(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザに仮想空間を提供する没入型ヘッドマウントディスプレイ（以下、ＨＭＤ）を、コンピュータを用いて制御する方法であって、
前記ユーザが没入する仮想空間を構成する低画質な仮想空間画像を、予め前記コンピュータに格納された前記仮想空間に関する情報を読み出すことによって生成するステップと、
基準視線を決定するステップと、
前記基準視線に基づいて、前記仮想空間のうち前記ユーザが視認する視界領域を決定するステップと、
前記仮想空間画像のうち前記視界領域に相当する領域を高画質化することによって、前記視界領域に前記仮想空間画像より高画質な視界画像を生成するステップと、を含み、
前記仮想空間画像は、前記視界画像に対してポリゴン数が減少されたものであり、
前記視界画像は、前記仮想空間画像のポリゴン数を増加させることによって生成される、
ＨＭＤ制御方法。
【請求項２】
ユーザに仮想空間を提供する没入型ヘッドマウントディスプレイ（以下、ＨＭＤ）を、コンピュータを用いて制御する方法であって、
前記ユーザが没入する仮想空間を構成する低画質な仮想空間画像を、予め前記コンピュータに格納された前記仮想空間に関する情報を読み出すことによって生成するステップと、
基準視線を決定するステップと、
前記基準視線に基づいて、前記仮想空間のうち前記ユーザが視認する視界領域を決定するステップと、
前記仮想空間画像のうち前記視界領域に相当する領域を高画質化することによって、前記視界領域に前記仮想空間画像より高画質な視界画像を生成するステップと、を含み、
前記視界画像は、前記仮想空間画像にテクスチャマッピングを施すことによって生成される、
ＨＭＤ制御方法。
【請求項３】
前記基準視線が移動する方向を検知するステップをさらに備え、
前記基準視線の移動により、前記視界領域が前記仮想空間画像の第１部分から第２部分へ移動するとき、
前記視界領域の移動が完了する前に、前記第２部分に前記視界画像を生成する、請求項１または２のＨＭＤ制御方法。
【請求項４】
前記視界画像を、前記視界領域の周囲の所定領域を覆うように生成する、請求項１〜３のいずれかのＨＭＤ制御方法。
【請求項５】
前記基準視線が移動する方向を検知するステップをさらに備え、
前記所定領域は、前記基準視線が移動する方向に向けて大きくなるように設定される、請求項４のＨＭＤ制御方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかのＨＭＤ制御方法をコンピュータに実行させるＨＭＤ制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドマウントディスプレイ制御方法、および、ヘッドマウントディスプレイ制御プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ユーザの頭部に装着され、ユーザの右目及び左目に右目用画像および左目用画像を表示することによって、ユーザに三次元仮想空間を提供するヘッドマウント・ディスプレイ（ＨＭＤ）が開示されている。また、特許文献２には、ＨＭＤを装着するユーザの視点変化に基づいて三次元仮想空間画像をリアルタイムに更新する手法として、リアルタイムレンダリングの手法を採用することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−００６７０８号公報
【特許文献２】特開２００４−０１３３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
