(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現実空間における所定領域内で測定器を用いて測定した物理量の測定値を取得する第１の取得手段と、
前記測定器が前記測定を行った位置を取得する第２の取得手段と、
前記所定領域内の前記位置における物理量の解析値を、該物理量をシミュレーション計算する為の計算式と前記所定領域について予め作成したデータとを用いたコンピュータシミュレーションを行うことで求める計算手段と、
前記現実空間の座標系と一致する座標系を有する仮想空間において前記位置に対応する箇所に、前記第１の取得手段が取得した測定値を示す３次元形状の第１のオブジェクトを配置すると共に、当該箇所に前記計算手段が計算した解析値を示す３次元形状の第２のオブジェクトを配置する配置手段と、
前記第１のオブジェクトが示す測定値と、前記第２のオブジェクトが示す解析値と、の差分を示す３次元形状の第３のオブジェクトを、前記箇所に配置する手段と、
前記第１，２，３のオブジェクトを配置した仮想空間を、所定の視点から見た場合に見える画像を生成する生成手段と、
前記生成手段が生成した画像を出力する出力手段と
を備えることを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
更に、前記仮想空間の観察者の頭部に装着する頭部装着型表示装置の位置姿勢を取得する第３の取得手段を備え、
前記生成手段は、前記第３の取得手段が取得した位置姿勢を有する視点から、前記第１，２，３のオブジェクトを配置した仮想空間を見た場合に、見える画像を生成し、
前記出力手段は、当該画像を、前記頭部装着型表示装置が有する表示部に出力することを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記生成手段は、
前記第１のオブジェクトが配置された仮想空間を、前記仮想空間中に設けられた第１の平面領域を介して前記所定の視点から見える画像を生成する第１の手段と、
前記第２のオブジェクトが配置された仮想空間を、前記仮想空間中に設けられた第２の平面領域を介して前記所定の視点から見える画像を生成する第２の手段とを備え、
前記出力手段は、前記所定の視点から見える前記第１の平面領域内には前記第１の手段が生成した画像を描画し、前記所定の視点から見える前記第２の平面領域内には前記第２の手段が生成した画像を描画した結果を出力する
を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記生成手段は、
前記第１のオブジェクトが配置された仮想空間を、前記仮想空間中に設けられた第１の直方体を介して前記所定の視点から見える画像を生成する第１の手段と、
前記第２のオブジェクトが配置された仮想空間を、前記仮想空間中に設けられた第２の直方体を介して前記所定の視点から見える画像を生成する第２の手段とを備え、
前記出力手段は、前記所定の視点から見える前記第１の直方体内には前記第１の手段が生成した画像を描画し、前記所定の視点から見える前記第２の直方体内には前記第２の手段が生成した画像を描画した結果を出力することを特徴とする請求項１又は２に記載の情報処理装置。
【請求項５】
情報処理装置が行う情報処理方法であって、
前記情報処理装置の第１の取得手段が、現実空間における所定領域内で測定器を用いて測定した物理量の測定値を取得する第１の取得工程と、
前記情報処理装置の第２の取得手段が、前記測定器が前記測定を行った位置を取得する第２の取得工程と、
前記情報処理装置の計算手段が、前記所定領域内の前記位置における物理量の解析値を、該物理量をシミュレーション計算する為の計算式と前記所定領域について予め作成したデータとを用いたコンピュータシミュレーションを行うことで求める計算工程と、
前記情報処理装置の配置手段が、前記現実空間の座標系と一致する座標系を有する仮想空間において前記位置に対応する箇所に、前記第１の取得工程で取得した測定値を示す３次元形状の第１のオブジェクトを配置すると共に、当該箇所に前記計算工程で計算した解析値を示す３次元形状の第２のオブジェクトを配置する配置工程と、
前記情報処理装置の第３のオブジェクト配置手段が、前記第１のオブジェクトが示す測定値と、前記第２のオブジェクトが示す解析値と、の差分を示す３次元形状の第３のオブジェクトを、前記箇所に配置する工程と、
前記情報処理装置の生成手段が、前記第１，２，３のオブジェクトを配置した仮想空間を、所定の視点から見た場合に見える画像を生成する生成工程と、
前記情報処理装置の出力手段が、前記生成工程で生成した画像を出力する出力工程と
を備えることを特徴とする情報処理方法。
【請求項６】
コンピュータに請求項５に記載の情報処理方法を実行させるためのプログラム。
【請求項７】
