(57)【要約】【課題】３次元仮想空間のウォークスルーや、仮想物体の操作をより簡便に行うこと。【解決手段】ビュー画像レンダリング部１０２は仮想空間において体験者の視点を示す第１の視点に基づいた仮想空間の映像を生成し、ビュー画像提示部１０１に表示する。また地図画像レンダリング部１０４は仮想空間において、第１の視点の位置周辺の領域を示す地図画像を生成し、地図画像提示部１０３に表示する。そして地図画像提示部１０３の表示面上に設けられ、第１の視点の位置、視線方向を視点位置・視線方向入力部１０６を用いて制御し、更に地図画像提示部１０３の表示面上に設けられ、仮想空間に設置された仮想物体に対する操作制御を仮想物体操作入力部１０７を用いて行う。【選択図】　図１
2004054590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮想空間において、体験者の視点を示す第１の視点に基づいた仮想空間の映像を生成する第１の生成手段と、
当該第１の生成手段による仮想空間の映像を表示する第１の表示手段と、
前記仮想空間において、前記第１の視点の位置周辺の領域を示す地図画像を生成する第２の生成手段と、
当該第２の生成手段による地図画像を表示する第２の表示手段と、
当該第２の表示手段の表示面上に設けられ、前記第１の視点の位置、視線方向を制御する視点位置視線方向制御手段と、
当該第２の表示手段の表示面上に設けられ、前記仮想空間に設置された仮想物体に対する操作制御を行う操作制御手段と
を備えることを特徴とする仮想空間描画表示装置。
【請求項２】
前記第２の生成手段は、前記第１の視点の周辺の領域を、前記第１の視点の真上から見下ろした平面地図の画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の仮想空間描画表示装置。
【請求項３】
前記第２の生成手段は、鳥瞰図としての前記地図画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の仮想空間描画表示装置。
【請求項４】
前記視点位置視線方向制御手段は、前記第２の表示手段の表示面上に固定されたトラックボールを備え、
前記視点位置視線方向制御手段は、前記表示面上における当該トラックボールの位置を当該表示面上に表示された地図における前記第１の視点の位置とし、当該トラックボールを回転させる方向に応じて前記第２の表示手段に表示される前記地図画像をスクロール表示させ、前記第１の視点の位置、視線方向を制御することを特徴とする請求項１に記載の仮想空間描画表示装置。
【請求項５】
前記視点位置視線方向制御手段は、前記第２の表示手段の表示面上を移動可能で、自身の位置、姿勢を計測可能なセンサの受信装置を備え、
前記視点位置視線方向制御手段は、当該センサの位置、姿勢に応じて前記第１の視点の位置、姿勢を制御することを特徴とする請求項１に記載の仮想空間描画表示装置。
【請求項６】
前記第２の表示手段の表示面には、前記地図画像を表示する第１の領域と、前記視点位置視線方向制御手段を置くことで、置いた領域に応じた方向に当該第１の領域に表示される地図画像をスクロールさせる第２の領域が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の仮想空間描画表示装置。
【請求項７】
前記操作制御手段は、
前記仮想空間に設置された仮想物体において、操作対象の仮想物体を選択するための第１のモードと、
当該第１のモードで選択された操作対象の仮想物体の位置、姿勢を制御する第２のモードのいずれかを実行することを特徴とする請求項１に記載の仮想空間描画表示装置。
【請求項８】
仮想空間において、体験者の視点を示す第１の視点に基づいた仮想空間の映像を生成する第１の生成工程と、
前記仮想空間において、前記第１の視点の位置周辺の領域を示す地図画像を生成する第２の生成工程と、
前記地図画像を表示する表示部の表示面上に設けられた視点位置視線方向制御手段を用いて前記第１の視点の位置、視線方向を制御する視点位置視線方向制御工程と、
前記表示部の表示面上に設けられた操作制御手段を用いて、前記仮想空間に設置された仮想物体に対する操作制御を行う操作制御工程と
を備えることを特徴とする仮想空間描画表示方法。
【請求項９】
コンピュータを請求項１乃至７のいずれか１項に記載の仮想空間描画表示装置として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
コンピュータに請求項８に記載の仮想空間描画表示方法を実行させるためのプログラム。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載のプログラムを格納する記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、体験者に仮想空間を体験させるための仮想空間描画表示装置、仮想空間描画表示方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の計算機の能力向上とともに、３次元コンピュータグラフィクス（ＣＧ）が急速に一般化しつつある。それと相まって、３次元仮想空間を取り扱う言語としてＶＲＭＬ　（Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｒｅａｌｉｔｙ　Ｍｏｄｅｌｉｎｇ　Ｌａｎｇｕａｇｅ）が標準化され、広く使われている。現時点で公表されている最新版のＶＲＭＬ２．０　（ＩＳＯ／ＩＥＣ　１４７７２−１：１９９７）は、エレクトリック・コマース用の仮想モール構築、またはイントラネットでのＣＡＤ等の３次元データの管理などで用いられている。
【０００３】
体験者はＶＲＭＬ等で記述されている３次元仮想空間を２次元ビュー画面を用いて、３次元仮想空間内に設定された視点の位置または視線方向に応じた仮想空間の映像を観察していた。具体的には体験者は、マウスを用いて２次元ビュー画面上のカーソルを動かしたり、ジョイスティックを前後左右に倒したり、トラックボールを回転させたりすることで、視点位置情報と視線方向情報を変化させる。
【０００４】
その結果、この体験者に仮想空間の映像を提示する装置は、変化させた視点位置情報と視線方向情報に応じて上記視点の位置、視線方向を変化させ、変化させた視点の位置、視線方向に応じた仮想空間の映像を生成し、生成した映像を体験者に対して提示する。そして体験者はこのように視点位置情報、視線方向情報を逐次変化させることで、３次元仮想空間をウォークスルーすることができる。
【０００５】
また、３次元仮想空間内に操作できる仮想物体がある場合、２次元のビュー画面上のカーソルを操作対象の仮想物体の上に移動させ、同時に例えば何かのキーを押しながらその物体を選択して、または操作モードを切り替えることで、この仮想物体を操作していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし従来の方法によれば、３次元仮想空間内における視点からの視界（視野角）には限度があって、２次元のビュー画面を見るだけでは、視点の位置が現在３次元仮想空間全体のどこにいるのかがわかりにくい。
