(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無数のレンダリング対象が配置された３次元空間における画像データを管理する仮想３次元空間画像管理システムであって、
前記３次元空間を複数のセルに分割する分割手段と、
セル内に存在するオブジェクトをセル境界面の外側から眺めたときの画像をレンダリングして、オブジェクトのテクスチャが該セル境界面に貼り付けられた平面オブジェクトを取得する平面オブジェクト生成手段と、
平面オブジェクトをセル境界面に対応付けて保管する画像データ管理手段と、
カメラ位置と視線方向を含んだ表示要求に応答して、該カメラ位置を収容するセル内で視野内にあるオブジェクトを近景画像のレンダリング対象として取得するとともに、視野内にある各セル境界のうち視線方向に対し所定以上の角度を持つものに対応付けられている平面オブジェクトのみを遠景画像のレンダリング対象として前記画像データ管理手段から取得するレンダリング対象取得手段と、
該取得した近景画像及び各平面オブジェクトを遠近関係に従って順次張り合わせていくことによって仮想３次元画像を生成する３次元空間画像生成手段と、
を具備することを特徴とする仮想３次元空間画像管理システム。
【請求項２】
前記平面オブジェクト生成手段は、セル内に複数のオブジェクトが存在するときには、セル境界面側からの遠近関係に従って各オブジェクト間で陰面処理を施して平面オブジェクトを得る、
ことを特徴とする請求項１に記載の仮想３次元空間画像管理システム。
【請求項３】
無数のレンダリング対象が配置された３次元空間における画像データを管理する仮想３次元空間画像管理システムであって、
前記３次元空間を複数のセルに分割する分割手段と、
セル内に存在するオブジェクトをセル境界面の外側から眺めたときの画像をレンダリングして、オブジェクトのテクスチャが該セル境界面に貼り付けられた平面オブジェクトを取得する平面オブジェクト生成手段と、
平面オブジェクトをセル境界面に対応付けて保管する画像データ管理手段と、
カメラ位置と視線方向を含んだ表示要求に応答して、該カメラ位置を収容するセル及びその近傍領域に含まれているオブジェクトを近景画像のレンダリング対象として取得するとともに、該カメラ位置を収容するセル及びその近傍領域以外で視野内にある各セル境界に対応付けられている平面オブジェクトを遠景画像のレンダリング対象として前記画像データ管理手段から取得するレンダリング対象取得手段と、
該取得した近景画像及び各平面オブジェクトを遠近関係に従って順次張り合わせていくことによって仮想３次元画像を生成する３次元空間画像生成手段と、
を備え、
前記レンダリング対象取得手段は、処理対象となるセルの一面のみが視野から見えるときにはその面をレンダリング対象とするが、処理対象となるセルの２つのセル境界面が視野に入るときには視線方向と境界面のなす角度の大きい方のみをレンダリング対象に選択する、
ことを特徴とする仮想３次元空間画像管理システム。
【請求項４】
前記平面オブジェクト生成手段は、セル境界面毎に２通り以上の視線方向から眺めた画像をレンダリングして、１つのセル境界面につき２種類以上の平面オブジェクトを取得して、
前記画像データ管理手段は、視線方向が異なるこれら２種類以上の平面オブジェクトをセル境界面に対応付けて保管し、
前記３次元空間画像生成手段は、視野内のセル境界面に対応付けられた複数の平面オブジェクトの中から、表示要求されたカメラ位置に最も近い視線方向のものを遠景画像のレンダリング対象として選択する、
ことを特徴とする請求項１又は３のいずれかに記載の仮想３次元空間画像管理システム。
【請求項５】
無数のレンダリング対象が配置された３次元空間における画像データを管理する仮想３次元空間画像管理方法であって、
前記３次元空間を複数のセルに分割する分割ステップと、
セル内に存在するオブジェクトをセル境界面の外側から眺めたときの画像をレンダリングして、オブジェクトのテクスチャが該セル境界面に貼り付けられた平面オブジェクトを取得する平面オブジェクト生成ステップと、
平面オブジェクトをセル境界面に対応付けて保管する画像データ管理ステップと、
カメラ位置と視線方向を含んだ表示要求に応答して、該カメラ位置を収容するセル内で視野内にあるオブジェクトを近景画像のレンダリング対象として取得するとともに、視野内にある各セル境界のうち視線方向に対し所定以上の角度を持つものに対応付けられている平面オブジェクトのみを遠景画像のレンダリング対象として前記画像データ管理手段から取得するレンダリング対象取得ステップと、
該取得した近景画像及び各平面オブジェクトを遠近関係に従って順次張り合わせていくことによって仮想３次元画像を生成する３次元空間画像生成ステップと、
を具備することを特徴とする仮想３次元空間画像管理方法。
【請求項６】
