(57)【要約】      （修正有）【課題】現実世界と仮想の世界の間をシームレスにつなぐグローバルイルミネーション技術を提供する。【解決手段】第一の側面は，三次元画像を生成するシステム１０１に表わされている。このシステムは，磁場基地局１０２，第一の６自由度磁気トラッカー１０３，第二の６自由度磁気トラッカー１０５を有するフラッシュライト１０４，モニタ１０６，アナライザ１０７，及びレンダリング装置１０８を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元画像を生成するシステム（１０１）であって，
磁場基地局（１０２）と，
プレーヤーの頭に装着され，前記磁場基地局（１０２）によって生成された磁場を測定する，前記磁場基地局（１０２）と無線通信可能な第一の６自由度磁気トラッカー（１０３）と，
前記磁場基地局（１０２）によって生成された磁場を測定する，前記磁場基地局（１０２）と無線通信可能な第二の６自由度磁気トラッカー（１０５）を有するフラッシュライト（１０４）と，
画像を表示するためのモニタ（１０６）と，
前記磁場基地局（１０２）からデータを受信し，前記第一の６自由度磁気トラッカー（１０３）及び前記第二の６自由度磁気トラッカー（１０５）の位置と向きを計算できるアナライザ（１０７）と，
前記フラッシュライト（１０４）からの光と連続する仮想の光を含む前記画像を計算するレンダリング装置（１０８）とを含む，
システム。
【請求項２】
前記レンダリング装置（１０８）が，前記フラッシュライト（１０４）から放射された前記光を光子として計算することで，前記仮想の光に照らされた前記画像を算出する，
請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記レンダリング装置（１０８）は，前記フラッシュライト（１０４）から放射された前記光を光子として計算することで，前記光に照らされたオブジェクトを含む前記仮想世界の前記画像を算出する，
請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記フラッシュライト（１０４）から放射される光と前記仮想の光がシームレスである，
請求項１記載のシステム。
【請求項５】
光シャッター（１３１）を有し，前記プレーヤーに装着されるメガネ（１１０）と，
前記光シャッター（１３１）のタイミングと前記画像を表示するタイミングを一致させるシンクロナイザ（１１０）とを含む，
請求項１記載のシステム。
【請求項６】
光シャッター（１３１）を有し，前記プレーヤーに装着されるメガネ（１１０）と，
他のプレーヤーが前記モニタに表示された他の画像を見ることができるように，前記光シャッター（１３１）のタイミングと前記画像を表示するタイミングを一致させるシンクロナイザ（１１０）とを含む，
請求項１記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，現実世界と仮想世界との間のシームレスな光移送を含む，三次元画像を生成するシステムに関する。さらに本発明は，様々なプレーヤーに異なる画像を同時に表示するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
探検型アトラクションを体験することは，楽しい活動である。しかしながら，各アトラクションの体験は，同じアイテムを含むものであるから，何度も経験した者にとっては新鮮な体験を与えるものにはならない。アトラクションの新鮮さは，絶えずアトラクションを変更することによって維持されえる。しかしながら，アトラクションの物理的な対象物を移動させることは，危険を伴うものであり，経済的にも頻繁に行うのは困難である。
【０００３】
６自由度（６ＤＯＦ）の磁気トラッカーシステム（ＭＴＳｓ）は，当該技術分野ではすでに知られている。国際公開第ＷＯ２００８−１５４１８３号パンフレットは，磁気トラック環境での大規模な移動物体の補償システムを開示する。このシステムは，人間の位置と向きを理解するための６自由度を含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２００８−１５４１８３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的の一つは，アトラクションの新鮮さ及びアトラクションのための高水準な視覚品質（イマージョンクオリティ）を維持するシステムを提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は，現実世界と仮想世界をシームレスにつなぐ光のグローバルイルミネーション技術を取り入れるシステムを提供することである。