請求項６に記載のプログラムを格納したことを特徴とする、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度や風向などといった物理量の解析計算の結果である解析値、および実際に測定した実測値をユーザに提示する為の技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年では、コンピュータ技術によって製品の設計、製造や、工程設計の事前検討の支援が行われている。その中で、コンピュータで作られた製品のデータを利用し、衝撃解析や振動解析、流体解析や応力解析などといった解析を行うことによって、実際に製品を作ることなしに製品の諸要素の検討を行うことがなされている。
【０００３】
製品データで解析を行うためには、製品データをプリプロセッサと呼ばれるシステムによって、解析用のデータに変換することが一般的である。プリプロセッサで行われる作業としては、たとえば、メッシングと呼ばれる作業がある。これは数学的に定義された連続的な面を、細かな三角形や四角形の集合に置き換えていく作業である。一般に、このメッシングが細かくなされればなされるほど解析結果は正確になるが、その分、解析計算に時間がかかってしまう。
【０００４】
プリプロセッサによって準備された製品の解析用データは、初期値などの解析条件を設定した後に、ソルバと呼ばれる計算システムによって、有限要素法などの数学的な方法で、現実世界の物理法則を表した計算モデルを用いて解析される。その結果は、ポストプロセッサと呼ばれる可視化システムによって、ユーザが見て理解できる形で表現される。その表現方法としては、たとえば製品の断面図上に解析計算によって求められた温度分布を示す色を付けるというものがある。
【０００５】
さらに、近年では、ボリュームグラフィクスなどといったコンピュータ・グラフィクス技術の進展により、解析結果を三次元的に表現することも行われている。また、バーチャルリアリティ（ＶＲ）技術を用いて、解析結果をヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）を頭部に装着したユーザが自由な視点から三次元的に表現された解析結果を眺めることもなされている。この場合、ユーザが頭を動かすと、その動きに応じて表示されるコンピュータ・グラフィクスが変化する（特許文献１を参照）。
【０００６】
また、オーギュメンテッドリアリティ（ＡＲ）技術を用いることで、ＨＭＤを頭部に装着したユーザが自由な視点から三次元的に表現された解析結果を現実空間に重ねて眺めることもできる。オーギュメンテッドリアリティ技術では、バーチャルリアリティとは異なり、コンピュータグラフィクスだけではなく現実世界も同時に見ることができるため、たとえば、解析結果を自分の手で指し示すといったことができる。
【０００７】
また、解析結果は、必ずしも現実の結果と一致するわけではない。解析に用いられている計算モデルが現実世界に一致していないこともあれば、プリプロセッサで行われたメッシングが適切でなかったという場合もある。そのため、解析の結果は現実の結果に適合しているかどうかを検証する必要がある。その検証の方法として、従来は、次のような方法が取られていた。
【０００８】
１．  実際に製品を作成し、解析を行った際の解析条件と同じ実環境を用意し、何点か実際の値を測定する
２．  １．で実測値をとった地点に対応する解析値を取得する
３．  １．２．を繰り返し、グラフを作成する
以上の方法を取ることにより、実測値と解析値との比較を見ることができる。このような比較方法は、例えば特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開２０００−１５５８５５号公報
【特許文献２】特開２００４−１６０７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献２に開示されている方法では、比較をグラフによって行うため、空間中のどの地点でどの程度実測値と解析値がずれているのかを直感的に把握することができない。
【００１０】
本発明は、以上の問題に鑑みてなされたものであり、現実空間中における物理量の実測値と解析値との差を、ユーザが直感的に把握することを可能にする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的を達成するために、例えば、本発明の情報処理装置は以下の構成を備える。
【００１２】
即ち、現実空間における所定領域内で測定器を用いて測定した物理量の測定値を取得する第１の取得手段と、
前記測定器が前記測定を行った位置を取得する第２の取得手段と、
前記所定領域内の前記位置における物理量の解析値を、該物理量をシミュレーション計算する為の計算式と前記所定領域について予め作成したデータとを用いたコンピュータシミュレーションを行うことで求める計算手段と、