【０００７】
また上記視点は、あるサイズを持ったオブジェクトとして３次元仮想空間内に存在することになるが、この場合、このオブジェクトは時として３次元仮想空間内における障害物と衝突することがある。しかし、ウォークスルー中に障害物と衝突した場合にはそれ以上、視点位置を障害物のある方向に移動させることができないのであるが、障害物の位置によっては障害物が上記視界には入っていないことがあるため、なぜ視点位置が変化できないのかがわかりにくいことがある。
【０００８】
更に、３次元仮想空間内の仮想物体に対する操作は上述の通り２次元のビュー画面上のカーソルを用いて行うことができるが、操作対象の仮想物体の位置と視点位置との間に別の操作可能物体があると、操作対象の仮想物体を操作するのは困難である。
本発明は以上の問題に鑑みてなされたものであり、３次元仮想空間のウォークスルーや、仮想物体の操作をより簡便に行うことを可能とする仮想空間描画表示装置、及び仮想空間描画表示装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的を達成するために、例えば本発明の仮想空間描画表示装置は以下の構成を備える。
【００１０】
すなわち、仮想空間において、体験者の視点を示す第１の視点に基づいた仮想空間の映像を生成する第１の生成手段と、
当該第１の生成手段による仮想空間の映像を表示する第１の表示手段と、
前記仮想空間において、前記第１の視点の位置周辺の領域を示す地図画像を生成する第２の生成手段と、
当該第２の生成手段による地図画像を表示する第２の表示手段と、
当該第２の表示手段の表示面上に設けられ、前記第１の視点の位置、視線方向を制御する視点位置視線方向制御手段と、
当該第２の表示手段の表示面上に設けられ、前記仮想空間に設置された仮想物体に対する操作制御を行う操作制御手段と
を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の目的を達成するために、例えば本発明の仮想空間描画表示方法は以下の構成を備える。
【００１２】
すなわち、仮想空間において、体験者の視点を示す第１の視点に基づいた仮想空間の映像を生成する第１の生成工程と、
前記仮想空間において、前記第１の視点の位置周辺の領域を示す地図画像を生成する第２の生成工程と、
前記地図画像を表示する表示部の表示面上に設けられた視点位置視線方向制御手段を用いて前記第１の視点の位置、視線方向を制御する視点位置視線方向制御工程と、
前記表示部の表示面上に設けられた操作制御手段を用いて、前記仮想空間に設置された仮想物体に対する操作制御を行う操作制御工程と
を備えることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照して、本発明を好適な実施形態に従って詳細に説明する。
【００１４】
［第１の実施形態］
３次元仮想空間の体験、即ち３次元仮想空間におけるウォークスルーと仮想物体操作を体験者に体験させるための、本実施形態に係る仮想空間描画表示装置についてまず説明する。ここでウォークスルーとは、３次元仮想空間における体験者の視点位置の移動や視線方向等により、体験者がこの３次元空間内を閲覧することである。
【００１５】
本実施形態に係る仮想空間描画表示装置は、ＶＲＭＬで記述されている３次元仮想空間のデータを用いて３次元仮想空間の映像を生成する。そして、仮想空間における体験者の視点位置と視線方向に応じて体験者の見るべき仮想空間のビュー画像を生成し、ビュー画像提示装置がこれを提示する。
【００１６】
また体験者にとって仮想空間内の自身の現在位置（視点位置）を分かりやすくするために、仮想空間内での体験者の視点位置・視線方向を入力するための入力装置を、３次元仮想空間を上から見た２次元の地図画像を表示する表示装置上に設け、その地図上での視点位置・視線方向が体験者の視点の現在位置と視線方向を入力する。
【００１７】
本実施形態でも視点はあるサイズを有するオブジェクトとして表現するが、このオブジェクトと仮想空間内の壁や台などとの衝突が起きたときには、体験者は視点位置・視線方向入力装置の周りの地図を見て、オブジェクトと障害物との位置関係を把握し、視点位置・視線方向入力装置を用いてオブジェクトの位置を移動させ、障害物を避ければ良い。
【００１８】
また、同じ地図の上に仮想物体を操作するための仮想物体操作入力装置も設ける。そして操作対象の仮想物体が有れば、地図上の仮想物体の画像と仮想物体操作入力部をお互いに近づかせて、仮想物体を選び、物体回転や物体移動等の様な操作を行う。３次元仮想空間データは幾何学モデルに限定されず、例えば光線空間データ等の異なったデータ形式でも良い。
【００１９】
図１は、３次元仮想空間の体験、つまり仮想空間におけるウォークスルーと仮想物体操作を体験者に体験させるための仮想空間描画表示装置の機能構成を説明するブロック図である。図２は、体験者が本実施形態の仮想空間描画表示装置を操作する様子を示す図である。
【００２０】
以下、図１，２を用いて、本実施形態に係る仮想空間描画提示装置について説明する。
【００２１】
ビュー画像提示部１０１は、体験者が入力した視点位置・視線方向に応じた仮想空間の画像を体験者に提示する。ビュー画像提示部１０１は画像を表示することができる媒体であれば特に限定されるものはなく、例えばプロジェクタやスクリーン、ＣＲＴや液晶ディスプレイ等が適用可能である。また立体映像の表示装置を適用しても良い。また表示する面は一面でも、複数面でもよい。また本実施形態では、仮想空間における体験者の視点からの視野角は固定されているものとするが、動的に変化しても良い。図２に示すビュー画像提示装置２０１は一つの例である。
【００２２】
ビュー画像レンダリング部１０２は、仮想空間における視点の視野に入っている仮想空間の画像を３次元仮想空間データを元に生成する。３次元仮想空間データは３次元仮想空間データ記憶部１１０に保存されている。
【００２３】
シミュレーション部１０５は３次元仮想空間のどの部分のビュー画像を体験者に提供するかを判断する判断処理や、ウォークスルー中に視点を示すオブジェクトと仮想空間内に設置された障害物との衝突判定処理等、ウォークスルーに関するメインの処理を行う。例えば体験者は後述の操作部を用いて仮想物体の位置と姿勢を変更することができるが、その際、シミュレーション部１０５はその操作の結果を３次元仮想空間データに反映させ、常に最新状態を３次元仮想空間データ記憶部１１０に格納する。
【００２４】
またシミュレーション部１０５は後述の地図画像を生成するために、体験者の視点位置の周囲の領域を示す３次元仮想空間データを３次元仮想空間データ記憶部１１０が格納する３次元仮想空間データから選び、地図画像レンダリング部１０４に送る。地図画像レンダリング部１０４は送られた３次元仮想空間データを用いて、体験者の視点位置の周囲の領域を示す仮想空間の地図の画像を生成する。
【００２５】
