(57)【要約】  画像の制作コストを抑えつつ、没入感の高い画像を提供することを課題とする。仮想３次元空間内を移動する３次元オブジェクトと、仮想３次元空間内の所定位置を視点位置とした仮想カメラを設定する。そして、仮想カメラからの３次元オブジェクトの位置に応じて、３次元オブジェクトの角度を変更する。その後、角度を変更した３次元オブジェクトを仮想カメラにより撮像して画像を生成する。
2012060386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮想３次元空間内を移動する３次元オブジェクトを設定し、
前記仮想３次元空間内の所定位置を視点位置とした仮想カメラを設定し、
前記仮想カメラからの前記３次元オブジェクトの位置に応じて、前記３次元オブジェクトの角度を変更し、
前記角度を変更した３次元オブジェクトを前記仮想カメラにより撮像して画像を生成する、画像生成方法。
【請求項２】
前記３次元オブジェクトの角度の変更は、前記３次元オブジェクトの位置に応じて、前記３次元オブジェクトを前記仮想カメラの前方に移動する処理を含む、請求項１に記載の画像生成方法。
【請求項３】
前記仮想３次元空間を分割した分割空間を形成し、
前記仮想カメラの設定は、前記分割空間毎に行う、請求項１又は２に記載の画像生成方法。
【請求項４】
前記分割空間の形成は、第１の仮想カメラに応じて前記仮想３次元空間を分割した複数の第１分割空間を形成し、前記第１の仮想カメラと視点位置が異なる第２の仮想カメラに応じて前記仮想３次元空間を分割した複数の第２分割空間を形成することを含み、
前記仮想カメラの設定は、前記第１の仮想カメラを各前記第１分割空間内に設定し、前記第２の仮想カメラを各前記第２分割空間内に設定することを含む、請求項３に記載の画像生成方法。
【請求項５】
前記３次元オブジェクトを前記仮想３次元空間内に複数配置する、請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像生成方法。
【請求項６】
仮想３次元空間を形成し、
前記仮想３次元空間内を移動する３次元オブジェクトを設定し、
前記仮想３次元空間を所定角度ずつ前記仮想カメラにより撮像して画像を生成し、
前記仮想３次元空間は、円筒状の仮想３次元空間である、画像生成方法。
【請求項７】
前記３次元オブジェクトの設定と前記仮想カメラの撮像との間に、前記仮想３次元空間内の所定位置を視点位置とした仮想カメラを設定し、前記仮想カメラからの前記３次元オブジェクトの位置に応じて、前記３次元オブジェクトの角度を変更する、請求項６に記載の画像生成方法。
【請求項８】
コンピュータに、
仮想３次元空間内を移動する３次元オブジェクトを設定し、
前記仮想３次元空間内の所定位置を視点位置とした仮想カメラを設定し、
前記仮想カメラからの前記３次元オブジェクトの位置に応じて、前記３次元オブジェクトの角度を変更し、
前記角度を変更した前記３次元オブジェクトを前記仮想カメラにより撮像して画像を生成する処理を実行させる、画像生成プログラム。
【請求項９】
円筒状に形成され、内周面をスクリーン面としたスクリーンと、
前記スクリーン面にそれぞれ対向されて設けられ、前記スクリーン面における周方向に並べて画像を投影する複数の画像投影手段と、を備え、
前記画像投影手段が投影する画像は、仮想３次元空間内を移動する３次元オブジェクトの角度を、前記仮想カメラからの前記３次元オブジェクトの位置に応じて変更した後、前記角度を変更した３次元オブジェクトを前記仮想カメラにより撮像して生成された画像である、画像投影装置。
【請求項１０】
前記円筒状のスクリーンの上方に配置される第２スクリーンと、
前記画像投影手段の投影動作に同期して、前記第２スクリーンに画像を投影する第２画像投影手段と、を備える、請求項９に記載の画像投影装置。
【請求項１１】
前記画像投影手段の投影動作に同期して動作する人工雪発生器及び／又はシャボン玉発生器を備える、請求項９又は１０に記載の画像投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、画像生成方法、画像生成プログラム及び画像投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、観察者に立体画像を視認させる画像投影装置が知られている。この種の画像投影装置は、観察者の両眼の視差を利用することで観察者に立体画像を視認させる。【０００３】
具体的には、画像投影装置は、右眼用画像と左眼用画像とを重ね合わせてスクリーンに投影する。スクリーンに投影された右眼用画像及び左眼用画像は、立体視用メガネを介して観察者の眼に入射する。すなわち、立体視用メガネを介して、右眼用画像は観察者の右眼に投影され、左眼用画像は観察者の左眼に投影される。右眼用画像と左眼用画像とは視差のある視差画像である。そのため、観察者は視差画像を立体画像として視認することとなる。【０００４】
立体視用メガネを介して観察者に立体画像を視認させる方式として、様々な方式が開発されており、例えば、カラーフィルタ方式、偏光方式などがある。【０００５】
カラーフィルタ方式は、スクリーンに投影する右眼用画像と左眼用画像とを異なる色で形成し、左右で異なるカラーフィルタを配置した立体視用メガネを用いる方式である。また、偏光方式は、スクリーンに投影する右眼用画像と左眼用画像とを互いに異なる偏光方向の光で形成し、左右で偏光方向が異なる偏光フィルタを配置した立体視用メガネを用いる方式である。【０００６】
ところで、立体視用メガネを用いた従来の画像投影装置では、立体画像を形成する視差画像自体が小さかったりするために、その立体画像による擬似的な空間中への没入感が乏しかった。すなわち、立体画像として表現された仮想空間に自分が存在しているという感覚を抱くことができず、結局は一般的な２次元画像を見ている状態と変わりがなかった。【０００７】
そこで、没入感の高い画像を提供すべく、新たな画像投影装置が開発されている。この画像投影装置では、スクリーンを、内周面をスクリーン面とした円筒体とし、また、複数の画像投影手段を、スクリーン面にそれぞれ対向させて配置する。そして、画像投影手段のそれぞれが投影する視差画像をスクリーン面の周方向に沿って並べることにより周方向に一連とした画像を形成する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２８７１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１に記載の技術では、画像投影手段が投影する視差画像を、スクリーン面の周方向３０度以下に分割した画像とする。このようにスクリーン面の周方向３０度以下に分割した画像を用いるのは、隣り合った画像のつなぎ目部分において移動するオブジェクトの連続性を保つためである。【００１０】
ところが、上記特許文献１に記載の技術では、スクリーン面の周方向３０度以下に分割した画像を生成しなければならない。従って、３６０度のスクリーンの全面に視像を投影する場合、スクリーン面の周方向３０度以下に分割した画像を１２枚以上作成することが必要となり、画像の制作コストを抑えることが難しかった。【００１１】
そこで、実施形態の一態様では、画像の制作コストを抑えつつ、没入感の高い画像を提供することができる画像生成方法、画像生成プログラム及び画像投影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
実施形態の一態様の画像生成方法は、仮想３次元空間内を移動する３次元オブジェクトを設定し、前記仮想３次元空間内の所定位置を視点位置とした仮想カメラを設定し、前記仮想カメラからの前記３次元オブジェクトの位置に応じて、前記３次元オブジェクトの角度を変更し、角度を変更した前記３次元オブジェクトを前記仮想カメラにより撮像して画像を生成する。
【発明の効果】
【００１３】
