(57)【要約】【課題】  光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムを併せ持つ投映装置において、あらかじめ一連のシーケンスが組まれた自動投映でも、あるいは手動操作による投映であっても、特別な準備をする必要なく、光学式プラネタリウムの映像とデジタルプラネタリウムの映像に対して、様々な映像合成効果を生じさせることが可能な、高い映像演出効果を持つプラネタリウム投映装置を提供する。【解決手段】  光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムの２方式のプラネタリウム投映装置を併せ持つプラネタリウム投映装置において、一方のプラネタリウム制御装置１０、２０の投映データを他方のプラネタリウム投映装置２０、１０と共有することにより、一方のプラネタリウムの映像を他方のプラネタリウムの映像と合成可能とする。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムの２方式のプラネタリウム投映装置を併せ持つプラネタリウム投映装置において、一方のプラネタリウム制御装置の投映データを他方のプラネタリウム投映装置と共有することにより、一方のプラネタリウムの映像を他方のプラネタリウムの映像と合成可能としたことを特徴とするプラネタリウム制御装置。
【請求項２】
デジタルプラネタリウム制御装置の投映データを光学式プラネタリウム投映装置と共有することにより、光学式プラネタリウムの映像をデジタルプラネタリウムの映像と合成可能とした請求項１記載のプラネタリウム制御装置。
【請求項３】
光学式プラネタリウム制御装置の投映データをデジタルプラネタリウム投映装置と共有することにより、デジタルプラネタリウムの映像を光学式プラネタリウムの映像と合成可能とした請求項１記載のプラネタリウム制御装置。
【請求項４】
デジタルプラネタリウム制御装置の投映データを光学式プラネタリウムシステムと共有するに際し、デジタルプラネタリウム制御装置の映像生成機能を光学式プラネタリウム制御装置に組み入れた請求項２記載のプラネタリウム制御装置。
【請求項５】
光学式プラネタリウムの投映データをデジタルプラネタリウム制御装置と共有するに際し、光学式プラネタリウムの投映装置の映像生成機能をモデル化しデジタルプラネタリウム制御装置に組み入れた請求項３記載のプラネタリウム制御装置。
【請求項６】
デジタルプラネタリウム制御装置の投映データを光学式プラネタリウム投映装置と共有することにより、光学式プラネタリウムの映像をデジタルプラネタリウムの映像と合成可能とするとともに、光学式プラネタリウム制御装置の投映データをデジタルプラネタリウム投映装置と共有することにより、デジタルプラネタリウムの映像を光学式プラネタリウムの映像と合成可能とした請求項１記載のプラネタリウム制御装置。
【請求項７】
デジタルプラネタリウム制御装置の映像生成機能を光学式プラネタリウム制御装置に組み入れることをもって、デジタルプラネタリウム制御装置の投映データを光学式プラネタリウムシステムと共有する手段とした請求項６記載のプラネタリウム制御装置。
【請求項８】
光学式プラネタリウムの投映データをデジタルプラネタリウム制御装置と共有するに際し、光学式プラネタリウムの投映装置の映像生成機能をモデル化してデジタルプラネタリウム制御装置に組み入れた請求項６または７記載のプラネタリウム制御装置。
【請求項９】
算術演算と論理演算に基づく映像合成を可能とした請求項１から８のいずれかに記載のプラネタリウム制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムの２方式のプラネタリウム投映装置を併せ持つプラネタリウム投映装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラネタリウム投映装置は恒星とは別に、惑星を投映する惑星投映装置を有する他、演出技法の進化に伴い、地上等の風景を投映するスカイライン投映装置や星座絵、座標線、星雲、星団、ポインター等の各種映像の付属投映装置を備えるに至り、更に近年では例えば雷やオーロラ等の天空で起こる自然現象や、例えば宇宙船等の人工物を投映するためのプロジェクターも備えるに至った。そこにおいて使用する機器も従来のようなフィルムや原板を用いた光学式の機器に止まらず、ビデオプロジェクター等の電子式の機器も使用されており、ビデオプロジェクターも予めビデオテープや光学ディスクに記録された映像だけでなく、コンピュータによるグラフィックスを必要に応じてリアルタイムに生成した映像を採用している。そして、プラネタリウムの主装置も従来のように恒星球と光学式の惑星投映装置を用いた光学式のもの（以下、「光学式プラネタリウム」と称する）の他に、コンピュータによるグラフィックスをビデオプロジェクターにより投映するデジタル式のもの（以下、「デジタルプラネタリウム」と称する）も出現している。光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムはそれぞれ長所、短所があり、これらを補完し合うために、一つのプラネタリウム施設で光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムの２方式のプラネタリウム投映装置を同時に駆動する複合投映方式も採用されている。
【０００３】
