(57)【要約】【課題】【解決手段】バーチャルリアリティ（VR）グラフィックシステムが三次元仮想空間シーンの視覚化のための投射装置を有している、およびVRグラフィックシステムとのインタラクションが、インタラクティブデバイスの実空間軌道におけるその時々のポジションおよび／または方位の捕捉に、対応位置データの作成に、および当位置データのVRグラフィックシステム位置記録装置への伝送に用いられる、少なくとも１つのインタラクティブデバイスにより行われるという、VRグラフィックシステムのインタラクションによる制御のための方法および装置であって、その場合特に、初期空間点がインタラクティブデバイスの実空間軌道上の位置に定められること、および後続の少なくとも１つのインタラクションが、定められた初期空間点を基準に適用されることが想定されている。【選択図】図２ａ
2007506164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーチャルリアリティ（VR）グラフィックシステムが三次元仮想空間シーンの視覚化のための投射装置を有している、およびVRグラフィックシステムとのインタラクションが、インタラクティブデバイスの実空間軌道におけるその時々のポジションおよび／または方位の捕捉に、対応位置データの作成に、および当位置データのVRグラフィックシステム位置記録装置への伝送に用いられる、少なくとも１つのインタラクティブデバイスにより行われるという、VRグラフィックシステムのインタラクションによる制御のための方法であって、初期空間点がインタラクティブデバイスの実空間軌道上の位置に定められること、および後続の少なくとも１つのインタラクションが、定められた初期空間点を基準に評価されることを特徴とする前記方法。
【請求項２】
後続の少なくとも１つのインタラクションがそれを基準に相対評価されるという、その基準座標が初期空間点によって決定されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
実空間軌道がそれらを越えた場合にVRグラフィックシステムの少なくとも１つのアクションまたは機能が発動されるという、少なくとも１つの閾値または第１閾値面が初期空間点および／または基準座標によって形成されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
VRグラフィックシステムの少なくとも１つのアクションまたは機能の発動時には少なくとも２種類の閾値によって重み付けが行われるが、第１閾値面がそれらの閾値の定義付けをすることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
第１閾値面が対称な立体、特に球体、楕円体、立方体、直方体などによって形成されることを特徴とする、請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
その値が本質的に第１閾値面の値より大きく、実空間軌道がそれを越えた場合に基準座標零位点の空間軌道方向への移行が誘起されるという、少なくとも１つの第２閾値面が、初期空間点および／または基準座標を基に形成されることを特徴とする、請求項１〜５のうちの１項に記載の方法。
【請求項７】
初期空間点の決定が第１インタラクションによって行われることを特徴とする、先行請求項のうちの１項に記載の方法。
【請求項８】
第１インタラクションがインタラクティブデバイスにより、それも特にインタラクティブデバイスに配置された制御素子により、またはユーザ側からの音声、言葉またはジェスチャー利用のインタラクションにより行われることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
後続の少なくとも１つのインタラクションがメニューシステムまたは機能選択システムの制御に用いられることを特徴とする、少なくとも１つの仮想空間メニューシステムまたは機能選択システムを有するVRグラフィックシステムにおける適用のための先行請求項のうちの１項に記載の方法。
【請求項１０】