実施形態の一態様に係る画像生成方法、画像生成プログラム及び画像投影装置によれば、画像の制作コストを抑えつつ、没入感の高い画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、仮想３次元空間内を移動する３次元オブジェクトと仮想カメラとの位置関係を示す模式図である。
【図２】図２は、３次元オブジェクトの移動経路と仮想カメラの視点との位置関係を示す模式図である。
【図３】図３は、３次元オブジェクトを仮想カメラにより撮像した画像の例を示す模式図である。
【図４】図４は、仮想３次元空間内を移動する３次元オブジェクトと複数の仮想カメラとの位置関係を示す模式図である。
【図５】図５は、３次元オブジェクトの移動経路と複数の仮想カメラの視点との位置関係を示す模式図である。
【図６】図６は、３次元オブジェクトを複数の仮想カメラにより撮像した画像の一例を示す模式図である。
【図７】図７は、３次元オブジェクトの移動経路上の各位置と各仮想カメラからの角度との関係を示す模式図である。
【図８】図８は、３次元オブジェクトの設定を説明する図である。
【図９Ａ】図９Ａは、分割空間の設定を説明する図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、分割空間の設定を説明する図である。
【図１０】図１０は、３次元オブジェクトの移動経路と仮想カメラの視点との位置関係を示す模式図である。
【図１１】図１１は、３次元オブジェクトの角度補正を説明する図である。
【図１２】図１２は、角度補正した３次元オブジェクトを仮想カメラにより撮像した画像の一例を示す模式図である。
【図１３】図１３は、３次元オブジェクトの角度補正の一例を説明する図である。
【図１４】図１４は、３次元オブジェクトの角度補正の一例を説明する図である。
【図１５】図１５は、３次元オブジェクトの角度補正の一例を説明する図である。
【図１６】図１６は、３次元オブジェクトの移動経路と仮想カメラの視点との位置関係を示す模式図である。
【図１７】図１７は、３次元オブジェクトの角度補正を説明する図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、実施形態に係る画像投影装置の概略斜視図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、図１８Ａに示す手摺り内の構成の説明図である。
【図１９】図１９は、図１８Ａに示す画像投影装置の概略横断面図である。
【図２０】図２０は、図１８Ａに示す画像投影装置の概略縦断面図である。
【図２１】図２１は、図１８Ａに示す画像投影装置のブロック図である。
【図２２】図２２は、実施形態に係る情報処理装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、実施形態に係る画像生成方法、画像生成プログラム及び画像投影装置の実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００１６】
［１．画像生成方法］
実施形態に係る画像生成方法について図面を参照して具体的に説明する。
【００１７】
３次元オブジェクトを観察者が立体視可能とするための手順は、一般に、次の（１）〜（５）の手順である。
（１）３次元仮想空間内において３次元オブジェクトを設定する。
（２）３次元仮想空間内において、視点位置が互いに異なる右眼用の仮想カメラと左眼用の仮想カメラとを設定する。
（３）右眼用の仮想カメラと左眼用の仮想カメラとによりそれぞれ３次元オブジェクトを撮像して右眼用画像と左眼用画像とを生成する。
（４）右眼用画像と左眼用画像とを投影用画像として画像投影手段により重ねてスクリーンに投影する。
（５）観察者は、スクリーンに投影された画像を観察する際に、立体視メガネを装着する。
【００１８】
上記（１）の手順では、３次元仮想空間内に設定する３次元オブジェクトの種類として、３次元仮想空間内を移動する３次元オブジェクトと移動しない３次元オブジェクトとがある。３次元仮想空間内で移動する３次元オブジェクトを設定する場合、３次元仮想空間内で移動しない３次元オブジェクトを設定する場合に比べて、３次元オブジェクトを観察者に立体視させることが容易ではない。
【００１９】
まず、図１〜図３を参照して、３次元仮想空間内において移動する３次元オブジェクトを含む投影用画像を生成する方法について説明する。ここでは、右眼用画像を撮像する仮想カメラ及び左眼用画像を撮像する仮想カメラのうち、一方の仮想カメラに関して説明するが、他方の仮想カメラも一方の仮想カメラと同様である。
【００２０】
図１に示すように、仮想３次元空間内を移動経路１１に沿って移動する３次元オブジェクト１０と、仮想３次元空間内の所定位置を視点位置とし、所定の撮像領域２２1を有する仮想カメラ２０1とが設定される場合を考える。３次元オブジェクト１０の移動経路１１と仮想カメラ２０1の視点位置２１1との位置関係は、図２に示すものであるとする。
【００２１】
３次元オブジェクト１０が移動する移動経路１１は、図２に示すように、仮想カメラ２０1の光軸Ｏ1と直交する経路である。そのため、移動経路１１上のどの位置に３次元オブジェクト１０があるかによって、仮想カメラ２０1から見える３次元オブジェクト１０の向きが異なる。
【００２２】
例えば、仮想カメラ２０1の光軸Ｏ1上の位置（図２に示す位置１２2）にある３次元オブジェクト１０を、仮想カメラ２０1により撮像した場合に、図３の左側に示す画像となるとする。
【００２３】
この場合、３次元オブジェクト１０が図２に示す位置１２1にあれば、仮想カメラ２０1により撮像した画像は、図３の中央に示す画像となる。すなわち、図３の左側に示す３次元オブジェクト１０の画像に対して、図面視で少し右側から見た３次元オブジェクト１０の画像となる。
【００２４】
一方、３次元オブジェクト１０が図２に示す位置１２3にあれば、仮想カメラ２０1により撮像した画像は、図３の右側に示す画像となる。すなわち、図３の左側に示す３次元オブジェクト１０の画像に対して、図面視で少し左側から見た３次元オブジェクト１０の画像となる。
【００２５】
このように、移動経路１１上のどの位置に３次元オブジェクト１０があるかによって、仮想カメラ２０1から見える３次元オブジェクト１０の向きが異なる。３次元オブジェクト１０の向きが変化する大きさは、仮想カメラ２０1の撮像領域２２1の大きさによって変わる。例えば、仮想カメラ２０1の撮像領域２２1が６０度の画角分の撮像領域である場合、仮想カメラ２０1の光軸Ｏ1にある３次元オブジェクト１０に対し、仮想カメラ２０1の撮像領域２２1の両端に位置する３次元オブジェクト１０は約３０度分だけ側面からみた画像となる。
【００２６】
しかし、画像投影手段によりスクリーンに投影する画像が、一つの仮想カメラ２０1により撮像した画像である場合には、図３に示すような画像であっても観察者にとって違和感は生じない。これは、３次元オブジェクト１０が移動するときに、３次元オブジェクト１０の向きが連続して変化するからである。
【００２７】
一方、画像投影手段によりスクリーンに投影する画像を、複数の仮想カメラ２０1，２０2により撮像した画像を連続させて形成する場合には、３次元オブジェクト１０の向きが不連続となるという問題が発生する。
【００２８】
ここで、図４〜図７を参照して、３次元オブジェクト１０の向きの不連続性について説明する。
【００２９】
図４に示すように、仮想３次元空間内に、撮像領域２２1を有する仮想カメラ２０1に加え、撮像領域２２1に隣接する撮像領域２２2を有する仮想カメラ２０2をさらに配置する。このとき、３次元オブジェクト１０の移動経路１１と仮想カメラ２０2の視点位置２１2との位置関係は、図５に示すようになる。また、各仮想カメラ２０1，２０2の撮像領域２２1，２２2が６０度の画角分の撮像領域であるとする。なお、以下において、仮想カメラ２０1，２０2のいずれか又は全部を示すときには仮想カメラ２０とする場合がある。また、撮像領域２２1と撮像領域２２2とを含めた撮像領域を示すときには、撮像領域２２とする場合がある。