従来技術の複合投映方式は、投映対象により光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムのそれぞれを振り分けて使用し、それぞれのプラネタリウムから投映される投映映像の集合により一つの星空を再現していた。そこでは、一つの演出プログラムに従って両プラネタリウムが駆動され、リアルタイムに相互の観測時刻や位置、姿勢を一致させ、投映される星空を一致させることが行われてきた。
【０００４】
これにより、光学式プラネタリウムによる星空からデジタルプラネタリウムの星空への自然な切り替えが実現された。また、星空を解説する場合には、光学式プラネタリウムで投映する星空の中の明るく輝く星（惑星) を指し示し、その星をデジタルプラネタリウムの拡大された惑星の投映映像と切り替えることで惑星であることを明示的に表現するなど、教育的側面においても有効な利用が行われるようになった。
【０００５】
前記の従来技術の複合投映方式では、光学式プラネタリウムの映像の位置とデジタルプラネタリウムの映像の位置を互いに一致させることに主眼が置かれ、様々な制御方法が考案されてきた。例えば、光学式プラネタリウムの回転軸の位置情報をリアルタイムにデジタルプラネタリウム制御装置に送り、その値に基づきデジタルプラネタリウム制御装置が映像を生成する方法、あるいは、いずれか一方の制御装置あるいは独立して命令を与える制御装置から、星空を再現するのに必要なパラメータである観測時刻と位置、そして姿勢をそれぞれの制御装置に送り、演算させることで互いに一致する映像を生成させる事が行われてきた。
【０００６】
光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムを併せ持つ従来技術のプラネタリウム制御装置のシステム構成を図９、図１０に示す。図９に示すシステムにおいては、プラネタリウム全体の制御を行う統合制御コンピュータ５０から図中で太線によって示させる接続線５１によって、前記の観測時刻と位置、姿勢のデータがデジタルプラネタリウムの制御を行うデジタルプラネタリウムマスターコンピュータ５２と光学式プラネタリウムの制御を行う光学式プラネタリウムマスターコンピュータ５３のそれぞれに送られる。
【０００７】
また、図１０に示すシステムにおいては、図中で太線によって示させる接続線５４によって、光学式プラネタリウムマスターコンピュータ５３から光学式プラネタリウムの各軸の位置がデジタルプラネタリウムマスターコンピュータ５２に、あるいは接続線５５によって、デジタルプラネタリウムマスターコンピュータ５２から光学式プラネタリウムの各軸がとるべき値が光学式プラネタリウムマスターコンピュータ５３に送られる。
【０００８】
前記において、具体的にどのようなデータが送付されるのかは、制御装置によって異なるが、基本的には、対象となる制御装置にはその制御装置のもつ投映要素を制御するためのデータが送られ、それは位置情報と機器のＯＮ／ＯＦＦに限られていた。
【０００９】
以上の説明からも明らかなように、従来技術の複合投映方式では、あくまでも光学式プラネタリウムによって投映される投映映像とデジタルプラネタリウムによって投映される投映映像の相互の位置を一致させることを目的としており、光学式プラネタリウム制御装置の投映要素に対する命令とデジタルプラネタリウム制御装置の投映要素に対する命令は独立して実行され互いに影響を与えることはなかった。すなわち、例えば光学式プラネタリウムの太陽を映すための命令は光学式プラネタリウムの太陽のみに影響し、デジタルプラネタリウムの映像に影響を与えることはなく、その逆にデジタルプラネタリウムの惑星に対する命令も、デジタルプラネタリウムの惑星にのみ影響し、光学式プラネタリウムの映像に影響を与えることはなかった。これを、図９に示すシステムを例に具体的に説明すれば、統合制御コンピュータ５０からは、光学式プラネタリウムの太陽を点灯せよとの命令が光学式プラネタリウム・マスターコンピュータ５２に対して送られる。同様に、デジタルプラネタリウムの惑星を点灯せよという命令は、統合制御コンピュータからデジタルプラネタリウム・マスターコンピュータ５３に送られる。よって、光学式プラネタリウム制御装置とデジタルプラネタリウム制御装置は、互いにどのような投映要素が他方のプラネタリウムにおいて投映されているのかを知ることが出来ないでいた。図１０の構成をとるシステムにおいても、デジタルプラネタリウム・マスターコンピュータ５２から発せられる光学式プラネタリウムの太陽を点灯せよという命令は、単に外部機器のための命令として光学式プラネタリウム制御装置に送付されるだけで、デジタルプラネタリウムの投映要素とは関連付けされず、デジタルプラネタリウム制御装置としては、その映像生成に寄与しない情報であった。
【００１０】
つまり、従来技術の複合投映方式では、光学式プラネタリウムの投映映像とデジタルプラネタリウムの投映映像の位置関係が一致しているだけで、互いの投映映像が重なり合い合成されるという事について考慮されておらず、デジタルプラネタリウムで投映したスライド画像に、光学式プラネタリウムの明るい星が映り込んだり、光学式プラネタリウムで投映した月の映像に、デジタルプラネタリウムの拡大した惑星像が重なってしまうなどの不適切な映像表現が生じる場合があり、様々な演出シーンにおいてリアルな映像を提供することができないでいた。
【００１１】
このような中、最近では、双方の映像を組み合わせて使用するための試みがなされ、例えば特許文献１の「プラネタリウム装置」、あるいは特許文献２の「複合プラネタリウムシステム」のように、デジタルプラネタリウムの映像の状態に応じて、光学式プラネタリウムの映像を遮光する方法や、光学式プラネタリウムを用いて明るい恒星を投映し、デジタルプラネタリウムの暗い星を組み合わせて星空を再現する方法などが公開されている。
