(57)【要約】【課題】  オフィス空間内等といった仮想の屋内空間を電子計算機を用いて作成し、この仮想屋内空間を、実物大かつ立体に構成された表示手段に表示することにより、臨場感及び現実感に溢れ、オフィス空間等のリフォーム等にあたって、その完成予想図をイメージしやすく、さらには、その場で仮想屋内空間に対してなされた変更を即時的に反映して表示可能な仮想屋内空間表示装置を提供すること。【解決手段】  電子計算機２内で作成された仮想床面２１と、仮想床面２１に接して垂直に立ち上がる第１の仮想壁面２２と、仮想床面２１に接して垂直に立ち上がり、かつ、第１の仮想壁面２２と垂直に接する第２の仮想壁面２３とを有する仮想屋内空間２０の一部を表示手段３により実物大で立体的に表示するとともに、仮想屋内空間２０に対して加えられた変更を即時的に表示手段３に反映可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子計算機内で作成された仮想床面と、
当該仮想床面に接して垂直に立ち上がる第１の仮想壁面と、
前記仮想床面に接して垂直に立ち上がり、かつ、前記第１の仮想壁面と垂直に接する第２の仮想壁面と
を有する仮想屋内空間を実物大で表示する仮想屋内空間表示装置であって、
当該仮想屋内空間表示装置は、前記仮想屋内空間の一部を実物大で表示しうる表示手段と、
前記仮想屋内空間を作成し、当該仮想屋内空間内に所望の机、椅子、棚、窓、ディスプレイ等の仮想構成物を自在に配置可能であり、当該仮想屋内空間を実物大で即時的に前記表示手段に表示させる前記電子計算機とを備え、
前記表示手段は、前記仮想床面及び前記仮想構成物を表示する、床面に配された床面表示手段と、
前記第１の仮想壁面及び前記仮想構成物を表示する、前記床面表示手段に接して垂直に立ち上がる第１の壁面表示手段と、
前記第２の仮想壁面及び前記仮想構成物を表示する、前記床面表示手段に接して垂直に立ち上がり、かつ、前記第１の壁面表示手段と垂直に接する第２の壁面表示手段とから構成される
ことを特徴とする仮想屋内空間表示装置。
【請求項２】
前記仮想屋内空間の前記表示手段への表示にあたって、前記電子計算機は、３台の仮想カメラによって前記仮想屋内空間の撮影を行うものであって、
当該３台の仮想カメラの光軸の延長線は、当該３台の仮想カメラの前方又は後方で互いに共通する一点において交わるように前記仮想屋内空間に配され、
前記撮影は、前記仮想屋内空間内において、前記第１の仮想壁面を第１の仮想カメラ、前記第２の仮想壁面を第２の仮想カメラ及び前記仮想床面を第３の仮想カメラによって各々、前記仮想屋内空間表示装置の視聴者の目線近傍の高さから撮影し、
前記第１の仮想カメラの映像を前記第１の壁面表示手段に、前記第２の仮想カメラの映像を前記第２の壁面表示手段に、前記第３の仮想カメラの映像を前記床面表示手段に表示することを特徴とする請求項１に記載の仮想屋内空間表示装置。
【請求項３】
前記表示手段は、投射型ディスプレイ及び／又は直視型ディスプレイからなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の仮想屋内空間表示装置。
【請求項４】
前記仮想屋内空間の撮影にあたって、撮影される当該仮想屋内空間の位置及び方向が変更された場合であっても、前記第１の仮想カメラ、前記第２の仮想カメラ及び前記第３の仮想カメラの相対的な位置は不変であることを特徴とする請求項２に記載の仮想屋内空間表示装置。
【請求項５】
前記電子計算機は、前記仮想床面、前記第１の仮想壁面、前記第２の仮想壁面及び前記仮想構成物の色彩、素材、質感等の諸条件を変更して即時的に前記表示手段に表示可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうち、いずれか１に記載の仮想屋内空間表示装置。
【請求項６】
前記電子計算機は、前記仮想床面、前記第１の仮想壁面、前記第２の仮想壁面及び前記仮想構成物の全部又は一部に対してグリッド線を重畳させて即時的に前記表示手段に表示可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうち、いずれか１に記載の仮想屋内空間表示装置。
【請求項７】
前記電子計算機は、前記仮想床面、前記第１の仮想壁面、前記第２の仮想壁面及び前記仮想構成物の少なくとも一部を実際に撮影した動画及び／又は静止画からなる映像に置き換えて即時的に前記表示手段に表示可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のうち、いずれか１に記載の仮想屋内空間表示装置。
【請求項８】
前記電子計算機は、前記仮想床面、前記第１の仮想壁面、前記第２の仮想壁面及び前記仮想構成物の各々に関するデータ、又は、予め作成された仮想屋内空間に関するデータを通信ネットワークを通じて他の電子計算機から取得可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のうち、いずれか１に記載の仮想屋内空間表示装置。
【請求項９】
前記仮想屋内空間表示装置は、前記床面表示手段に対して前記仮想床面を、前記第１の壁面表示手段に対して前記第１の仮想壁面を、前記第２の壁面表示手段に対して前記第２の仮想壁面を表示するのみならず、前記仮想屋内空間における自在の位置及び方向からも撮影可能であって、
前記仮想屋内空間における所望の位置及び方向によっては、前記床面表示手段に対して前記仮想床面を、前記第１の壁面表示手段に対して前記第１の仮想壁面を、前記第２の壁面表示手段に対して前記第２の仮想壁面を表示することができない場合であっても、前記第１の仮想カメラ、前記第２の仮想カメラ及び前記第３の仮想カメラが撮影する映像をそのまま表示可能であることを特徴とする請求項２に記載の仮想屋内空間表示装置。