地図画像提示部１０３は、地図画像レンダリング部１０４で生成された地図画像を提示する。地図画像提示部１０３上には、視点位置・視線方向情報を入力するための装置であるユーザーインタフェイス（ＵＩ）と、仮想物体に対する操作の指示を入力するための装置であるＵＩを設ける。
【００２６】
図２では、地図画像提示部１０３として機能する、プロジェクタ２０４を用いた地図画像提示装置２０２を示す。同図では、プロジェクタ２０４が地図画像提示装置２０２の表示面の裏に画像を投影するバックプロジェクション方式を示している。一方、フロントプロジェクションを用いても良く、その場合の仮想空間描画表示装置を図３に示す。同図では、プロジェクタ３０１が地図画像提示装置２０２の表示面の表に画像を投影するフロントプロジェクション方式を示している。
【００２７】
図４は、ビュー画像提示装置２０１上に提示するビュー画像の一例としてのビュー画像５０１と、地図画像提示装置２０２の表示面上に提示する地図画像の一例としての地図画像５０２と、視点位置・視線方向入力ＵＩ２０５の一例としての地図画像５０２上の視点位置・視線方向入力ＵＩ５０３とを示す図である。また同図では、仮想物体に対する操作の指示を入力するための装置であるＵＩは説明上、省略している。
【００２８】
本実施形態では視点位置・視線方向入力ＵＩ５０３として、トラックボールを使用し、地図画像提示装置２０２の表示面上におけるトラックボールの位置が地図上の視点位置を示すものとし、視線方向は同図５０４に示すように、地図画像提示装置２０２の表示面上において常に上方向を指しているものとする。なお、視線方向を示す矢印５０４は説明上同図に示したが、現在の視線方向を体験者が分かり易くするためにこの矢印５０４の画像を地図画像提示装置２０２の表示面上に表示しても良い。トラックボールは地図画像の表示面における絶対位置と方向が固定になるため、トラックボールを操作すると、仮想空間の地図画像がスクロール或いは回転する。
【００２９】
図５は、トラックボール５０３を用いた視点位置の制御方法を説明する図、図６は、トラックボール５０３を用いた視線方向の制御方法を説明する図である。また図５，６では、仮想物体に対する操作の指示を入力するための装置であるＵＩは説明上、省略している。
【００３０】
図５において、例えばトラックボール５０３を５５１の方向に回すことで、地図画像５０２は５６２の方向にスクロールする。これにより、視点の位置は地図上において上方向に移動することになる。一方、トラックボール５０３を５５２の方向に回すことで、地図画像５０２は５６１の方向にスクロールする。これにより、視点の位置は地図上において下方向に移動することになる。
【００３１】
一方、図６において、例えばトラックボール５０３を５７１の方向に回すことで、地図画像５０２はトラックボール５０３の位置を中心に、５８２の方向に回転する。これにより視線方向ベクトル５０４は地図画像提示装置２０２の表示面上においてその絶対方向は変化しないが、地図画像の回転により地図画像内において向いている方向は変化するので、結果的に視線方向は地図画像内において左回転方向に向くことになる。
【００３２】
一方、トラックボール５０３を５７２の方向に回すことで、地図画像５０２はトラックボール５０３の位置を中心に、５８１の方向に回転する。これにより視線方向ベクトル５０４は地図画像提示装置２０２の表示面上においてその絶対方向は変化しないが、地図画像の回転により地図画像内において向いている方向は変化するので、結果的に視線方向は地図画像内において右回転方向に向くことになる。
【００３３】
以上説明したトラックボール５０３の制御方法により視点位置、視線方向を制御できると共に、これら制御方法を組み合わせることで、視点位置を地図上を任意に移動させることもできる。
【００３４】
視点位置・視線方向入力ＵＩ５０３により制御された視点位置・視線方向に基づいた仮想空間の映像は、ビュー画像提示装置２０１にビュー画像５０１として提示される。
【００３５】
なお図５，６ではトラックボール５０３を用いた視点位置、視線方向の制御方法について説明したが、トラックボール５０３の使用方法はこれに限定されるものではなく、例えばトラックボールの横方向回転（方向５７１，方向５７２）により視点位置の真横移動（かに歩き）や視点位置の高さの移動などを行うこともできる。
【００３６】
またトラックボールの回転量に応じた視点移動量と視線回転量もいろいろ考えることが可能である。例えばトラックボールの回転量に応じて視点の移動・視線の方向回転の速度を変えても良いし、トラックボールの回転分だけ移動距離・視点方向角度を変える。この場合は、トラックボールを転がしながら視点移動・視線回転が行い、トラックボールを転がさなければ視点位値・視線方向が変わらない。
【００３７】
また図３に示すように、フロントプロジェクタ式を採用していれば、トラックボールの上に特別な映像を投影することもできる。例えば、カメラ自体の映像をトラックボールの上に投影すれば、体験者には「トラックボール」ではなく、「仮想空間の中を移動するカメラ」の印象を与えることができる。
【００３８】
次に、体験者が仮想空間における仮想物体に対して各種の操作を行うために、体験者が使用する仮想物体操作入力ＵＩ２０６について以下、説明する。本実施形態では仮想物体操作入力ＵＩ２０６として上記視点位置・視線方向入力ＵＩ２０５と同様にトラックボールを用いる。
【００３９】
図７は、地図画像を示すと共に、この地図画像を提示する地図画像提示装置２０２上に設けられた上記視点位置・視線方向入力ＵＩ５０３と、上記仮想物体操作入力ＵＩ２０６として機能する仮想物体操作入力ＵＩ７０１とを示す図である。本実施形態では、地図画像の表示面での仮想物体操作入力ＵＩ７０１の位置は固定されているものとする。
【００４０】
また地図画像には、仮想空間中の仮想物体を示す画像が表示される。この画像は、実際の仮想物体の画像でも良いし、何らかの印を用いても良い。図７では、仮想物体が存在する位置に仮想物体を示す印の画像（７０２乃至７０７）を表示している。
【００４１】
本実施形態では地図画像において仮想物体操作入力ＵＩ７０１に一番近い位置にある仮想物体がまず操作対象として選択される。これは、地図画像における仮想物体操作入力ＵＩの位置は求めることはできるので、求めた位置と夫々の仮想物体の地図画像における位置とを比較することで求めることができる。同図では仮想物体７０２が操作対象として選択されている。
【００４２】
そしてその後、他に選択したい仮想物体がある場合には仮想物体操作入力ＵＩ７０１を用いて他の仮想物体を選択する。選択された仮想物体を視覚的に識別しやすくするために、選択された仮想物体の画像の色を変更したり、画像を点滅させたり、枠を表示したりしても良い。
【００４３】
地図画像提示装置２０２に対してフロントプロジェクション式の投影プロジェクタを採用していれば、仮想物体操作入力ＵＩ７０１を用いて選択された仮想物体の画像を投影しても良い。そして選択された仮想物体の画像は仮想物体操作入力ＵＩ７０１によって操作される。
【００４４】
