(57)【要約】【課題】利用者が意図した画像を表示することができる画像表示システムを提供すること。【解決手段】画像表示システム１００は、３次元の仮想空間において所定の座標を視点として視点から所定の座標の注視点までの方向を視線とした場合の仮想空間に位置する仮想物体を表示する表示手段１０９と、視点の座標を回転移動させる際の中心点の座標として任意の点の座標を指定する中心点座標指定手段１０１とを備え、中心点の座標を注視点の座標とするようになっている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元の仮想空間内において所定の座標を視点として前記視点から所定の座標の注視点までの方向を視線とした場合の前記仮想空間内に位置する仮想物体を表示する表示手段と、前記視点の座標を回転移動させる際の中心点の座標として任意の点の座標を指定する座標指定手段とを備え、前記中心点の座標を前記注視点の座標とすることを特徴とする画像表示システム。
【請求項２】
前記座標指定手段は、前記中心点の座標として前記仮想物体が有する所定の点の座標を指定することを特徴とする請求項１に記載の画像表示システム。
【請求項３】
前記座標指定手段は、前記仮想物体を指定することで、前記中心点の座標として前記仮想物体の重心点の座標を指定することを特徴とする請求項２に記載の画像表示システム。
【請求項４】
前記座標指定手段は、前記仮想物体の所定の位相要素を指定することで、前記中心点の座標として前記位相要素が有する所定の点の座標を指定することを特徴とする請求項２に記載の画像表示システム。
【請求項５】
所定の規則に基づいて前記中心点の座標を算出する座標算出手段と、前記座標算出手段によって算出された座標又は前記座標指定手段によって指定された座標の何れか一方を前記中心点の座標として選択する選択手段とを備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の画像表示システム。
【請求項６】
前記座標指定手段によって指定された点の座標を記憶する指定座標記憶手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の画像表示システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータ等において構築された３次元の仮想空間に位置する仮想物体を表示する画像表示システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンピュータ等において構築された３次元の仮想空間に位置する仮想物体を表示する画像表示システムとして、画像を表示する画面の上下方向に仮想物体を伸縮させる第１のスクロールバーと、仮想物体を拡大又は縮小させる第２のスクロールバーと、画面に対して平行方向に移動可能で視点の座標を３次元の仮想空間の原点の座標を中心点の座標として回転移動をさせるカーソルとをマウスで操作することで仮想空間に位置する仮想物体を多角的に表示することができる画像表示システムが提供されていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−０１０６９３号公報（第３頁、第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の画像表示システムにおいては、着目した仮想物体が３次元の仮想空間の原点の座標から離れていると視点の座標の回転移動により、着目した仮想物体が画面の表示範囲外に位置してしまい、利用者が意図した画像が表示されないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、利用者が意図した画像を表示することができる画像表示システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の画像表示システムは、３次元の仮想空間内において所定の座標を視点として前記視点から所定の座標の注視点までの方向を視線とした場合の前記仮想空間内に位置する仮想物体を表示する表示手段と、前記視点の座標を回転移動させる際の中心点の座標として任意の点の座標を指定する座標指定手段とを備え、前記中心点の座標を前記注視点の座標とする構成を有している。
【０００７】
この構成により、本発明の画像表示システムは、視点の座標を回転移動させる際の中心点の座標を利用者が任意に指定することができ、指定された中心点の座標が注視点の座標となる画像が表示されるので、視点の座標の回転移動により利用者の意図した画像を表示することができる。
【０００８】
また、本発明の画像表示システムは、前記座標指定手段は、前記中心点の座標として前記仮想物体が有する所定の点の座標を指定する構成を有している。
【０００９】
この構成により、本発明の画像表示システムは、着目した仮想物体の更に着目したい部位が有する点の座標を視点の座標を回転移動させる際の中心点の座標として指定できるので、着目したい部位を中心とした画像を表示することができる。
【００１０】
また、本発明の画像表示システムは、前記座標指定手段は、前記仮想物体を指定することで、前記中心点の座標として前記仮想物体の重心の座標を指定する構成を有している。
【００１１】