メニューシステムまたは機能選択システムが第１インタラクションのため、インタラクティブデバイスを持つユーザの投射装置に対する視線方向および／またはヘッドポジションに依存して仮想シーン内に挿入されること、視線方向および／またはヘッドポジションが連続的に、または一時的に捕捉されること、およびメニューシステムまたは機能選択システムの投射装置における挿入位置が、捕捉された視線方向および／またはヘッドポジションに依存して決定されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記インタラクティブデバイスの回転運動によって誘起されるアクションまたは機能が、特に制御素子により少なくとも１つの第２インタラクションが実行されて初めて発動されることを特徴とする、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
バーチャルリアリティ（VR）グラフィックシステムが三次元仮想空間シーンの視覚化のための投射装置を有している、およびVRグラフィックシステムとのインタラクションが、インタラクティブデバイスの実空間軌道におけるその時々のポジションおよび／または方位の捕捉に、対応位置データの作成に、および当位置データのVRグラフィックシステム位置記録装置への伝送に用いられる、VRグラフィックシステムのインタラクションによる制御のための三次元空間ユーザインタフェースであって、初期空間点をインタラクティブデバイスの実空間軌道上の位置に形成するために、および後続の少なくとも１つのインタラクションを定められた初期空間点を基準に評価するために用いられる手段によって特徴付けられる前記ユーザインタフェース。
【請求項１３】
仮想基準座標を初期空間点の如何に依存して計算するために、および後続の少なくとも１つのインタラクションをこの基準座標を基準に評価するために用いられる手段によって特徴付けられる、請求項１２に記載のユーザインタフェース。
【請求項１４】
基準座標の如何に依存して行われる、少なくとも１つの閾値または第１閾値面の計算のための手段によって、および実空間軌道が閾値または第１閾値面を越えた場合にVRグラフィックシステムのアクションまたは機能を発動させるための手段によって特徴付けられる、請求項１３に記載のユーザインタフェース。
【請求項１５】
その値が本質的に第１閾値面の値より大きく、基準座標の如何に依存して行われる、少なくとも１つの第２閾値面の計算のための手段によって、および実空間軌道が第２閾値面を越えた場合に基準座標零位点を空間軌道方向へ移行させるための手段によって特徴付けられる、請求項１２〜１４のうちの１項に記載のユーザインタフェース。
【請求項１６】
請求項１〜１１のうちの１項に記載の方法に従って作動する、および／または請求項１２〜１５のうちの１項に記載のユーザインタフェースを有するバーチャルリアリティ（VR）グラフィックシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的には、バーチャルリアリティ（VR）適用のためのグラフィックシステムに、個別には、それぞれの独立請求項のプレアンブルに記載されたインタラクションによるそのようなVRグラフィックシステムの制御のための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ここで言うVRグラフックシステムは、例えばDE 101 25 075 A1に発しており、全体として仮想空間（三次元）シーンと言われる多数の三次元空間ビューの生成および表示に使用される。その場合そのようなシーンのビジュアル化は殆どが、スクリーンなどに対する立体鏡投射法で行われている。様々な応用領域（図１）に直観的な人間／機械間の（ユーザ）インタフェースを形成する、いわゆる侵入式VRシステムが広く普及している。記述のグラフィックシステムは、コンピュータシステムにより利用者またはユーザをビジュアルシミュレーションに強く引き付ける。ユーザのこの侵入は「イマーション」または「イマーシブ環境」と称される。
【０００３】
三次元のデータまたは物体の縮尺表示および同じく三次元のインタラクション性により、これらのデータまたは物体について、例えば二次元モニタおよび対応の二次元グラフィック適用表面などを使用する旧来のビジュアル化およびインタラクション技術によるよりは遥かに優れた判定および体験が可能になる。そのようにして、製品の開発では多くの物理的実体モデルおよびプロトタイプをバーチャルプロトタイプで代用することができる。同様のことは、例えば建築分野の設計業務にも当てはまる。機能プロトタイプに関しても、イマーシブ環境では旧来法によるよりも遥かに現実性のある評価が可能である。