前記現実空間の座標系と一致する座標系を有する仮想空間において前記位置に対応する箇所に、前記第１の取得手段が取得した測定値を示す３次元形状の第１のオブジェクトを配置すると共に、当該箇所に前記計算手段が計算した解析値を示す３次元形状の第２のオブジェクトを配置する配置手段と、
前記第１のオブジェクトが示す測定値と、前記第２のオブジェクトが示す解析値と、の差分を示す３次元形状の第３のオブジェクトを、前記箇所に配置する手段と、
前記第１，２，３のオブジェクトを配置した仮想空間を、所定の視点から見た場合に見える画像を生成する生成手段と、
前記生成手段が生成した画像を出力する出力手段と
を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の目的を達成するために、例えば、本発明の情報処理方法は以下の構成を備える。
【００１４】
即ち、情報処理装置が行う情報処理方法であって、
前記情報処理装置の第１の取得手段が、現実空間における所定領域内で測定器を用いて測定した物理量の測定値を取得する第１の取得工程と、
前記情報処理装置の第２の取得手段が、前記測定器が前記測定を行った位置を取得する第２の取得工程と、
前記情報処理装置の計算手段が、前記所定領域内の前記位置における物理量の解析値を、該物理量をシミュレーション計算する為の計算式と前記所定領域について予め作成したデータとを用いたコンピュータシミュレーションを行うことで求める計算工程と、
前記情報処理装置の配置手段が、前記現実空間の座標系と一致する座標系を有する仮想空間において前記位置に対応する箇所に、前記第１の取得工程で取得した測定値を示す３次元形状の第１のオブジェクトを配置すると共に、当該箇所に前記計算工程で計算した解析値を示す３次元形状の第２のオブジェクトを配置する配置工程と、
前記情報処理装置の第３のオブジェクト配置手段が、前記第１のオブジェクトが示す測定値と、前記第２のオブジェクトが示す解析値と、の差分を示す３次元形状の第３のオブジェクトを、前記箇所に配置する工程と、
前記情報処理装置の生成手段が、前記第１，２，３のオブジェクトを配置した仮想空間を、所定の視点から見た場合に見える画像を生成する生成工程と、
前記情報処理装置の出力手段が、前記生成工程で生成した画像を出力する出力工程と
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の構成により、温度や風向などといった物理量の解析計算の結果、および実測値をユーザに提示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
【００１７】
［第１の実施形態］
図８は、本実施形態に係るシステムの機能構成を示すブロック図である。同図に示す如く、本実施形態に係るシステムは、実測部８０１、位置測定部８０２、解析部８０３、描画部８０４、表示部８０５により構成されている。
【００１８】
実測部８０１は、自身の現実空間中の位置における物理量を測定し、測定した結果（実測値）を得るためのものである。なお、実測部８０１には、測定する対象に応じて適切なものを適用する。位置測定部８０２は、実測部８０１の位置、即ち、実測値を測定した位置を測定するためのものである。解析部８０３は、後述する解析処理を行う。描画部８０４は、現実空間と座標系が一致した仮想空間における位置測定部８０２が測定した実測部８０１の位置に、実測部８０１が測定した物理量を示すＣＧオブジェクトを配置する。更に、仮想空間中のこの位置における上記解析部８０３による解析結果を示すＣＧオブジェクトをこの位置に配置する。そしてそれぞれのＣＧオブジェクトを配置した仮想空間の画像を、所定の視点から見た場合に見える画像を生成する。
【００１９】
表示部８０５は、描画部８０４が生成した画像を表示する。
【００２０】
本実施形態では、このようなシステムを用いて、ある装置内における気流の実測値を測定すると共に、この気流をコンピュータシミュレーションを行うことで解析値を得、実測値と解析値とを画像としてユーザに提示する場合について説明する。
【００２１】
図１は、解析対象の空間としての装置内を示す図である。同図に示す如く、装置１０１には空気の吹き出し口１０２が設けられていると共に、その内部には部品１０３が備わっている。従って、吹き出し口１０２から吹き込まれた空気の流れは、装置１０１の内部形状や、部品１０３の存在に影響される。従って本実施形態では、図８に示す機能構成を有するシステムを用いて、図１に示す装置１０１内の空気の流れ（気流）の実測値、及び解析値を画像として可視化し、ユーザに提示する場合について説明する。
【００２２】
図９は、図８に示した機能構成を有する本実施形態に係るシステムを、ハードウェアを用いて実装した場合に、そのハードウェアの構成例を示す図である。
【００２３】