【０００７】
本発明のさらなる目的は，同じ時間に同じモニタを見る複数のプレーヤーに，異なる画像を示すことができるシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は，高感度なイマージョンを供給し，いつでも新鮮な体験ができるように絶えずダイナミックに改変された内容を提供することで，双方向型アドベンチャーアトラクションを実現するシステムを提供する。このアトラクションは，現実環境を実現するために今までにない入力技術，レンダリング技術，及び視覚技術の組み合わせを採用する。
【０００９】
本発明は，アトラクションのイマージョンクオリティを高水準で維持しつつ，同時にアトラクションの新鮮さをより良く維持するために，新しいレンダリング技術，入力装置及びディスプレイ技術を組み合わせたシステムを提供する。特に，本発明は，進歩的な光子マッピング，６自由度磁気マーカと三次元立体可視化技術に基づく新しいＧＰＵを採用している。
【００１０】
本発明の第一の実施側面として，システム１０１は三次元画像を生成する。このシステムは，磁場基地局１０２，第一の６自由度磁気トラッカー１０３，第二の６自由度磁気トラッカー１０５を有するフラッシュライト１０４，モニタ１０６，アナライザ１０７及びレンダリング装置１０８を含む。
【００１１】
アナライザ１０７は，磁場基地局１０２からのデータを受け取り，第一の６自由度磁気トラッカー１０３と第二の６自由度磁気トラッカー１０５の位置と向きを計算する。
【００１２】
レンダリング装置（レンダラ）１０８は，モニタ１０６に表示される画像を計算する。レンダラ１０８は，第二の６自由度磁気トラッカー１０５の位置と向きを利用して，フラッシュライト１０４の光と連続する仮想の光の画像を算出する。第二の６自由度磁気トラッカー１０５の位置は，フラッシュライト１０４の位置に対応しており，第二の６自由度磁気トラッカー１０５の向きは，フラッシュライト１０４から放射される光の方向に対応している。
【００１３】
本発明の第一の側面の好ましい実施形態として，レンダリング装置１０８は，フラッシュライト１０４から放射される光を光子として計算することで，仮想の光に照らされた仮想シーンの画像を算出することができる。言い換えれば，このシステムは，光子マッピングを含むため，現実世界からの光をリアルタイムで高品質に考慮する仮想世界において，仮想の光を計算することができる。仮想の光は，仮想の世界で一つまたは複数のオブジェクトを照らすことができる。光ベクトルを含む必要なデータは，識別された情報を利用して計算される。
【００１４】
本発明の第一の側面の好ましい実施形態として，レンダリング装置１０８は，フラッシュライト１０４から放射された光を光子として計算することで，仮想の光に照らされた仮想オブジェクトを含む仮想世界の画像を算出することができる。この仮想世界での薄暗い環境は表示されるようにあらかじめ準備されている。その環境は，光が照射されなければ視認するのが難しい仮想オブジェクト（対象物）を含んでいる。そして，光が仮想オブジェクトにあてられた時，そのオブジェクトは光り，プレーヤーは光った部分を認識することができる。上記を実現するために，このシステムは，仮想世界に伸ばされたフラッシュライト１０４から放射された光の場所を計算し，光子マッピング技術により光ったオブジェクトの画像を照らす。
【００１５】
本発明の第一の側面の好ましい実施形態は，フラッシュライト１０４から放射された現実の光と仮想の光が，一つのシームレスな光を形成するものである。
【００１６】
本発明の第１の側面の好ましい実施形態として，このシステムはさらに，光シャッター１３１を持つメガネ１１０と，光シャッター１３１のタイミングと画像の表示タイミングを同調させる，シンクロナイザ１１０を含む。シンクロナイザ１１０は，モニタ１０６によって光シャッターのタイミングと画像の表示タイミングを制御する。このように，他のプレーヤーはモニタに示された他の画像をみることができる。また，シンクロナイザ１１０は，モニタ１０６の表示画像のタイミングと一体となる各プレーヤーの左右の眼に関連付けられたシャッター１３１のタイミングも制御してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は，アトラクションの高水準イマージョンクオリティを確保しつつ，アトラクションの新鮮さを保つためのシステムを提供することができる。