仮想物体の操作としては、物体回転、左右移動、前後移動、上下移動などが考えられる。複数の操作をトラックボールを用いた２つの操作（縦と横方向回転）に対応させるためには、操作モードの切り替えが必要である。モードの切り替えＵＩとしては、例えばキーボードや、図８に示すように８０１〜８０５のモード切り替えボタンも用いることができる。図８はモード切替ボタン群を示す図で、これらのボタン群は地図画像提示装置２０２においてプロジェクタにより地図画像が表示されない領域に設けても良いし、これらのボタン群は独立した装置に設けても良い
例えばボタン８０１を押しながらトラックボール７０１を回転させると、回転させた方向に選択された仮想物体が回転する。同様にボタン８０２を押しながらトラックボール７０１を回転（縦方向に回転）させると、回転させた方向に選択された仮想物体が移動する。同様にボタン８０３を押しながらトラックボール７０１を回転（縦方向に回転）させると、回転させた方向に選択された仮想物体が移動する。同様にボタン８０４を押しながらトラックボール７０１を回転（横方向に回転）させると、回転させた方向に選択された仮想物体が移動する。またボタン８０５のアノテーション機能を押すと、選択された仮想物体に関する説明が地図画像提示装置２０２上に表示され、かつ予め録音され、仮想物体操作入力部１０７に保持されている、選択された仮想物体に関する音声も再生される。
【００４５】
なお、ボタン群による機能はこれに限定されるものではなく、他の機能を追加することもできる。また各ボタン群とトラックボールとの組み合わせによる操作方法はこれに限定されるものではない。
【００４６】
以上説明した仮想物体操作入力ＵＩ２０６、仮想物体操作モード切り替えＵＩを用いた仮想物体の操作を行う際に用いる各種の情報は仮想物体操作入力部１０７が管理し、仮想物体の操作結果をシミュレーション部１０５に渡す。
【００４７】
本実施形態では視点位置・視線方向入力ＵＩ５０３、仮想物体操作入力ＵＩ７０１としてトラックボールを用いたが、これに限定されるものではなく、夫々異なる位置固定の入力装置であれば、例えばジョイスティックやトラックパッド等を代わりに使うこともできる。
【００４８】
また上記地図画像に対して体験者が各種の操作を行うこともできる。その場合、体験者はキーボードやマウス、ボタン群等により構成される地図表示操作入力部１０９を用いる。その操作の内容としては、地図画像の拡大、縮小、地図画像の詳細度の設定（画像生成に使われる幾何学情報の細かさやポリゴン数の設定、地図画像に対してテクスチャ画像を貼り付けるか否かの設定、地図画像をワイヤーフレーム表示するか否かの設定等）、３次元仮想空間においてどの高さから地図画像を生成するかを設定するための高さ設定、広域地図と狭域地図の同時表示を行うか否かの設定等がある。地図表示操作入力部１０９を用いて入力された上記各種の設定情報はシミュレーション部１０５に送られる。以下にいくつかの地図表示操作を詳しく説明する。
【００４９】
図９（ａ）、（ｂ）は夫々同じ３次元空間の地図画像ではあるが、異なる高さの設定を行った結果、得られる地図画像の例を示す図である。図９（ａ）に示した地図画像９０１は、地図の中心にあるテーブルの上の表面が見える高さに基づいて生成されたものである。一方、図９（ｂ）に示した地図画像は、地図画像９０１を生成した際の高さよりも低い高さに基づいて生成されている。よって地図画像９０２では、テーブルの上の表面を表示することができず、テーブルの４本の脚しか表示されない。
【００５０】
図１０は、広域地図画像と狭域地図画像との同時表示例を示す図である。同図では広域地図画像の表示領域の枠を表示しているが、この枠を地図表示操作入力部１０９を用いて指示し、表示領域の位置を変更したり、表示領域を拡大、縮小させることができる。また本実施形態では地図画像は視点の位置の真上から３次元仮想空間を見下ろした平面地図の画像を用いたが、これに限定されるものではなく、仮想空間の鳥瞰図としての地図の画像であってもよい。
【００５１】
図１においてその他操作入力部１０８は、他の操作に関する入力を行い、シミュレーション部１０５にその入力情報を送る。他の操作の例として、ビューの視野角の調整機能や、３次元仮想空間データを初期状態に戻す機能や、仮想空間のコンテンツの切り替えなどがある。
【００５２】
また本実施形態では１つの装置でビュー画像のレンダリング、地図画像のレンダリングを行っているが、これらの処理は装置に対して大きな負荷をかけるものである。よって、これらの処理を外部の計算機（夫々の処理を夫々異なる計算機に行わせても良い）に行わせ、処理結果のみをこの計算機から送ってもらうこともできる。
【００５３】
以上説明した本実施形態に係る仮想空間描画表示装置が、体験者に３次元仮想空間の体験を行わせるために行う各種の処理のフローチャートを図１１に示し、同フローチャートを用いて同処理について以下説明する。
【００５４】
まず、仮想空間描画表示装置が起動され、本装置の初期設定が行われる（ステップＳ１０１）。そして次に、体験者に３次元仮想空間の体験を行わせるために行う各種の処理のために、３次元仮想空間データの読み込みなどを行ったり、各種の初期化を行うなどの処理を行う（ステップＳ１０２）。
【００５５】
そしてこれ以降、実際に体験者に３次元仮想空間の体験を行わせるための処理を行うのであるが、まず、視点位置・視線方向情報入力部１０６は入力される上記各ＵＩからの入力情報に従って、視点位置、視点方向を求め、求めたこれらの情報をシミュレーション部１０５に送る（ステップＳ１０３）。なお、ステップＳ１０３ではウォークスルーを行うに関する他の処理も行うが本ステップにおける処理の詳細については後述する。
【００５６】
一方、仮想物体操作入力部１０７は入力される仮想物体に対する操作に関する情報をシミュレーション部１０５に送る（ステップＳ１０４）。本ステップにおける処理の詳細については後述する。また、その他操作入力部１０８から入力された上記その他の操作入力情報は、シミュレーション部１０５に送られる（ステップＳ１０５）。
【００５７】
ここで処理の終了の指示が入力された場合には処理をステップＳ１１１に進め、仮想空間描画表示装置の終了処理を行う（ステップＳ１１１）。一方、終了の指示が入力されていない場合には処理をステップＳ１０７に進め、ビュー画像レンダリング部１０２は、シミュレーション部１０５から送られた視点位置、視線方向情報、視野角、３次元仮想空間データを用いて、視点位置、視線方向に応じた仮想空間の画像（ビュー画像）を生成する（ステップＳ１０７）。そして生成されたビュー画像はビュー画像提示部１０１において提示される（ステップＳ１０８）。
【００５８】
また、地図画像レンダリング部１０４は、シミュレーション部１０５から送られた視点位置、視線方向情報や、地図表示操作入力部１０９から入力された地図画像を表示するための各種情報を用いて、地図画像を生成する（ステップＳ１０９）。そして生成された地図画像は地図画像提示部１０３において提示される（ステップＳ１１０）。
【００５９】