【０００４】
そのようなVRシミュレーションの制御は、コンピュータでのサポートのもと然るべきインプット装置（該機能は純然たるデータインプットの領域を越えているので、以下では一般化して「インタラクティブデバイス」と言う）により行われる。当装置はプレスキーのほかに、シーンとして表示されるデータ（シーンデータ）とのインタラクションを実行するため、インタラクティブデバイスの三次元空間におけるポジションと方位を同じように連続的に測定することのできる位置センサを有している。そのようなインタラクティブデバイスおよび対応の三次元空間ユーザインタフェースは、例えばDE 101 32 243 A1に開示されている。そこに記述されているケーブル式でないハンディインタラクティブデバイスは、位置、状態および／または移動に関するデータ（すなわち、インタラクティブデバイスの三次元位置座標）の形成および伝送に、当該シーンにおける、および場合によってはユーザインタフェースの機能素子における仮想空間のナビゲーションに、さらにはシーンの仮想物体の操作に用いられている。当インタラクティブデバイスはそのほか、VRグラフィックシステム内に設置された位置捕捉センサシステムと無線連結を通じて共同で作用するセンサを有している。記述の位置データは、インタラクティブデバイスの並進および回転に関して想定可能な６つの自由度を有していて、インタラクティブデバイスの運動経路または三次元空間経路の測定にコンピュータによるサポートのもとリアルタイムで利用される。
【０００５】
ユーザ操作のインタラクションは、基本的には論理パートとフィジカルパートに細分化することができる。論理パートは仮想空間ユーザインタフェースであって、例えば機能またはメニューの表示、対象物体または機能モードの選択方法およびナビゲーションの方法を含んでいる。フィジカルパートは、インタラクティブデバイスの技術的構成およびシーン表示のために投入された投射技術などデバイス技術の実現機能を担っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記インタラクティブデバイスの使用に関しては、インタラクションの中でも、機能選択またはメニュー制御など特に複雑なインタラクションは技術的にできるだけ簡易で、しかもできるだけ確実に操作、作動制御できることが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
したがって、本発明では当該バーチャルリアリティ（VR）グラフィックシステムの上記インタラクションによる制御のための方法および装置を提案している。その場合、先ず最初にインタラクティブデバイスの三次元空間軌道上に、つまり運動軌道上の位置に参照システムを形成し、この参照システムを基に後続のインタラクションを評価するというのが発明の基本構想である。
【０００８】
したがって、本発明に基づく方法の特徴は、先ず最初に固定位置としての初期空間点をユーザのインタラクションにより、それも特にインタラクティブデバイスの三次元空間軌道上に割り当てられた基準座標系の利用により決定すること、および後続の少なくとも１つのインタラクションをインタラクティブデバイスにより、定められた初期空間点または対応の基準座標系を基準に評価するところにある。
【０００９】
また別な実施態様では、初期空間点が上記基準座標系の零位点または出発点であること、および当座標系内に参照値または閾値がプレセットされること、インタラクティブデバイスの瞬間的な三次元空間ポジションまたは方位の如何によりその値を越えた場合には、実空間に挿入される仮想ユーザインタフェースの特定機能または特定メニュー選択の実行されることが想定されている。この参照値は、特に、初期空間点に対して対称（と思われる位置）に配置された幾何学上の物体、例えば球体、楕円体、立方体、直方体、正四面体などの表面上に設定される。参照点については、インタラクティブデバイスの実空間軌道に沿った三次元空間インタラクションにおいて特定の機能またはメニュー選択点に対し異なった感度を割り当てるために、特定の三次元空間方向に重み付けすることができる。それによって、ユーザ側の操作ミスまたはインプットミスがより効果的に回避される。