【請求項１０】
前記仮想屋内空間は、前記仮想床面に対向し、前記第１の仮想壁面及び前記第２の仮想壁面と垂直に接する仮想天井面をさらに備え、
前記表示手段は、前記仮想天井面及び前記仮想構成物を表示する、前記床面表示手段に対向し、前記第１の壁面表示手段及び前記第２の壁面表示手段と垂直に接する天井面表示手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項９のうち、いずれか１に記載の仮想屋内空間表示装置。
【請求項１１】
前記仮想屋内空間は、前記仮想床面に対向し、前記第１の仮想壁面及び前記第２の仮想壁面と垂直に接する仮想天井面をさらに備え、
前記表示手段は、前記仮想天井面及び前記仮想構成物を表示する、前記床面表示手段に対向し、前記第１の壁面表示手段及び前記第２の壁面表示手段と垂直に接する天井面表示手段をさらに備え、
前記仮想カメラは、さらに第４の仮想カメラを備え、
前記電子計算機は、前記仮想天井面を当該第４の仮想カメラによって、前記仮想屋内空間表示装置の視聴者の目線近傍の高さから撮影し、前記第４の仮想カメラの映像を前記天井面表示手段に表示することを特徴とする請求項２に記載の仮想屋内空間表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクションマッピング技術を用いて、電子計算機により作成した仮想屋内空間を実物大で臨場感及び現実感を持って表示するため、実際のイメージを非常に掴み易く、かつ、その場で仮想屋内空間に対してなされた変更を即時的に反映して表示することが可能であることから、非常に効率的な仮想屋内空間表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
立体物に対してプロジェクタを使って、映像を投射し、空間を演出する表現方法としてプロジェクションマッピングが知られている。これは映像やコンピュータグラフィック等を平面のスクリーンではなく、建物や凹凸のある立体に投射し、映像を立体物であるスクリーンの形状に合致するように調整し、映像を変化させることでスクリーンとなっている立体物が実際に動いたり変形したりするように感じることができ、駅舎の外観や、雪像等を利用したプロジェクションマッピングが行われている。
【０００３】
このプロジェクションマッピングに関する技術としては、以下の発明が知られている（先行技術文献１）。即ち、先行技術文献１においては、任意の形状の立体物と、この立体物に対して平面画像を投射する投射手段（プロジェクタ）と、この投射手段を制御する制御手段（電子計算機）を備える発明が開示されている。
【０００４】
一方、オフィス空間内や、マンション各戸内のリフォームにあたっては、電子計算機における３ＤＣＡＤの技術を用いた仮想空間作成ツールを利用して、利用者にリフォーム後の完成予想図を表示することが行われている。
即ち、仮想空間作成ツールを利用して、オフィス空間等の間取りや、机・椅子・窓・棚・家具等といった構成物の配置、配置する構成物の大きさ・色・素材・個数等を電子計算機上で変更し、かつ、映像化して利用者にその完成予想図をディスプレイを通じて看取させることにより、リフォーム後のイメージを高める試みがなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２６８１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、オフィス空間内や、マンション各戸内のリフォームにおける電子計算機を用いて完成予想図を看取するのみでは、平面ディスプレイであり、かつ、ディスプレイの大きさ自体、実物とは異なることから、臨場感に乏しく、現実感が湧かないといった指摘があり、より臨場感及び現実感に溢れ、オフィス空間内や、マンション各戸内のリフォーム等にあたって、その完成予想図をイメージしやすい表示装置等が求められている。
【０００７】
そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、発明者は数々の試行錯誤から、前記プロジェクションマッピング技術を応用することにより、オフィス空間内や、マンション各戸内といった仮想の屋内空間を電子計算機を用いて作成し、この仮想屋内空間を、実物大かつ立体に構成された表示手段に表示することにより、臨場感及び現実感に溢れ、オフィス空間内や、マンション各戸内のリフォーム等にあたって、その完成予想図をイメージしやすく、さらには、その場で仮想屋内空間に対してなされた変更を即時的に反映して表示可能な仮想屋内空間表示装置を発明するに至ったものである。本発明は、当該仮想屋内空間表示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】
【０００８】