なお仮想空間描画表示装置が並列処理を行うことができれば、ステップＳ１０７における処理とステップＳ１０９における処理は並列に行っても良い。また、夫々の処理を外部の装置に行わせる場合、ステップＳ１０７における処理とステップＳ１０９における処理は夫々、この外部の装置から、処理結果を受ける処理となる。
【００６０】
次に、上記ステップＳ１０３におけるウォークスルーに関する処理の詳細について、図１２に示すフローチャートを用いて説明する。図１２はステップＳ１０３における処理の詳細を示すフローチャートである。
【００６１】
まず、視点位置・視線方向入力部１０６は視点位置・視線方向入力ＵＩ５０３から入力された視点位置、視線方向情報を用いて、仮想空間内の新しい視点位置、視線方向を求める（ステップＳ２００）。本ステップにおける処理の詳細については後述する。次にシミュレーション部１０５は仮想空間内の視点の位置を求めた新しい視点位置に移動させ（ステップＳ２０１）、この視点の視線方向を求めた新しい視線方向に更新する（ステップＳ２０２）。
【００６２】
ここで以上の処理を行った結果、シミュレーション部１０５は仮想空間の視点が移動した際に視点（オブジェクト）と３次元仮想空間における障害物との衝突判定を行い（ステップＳ２０３）、衝突が起きたか否かを判断する（ステップＳ２０４）。
【００６３】
そして衝突が起きた場合には処理をステップＳ２０５に進め、シミュレーション部１０５は視点位置をステップＳ２０１で移動させる前の位置に戻す（ステップＳ２０５）。なお、ステップＳ２０５では視点位置は必ずしも元の位置に戻す必要はなく、障害物と衝突しない位置に移動させる処理であればよい。
【００６４】
そしてステップＳ２０５における処理の後、もしくは衝突が起きていない場合には、現在の視点位置と視線方向の情報を上記３次元仮想空間データとして３次元仮想空間データ記憶部１１０に保持する（ステップＳ２０６）。
【００６５】
次に、上記ステップＳ２００における処理の詳細について、図１３に示すフローチャートを用いて説明する。図１３は、ステップＳ２００における処理の詳細を示すフローチャートである。
【００６６】
まず、視点位置・視線方向入力部１０６は視点位置・視線方向入力ＵＩからの入力を検出する（ステップＳ４０１）。本実施形態では視点位置・視線方向入力ＵＩとしてトラックボールを用いているので、トラックボールの回転情報（回転方向と回転量）を検出する。
【００６７】
そして検出した回転方向と回転量に基づいて、視点の移動量（ステップＳ４０２）、視線方向の変化量（回転量）（ステップＳ４０３）を求める。そして、視点位置（ステップＳ４０４）、視線方向（ステップＳ４０５）を求めた新しい視点位置、視線方向に更新する。
【００６８】
次に、上記ステップＳ１０４における処理の詳細について、図１４に示すフローチャートを用いて説明する。図１４は、上記ステップＳ１０４における処理の詳細を示すフローチャートである。
【００６９】
まず仮想物体操作入力ＵＩを用いて入力される、もしくは仮想物体操作入力ＵＩの位置に最も近い位置にある、操作対象の仮想物体の選択を待つ（ステップＳ３００）、シミュレーション部１０５は選択された仮想物体に対する操作内容、すなわち、仮想物体操作入力ＵＩから入力された仮想物体の位置、姿勢情報から、操作対象の仮想物体の新しい位置、姿勢を求め（ステップＳ３０１）、仮想物体の位置（ステップＳ３０２）、姿勢（ステップＳ３０３）を更新する。上記ステップ３０１における処理の詳細については後述する。そして、更新した位置、姿勢データを、選択された仮想物体の位置、姿勢のデータとして３次元仮想空間データ記憶部１１０に３次元仮想空間データとして保持する（ステップＳ３０４）。
【００７０】
次に、上記ステップＳ３０１における処理の詳細について、図１５に示すフローチャートを用いて説明する。図１５は、上記ステップ３０１における処理の詳細を示すフローチャートである。
【００７１】
まず、仮想物体操作入力部１０７は仮想物体操作入力ＵＩからの入力を検出する（ステップＳ５０１）。本実施形態では仮想物体操作入力ＵＩとしてトラックボールを用いているので、トラックボールの回転情報（回転方向と回転量）を検出する。
【００７２】
そして検出した回転方向と回転量に基づいて、仮想物体の移動量（ステップＳ５０２）、姿勢の変化量（回転量）（ステップＳ５０３）を求める。そして、仮想物体の位置（ステップＳ５０４）、姿勢（ステップＳ５０５）を求めた新しい位置、姿勢に更新する。
【００７３】
図１６は、本実施形態に係る仮想空間描画表示装置の基本構成を示すブロック図である。１６０１はＣＰＵで、ＲＡＭ１６０２やＲＯＭ１６０３に格納されたプログラムやデータなどを読み込んで実行し、コンピュータ全体の制御や、前述の各処理等を実行する。
【００７４】
１６０２はＲＡＭで、記憶媒体のドライブ１６０４や外部記憶装置１６０５から読み込んだプログラムやデータなどを一時的に格納するエリアを備えると共に、ＣＰＵ１６０１が各種の処理を実行する際に使用するワークエリアなども備える。１６０３はＲＯＭで、コンピュータ全体の制御を行うためのプログラム（ブートプログラムを含む）やデータ（各種の設定などを含む）を格納する。又、文字コードなども格納する。
【００７５】
１６０４は記憶媒体のドライブで、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体からプログラムやデータ等を読み込むドライブである。１６０５は外部記憶装置であって、記憶媒体のドライブ１６０４から読み込んだプログラムやデータ等を保存する。また、ＣＰＵ１６０１が使用するワークエリアのサイズがＲＡＭ１６０２が提供するワークエリアのサイズを越えた場合には、ファイルとしてその越えた分のワークエリアを提供することもできる。
【００７６】
１６０６と１６０７は表示部で、夫々地図画像表示用、ビュー画像表示用のものであると共に、夫々地図画像提示部１０３，ビュー画像提示部１０１として機能する。また夫々の表示部はＣＲＴや液晶画面やプロジェクタなどにより構成されており、実行時のビュー画像や地図画像やその他の必要なＧＵＩ等を表示することができる。１６０８は操作部で、キーボードやマウスなどのポインティングデバイスを含み、各種の指示をコンピュータに入力することができる。操作部１６０８は、上記モード切替ＵＩとしても用いることができる。
【００７７】
１６０９はインターフェース（Ｉ／Ｆ）部で、インターネットなどに接続するためのネットワークインターフェースや、プリンタなどの周辺機器と接続するためのインターフェースを含み、外部の装置にレンダリング処理を行わせ、その結果をこの外部装置から受信する場合に用いることができる。またこのＩ／Ｆ部１６０９を介して、仮想空間描画表示装置において生成したビュー画像と地図画像とを外部の装置に対して送信することもできる。
【００７８】
１６１０はウォークスルー操作部で、上記表示部１６０６上に設けられ、視点位置・視線方向入力ＵＩ、視点位置・視線方向入力部１０６，その他操作入力部１０８、地図表示操作入力部１０９として機能する。１６１１は仮想物体操作部で、上記表示部１６０６上に設けられ、仮想物体操作入力ＵＩ、仮想物体操作入力部１０７として機能する。１６１２は上述の各部を繋ぐバスである。