前記平面オブジェクト生成ステップでは、セル内に複数のオブジェクトが存在するときには、セル境界面側からの遠近関係に従って各オブジェクト間で陰面処理を施して平面オブジェクトを得る、
ことを特徴とする請求項５に記載の仮想３次元空間画像管理方法。
【請求項７】
無数のレンダリング対象が配置された３次元空間における画像データを管理する仮想３次元空間画像管理方法であって、
前記３次元空間を複数のセルに分割する分割ステップと、
セル内に存在するオブジェクトをセル境界面の外側から眺めたときの画像をレンダリングして、オブジェクトのテクスチャが該セル境界面に貼り付けられた平面オブジェクトを取得する平面オブジェクト生成ステップと、
平面オブジェクトをセル境界面に対応付けて画像データ管理手段に保管する画像データ管理ステップと、
カメラ位置と視線方向を含んだ表示要求に応答して、該カメラ位置を収容するセル及びその近傍領域に含まれているオブジェクトを近景画像のレンダリング対象として取得するとともに、該カメラ位置を収容するセル及びその近傍領域以外で視野内にある各セル境界に対応付けられている平面オブジェクトを遠景画像のレンダリング対象として前記画像データ管理手段から取得するレンダリング対象取得ステップと、
該取得した近景画像及び各平面オブジェクトを遠近関係に従って順次張り合わせていくことによって仮想３次元画像を生成する３次元空間画像生成ステップと、
を備え、
前記レンダリング対象取得ステップでは、処理対象となるセルの一面のみが視野から見えるときにはその面をレンダリング対象とするが、処理対象となるセルの２つのセル境界面が視野に入るときには視線方向と境界面のなす角度の大きい方のみをレンダリング対象に選択する、
ことを特徴とする仮想３次元空間画像管理方法。
【請求項８】
前記平面オブジェクト生成ステップは、セル境界面毎に２通り以上の視線方向から眺めた画像をレンダリングして、１つのセル境界面につき２種類以上の平面オブジェクトを取得して、
前記画像データ管理ステップでは、視線方向が異なるこれら２種類以上の平面オブジェクトをセル境界面に対応付けて保管し、
前記３次元空間画像生成ステップでは、視野内のセル境界面に対応付けられた複数の平面オブジェクトの中から、表示要求されたカメラ位置に最も近い視線方向のものを遠景画像のレンダリング対象として選択する、
ことを特徴とする請求項５又は７のいずれかに記載の仮想３次元空間画像管理方法。
【請求項９】
無数のレンダリング対象が配置された３次元空間における画像データを管理するための処理をコンピュータ上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、前記コンピュータを、
前記３次元空間を複数のセルに分割する分割手段と、
セル内に存在するオブジェクトをセル境界面の外側から眺めたときの画像をレンダリングして、オブジェクトのテクスチャが該セル境界面に貼り付けられた平面オブジェクトを取得する平面オブジェクト生成手段と、
平面オブジェクトをセル境界面に対応付けて保管する画像データ管理手段と、
カメラ位置と視線方向を含んだ表示要求に応答して、該カメラ位置を収容するセル内で視野内にあるオブジェクトを近景画像のレンダリング対象として取得するとともに、視野内にある各セル境界のうち視線方向に対し所定以上の角度を持つものに対応付けられている平面オブジェクトのみを遠景画像のレンダリング対象として前記画像データ管理手段から取得するレンダリング対象取得手段と、
該取得した近景画像及び各平面オブジェクトを遠近関係に従って順次張り合わせていくことによって仮想３次元画像を生成する３次元空間画像生成手段と、
として機能させるためのコンピュータ・プログラム。
【請求項１０】
無数のレンダリング対象が配置された３次元空間における画像データを管理するための処理をコンピュータ上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、前記コンピュータを、
前記３次元空間を複数のセルに分割する分割手段と、
セル内に存在するオブジェクトをセル境界面の外側から眺めたときの画像をレンダリングして、オブジェクトのテクスチャが該セル境界面に貼り付けられた平面オブジェクトを取得する平面オブジェクト生成手段と、
平面オブジェクトをセル境界面に対応付けて保管する画像データ管理手段と、
カメラ位置と視線方向を含んだ表示要求に応答して、該カメラ位置を収容するセル及びその近傍領域に含まれているオブジェクトを近景画像のレンダリング対象として取得するとともに、該カメラ位置を収容するセル及びその近傍領域以外で視野内にある各セル境界に対応付けられている平面オブジェクトを遠景画像のレンダリング対象として前記画像データ管理手段から取得するレンダリング対象取得手段と、