【００１２】
前者の発明は光学式プラネタリウムから投映される投映映像のうち，デジタルプラネタリウムから投映される投映映像と重なり合う部分を抽出し、光学式プラネタリウムから投映される投映映像中のその部分を遮光するというものである。また、後者の発明は最も明るい輝星から高輝度領域側の所定の光度までの範囲内の任意の恒星を光学式プラネタリウムが投映し、前記高輝度領域側の所定の光度より一定量明るい光度以下の任意の恒星をデジタルプラネタリウムが投映して星空を完成させるものであり、そのために光学式プラネタリウムおいて遮光機構や任意の星のＯＮ／ＯＦＦ機構を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００６−１４５６１４
【特許文献２】２０１２−１９４５７９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
前記の公知発明は、何らかの仕組みを光学式プラネタリウムに用意することで、特定の目的に合致するような光学式プラネタリウムの星空に対する遮光機能を実現するというものであった。そのため、特許文献１記載の公知発明においては、上位の制御装置である統合制御コンピュータにおいて、光学式プラネタリウムの投映対象を点灯するか否かを決定しなければならず、本来、投映要素の追加あるいは削除を自由に行えるはずのデジタルプラネタリウムにおいて新たな投映要素を加えて映像の組み合わせを行うときや、光学式の惑星の投映を制御しようとすると、光学式プラネタリウム制御装置に対してどのような命令を発行するかを統合制御コンピュータに定義しなければならないこととなり、統合制御コンピュータのための新しい制御ソフトウェアの開発を必要とする問題を生じる。
【００１５】
また、特許文献２記載の公知発明においては、その「発明を実施するための形態」の中に映像の組み合わせについて示されている構成は光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムの間に接続がなく両者が独立して制御される例となっている。そのため、リアルタイムにデジタルプラネタリウム制御装置が描く映像を光学式プラネタリウム制御装置が知ることはできないから、あらかじめ光学式プラネタリウムの映像をＯＮ／ＯＦＦさせるさせるための評価用の専用映像を光学式プラネタリウム制御装置内に用意しておき投映対象である明るい恒星をＯＮ／ＯＦＦさせるものと考えられる。よって、この場合には、評価用の専用の映像生成や、事前の準備作業が必要となる問題を生じる。
【００１６】
プラネタリウムにおいて映像演出を行うに当たっては、単にリアルな映像が投映可能であるということだけでは足りず、様々な映像演出、すなわち映像表現として、様々な映像合成が手軽にそして自由に行えなければならないのは当然である。しかしながら、前述したように、これまでに構築された、あるいは提案された投映装置では、それぞれの映像を組み合わせた映像演出を行う上で、新たな映像演出を実現しようとするたびに新しい実現方法を用意する必要があったり、映像を組み合わせるための制御データを独自に作成しなければならず、両者の映像を組み合わせた演出を困難にしていた。
【００１７】
さらに、デジタルプラネタリウムの映像に対して光学式プラネタリウムの映像を組み合わせるという一方的な映像合成に制限されているうえ、光学式プラネタリウムの合成可能な映像要素が恒星だけに限定されているなど、映像の合成に著しい制約があった。
【００１８】
本願発明は、以上の従来技術の問題点に鑑みて創作されたものであり、光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムを併せ持つ投映装置において、あらかじめ一連のシーケンスが組まれた自動投映でも、あるいは手動操作による投映であっても、特別な準備をする必要なく、光学式プラネタリウムの映像とデジタルプラネタリウムの映像に対して、様々な映像合成効果を生じさせることが可能な、高い映像演出効果を持つプラネタリウム投映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】
【００１９】
すなわち、本願発明のプラネタリウム制御装置は光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムの２方式のプラネタリウム投映装置を併せ持つプラネタリウム投映装置において、一方のプラネタリウム制御装置の投映データを他方のプラネタリウム投映装置と共有することにより、一方のプラネタリウムの映像を他方のプラネタリウムの映像と合成可能としたことを特徴とする。
【００２０】
前記の目的を達成するためには、光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムのそれぞれ一方の制御装置がどのような映像を投映しているのかを、残る一方の制御装置が知っていなければならない。本願発明においては、一方の投映データを残る一方がネットワーク等を介して共有することでこれを実現している。具体的には、デジタルプラネタリウム制御装置の投映データを光学式プラネタリウム投映装置と共有することにより、光学式プラネタリウムの映像をデジタルプラネタリウムの映像と合成可能とする方式（請求項２記載の発明）と、光学式プラネタリウム制御装置の投映データをデジタルプラネタリウム投映装置と共有することにより、デジタルプラネタリウムの映像を光学式プラネタリウムの映像と合成可能とする方式（請求項３記載の発明）を想定している。