同図に示す如く、本実施形態に係るシステムは、測定器９５０、カメラ９６０、コンピュータ９００により構成されている。先ず、測定器９５０について説明する。
【００２４】
測定器９５０は、上述の実測部８０１に対応するものであり、本実施形態では、装置１０１内における気流の実測値を測定するためのものである。従って、測定器９５０は、図３に示すような構成を有する風向測定器である。図３は、装置１０１内で気流を測定している風向測定器３０２を示す図である。風向測定器３０２は手持ち式のものであり、風向測定器３０２により測定された測定値は、コンピュータ９００に送出される。
【００２５】
また、風向測定器３０２には、自身の位置を測定するために用いられるマーカ３０３が取り付けられており、更に、装置１０１内には同様の目的のために、マーカ３０１が取り付けられている。
【００２６】
次に、カメラ９６０について説明する。カメラ９６０は、装置１０１内を含む現実空間の動画像を撮像するためのものであり、撮像した各フレームの画像はコンピュータ９００に送出される。カメラ９６０は、上記マーカ３０１、３０３を撮像し、撮像した画像をコンピュータ９００に送出する為に設けられており、コンピュータ９００側では、この画像を用いた周知の技術でもって、風向測定器３０２の位置を計算することができる。
【００２７】
次に、コンピュータ９００について説明する。コンピュータ９００は、例えば、一般のＰＣ（パーソナルコンピュータ）やＷＳ（ワークステーション）等により構成されており、測定器３０２、カメラ９６０に接続されている。
【００２８】
９０１はＣＰＵで、ＲＡＭ９０２やＲＯＭ９０３に格納されているプログラムやデータを用いてコンピュータ９００全体の制御を行うと共に、コンピュータ９００が行う後述の各処理を実行する。
【００２９】
９０２はＲＡＭで、外部記憶装置９０６からロードされたプログラムやデータを一時的に記憶するためのエリアや、インターフェース９０７，９０８を介してそれぞれ測定器９５０、カメラ９６０から入力される情報を一時的に記憶するためのエリア等を有する。更に、ＲＡＭ９０２は、ＣＰＵ９０１が後述の各処理を実行する際に用いるワークエリアも有する。
【００３０】
９０３はＲＯＭで、コンピュータ９００の設定データやブートプログラムなどを格納する。
【００３１】
９０４は操作部で、キーボードやマウスなどにより構成されており、本コンピュータ９００の操作者が操作することで、各種の指示をＣＰＵ９０１に対して入力することができる。
【００３２】
９０５は表示部で、ＣＲＴや液晶画面などにより構成されており、ＣＰＵ９０１による処理結果を画像や文字などでもって表示することができる。
【００３３】
９０６は外部記憶装置で、ハードディスクに代表される大容量情報記憶装置であって、ここにはＯＳ（オペレーティングシステム）や、コンピュータ９００が行う後述の各処理をＣＰＵ９０１に実行させるためのプログラムやデータ等が保存されている。そしてこれらプログラムやデータはＣＰＵ９０１による制御に従って適宜ＲＡＭ９０２にロードされ、ＣＰＵ９０１による処理対象となる。
【００３４】
９０７はＩ／Ｆ（インターフェース）で、本コンピュータ９００と測定器９５０とを接続するためのものであり、測定器９５０による測定結果はこのＩ／Ｆ９０７を介してコンピュータ９００内のＲＡＭ９０２や外部記憶装置９０６に入力される。
【００３５】
９０８はＩ／Ｆ（インターフェース）で、本コンピュータ９００とカメラ９６０とを接続するためのものである。カメラ９６０により撮像された各フレームの画像はこのＩ／Ｆ９０８を介してコンピュータ９００内のＲＡＭ９０２や外部記憶装置９０６に入力される。
【００３６】
９０９は上述の各部を繋ぐバスである。
【００３７】
次に、図１に示す装置１０１内の空気の流れ（気流）の実測値、及び解析値を画像として可視化し、ユーザに提示する場合に、コンピュータ９００が行う処理について、同処理のフローチャートを示す図１０を用いて説明する。なお、図１０に示したフローチャートに従った処理をＣＰＵ９０１に実行させるためのプログラムやデータは外部記憶装置９０６に保存されている。そしてこのプログラムやデータはＣＰＵ９０１による制御に従って適宜ＲＡＭ９０２にロードされる。そして、ＣＰＵ９０１がこのロードされたプログラムやデータを用いて処理を実行することで、コンピュータ９００は後述する各処理を実行することになる。
【００３８】
測定器９５０は装置１０１内に位置しており、現在の自身の位置における物理量（ここでは風向、風量）を測定している。そして測定した結果を測定値（実測値）としてコンピュータ９００に送出している。従ってコンピュータ９００側では、ＣＰＵ９０１はＩ／Ｆ９０７を介して測定値の入力を検知すると、これをＲＡＭ９０２、若しくは外部記憶装置９０６に取得する（ステップＳ１００１）。
【００３９】