【００１８】
本発明は，現実世界と仮想世界に交わる光をシームレスに補う，グローバルイルミネーション技術を採用するシステムを提供することができる。
【００１９】
本発明は，同時に同じモニタを見る，複数のプレーヤーに異なる画像を表示するシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は，新しい双方向型の拡張仮想環境を提供する，本システムのブロック図を示す。
【図２】図２Ａは，フラッシュライトがオフになっているときにモニタに表示されている画像の例を示す。図２Ｂは，フラッシュライトがオンになっているときにモニタに表示されている画像の例を示す。図２Ｃは，二つのフラッシュライトがオンになっているときにモニタに表示されている画像の例を示す。
【図３】図３Ａは，開口部が開いているときのメガネ上の光シャッターの側断面図の例を示す。図３Ｂは，開口部が閉じているときのメガネ上の光シャッターの側断面図の例を示す。
【図４】図４は，光シャッターの上面図の例を示す。
【図５】図５は，フィールドとセグメントの概念を示す。
【図６】図６は，光シャッターのタイミングを示す。
【図７】図７は，コンピュータのブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は，ディスプレイ表面の現実と仮想の境界を通じてつながる双方向の光を現実と仮想の世界のサイズを１：１に保ち，方向を一致させながら，モデリングすることによって，新しい双方向型の拡張仮想環境を，提供する。仮想世界は，進歩的な光子マッピングを使用するＧＰＵによって，リアルタイムに表示される。この光子マッピングにより，本発明によって得られるイメージが，これまで得られなかったほどのリアルなレベルとなり，しかもインタラクティブな速度で実現できるようになる。現実の世界において，二つの６自由度磁気マーカは，進歩的な光子マップへ確かな位置と向きを，各々報告する。１つのマーカは，仮想オブジェクトを照らすのに利用される位置と光モデルを示す直接的なフラッシュライトを表わしている。このマーカは，スクリーンの方向を指すときに，仮想オブジェクトと相互に対応する。他のマーカは，ユーザーの頭の位置を報告する。この位置は，一方がウィンドウを覗き込むときに，異なる角度で仮想世界を覗き込むために利用される。このように，我々は，現実と仮想の世界をシームレスにまたがるグローバルな照明技術の拡張に成功した。
【００２２】
本発明の第一の側面は，３次元画像を生成するシステム１０１に表わされている。磁場基地局１０２，第一の６自由度磁気トラッカー１０３，第二の６自由度磁気トラッカー１０５を有するフラッシュライト１０４，モニタ１０６，アナライザ１０７，及びレンダリング装置１０８を含む。本システムは，さらなる装置を含んでもよい。このような装置の例として，ゲームシステムに使用される装置がある。
【００２３】
システム１０１は，一つのまたは複数のコンピュータによって制御されたテーマパークかまたはゲームセンターのアトラクションであってもよい。このシステムの他の例は，プレイステーション（登録商標）のような個人的に使用されるゲームシステムである。第一の６自由度磁気トラッカー１０３は，ヘルメットや帽子として装着することにより，プレーヤーの視線の位置及び向きを表示する。
【００２４】
磁気トラッカーシステム（ＭＴＳ）は，すでに当該技術分野で知られている。ＭＴＳの例は，国際公開第ＷＯ２００８−１５４１８３号パンフレットに開示されている。磁場基地局１０２，第一の６自由度磁気トラッカー１０３，第二の６自由度磁気トラッカー１０５及びアナライザ１０７の例は，ＭＴＳに使われる装置としてすでに存在している。当業者は，本発明に適用するＭＴＳに使用される従来の装置を改変することができる。アナライザ１０７は，磁場基地局１０２からデータを受信し，第一の６自由度磁気トラッカー１０３の位置と向き，及び，第二の６自由度磁気トラッカー１０５の位置と向きを計算する。
【００２５】
フラッシュライト１０４は，エレクトリカルフラッシュライトもしくはエレクトリカルトーチであって，第二の６自由度磁気トラッカー１０５を有する。フラッシュライト１０４は，スイッチを有していてもよい。スイッチがオンになっているとき，フラッシュライト１０４の発光は現実の光である。