上記目的達成のため、本発明は、電子計算機内で作成された仮想床面と、当該仮想床面に接して垂直に立ち上がる第１の仮想壁面と、前記仮想床面に接して垂直に立ち上がり、かつ、前記第１の仮想壁面と垂直に接する第２の仮想壁面とを有する仮想屋内空間を実物大で表示する仮想屋内空間表示装置であって、当該仮想屋内空間表示装置は、前記仮想屋内空間の一部を実物大で表示しうる表示手段と、前記仮想屋内空間を作成し、当該仮想屋内空間内に所望の机、椅子、棚、窓、ディスプレイ等の仮想構成物を自在に配置可能であり、当該仮想屋内空間を実物大で即時的に前記表示手段に表示させる前記電子計算機とを備え、前記表示手段は、前記仮想床面及び前記仮想構成物を表示する、床面に配された床面表示手段と、前記第１の仮想壁面及び前記仮想構成物を表示する、前記床面表示手段に接して垂直に立ち上がる第１の壁面表示手段と、前記第２の仮想壁面及び前記仮想構成物を表示する、前記床面表示手段に接して垂直に立ち上がり、かつ、前記第１の壁面表示手段と垂直に接する第２の壁面表示手段とから構成されることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の前記仮想屋内空間の前記表示手段への表示にあたって、前記電子計算機は、３台の仮想カメラによって前記仮想屋内空間の撮影を行うものであって、当該３台の仮想カメラの光軸の延長線は、当該３台の仮想カメラの前方又は後方で互いに共通する一点において交わるように前記仮想屋内空間に配され、前記撮影は、前記仮想屋内空間内において、前記第１の仮想壁面を第１の仮想カメラ、前記第２の仮想壁面を第２の仮想カメラ及び前記仮想床面を第３の仮想カメラによって各々、前記仮想屋内空間表示装置の視聴者の目線近傍の高さから撮影し、前記第１の仮想カメラの映像を前記第１の壁面表示手段に、前記第２の仮想カメラの映像を前記第２の壁面表示手段に、前記第３の仮想カメラの映像を前記床面表示手段に表示することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の前記表示手段は、投射型ディスプレイ及び／又は直視型ディスプレイからなることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の前記仮想屋内空間の撮影にあたって、撮影される当該仮想屋内空間の位置及び方向が変更された場合であっても、前記第１の仮想カメラ、前記第２の仮想カメラ及び前記第３の仮想カメラの相対的な位置は不変であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の前記電子計算機は、前記仮想床面、前記第１の仮想壁面、前記第２の仮想壁面及び前記仮想構成物の色彩、素材、質感等の諸条件を変更して即時的に前記表示手段に表示可能であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の前記電子計算機は、前記仮想床面、前記第１の仮想壁面、前記第２の仮想壁面及び前記仮想構成物の全部又は一部に対してグリッド線を重畳させて即時的に前記表示手段に表示可能であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の前記電子計算機は、前記仮想床面、前記第１の仮想壁面、前記第２の仮想壁面及び前記仮想構成物の少なくとも一部を実際に撮影した動画及び／又は静止画からなる映像に置き換えて即時的に前記表示手段に表示可能であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の前記電子計算機は、前記仮想床面、前記第１の仮想壁面、前記第２の仮想壁面及び前記仮想構成物の各々に関するデータ、又は、予め作成された仮想屋内空間に関するデータを通信ネットワークを通じて他の電子計算機から取得可能であることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の前記仮想屋内空間表示装置は、前記床面表示手段に対して前記仮想床面を、前記第１の壁面表示手段に対して前記第１の仮想壁面を、前記第２の壁面表示手段に対して前記第２の仮想壁面を表示するのみならず、前記仮想屋内空間における自在の位置及び方向からも撮影可能であって、前記仮想屋内空間における所望の位置及び方向によっては、前記床面表示手段に対して前記仮想床面を、前記第１の壁面表示手段に対して前記第１の仮想壁面を、前記第２の壁面表示手段に対して前記第２の仮想壁面を表示することができない場合であっても、前記第１の仮想カメラ、前記第２の仮想カメラ及び前記第３の仮想カメラが撮影する映像をそのまま表示可能であることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の前記仮想屋内空間は、前記仮想床面に対向し、前記第１の仮想壁面及び前記第２の仮想壁面と垂直に接する仮想天井面をさらに備え、前記表示手段は、前記仮想天井面及び前記仮想構成物を表示する、前記床面表示手段に対向し、前記第１の壁面表示手段及び前記第２の壁面表示手段と垂直に接する天井面表示手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の前記仮想屋内空間は、前記仮想床面に対向し、前記第１の仮想壁面及び前記第２の仮想壁面と垂直に接する仮想天井面をさらに備え、前記表示手段は、前記仮想天井面及び前記仮想構成物を表示する、前記床面表示手段に対向し、前記第１の壁面表示手段及び前記第２の壁面表示手段と垂直に接する天井面表示手段をさらに備え、前記仮想カメラは、さらに第４の仮想カメラを備え、前記電子計算機は、前記仮想天井面を当該第４の仮想カメラによって、前記仮想屋内空間表示装置の視聴者の目線近傍の高さから撮影し、前記第４の仮想カメラの映像を前記天井面表示手段に表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、プロジェクションマッピング技術を用いて、電子計算機により作成した仮想屋内空間を実物大で臨場感及び現実感を持って表示するため、実際のイメージを非常に掴み易く、かつ、その場で仮想屋内空間に対してなされた変更を即時的に反映して表示可能することが可能であることから、非常に効率的である。
【００２０】
