操作を検知するステップ(例えば、図12のS84または図18のS183)と、
前記予め定められた操作が検知された場合に、前記対象オブジェクト500に関連付けられた属性を示す第1属性情報を取得し、前記第1属性情報に基づいて、実行されるべき動作を決定するとともに前記仮想カメラ1および前記対象オブジェクト500の少なくとも一方を前記動作の実行主体として決定するステップ(例えば、図13のS91〜S96または図19のS191〜S194)と、
前記実行主体として決定された前記仮想カメラ1および前記対象オブジェクト500の少なくとも一方に、前記動作を実行させるステップ(例えば、図13のS97または図19のS195)と、
を含む、方法。
本項目の方法によれば、操作オブジェクトによる対象オブジェクトへの操作がされた場合に、対象オブジェクトの属性に基づいて、実行されるべき動作および当該動作の実行主体を決定することができる。これにより、対象オブジェクトに対する操作を行った際に実行される動作のバリエーションを増やすことができる。その結果、ユーザにエンタテイメント性の高い仮想体験を提供することができる。
(項目2)
前記身体の一部は、前記ユーザの手であり、
前記予め定められた操作は、前記対象オブジェクトを掴む操作である、
項目1の方法。
本項目の方法によれば、対象オブジェクトを掴むという仮想空間において基本的な操作が行われた際に実行される動作のバリエーションを、対象オブジェクトの属性に基づいて増やすことができる。これにより、手を使ったユーザの仮想体験の娯楽性を向上し得る。
(項目3)
前記動作は、前記仮想カメラおよび前記対象オブジェクトの少なくとも一方が前記仮想カメラおよび前記対象オブジェクトの他方に向かって移動することである、
項目1または2の方法。
本項目の方法によれば、操作オブジェクトによる対象オブジェクトへの操作がされた場合に、対象オブジェクトを仮想カメラに近づけたり、仮想カメラを対象オブジェクトに近づけたりすることが可能となる。これにより、仮想空間におけるユーザの利便性を向上し得る。
(項目4)
前記第1属性情報は、前記対象オブジェクトが前記仮想空間において移動可能に設定された可動オブジェクトであるか、あるいは前記仮想空間において移動不可能に設定された固定オブジェクトであるかを示す情報を含む、
項目3の方法。
本項目の方法によれば、対象オブジェクトが仮想空間において移動可能であるか否かを示す属性に基づいて、対象オブジェクトおよび仮想カメラのいずれを移動させるかを適切に決定することが可能となる。
(項目5)
前記動作の実行主体として決定するステップにおいて、前記ユーザに関連付けられた属性を示す第2属性情報を更に取得し、前記第2属性情報に更に基づいて、実行されるべき動作を決定するとともに前記仮想カメラおよび前記対象オブジェクトの少なくとも一方を前記動作の実行主体として決定する、
項目1〜4のいずれかの方法。
本項目の方法によれば、操作オブジェクトによる対象オブジェクトへの操作がされた場合に、対象オブジェクトの属性とユーザの属性との関係性に応じた動作を決定することができる。これにより、実行される動作のバリエーションを増やすことができ、ユーザにエンタテイメント性の高い仮想体験を提供し得る。
(項目6)
前記動作の実行主体として決定するステップにおいて、前記操作オブジェクトに関連付けられた属性を示す第3属性情報を更に取得し、前記第3属性情報に更に基づいて、実行されるべき動作を決定するとともに前記仮想カメラおよび前記対象オブジェクトの少なくとも一方を前記動作の実行主体として決定する、
項目1〜5のいずれかの方法。
本項目の方法によれば、操作オブジェクトによる対象オブジェクトへの操作がされた場合に、対象オブジェクトの属性と操作オブジェクトの属性との関係性に基づいて、実行される動作のバリエーションを増やすことができる。これにより、ユーザにエンタテイメント性の高い仮想体験を提供し得る。
(項目7)
仮想空間における仮想体験をユーザに提供するためにコンピュータによって実行される情報処理方法であって、
前記仮想空間における前記ユーザの視野を定義する仮想カメラと、前記ユーザの視野に含まれるように前記仮想空間に配置されるキャラクタオブジェクトと、前記仮想空間に配置される対象オブジェクトと、前記対象オブジェクトを操作するための操作オブジェクトとを含む前記仮想空間を規定する仮想空間データを生成するステップと、
前記ユーザの身体の一部の動きを検出し、検出された前記身体の一部の動きに応じて前記操作オブジェクトを動かすステップと、
前記操作オブジェクトによる前記対象オブジェクトへの予め定められた操作を検知するステップと、
前記予め定められた操作が検知された場合に、前記対象オブジェクトに関連付けられた第1属性情報を取得し、前記第1属性情報に基づいて、実行されるべき動作を決定するとともに前記キャラクタオブジェクトおよび前記対象オブジェクトの少なくとも一方を前記動作の実行主体として決定するステップと、
前記実行主体として決定された前記キャラクタオブジェクトおよび前記対象オブジェクトの少なくとも一方に、前記動作を実行させるステップと、
を含む、方法。
本項目の方法によれば、3人称視点で提供される仮想体験において、項目1と同様の効果を得ることができる。
(項目8)
項目1〜7のいずれかの方法をコンピュータに実行させる、プログラム。
(項目9)
項目8のプログラムを格納したメモリと、
前記メモリに結合され、前記プログラムを実行するためのプロセッサとを備える、装置。