第二の６自由度磁気トラッカー１０５によって，システム１０１はフラッシュライト１０４の位置と向きを認識することができる。言い換えると，システム１０１は，フラッシュライトの位置及び現実の光の方向を認識することにより，モニタ１０６にシームレスに表示される仮想の光を計算することができる。
【００２６】
システム１０１は，一つまたは複数のモニタを含む。少なくとも一つのモニタは仮想光を考慮する画像を表示する。本明細書内の仮想の光は，フラッシュライトからの連続光である。一つまたは複数のモニタは，壁，天井，ドア，及び床に置かれてもよく，曲面であってもよい。
【００２７】
レンダリング装置（レンダラ）１０８は，モニタ１０６に表示された画像を計算する。レンダラ１０８は，第二の６自由度磁気トラッカー１０５の位置と向きにより，フラッシュライト１０４の光と連続する仮想の光の画像を算出する。第二の６自由度磁気トラッカー１０５の位置と向きは，フラッシュライト１０４の位置とフラッシュライト１０４から放射される光の向きに対応している。
【００２８】
本発明の第一の側面の好ましい実施形態として，レンダリング装置１０８は，フラッシュライト１０４から放射された光を光子として計算することで，仮想の光に照らされた仮想世界の画像を算出することができる。言い換えると，このシステムは，光子マッピングエンジンを含むことで，まるで現実の世界からの光がリアルタイムに，高品質に，伸ばされているかのように，仮想世界で仮想の光を計算する。仮想の光は，仮想の世界で一つまたは複数のオブジェクトを照らしてもよい。光ベクトルを含む必要なデータは，検出された情報により計算される。
【００２９】
光子マッピングエンジンは当該技術分野においてすでに知られている。国際公開第ＷＯ２００８−１５４１８３号パンフレット，米国特許番号７２２１３６５，及び米国出願番号第２００１０００７９４５２において光子マッピングエンジンが開示されている。これらの文書は，全体的な参照によって本明細書に組み込まれる。視点とビューベクトルは，各プレーヤーの目の位置と向きにより計算される。各プレーヤーの目の位置と向きは，第一の６自由度磁気トラッカー１０３の位置と向きにより計算されてもよい。システム１０１は，各プレーヤーの目の位置と向きを定めるため，第一の６自由度磁気トラッカー１０３の位置と向きを使用してもよい。
【００３０】
本発明の第一の側面の好ましい実施形態では，レンダリング装置１０８は，フラッシュライト１０４から放射された光を光子として計算することにより，仮想の光に照らされた仮想オブジェクトを含む，仮想世界の画像を計算することができる。仮想世界での，光なしでは見にくい様々な仮想オブジェクトを含む淡色環境では，表示する準備が整っている。光が仮想オブジェクトにあてられた時，そのオブジェクトは光り，プレーヤーは光った部分を認識することができる。上記を実現するために，このシステムは，フラッシュライト１０４から放射された光が仮想世界に拡がる場所を計算し，光子マッピング技術により，照らされたシーンの画像を表示する。
【００３１】
本発明の第一の側面の好ましい実施形態では，フラッシュライト１０４から放射された光と仮想の光は，一つのシームレスな光のモデルである。
【００３２】
図２Ａは，フラッシュライトがオフになっているときにモニタに表示されている画像の例を示す。図２Ｂは，フラッシュライトがオンになっているときにモニタに表示されている画像の例を示す。図２Ｃは，二つのフラッシュライトがオンになっているときにモニタに表示されている画像の例を示す。図２Ａに示すように，フラッシュライトがオフになっているとき，モニタ１０６は淡色表示された環境のみ表示するため，仮想オブジェクト１２４を見ることは困難である。一人のプレーヤーがフラッシュライト１０４をオンにし，そのフラッシュライト１０４を使ってモニタ１０６を照らしたとき，このシステムは，仮想の光１２１を計算する。仮想の光１２１は，フラッシュライト１０４から放射された現実の光１２２とシームレスに接続する。図２Ｂに示すように，仮想の光１２１は，まるで本物の光１２１が仮想世界１２３を照射したかのように，モニタ１０６で表示されるシーン内で用いられる。仮想の光１２１が，仮想の世界１２３の仮想オブジェクト１２４に至った時，システム１０１は，光子マッピングエンジンにより仮想オブジェクトをどのように照らすか計算する。さらに，図２Ｃに示されるように，二人またはそれ以上のプレーヤーが仮想世界を照らした時，システム１０１は，仮想の光を用いる方法，及び，光子マッピングエンジンにより仮想オブジェクトをどのように照らすか計算する。