【００２１】
ところで、投映原板を透過する光により投映映像を得る光学式プラネタリウムとコンピュータにより生成される電子画像により投映映像を得るデジタルプラネタリウムとでは、そもそも投映方式自体が異質である。そこで、本願発明においては光学式プラネタリウムの映像対象をコンピュータグラフィックスモデルとして組み込む手法を採用することで投映データの共有を実現している。こうすることにより、従来技術のように位置情報と機器のＯＮ／ＯＦＦデータを逐次送出する必要がなくなる。
【００２２】
すなわち、請求項４記載の発明においては、デジタルプラネタリウム制御装置の映像生成機能を光学式プラネタリウム制御装置に組み入れることをもって、デジタルプラネタリウム制御装置の投映データを光学式プラネタリウムシステムと共有する手段としている。
【００２３】
これを図７の構成をとるプラネタリウム装置において説明すれば、デジタルプラネタリウム・マスターコンピュータ１１は、デジタルプラネタリウムの投映対象に関する命令を投映データとして、光学式プラネタリウム制御装置２０へ送ることで実現するか、マスターコンピュータで命令の演算を行うか、あるいはイメージジェネレータ１２Ａ、１２Ｂで計算された演算投映データを光学式プラネタリウム制御装置へ送ることで実現する。前者の方法では、光学式プラネタリウム制御装置２０内に、デジタルプラネタリウム制御装置が計算したのと同じ演算結果が得られる機能を用意する必要がある。
【００２４】
また、請求項５記載の発明においては、光学式プラネタリウムの投映装置の映像生成機能をモデル化しデジタルプラネタリウム制御装置に組み入れることをもって、デジタルプラネタリウム制御装置の映像生成機能を光学式プラネタリウム制御装置に組み入れることをもって、デジタルプラネタリウム制御装置の投映データを光学式プラネタリウムシステムと共有する手段としている。
【００２５】
これを図６の構成をとるプラネタリウム装置において説明すれば、統合制御コンピュータＭは、光学式プラネタリウムに対する命令を投映データとしてデジタルプラネタリウム制御装置１０へ送ることで実現するか、統合制御コンピュータで命令の演算を行うか、あるいは光学式プラネタリウム制御装置２０で計算した結果を統合制御コンピュータＭへ戻し、投映データとしてデジタルプラネタリウム制御装置２０へ送ることで実現する。むろん、光学式プラネタリウム制御装置とデジタルプラネタリウム制御装置の間を直接接続し必要な投映データをやり取りしてもよい。なお、前者の方法では、デジタルプラネタリウム制御装置内に、光学式プラネタリウム制御装置が計算したのと同じ演算結果が得られる機能を用意する必要がある。
【００２６】
また、２つの制御装置を統合する方式が、対称な制御を可能としている場合には相互に共有可能な構成が可能である。すなわち、請求項６記載の発明においては、デジタルプラネタリウム制御装置の投映データを光学式プラネタリウム投映装置と共有することにより、光学式プラネタリウムの映像をデジタルプラネタリウムの映像と合成可能とするとともに、光学式プラネタリウム制御装置の投映データをデジタルプラネタリウム投映装置と共有することにより、デジタルプラネタリウムの映像を光学式プラネタリウムの映像と合成可能としている。
【００２７】
この場合、請求項７記載の発明においては、デジタルプラネタリウム制御装置の映像生成機能を光学式プラネタリウム制御装置に組み入れることをもって、デジタルプラネタリウム制御装置の投映データを光学式プラネタリウムシステムと共有する手段とし、請求項８記載の発明においては、光学式プラネタリウムの投映装置の映像生成機能をモデル化しデジタルプラネタリウム制御装置に組み入れることをもって、光学式プラネタリウムの投映データをデジタルプラネタリウム制御装置と共有する手段としている。
【００２８】
以上の相互に投映データを共有可能な装置の構成例を図８の構成をとるプラネタリウム装置において説明する。ここでは、デジタルプラネタリウム制御装置１０に対しては、各イメージジェネレータ１２Ａ、１２Ｂに光学式プラネタリウムのコンピュータグラフィックス用のモデル１１Ａ、１１Ｂを加えている。むろん、コンピュータグラフィックスのモデルでなく、詳細な投映データが得られるような演算プログラムをマスターコンピュータ１１や、イメージジェネレータ１２Ａ、１２Ｂに実装することで実現することもできる。光学式プラネタリウム制御装置２０に対しては、デジタルプラネタリウムソフトウェア２４を組み込むことで厳密な投映データを得られるようにしているが、簡易的な専用のグラフィックスソフトウェアや、数値演算によって詳細な投映データが得られる演算プログラムを、マスターコンピュータや各制御用コンピュータに組み込んで実現することもできる。
【００２９】
次に、共有する投映データについて述べる。２つの装置が互いの投映している対象や、その状態を知るためには、少なくとも以下に示すデータが必要である。
【００３０】
光学式プラネタリウムの場合には、それらの投映位置は観測時刻と観測者の位置・姿勢によって一意的に決まるものがほとんどである。よって、投映データとして共有するべき情報はそれらのＯＮ／ＯＦＦ情報であり、一般に、これは対象制御装置に対する制御命令が含まれている。また一部の機能については、現在の投映器の姿勢や映像の大きさ等も投映データとして共有する。
【００３１】