【００７９】
以上のように、第１実施形態によれば、体験者は３次元仮想空間のウォークスルーと仮想空間内の仮想物体の操作を容易かつ直感的に行うことができる。
【００８０】
［第２の実施形態］
第１実施形態に係る仮想空間描画表示装置では、視点位置・視線方向入力ＵＩの位置は、地図画像表示面に対して固定であって、ウォークスルーの際に地図画像がスクロールもしくは回転する。また、仮想物体操作入力ＵＩの位置は、地図画像表示面に対して固定であった。
【００８１】
本実施形態に係る仮想空間描画表示装置では、視点位置・視線方向入力ＵＩは、地図画像表示面の上を移動できる。また仮想物体操作入力ＵＩは、地図画像表示面の上を移動でき、地図画像は動かず、仮想物体操作入力ＵＩを仮想物体の近くまで移動しその仮想物体を選択する。そして、選択されている間に仮想物体操作入力ＵＩを操作することで、仮想物体がＵＩに追従して表示される。
【００８２】
本実施形態に係る仮想空間描画表示装置の機能構成は図１に示した構成に加えて、位置姿勢センサを備える。また本実施形態に係る視点位置・視線方向情報入力部１０６と仮想物体操作部１０７の機能は第１の実施形態の夫々の機能と同じではあるが、その構成が異なる。また、本実施形態では、地図画像として用いる仮想空間の領域の決定方法が第１の実施形態とは異なる。
【００８３】
以下、第１の実施形態とは異なるこれらの部分について説明する。図１７は、ビュー画像提示部２０１上に表示されたビュー画像と、地図画像提示装置２０２に表示されている地図画像と、地図画像上に設けられた視点位置・視線方向入力ＵＩ１７０３とを示す図である。同図では説明のために、仮想物体操作入力ＵＩは省略している。
【００８４】
本実施形態では視点位置・視線方向入力ＵＩ１７０３として、後述の磁気式位置姿勢センサから発信された磁場によって、自身の位置、姿勢を検知することができる受信機としてのセンサを用いる。具体的には視点位置・視線方向入力ＵＩ１７０３は自身の位置、姿勢に応じた信号をシミュレーション部１０５に送り、シミュレーション部１０５はこの信号に基づいて視点位置・視線方向入力ＵＩ１７０３の地図画像提示装置上の位置、姿勢を求める。
【００８５】
また、本実施形態に係る視点位置・視線方向入力ＵＩ１７０３は地図画像提示装置２０２の表示面上を移動可能であり、体験者が視点位置・視線方向入力ＵＩ１７０３をもって、表示面上の任意の位置に任意の姿勢で置くことができる。このような視点位置・視線方向入力ＵＩを用いることにより、体験者はより直感的に視点位置、視線方向を操作することができる。
【００８６】
図１８は、体験者が本実施形態の仮想空間描画表示装置を操作する様子を示す図である。本実施形態に係る仮想空間描画表示装置は上述の通り、磁気式位置姿勢センサの発信器１８０６Ａを備え、この発信器から発信された磁場によって、磁気式位置姿勢センサの受信機として機能する視点位置・視線方向入力ＵＩは自身の位置、姿勢を検知することができる。なお、磁気式センサを用いた位置、姿勢の計測方法については公知の技術であるために、ここでの説明は省略する。また、求める位置は地図画像提示装置上の所定の位置を原点となるように予めキャリブレーションを行っておく必要がある。また求める姿勢は予め所定の姿勢が基準となるように予めキャリブレーションを行っておく必要がある。
【００８７】
本実施形態では仮想物体操作入力ＵＩも視点位置・視線方向入力ＵＩと同様の構成を備え、磁気式位置姿勢センサの受信機として機能する。なお本実施形態ではセンサとして磁気式のものを用いているが、これに限定されるものではなく、他にも例えば光学式のものを用いても良い。
【００８８】
また、上記視点位置・視線方向入力ＵＩを表示されている地図画像の領域外に置きたい場合には、上記その他操作入力部１０８などを用いて地図画像を回転やスクロールなどを行っても良い。なお、図１９に地図画像提示装置２０２の表示面に表示される地図画像をスクロールさせるための１つの例を示す。
【００８９】
図１９は地図画像提示装置２０２の表示面のレイアウトを示す図である。同図において領域１９０１は地図画像を表示する領域で、領域１９０２は領域１９０１に表示される地図画像をスクロールさせるための領域である。領域１９０２の詳細を図２０に示す。
【００９０】
同図に示すとおり領域１９０２は領域２００１から２００８により構成されており、夫々の領域に視点位置・視線方向入力ＵＩを置くことで対応する方向に領域１９０１内に表示される地図画像がスクロールする。例えば視点位置・視線方向入力ＵＩを領域２００２に置くと、領域１９０１内に表示される地図画像は右上方向にスクロールする。また視点位置・視線方向入力ＵＩを領域２００７に置くことで領域１９０１内に表示される地図画像は荷駄理法校にスクロールする。なお同図ではスクロールする方向を８方向としているがこれに限定されるものではなく、例えば４方向でも良いし、１６方向でも良い。また各方向にスクロールさせるための各領域２００２から２００８は夫々矢印などにより表現しても良い。
【００９１】
次に、本実施形態に係る仮想物体操作入力ＵＩを用いての視点位置・視線方向の制御方法について説明する。図２１は地図画像を示すと共に、この地図画像を提示する地図画像提示装置２０２上に設けられた上記視点位置・視線方向入力ＵＩと、上記仮想物体操作入力ＵＩとを示す図である。
【００９２】
本実施形態では仮想物体操作入力ＵＩには２つのモード選択機能を備える。すなわち、仮想物体選択機能と仮想物体操作モードである。これらのモードは例えば仮想物体操作入力ＵＩにこの切り替えを行うボタンを付け、このボタンを押す毎に順次夫々のモードに切り替わるようにしても良い。
【００９３】
まず仮想物体選択モードについて説明する。本実施形態では第１の実施形態と同様に地図画像において仮想物体操作入力ＵＩに一番近い位置にある仮想物体がまず操作対象として選択される。これは、地図画像における仮想物体操作入力ＵＩの位置は求めることはできるので、求めた位置と夫々の仮想物体の地図画像における位置とを比較することで求めることができる。同図では仮想物体２１０２が操作対象として選択されている。
【００９４】
そしてその後、他に選択したい仮想物体がある場合には仮想物体操作入力ＵＩを用いて他の仮想物体を選択する。選択された仮想物体を視覚的に識別しやすくするために、選択された仮想物体の画像の色を変更したり、画像を点滅させたり、枠を表示したりしても良い。
【００９５】
次に、仮想物体操作モードについて説明する。仮想物体操作モードでは仮想物体操作入力ＵＩを体験者が手にとって、その位置、姿勢を任意に変更することができる。そして地図画像提示装置の表示面上に任意の位置（上記スクロールする領域以外の領域）に任意の姿勢で置くことで、選択された仮想物体はこの位置姿勢と同じ位置姿勢をとる。これは、仮想物体操作入力ＵＩが検知した自身の位置、姿勢に応じた信号をシミュレーション部１０５に送り、シミュレーション部１０５がこの信号に応じた仮想物体操作入力ＵＩの位置姿勢を求め、選択された仮想物体の位置姿勢を仮想物体操作入力ＵＩによる位置姿勢に更新することで実現できる。