【００１０】
さらに別な実施態様では、その値が上記参照値の少なくとも１つより大きくて、その値を越えた場合はインタラクティブデバイスの瞬間的空間ポジションに対応して、基準座標系または初期空間点が新たな空間ポジションへ移動することが誘起されるという、少なくとも１つのまた別な閾値が設定されている。これにより、上記の機能選択またはメニュー選択において（不注意により）インタラクティブデバイスのポジションが大きく変化した場合でも、基準座標系の上記有利な作用性が維持されるという利点が得られる。
【００１１】
本発明に基づき提案された操作方法または同じように提案されたユーザインタフェースは、複雑なインタラクションでも、例えば複数の機能面またはメニュー面を通じて非常に直観的に、つまり専らインタラクティブデバイスの三次元空間移動だけで行えるという利点を提供する。ただ、第１初期空間点の確定は特別なインタラクションによって、特に、例えばプレスキーなどインタラクティブデバイスに配置された制御素子によって行わねばならない。インタラクティブデバイスの上記軌道に対する間断なき評価に基づいて行われるユーザインタフェースの制御の場合、現状技術レベルの公知インタラクティブシステムに比べて上記利点があるほか、操作が簡単で、その上作業確実性でも優っている。
【００１２】
インタラクティブデバイスおよびその時々のシーンに視覚挿入された使用表面によるVRグラフィックシステムの制御は、特に、三次元空間で視覚的に描かれた機能選択を通じて、または例えばDE 101 32 243 A1に記述されたボールメニューのようなメニューシステムを通じて行われる。
【００１３】
本発明は、主としてユーザの手動操作による、ケーブル連結なしの、および連結されたインタラクティブデバイスに適用可能で上記利点を提供する。インタラクションは、上記のとおり、上記制御素子（プレスキー）を含めたインタラクティブデバイスの使用によるほか、例えば言葉、ジェスチャーなど音声または光学利用のインタラクションによっても行えることを強調しておかねばならない。それには、シュトゥットガルト大学A. Roslerの学位論文（タイトル「三次元空間ユーザインタフェースの開発用システム」／Jost Jetter出版社（ハイムスハイム）刊の特に７２ページ以降（項目４.３.２以降））に詳細に記述されているインプット方法を適用することができる。そのように、上記インタラクティブデバイスの使用のほか、例えばインタラクティブデバイスまたはユーザの身体の動きを個別に分類して解釈することができるように、加えて、直接的および間接的な、仲介物の存在するおよび存在しない、さらには絶対的および相対的なインプットを使用することもできる。
【００１４】
ユーザ側ジェスチャーに対する上記の解釈については、さらに静的ジェスチャーと動的ジェスチャーに区別することができる。その場合、動的ジェスチャーでは動きの時間的経緯が、静的ジェスチャーでは、例えばユーザの個別身体部分間の相対的なポジションまたは方位が分析される。そのほか、インプット事項は簡単なものと、解釈され組み合わされたものとに区別できる。簡単なインプット事項は、例えば上記プレスキーの操作など、ユーザの単発的なアクションによって発動されるが、それに対して解釈される事項の場合、例えばキーの２回プッシュ（「ダブルクリック」）など時間測定の考慮下で動的解釈が行われる。これらの両インプットモードは、最終的には、例えば手、頭または顔でジェスチャーしながらキーを押すなど、任意に組み合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下では、本発明に基づく方法および装置について、本発明の別な特徴および長所も含み持つ、図面に描かれた実施例を基に説明する。そこでは同一の、または機能上同じ特徴は同じ符号を付けて関連付けしている。
【００１６】