即ち、仮想屋内空間の一部を実物大で表示する表示手段は、床面表示手段が仮想床面及び仮想構成物を表示し、第１の壁面表示手段が第１の仮想壁面及び仮想構成物を表示し、第２の壁面表示手段が第２の仮想壁面及び仮想構成物を表示するため、仮想空間における立体的な屋内空間を現実の世界においても立体的に臨場感及び現実感を持って表示することが可能である。
【００２１】
これは、屋内空間においては、床面と、床面に接して垂直に立ち上がる壁面と、床面に接して垂直に立ち上がり、かつ、この壁面と垂直に接する他の壁面とを有する屋内空間が極一般的に存在することに発明者が着目したものであって、表示手段を同様の構成で配置することにより、臨場感及び現実感溢れる表示が可能である。
【００２２】
また、電子計算機により、仮想屋内空間を作成し、仮想屋内空間内に所望の机・椅子・棚・窓・ディスプレイ等の仮想構成物を自在に配置可能であり、また、仮想床面、第１の仮想壁面、第２の仮想壁面及び仮想構成物の色彩・素材・質感等の諸条件を変更可能であり、変更された仮想屋内空間を実物大で即時的に前記表示手段に表示させることができるため、非常に使い勝手が良いばかりか、使用者は各種条件変更の前後の比較が可能であり、より使用者のニーズに沿ったシミュレーションが可能となる。
【００２３】
そのため、本発明によれば、仮想屋内空間の実際のイメージを非常に掴み易く、かつ、その場で仮想屋内空間に対してなされた変更を即時的に反映して表示することが可能であることから、非常に効率的である。
【００２４】
また、本発明によれば、第１の仮想カメラ、第２の仮想カメラ、第３の仮想カメラの各々で撮影した映像が第１の仮想壁面、第２の仮想壁面及び仮想床面の各々と一致しない場合であっても、表示手段が立体的に配されているため、その場合であっても、仮想空間における立体的な屋内空間を現実の世界においても立体的に臨場感及び現実感を持って表示することが可能であり、そのため、仮想屋内空間２０において好きな位置に移動して撮影及び表示することが可能である。
【００２５】
さらに、本発明によれば、前記仮想屋内空間において、さらに仮想天井面と、仮想天井面を表示する天井面表示手段、さらには、仮想天井面を撮影する第４の仮想カメラを備えることにより、より臨場感及び現実感を持った仮想屋内空間の表示が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の仮想屋内空間表示装置の第１の実施形態の構成を示す図である。
【図２】仮想屋内空間の空間概要を示す斜視図である。
【図３】図２に仮想構成物を配置した図である。
【図４】図３の仮想構成物を変更した図である。
【図５】図３において仮想カメラによる撮影を説明する図である。
【図６】図５において撮影した映像の編集及び表示方法を説明する図であり、（ａ）は各々の仮想カメラで撮影した映像を一つの映像に合成したものであり、（ｂ）は、当該合成映像から切り出す部分を示す図であり、（ｃ）は当該切り出し映像を表示手段に表示した場合を使用者の目線で示す図である。
【図７】図５において撮影した映像を表示手段に表示した状態の図である。
【図８】図５とは異なる方向、即ち、各表示手段間の境界と各仮想壁面及び仮想床面の境界が一致しない方向の撮影を説明する図である。
【図９】図８において撮影した映像を表示手段に表示した状態の図である。
【図１０】本発明の仮想屋内空間表示装置の第２の実施形態の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
［本発明の第１の実施形態に係る仮想屋内空間表示装置］
以下、本発明の第１の実施形態に係る仮想屋内空間表示装置について図１乃至図９を参照しながら詳細に説明する。本発明による仮想屋内空間表示装置は、プロジェクションマッピング技術を用いて、電子計算機により作成した仮想屋内空間を実物大で臨場感及び現実感を持って表示するため、実際のイメージを非常に掴み易く、かつ、その場で仮想屋内空間に対してなされた変更を即時的に反映して表示可能することが可能であることから、非常に効率的なものである。
【００２８】
［仮想屋内空間表示装置の構成概要］
仮想屋内空間表示装置の構成概要について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の仮想屋内空間表示装置の第１の実施形態の構成を示す図である。図１に示すように、仮想屋内空間表示装置１は、大きく、電子計算機２と表示手段３とによって構成されている。電子計算機２は、仮想屋内空間の作成・変更を行うとともに、表示手段３に対する表示制御を行うものである。表示手段３は、電子計算機２に接続されて電子計算機２からの映像信号を使用者が実際に実物大で看取可能なように表示するものである。
【００２９】
本実施の形態において、表示手段３は、各々が投射型ディスプレイとしてのプロジェクタとそのスクリーンから構成される床面表示手段３１、第１の壁面表示手段３２及び第２の壁面表示手段３３といった３つから構成されている。
【００３０】
床面表示手段３１のスクリーン３１ｂは矩形状に構成され、仮想屋内空間表示装置１の配されるスペースの床面に載置されている。第１の壁面表示手段３２のスクリーン３２ｂは矩形状に構成され、床面表示手段３１のスクリーン３１ｂに接して垂直に立ち上がるように配されている。第２の壁面表示手段３３のスクリーン３３ｂは矩形状に構成され、床面表示手段３１のスクリーン３１ｂに接して垂直に立ち上がり、かつ、第１の壁面表示手段３２のスクリーン３２ｂと垂直に接するように配されている。
【００３１】
また、これらスクリーン３１ｂ，３２ｂ，３３ｂは、実物大で仮想屋内空間２０を表示するものであるため、オフィス空間や、マンション各戸内における天井面の高さ程度（３〜４ｍ）の大きさが各スクリーンの１辺について必要となる。