三次元仮想空間画像を提供するためには、右目用画像および左目用画像を生成する必要がある。従って、高画質な三次元仮想空間画像を提供する場合には、各画像を生成するためのレンダリング負荷が大きくなる。特に、ユーザの視点変化に基づいてリアルタイムに三次元仮想空間画像を更新する場合に顕著となる。本発明は、三次元仮想空間画像を提供する場合のレンダリング負荷を軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、ユーザに仮想空間を提供する没入型ヘッドマウントディスプレイ（以下、ＨＭＤ）を制御する方法であって、前記ユーザが没入する仮想空間を構成する仮想空間画像を生成するステップと、基準視線を決定するステップと、前記基準視線に基づいて、前記仮想空間のうち前記ユーザが視認する視界領域を決定するステップと、前記仮想空間画像のうち前記視界領域に相当する領域を、前記仮想空間画像より高画質な視界画像として生成するステップと、を含むＨＭＤ制御方法が得られる。
【０００６】
また、本発明によれば、ユーザに仮想空間を提供する没入型ヘッドマウントディスプレイ（以下、ＨＭＤ）を制御する方法であって、前記ユーザが没入する仮想空間を構成する仮想空間画像を生成するステップと、基準視線を決定するステップと、前記基準視線に基づいて、前記仮想空間のうち前記ユーザが視認する視界領域を決定するステップと、前記仮想空間画像のうち前記視界領域に相当する領域を、視界画像として生成するステップと、を含み、前記ユーザの前記仮想空間内における位置が更新位置に到達した場合には、前記仮想空間画像を更新し、更新後の前記仮想空間画像のうち前記視界領域に相当する領域を視界画像として生成する、ＨＭＤ制御方法が得られる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、三次元仮想空間画像を提供する場合のレンダリング負荷を軽減し得る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態によるＨＭＤシステムを示す図である。
【図２】ＨＭＤを装着しているユーザの頭部を中心に規定される３次元空間上の直交座標系を示す。
【図３Ａ】仮想空間と実空間の配置位置の対応関係の一例を示すＸＹＺ空間図である。
【図３Ｂ】仮想空間と実空間の配置位置の対応関係の一例を示すＸＺ平面図である。
【図４】ＨＭＤシステムの機能を実現するための、制御回路部の機能を示すブロック図である。
【図５】視線方向を決定する方法の一例を示す図である。
【図６Ａ】視界領域を示す３次元の模式図である。
【図６Ｂ】視界領域をＸ方向から見たＹＺ面図である。
【図６Ｃ】視界領域をＹ方向から見たＸＺ面図である。
【図７】視界画像を説明するための図である。
【図８】ＨＭＤシステムの機能を実現するための処理を示すフローチャートである。
【図９】ＨＭＤシステムの機能を実現するための処理を示すフローチャートである。
【図１０】視界画像を説明するための図である。
【図１１】視界画像を説明するための図である。
【図１２】視界画像を説明するための図である。
【図１３】ゲームステージが更新される場合の視界画像の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［本発明の実施形態の説明］
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明の一実施形態によるＨＭＤ制御方法、および、ＨＭＤ制御プログラムは、以下のような構成を備える。
（項目１）
ユーザに仮想空間を提供する没入型ヘッドマウントディスプレイ（以下、ＨＭＤ）を制御する方法であって、
前記ユーザが没入する仮想空間を構成する仮想空間画像を生成するステップと、
基準視線を決定するステップと、
前記基準視線に基づいて、前記仮想空間のうち前記ユーザが視認する視界領域を決定するステップと、
前記仮想空間画像のうち前記視界領域に相当する領域を、前記仮想空間画像より高画質な視界画像として生成するステップと、を含むＨＭＤ制御方法。
本項目のＨＭＤ制御方法によれば、予め仮想空間画像を低画質に生成しておき、そのユーザの視界領域に相当する部分を高画質な視界画像として生成することで、仮想空間画像のうちユーザの視界領域に相当する部分にレンダリング不可を集中させることができる。これにより、三次元仮想空間画像を提供する場合のレンダリング負荷を軽減し得る。