【００３３】
光子マッピングを実現するために，光子マッピングエンジンは，必要な情報を格納した光子マッピング用のデータベースを含んでもよい。データベースは，各フラッシュライトの光子数の平均値のデータを含む。本システムは，仮想世界の環境画像，仮想オブジェクトの画像及び仮想オブジェクトの位置を格納するデータベースを含む。
【００３４】
光子の分配方法は，レンダリングアプリケーションのレンダラーコントローラ（または同等の構成要素）が，光子マッピング間に各々のフラッシュライトから放射される光子を決定するところから始まる。通常，フラッシュライトごとに放射された光子放射率は，レンダリングアプリケーションのプレーヤーによって指定された値となる。例えば，シーンの画像を表示する時，光子放射率はレンダリングアプリケーションに直接入力する，プレーヤーの人数であってもよい。もし，プレーヤーがフラッシュライトの光子放射率を提供しいていない場合，代わりにデフォルト値を使用することができる。シーン内のフラッシュライトの数とフラッシュライトごとの光子放射率の積は，レンダリング時に光子マッピングアルゴリズムで使用される合計光子放射率（すなわち，光子マッピングの１秒あたりの光子の’予算’）を表す。
【００３５】
このレンダラーコントローラは，シーン内の各々のフラッシュライトの１秒あたりの実際に放射されるエネルギーを決定する。プレーヤーは，任意に特定したフラッシュライトの強さや色など，様々なパラメータの決定を選択してもよい。一つの側面では，レンダラーコントローラは，これらの光パラメータからフラッシュライトの実際のエネルギーを決定する。他の側面では，レンダラーコントローラは，これらのパラメータの一つまたはそれ以上と，他の光パラメータまたは他の光パラメータのすべての組み合わせから，フラッシュライトのエネルギーを決定してもよい。
【００３６】
次に，シーンに毎秒放射される全エネルギーが計算される。一つの側面では，シーンへのエネルギー放射の全割合を計算するために，シーン内の各々のフラッシュライトの実際のエネルギー放射率の計算をする。しかし，その他の側面では，全エネルギー放射率を計算する他の方法が使用されてもよい。
【００３７】
シーン内のフラッシュライトの平均エネルギーの計算では，シーン内のフラッシュライトの平均エネルギーが算出される。一つの側面では，レンダラーコントローラは，フラッシュライトの平均エネルギーを算出するために，シーン内の全エネルギーを，シーン内のフラッシュライトの数で割る。しかし，他の側面では，別の方法で該平均エネルギーを計算することもできる。
【００３８】
シーン内の各フラッシュライトについて，シーン内のフラッシュライトの平均エネルギーに対して実際のエネルギーを比較する際に，レンダラーコントローラは，フラッシュライトの平均エネルギーとフラッシュライトの実際のエネルギーを比較する。一つの側面では，この比較ステップは，平均エネルギーに対する実際のフラッシュライトのエネルギーの比率を計算することを伴う。
【００３９】
最終的に，この比較を基礎として光子を分配する際に，レンダラーコントローラは，この比較を基礎としたシーン内の，各フラッシュライトへ光子を分配する。一つの側面では，レンダラーコントローラは，フラッシュライト毎の光子の平均数と，平均エネルギーに対する実際のフラッシュライトのエネルギーの比率の積に等しい光子数を各フラッシュライトに分配する。
【００４０】
他の側面では，上記ステップは，その他の比較方法や分配技術に変更してもよい。例えば，一つの他の側面では，この比較は，シーン内の各フラッシュライトのために，シーン内の全エネルギーに対するフラッシュライトの実際のエネルギーの比率を計算することを伴ってもよい。そのとき，分配ステップとして，光子は，光子マッピングで利用される全光子数（すなわち，光子’予算’）とその比率の積を基礎として，シーン内のそれぞれ異なるフラッシュライトに分配されてもよい。
【００４１】