図１に模式的に描かれたVRグラフィックシステムには投射スクリーン１００があり、人（ユーザ）１０５はその前に立ち、プロジェクタ１１０によって生成された当該位置のシーン１１５を立体鏡眼鏡１２０を装着して観察する。この場合では勿論、立体鏡眼鏡１２０の代りに自動式の立体鏡画像スクリーンなどを適用することもできる。そのほか、投射スクリーン１００、プロジェクタ１１０および眼鏡１２０も、これら３機能すべてを含んだ、それ自体公知のデータセットに代えることもできる。
【００１７】
ユーザ１０５は手にインタラクティブデバイス１２５を持ち、特に実空間におけるインタラクティブデバイスの三次元ポジションおよび方位などの絶対位置データを生成し、それを位置捕捉センサシステム１３０〜１４０に伝送する。勿論それに代えて、相対的な、または差分による位置データを使用することもできるが、しかし本件の関係ではその点は重要なことではない。
【００１８】
インタラクティブデバイス１２５は、特に光学測定システム１４５の配置された位置捕捉システム１４５を有している。３種選択可能な旋回角の絶対値も３種空間方向で選択可能なインタラクティブデバイス１２５の並進運動方向の絶対値もこれによって捕捉され、デジタルコンピュータ１５０により、以下に記述しているようにリアルタイムで加工される。これらの位置データは、上記方法の代りに、加速度センサ、ジャイロスコープなどで捕捉することもできるが、これらは通例相対的な、または差分による位置データしか提供しない。ここではこれらのセンサシステムを問題にしているのではないので、詳細な説明は省くことにする。これについては最初に挙げた文献が参考になる。
【００１９】
上記の絶対的な位置データは、インタラクティブデバイス１２５と連結するコンピュータシステムによって作成される。次に、そのデータはデジタルコンピュータ１５０のマイクロプロセッサ１６０に伝送される。そこでは特に、立体鏡による三次元空間シーン１１５の作成のため、専門家なら熟知していると見なし得る所要のグラフィック評価過程が実施される。シーンの三次元空間表示１１５は、特に物体操作のビジュアル化、全シーン内での三次元空間ナビゲーション、加えて機能選択構造および／またはメニュー構造の表示に用いられる。
【００２０】
本実施例では、インタラクティブデバイス１２５はデジタルコンピュータ１５０に配置された受信部１６５と連結していて、無線通信１７０によるデータ交信が行われる。センサ１４５から位置捕捉センサシステム１３０〜１４０へ伝送される位置データは、無線ルート１７５〜１８５を通じて同様に無線で送信される。
【００２１】
図にはユーザ１０５のヘッドポジション（KP）、および投射スクリーン１００またはそこに投射されたシーン１１５へのユーザの視線方向（BR）１９０も描き加えられている。これら両データは、必要であるシーン遠近描写に実質上影響を与える限り、実際に行われる立体鏡投射の計算にとって重要である。それは、影響の如何自体は公知になっているように、遠近描写がこれら両データに左右されるからである。
【００２２】
本実施例ではインタラクティブデバイス１２５にプレスキー１９５が備わっているので、ユーザ１０５はそれにより、インタラクティブデバイス１２５の三次元空間における上記移動可能性に加えて、図３を手掛かりに下段で説明しているように、特定のインタラクションを誘起することができる。必要に応じて、それ以外の様々なインタラクションを可能にするため、当然のことながら、別法として２つまたはそれ以上のプレスキーを配置することも可能である。
【００２３】
示された侵入式VRグラフィックシステムの中心的要素は、位置捕捉センサシステム１３０〜１４０によって求められた（追跡された）、三次元シーンに関するそれぞれのデータ１１５の立体鏡による表示である。その場合のシーン遠近描写は、観察者の立つ位置またはヘッドポジション（KP）および視線方向（BR）に依存する。そのため、ヘッドポジション（KP）が（図示されていない）三次元ポジション測定システムを通じて連続的に測定され、両眼視界体積の幾何学構造がこのポジション値に対応して適合化される。このポジション測定システムは上記の位置捕捉システム１３０〜１４０と同様のセンサシステムを有しているが、これは必要に応じて位置捕捉システムに統合することができる。各眼ごとの分離画像はそれぞれの遠近描写から算出される。その差（不均衡）が立体鏡の深度感覚を生み出す。
【００２４】