この構成により、本発明の画像表示システムは、着目した仮想物体を指定するだけで、着目した仮想物体の中心となる重心点の座標を視点の座標を回転移動させる際の中心点の座標とすることができるので、着目した仮想物体が画面の中央に位置する画像が生成でき、利用者の意図した画像を表示することができる。
【００１２】
また、本発明の画像表示システムは、前記座標指定手段は、前記仮想物体の所定の位相要素を指定することで、前記中心点の座標として前記位相要素が有する所定の点の座標を指定する構成を有している。
【００１３】
この構成により、本発明の画像表示システムは、着目した仮想物体の更に着目したい位相要素が有する点の座標を視点の座標を回転移動させる際の中心点の座標として指定できるので、着目したい位相要素を中心とした画像を表示することができる。
【００１４】
また、本発明の画像表示システムは、所定の規則に基づいて前記中心点の座標を算出する座標算出手段と、前記座標算出手段によって算出された座標又は前記座標指定手段によって指定された座標の何れか一方を前記中心点の座標として選択する選択手段とを備えた構成を有している。
【００１５】
この構成により、本発明の画像表示システムは、所定の規則に基づいて算出された点の座標又は利用者によって指定された点の座標の何れか一方を視点の座標を回転移動させる際の中心点の座標として選択することができ、利用者は必要な場合のみに視点の座標を回転移動させる際の中心点の座標を指定することができるので、利用者の作業を簡素化することができる。
【００１６】
また、本発明の画像表示システムは、前記座標指定手段によって指定された点の座標を記憶する指定座標記憶手段を備えた構成を有している。
【００１７】
この構成により、本発明の画像表示システムは、指定座標記憶手段に予め利用者が指定した点の座標を記憶させ、指定座標記憶手段に記憶された点の座標を必要に応じて瞬時に視点の座標を回転移動させる際の中心点の座標に設定することができるので、利用者の作業を簡素化することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
まず、第１の実施の形態に係る画像表示システムの構成について説明する。
【００２０】
図１に示すように、本実施の形態に係る画像表示システム１００は、視点の座標を回転移動させる際の中心点、即ち回転中心点の座標として任意の点の座標を指定する座標指定手段１０１と、座標指定手段１０１によって指定された点、即ち指定点の座標を記憶する指定座標記憶手段１０２と、図２に示すように、原点２０１から伸びる互いに独立する３方向をそれぞれｘ軸２０２、ｙ軸２０３及びｚ軸２０４とした仮想空間２００において、仮想物体２０６の底辺２０７から頂点２０８までのｚ軸の中点２０９を通過する視点２０５から伸びる視線２１０がｘｙ平面と交わる点２１１の座標を回転中心点の座標として算出する座標算出手段１０３と、座標算出手段１０３によって算出された点、即ち算出点の座標を記憶する算出座標記憶手段１０４とを備える。また、画像表示システム１００は、指定座標記憶手段１０２又は算出座標記憶手段１０４によってそれぞれ記憶されている指定点の座標又は算出点の座標の何れか一方を回転中心点の座標として選択する選択手段１０５と、選択手段１０５によって選択された回転中心点の座標を中心とした視点の座標の回転移動における回転量を入力する回転量入力手段１０６と、選択手段１０５によって選択された回転中心点の座標を注視点の座標とし、回転移動後の新しい視点の座標から注視点の座標に向かう視線に直交する投影面に投影された画像を生成する画像生成手段１０７と、画像生成手段１０７によって生成された画像を表示する表示手段１０９とを備えている。
【００２１】
なお、ＣＰＵ１０８は、上述した座標算出手段１０３及び画像生成手段１０７を備えるようになっている。
【００２２】
次に、本実施の形態に係る画像表示システム１００の動作を示す図３のフローチャートに基づいて画像表示システム１００の動作について説明する。
【００２３】
まず、図２に示すように、座標算出手段１０３によって算出点２１１の座標が算出され（Ｓ３０１）、算出された算出点２１１の座標が算出座標記憶手段１０４によって記憶される（Ｓ３０２）。
【００２４】
次に、図２と同じ仮想空間２００及び仮想物体２０６を表す図４に示すように、仮想物体２０６の底辺２０７から頂点２０８までのｚ軸の中点２０９の座標が座標指定手段１０１によって指定点４０９の座標として指定され（Ｓ３０３）、指定された指定点４０９の座標が指定座標記憶手段１０２によって記憶される（Ｓ３０４）。
【００２５】
次いで、選択手段１０５によって利用者からの指示に応じて指定点４０９の座標又は算出点２１１の座標の何れか一方が回転中心点の座標として選択される（Ｓ３０５）。
【００２６】
続いて、ステップＳ３０５において指定点の座標が回転中心点の座標として選択された場合、指定座標記憶手段１０２から指定点の座標が選択手段１０５によって読み出され（Ｓ３０６）、読み出された指定点の座標が画像生成手段１０７に出力される。
【００２７】
また、ステップＳ３０５において算出点の座標が回転中心点の座標として選択された場合、算出座標記憶手段１０４から算出点の座標が選択手段１０５によって読み出され（Ｓ３０７）、読み出された算出点の座標が画像生成手段１０７に出力される。
【００２８】
次に、回転量入力手段１０６によって画像生成手段１０７にｘ軸方向、ｙ軸方向及びｚ軸方向への回転量が入力される（Ｓ３０８）。