（項目２）
前記基準視線が移動する方向を検知するステップをさらに備え、
前記基準視線の移動により、前記視界領域が前記仮想空間画像の第１部分から第２部分へ移動するとき、
前記視界領域の移動が完了する前に、前記第２部分に前記視界画像を生成する、項目１のＨＭＤ制御方法。
本項目のＨＭＤ制御方法によれば、視界領域の移動が完了する前に当該領域の視界画像を生成することにより、ユーザは常に高画質な仮想空間を視認し得る。これにより、ユーザ体験を改善し得る。
（項目３）
前記視界画像を、前記視界領域の周囲の所定領域を覆うように生成する、項目１のＨＭＤ制御方法。
本項目のＨＭＤ制御方法によれば、視界画像が視界領域を覆うことで、視界領域の移動が完了する前に当該領域の視界画像を生成することが容易となる。これにより、ユーザ体験を改善し得る。
（項目４）
前記基準視線が移動する方向を検知するステップをさらに備え、
前記所定領域は、前記基準視線が移動する方向に向けて大きくなるように設定される、項目３のＨＭＤ制御方法。
本項目のＨＭＤ制御方法によれば、視界領域外に視界画像が生成される領域を、基準視線が移動する方向に大きくとることにより、視界領域の移動が完了する前に当該領域の視界画像を生成することが容易となる。
（項目５）
前記ユーザの前記仮想空間内における位置が更新位置に到達した場合には、前記仮想空間画像を更新し、
更新後の前記仮想空間画像のうち前記視界領域に相当する領域を、前記仮想空間画像より高画質な視界画像として生成する項目１〜４のいずれかのＨＭＤ制御方法。
本項目のＨＭＤ制御方法によれば、ユーザの前記仮想空間内における位置が更新位置に到達した場合に仮想空間画像を一括して更新する。これにより、仮想空間画像の生成を効率化し、レンダリング負荷を軽減し得る。
（項目６）
ユーザに仮想空間を提供する没入型ヘッドマウントディスプレイ（以下、ＨＭＤ）を制御する方法であって、
前記ユーザが没入する仮想空間を構成する仮想空間画像を生成するステップと、
基準視線を決定するステップと、
前記基準視線に基づいて、前記仮想空間のうち前記ユーザが視認する視界領域を決定するステップと、
前記仮想空間画像のうち前記視界領域に相当する領域を、視界画像として生成するステップと、を含み、
前記ユーザの前記仮想空間内における位置が更新位置に到達した場合には、前記仮想空間画像を更新し、更新後の前記仮想空間画像のうち前記視界領域に相当する領域を視界画像として生成する、ＨＭＤ制御方法。
本項目のＨＭＤ制御方法によれば、ユーザの前記仮想空間内における位置が更新位置に到達した場合に仮想空間画像を一括して更新する。これにより、仮想空間画像の生成を効率化し、レンダリング負荷を軽減し得る。
（項目７）
項目１〜６のいずれかのＨＭＤ制御方法をコンピュータに実行させるＨＭＤ制御プログラム。
これにより、ユーザに直感的な操作感を提供できる。
【００１０】
［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係るＨＭＤ制御方法、および、ＨＭＤ制御プログラムの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１１】
図１は、本実施形態にかかるＨＭＤ１１０を備えるＨＭＤシステム１００を示す。ＨＭＤシステム１００は、ユーザの頭部に装着されるＨＭＤ１１０と、制御回路部１２０と、傾きセンサ１３０と、注視センサ１４０を備える。
【００１２】
ＨＭＤ１１０は、非透過型の表示装置であるディスプレイ１１２と、センサ部１１４と、注視センサ１４０を含む。制御回路部１２０はディスプレイ１１２に右目用画像と左目用画像を表示することにより、両目の視差を利用した３次元画像を仮想空間として提供する。ディスプレイ１１２がユーザの眼前に配置されることによって、ユーザは仮想空間に没入できる。仮想空間は、背景やユーザが操作可能な各種オブジェクト、メニュー画像等を含む。