【００９６】
以上説明した本実施形態に係る仮想空間描画表示装置が、体験者に３次元仮想空間の体験を行わせるために行う各種の処理のフローチャートを図２２に示し、同フローチャートを用いて同処理について以下説明する。
【００９７】
まずステップＳ１０１と同様に本装置が起動され（ステップＳ２２０１）、そしてステップＳ１０２と同様に各種の処理が行われる（ステップＳ２２０２）。
【００９８】
そしてこれ以降、実際に体験者に３次元仮想空間の体験を行わせるための処理を行うのであるが、まず、視点位置・視線方向情報入力部１０６は入力される上記各ＵＩからの入力情報に従って、視点位置、視点方向を求め、求めたこれらの情報をシミュレーション部１０５に送る（ステップＳ２２０３）。なお、ステップＳ２２０３ではウォークスルーを行うに関する他の処理も行うが本ステップにおける処理の詳細については後述する。
【００９９】
一方、仮想物体操作入力部１０７は入力される仮想物体に対する操作に関する情報をシミュレーション部１０５に送る（ステップＳ２２０４）。本ステップにおける処理の詳細については後述する。また、その他操作入力部１０８から入力された上記その他の操作入力情報は、シミュレーション部１０５に送られる（ステップＳ２２０５）。
【０１００】
ここで処理の終了の指示が入力された場合には処理をステップＳ２２１１に進め、仮想空間描画表示装置の終了処理を行う（ステップＳ２２１１）。一方、終了の指示が入力されていない場合には処理をステップＳ２２０７、ステップＳ２２０９に進める。本装置が並列処理が可能であれば、ステップＳ２２０７以降の処理とステップＳ２２０９以降の処理とを並列に行うことができるが、本装置が並列処理を行うことができないのであれば、ステップＳ２２０７以降の処理、ステップＳ２２０９以降の処理のいずれかを先にして順次行えばよい。
【０１０１】
なおステップＳ２２０７以降の処理、ステップＳ２２０９以降の夫々の処理を外部の装置に行わせる場合、ステップＳ２２０７における処理とステップＳ２２０９における処理は夫々、この外部の装置から、処理結果を受ける処理となる。
【０１０２】
まずステップＳ２２０７以降の処理について説明する。ビュー画像レンダリング部１０２は、シミュレーション部１０５から送られた視点位置、視線方向情報、視野角、３次元仮想空間データを用いて、視点位置、視線方向に応じた仮想空間の画像（ビュー画像）を生成する（ステップＳ２２０７）。そして生成されたビュー画像はビュー画像提示部１０１において提示される（ステップＳ２２０８）。
【０１０３】
次にステップＳ２２０９以降の処理について説明する。地図画像レンダリング部１０４は、シミュレーション部１０５から送られた視点位置、視線方向情報や、地図表示操作入力部１０９から入力された地図画像を表示するための各種情報を用いて、地図画像を生成する（ステップＳ２２０９）。また地図画像を表示する領域をスクロールさせるための領域に視点位置・視線方向入力ＵＩを置いた場合には本ステップではスクロール処理も行う。そして生成された地図画像は地図画像提示部１０３において提示される（ステップＳ２２１０）。
【０１０４】
次に、ステップＳ２２０３における処理の詳細について、図２３に示すフローチャートを用いて以下説明する。図２３はステップＳ２２０３における処理の詳細を示すフローチャートである。
【０１０５】
まずシミュレーション部１０５は視点位置・視線方向入力ＵＩ１７０３から入力された位置、姿勢を示す信号を受け、仮想空間内の新しい視点位置・視線方向入力ＵＩ１７０３の位置、姿勢（すなわち視点位置、視線方向）を求める（ステップＳ２３０１）。本ステップにおける処理の詳細については後述する。次にシミュレーション部１０５は仮想空間内の視点の位置を求めた新しい視点位置に移動させ（ステップＳ２３０２）、この視点の視線方向を求めた新しい視線方向に更新する（ステップＳ２３０３）。
【０１０６】
ここで以上の処理を行った結果、シミュレーション部１０５は仮想空間の視点が移動した際に視点（オブジェクト）と３次元仮想空間における障害物との衝突判定を行い（ステップＳ２３０４）、衝突が起きたか否かを判断する（ステップＳ２３０５）。
【０１０７】
そして衝突が起きた場合には処理をステップＳ２３０６に進め、シミュレーション部１０５は視点位置をステップＳ２３０２で移動させる前の位置に戻す（ステップＳ２３０２）。なお、ステップＳ２３０６では視点位置は必ずしも元の位置に戻す必要はなく、障害物と衝突しない位置に移動させる処理であればよい。
【０１０８】
そしてステップＳ２３０６における処理の後、もしくは衝突が起きていない場合には、現在の視点位置と視線方向の情報を上記３次元仮想空間データとして３次元仮想空間データ記憶部１１０に保持する（ステップＳ２３０７）。
【０１０９】
次に、上記ステップＳ２３０１における処理の詳細について、図２４に示すフローチャートを用いて説明する。図２４は、ステップＳ２３０１における処理の詳細を示すフローチャートである。
【０１１０】
まず、シミュレーション部１０５が、地図画像提示装置の表示面上の視点位置・視線方向入力ＵＩ１７０３の位置と姿勢を検出する（ステップＳ８０１）。またシミュレーション部１０５は、地図画像提示装置が表示している地図画像が３次元仮想空間においてどの領域を示しているのかを獲得する（ステップＳ８０２）。そしてシミュレーション部１０５は獲得した領域における視点位置・視線方向入力ＵＩの位置を求める（ステップＳ８０３）。そしてシミュレーション部１０５は更に、ステップＳ８０３で求めた位置が３次元仮想空間においてどの位置であるかを求める（ステップＳ８０４）。
【０１１１】
次に、シミュレーション部１０５はステップＳ８０２で獲得した領域における視点位置・視線方向入力ＵＩの姿勢を求める（ステップＳ８０５）。そしてシミュレーション部１０５は更に、ステップＳ８０３で求めた姿勢が３次元仮想空間においてどのような姿勢であるかを求める（ステップＳ８０６）。
【０１１２】
次に、上記ステップＳ２２０４における処理の詳細について、図２５に示すフローチャートを用いて説明する。図２５は上記ステップＳ２２０４における処理の詳細を示すフローチャートである。
【０１１３】
まずシミュレーション部１０５が、仮想物体操作入力ＵＩから入力される信号に基づいた３次元仮想空間における位置、姿勢を求める（ステップＳ２５０１）。ステップＳ２５０１における処理の詳細については後述する。次に、現在設定されているモードを参照し（ステップＳ２５０２）、仮想物体選択モードである場合には処理をステップＳ２５０３に進め、上記選択条件に応じた仮想物体を操作対象として選択する（ステップＳ２５０３）。
【０１１４】
なお、仮想物体選択モードである場合に、仮想物体操作入力ＵＩ１８０３を地図画像上で移動させていると、選択する仮想物体が他の仮想物体に変わることもある。地図画像提示装置にフロントプロジェクション式の投影プロジェクタを採用していれば、仮想物体操作入力ＵＩ１８０３に選択された仮想物体の画像を投影しても良い。