【００２９】
次いで、画像生成手段１０７に入力された回転中心点の座標及び回転量から新しい視点の座標が画像生成手段１０７によって算出される（Ｓ３０９）。
【００３０】
続いて、ステップＳ３０５において選択された回転中心点の座標が画像生成手段１０７によって注視点の座標として見なされ、ステップＳ３０９において算出された視点の座標から注視点の座標に向かう直線と直交する投影面に投影された画像が画像生成手段１０７によって生成される（Ｓ３１０）。
【００３１】
次に、ステップＳ３１０において生成された画像が画像生成手段１０７から表示手段１０９に出力され、出力された画像は、表示手段１０９によって表示される（Ｓ３１１）。
【００３２】
ここで、図５（ａ）に示すように、ステップＳ３０７において算出点２１１の座標が回転中心点の座標として選択手段１０５によって読み出され、仮想物体２０６のｘｚ平面に平行な画像を形成するために、ステップＳ３０８において投影面５１２がｘｚ平面と平行になるようにｘ軸、ｙ軸及びｚ軸方向にそれぞれ所定量の回転量が回転量入力手段１０６によって画像生成手段１０７に入力された場合、投影面５１２の上部半分のみにしか仮想物体２０６が投影されず、ステップＳ３１１において図５（ｂ）に示すような仮想物体２０６の上部が画面の範囲を越えてしまう画像が表示手段１０９によって表示されてしまう。
【００３３】
上記に対して、図６（ａ）に示すように、ステップＳ３０６において指定点４０９の座標が回転中心点の座標として選択手段１０５によって読み出され、仮想物体２０６のｘｚ平面に平行な画像を形成するために、ステップＳ３０８において投影面６１２がｘｚ平面と平行になるようにｘ軸、ｙ軸及びｚ軸方向にそれぞれ所定量の回転量が回転量入力手段１０６によって画像形成手段１０７に入力された場合、投影面６１２に仮想物体２０６の全体が投影され、ステップＳ３１１において図６（ｂ）に示すような仮想物体２０６のｘｚ平面に平行な画像が表示手段１０９によって表示される。
【００３４】
以上に説明したように、画像表示システム１００は、回転中心点の座標を利用者が任意に指定することができ、指定された回転中心点の座標が注視点の座標となる画像が表示されるので、座標算出手段１０３によって算出された算出点の座標を回転中心点の座標とした図５（ｂ）と座標指定手段１０１によって指定された指定点の座標を回転中心点の座標とした図６（ｂ）とを比較しても分かるように、回転中心点が指定されることで、着目した仮想物体が画面の表示範囲を越えることがなく、視点の座標の回転移動により利用者の意図した画像を表示することができる。
【００３５】
また、画像表示システム１００は、座標算出手段１０３によって所定の規則に基づいて算出された算出点２１１の座標又は座標指定手段１０１によって指定された指定点４０９の座標の何れか一方を回転中心点の座標として選択することができ、利用者は必要な場合のみに回転中心点の座標を指定することができるので、利用者の作業を簡素化することができる。
【００３６】
また、画像表示システム１００は、指定座標記憶手段１０２に予め利用者が指定した指定点４０９の座標を記憶させ、指定座標記憶手段１０２に記憶された指定点４０９の座標を必要に応じて瞬時に回転中心点の座標に設定することができるので、利用者の作業を簡素化することができる。
【００３７】
（第２の実施の形態）
まず、第２の実施の形態に係る画像表示システムの構成について説明する。
【００３８】
なお、本実施の形態に係る画像表示システムの構成のうち第１の実施の形態に係る画像表示システムの構成と同様である構成については、第１の実施の形態に係る画像表示システムの構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３９】
図７に示すように、本実施の形態に係る画像表示システム７００は、仮想物体を３次元ソリッドモデルとした場合に、図８に示すように仮想物体８０１をシェルとして指定するか、又は作業平面８０２、稜線８０３及び頂点８０４という仮想物体が有する位相要素を指定するシェル位相要素指定手段７０１と、シェル位相要素指定手段７０１によって指定された仮想物体８０１の重心の座標、作業平面８０２の原点の座標、稜線８０３の中点の座標及び頂点８０４の座標を回転中心点の座標として算出する中心点座標算出手段７０３と、中心点座標算出手段７０３によって算出された回転中心点の座標を記憶する中心点座標記憶手段７０４とを備える。
【００４０】
次に、本実施の形態に係る画像表示システム７００の動作を示す図９のフローチャートに基づいて画像表示システム７００の動作について説明する。
【００４１】
まず、図９に示すように、シェル位相要素指定手段７０１によって図８に示す仮想物体８０１がシェルとして指定されるか、又は仮想物体８０１が有する位相要素が指定される（Ｓ９０１）。
【００４２】
次に、シェル位相要素指定手段７０１によって仮想物体８０１がシェルとして指定されたか否かが判定され（Ｓ９０２）、仮想物体８０１がシェルとして指定されたと判定された場合、シェルとして指定された仮想物体８０１の重心点の座標が回転中心点の座標として中心点座標算出手段７０３によって算出される（Ｓ９０３）。
【００４３】
また、ステップＳ９０２において仮想物体８０１がシェルとして指定されていないと判定された場合、位相要素が指定されたと判定し、指定された位相要素が作業平面８０２であるか否かが判定される（Ｓ９０４）。