【００１３】
ディスプレイ１１２は、右目用画像を提供する右目用サブディスプレイと、左目用画像を提供する左目用サブディスプレイを含んでもよい。また、右目用画像と左目用画像を提供できれば、１つの表示装置で構成されていても良い。例えば、表示画像が一方の目にしか認識できないようにするシャッターを高速に切り替えることにより、右目用画像と左目用画像を独立して提供し得る。
【００１４】
注視センサ１４０は、ユーザの右目および左目の視線方向を検出するアイトラッキング機能を有する。注視センサ１４０は、右目用センサと左目用センサを備えていることが好ましく、それぞれが右目と左目の視線方向を検出することにより、ユーザが注視する方向を検知する。注視センサ１４０はアイトラッキング機能を有する公知のセンサを採用することができ、例えば、右目及び左目に赤外光を照射し、角膜や虹彩からの反射光を取得することにより、眼球の回転角を求めることとしても良い。
【００１５】
制御回路部１２０は、ＨＭＤ１１０に接続されるコンピュータであり、ディスプレイ１１２に仮想空間を提供し、当該仮想空間内に表示される各種オブジェクトを操作したり、各種メニュー画像等を表示・制御するように処理を実行する。制御回路部１２０は、そのような動作の実行を制御するプログラムを格納する。制御回路部１２０はＨＭＤ１１０に搭載されていなくてもよく、別のハードウェア（例えば公知のパーソナルコンピュータ、ネットワークを通じたサーバ・コンピュータ）として構成してもよい。また、制御回路部１２０は、一部の機能のみをＨＭＤ１１０に実装し、残りの機能を別のハードウェアに実装してもよい。
【００１６】
傾きセンサ１３０は、ＨＭＤ１１０の位置や動きに関する情報を検出する。傾きセンサ１３０は、センサ部１１４と、検知部１３２を含む。センサ部１１４は、複数の光源を含んでもよい。光源は、例えば赤外線を発するＬＥＤである。検知部１３２は例えば赤外線センサであり、光源からの赤外線をＨＭＤ１１０の検知点として検知することで、ユーザの動きに応じたＨＭＤ１１０の現実空間内における角度に関する情報を経時的に検出する。そして、検知部１３２により検出された情報の経時的変化に基づいて、ＨＭＤ１１０の角度の時間変化を決定し、ＨＭＤ１１０の位置や動きに関する情報を検知することができる。
【００１７】
傾きセンサ１３０によって取得される角度に関する情報を、図２を参照して説明する。ＨＭＤ１１０を装着したユーザの頭部を中心として、ＸＹＺ軸を規定する。ユーザが直立する垂直方向をＹ軸とし、Ｙ軸と直交しディスプレイ１１２の中心とユーザを結ぶ前後方向をＺ軸とし、Ｙ軸およびＺ軸と直交する横方向をＸ軸とする。そして各軸周りのＨＭＤ１１０の傾き角度θｘ（いわゆるピッチ角），θｙ（いわゆるヨー角），θｚ（いわゆるロール角）を検出し、それらの経時的な変化により、ＨＭＤ１１０の位置や動きに関する情報を検知することができる。
【００１８】
傾きセンサ１３０は、ディスプレイ１１２の近くに固定されたセンサ部１１４と、検知部１３２の、一方のみから構成されてもよい。センサ部１１４が、地磁気センサ、加速度センサ、角速度（ジャイロ）センサであってもよく、これらの少なくとも１つを用いて、ユーザの頭部に装着されたＨＭＤ１１０（特に、ディスプレイ１１２）の傾きを検出する。これにより、ＨＭＤ１１０の位置や動きに関する情報を検出することができる。例えば、角速度センサは、ＨＭＤ１１０の動きに応じて、ＨＭＤ１１０の３軸回りの角速度を経時的に検出し、各軸回りの角度（傾き）の時間変化を決定することができる。この場合には、検知部１３２は不要である。また、検知部１３２は光学カメラを含んで構成されても良い。この場合には、画像情報に基づいてＨＭＤ１１０の位置や動きに関する情報を検出することができ、センサ部１１４は不要である。
【００１９】