特に前記インタラクティブデバイス１２５によるユーザの各アクションはユーザ側からのインタラクションと解される。それには、図２ａ〜２ｃに示された三次元空間軌道上のインタラクティブデバイス１２５の動きおよびインタラクティブデバイス１２５に配置された１つまたは複数のプレスキー１９５の操作が含まれる。それに加え、例えば言葉によるインプットなどユーザの音声アクションまたはジェスチャーによる特定アクションも含めることができる。
【００２５】
図２ａ〜２ｃには、前記インタラクティブデバイス１２５の移動時に生じる典型的な三次元空間軌道２００が描かれている。図２ａ〜２ｃでは簡易化のため、本来三次元である原体を二次元の切断面として示しているに過ぎないことを特に注記しておく。例えば描画すべきボール外殻が線に変形されている。軌道経路を形成する動きの方向はそれぞれ、矢印２０３によって示されている。この図には示されていないユーザ１０５は、それぞれ軌道上の点２０５および２０５’、２０５’’、２０５’’’において、例えばプレスキー１９５によりVRグラフィックシステム（図１）に信号を送るものと、および初期空間点（IRP）２０５は対応の基準座標系２１０によって決められものと想定する。その場合、前記のように位置捕捉センサシステム１３０〜１４０によって測定される、IRPに相当する空間座標は、無線によりデジタルコンピュータ１５０に伝送される。その後軌道２００上の別な点がこのIRPに対する関係で、いわば新たな相対座標内で算出される。
【００２６】
基準座標系２１０の確定と同時にIRP２０５の周りに配置された２つの殻体、つまり対応の殻体セグメント２１７を持つ内側の殻体２１５とひと纏りの、すなわちそのような殻体セグメントに細分されていない外側の殻体２２０の計算がなされる。なお、示された殻体は、技術的な意味では、上記閾値の計算における、あるいはインタラクティブデバイス１２５の三次元空間軌道がこの閾値を越えた場合の計算または捕捉における補助手段に過ぎず、したがってこれらの殻体はシーン内に目に見える形では現われないことを強く注記しておかねばならない。内側の殻体２１５は上記の第１閾値を定義付けし、それに対し外側の殻体は上記の第２閾値を表わしている。
【００２７】
内側殻体２１５としての上記殻体セグメント２１７は、軌道２００がそれを突き通った場合に、現シーン内でビジュアル化された利用表面の特にメニューシステムにおいて自動的にアクションを、つまり新たなメニュー点のオープン、あるいは提供された多数の機能または機能モードからの１つの機能または機能モードの選択などのアクションを発動させるのに用いられる。メニューシステムとしては、例えば球体または楕円体ベースのメニュー、立方体または直方体ベースのメニューあるいは平坦に形成された透明テキストメニューなど、原則として、公知の考え得るすべての形態が対象になる。機能モードなどの選択のためのそのようなメニューシステムについては、精確な機能態様が上記の両資料文献に詳細に記述されており、したがってその点に関してはこれら両文献は全面的に引用資料として使用される。
【００２８】
図２ａに示された軌道経過は、ユーザがメニュー選択を行うために、インタラクティブデバイス１２５の移動中にプレスキー１９５を操作しているシナリオに相当する。この場合プレスキーの操作で、シーン１１５内にメニューシステムが視覚的に挿入されるという効果ももたらされる。この挿入の投射スクリーン１００上での精確なポジションは、ユーザ１０５の視線方向（BR）１９０および／またはヘッドポジション（KP）の如何で決定される。その場合、視線方向（BR）および／またはヘッドポジション（KP）が継続的に、または間隔を置いて捕捉されるように、およびメニューシステムまたは機能選択システムの挿入される精確なポジションが、捕捉された視線方向（BR）および／またはヘッドポジション（KP）に依存して決定されるように設定することができる。
【００２９】
本実施例の場合、対称上の理由から（上記殻体は球対称）、例えばボールメニューなど、同様に主として球対称のメニューシステムが対象になる。自明のように、図２ａ〜２ｃに示されたボール外殻は単にモデル例に過ぎず、立方体、直方体または楕円体の殻体も形成可能である。それにより、例えば立体対称のメニューシステム（立方体、直方体またはテキスト形態）には同じく立体対称の殻体が提供される。