【００３０】
３次元オブジェクト１０が、時間ｔ1から時間ｔ6にかけて、図５に示す位置１２1から位置１２6まで移動したとする。この場合、時間ｔ1，ｔ2，ｔ3において、仮想カメラ２０1により撮像される３次元オブジェクト１０の画像は、それぞれ図６の左側に示す画像となる。また、時間ｔ4，ｔ5，ｔ6において、仮想カメラ２０2により撮像される３次元オブジェクト１０の画像は、それぞれ、図６の右側に示す画像となる。
【００３１】
上述したように、一つの仮想カメラ２０1により撮像される３次元オブジェクト１０の画像は、３次元オブジェクト１０の向きが連続的に変化するため、不連続となることはない。しかし、図６に示すように、時間ｔ3における画像と時間ｔ6における画像とは互いに鏡像対称の画像となる。そのため、３次元オブジェクト１０が一つの仮想カメラ２０1の撮像領域２２1からもう一方の仮想カメラ２０2の撮像領域２２2に移動するときに、仮想カメラ２０から撮像した３次元オブジェクト１０の向きが不連続となる。
【００３２】
このように不連続が生じるのは、位置１２3と位置１２4とが近接しているにもかかわらず、仮想カメラ２０1から見た３次元オブジェクト１０の位置と、仮想カメラ２０2から見た３次元オブジェクト１０の位置が大きく異なるためである。この点につき、図７を参照して説明する。
【００３３】
位置１２1〜位置１２6を含む移動経路１１上の各位置と各仮想カメラ２０1，２０2からの角度との関係は、図７に示すように表すことができる。図７の横軸は移動経路１１を示し、縦軸は移動経路１１の各位置に対する仮想カメラ２０1，２０2からの角度を示している。なお、仮想カメラ２０1の光軸Ｏ1方向及び仮想カメラ２０2の光軸Ｏ2方向をそれぞれ０度の方向とし、仮想カメラ２０1から見た位置１２1側の方向を＋側の方向とし、仮想カメラ２０1から見て位置１２3側の方向を−側の方向としている。
【００３４】
図７に示すように、仮想カメラ２０1の撮像領域２２1のうち、仮想カメラ２０2の撮像領域２２2に最も近い位置は、仮想カメラ２０1から見た方向が最も−側の方向にある。一方、仮想カメラ２０2の撮像領域２２2のうち、仮想カメラ２０1の撮像領域２２1に最も近い位置は、仮想カメラ２０2から見た方向が最も＋側の方向にある。
【００３５】
そのため、３次元オブジェクト１０が一つの仮想カメラ２０1の撮像領域２２1からもう一方の仮想カメラ２０2の撮像領域２２2に移動するときに、３次元オブジェクト１０の仮想カメラ２０からみた方向が−側の方向から＋側の方向に急激に変化する。
【００３６】
従って、仮想カメラ２０1，２０2により撮像した画像を、画像投影手段によりスクリーンに投影する画像とした場合、３次元オブジェクト１０が撮像領域２２1から撮像領域２２2に移動するときに、撮像した３次元オブジェクト１０の向きが不連続となる。そのため、観察者は違和感がある画像を視認することになる。
【００３７】
３次元オブジェクト１０の向きの不連続性は、仮想カメラ２０の撮像領域２２が大きいほど大きくなり、違和感がある画像となる。例えば、仮想カメラ２０1，２０2の撮像領域２２1，２２2が９０度の画角分の撮像領域である場合、仮想カメラ２０1，２０2の撮像領域２２1，２２2が６０度の画角分の撮像領域である場合に比べて、３次元オブジェクト１０の不連続性はさらに増すことになる。
【００３８】
そこで、３０度以下の画角分の画像を連続させる技術が提案される。３０度以下の画角分の画像は、例えば、３０度以下の画角分の画像に対応する撮像領域２２を有する仮想カメラ２０で撮像するか、又は、仮想カメラ２０で撮像した画像のうち３０度以下の画角分の画像を切り出すかにより生成することができる。
【００３９】
このようにすることで、３次元オブジェクト１０に対する仮想カメラ２０から見た向きが−側の方向から＋側の方向に急激に変化することを抑制することができる。そのため、３次元オブジェクト１０の向きの不連続性を低減でき、複数の仮想カメラ２０により撮像した画像を画像投影手段によりスクリーンに投影したときに、観察者が受ける違和感を低減することができる。
【００４０】
ところが、例えば、図４に示すような大きさの撮像領域２２が必要な場合、すなわち１２０度の画角分の画像が必要な場合、３０度の画角分の画像を４つ連続させる必要がある。そのため、画像生成処理が増加してしまい、画像の制作コストの観点で問題があった。
【００４１】
しかも、画像を投影するスクリーンが大型になればなるほど、３次元オブジェクト１０の向きの不連続性が目立つため、スクリーンの大きさに応じて、連続させる複数の画像のそれぞれの幅を小さくすることが望ましい場合がある。例えば、ある大きさのスクリーンにおいて、３０度の画角分の画像で違和感がない場合であっても、スクリーンのサイズが２倍になれば、違和感がでてくるため、例えば、３０度の画角分の画像よりも画角の小さな画像が望ましい場合がある。
【００４２】
このように、３次元オブジェクト１０の向きの不連続性を抑制するために、３０度以下の画角分の画像を連続させる場合には、画像生成処理が増加してしまい、画像の制作コストの観点で問題がある。特に、スクリーンが大型になればなるほど、画角を小さくした画像を生成することが望ましいため、画像の制作コストがさらに増加する場合がある。
【００４３】
そこで、３０度を超える画角分の画像を連続した場合であっても、観察者による違和感を大幅に抑制することができる画像生成方法を提案する。以下、本実施形態に係る画像生成方法について図面を参照し具体的に説明する。
【００４４】
（３次元オブジェクトの設定）
まず、図８に示すように、横長の３次元仮想空間１内に移動する複数の３次元オブジェクトや移動しない３次元オブジェクトを設定する。３次元仮想空間１内を移動する３次元オブジェクトは、所定時間（例えば、１／６０秒）毎に移動位置が規定される。なお、３次元仮想空間１では、ｘ方向を左右方向、ｙ方向を上下方向、ｚ方向を前後方向とする。また、３次元仮想空間１において、左側の側面領域２ａと右側の側面領域２ｂとは仮想的に連続する。
【００４５】
（３次元仮想空間の分割）
次に、３次元仮想空間１を複数の３次元仮想空間に分ける。ここでは、右眼用画像を生成するために、一例として、図９Ａに示すように、３次元仮想空間１をｘ方向で６つに分割して、３次元仮想空間１を３次元仮想空間（以下、「分割空間」という）３ａ〜３ｆに分けることとしている。
【００４６】
また、右眼用画像の場合と同様に、左眼用画像を生成するために、図９Ｂに示すように、３次元仮想空間１を６つの分割空間４ａ〜４ｆに分ける。なお、３次元仮想空間４ａ１，４ａ２により一つの分割空間４ａが形成される。このように、右眼用画像と左眼用画像とで３次元仮想空間１の分け方が異なるのは、右眼用画像と左眼用画像とで後述する仮想カメラの視点位置が異なるためである。
【００４７】
（３次元オブジェクトの角度補正）
次に、分割空間３ａ〜３ｆ，４ａ〜４ｆのそれぞれについて、３次元オブジェクトの角度補正を行う。以下、分割空間３ａに存在する３次元オブジェクト１３の角度補正について図１０〜図１２を参照して具体的に説明する。３次元オブジェクト１３の角度補正は、所定のサンプリング時間（例えば、１／６０秒）毎に行われる。なお、分割空間３ｂ〜３ｆ，４ａ〜４ｆでも同様の手順で３次元オブジェクトの角度補正が行われる。
【００４８】
まず、図１０に示すように、分割空間３ａ内の所定位置を視点位置２６とした仮想カメラ２５を設定する。仮想カメラ２５の設定は仮想カメラ２５の位置の設定であり、仮想カメラ２５自体を設定しなくてもよい。ここで、３次元オブジェクト１３は、移動経路１４上を移動するものとする。なお、３次元オブジェクト１３は、３次元オブジェクト１０（図１参照）に対応し、移動経路１４は移動経路１１（図２参照）に対応し、位置１４1〜位置１４3は、位置１２1〜位置１２3（図２参照）に対応する。
【００４９】