【０１１５】
一方、仮想物体を操作（移動、回転）するモードの場合、処理をステップＳ２５０４に進め、ステップＳ２５０３で選択された仮想物体の位置をステップＳ２５０１で求めた位置に更新する（ステップＳ２５０４）。同様に、ステップＳ２５０３で選択された仮想物体の姿勢をステップＳ２５０１で求めた姿勢に更新する（ステップＳ２５０５）。
【０１１６】
そして、更新した位置、姿勢データを、選択された仮想物体の位置、姿勢のデータとして３次元仮想空間データ記憶部１１０に３次元仮想空間データとして保持する（ステップＳ２５０６）。
【０１１７】
次に、ステップＳ２５０１における処理の詳細について、図２６に示すフローチャートを用いて説明する。図２６は上記ステップＳ２５０１における処理の詳細をを示すフローチャートである。
【０１１８】
まず、シミュレーション部１０５が、地図画像提示装置の表示面上の仮想物体操作入力ＵＩ１８０３の位置と姿勢を検出する（ステップＳ９０１）。またシミュレーション部１０５は、地図画像提示装置が表示している地図画像が３次元仮想空間においてどの領域を示しているのかを獲得する（ステップＳ９０２）。そしてシミュレーション部１０５は獲得した領域における仮想物体操作入力ＵＩ１８０３の位置を求める（ステップＳ９０３）。そしてシミュレーション部１０５は更に、ステップＳ９０３で求めた位置が３次元仮想空間においてどの位置であるかを求める（ステップＳ９０４）。
【０１１９】
次に、シミュレーション部１０５はステップＳ９０２で獲得した領域における仮想物体操作入力ＵＩ１８０３の姿勢を求める（ステップＳ９０５）。そしてシミュレーション部１０５は更に、ステップＳ９０３で求めた姿勢が３次元仮想空間においてどのような姿勢であるかを求める（ステップＳ９０６）。
【０１２０】
以上説明したように、本実施形態によって、仮想空間の地図上で仮想カメラを動かしている感覚で体験者が３次元仮想空間のウォークスルーを行うことを可能にする。さらに、地図画像上の仮想物体を直接掴み、操作している感覚で、体験者が３次元仮想空間内の仮想物体の操作を行うことを可能にする。
【０１２１】
［他の実施形態］
本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０１２２】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０１２３】
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した（図１１、及び／又は図１２、及び／又は図１３、及び／又は図１４、及び／又は図１５、及び／又は図２２、及び／又は図２３、及び／又は図２４、及び／又は図２５、及び／又は図２６に示したフローチャート）に対応するプログラムコードが格納されることになる。
【０１２４】
【発明の効果】
以上の説明により、本発明によって、３次元仮想空間のウォークスルーや、仮想物体の操作をより簡便に行うことを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る仮想空間描画表示装置の機能構成を説明するブロック図である。
【図２】体験者が本発明の第１の実施形態の仮想空間描画表示装置を操作する様子を示す図である。
【図３】フロントプロジェクションを用いた仮想空間描画表示装置を示す図である。
【図４】ビュー画像提示装置２０１上に提示するビュー画像の一例としてのビュー画像５０１と、地図画像提示装置２０２の表示面上に提示する地図画像の一例としての地図画像５０２と、視点位置・視線方向入力ＵＩ２０５の一例としての地図画像５０２上の視点位置・視線方向入力ＵＩ５０３とを示す図である。
【図５】トラックボール５０３を用いた視点位置の制御方法を説明する図である。
【図６】トラックボール５０３を用いた視線方向の制御方法を説明する図である。
【図７】地図画像を示すと共に、この地図画像を提示する地図画像提示装置２０２上に設けられた上記視点位置・視線方向入力ＵＩ５０３と、上記仮想物体操作入力ＵＩ２０６として機能する仮想物体操作入力ＵＩ７０１とを示す図である。
【図８】モード切替ボタン群を示す図である。
【図９】異なる高さの設定を行った結果、得られる地図画像の例を示す図である。
【図１０】広域地図画像と狭域地図画像との同時表示例を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る仮想空間描画表示装置が、体験者に３次元仮想空間の体験を行わせるために行う各種の処理のフローチャートである。
【図１２】ステップＳ１０３における処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１３】ステップＳ２００における処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１４】ステップＳ１０４における処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１５】ステップ３０１における処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の実施形態に係る仮想空間描画表示装置の基本構成を示すブロック図である。
【図１７】ビュー画像提示部２０１上に表示されたビュー画像と、地図画像提示装置２０２に表示されている地図画像と、地図画像上に設けられた視点位置・視線方向入力ＵＩ１７０３とを示す図である。
【図１８】体験者が本発明の第２の実施形態の仮想空間描画表示装置を操作する様子を示す図である。
【図１９】地図画像提示装置２０２の表示面のレイアウトを示す図である。
【図２０】領域１９０２の詳細を示す図である。
【図２１】地図画像を示すと共に、この地図画像を提示する地図画像提示装置２０２上に設けられた上記視点位置・視線方向入力ＵＩと、上記仮想物体操作入力ＵＩとを示す図である。
【図２２】本発明の第２の実施形態に係る仮想空間描画表示装置が、体験者に３次元仮想空間の体験を行わせるために行う各種の処理のフローチャートである。
【図２３】ステップＳ２２０３における処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２４】ステップＳ２３０１における処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２５】ステップＳ２２０４における処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２６】ステップＳ２５０１における処理の詳細をを示すフローチャートである。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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