デジタルプラネタリウムの場合は、光学式プラネタリウムをはるかに超える数の機能を持っている。しかし、これらも基本的には、観測時刻と観測者の位置、姿勢によって多くの場合は決定できるからＯＮ／ＯＦＦの情報でよく、それでは不十分なものについては、現在の投映器の姿勢や映像の大きさ、形状データ等も投映データとして共有する。もちろん、デジタルプラネタリウムから共有する投映データとして生成した画像データそのものを用いてもよい。
【００３２】
上記に示した共有すべき投映データは、該当する制御装置で演算し送出することで投映データの共有を実現しているが、この手法では、時に大量の投映データを送出しなければならない事が考えられる。そこで、制御装置で投映可能な投映要素をコンピュータグラフィックス等のモデルとしてモデル化し、相手側の制御装置内に組み込むことで、より少ない情報のやり取りによって投映データを共有することができる。
【００３３】
例えば、光学式プラネタリウムが投映する星空をコンピュータグラフィックスのモデルとしてデジタルプラネタリウム制御装置に組み込めば、光学式プラネタリウムの星空の状態は、デジタルプラネタリウムにおいて常時使用している観測日時、位置、姿勢のほかに、光学式プラネタリウムの投映要素のＯＮ／ＯＦＦの情報のみでよく、専用の演算処理や多量のデータ送出などが不要になる。光学式プラネタリウムの投映する星空をコンピュータグラフィックスのモデルとして実現することは難しいことではなく、常に観測位置を中心とした十分に大きな半径を持つ球面上に個々の恒星が配置されたモデルとすればよい。光学式プラネタリウムにとって有限の距離にあるとみなせる個々の惑星や、月や太陽といった太陽系内の天体については、実際の距離にあるようモデル化を行うとよい。このようなモデルをデジタルプラネタリウム制御装置に組み込むことで、光学式プラネタリウムが生成する映像を直接デジタルプラネタリウムシステム内で再現することができるようになる。
【００３４】
一方、光学式プラネタリウム制御装置内で、デジタルプラネタリウムの生成する映像を再現するには、デジタルプラネタリウムシステムの機能そのものを制御装置内に組み込むことが最も容易である。もちろん、デジタルプラネタリウムのモデルをそのまま使用し、コンピュータグラフィックスとしての演算は実行するものの実際の映像生成は行わない演算制御プログラム等を組み込むことで実現してもよい。
【００３５】
以上のような方法によって投映データを共有することで、他方の制御装置が生成する映像に関する情報が得られるから、該当制御装置は、それぞれの映像情報をもとに、該当制御装置の投映対象に対して、映像合成のための演算を行うことができる。すなわち、請求項９記載の発明においては、先に説明したプラネタリウム制御装置において算術演算と論理演算に基づく映像合成を可能としている。なお、映像合成の詳細は発明を実施するための最良の形態の項で説明する。
【発明の効果】
【００３６】
以上の構成よりなる本願発明のプラネタリウム制御装置によれば、光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムの複合投映方式において、一方のプラネタリウム制御装置の投映データを他方のプラネタリウム投映装置と共有することにより、一方のプラネタリウムの映像を他方のプラネタリウムの映像と合成可能とするので、一方のプラネタリウム制御装置は他方のプラネタリウム制御装置が生成する情報が得られる。よって、一連のシーケンスが組まれた自動投映でも、あるいは手動操作による投映であっても、特別な準備をする必要なく、また、光学式プラネタリウムの合成可能な映像要素が恒星だけに限定されず、光学式プラネタリウムの映像とデジタルプラネタリウムの映像に対して、様々な映像合成効果を生じさせることが可能な、高い映像演出効果を持つプラネタリウム投映装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】従来技術のプラネタリウム制御装置による投映例と本願発明のプラネタリウム制御装置による投映例を比較した投映映像の図。
【図２】図２の投映例における本願発明のプラネタリウム制御装置による投映のフローチャート。
【図３】従来技術のプラネタリウム制御装置による投映例と本願発明のプラネタリウム制御装置による投映例を比較した投映映像の図。
【図４】図３の投映例における本願発明のプラネタリウム制御装置による投映のフローチャート。
【図５】本願発明のプラネタリウム制御装置による投映例を示す投映映像の図。
【図６】本願発明のプラネタリウム制御装置のブロック図。
【図７】本願発明のプラネタリウム制御装置の異なる実施例のブロック図。
【図８】本願発明のプラネタリウム制御装置の異なる実施例のブロック図。
【図９】従来技術のプラネタリウム制御装置のブロック図。
【図１０】従来技術のプラネタリウム制御装置のブロック図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本願発明のプラネタリウム制御装置の具体的実施例を添付図面に基づいて説明する。図６は本願発明のプラネタリウム制御装置の構成例を示すブロック図である。ここでは統合制御コンピュータＭを設置することで、デジタルプラネタリウム制御装置１０と光学式プラネタリウム制御装置２０の２つの制御装置を連動させることを実現する。デジタルプラネタリウム制御装置１０はビデオプロジェクター１３Ａ・・・１３Ｂの映像を生成するデジタルプラネタリウムイメージジェネレータ１２Ａ・・・１２Ｂ、上記デジタルプラネタリウムイメージジェネレータ１２Ａ・・・１２Ｂに命令を与えるデジタルプラネタリウムマスターコンピュータ１１を有する。また、光学式プラネタリウム制御装置２０は恒星投映装置２３Ａを制御する光学式プラネタリウム本体制御コンピュータ２２Ａ、恒星投映装置２３Ｂを制御する光学式プラネタリウム惑星制御コンピュータ２２Ｂ、上記光学式プラネタリウム本体制御コンピュータ２２Ａ、光学式プラネタリウム惑星制御コンピュータ２２Ｂに命令を与える光学式プラネタリウムマスターコンピュータ２１を有する。