次に、分割空間３ａにある３次元オブジェクト１３の角度を、仮想カメラ２５の光軸Ｏからのｘ方向の位置に応じて変更する。例えば、図１１に示すように、仮想カメラ２５の光軸Ｏから直交する線１５上に３次元オブジェクト１３がある場合、線１５上の３次元オブジェクト１３を線１６に応じた位置に変更することで、仮想カメラ２５から見た３次元オブジェクト１３の角度を変更する。
【００５０】
このように、仮想カメラ２５からの位置に応じて３次元オブジェクト１３の角度を変更することで、図１２に示すように、３次元オブジェクト１３の位置にかかわらず、仮想カメラ２５から見える３次元オブジェクト１３の向きを一定にすることができる。なお、図１２には、３次元オブジェクト１３がそれぞれ位置１４2，１４1，１４3にあるときの仮想カメラ２５が撮像した３次元オブジェクト１３の画像が示される。
【００５１】
このように、本実施形態に係る画像生成方法では、３次元オブジェクト１３の位置によって仮想カメラ２５から見える３次元オブジェクト１３の向きが変化することを抑制することができる。そのため、３次元オブジェクト１３が一つの仮想カメラ２５の撮像領域から他の仮想カメラの撮像領域に移動するときに、撮像した３次元オブジェクト１３の向きが不連続となることを効果的に抑制することができる。
【００５２】
３次元オブジェクト１３の角度を、仮想カメラ２５の光軸Ｏからのｘ方向の位置に応じて変更する方法の一例について、図１３を参照して具体的に説明する。ここでは、説明を分かり易くするために、一つのｙ方向位置（例えば、ｙ＝ｙ1）にあるｘｚ座標系のみについて説明するが、ｙ方向のどのｘｚ座標系でも同様である。なお、視点位置２６を座標（ｘ0，ｚ0）の位置とする。
【００５３】
図１３に示すように、３次元オブジェクト１３として３次元オブジェクト１３1が分割空間３ａ内に配置されている。３次元オブジェクト１３1は、一つのｙ方向位置でのｘｚ座標系において、頂点１３11、頂点１３12、頂点１３13、頂点１３14を有している。頂点１３11，頂点１３12，頂点１３13，頂点１３14の座標は、それぞれ座標（ｘ1，ｚ1），座標（ｘ2，ｚ1），座標（ｘ1，ｚ2），座標（ｘ2，ｚ2）である。
【００５４】
３次元オブジェクト１３1の頂点１３11，頂点１３12は、仮想カメラ２５の光軸Ｏと直交する線１５1上にある。この線１５1に基づき、線１６1を設定する。この線１６1は、交点Ｐ1を線１５1との接点とし、視点位置２６から同一距離にある円弧である。交点Ｐ1は、仮想カメラ２５の光軸Ｏと線１５1との交点である。
【００５５】
そして、線１５1上の頂点１３11，頂点１３12に対応する線１６1上の頂点１３21，頂点１３22を算出する。頂点１３21は、図面視において交点Ｐ1から（ｘ0−ｘ1）だけ線１６1上を左側に移動した座標（ｘ3，ｚ3）の位置である。また、頂点１３22は、図面視において交点Ｐ1から（ｘ0−ｘ2）だけ線１６1上を左側に移動した座標（ｘ4，ｚ4）の位置である。
【００５６】
また、３次元オブジェクト１３1の頂点１３13，頂点１３14は、仮想カメラ２５の光軸Ｏと直交する線１５2上にある。この線１５2に基づき、線１６2を設定する。この線１６2は、交点Ｐ2を線１５2との接点とし、視点位置２６から同一距離にある円弧である。交点Ｐ2は、仮想カメラ２５の光軸Ｏと線１５2との交点である。
【００５７】
そして、線１５2上の頂点１３13，頂点１３14に対応する線１６2上の頂点１３23，頂点１３24を算出する。頂点１３23は、図面視において交点Ｐ2から（ｘ0−ｘ1）だけ線１６2上を左側に移動した座標（ｘ5，ｚ5）の位置である。また、頂点１３24は、図面視において交点Ｐ2から（ｘ0−ｘ2）だけ線１６2上を左側に移動した座標（ｘ6，ｚ6）の位置である。
【００５８】
このように、算出した頂点１３21〜頂点１３24により、一つのｙ方向位置でのｘｚ座標系において、３次元オブジェクト１３2の一部が形成される。この３次元オブジェクト１３2が、３次元オブジェクト１３1の角度を仮想カメラ２５の光軸Ｏからのｘ方向の位置に応じて変更した後の３次元オブジェクト１３である。
【００５９】
従って、３次元オブジェクト１３の位置によって仮想カメラ２５から見える３次元オブジェクト１３の向きが急激に変わることがなく、仮想カメラ２５から撮像した３次元オブジェクト１３の向きの不連続性を効果的に抑えることが可能となる。
【００６０】
なお、例えば、頂点１３21の座標（ｘ3，ｚ3）を算出する際には、次の式（１），（２）を用いることができる。頂点１３22〜頂点１３24の座標も同様な計算式を用いて算出することが可能である。
ｘ3＝ｘ0−(ｚ0−ｚ1)×ｓｉｎ{(ｘ0−ｘ1)／(ｚ0−ｚ1)}    ・・・（１）
ｚ3＝ｚ0−(ｚ0−ｚ1)×ｃｏｓ{(ｘ0−ｘ1)／(ｚ0−ｚ1)}    ・・・（２）
【００６１】
また、仮想カメラ２５から３次元オブジェクト１３1を撮像する場合には、３次元オブジェクト１３1におけるｘ軸方向の位置に応じて、仮想カメラ２５から撮像した３次元オブジェクト１３1の大きさが異なる。しかし、線１６1のどの位置も視点位置２６から同一距離とし、また、線１６2のどの位置も視点位置２６から同一距離にしている。そのため、３次元オブジェクト１３2がｘ軸方向のどの位置にいても、仮想カメラ２５から撮像した３次元オブジェクト１３2の大きさはほぼ同じである。従って、観察者による違和感をさらに低減させることができる。
【００６２】
なお、線１６1は、交点Ｐ1を線１５1との接点とし、線１６2は、交点Ｐ2を線１５2との接点としたが、線１６1，線１６2の位置はこれに限られない。例えば、図１４に示すように、線１６1，線１６2を光軸Ｏの方向にずらしてもよい。
【００６３】
また、上述においては、３次元オブジェクト１３を形成する頂点の位置を移動することによって、３次元オブジェクト１３の角度を変更するようにしたが、３次元オブジェクト１３の角度変更方法はこの方法に限られるものではない。
【００６４】
例えば、図１５に示すように、３次元オブジェクト１３1のｘ軸上の位置に応じた角度で、ｘｚ座標において３次元オブジェクト１３をその重心位置１７を中心として回転することにより、３次元オブジェクト１３2を設定してもよい。このようにすることで、３次元オブジェクト１３の角度を変換する処理をより容易に行うことができる。
【００６５】
３次元オブジェクト１３の重心位置１７を回転中心とする回転角度αは、例えば、以下の式（３）により算出することができる。なお、３次元オブジェクト１３の重心位置１７を座標（ｘ7，ｚ7）とする。
α＝ｔａｎ−１{(ｘ0−ｘ7)／(ｚ0−ｚ7)}    ・・・（３）
【００６６】
また、３次元オブジェクト１３1をその重心位置を中心として回転させることに加え、３次元オブジェクト１３1のｘ軸上の位置に応じた距離だけ前方（ｚ軸方向）に移動させるようにしてもよい。このようにすることで、仮想カメラ２５から３次元オブジェクト１３がｘ軸方向のどの位置にいても、仮想カメラ２５から撮像した３次元オブジェクト１３2の大きさを同程度にすることができる。
【００６７】
３次元オブジェクト１３1の重心位置の移動は、例えば、以下の式（４）、（５）により算出することができる。なお、３次元オブジェクト１３の移動前の重心位置１７を座標（ｘ7，ｚ7）とし、３次元オブジェクト１３の移動後の重心位置１７を座標（ｘ8，ｚ8）とする。
ｘ8＝ｘ0−(ｚ0−ｚ7)×ｓｉｎ{(ｘ0−ｘ7)／(ｚ0−ｚ7)}    ・・・（４）
ｚ8＝ｚ0−(ｚ0−ｚ7)×ｃｏｓ{(ｘ0−ｘ7)／(ｚ0−ｚ7)}    ・・・（５）
【００６８】
以上のように、本実施形態に係る画像生成方法では、３次元オブジェクト１３の角度を、仮想カメラ２５からの位置に応じて変更することにより、３次元オブジェクト１３が一つの仮想カメラ２５の撮像領域から他の仮想カメラの撮像領域に移動するときに、撮像した３次元オブジェクト１３の向きが不連続となることを効果的に抑制することができる。
【００６９】
従って、生成する画像を３０度以下の画角分の画像とする必要が無く、例えば、６０度の画角分の画像であっても、９０度の画角分の画像であってもよいため、画像の作成のコストを低減することができる。