一方で、カメラ９６０は上述の通り、マーカ３０１、３０３を含む現実空間の画像を撮像し、各フレームの画像をコンピュータ９００に送出する。従ってコンピュータ９００側では、ＣＰＵ９０１は、Ｉ／Ｆ９０８を介して各フレームの画像の入力を検知すると、これをＲＡＭ９０２、若しくは外部記憶装置９０６に取得する（ステップＳ１００２）。
【００４０】
次に、ＣＰＵ９０１は、ステップＳ１００２で取得した画像を用いて、測定器９５０の位置を求める処理を行う（ステップＳ１００３）。ここで、測定器９５０の位置を求める為の処理について説明する。
【００４１】
それぞれのマーカ３０１、３０３は図３に示す如く、測定器９５０における既知の位置、装置１０１内における既知の位置に取り付けられている。また、それぞれのマーカ３０１、３０３の形状、サイズ、パターン、取り付け位置についてはマーカデータとしてコンピュータ９００内の外部記憶装置９０６内に予め登録されている。
【００４２】
従ってＣＰＵ９０１は、マーカ３０１、３０３を含む画像をカメラ９６０より取得すると、この画像と上記マーカデータを用いて周知の技術でもって、装置１０１内におけるマーカ３０３の位置（風向測定器３０２の位置）を求めることができる。
【００４３】
以上の説明により、上記ステップＳ１００１〜ステップＳ１００３の処理によれば、装置１０１内における測定器９５０の位置と、この測定器９５０による測定値のセットを取得することができる。
【００４４】
なお、装置１０１内における測定器９５０の位置を求める方法については様々なものが考えられ、上記方法に限定するものではない。例えば、装置１０１内の複数箇所（既知の位置）に測定器９５０を配置し、それぞれの位置における測定器９５０が、測定値と、自身の識別子とをコンピュータ９００に送出するようにしてもよい。この場合、コンピュータ９００側では、それぞれの測定器９５０から識別子と測定値のセットを受けることになるので、それぞれのセットを参照することで、どの測定器９５０からどのような測定値が送出されたのかを把握することができる。また、レーザ光による測定器９５０を用いて、測定値、測定位置を同時に求めるようにしても良い。
【００４５】
従って、何れの方法を用いるにせよ、測定器９５０でもって、装置１０１内における複数箇所の物理量を測定する。そして、コンピュータ９００側では、それぞれの位置における測定値を取得すると共に、それぞれの測定位置をも取得する。
【００４６】
次に、装置１０１内の気流について予め作成した初期値データと、流体力学計算のための計算モデル式とを用いて、周知のコンピュータシミュレーションでもって、装置１０１内における風向、風量の分布計算を行う（ステップＳ１００４）。即ち、装置１０１内に定義された座標系（装置座標系）と一致した座標系を有する仮想空間を定義し、この仮想空間内で、上記コンピュータシミュレーションでもって、風向、風量の分布計算を行う。これにより、この仮想空間の各位置における風向、風量の解析値を求めることができる。
【００４７】
次に、ステップＳ１００３で求めた位置に対応する仮想空間内の位置に、ステップＳ１００１で取得した風向、風量の測定値を示す第１のオブジェクトを配置する（ステップＳ１００５）。ここで、仮想空間における座標系と装置座標系とは一致しているので、仮想空間と装置１０１内とで対応する位置は、同じ座標値を有することに注意されたい。
【００４８】
図２は、ステップＳ１００５で第１のオブジェクトを配置した仮想空間の例を示す図である。同図では説明上、背景に装置１０１内を図示している。同図において２０１が第１のオブジェクトで、風向を矢印の向き、風量を矢印の長さでもって表している。それぞれの矢印は、上記ステップＳ１００３で求めた各測定位置における風向、風量の測定値を示すものである。なお、第１のオブジェクトとしての表現形態はこれに限定するものではなく、例えば、流線表示やパーティクル・トレース等の、ベクトル場を表現するための一般的な表現形態を用いるようにしても良い。
【００４９】
次に、上記ステップＳ１００４による解析結果のうち上記ステップＳ１００３で求めた位置における風向、風量の解析値を示す第２のオブジェクトを、ステップＳ１００３で求めた位置に対応する仮想空間内の位置に配置する（ステップＳ１００６）。図４は、図２に示した仮想空間中に更に、ステップＳ１００６で第２のオブジェクトを配置した場合の仮想空間の例を示す図である。同図において４０１が第２のオブジェクトで、風向を矢印の向き、風量を矢印の長さでもって表している。それぞれの矢印は、上記ステップＳ１００３で求めた各測定位置における風向、風量の解析値を示すものである。なお、第２のオブジェクトとしての表現形態は第１のオブジェクトと同様、これに限定するものではない。例えば、解析値を図７に示す如く、風車モデル７０１のようなより具象的なモデルで表現することで、解析値と実測値との違いを明確にユーザに示すことができる。図７は、第２のオブジェクトの例を示す図である。