【００４４】
次いで、ステップＳ９０４において指定された位相要素が作業平面８０２であると判定された場合、指定された作業平面８０２の原点の座標が回転中心点の座標として中心点座標算出手段７０３によって算出される（Ｓ９０５）。
【００４５】
また、ステップＳ９０４において指定された位相要素が作業平面８０２でないと判定された場合、指定された位相要素が稜線８０３であるか否かが判定される（Ｓ９０６）。
【００４６】
次に、ステップＳ９０６において指定された位相要素が稜線８０３であると判定された場合、指定された稜線８０３の中点の座標が回転中心点の座標として中心点座標算出手段７０３によって算出される（Ｓ９０７）。
【００４７】
また、ステップＳ９０６において指定された位相要素が稜線８０３でないと判定された場合、指定された位相要素は頂点８０４であると判定され、指定された頂点８０４の座標が回転中心点の座標として中心点座標算出手段７０３によって算出される（Ｓ９０８）。
【００４８】
続いて、中心点座標算出手段７０３によって算出された回転中心点の座標が中心点座標記憶手段７０４によって記憶される（Ｓ９０９）。
【００４９】
次に、回転入力手段１０６によって画像生成手段７０７にｘ軸方向、ｙ軸方向及びｚ軸方向への回転量が入力される（Ｓ９１０）。
【００５０】
次いで、画像生成手段７０７によって中心点座標記憶手段７０４に記憶された回転中心点の座標が取得され、取得された回転中心点の座標及び画像生成手段７０７に入力された回転量から新しい視点の座標が画像生成手段１０７によって算出される（Ｓ９１１）。
【００５１】
続いて、ステップＳ９０９において中心点座標記憶手段７０４に記憶された回転中心点の座標が画像生成手段１０７によって注視点の座標として見なされ、ステップＳ９１１において算出された視点の座標から注視点の座標に向かう直線と直交する投影面に投影された画像が画像生成手段１０７によって生成される（Ｓ９１２）。
【００５２】
次に、ステップＳ９１２において生成された画像が画像生成手段１０７から表示手段１０９に出力され、出力された画像は、表示手段１０９によって表示される（Ｓ９１３）。
【００５３】
以上に説明したように、画像表示システム７００は、図８にしめすように着目した仮想物体８０１の更に着目したい作業平面８０２の原点、稜線８０３の中点及び頂点８０４の座標を回転中心点の座標として指定できるので、着目したい位相要素を中心とした画像を表示することができる。
【００５４】
また、画像表示システム７００は、着目した仮想物体８０１を３次元ソリッドモデルにおけるシェルとして指定するだけで、着目した仮想物体８０１の中心となる重心点の座標を回転中心点の座標とすることができるので、着目した仮想物体８０１が画面の中央に位置する画像が生成でき、利用者の意図した画像を表示することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、利用者が意図した画像を表示することができる画像表示システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像表示システムのブロック図
【図２】ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸からなる仮想空間における仮想物体及び算出点を表す３次元図
【図３】本発明の第１の実施の形態のフローチャート図
【図４】ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸からなる仮想空間における仮想物体及び指定点を表す３次元図
【図５】（ａ）算出点の座標を回転中心点の座標とした場合における視点の座標の回転移動後の投影面の位置を表す図
（ｂ）算出点の座標を回転中心点の座標とした場合の投影面に投影された仮想物体を表す画像図
【図６】（ａ）指定点の座標を回転中心点の座標とした場合における視点の座標の回転移動後の投影面の位置を表す図
（ｂ）指定点の座標を回転中心点の座標とした場合の投影面に投影された仮想物体を表す画像図
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る画像表示システムのブロック図
【図８】仮想物体を３次元ソリッドモデルとした場合のシェル及び位相要素を表す図
【図９】本発明の第２の実施の形態のフローチャート図
【符号の説明】
１０１  中心点座標指定手段（座標指定手段）
１０２  指定座標記憶手段
１０３  中心点座標算出手段（座標算出手段）
１０５  選択手段
１０９  表示手段
７０１  シェル位相要素指定手段（座標指定手段）
７０３  中心点座標算出手段（座標算出手段）
７０４  中心点座標記憶手段（指定座標記憶手段）
【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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【図８】
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【図９】
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