【００７０】
なお、上述においては、理解を容易にするために、３次元オブジェクト１３が回転することなく、ｘ軸方向に沿って移動する例を示したが、３次元オブジェクト１３が回転しながら移動する場合やｘ軸方向に沿って移動しない場合でも同様に適用することができる。
【００７１】
また、理解を容易にするために、３次元オブジェクト１３の形状を略立法体の形状として説明したが、３次元オブジェクト１３の形状はどのような形状であっても上述した３次元オブジェクト１３の角度の変更方法を適用することができる。
【００７２】
また、上述においては、頂点座標や重心位置の座標などに基づいて３次元オブジェクト１３の移動や回転を行う例などを示したが、３次元オブジェクト１３の角度補正方法はこれに限られない。例えば、３次元オブジェクト１３において予め設定された座標位置に基づいて、３次元オブジェクト１３の移動や回転を行うようにしてもよい。
【００７３】
また、３次元オブジェクトの大きさに応じて、３次元オブジェクト１３の移動や回転を行う方法を変更するようにしてもよい。例えば、３次元オブジェクトが所定サイズよりも小さい場合には、重心位置の座標などに基づいて３次元オブジェクトの回転及び／又は移動を行う。一方、３次元オブジェクトが所定サイズ以上の場合には、頂点座標を移動させることにより３次元オブジェクトの回転及び／又は移動を行う。
【００７４】
（分割空間の撮像）
上述のように、各分割空間３ａ〜３ｆに存在する３次元オブジェクトの角度補正をした後、右眼用の仮想カメラ２５により各分割空間３ａ〜３ｆ内の３次元オブジェクトを所定のサンプリング時間（例えば、１／６０秒）毎に撮像する。撮像データは、仮想カメラ２５からみた３次元オブジェクトの座標データを含んでおり、この撮像データをレンダリングして、分割空間３ａ〜３ｆ毎の右眼用画像を生成する。
【００７５】
また、同様に、左眼用画像を生成するために分けた各分割空間４ａ〜４ｆ内の３次元オブジェクトを左眼用の仮想カメラにより撮像し、この撮像データをレンダリングして、各分割空間４ａ〜４ｆ毎の左眼用画像を生成する。
【００７６】
これにより、視差方向の異なる２つの仮想カメラにより各分割空間毎の右眼用画像と左眼用画像とがそれぞれ生成されることとなる。このように生成された右眼用画像と左眼用画像とを画像投影手段により重ねて投影用画像としてスクリーンに投影することで、立体視メガネを装着した観察者に立体画像を視認させることができる。
【００７７】
しかも、３次元オブジェクトが分割空間間を移動するときに、撮像した３次元オブジェクトの向きが不連続となることを抑制することができる。そのため、没入感の高い画像を提供することが可能となる。
【００７８】
なお、右眼用の仮想カメラと左眼用の仮想カメラとは、上述したように視点位置が異なる。また、交差法を採用する場合には、右眼用の仮想カメラの光軸方向と左眼用の仮想カメラの光軸方向とを変更する。
【００７９】
ここで、周知の交差法での画像の生成について説明する。交差法での画像の生成では、３次元仮想空間１を右眼用画像と左眼用画像とで同じ分割空間に分け、右眼用の仮想カメラの光軸方向と左眼用の仮想カメラの光軸方向とを変更する点で、上記平行法での画像の生成と異なる。具体的には、３次元仮想空間１を分割空間３ａ〜３ｆ（図９Ａ参照）に分ける。かかる分割空間３ａ〜３ｆは、右眼用画像および左眼用画像を生成するために分割される空間である。
【００８０】
次に、３次元オブジェクトの角度補正を行う。図１６は、３次元オブジェクトの移動経路と仮想カメラの視点との位置関係を示す模式図である。３次元オブジェクトの角度補正を行う場合、図１６に示すように、右眼用画像を撮像する仮想カメラ２５ａと、左眼用画像を撮像する仮想カメラ２５ｂとを設定する。そして、分割空間３ａにある３次元オブジェクト１３の角度を、仮想カメラ２５ａの光軸Ｏ1と仮想カメラ２５ｂの光軸Ｏ2との中心線Ｏａからのｘ方向の位置に応じて変更する。３次元オブジェクト１３の角度の変更方法は上述した通りである。また、残りの分割空間３ｂ〜３ｆについても同様に、３次元オブジェクトの角度の変更を行う。その後、仮想カメラ２５ａおよび仮想カメラ２５ｂによって各分割空間３ａ〜３ｆに存在する３次元オブジェクトを所定のサンプリング時間毎に撮像する。これにより、交差法による画像の生成を行うことができる。
【００８１】
なお、上述した実施形態では、３次元仮想空間１を複数の分割空間３ａ〜３ｆに分割した後に、３次元オブジェクトの角度補正を行う例を説明したが、３次元仮想空間１を分割することなく、３次元オブジェクトの角度補正を行うようにしてもよい。例えば、仮想カメラ２５を図１７に示す位置に配置したと仮定し、かかる仮想カメラ２５の光軸Ｏからのｘ方向の位置に応じて上述したように３次元オブジェクトの角度を変更する。この場合、３次元オブジェクトを配置した仮想３次元空間を形成し、仮想３次元空間に対して所定位置（例えば、図１７に示す位置）を視点位置とした仮想カメラ２５から３次元オブジェクトの位置に応じて、３次元オブジェクトの角度を変更する。これにより、３次元オブジェクトが配置された円筒状の仮想３次元空間１ａが形成される。そして、仮想３次元空間１ａを所定角度ずつ仮想カメラ２５により撮像して画像を生成する。なお、交差法によって画像を生成する場合には、３次元オブジェクトの角度を中心線Ｏａ（図１６参照）からのｘ方向の位置に応じて変更する。また、３次元オブジェクトの角度を変更することなく、３次元オブジェクトが配置された円筒状の仮想３次元空間１ａを形成して、仮想３次元空間１ａを所定角度ずつ仮想カメラ２５により撮像して画像を生成するようにしてもよい。
【００８２】
以下、上述した画像生成方法によって右眼用画像と左眼用画像を生成し、生成した右眼用画像と左眼用画像とをスクリーンに投影する画像投影装置について図面を参照して具体的に説明する。
【００８３】
［２．画像投影装置］
以下、本実施形態に係る画像投影装置について、図面を参照して具体的に説明する。図１８Ａは本実施形態に係る画像投影装置の概略斜視図、図１８Ｂは図１８Ａに示す手摺り内の構成の説明図、図１９は本実施形態に係る画像投影装置の概略横断面図、図２０は本実施形態に係る画像投影装置の概略縦断面図、図２１は本実施形態に係る画像投影装置のブロック図である。
【００８４】
図１８Ａに示すように、本実施形態に係る画像投影装置５１は、枠体５２と、スクリーン５３と、画像投影手段５４ａ〜５４ｆ、観察台５５と、管理装置５６と、天井スクリーン５８とを有している。
【００８５】
枠体５２は、複数の枠部材を略六角柱状に組み立てて構成されている。具体的には、枠体５２は、六角形状の下部枠体５２ａの各頂点部に支柱５２ｂを立設し、さらに、各支柱５２ｂの上端に六角形状の上部枠体５２ｃの頂点部を連結して形成される。また、上部枠体５２ｃの各頂点部上で画像投影手段５４ａ〜５４ｆを支持する。なお、以下において、画像投影手段５４とは、画像投影手段５４ａ〜５４ｆの任意の一つ又は全部を意味する。
【００８６】
スクリーン５３は、円筒状に形成され、枠体５２から内方に突出する複数の係止部材（図示せず）により固定される。このスクリーン５３は、内周面がスクリーン面となり、観察台５５上に位置する観察者５７（図２０参照）の周囲を取り囲むように配置される。
【００８７】
各画像投影手段５４は、図１９に示すように、それぞれ周方向６０度分の画角を有し、３６０度のスクリーン５３の６０度分の画像を投影する。各画像投影手段５４はそれぞれ、右眼用画像を投影する右眼用投影手段と左眼用画像を投影する左眼用投影手段とを有しており、スクリーン５３の所定領域に右眼用画像と左眼用画像を重ねた視差画像を投影する。右眼用投影手段及び左眼用投影手段として、例えば、液晶型プロジェクタやＤＭＤ（Digital  Micromirror  Device）型プロジェクタなどが用いられる。
【００８８】