【００５０】
次に、第１のオブジェクトが示す測定値と、第２のオブジェクトが示す解析値との差分を示す第３のオブジェクトを配置する処理を行う（ステップＳ１００７）。即ち、第１のオブジェクトとしての矢印の先の位置から、第２のオブジェクトとしての矢印の先の位置に向かう矢印を第３のオブジェクトとして配置する。図５は、図４に示した仮想空間中に更に、ステップＳ１００７で第３のオブジェクトを配置した場合の仮想空間の例を示す図である。同図において５０１が第３のオブジェクトである。なお、図６に示す如く、第１，２のオブジェクトを配置せずに、第３のオブジェクトのみを配置するようにしても良い。また逆に、第１，２のオブジェクトを配置し、第３のオブジェクトの配置を省略するようにしても良い。図６は、第３のオブジェクトのみを配置した場合の仮想空間の例を示す図である。
【００５１】
次に、上記第１乃至３のオブジェクトを配置した仮想空間を、所定の位置姿勢を有する視点から見た場合に見える画像を生成する（ステップＳ１００８）。このような仮想空間画像を生成するための処理については周知のものであるので、これに関する説明は省略する。
【００５２】
そして、生成した仮想空間の画像を表示部８０５に出力する（ステップＳ１００９）。これにより、表示部８０５の表示画面上には、上記第１乃至３のオブジェクトが配置された仮想空間を、所定の位置姿勢を有する視点から見た場合に見える画像が表示されることになる。
【００５３】
なお、視点の位置姿勢については、予め定めたものを用いても良いし、操作部９０４を用いて変更指示を入力し、ＣＰＵ９０１がこの指示に応じて視点の位置姿勢を変更するようにしても良い。
【００５４】
以上の説明により、本実施形態によれば、現実空間中における各位置の実測値と、解析値との差分を視覚的に確認することができる。
【００５５】
なお本実施形態では、装置１０１内における気流について測定値、解析値、差分値を求めていたが、「装置１０１内」は現実空間中における測定対象空間の一例であり、どのような空間を測定対象空間としても、本実施形態は同様に適用することができる。
【００５６】
また、本実施形態では、測定する物理量として、風向、風量というベクトル場を用いたが、その他の種類のベクトル場のものを測定するようにしても良いし、温度といったスカラー場のものを測定するようにしても良い。
【００５７】
［第２の実施形態］
第１の実施形態では、第１乃至３のオブジェクトを配置した仮想空間の画像を表示部８０５のみに表示するようにしたが、コンピュータ９００に新たにＨＭＤを接続し、このＨＭＤが有する表示画面に表示するようにしても良い。図１８に、本実施形態に係るシステムの機能構成を示すブロック図を示す。図９に示す構成にＨＭＤ５７０を、Ｉ／Ｆ９１０を介して接続しており、図９と同じ構成については同じ番号を付し、その説明は省略する。このＨＭＤ９７０に自身の位置姿勢を計測するためのセンサを取り付ける等、このＨＭＤ９７０の位置姿勢を計測することが可能な構成を設ける必要がある。そして、計測されたＨＭＤ９７０の位置姿勢をコンピュータ９００に送出する。
【００５８】
コンピュータ９００は、この位置姿勢と、ＨＭＤ９７０を頭部に装着しているユーザの両目とのバイアス値（予め外部記憶装置９０６に格納している）とを用いて、ユーザの両目の位置姿勢を求める。そして、求めた位置姿勢を有する両目をそれぞれ視点として、第１の実施形態で説明した処理を行う。これにより、ＨＭＤ９７０を頭部に装着したユーザの両目の位置姿勢に応じて見える、第１乃至３のオブジェクトを配置した仮想空間の画像を、このユーザの眼前に表示することができる。
【００５９】
更に、ユーザの両目近傍位置に、現実空間を撮像するカメラを設け、カメラが撮像した現実空間画像上に、この仮想空間画像を重畳させても良い。これにより、第１乃至３のオブジェクトが配置された仮想空間と、この仮想空間を観察しているユーザの視点から見える現実空間とが合成された画像を、このユーザの眼前に提供することができる。
【００６０】
例えば、装置１０１の現実物を用意し、それに重ねて第１乃至３のオブジェクトを表示するようにすれば、現実の装置１０１に重ねて、測定値、解析値、差分値を観察することができる。また、以上のことは、ＨＭＤに限らず、ＨＨＤ（Ｈａｎｄ  Ｈｅｌｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ：観察者が手で保持するタイプの表示装置）に適用しても同様である。
【００６１】
更に本実施形態では、実際にユーザがＨＭＤ９７０を装着して、装置１０１の内部から測定値および解析値を観察する。図１１は、装置１０１の内部に移動したユーザが部品１０３を観察している場合に、このＨＭＤ９７０が有する表示画面上に表示される画像の表示例を示す図である。
【００６２】