【００３９】
統合制御コンピュータＭは、光学式プラネタリウムに対する命令を投映データとしてデジタルプラネタリウム制御装置１０へ送ることで実現するか、統合制御コンピュータＭで命令の演算を行うか、あるいは光学式プラネタリウム制御装置２０で計算した結果を統合制御コンピュータＭへ戻し、投映データとしてデジタルプラネタリウム制御装置２０へ送ることで実現する。むろん、光学式プラネタリウム制御装置２０とデジタルプラネタリウム制御装置１０の間を直接接続し必要な投映データをやり取りしてもよい。なお、前者の方法では、デジタルプラネタリウム制御装置２０内に、光学式プラネタリウム制御装置１０が計算したのと同じ演算結果が得られる機能を用意する必要がある。
【００４０】
図７は本願発明のプラネタリウム制御装置の異なる構成例を示すブロック図である。ここではデジタルプラネタリウムマスターコンピュータ１１が光学式プラネタリウム制御装置２０を拡張された機器として連動させることを実現したものである。デジタルプラネタリウム制御装置１０はビデオプロジェクター１３Ａ・・・１３Ｂの映像を生成するデジタルプラネタリウムイメージジェネレータ１２Ａ・・・１２Ｂ、上記デジタルプラネタリウムイメージジェネレータ１２Ａ・・・１２Ｂに命令を与えるデジタルプラネタリウムマスターコンピュータ１１を有する。また、光学式プラネタリウム制御装置２０は恒星投映装置２３Ａを制御する光学式プラネタリウム本体制御コンピュータ２２Ａ、恒星投映装置２３Ｂを制御する光学式プラネタリウム惑星制御コンピュータ２２Ｂ、上記光学式プラネタリウム本体制御コンピュータ２２Ａ、光学式プラネタリウム惑星制御コンピュータ２２Ｂに命令を与えるデジタルプラネタリウムマスターコンピュータ２１を有する。
【００４１】
デジタルプラネタリウム・マスターコンピュータ１１は、デジタルプラネタリウムの投映対象に関する命令を投映データとして、光学式プラネタリウム制御装置２０へ送ることで実現するか、マスターコンピュータで命令の演算を行うか、あるいはイメージジェネレータ１２Ａ、１２Ｂで計算された演算投映データを光学式プラネタリウム制御装置へ送ることで実現する。前者の方法では、光学式プラネタリウム制御装置２０内に、デジタルプラネタリウム制御装置が計算したのと同じ演算結果が得られる機能を用意する必要がある。なお、この構成例においては、点線で示したように、光学式プラネタリウムマスターコンピュータ２１がデジタルプラネタリウム制御装置１０を拡張された機器として連動させる構成も可能である。通常は、制御の一貫性を維持するために一方向のみの接続が有効となる。
【００４２】
図８は本願発明のプラネタリウム制御装置の異なる構成例を示すブロック図である。ここでは光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウム相互の投映映像を組み合わせを可能としている。デジタルプラネタリウム制御装置１０はビデオプロジェクター１３Ａ・・・１３Ｂの映像を生成するデジタルプラネタリウムイメージジェネレータ１２Ａ・・・１２Ｂ、上記デジタルプラネタリウムイメージジェネレータ１２Ａ・・・１２Ｂに命令を与えるデジタルプラネタリウムマスターコンピュータ１１を有する。また、光学式プラネタリウム制御装置２０は恒星投映装置２３Ａを制御する光学式プラネタリウム本体制御コンピュータ２２Ａ、恒星投映装置２３Ｂを制御する光学式プラネタリウム惑星制御コンピュータ２２Ｂ、上記光学式プラネタリウム本体制御コンピュータ２２Ａ、光学式プラネタリウム惑星制御コンピュータ２２Ｂに命令を与える光学式プラネタリウムマスターコンピュータ２１を有する。ここにおいて、各制御装置１０、２０内に異なる一方の装置の映像評価が行えるよう、デジタルプラネタリウム制御装置１０には、光学式プラネタリウムの映像要素のコンピュータグラフィックスモデル１１Ａ・・・１１Ｂをそれぞれデジタルプラネタリウムイメージジェネレータ１２Ａ・・・１２Ｂ内に、光学式プラネタリウム制御装置２０には、デジタルプラネタリウムソフトウェア２４を光学式プラネタリウムマスターコンピュータ２１内にそれぞれ組み込み、デジタルプラネタリウムマスターコンピュータからすべての投映要素に対する制御データが、いずれの装置に対しても送付されることで、投映データの完全な共有を実現している。
【００４３】
ここで、映像合成に関して説明する。投映データの共有が一方向のみである場合、投映映像モデルの三次元的な情報によって映像の合成を行ってもよいが、常に正しい結果を生じるとは限らない。そのため、該当制御装置において同じ投映位置にある他方の映像の透明情報に応じた明るさの演算を行うようにするとよい。もちろん、優先される映像がどちらであるのかをあらかじめ定義しておくか、逐次設定が可能なようにしておいてもよい。透明度情報が、赤、青、緑の三色についてあらかじめ個別に定義されているのであれば、各色ごとに明るさの演算を行うことは当然である。
【００４４】