該取得した近景画像及び各平面オブジェクトを遠近関係に従って順次張り合わせていくことによって仮想３次元画像を生成する３次元空間画像生成手段と、
として機能させ、
前記レンダリング対象取得手段は、処理対象となるセルの一面のみが視野から見えるときにはその面をレンダリング対象とするが、処理対象となるセルの２つのセル境界面が視野に入るときには視線方向と境界面のなす角度の大きい方のみをレンダリング対象に選択する、
ことを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大量のポリゴンからなる広大な３次元仮想空間を表示するための画像データを管理する仮想３次元空間画像管理システム及び方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、仮想３次元空間に記述されたオブジェクトのレンダリングを行なうためのデータを保存してデータベースを構築する仮想３次元空間画像管理システム及び方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、仮想３次元空間に記述されたオブジェクト間を移動するカメラ映像の視点と方向に応じてレンダリングを行なうためのデータを保存してデータベースを構築する仮想３次元空間画像管理システム及び方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、表示要求となる視点と方向に応じてレンダリングを行なうために必要な対象オブジェクトを削減する仮想３次元空間画像管理システム及び方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
【０００３】
【従来の技術】
昨今のコンピュータ・システムにおける演算速度の向上や描画機能の強化とも相俟って、コンピュータ資源を用いて図形や画像の作成や処理を行なう、いわゆる「コンピュータ・グラフィックス」（ＣＧ）技術が盛んに研究・開発され、さらに実用化されている。
【０００４】
例えば、３次元グラフィックスは、３次元オブジェクトが所定の光源によって照らされたときの光学現象を数学モデルで表現して、該モデルに基づいてオブジェクト表面に陰影や濃淡を付けたり、さらには模様を貼り付けたりして、よりリアルで３次元的な２次元高精彩画像を生成するものである。コンピュータ・グラフィックスは、科学、工学、製造などの応用分野でのＣＡＤ／ＣＡＭ、その他の各種分野においてますます盛んに利用されるようになってきている。最近では、ナビゲーション・システムなどにおいて、地形の起伏や景観などを考慮して、立体的、３次元的な地図画像を表示することにより、高品位な地図情報表示サービスを提供することができる。あるいは、このような３次元的な地図情報を、治水シミュレーションなどの公共サービス、 仮想空間を利用したシステムへ適用することもできる。
【０００５】
ところで、３次元グラフィックスは、一般には、フロントエンドとして位置付けられるジオメトリ処理と、バックエンドとして位置付けられるレンダリングとで構成される。
【０００６】
ジオメトリ処理では、ディスプレイ・スクリーン上に表示する３次元オブジェクトの位置や姿勢などの幾何学的な演算処理を行なう過程のことである。ジオメトリ処理では、一般に、オブジェクトは多数のポリゴンの集合体として扱われ、ポリゴン単位で、「座標変換」、「クリッピング」、「光源計算」などの幾何学的な演算処理が行なわれる。
【０００７】
一方、レンダリングでは、オブジェクトを構成する各ピクセル（pixel）を塗りつぶす過程のことである。ラスタライズ処理は、例えば、ポリゴンの頂点毎に求められた画像パラメータを基にして、ポリゴン内部のすべてのピクセルの画像パラメータを補間することによって実現される。ここで言う画像パラメータには、ＲＧＢ形式などで表される色（描画色）データ、奥行き方向の距離を表すＺ値などがある。また、最近の高精彩な３次元グラフィックス処理では、遠近感を醸し出すためのｆ（ｆｏｇ：霧）や、物体表面の素材感や模様を表現してリアリティを与えるテクスチャｔ（ｔｅｘｔｕｒｅ）なども、画像パラメータの１つとして含まれている。
【０００８】
３次元オブジェクトを配した仮想３次元空間をレンダリングするためには、カメラ位置と視線方向にあるオブジェクトをデータベースから取得して、 これに対してレンダリングを行なう。例えば、複数の建物が配置された空間を描画する場合には、建物を構成する描画オブジェクトをレンダリングして視線方向に対して陰面処理や光源計算を行なって、所望の風景画像を得ることができる。
【０００９】
しかしながら、視線方向に無数のオブジェクトが配設されている場合（例えば無数の建物が密集しているような市街地の風景など）には、レンダリング対象が多くなるため、これらをすべて描画するためには相当の処理時間を要するとともに、計算機負荷が重くなる。また、より詳細な遠景画像をまでレンダリングしようとすると、計算コストはますます増大してしまう。