【００３２】
投射型ディスプレイとしてのプロジェクタ３１ａ，３２ａ，３３ａは、各々のスクリーン３１ｂ，３２ｂ，３３ｂに対応して、それらに接触しないようそれらから離間した位置で、かつ、それらと相対するように正面方向に設置されて、各々が表示手段として機能するように位置合わせがされている。また、プロジェクタ３１ａ，３２ａ，３３ａは、仮想屋内空間表示装置１の使用者の目線に合致するように配される。これは屋内仮想空間２０内における仮想カメラによる撮影を行うにあたっての仮想カメラの高さに合致するものである。
【００３３】
また、床面表示手段３１のプロジェクタ３１ａは、床面に対して映像を投射するため、斜め下方を向いている。即ち、プロジェクタ３１ａは、前述の高さ位置からスクリーン３１ｂの方向を向いて、スクリーン３１ｂに対して所望の映像を投射するべく、斜め下方を向いてその角度が適宜調整される。
【００３４】
各々の表示手段３（３１，３２，３３）は、電子計算機２と接続されており電子計算機に映像出力端子が３つ存在しない場合は、映像信号を３つに分配する映像分配器７が本実施の形態のように配される。
【００３５】
電子計算機２は、前述の如く、仮想屋内空間の作成・変更を行うとともに、表示手段３に対する表示制御を行うものである。この仮想屋内空間の作成に必要な仮想屋内空間のデータ取得や、仮想屋内空間作成のための演算処理は、通信ネットワーク６を介して接続された仮想屋内空間作成サーバ等の他の電子計算機５を用いることも可能であり、この他の電子計算機５から仮想屋内空間のデータ取得や、仮想屋内空間作成のための演算処理等を行うことが任意で可能である。
【００３６】
［仮想屋内空間の作成・変更］
電子計算機２を用いて行う仮想屋内空間の作成・変更について、図２乃至図４を用いて説明する。図２は、仮想屋内空間の空間概要を示す斜視図である。図３は、図２に仮想構成物を配置した図である。図４は、図３の仮想構成物を変更した図である。
【００３７】
図２に示す仮想屋内空間２０は、あるオフィスにおける応接室の間取りを３Ｄデータとして作成したものであり、机、椅子といった構成物を配置する前の状態を示しており、床面と、出入口を含む壁面が３Ｄデータとして描かれている。電子計算機による仮想空間の作成自体については、既知の技術であり、既知の仮想空間作成ツール同様に電子計算機において３Ｄ仮想空間を作成可能であればよい。
【００３８】
図２に示すように、オフィス、マンション、戸建て家屋の室内等は一般に、床面と、床面に接して垂直に立ち上がる壁面と、床面に接して垂直に立ち上がり、かつ、この壁面と垂直に接する他の壁面とを少なくとも有する構造、即ち、床と、床の隅部上で交わる壁２面とを少なくとも有する構造が極一般的であり、仮想空間においても、同様の構造を採るものが、本発明に好適であり、同構造となる表示手段３により表示を行うため、臨場感及び現実感ともに非常に溢れる仮想屋内空間表示装置とすることが可能となる。
【００３９】
即ち、図２に示すように、仮想屋内空間２０は、仮想床面２１と、仮想床面２１に接して垂直に立ち上がる第１の仮想壁面２２と、仮想床面２１に接して垂直に立ち上がり、かつ、第１の仮想壁面２２と垂直に接する第２の仮想壁面２３とを有しており、このような構成を有する仮想屋内空間２０に本発明が利用されることで、同構造となる表示手段３により表示を行うため、その効果が特に奏される。
【００４０】
また、図２における間取り、部屋の広さ、形、天井の高さ、出入口の位置等は、仮想空間作成にあたって自在に変更可能であることはいうまでもない。
【００４１】
図３においては、図２の仮想屋内空間２０に対して、本発明者の使用者が所望の机２６ａ・椅子２６ｂ・棚２６ｃ・窓２６ｄ・ディスプレイ２６ｅ等の仮想構成物２６を自在に配置したものである。このように、仮想空間の作成にあたっては、予め作成された、又は、自ら作成した仮想構成物を自在に配置したり、仮想床面、第１の仮想壁面、第２の仮想壁面及び仮想構成物の色彩・素材・質感等の諸条件を変更である。
【００４２】
そのため、諸条件を図３から変更した図４においては、机２６ａの素材が、木目調へと変更され、棚２６ｃも別構造のものに変更され、さらに、椅子２６ｂ・窓２６ｄ・ディスプレイ２６ｅもその個数及び配置が変更されて配されている。
【００４３】
また、これら仮想構成物２６を含む仮想屋内空間２０に関するデータは、通信ネットワーク６や、記憶媒体を介して他の電子計算機５から取得することも可能であるし、他の電子計算機５において仮想屋内空間２０の作成を行うことも可能である。
【００４４】
［仮想屋内空間における撮影］
表示手段３に対する仮想屋内空間２０の表示にあたっての仮想屋内空間２０の撮影について、図５を用いて説明する。図５は、図３において仮想カメラによる撮影を説明する図である。
【００４５】
図５に示すように、表示手段３に対して仮想屋内空間２０の表示にあたっては、３つの表示手段３（３１，３２，３３）に対応して、３台の仮想カメラ２８（２８ａ，２８ｂ，２８ｃ）によって撮影を行う。
【００４６】
仮想カメラ２８による撮影は、既知の技術であり、仮想空間内において撮影を行う既存の映像取り込みツールをも利用可能であって、仮想屋内空間内２０において、第１の仮想壁面２２を撮影する第１の仮想カメラ２８ａ、第２の仮想壁面２３を撮影する第２の仮想カメラ２８ｂ及び仮想床面２１を第３の仮想カメラ２８ｃによって各々、前記仮想屋内空間表示装置の視聴者の目線近傍の高さから撮影する。
【００４７】