図１２は、装置１０１内の空気の流れの解析値を流線表示する場合に、この装置１０１内のユーザのＨＭＤ９７０が有する表示画面上に表示される画像の表示例を示す図である。図１２において、１２０１は流線表示された空気の流れの解析値を示す曲線（オブジェクト）である。
【００６３】
図１３は、装置１０１内の空気の流れの測定値を矢印表示する場合に、この装置１０１内のユーザのＨＭＤ９７０が有する表示画面上に表示される画像の表示例を示す図である。図１３において、１３０１は矢印表示された空気の流れの測定値、すなわちその地点での空気の流れを示すオブジェクトである。
【００６４】
なお、本実施形態のように、測定値や解析値などといった空間中にくまなく存在する値を可視化し、その空間中に存在するユーザに提示すると、ユーザにとって見難い画像になってしまう場合がある。図１４は、流線表示された空気の流れの解析値を示す曲線１２０１と、矢印表示された空気の流れの測定値を示すオブジェクト１３０１と、を同時に表示した場合の表示例を示す図である。即ち、図１２に示した画像と図１３に示した画像とを合成したものである。図１４に示すように、ユーザの近辺に存在するオブジェクト１４０１（オブジェクト１３０１のうちの１つ）は相対的に画面中で大きく表示されるため、その背後が隠されて見えなくなってしまう場合がある。
【００６５】
この問題に対処するため、本実施形態では、図１５に示される操作用デバイス１５０３を用いる。図１５は、操作用デバイス１５０３の構成例を示す図である。操作用デバイス１５０３は人間の手に把持できるほどの大きさのデバイスであり、透明のアクリル板１５０１とマーカ１５０２とで構成されている。
【００６６】
マーカ１５０２は自身の位置を測定するために用いられる。ユーザの両目近傍位置に取り付けられた、現実空間を撮影するカメラがこのマーカを撮影することで、このマーカが存在する位置を測定することができる。また、マーカは固有のパターンを持っており、このマーカを撮影することで、複数のマーカをそれぞれ別のものとして認識することができる。係る技術は周知のものである。
【００６７】
今、図１６に示されるように、ユーザが操作用デバイス１５０３を掲げ持っているものとする。図１６は、ユーザが操作用デバイス１５０３を掲げ持っている様子を示す図である。
【００６８】
ユーザの両目近傍位置に取り付けられた、現実空間を撮影するカメラがこのマーカを撮影することで、マーカ１５０２の位置、ひいてはアクリル板１５０１の位置を求めることができる。さらに、アクリル板の大きさの情報をあらかじめマーカに関連付けて記録しておくことで、この時点での画面中でアクリル板１５０１によって占められている部分１６０１を求めることができる。
【００６９】
すると、このアクリル板はあたかものぞき窓のようにして機能し、アクリル板１５０１によって占められている部分１６０１内にのみ、解析値の流線表示を行うことができる。
【００７０】
本実施形態では、マーカにそれぞれ違うパターンを用いることで、操作用デバイス１５０３にそれぞれ異なる機能を持たせることができる。図１７は、一つの操作用デバイス１５０３に解析値の表示機能を、もう一つの操作用デバイス１５０３に測定値の表示機能を持たせ、同時に用いているところを示した図である。
【００７１】
図１７に示されるように、一つのアクリル板１５０１によって占められている部分１６０１内には解析値を示すオブジェクトが表示され、もう一つのアクリル板１５０１によって占められている部分１７０１内には測定値を示すオブジェクトが表示されている。また、部分１６０１，１７０１の重なっている領域１７０２には測定値と解析値の双方が表示される。図１７は、ユーザが複数の操作用デバイス１５０３を掲げ持っている様子を示す図である。
【００７２】
このように、測定値を表すオブジェクトを表示するための領域、解析値を表すオブジェクトを表示するための領域のそれぞれを指示するための手段についてはこれに限定するものではなく、様々な方法がある。例えば、仮想空間中の予め決められた平面領域を介してのみ見える仮想空間についてオブジェクトの描画処理を行うようにしても良い。
【００７３】
また、ユーザが手に保持する位置姿勢センサの位置に窓の位置を配置し、位置姿勢センサの姿勢をこの窓の方向ベクトルとするように窓のオブジェクトを仮想空間中に配置する。窓の縦横のサイズは予め定めておいても良いし、操作部９０４を用いて適宜変更しても良い。そしてこの窓を介してのみ見える仮想空間についてオブジェクトの描画処理を行うようにしても良い。
【００７４】
更に、測定値を表すオブジェクトを表示するための領域、解析値を表すオブジェクトを表示するための領域のそれぞれを指示するために、平面領域を介して見える領域を指定する方法に限定するものではない。たとえば、ユーザが左右の手それぞれに保持する位置姿勢センサの位置にあらかじめ定められた大きさの仮想の直方体をそれぞれ配置し、ユーザの視点に関わりなく、この仮想の直方体によって領域を指定するものとしてもよい。