投映データの共有が双方向である場合、共有が一方向の場合と同じような処理を行ってもよいが、投映映像モデルの三次元的な奥行き方向情報を利用した、正しい奥行きを再現した映像の合成が可能である。これを最も簡単に行う方法は、コンピュータグラフィックスと同じ手法を用いることであり、コンピュータグラフィックスの表現を用いれば、他方のモデルに使用するテクスチャを黒い画像とし、必要であれば適切な透明度データを付加しておくことで、一連のコンピュータグラフィックスの処理の中で必要な処理を行うことが可能である。
【００４５】
これらの映像合成処理においては、その投映対象の前後関係やプライオリティに基づく判定だけでなく、より高度な映像の合成機能として、算術演算やＮＯＴ, ＯＲ, ＡＮＤ, ＥｘＯＲなどの論理演算を行うとよい。例として、算術演算による合成の機能を以下に挙げる。
【００４６】
光学式プラネタリウム制御装置の出力する映像の輝度情報をS 、透明度情報をAs、デジタルプラネタリウム制御装置の出力する映像の輝度情報をD 、透明度情報をAd、それぞれの合成係数をKs，Kdとし、合成結果L を、
L = S x Ks + D x Kd 
という算術式で表し、それぞれに作用させる合成係数Ｋとして、
┌──┬──┬────┬──┬─────┐
│K=0 │K=S │K=(1-S) │K=As│ K=(1-As) │
├──┼──┼────┼──┼─────┤
│K=1 │K=D │K=(1-D) │K=Ad│ K=(1-Ad) │
└──┴──┴────┴──┴─────┘                                            等の演算式を適用する。ただし、各値は、０〜１に正規化された値であるものとする。
この時、光学式プラネタリウムの映し出す映像Ls、デジタルプラネタリウムの映し出す映像Ldは、
Ls = S x Ks 
Ld = D x Kd 
であり、合成が投映面上で行われるため、式中の加算オペレータは仮想的なものとなる。
【００４７】
つづいて、論理演算による合成機能の例を以下に挙げる。上記の算術演算による合成演算における演算式を拡張し、光学式プラネタリウム制御装置の出力する映像の輝度情報をS 、透明度情報をAs、デジタルプラネタリウム制御装置の出する映像の輝度情報をD 、透明度情報をAd、それぞれの合成係数をKs, Kd、論理演算オペレータをOs1,Os2,Op1,Op2,Od1,Od2 とすれば、合成結果L を、
L = ｛ ( S x Ks ) x (( Os1 S ) Op1 ( Od1 D )) ｝
+ ｛ ( D x Kd ) x (( Os2 S ) Op2 ( Od2 D )) ｝
と表し、それぞれに作用させる論理演算オペレータO として、
┌──┬───┬───┬─────┬─┬───┐
│否定│論理和│論理積│排他論理和│偽│真    │
├──┼───┼───┼─────┼─┼───┤
│NOT │OR    │ AND  │ ExOR     │0 │0 以外│
└──┴───┴───┴─────┴─┴───┘                                      等の論理演算を行う。
算術演算の場合と同じように各制御装置の映し出す映像Ls,Ld は、
Ls = ( S x Ks ) x (( Os1 S ) Op1 ( Od1 D )) 
Ld = ( D x Kd ) x (( Os2 S ) Op2 ( Od2 D )) 
である。
【００４８】
ここで、いくつかの実際の合成例を示す。
光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムの恒星を同時に投映し、合成処理として、
L = ｛ ( S x 1 ) x (( 1 S ) AND ( 1 D ))｝
+ ｛ ( D x 1 ) x (( 1 S ) AND ( 1 D ))｝
を実行すれば、光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムのどちらも投映している星のみが投映される。すなわち、双方の重なる恒星のみがすべて表示される。
同様に、
L = ｛ ( S x 1 ) x (( 1 S ) XOR ( 1 D ))｝
+ ｛ ( D x 1 ) x (( 1 S ) XOR ( 1 D ))｝
を用いれば互いに異なる星のみが投映される。
さらに、それぞれの論理演算オペレータを異なるものとすることもできるから、
L = ｛ ( S x 1 ) x (( 1 S ) AND ( 1 D ))｝
+ ｛ ( D x 1 ) x (( 1 S ) XOR ( 1 D ))｝
という演算も可能であり、この演算式を適用し、光学式プラネタリウムのオリオン座あたりの恒星を消せば、図５に示したようなオリオン座あたりの恒星をデジタル式プラネタリウムの恒星で置き換えた映像の投映が可能となる。
【００４９】
次に、本願発明のプラネタリウム制御装置による投映例を示す投映映像の実例に関し説明する。図１は、光学式プラネタリウムの星空とデジタルプラネタリウムの風景映像を合成した投映映像の実例であり、(1) は従来技術によるもの、(2) は本願発明によるものである。これまでは、デジタルプラネタリウムの風景画像が不定形であったりすると、光学式プラネタリウムの星空が風景映像の一部に映りこんで不自然な映像となっていた。(1) の従来技術による投映映像においては、地平線下の恒星については、シャッター機能によって光学式プラネタリウムの恒星を遮蔽しているが、左上の木のシルエット１には恒星２が映り込んで不自然な映像となっている。この場合、事前に映り込みが生じないように制御装置の調整を行わなければならず、事前にユーザーが準備する必要があった。