この視聴者の目線近傍の高さからの撮影については、例えば、立っている視聴者の平均の目線の高さを考慮し、１４０ｃｍ〜１７０ｃｍとすることも可能であるし、座った状態では、９０ｃｍ〜１１０ｃｍのように適宜設定可能であり、床面近傍から目線や、天井付近からの目線とすることも自由である。
【００４８】
その場合、表示手段３のプロジェクタ３１ａ，３２ａ，３３ａは、仮想屋内空間表示装置１の使用者の目線に合致するように配して投射を行うことが、最も矩形補正等の映像調整が用意であることから、プロジェクタ３１ａ，３２ａ，３３ａも仮想カメラ２８と同じ高さに設置されるのが好適である。
【００４９】
使用者が臨場感及び現実感をもって仮想屋内空間を看取可能なように、３台の仮想カメラ２８は、３台の仮想カメラ２８（２８ａ，２８ｂ，２８ｃ）の光軸の延長線（図５上、破線で示す）が、３台の仮想カメラ２８の前方又は後方で互いに共通する一点において交わるように配される。
【００５０】
図５においては、３台の仮想カメラの後方においてそれらの光軸の延長戦が互いに共通する一点において交わっているものであり（光軸の延長線上の交点２７）、このような関係で３台の仮想カメラ２８を配置することにより、光軸の延長線上の交点２７に仮想視聴者がおり、仮想視聴者から看取した仮想屋内空間の映像を表示手段３に表示可能となる。
【００５１】
尚、３台の仮想カメラ２８の光軸の延長線が、３台の仮想カメラ２８の前方又は後方の何れかにおいて、互いに共通する一点において交わるかは、仮想カメラ２８の視野角の設定によるものであり、表示手段３の大きさや、表示したい範囲に応じて適宜調整するものである。そのため、３台の仮想カメラ２８の光軸の延長線が、互いに共通する一点において交わるのであれば、３台の仮想カメラ２８の前方又は後方の何れにおいて交わるのかはそれら条件に依拠するものである。
【００５２】
［撮影映像の処理及び出力］
撮影映像の処理及び出力について、図６を用いて説明する。図６は、図５において撮影した映像の編集及び表示方法を説明する図であり、（ａ）は各々の仮想カメラで撮影した映像を一つの映像に合成したものであり、（ｂ）は、当該合成映像から切り出す部分を示す図であり、（ｃ）は当該切り出し映像を表示手段３に表示した場合を使用者の目線で示す図である。
【００５３】
撮影映像の処理及び出力にあたっては、既知の映像編集技術を利用可能であり、既存の映像編集ツールも利用可能であって、仮想屋内空間２０において仮想カメラ２８によって撮影した映像は、図６（ａ）に示すように、一例として、まず１つの映像として合成される（仮想カメラで撮影した映像２９）。第１の仮想カメラ２８ａで撮影した映像２９ａは、合成画像の左側のＡ領域に配置され、第２の仮想カメラ２８ｂで撮影した映像２９ｂは、合成画像の右側のＢ領域に配置され、第３の仮想カメラ２８ｃで撮影した映像２９ｃは、合成画像の中央のＣ領域に配置されている。
【００５４】
次に、同（ｂ）に示すように、合成映像２９から、各々の表示手段３（３１，３２，３３）に対して表示する映像の切り出し及び矩形補正の処理を行うものであり、これらの映像の切り出し及び矩形補正も既知の技術であり、さらには既存の映像編集ツールによっても可能である。
【００５５】
即ち、同図（ａ）のＡ領域の映像は、第１の仮想カメラ２８ａ（図５）で撮影した映像であり、図６（ｃ）の表示手段３において第１の壁面表示手段３２に表示（投射）されるものである。そのため、同図（ｂ）のＡ１領域、即ち、同図（ａ）の合成画像２９中のＡ領域全てが切り出されて、第１の壁面表示手段３２のスクリーン３２ｂに投射するべく、必要な矩形補正等が行われて、電子計算機２から出力される。
【００５６】
また、同図（ａ）のＢ領域の映像は、第２の仮想カメラ２８ｂ（図５）で撮影した映像であり、図６（ｃ）の表示手段３において第２の壁面表示手段３３に表示（投射）されるものである。そのため、同図（ｂ）のＢ１領域、即ち、同図（ａ）の合成画像２９中のＢ領域全てが切り出されて、第２の壁面表示手段３３のスクリーン３３ｂに投射するべく、必要な矩形補正が行われて、電子計算機２から出力される。
【００５７】
さらに、同図（ａ）のＣ領域の映像は、第３の仮想カメラ２８ｃ（図５）で撮影した映像であり、図６（ｃ）の表示手段３において床面表示手段３１に表示（投射）されるものである。そのため、切り出し領域としては、第３の仮想カメラ２８ｃの撮影映像２９ｃ中の仮想床面２１に対応する部分である同図（ｂ）のＣ１領域、即ち、同図（ａ）の合成画像２９中のＣ領域の中央より下部がＣ領域の中心を頂点とし、他の頂点がＣ領域の下側両角となる三角形状に切り出されて、床面表示手段３１のスクリーン３１ｂに投射するべく、必要な矩形補正が行われて、電子計算機２から出力される。
【００５８】
尚、第１の仮想カメラ２８ａで撮影した映像２９ａを第１の壁面表示手段３２に表示し、第２の仮想カメラ２８ｂで撮影した映像２９ｂを第２の壁面表示手段３３に表示し、第３の仮想カメラ２８ｃで撮影した映像２９ｃを床面表示手段３１に表示する旨説明したが、３つの表示手段３（３１，３２，３３）間において映像の途切れをなくすべく、３台の仮想カメラ２８の映像の撮影範囲を大きく設け、各々の撮影した映像の重複範囲を重ね合わせて、必要な矩形補正を行い、映像の途切れがないように投射することも可能であり、本発明においてもそれら構成を排除するものではない。
【００５９】
［撮影映像の表示］
撮影映像の表示について、図７を用いて説明する。図７は、図５において撮影した映像を表示手段３に表示した状態の図である。
【００６０】