画像投影手段５４ｂ〜５４ｆの投影方向中心は、画像投影手段５４ａの投影方向中心に対して、スクリーン５３の周方向にそれぞれ、６０度、１２０度、１８０度、２４０度、３００度となるように、スクリーン面にそれぞれ対向するように配置される。このように画像投影手段５４ａ〜５４ｆが配置されることで、画像投影手段５４ａ〜５４ｆのそれぞれが投影する視差画像がスクリーン５３の方向に隣接して並べられて円筒状のスクリーン５３のスクリーン面に一連の画像として投影される。
【００８９】
ここで、右眼用画像と左眼用画像とは異なる偏光方向の光で形成した視差画像であり、観察者５７は、左右で偏光方向が異なる偏光フィルタを配置した立体視用メガネを介して視差画像を見ることにより、スクリーン５３の周方向に連続する一連の立体画像を視認することができる。すなわち、本実施形態に係る画像投影装置５１では、偏光方式により観察者５７に水平方向に３６０度に連なった立体画像を視認させるようにしている。
【００９０】
なお、偏光方式に代えて、カラーフィルタ方式やシャッタ方式を採用してもよい。カラーフィルタ方式は、画像投影手段によりスクリーンに投影する右眼用画像と左眼用画像とを異なる色で形成し、左右で異なるカラーフィルタを配置した立体視用メガネを用いる方式である。また、シャッタ方式は、画像投影手段により右眼用画像と左眼用画像とを一定周期で交互にスクリーンに投影し、当該一定周期に同期して右眼用液晶と左眼用液晶における透過と不透過を交互に行う立体視用メガネを用いる方式である。
【００９１】
また、各画像投影手段５４が投影する右眼用画像と左眼用画像は、上述した［１．画像生成方法］に記載した画像生成方法によって生成された画像であり、スクリーン５３の６０度の画角分の撮像領域を有する仮想カメラで撮像して生成したものである。
【００９２】
また、各画像投影手段５４は、右眼用投影手段と左眼用投影手段の２つの投影手段により視差画像を投影することとしているが、画像投影手段はこれに限られない。例えば、各画像投影手段５４として、右眼用と左眼用の２つの液晶表示手段を有し、右眼用画像と左眼用画像とを重ね合わせて視差画像を投影する１つの画像投影手段を採用してもよい。
【００９３】
また、各画像投影手段５４は、右眼用投影手段と左眼用投影手段とを上下に重ねて配置しているが、右眼用画像と左眼用画像とをスクリーン５３の同一領域に投影できればよく、例えば、左右に並べて配置してもよい。
【００９４】
画像投影手段５４ａ〜５４ｆは、図２１に示すように、管理装置５６に通信ケーブル４８を介して接続されている。管理装置５６は、制御部７０と、記憶部７１と、画像データ出力部７２とを有する。
【００９５】
記憶部７１は、各画像投影手段５４で投影する右眼用画像と左眼用画像とを生成するための画像データや天井用投影手段６１で投影する天井用画像を生成する画像データなどを記憶している。
【００９６】
画像データ出力部７２は、画像投影手段５４ａ〜５４ｆ及び天井用投影手段６１へそれぞれ画像データを出力する画像データ出力端子（図示せず）を複数有している。
【００９７】
制御部７０は、管理装置５６全体を制御する。例えば、制御部７０は、記憶部７１に記憶された画像データを画像データ出力部７２へ入力することにより、この入力した画像データを画像データ出力部７２により所定形式のデータに変換させ、通信ケーブル４８を介して画像データ出力部７２から画像投影手段５４ａ〜５４ｆ及び天井用投影手段６１へそれぞれ出力させる。
【００９８】
このように、管理装置５６は、記憶部７１に記憶された画像データを、通信ケーブル４８を介して画像投影手段５４ａ〜５４ｆへそれぞれ出力することで、画像投影手段５４ａ〜５４ｆから右眼用画像と左眼用画像とを含む視差画像をスクリーン５３に投影させる。
【００９９】
また、管理装置５６は、記憶部７１に記憶された画像データを、通信ケーブル４８を介して天井用投影手段６１へ出力することで、画像投影手段５４の投影動作に同期して、画像投影手段５４により投影する画像の内容に応じた２次元画像を、天井用投影手段６１から第２スクリーンである天井スクリーン５８に投影させる。この天井スクリーン５８は、円筒状のスクリーン５３の上方に配置されており、観察者５７は、天井スクリーン５８とスクリーン５３とで囲まれた状態となる。
【０１００】
このように、視差画像ではない２次元画像を天井スクリーン５８に投影するため、天井の画像を安価に制作することができる。また、天井スクリーン５８へも画像を投影するため、天井に画像を投影しない従来の画像投影装置に比べて、臨場感を向上させることができる。
【０１０１】
さらに、本実施形態に係る画像投影装置５１は、図１８Ａ及び図２１に示すように、人工雪発生器６２、シャボン玉発生器６３と、ノズル６４と、コンプレッサ６５と、ボディソニックスピーカ６６と、アンプ６７とを有しており、降雪機能、シャボン玉出力機能、ボディ振動機能、エア吹付機能などを備える。
【０１０２】
記憶部７１には、図２１に示すように、音響データや演出データを記憶している。制御部７０は、記憶部７１に記憶している演出データや音響データを読み出して、人工雪発生器６２と、シャボン玉発生器６３と、コンプレッサ６５と、アンプ６７とを制御し、画像投影手段５４の投影動作に同期して、雪、シャボン玉、エア（風）、振動を発生させる。すなわち、画像投影手段５４により投影する画像の内容に応じて、雪、シャボン玉、エア（風）、振動を発生させ、観察者５７の視覚や触覚を刺激することにより、観察者５７に対して画像への没入感を深めさせるようにしている。
【０１０３】
人工雪発生器６２は、人工雪を発生する装置であり、上部枠体５２ｃ上に配置され（図１８Ａ参照）、観察台５５の周囲に降雪させる。制御部７０は、記憶部７１に記憶している演出データを読み出して人工雪発生器６２へ出力することで、人工雪発生器６２から人工雪が発生する。なお、人工雪発生器６２は、制御部７０から出力される演出データに応じて、人工雪を観察台５５に到達するように降雪させることもでき、また、降雪量も制御可能となっている。
【０１０４】
シャボン玉発生器６３は、シャボン玉を発生する装置であり、上部枠体５２ｃ上に配置され（図１８Ａ参照）、シャボン玉を観察台５５の周囲に発生させる。制御部７０は、記憶部７１に記憶している演出データを読み出してシャボン玉発生器６３へ出力することで、シャボン玉発生器６３からシャボン玉が発生する。なお、シャボン玉発生器６３は、制御部７０から出力される演出データに応じて、シャボン玉を観察台５５に到達するように発生させることもでき、また、シャボン玉の発生量も制御可能となっている。
【０１０５】
このように、画像だけではなく、雪やシャボン玉などの具体的な物体を用いて、演出することにより、臨場感をさらに向上させることが可能となる。
【０１０６】
ノズル６４は、コンプレッサ６５からエアパイプ６８を介して流入した空気を、観察台５５内の観察者５７に対して、吹き付けるエア吹付を行うために、図１８Ｂに示すように、観察台５５の手摺り６９に設けられる。なお、図１８Ｂは、図１８Ａに示す領域９０の拡大図である。
【０１０７】
ボディソニックスピーカ６６は、図１８Ａに示すように、観察台５５の床内に複数設けられており、アンプ６７からの音響信号に基づいて振動させる。制御部７０は、記憶部７１に記憶している音響データを読み出してアンプ６７へ出力することで、アンプ６７からの音響信号がボディソニックスピーカ６６へ出力される。
【０１０８】
このように、画像や雪などの視覚的な刺激だけではなく、エア（風）や振動による触覚による刺激を観察者５７に与えることにより、臨場感をさらに向上させることが可能となる。
【０１０９】
なお、上述の画像投影装置５１では、各画像投影手段５４の画角を６０度としたが各画像投影手段５４の画角はこれに限られるものではなく、画像投影手段５４の画角はどのような画角であってもよい。例えば、各画像投影手段５４の画角を４０度にしてもよい。この場合、画像投影手段５４の数は９台であり、また、各画像投影手段５４により投影する画像は４０度の画角分の画像である。
【０１１０】