傾きセンサ１３０を用いてＨＭＤの位置や動きに関する情報を検出する機能をポジション・トラッキングと称する。傾きセンサ１３０によるポジション・トラッキングと、仮想空間２内に配置される仮想カメラ１との関係を図３Ａ，図３Ｂを参照して説明する。仮想カメラ１とセンサ１３０の位置関係を説明するために、以下ではセンサ１３０の位置は、検知部１３２を有する場合には検知部１３２の位置とし、検知部１３２を有しない場合にはセンサ部１１４の位置とする。図３Ａは現実空間内の傾きセンサ１３０と仮想空間２の関係を示す３次元の模式図であり、図３Ｂは現実空間内のセンサ１３０と仮想空間２の関係をＹ方向から見た平面図である。仮想空間２の内部に仮想カメラ１が配置され、および仮想空間２の外部（現実空間）に傾きセンサ１３０が仮想的に配置される。
【００２０】
仮想空間２は、略正方形または略長方形の複数のメッシュ３を有する天球状に形成される。各メッシュは仮想空間２の空間情報が関連付けられており、この空間情報に基づいて後述する視界画像が形成され、視界領域が定義される。本実施形態では、図３Ｂに示すように、ＸＺ面において、天球の中心点２１が仮想カメラ１とセンサ１３０を結ぶ線上に常に配置されるように調整することが好ましい。例えば、ＨＭＤを装着したユーザが移動して仮想カメラ１の位置がＸ方向に移動した場合には、中心２１が仮想カメラ１と傾きセンサ１３０の線分上に位置するように、仮想空間２の領域が変更される。
【００２１】
ＨＭＤシステム１００はいずれかの要素にマイクを含むヘッドホンを備えていても良い。これにより、ユーザは仮想空間内の所定のオブジェクトに、音声による指示を与えることができる。また、仮想空間内の仮想テレビにテレビ番組の放送を受信するために、ＨＭＤシステム１００はいずれかの要素にテレビジョン受像機を含んでいても良い。また、後述するようにユーザが取得した電子メール等を表示させるための、通信機能等を含んでいてもよい。
【００２２】
図４は、ＨＭＤシステム１００における仮想空間２の表示処理や、当該仮想空間２内に表示される各種メニュー表示やオブジェクトの操作を実現するための、制御回路部１２０の機能を示す図である。制御回路部１２０は、主に傾きセンサ１３０および注視センサ１４０からの入力に基づいて、ディスプレイ１１２への出力画像を制御する。
【００２３】
制御回路部１２０は、表示制御部２００とオブジェクト制御部３００とを備える。表示制御部２００は、仮想空間画像生成部２１０と、ＨＭＤ動作検出部２２０と、視線方向検知部２３０と、注視点特定部２４０と、視界領域決定部２５０と、視界画像生成部２６０と、空間情報格納部２７０とを含む。オブジェクト制御部３００は、オブジェクト情報格納部３１０と、仮想カメラ情報格納部３２０を含む。
【００２４】
傾きセンサ１３０および注視センサ１４０は、表示制御部２００およびオブジェクト制御部３００と互いに通信可能に接続されており、有線または無線の通信インターフェースを介して接続され得る。表示制御部２００およびオブジェクト制御部３００は、ディスプレイ１１２と通信可能に接続されており、有線または無線の通信インターフェースを介して接続され得る。空間情報格納部２７０、オブジェクト情報格納部３１０、および仮想カメラ情報格納部３２０は、傾きセンサ１３０や注視センサ１４０からの入力に対応した出力情報をディスプレイ１１２へ提供するための各種データを含む。
【００２５】
傾きセンサ１３０は、センサ部１１４により経時的に検知される角度情報や、検知部１３２により経時的に検知されるＨＭＤ１１０の角度情報に基づいて、ＨＭＤ１１０の位置や動きに関する情報を、表示制御部２００およびオブジェクト制御部３００に出力する。
【００２６】
仮想空間画像生成部２１０は、空間情報格納部２７０からユーザが没入する仮想空間２に関する情報を読み出し、仮想空間画像を生成する。仮想空間画像はユーザの視線方向によらず所定のゲーム空間を構成するための３６０度パノラマ画像であり、実際にユーザが視認する視界画像よりも低画質に構成される。仮想空間画像は、例えば視界画像の３０％程度のレンダリングレベルとされてもよく、例えば、視界画像を構成するポリゴン数を減少させることにより実現され得る。