上記から明らかなように，この方法は，体系的に，多くの光子をシーン内の高エネルギーフラッシュライトへ配布する。ユーザーに残された唯一のタスクは，光子マッピングに使用するための光子の総数（すなわち，光子の’予算’）を選ぶことである。一般的な問題として，画質上の高エネルギーフラッシュライトからの間接的な光の効果は，低エネルギーフラッシュライトからの間接的な光の効果をはるかに上回るため，このような分配が有利である。多くの光子をシーン内の高エネルギーフラッシュライトへ比例的に分配することにより，処理時間の多くは，高エネルギーフラッシュライトからの間接的な光の効果へ費やされることになり，それによって，全体の処理時間とは対照に，実質的に画質が向上することになる。
【００４２】
本発明の第一の側面の好ましい実施形態として，このシステムは，さらに，光シャッター１３１を有するメガネ１１０と光シャッター１３１のタイミングと画像を表示するタイミングを同期させるシンクロナイザ１１０を含む。シンクロナイザ１１０は光シャッター１３１のタイミングとモニタ１０６に表示された画像のタイミングを制御する。それによって，他のプレーヤーはモニタ１０６に表示された異なった画像を見ることができる。シンクロナイザ１１０は，モニタ１０６に表示された画像のタイミングと共に，光シャッター１０３のタイミングを制御してもよい。光シャッター１０３は，各プレーヤーの左右の眼に関連付けられている。
【００４３】
プレーヤーは光シャッター１３１を有するメガネ１１０をつける。光シャッター１３１の例としては，圧電光シャッターがある。図３Ａは，開口部が開いているときの，メガネ１１０に取り付けられた光シャッター１３１の側断面図を示している。光シャッター１３１は，メガネ１１０のレンズ１３２に搭載され，開口部１３３を選択的に開閉するように，それぞれの平面内で，左右に移動できる。図３Ｂは，開口部が閉じているときのメガネに取り付けられた光シャッター１３１の側断面図を示している。
【００４４】
図４は，光シャッター１３１の上面図の例を示している。図４に示されるように，光シャッター１３１は，圧電光シャッターを作動させる，透明電極１３４を有する。シンクロナイザ１１０は，開口部１３３を開閉するタイミングを制御する。開口部１３３が閉じるように制御されているとき，モニタ１０６から放射された光はプレーヤーの目には届かない。
【００４５】
システム１０１は，モニタ１０６によってプレーヤーに表示するタイミングとメガネ１３３上の開口部１３が開くタイミングを制御することで，他のプレーヤーがモニタ１０６上に表示された他の画像を見ることができる。
システム１０１は，例えば，１秒間に６０フィールドを区切る。各フィールドの間隔は１／６０秒である。システム１０１は，さらに，各フィールドを各プレーヤーのセグメントに分割する。
【００４６】
図５は，フィールドとセグメントの概念を示し，各フィールドは複数のセグメントを有している。各フィールドの第一セグメントは，プレーヤーＡのセグメントであり，後続のセグメントは，他のプレーヤーのセグメントである。
【００４７】
図６は，光シャッター１３１のタイミングを示している。図５と同様に，第一のセグメントは，プレーヤーＡに割り当てられている。従って，プレーヤーＡがかけている，メガネ１１０上の開口部１３３は，各フィールドの第一セグメント時には開いている。プレーヤーＡと同じトピックや同じゲームを選択した他のプレーヤーは，プレーヤーＡが見た画像と同じ画像を見ることができる。
モニタ１０６に表示された画像のタイミングと光シャッター１３１のタイミングはシンクロナイザ１１０により制御されている。
【００４８】
本発明の他の側面では，二人またはそれ以上のプレーヤーが同じ画面上で別の画像を見ることができる。レンダリング画像のシーケンス（順序）の例は，左眼（プレーヤー１），左眼（プレーヤー２），，，左眼（プレーヤーｎ）右眼（プレーヤー１），右眼（プレーヤー２），，，右眼（プレーヤーｎ）であり，シーケンスは繰り返される可能性がある。言い換えると，この側面はさらに，二重のセグメントにフィールドを分割することにより，別の画像が，個々のプレーヤーの右目，左目と同様に，個々のプレーヤーに表示される。
【００４９】
本発明の他の側面では，メガネ１１０が受信機を有しており，各レンズを通してコンピューターグラフィックスを表示することができる。レンズを通して示された画像は，システム１０１によって計算される。システム１０１は画像を容易に変更できる。
【００５０】
図７は，本発明の一側面に係る図１に示されたコンピュータの構成例を示すブロック図である。
【００５１】
操作入力部２１は，動力スイッチなどのスイッチと十字キーなどのキーで構成されている。
【００５２】