図５における仮想視聴者の位置２７及び仮想カメラ２８の方向から撮影した場合は、図７に示すような映像を表示手段３のスクリーン３１ｂ，３２ｂ，３３ｂに表示（投射）することが可能となる。そのため、図７においては、図５において仮想カメラ２８で撮影した仮想床面２１・第１の仮想壁面２２・第２の仮想壁面２３や、窓２６ｄ・ディスプレイ２６ｅ・棚２６ｃ等といった仮想構成物２６が表示手段３に表示されている。
【００６１】
即ち、撮影映像の表示にあたっては、合成画像２９中の図６（ｂ）におけるＡ１，Ｂ１，Ｃ１領域に係る映像信号が別個に分割されて、電子計算機２から表示手段３に出力されるものであり、Ａ１領域は第１の壁面表示手段３２に対して出力されて表示され、Ｂ１領域は第２の壁面表示手段３３に対して出力され、Ｃ１領域は床面表示手段３１に対して出力される。尚、前述の如く、電子計算機２に３つの映像出力端子が３つ存在しない場合は、映像信号を３つに分配する映像分配器７が介される（図１）。
【００６２】
そして、電子計算機２から出力された３つの映像信号は、プロジェクタ３１ａ，３２ａ，３３ａの位置、角度、さらには電子計算機における映像補正を行うことにより、表示手段３（３１，３２，３３）のスクリーン３１ｂ，３２ｂ，３３ｂにおいて、仮想屋内空間２０における撮影範囲と立体的に合致した状態で表示することが可能である。
【００６３】
これによって、仮想屋内空間２０の一部を実物大で表示する表示手段３において、床面表示手段３１が仮想床面２１及びそこに映る仮想構成物２６を表示し、第１の壁面表示手段３２が第１の仮想壁面２２及びそこに映る仮想構成物２６を表示し、第２の壁面表示手段３３が第２の仮想壁面２３及びそこに映る仮想構成物を表示するため、仮想屋内空間２０における立体的な屋内空間を現実の世界においても表示手段３に立体的に臨場感及び現実感を持って表示することが可能である。
【００６４】
また、仮想屋内空間表示装置１の使用者は、電子計算機２により作成した仮想屋内空間２０の映像を表示手段３において表示した場合において、表示手段３に表示された仮想屋内空間２０により臨場感及び現実感溢れるイメージを掴むことができる。だからこそ、使用者は、その場において、仮想構成物２６を含む仮想屋内空間２０の構成・配置・色彩・素材・質感等の諸条件を変更したい場合があるものの、この場合においても、電子計算機２を用いて仮想屋内空間２０の構成等を変更するのみで即時的に表示手段３に表示される仮想屋内空間２０の映像を変更して、変更後の映像で実際のイメージをつかみ取ることが出来る。
【００６５】
［任意の方向からの撮影］
また、任意の方向からの撮影について、図８及び図９を用いて説明する。図８は、図５とは異なる方向、即ち、各表示手段間の境界と各仮想壁面及び仮想床面の境界が一致しない方向の撮影を説明する図である。図９は、図８において撮影した映像を表示手段３に表示した状態の図である。
【００６６】
仮想屋内空間表示装置１は、図５及び図７に示すように、床面表示手段３１に対して仮想床面２１を、第１の壁面表示手段３２に対して第１の仮想壁面２２を、第２の壁面表示手段３３に対して第２の仮想壁面２３を表示するのみならず、図８及び図９に示すように仮想屋内空間２０における自在の位置及び方向からも撮影可能である。
【００６７】
即ち、図８及び図９のように、仮想屋内空間２０における使用者の所望の位置及び方向によっては、床面表示手段３１に対して仮想床面２１を、第１の壁面表示手段３２に対して第１の仮想壁面２２を、第２の壁面表示手段３３に対して第２の仮想壁面２３を表示することができず、床面表示手段３１、第１の壁面表示手段３２及び第２の壁面表示手段３３間の境界（各表示手段間の境界３４）と、仮想床面２１、第１の仮想壁面２２及び第２の仮想壁面２３の境界（各仮想壁面及び仮想床面の境界３５）が一致しない方向の撮影を行う場合であっても、第１の仮想カメラ２８ａ、第２の仮想カメラ２８ｂ及び第３の仮想カメラ２８ｃが撮影する映像をそのまま表示手段３に表示可能である。
【００６８】
そのため、第１の仮想カメラ２８ａ、第２の仮想カメラ２８ｂ、第３の仮想カメラ２８ｃの各々で撮影した映像２９ａ，２９ｂ，２９ｃが第１の仮想壁面２２、第２の仮想壁面２３及び仮想床面２１の各々と一致しない場合であっても、３つの表示手段３が立体的に配されているため、その場合であっても、仮想空間における立体的な屋内空間を現実の世界においても立体的に臨場感及び現実感を持って表示することが可能であり、これによって、仮想屋内空間２０において好きな位置に移動して撮影及び表示が可能となる。
【００６９】
［その他］
また、電子計算機２は、仮想床面２１、第１の仮想壁面２２、第２の仮想壁面２３及び仮想構成物２６の一部又は全部に対してグリッド線を重畳させて即時的に表示手段３に表示することも可能であり、これにより、表示手段３に表示される映像内の仮想構成物２６を含む仮想屋内空間２０の大きさを数値により実感することが出来る。
【００７０】
さらに、電子計算機２は、作成した仮想屋内空間２０について、表示手段３に対して映像信号として出力するのみならず、仮想屋内空間２０の完成、未完成を問わず、ＤＸＦ，ＸＶＬ，ＶＲＭＬ形式といった各種３Ｄデータとして出力可能となっており、これにより、他の電子計算機や、後日の利用に供することも可能である。
【００７１】
また、より臨場感及び現実感を持った仮想屋内空間の表示を可能とするべく、仮想屋内空間は、仮想床面に対向し、第１の仮想壁面及び第２の仮想壁面と垂直に接する仮想天井面をさらに備えることも可能である。その場合、表示手段は、仮想天井面及びそこに映る電灯などの仮想構成物を表示し、床面表示手段に対向し、第１の壁面表示手段及び第２の壁面表示手段と垂直に接する天井面表示手段をさらに備えることが可能である。
【００７２】