【００７５】
［第３の実施形態］
上記第１，２の実施形態で説明したシステムは、CAD関連システム、ゲームやアミューズメント設備などのエンタテインメント装置にも適用可能である。更に、建築や医療などのシミュレーション装置、メンテナンス作業のアシスタント等の業務用アプリケーション、天気予報などの放送関連アプリケーション等にも用いることが可能である。
【００７６】
［その他の実施形態］
また、本発明の目的は、以下のようにすることによって達成されることはいうまでもない。即ち、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録媒体（または記憶媒体）を、システムあるいは装置に供給する。そして、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）が記録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。この場合、記録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録した記録媒体は本発明を構成することになる。
【００７７】
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、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う。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。
【００７８】
さらに、記録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とする。その後、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。
【００７９】
本発明を上記記録媒体に適用する場合、その記録媒体には、先に説明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。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】解析対象の空間としての装置内を示す図である。
【図２】ステップＳ１００５で第１のオブジェクトを配置した仮想空間の例を示す図である。
【図３】装置１０１内で気流を測定している風向測定器３０２を示す図である。
【図４】図２に示した仮想空間中に更に、ステップＳ１００６で第２のオブジェクトを配置した場合の仮想空間の例を示す図である。
【図５】図４に示した仮想空間中に更に、ステップＳ１００７で第３のオブジェクトを配置した場合の仮想空間の例を示す図である。
【図６】第３のオブジェクトのみを配置した場合の仮想空間の例を示す図である。
【図７】第２のオブジェクトの例を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係るシステムの機能構成を示すブロック図である。
【図９】図８に示した機能構成を有する本発明の第１の実施形態に係るシステムを、ハードウェアを用いて実装した場合に、そのハードウェアの構成例を示す図である。
【図１０】図１に示す装置１０１内の空気の流れ（気流）の実測値、及び解析値を画像として可視化し、ユーザに提示する場合に、コンピュータ９００が行う処理のフローチャートである。
【図１１】装置１０１の内部に移動したユーザが部品１０３を観察している場合に、このＨＭＤが有する表示画面上に表示される画像の表示例を示す図である。
【図１２】装置１０１内の空気の流れの解析値を流線表示する場合に、この装置１０１内のユーザのＨＭＤが有する表示画面上に表示される画像の表示例を示す図である。
【図１３】装置１０１内の空気の流れの測定値を矢印表示する場合に、この装置１０１内のユーザのＨＭＤが有する表示画面上に表示される画像の表示例を示す図である。
【図１４】流線表示された空気の流れの解析値を示す曲線１２０２と、矢印表示された空気の流れの測定値を示すオブジェクトと、を同時に表示した場合の表示例を示す図である。
【図１５】操作用デバイス１５０３の構成例を示す図である。
【図１６】ユーザが操作用デバイス１５０３を掲げ持っている様子を示す図である。
【図１７】ユーザが複数の操作用デバイス１５０３を掲げ持っている様子を示す図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態に係るシステムの機能構成を示すブロック図である。
【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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