機械本体１０内に配置されたサーキットは，制御部１１，ＲＡＭ１２，ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１３，音響処理部１４，グラフィックス処理部１５，通信インターフェース１７，インターフェース部１８，フレームメモリ１９，及びカードスロット２０を含む。制御部１１，ＲＡＭ１２，ＨＤＤ１３，音響処理部１４，グラフィックス処理部１５，通信インターフェース１７，及びインターフェース部１８は，それぞれインターバス２２に接続されている。
【００５３】
ＣＰＵ，ＲＯＭなどを含む制御部１１は，ＨＤＤ１３又は記憶媒体７０に格納された制御プログラムに従って，ゲーム機１００全体を制御する。制御手段１１は，例えば割り込みタイマーを生成するのに使用される内蔵タイマーが備わっている。ＲＡＭ１２も制御部１１の作動領域として使用される。
【００５４】
音響信号のＤ／Ａ及びＡ／Ｄ変換を行う音響出入力インターフェース機能を備える，音響処理部１４は，例えばスピーカーで構成される音響出力装置３０に接続されている。音響処理部１４は，制御部１１からの音響出力指示に従って，音響信号を音響出力装置３０に出力する。制御部１１は，複数の制御プログラムに従って，処理を実行する。
【００５５】
グラフィックス処理部１５は，第１の画像表示部５１と第２の画像表示部５２を有する画像装置５０に接続されている。グラフィックス処理部１５は，制御部１１の描画指示に従って，画像をフレームメモリ１９に送る。また，グラフィックス処理部１５は，画像を画像表示部５１と５２に表示するために，ビデオ信号を表示装置５０に出力する。ビデオ信号によって表示された画像の切り替え時間は，例えば，フレームごとに１／３０秒に設定する。
【００５６】
プログラムなどが格納されている記録媒体７０は，カードスロット２０に挿入されている。本実施形態の記録媒体７０は，書き込み可能なフラッシュメモリなどの半導体メモリである。通信インターフェース１７は，無線又は有線の他のゲーム機１００に接続でき，インターネットなどの通信ネットワークにも接続可能である。機械本体１０は，通信インターフェース１７の通信機能により，他のゲーム機１００と互いにやり取りができる。
【００５７】
操作入力部２１，カードスロット２０，及びタッチパネル４０は，インターフェース部１８に接続されている。ＲＡＭ１２上のインターフェース部１８は，プレーヤー（ユーザー）の操作に基づく操作入力部２１から指示データを格納し，タッチペン４１などにより，タッチパネルへのプレーヤーの操作に基づく指示データを格納する。それから，制御部１１は，ＲＡＭ１２に格納された指示データに従って，算術処理を実行する。
【００５８】
タッチパネル４０は，画像表示部５１及び５２の一方又は両方の表示画面の端に積層されている。従って，タッチパネル４０が積層されている，画像表示部５１及び５２の一方又は両方の表示画面の端の表示タイミングと，タッチペン４１によるタッチパネル４０への操作タイミングと，位置座標を管理，制御することにより，プレーヤーの入力操作に応じる入力情報を認識する。表示装置５０は，画像表示部５１及び５２などの複数の画像表示部を有する代わりに，１つの画像表示部により表示画面を構成してもよい。
【００５９】
インターフェース部１８は，制御部１１からの指示に従って，ＲＡＭ１２に格納されたゲームの進行を表示するデータをカードスロット２０が挿入されている記憶媒体７６に格納すること，又は，記憶媒体７０に格納された中断時のゲームデータを読み出すことなどの，処理を実行する。
【００６０】
ゲーム機１００上でゲームを楽しむための制御プログラムなどの様々なデータは，記憶媒体７０に格納されている。記憶媒体７０に格納されている制御プログラムなどの様々なデータは，記憶媒体７０に挿入されるカードスロット２０を通して制御部１１により読み出され，ＲＡＭ１２にロードされる。
【００６１】
制御部１１は，ＲＡＭ１２にロードされた制御プログラムに従って，グラフィックス処理部１５に描画指示を出力すること，又は，音響処理部１４に音響出力指示を出力することなど，様々な処理を行う。制御部１１はその様な処理を行う一方で，ゲームの進行に応じて中途で発生するデータは，作業メモリとして使用されるＲＡＭ１２に格納される。
【実施例１】
【００６２】
遺跡アドベンチャー