その場合、仮想カメラは、さらに第４の仮想カメラを備え、電子計算機は、仮想天井面を第４の仮想カメラによって、仮想屋内空間表示装置の視聴者の目線近傍の高さから撮影し、第４の仮想カメラの映像を天井面表示手段に表示することが可能となり、これにより臨場感及び現実感を持った仮想屋内空間の表示が可能となる。
【００７３】
［本発明の第２の実施形態に係る仮想屋内空間表示装置］
本発明の第２の実施形態に係る仮想屋内空間表示装置について、図１０を用いて説明する。図１０は、本発明の仮想屋内空間表示装置の第２の実施形態の構成を示す図である。この第２の実施形態において、第１の実施形態と同様な部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。図１０に示すように、本発明の第２の実施形態においては、第１の実施形態に比して、表示手段３を投射型ディスプレイから直視型ディスプレイに変更した点のみが相違する。
【００７４】
即ち、図１０に示すように、本発明の第２の実施形態においては、仮想屋内空間表示装置５０の表示手段５１をプロジェクタのような投射型ディスプレイではなく、液晶ディスプレイや、有機ＥＬディスプレイ等の直視型ディスプレイ（フラットパネルディスプレイ）によって構成する。
【００７５】
即ち、表示手段５１は、第１の実施形態におけるスクリーン３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ（図１）の如く、床面に配された矩形状の床面表示手段５２と、床面表示手段５２に接して垂直に立ち上がる矩形状の第１の壁面表示手段５３と、床面表示手段５２に接して垂直に立ち上がり、かつ、第１の壁面表示手段５３と垂直に接する第２の壁面表示手段５４とから構成される。
【００７６】
また、表示手段５１を構成する各直視型ディスプレイ５２，５３，５４は、第１の実施形態におけるスクリーン３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ（図１）と同様に、オフィス空間や、マンション各戸内における天井面の高さ程度（３〜４ｍ）の大きさが各ディスプレイの１辺について必要となる。
【００７７】
そのため、本実施の形態においては、各直視型ディスプレイ５２，５３，５４は４つのディスプレイを組み合わせて１つの直視型ディスプレイを構成しており、本実施形態においては３つの表示手段５１が各々４枚のディスプレイにより構成されているため、３×４の１２枚のディスプレイにより表示手段５０が構成されている。
【００７８】
このように表示手段５１を直視型ディスプレイ５２，５３，５４によって構成した場合であっても、第１の実施形態と同様に表示可能であり、第２の実施形態においては、さらに、第１の実施形態の如く、プロジェクタの高さを仮想カメラの高さに合致させる必要がなく、調整作業が用意である。また、そればかりか、第２の実施形態においても、プロジェクションマッピング技術を用いて、電子計算機により作成した仮想屋内空間を実物大で臨場感及び現実感を持って表示可能であるため、実際のイメージを非常に掴み易く、かつ、その場で仮想屋内空間に対してなされた変更を即時的に反映して表示可能することが可能であることから、非常に効率的であり、他の効果も第１の実施形態と同様である。
【００７９】
この発明は、その本質的特性から逸脱することなく数多くの形式のものとして具体化することができる。よって、上述した実施形態は専ら説明上のものであり、本発明を制限するものではないことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８０】
１      仮想屋内空間表示装置
２      電子計算機
３      表示手段
５      他の電子計算機
６      通信ネットワーク
７      映像分配器
２０    仮想屋内空間
２１    仮想床面
２２    第１の仮想壁面
２３    第２の仮想壁面
２６    仮想構成物
２６ａ  机
２６ｂ  椅子
２６ｃ  棚
２６ｄ  窓
２６ｅ  ディスプレイ
２７    光軸の延長線上の交点（仮想視聴者の位置）
２８    仮想カメラ
２８ａ  第１の仮想カメラ
２８ｂ  第２の仮想カメラ
２８ｃ  第３の仮想カメラ
２９    仮想カメラで撮影した映像（合成映像）
２９ａ  第１の仮想カメラで撮影した映像
２９ｂ  第２の仮想カメラで撮影した映像
２９ｃ  第３の仮想カメラで撮影した映像
３１    床面表示手段（投射型ディスプレイ）
３１ａ  プロジェクタ
３１ｂ  スクリーン
３２    第１の壁面表示手段（投射型ディスプレイ）
３２ａ  プロジェクタ
３２ｂ  スクリーン
３３    第２の壁面表示手段（投射型ディスプレイ）
３３ａ  プロジェクタ
３３ｂ  スクリーン
３４    各表示手段間の境界
３５     
５０    仮想屋内空間表示装置
５１    表示手段
５２    床面表示手段（直視型ディスプレイ）
５３    第１の壁面表示手段（直視型ディスプレイ）
５４    第２の壁面表示手段（直視型ディスプレイ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2014164003.tif 000006
【図５】
2014164003.tif 000007
【図６】
2014164003.tif 000008
【図７】
2014164003.tif 000009
【図８】
2014164003.tif 000010
【図９】
2014164003.tif 000011
【図１０】
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