【００３０】
図２ａに示された軌道２００の場合、第１のボール外殻セグメント２１８の領域で初めて内側の殻体２１５を突き通っている。それにより、第１のメニュー選択または機能選択が発動される。その後軌道２００は、第２のボール外殻セグメント２２２に移動して、そこを突き抜けて別な機能選択を発動させるために、当セグメント２１８の位置から再び殻体２１５の内部領域のほうへ戻り入る。想定的に点線で示されたその後の軌道２００経過はここではもはや問題にならない。
【００３１】
自明のとおり、図２ａ〜２ｃに示された閾値面は、例えば立方体の基準座標系の場合では、ここに示されたボール状座標系に代えて最も簡略化された形態としてのスカラー閾値によって形成することもできる。その場合では３つの空間方向のそれぞれについて唯１つのスカラー閾値を決めるだけでよい。
【００３２】
図２ｂには、IRP２０５の決定後軌道２００が先ず最初にボール外殻セグメント２１９領域の内側殻体２１５を突き抜けている軌道経過が描かれている。この場合も新たにその時点で機能選択などが発動される。図２ａの場合とは異なり、軌道は続いて外側の殻体、すなわち図に示された点２２５も通り抜ける。このように、外側の殻体を通り抜けることにより、既述したとおり基準座標系２１０の自動的追従が起こる。本実施例ではその場合IRP２０５が上記の通過ポイント、すなわちここでは点２２５のほうへ移行する。
【００３３】
これに代る別な態様では、IRPはインクリメンタルに（すなわち、増分ステップで、または殆ど連続的に）軌道に追従する。その場合、外側の殻体が内側の殻体より小さな直径の殻体に変形するか、あるいは上記の通過ポイント２２５からは、それを越えて進む軌道に対してそれぞれIRPがインクリメンタルに追従する。既述のように、外側の殻体はセグメント化されていない。それは、利用毎の特殊な事項を引き出すためのものでなく、ただ、基準座標系２１０全体の精確な追従を発動させるためのものだからである。
【００３４】
最後には、例えば、メニューシステムを既にアクティブ化した後にユーザが投射スクリーン１００の前で比較的長い距離に亘って移動することに起因して起きる、IRP２０５決定後におけるインタラクティブデバイス１２５の比較的長い距離に亘る移動の状況を図２ｃに基づき説明する。前述の説明から分かるように、外側殻体２２０を繰返し通過することによりIRP２０５も繰返し追従する。本実施例ではIRP２０５’、２０５’’および２０５’’’として、あるいはこれに対応する基準座標系２１０で言えば、それぞれ呼応して移行する、破線表示された基準座標系２１０’、２１０’’および２１０’’’として、それぞれ３回の追従が起きる。
【００３５】
図２ａ〜２ｃに示されたインタラクティブデバイス１２５の実空間軌道は、総括すれば、純並進運動だけで、または純回転運動だけで、あるいはまたそれら両種動きの組み合わせによって表わし得ることも注記しておかねばならない。前記メニューシステムとの特定のインタラクションの発動のために、あるいはシーン１１５における仮想物体の操作のためにインタラクティブデバイスをそのように回転運動させる場合、少なくとも第２のインタラクションが特に制御素子により発動されて初めて当該インタラクションが発動されるように追加設定することができる。これにより、有利なことに、既にインタラクションデバイス１２５に生じた予期しない僅かな旋回によってインタラクションが誘起されるということが防止される。それに加えて、VRグラフィックシステム内でインタラクションを発動させる前に、インタラクティブデバイス１２５の旋回を逆戻りできるようにすることも可能である。
【００３６】
図３は、図２ａ〜２ｃで想定されたような軌道を描く三次元空間経路の評価のための、本発明に基づくルーチンの実施例を示している。特にVRグラフィックシステムの挿入により、あるいは例えば後続のインタラクティブデバイス１２５のアクティブ化によって誘起されるルーチンのスタート後、ルーチンは当初待機ループにあって、その場合、インタラクティブデバイスの瞬時空間ポジションにおいて、必要に応じ前記の初期空間点IRP２０５を決定するために、ユーザがインタラクションを実施したか否かについて継続的に、または間隔を置いて問いかけがなされる３０５。この「初期」インタラクションは、特に前記のプレスキー１９５によって行われるが、しかし、上段で記述したように、言葉、ジェスチャーなどで行うこともできる。