また、上述した画像投影手段５４が投影する右眼用画像と左眼用画像は、画像投影手段５４の画角分の画像を撮像できる仮想カメラで撮像して生成したものである。しかし、画像投影手段５４の画角よりも大きな領域を撮像できる仮想カメラにより、右眼用画像と左眼用画像を生成してもよい。
【０１１１】
例えば、スクリーン５３の３６０度の画角分の撮像領域を有する仮想カメラを用意し、この仮想カメラにより撮像した画像を６つに分けることにより、各画像投影手段５４で投影する右眼用画像と左眼用画像を生成することができる。この場合、仮想３次元空間を分割領域に分ける必要がないため、画像生成処理を簡易にすることができる。
【０１１２】
［３．画像生成プログラム］
次に、本実施形態に係る画像生成プログラムについて、図２２を参照して具体的に説明する。
【０１１３】
図２１に示す管理装置５６の処理をプログラムにより実行する場合、例えば、図２２に示すような情報処理装置（コンピュータ）が用いられる。なお、図２２に示す情報処理装置では、図２１に示す管理装置５６の処理に加え、さらに、画像生成処理や３次元オブジェクトに対する処理を行う。すなわち、図２２に示す情報処理装置では、画像投影手段５４により投影する画像を上述の［１．画像生成方法］において説明した画像生成方法により生成する処理や、後述する操作機器に対する観察者５７による操作に応じて３次元オブジェクトの設定、移動、消去、拡大などの処理を行う。
【０１１４】
図２２の情報処理装置８０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）８１と、メモリ８２と、出力装置８３と、入力装置８４と、外部記憶装置８５と、可搬記録媒体ドライブ８６とを有し、これらはバス８８を介して互いに接続されている。  
【０１１５】
メモリ８２は、例えば、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）等を含み、処理に用いられるプログラム及びデータを格納する。メモリ８２に記憶されるプログラムは、画像生成プログラムを含む情報処理装置８０全体を制御するプログラムである。ＣＰＵ８１は、メモリ８２を利用してプログラムを実行することにより、管理装置５６と同様の処理を行う。
【０１１６】
出力装置８３は、画像投影手段５４ａ〜５４ｆと、天井用投影手段６１と、人工雪発生器６２と、シャボン玉発生器６３と、コンプレッサ６５と、アンプ６７とに接続され、これらを制御する。
【０１１７】
入力装置８４には、例えば、ゲームパッドや赤外線検出器などが接続されており、観察者５７からの指示や情報の入力に用いられる。天井スクリーン５８には、赤外線検出器が多数配置されており、観察者５７により操作されて赤外線光線銃から射出された赤外線を赤外線検出器で検出する。入力装置８４は、赤外線検出器による検出結果に基づいて、赤外線光線銃により射出された赤外線の位置を検出する。
【０１１８】
ＣＰＵ８１は、入力装置８４からの情報に基づいて、３次元仮想空間内への３次元オブジェクトの設定、移動、消去、拡大などの処理を行う。従って、観察者５７は、ゲームパッドや赤外線光線銃などの操作機器を操作することにより、３次元オブジェクトを動的に変化させることができるため、観察者５７に対する画像への没入感をさらに向上させることができる。
【０１１９】
また、ＣＰＵ８１は、設定した仮想カメラからの３次元オブジェクトの位置に応じて、３次元オブジェクトの角度を変更する。その後、ＣＰＵ８１は、画像生成プログラムに基づき、上述した画像生成方法により、右眼用画像や左眼用画像の画像データを生成する。
【０１２０】
具体的には、ＣＰＵ８１は、分割空間毎に３次元オブジェクトの角度の変更などを行った後、仮想カメラで撮像する。ＣＰＵ８１は、仮想カメラで撮像した３次元オブジェクトのデータ（例えば、仮想カメラから見た３次元オブジェクトの座標位置など）に基づいてレンダリングを行って、右眼用画像や左眼用画像を、分割空間毎に生成し、出力装置８３へ出力する。このようにＣＰＵ８１により右眼用画像や左眼用画像の画像データが生成され、出力装置８３から画像投影手段５４ａ〜５４ｆへ画像データが出力される。
【０１２１】
なお、仮想カメラで撮像した３次元オブジェクトのデータから右眼用画像や左眼用画像を生成するレンダリング機能を情報処理装置８０以外の装置に持たせるようにしてもよい。この場合、例えば、出力装置８３から外部コンピュータ（図示せず）へ仮想カメラで撮像した３次元オブジェクトのデータを出力する。そして、外部コンピュータにより仮想カメラで撮像した３次元オブジェクトのデータに基づいたレンダリング処理を行って右眼用画像や左眼用画像を生成する。
【０１２２】
外部記憶装置８５は、例えば、磁気ディスク装置、光ディスク装置、光磁気ディスク装置、テープ装置等である。情報処理装置８０は、この外部記憶装置８５に、プログラム及びデータを格納しておき、必要に応じて、それらをメモリ８２にロードして使用する。  
【０１２３】
可搬記録媒体ドライブ８６は、可搬記録媒体８７の記録内容にアクセスする。可搬記録媒体８７は、メモリカード、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク等の任意のコンピュータで読み取り可能な記録媒体である。オペレータは、この可搬記録媒体８７にプログラム及びデータを格納しておき、必要に応じて、それらをメモリ８２にロードして使用する。
【０１２４】
なお、上述では、立体視用メガネを用いて観察者５７により立体画像を視認させるようにしたが、立体視用メガネを用いずに、観察者５７に立体画像を視認させる方式により右眼用画像と左眼用画像とを画像形成用の表示部に表示するようにしてもよい。
【０１２５】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細及び代表的な実施例に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲及びその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１２６】
１  ３次元仮想空間
３ａ〜３ｆ，４ａ〜４ｆ  分割空間
１０，１３，１３1，１３2  ３次元オブジェクト
２０，２０1，２０2，２５，２５1，２５2  仮想カメラ
２１1，２１2，２６  視点位置
２２，２２1，２２2  撮像領域
５１  画像投影装置
５３  スクリーン
５４（５４ａ〜５４ｆ）  画像投影手段
５８  天井スクリーン（第２スクリーン）
６１  天井用投影手段（第２画像投影手段）
Ｏ，Ｏ1，Ｏ2  仮想カメラの光軸
【図１】
2012060386.tif 000003
【図２】
2012060386.tif 000004
【図３】
2012060386.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
2012060386.tif 000012
【図１０】
2012060386.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2012060386.tif 000019
【図１７】
2012060386.tif 000020
【図１８Ａ】
2012060386.tif 000021
【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
2012060386.tif 000025
【図２２】
2012060386.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成24年4月16日(2012.4.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左眼用仮想カメラおよび右眼用仮想カメラを含む仮想カメラによって３６０度のスクリーンへ投影する画像を生成する方法であって、
仮想３次元空間内を移動する３次元オブジェクトを設定し、