【００２７】
ＨＭＤ動作検知部２２０は、傾きセンサ１３０からの入力情報に基づいて、ＨＭＤ１１０の動きを検出する。そして、仮想空間２内におけるＨＭＤ１１０の向きを規定する視野方向を検出する。そして、検出した視野方向を視界領域決定部２５０に出力する。
【００２８】
視線方向検知部２３０は、注視センサ１４０からの入力情報に基づいて、ユーザの右目および左目の視線が向けられる方向を検出する。注視点特定部２４０は、注視センサ１４０からのユーザの視線情報に基づいて、ユーザが注視している注視点を特定する。
【００２９】
図５に示すように、注視センサ１４０はユーザＵの右目および左目の視線が向けられる方向を検知する。ユーザＵが近くを見ている場合には視線Ｒ１およびＬ１が検知され、両者の交点である注視点Ｎ１が特定される。また、ユーザが遠くを見ている場合には、視線Ｒ１およびＬ１よりＺ方向とのなす角が小さい視線Ｒ２およびＬ２が特定される。注視点Ｎ１が特定されると、ユーザＵの視線方向Ｎ０が特定される。視線方向Ｎ０はユーザＵが両目により実際に視線が向けられている方向である。視線方向Ｎ０は、例えばユーザＵの右目Ｒおよび左目Ｌの中心と中心点Ｎ１が通る直線の伸びる方向として定義される。
【００３０】
視界領域決定部２５０は、空間情報格納部２７０に格納された仮想空間情報と、傾きセンサ１３０および注視センサ１４０からの入力情報に基づいて、仮想空間２における仮想カメラ１の視界領域を決定する。視界画像生成部２６０は、当該視界領域に関する情報に基づいて、仮想空間を構成する３６０度パノラマの一部を、視界画像として生成する。視界画像はディスプレイ１１２に出力される。視界画像は左目用と右目用の２つの２次元画像を含み、これらがディスプレイ１１２に重畳されることにより、３次元画像としての仮想空間２がユーザに提供される。
【００３１】
図６Ａ〜Ｃを参照して、視界領域決定部２５０で決定される、仮想空間２の天球面に沿った視界領域２３について説明する。図５Ａは、視界領域２３を示す３次元の模式図であり、図６Ｂは視界領域２３をＸ方向から見たＹＺ面図であり、図６Ｃは視界領域２３をＹ方向から見たＸＺ面図である。図６Ａに示すように、視界領域２３は仮想空間画像２２の一部を構成する。視界領域２３は、後述するように、仮想空間画像２２のうちユーザの視界を構成する部分である。視界領域２３は基準視線５に基づいて定められ、基準視線５は仮想カメラ１の位置および方向に基づいて定められる。本実施形態では、基準視線５はＨＭＤ１１０の向きを規定する視野方向、または、注視センサ１４０により特定された視線方向Ｎ０の少なくとも一方に基づいて定義されることが好ましい。
【００３２】
視界領域２３は、基準視線５と仮想空間画像２２のＹＺ断面によって定義される範囲である第１領域２４（図５Ｂ参照）と、基準視線５と仮想空間画像２２のＸＺ断面によって定義される範囲である第２領域２５（図５Ｃ参照）とを有する。第１領域２４は、基準視線５を中心として極角αを含む範囲として設定される。第２領域２５は、基準視線５を中心として方位角βを含む範囲として設定される。
【００３３】
視界画像生成部２６０は、予め構成された仮想空間画像２２のうち、視界領域２６に相当する領域を、仮想空間画像２２より高画質な視界画像２６として生成する。視界画像２６は、ユーザが仮想空間２内において実際に視認する空間を構成する画像である。図７は視界領域２３に基づいて視界画像２６が生成される様子を示す図である。視界画像２６は、視界領域２３の周囲の所定領域を覆うように生成されることが好ましい。また、視界画像２６は、仮想空間画像２２より高画質な画像として生成されることが好ましい。具体的には、図７に示すように、仮想空間画像２２を構成する画像より、視界画像２６を構成する画像のポリゴン数を増加させることによってレンダリングレベルを向上させることによって高画質化してもよいし、仮想空間画像２２にテクスチャマッピングを施すことによって高画質化してもよい。