【００３７】
そのような初期インタラクションが確認されれば、ステップ３１０では先ず上記の基準座標系２１０を決定する。その場合座標の原点はIRP２０５によって形成する。続いてのステップ３１５および３２０では基準座標系２１０において、上記第１閾値２１５の参照点または参照面セグメント２１７および第２閾面２２０を決定する。
【００３８】
上記のステップに続いて再びループ回路に戻り、そこで先ずインタラクティブデバイス１２５の現ポジションを捕捉する３２５。その後、捕捉された現ポジションの値が上記第１閾値または該参照面セグメント２１７の値より外側にあるか否かをチェックする３３０。この条件３３０が満たされていない場合は、インタラクティブデバイス１２５の現ポジション値を改めて捕捉するために、ルーチンはステップ３２５に立ち戻る。しかし条件３３０が満たされていれば、軌道は第１閾面２１５を突き抜けている。その場合は先ず、さらに、基準座標系内のいずれの参照点または参照面セグメントがそれに該当するのかをチェックする３３５。最終チェック３３５の結果に依存して、然るべき機能選択またはメニュー選択が発動される３４０。
【００３９】
ステップ３４２で追加チェックされることであるが、発動した機能がルーチン全体を終了させる機能であるという特別な場合では、ルーチンを終了させるステップ３４３にまで跳び進む。
【００４０】
軌道が実際に第１閾面２１５を通り抜けた場合、さらに、軌道が既に第２閾面２２０も通り抜けたか否かをチェックする３４５。すなわち、インタラクティブデバイス１２５の現ポジション値が該基準座標内で第２閾値を越えているか否かのチェックをする３４５。この条件が満たされていない場合は、再びステップ３２５に立ち戻り、インタラクティブデバイス１２５のポジション値を改めて捕捉する。そうでない逆の場合は、基準座標系を、またはIRP２０５に一致する原点３５０を追従移動させる、それも場合によってはインタラクティブデバイス１２５の現軌道ポジションへインクリメンタルに移行させる。
【００４１】
前記の初期空間点（IRP）に関するコンセプトには、原則として、インタラクティブデバイス１２５の純然たる回転だけにより、または純然たる並進運動と回転からの組み合わせによりインタラクションが行われるユーザインタフェースも含まれていることを、最後に注記しておく。回転の場合のIRPについては、想定される球体型または円筒型座標系の初期空間角はψ＝０°と解することができる。その場合上記の両閾値は、例えばψ＝９０°またはψ＝１８０°など、互に離散した角度で形成することができる。ψ＝１８０°を越えた場合、上記の座標系は、例えば角度ψ＝１８０°分追従移動させる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】現状技術による、当該侵入式VR（バーチャルリアリティ）グラフィックシステムの簡略全体図である。
【図２ａ】図１に示されたインタラクティブデバイスの実空間移動で生じる典型的な三次元空間軌道およびその評価に使用される本発明に基づく方法についての図解である。
【図２ｂ】図１に示されたインタラクティブデバイスの実空間移動で生じる典型的な三次元空間軌道およびその評価に使用される本発明に基づく方法についての図解である。
【図２ｃ】図１に示されたインタラクティブデバイスの実空間移動で生じる典型的な三次元空間軌道およびその評価に使用される本発明に基づく方法についての図解である。
【図３】当該インタラクティブデバイスの制御のための、本発明に基づくルーチンのフローチャートによる図解である。
【図１】
2007506164.tif 000003
【図２ａ】
2007506164.tif 000004
【図２ｂ】
2007506164.tif 000005
【図２ｃ】
2007506164.tif 000006
【図３】
2007506164.tif 000007
【国際調査報告】
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