世界最大の考古学的発見は，一般的には，遺物と環境の組み合わせである。そのような発見として，王家の谷に葬られているエジプトの王ラムセス１世の石棺，発掘された土器，道具，石膏像，及びＡＤ７９年に火山灰に埋もれ，ちょうどその時点で，今もなお凍結されている古代ローマのポンペイの町を含む，遺跡などがある。残念なことに，これらの歴史と過去をうかがい知る手段は，世界中に容易に運ぶことはできない。通常，環境自身は，実物の写真やビデオ形式を除いて，移動させることは不可能である。本発明の応用例は，博物館での暗がりの展示スペースである。ここでは，入り口で入場者にヘルメット，懐中電灯，立体メガネを装着してもらう。  
【００６３】
一人がこの展示スペースを通るとき，壁，天井，床，その他の固定された物理的構造物に配置された複数のスクリーンは，地球上の遠い過去を高品質にレンダリングするために，シームレスな画面になる。その時点を保存するこれらの過去は，どちらの現実も共有している低アンビエント光の混合によって，また，現実空間へ現実の光子を届け，仮想空間へ仮想の光子を届けるフラッシュライトによって，照らされる。遺跡現場からの遺物と環境の形状と構造の，ある高画質なスキャンは，世界中の数限りない展示場で共有され，入場者と展示者へ満足感を提供するために，週ごと，刻々と，もしくは個人の裁量で，テーマごとに無料で変化されえる。
【００６４】
本発明は，混合した現実環境での，新しいイルミネーション技術とオリジナルアプリケーションを探求する。この環境は，境界面を表わす表示部を経由して，現実と仮想世界をシームレスに接続する。無線磁気トラッカーは，スクリーンを通して仮想粒子を照らすため，十分な精密さで融合された現実性の普遍的，物理的描写を達成させるべく，リアルタイムに，ユーザーの頭と懐中電灯を持つ手の正確な位置と方向を測定する。また，無線磁気トラッカーは，対話速度で仮想シーンを照らすため，光子マッピングの最新のレンダリング技術を採用する。境界面シーンの立体レンダリングは，ユーザーの視点，強力なビジュアルと教育や娯楽での利用に良く適した双方向型の経験を届けるべく，ユーザーの視点から現実と仮想の世界の間の融合を達成してもよい。
【００６５】
この例は，拡張仮想環境を通して，人々を古代世界へ接続することで，また，品質を維持しながらリアルタイム速度で仮想シーンを表示するため，光子マッピングを利用することで，思い出に残る双方向型の体験を提供する。この例は，遺跡を探索する際に，本発明の特別な利用の１つとして強調する。本発明と同様の技術の設定が，双方向型のプラネタリウム，人体内の画層，人体の構造，現実をミックスさせたお化け屋敷などの多くの新しい体験を創造できることは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本システムは，エンターテインメント産業，教育産業で利用することが可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１０    機械本体              １１    制御部
１２    ＲＡＭ                １３    ＨＤＤ
１４    サウンド処理部        １５    グラフィック処理部
１７    通信インターフェース  １８    インターフェース部
１９    フレームメモリ        ２０    カードスロット
２１    操作入力部            ３０    サウンド出力
４０    タッチパネル          ４１    タッチペン
５０    表示装置              ５１    画像表示部
５２    画像表示部            ７０    記憶媒体  
１００  ゲーム機              １０１  システム
１０２  磁場基地局            １０３  第一の６自由度磁気トラッカー
１０４  フラッシュライト      １０５  第二の６自由度磁気トラッカー
１０６  モニタ                １０７  アナライザ
１０８  レンダリング装置      １１０  メガネ
１２２  現実の光              １２３  仮想の光
１２４  仮想オブジェクト      １３１  光シャッター
１３２  レンズ                １３３  開口部
１３４  透明電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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