【００３４】
オブジェクト制御部３００では、オブジェクト情報格納部３１０に格納された仮想空間内のオブジェクト情報と、傾きセンサ１３０および注視センサ１４０からのユーザ指令に基づいて、操作対象オブジェクトを特定する。そして、操作対象オブジェクトへの所定のユーザ操作指令に基づいて、仮想カメラ情報格納部３２０に格納された仮想カメラ情報を調整する。調整された仮想カメラ情報を表示制御部２００に出力し、視界画像が調整される。また、所定のユーザ操作指令に対応する操作を操作対象オブジェクトへ実施し、オブジェクト制御情報をディスプレイ１１２および表示制御部２００に出力する。オブジェクト操作の具体的な処理は後述する。
【００３５】
なお、制御回路部１２０の各機能を実現するためのハードウェア要素は、ＣＰＵ、メモリ、その他の集積回路で構成することができる。そして、メモリにロードされたソフトウェア要素としての各種プログラムによって各機能が実現される。したがって、これらの機能ブロックがハードウェア、ソフトウェア、又はそれらの組み合わせによって実現できることが当業者に理解される。
【００３６】
図８，図９を参照して、仮想空間画像２２および基準視線５に基づいて視界画像２６を生成するための、ＨＭＤシステム１００の処理フローを説明する。当該視界画像生成処理は、ＨＭＤ１１０（注視センサ１４０、傾きセンサ１３０）および制御回路部１２０の相互作用によって実現され得る。
【００３７】
まず、制御回路部１２０（仮想空間画像生成部２１０）はユーザが没入する仮想空間２を提供するために仮想空間画像２２を生成する（Ｓ１２０−１）。ユーザからＨＭＤに移動や傾きといった動作が入力されると（Ｓ１１０−１）、傾きセンサ１３０によってＨＭＤ１１０の位置や傾きが検知される（Ｓ１３０−１）。傾きセンサ１３０の検知情報は制御回路部１２０に送信され、ＨＭＤ動作検出部２２０により、ＨＭＤ１１０の位置情報や傾き情報が決定される。これにより、ＨＭＤ１１０の位置情報や傾き情報に基づく視界方向が決定される（Ｓ１２０−２）。
【００３８】
注視センサ１４０がユーザの左右の目の眼球の動きを検出すると（Ｓ１４０−１）、当該情報が制御回路部１２０に送信さる。制御回路部１２０の視線方向検知部２３０が左右の目の視線を特定すると、注視点特定部２４０がユーザの注視点を特定し、視線方向が特定される。
【００３９】
視界領域決定部２５０は、視界方向または視線方向に基づいて、基準視線５を特定する（Ｓ１２０−４）。視界領域決定部２５０は、基準視線５に基づいて視界領域２３（第１領域２４および第２領域２５）を決定する（Ｓ１２０−５）。視界画像生成部２６０は、視界領域２３に基づいて視界画像２６を生成する（Ｓ１２０−６）。前述のように、視界画像２６は仮想空間画像２２のうち視界領域２３に相当する領域を高画質化することによって生成される。ＨＭＤ１１０は、視界画像２６に関する情報を制御回路部１２０から受信して、ディスプレイ１１２に視界画像２６を表示させる（Ｓ１１０−２）。このようにして仮想空間画像２２の一部に視界画像２６が生成された状態を図１０に示す。
【００４０】
次に、図９に示すように、ユーザからＨＭＤ１１０または注視センサ１４０に対して基準視線５を移動させる動作が入力されると、制御回路部１２０は基準視線５の移動を検知して（Ｓ１２０−７）、視界画像２６を更新する（Ｓ１２０−８）。これにより、ユーザは更新された視界画像２６を視認することができ、仮想空間２に対する没入感を得ることができる。
【００４１】
このとき、視界画像２６は図１０に示す第１部分２７から、図１１に示す第２部分２８へ移動する。第２部分２８内の仮想空間画像２２は、上記のユーザによる基準視線５の移動により、視界画像２６として生成される。この第２部分２８における仮想空間画像２２は、基準視線５の移動による視界領域２３の第１部分から第２部分への移動が完了する前に、視界画像２６として生成されることが好ましい。これにより、ユーザは常に高画質な仮想空間２を視認することができ、ユーザ体験を改善することができる。