前記仮想３次元空間内に、互いに視点位置が異なる左眼用仮想カメラおよび右眼用仮想カメラを含む仮想カメラを設定し、
前記仮想カメラからの前後方向の位置が同一座標上にある左右方向の座標を前記仮想カメラからの距離が一定となるように前記３次元オブジェクトを構成する各座標を変更し、
前記座標の位置を変更した３次元オブジェクトを前記仮想カメラにより撮像して画像を生成する、画像生成方法。
【請求項２】
前記３次元オブジェクトを構成する各座標の変更は、前記左眼用仮想カメラの光軸と前記右眼用仮想カメラの光軸との中心線からの左右方向の位置に応じて前後方向で同一座標上にある左右方向の座標を前記仮想カメラからの距離が一定となるように前記３次元オブジェクトを構成する各座標を変更することによって行う、請求項１に記載の画像生成方法。
【請求項３】
前記仮想３次元空間を分割した分割空間を形成し、
前記仮想カメラの設定は、前記分割空間毎に行う、請求項１又は２に記載の画像生成方法。
【請求項４】
前記３次元オブジェクトの撮像を、前記仮想カメラによって所定角度ずつ行う、請求項１〜３のいずれか一つに記載の画像生成方法。
【請求項５】
前記３次元オブジェクトを前記仮想３次元空間内に複数配置する、請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像生成方法。
【請求項６】
コンピュータに、左眼用仮想カメラおよび右眼用仮想カメラを含む仮想カメラによって３６０度のスクリーンへ投影する画像の生成を実行させる画像生成プログラムであって、
仮想３次元空間内を移動する３次元オブジェクトを設定し、
前記仮想３次元空間内に、互いに視点位置が異なる左眼用仮想カメラおよび右眼用仮想カメラを含む仮想カメラを設定し、
前記仮想カメラからの前後方向の位置が同一座標上にある左右方向の座標を前記仮想カメラからの距離が一定となるように前記３次元オブジェクトを構成する各座標を変更し、
前記座標の位置を変更した３次元オブジェクトを前記仮想カメラにより撮像して画像を生成する処理をコンピュータに実行させる、画像生成プログラム。
【請求項７】
円筒状に形成され、内周面をスクリーン面としたスクリーンと、
前記スクリーン面にそれぞれ対向されて設けられ、前記スクリーン面における周方向に並べて画像を投影する複数の画像投影手段と、を備え、
前記画像投影手段が投影する画像は、請求項１〜５のいずれか一つに記載の画像生成方法によって生成された画像である、画像投影装置。
【請求項８】
前記円筒状のスクリーンの上方に配置される第２スクリーンと、
前記画像投影手段の投影動作に同期して、前記第２スクリーンに画像を投影する第２画像投影手段と、を備える、請求項７に記載の画像投影装置。
【請求項９】
前記画像投影手段の投影動作に同期して動作する人工雪発生器及び／又はシャボン玉発生器を備える、請求項７又は８に記載の画像投影装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
実施形態の一態様の画像生成方法は、左眼用仮想カメラおよび右眼用仮想カメラを含む仮想カメラによって３６０度のスクリーンへ投影する画像を生成する方法であって、仮想３次元空間内を移動する３次元オブジェクトを設定し、前記仮想３次元空間内に、互いに視点位置が異なる左眼用仮想カメラおよび右眼用仮想カメラを含む仮想カメラを設定し、前記仮想カメラからの前後方向の位置が同一座標上にある左右方向の座標を前記仮想カメラからの距離が一定となるように前記３次元オブジェクトを構成する各座標を変更し、前記座標の位置を変更した３次元オブジェクトを前記仮想カメラにより撮像して画像を生成する。
【手続補正書】
【提出日】平成24年6月5日(2012.6.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左眼用仮想カメラおよび右眼用仮想カメラを含む仮想カメラによって３６０度のスクリーンへ投影する画像を生成する方法であって、
コンピュータが、
仮想３次元空間内を移動する３次元オブジェクトを設定し、
前記仮想３次元空間内に、互いに視点位置が異なる左眼用仮想カメラおよび右眼用仮想カメラを含む仮想カメラを設定し、
前記仮想カメラからの前後方向の位置が同一座標上にある左右方向の座標を前記仮想カメラからの距離が一定となるように前記３次元オブジェクトを構成する各座標を変更し、
前記座標の位置を変更した３次元オブジェクトを前記仮想カメラにより撮像して画像を生成する、画像生成方法。
【請求項２】
前記３次元オブジェクトを構成する各座標の変更は、前記左眼用仮想カメラの光軸と前記右眼用仮想カメラの光軸との中心線からの左右方向の位置に応じて前後方向で同一座標上にある左右方向の座標を前記仮想カメラからの距離が一定となるように前記３次元オブジェクトを構成する各座標を変更することによって行う、請求項１に記載の画像生成方法。
【請求項３】
前記仮想３次元空間を分割した分割空間を形成し、
前記仮想カメラの設定は、前記分割空間毎に行う、請求項１又は２に記載の画像生成方法。
【請求項４】
前記３次元オブジェクトの撮像を、前記仮想カメラによって所定角度ずつ行う、請求項１〜３のいずれか一つに記載の画像生成方法。
【請求項５】
前記３次元オブジェクトを前記仮想３次元空間内に複数配置する、請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像生成方法。
【請求項６】
コンピュータに、左眼用仮想カメラおよび右眼用仮想カメラを含む仮想カメラによって３６０度のスクリーンへ投影する画像の生成を実行させる画像生成プログラムであって、
仮想３次元空間内を移動する３次元オブジェクトを設定し、
前記仮想３次元空間内に、互いに視点位置が異なる左眼用仮想カメラおよび右眼用仮想カメラを含む仮想カメラを設定し、
前記仮想カメラからの前後方向の位置が同一座標上にある左右方向の座標を前記仮想カメラからの距離が一定となるように前記３次元オブジェクトを構成する各座標を変更し、
前記座標の位置を変更した３次元オブジェクトを前記仮想カメラにより撮像して画像を生成する処理をコンピュータに実行させる、画像生成プログラム。
【請求項７】
円筒状に形成され、内周面をスクリーン面としたスクリーンと、
前記スクリーン面にそれぞれ対向されて設けられ、前記スクリーン面における周方向に並べて画像を投影する複数の画像投影手段と、請求項１〜５のいずれか一つに記載の画像生成方法によって画像を生成する情報処理装置と、を備え、
前記画像投影手段が投影する画像は、前記情報処理装置によって生成された画像である、画像投影装置。
【請求項８】
前記円筒状のスクリーンの上方に配置される第２スクリーンと、
前記画像投影手段の投影動作に同期して、前記第２スクリーンに画像を投影する第２画像投影手段と、を備える、請求項７に記載の画像投影装置。
【請求項９】
前記画像投影手段の投影動作に同期して動作する人工雪発生器及び／又はシャボン玉発生器を備える、請求項７又は８に記載の画像投影装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
実施形態の一態様の画像生成方法は、コンピュータが、左眼用仮想カメラおよび右眼用仮想カメラを含む仮想カメラによって３６０度のスクリーンへ投影する画像を生成する方法であって、仮想３次元空間内を移動する３次元オブジェクトを設定し、前記仮想３次元空間内に、互いに視点位置が異なる左眼用仮想カメラおよび右眼用仮想カメラを含む仮想カメラを設定し、前記仮想カメラからの前後方向の位置が同一座標上にある左右方向の座標を前記仮想カメラからの距離が一定となるように前記３次元オブジェクトを構成する各座標を変更し、前記座標の位置を変更した３次元オブジェクトを前記仮想カメラにより撮像して画像を生成する。
【国際調査報告】
2012060386.tif 000027
2012060386.tif 000028
2012060386.tif 000029
2012060386.tif 000030