【００５０】
本願発明の制御装置によれば、光学式プラネタリウム制御装置はデジタルプラネタリウムの投映している映像の合成演算を光学式プラネタリウム制御装置内で行うため、事前の調整などの必要なしに、映り込みのないリアルな映像の合成を行うことができる。さらに、デジタルプラネタリウム側の映像に適切な透明度の設定がなされることで、光学式プラネタリウムの星空の地平線に近い部分を減光させたり、赤味をもった星にする制御が可能である。さらに、他方の投映映像の状態を常に把握できるので、風景映像を任意のタイミングで変更するなどの操作を行っても、常に適切な合成が行えリアルな映像を投映し続けることができる。(2) の本願発明の制御装置による投映映像では、光学式プラネタリウム制御装置がデジタルプラネタリウムの映像との合成映像を生成するため自然な画像が得られている。
【００５１】
前記の映像の合成を実現するための演算手順を示すフローチャートを図２に示す。
光学式プラネタリウムの制御装置内において、共有データを解析したうえで、光学式プラネタリウムの投映対象が投映されるが否かを判定する（Ｓ１〜Ｓ２）。
投映されるのであれば、光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムの投映対象の位置を算出する（Ｓ２〜Ｓ４）。
続いて、投映対象位置の透明度の情報を用いて映像合成のための合成演算を行う。合成演算は、デジタルプラネタリウムの投映対象の透明度をもとに、光学式プラネタリウムの投映対象の明るさと算術演算あるいは論理演算をおこなえばよい（Ｓ５〜Ｓ６）。
【００５２】
図３は、光学式プラネタリウムの投映する月３にデジタルプラネタリウムの投映する拡大された土星４が合成される例であり、(1) は従来技術によるもの、(2) は本願発明によるものである。(1) の従来技術による投映映像においては、特別な処理を行ったとしても土星４が月３の前にあるような不自然な合成映像しか生成できない。
【００５３】
本願発明の制御装置によれば、デジタルプラネタリウム内に、光学式プラネタリウムの映像を三次元モデルとして用意しておくことで、(2) のように月３の背後に土星４が隠れる様子を簡単に再現することができる。さらに、相互にデータの共有がなされていれば、月３の映像の手前に、ＩＳＳ等の人工天体５がある映像も正しく合成することが可能である。
【００５４】
前記の映像の合成を実現するためのデジタルプラネタリウム制御装置内の処理の流れを示すフローチャートを図４に示す。
先ず、演算日時・位置・姿勢を決定する（Ｓ１）。
光学式プラネタリウムの月のオブジェクトが点灯しているので、月の位置を演算する（Ｓ２）。
デジタルプラネタリウムの土星についても位置を演算する（Ｓ３）。
次に、得られた位置情報と組み込まれている三次元モデルを用いて画像を描画する。これにより、デジタルプラネタリウム制御装置内に用意された光学式プラネタリウムの月のモデルと、デジタルプラネタリウムの土星のモデルが三次元コンピュータグラフィックスとして描画される。組み込まれている月のモデルには、黒いテクスチャ画像が用いられているから、この時点で、コンピュータグラフィックスの処理によって、デジタルプラネタリウムの土星は月によって隠された映像として生成され、光学式プラネタリウム制御装置によって実際に投映されている月の映像と正しく合成されることになる（Ｓ４）。
【００５５】
図５は、光学式プラネタリウムの恒星とデジタルプラネタリウムの恒星を排他的に合成したもので、光学式プラネタリウムで投映する星空のうち、オリオン座付近の星空をデジタルプラネタリウムの星空で置き換えた効果を生ずる。該当部分の星空を強調して示す必要がある時などに有効である。
【００５６】
この合成方法を用いて、天文学的な意味において近いうちに爆発し超新星になるといわれているベテルギウスの最後の瞬間をリアルに再現することも可能となる。すなわち、光学式プラネタリウムのベテルギウスだけを消灯しておけば、デジタルプラネタリウムのベテルギウスと光学式プラネタリウムの星空が合成される。デジタルプラネタリウム制御システムの機能を用いて、ベテルギウスの爆発の様子を時間を早送りして見せればよい。
【００５７】
このような論理演算に基づく合成を行うことで、光学式プラネタリウムの映像とデジタルプラネタリウムの映像の様々な組み合わせが可能となる。例えば、明るい恒星をデジタルプラネタリウムによって投映し、他の恒星を光学式プラネタリウムによって投映することも、あるいはその逆も、さらに双方を重ね合わせて投映することも合成演算を変更するだけで容易に実現される。これらは、恒星のみに限らず、それぞれの投映対象の全てが合成の対象であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５８】
１０    デジタルプラネタリウム制御装置
２０    光学式プラネタリウム制御装置
【図２】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１】
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【図３】
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【図５】
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