【００４２】
このとき、視界画像２６を、視界領域２３の周囲の所定領域を覆うように生成することが好ましい。さらに、図１２に示すように、所定領域は、基準視線５が移動する方向に向けて大きくなるように設定されていることが好ましい。基準視線５が移動する方向には予め広範囲に高画質な視界画像２６を生成しておくことにより、視界領域２３の移動が完了する前に当該領域の視界画像２６を生成することが容易となる。
【００４３】
また、ＨＭＤ１１０により仮想空間２におけるユーザの位置の移動が検知された場合には、ユーザが更新位置に到達したか否かが判定される（Ｓ１２０−９）。図１３に、更新位置２９を含む視界画像２６の一例を示す。ユーザはＨＭＤ１１０および外部コントローラを操作することにより、オブジェクト（ゲームキャラクタ）Ｏを操作することができる。図１３における視界画像２６は、所定のゲームステージを構成する仮想空間画像２２の一部である。ユーザはオブジェクトＯを操作して更新位置２９に到達させることにより、次のゲームステージへ進むことができる。
【００４４】
次のゲームステージへ進むと、仮想空間画像２２は、当該ゲームステージに対応した仮想空間画像２２に更新される（Ｓ１２０−１０）。仮想空間画像２２はユーザが視認する視界画像２６よりも低画質な画像として生成される。次に、前述の処理フローと同様にユーザの基準視線５に基づいて視界領域２３を決定し（Ｓ１２０−１１）、仮想空間画像２２のうち視界領域２３に相当する領域を高画質な視界画像２６として生成する（Ｓ１２０−１２）ことにより、ゲームステージの更新が完了する。本プロセスにおいては、ユーザの仮想空間２内における位置が更新位置２９に到達した場合に仮想空間画像２２を一括して更新する。これにより、仮想空間画像２２の生成を効率化し、レンダリング負荷を軽減しすることができる。
【００４５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。前述の請求項に記載されるこの発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な実施形態の変更がなされ得ることを当業者は理解するであろう。
【符号の説明】
【００４６】
１００…ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）システム、１１０…ＨＭＤ、１１２…ディスプレイ、１１４…センサ部、１２０…制御回路部、１３０…傾きセンサ、１３２…検知部、１４０…注視センサ、２００…表示制御部、３００…オブジェクト制御部、１…仮想カメラ、２…仮想空間、５…視界方向、２２…仮想空間画像、２３…視界領域、２６…視界画像、
【要約】      （修正有）【課題】三次元仮想空間画像を提供する場合のレンダリング負荷を軽減するヘッドマウントディスプレイ制御方法及びヘッドマウントディスプレイ制御プログラムを提供する。【解決手段】ユーザに仮想空間を提供する没入型ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）を制御する方法であって、ユーザが没入する仮想空間を構成する仮想空間画像２２を生成するステップと、基準視線を決定するステップと、基準視線に基づいて、仮想空間のうちユーザが視認する視界領域２３を決定するステップと、仮想空間画像２２のうち視界領域２３に相当する領域を、仮想空間画像２２より高画質な視界画像２６として生成するステップと、を含む。【選択図】図７【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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