【００１０】
レンダリング要求からその結果を得るまでのターンアラウンドを短くするために、 適当にレンダリング対象となる領域を区切ることによって対象オブジェクト数を減らしたり、対象オブジェクトに対して複数の表現を持たせて、カメラからの距離に応じてポリゴン数を減らしたオブジェクトを選択して表示するなどの方法が用いられる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、仮想３次元空間に記述されたオブジェクトのレンダリングを行なうためのデータを保存して好適なデータベースを構築することができる、優れた仮想３次元空間画像管理システム及び方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００１２】
本発明のさらなる目的は、仮想３次元空間に記述されたオブジェクト間を移動するカメラ映像の視点と方向に応じてレンダリングを行なうためのデータを保存して好適なデータベースを構築することができる、優れた仮想３次元空間画像管理システム及び方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００１３】
本発明のさらなる目的は、表示要求となる視点と方向に応じてレンダリングを行なうために必要な対象オブジェクトを削減することができる、優れた仮想３次元空間画像管理システム及び方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、無数のレンダリング対象が配置された３次元空間において所定のカメラ位置及び視線方向からの風景画像をレンダリングするための画像データを管理する仮想３次元空間画像管理システムであって、
前記３次元空間を複数のセルに分割する分割手段又はステップと、
セル内に存在するオブジェクトをセル境界面の外側から眺めたときの画像をレンダリングして、オブジェクトのテクスチャが該セル境界面に貼り付けられた平面オブジェクトを取得する平面オブジェクト生成手段又はステップと、
平面オブジェクトをセル境界面に対応付けて保管する画像データ管理手段又はステップと、
を具備することを特徴とする仮想３次元空間画像管理システムである。
【００１５】
但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。
【００１６】
本発明の第１の側面に係る仮想３次元空間画像管理システム及び方法によれば、仮想３次元空間を無数のセルに分割する。そして、セル内に存在する建物などのオブジェクトをセル外から眺めたときの画像をセル境界面毎にレンダリングして、オブジェクトのテクスチャがセル境界面に貼り付けられた平面オブジェクトを得る。セル内に複数の建物が存在する場合には、境界面のレンダリング過程において陰面処理を施しておく。
【００１７】
そして、各セルのセル境界面毎に得られた平面オブジェクトを、セル外からセル内のオブジェクトを眺めた映像すなわちレンダリング対象となるオブジェクトとしてデータベース管理しておく。以後、セルは、セル内のオブジェクトの個数に拘わらず、セル外からは、セル境界面にこれらのテクスチャが貼り付けられた平面オブジェクトがレンダリング対象として扱われる。言い換えれば、各セル（若しくは仮想３次元空間）に含まれる建物などのオブジェクトの総数に拘わらず、レンダリング対象となる総オブジェクト数は増えることはない。
【００１８】
また、あるカメラ位置と視線方向に従って表示要求が発生したときには、カメラ位置を収容するセル内に存在する建物などのオブジェクトを前記視線方向から眺めた画像レンダリングすることによって、近景画像を得る。また、視野に含まれる各セルについてのセル外から眺めた映像を遠近関係に従って順次貼り合わせていくことによって、遠景画像を得る。
【００１９】
ここで、セル内のオブジェクトをセル境界面の外側から眺めたときのレンダリング画像がテクスチャとしてセル境界面に貼り付けられた平面オブジェクトが、レンダリング対象としてあらかじめデータベース管理されている。遠景画像をレンダリングするときには、視野に含まれる各セル境界面についての平面オブジェクトをデータベースから取得して、遠近関係に従って順次貼り合わせていけばよい。したがって、視野に含まれる建物などのオブジェクトの総数に拘わらず、レンダリング対象となる総オブジェクト数は増えることはない。
【００２０】
本発明によれば、ある視点とその方向を与え、シーンをレンダリングするときに、既に個々にレンダリングした結果であるセル境界面を用いることによって、レンダリング対象となる総オブジェクト数を少なくすることができることから、データベース構築に必要な時間を節約することができる。
【００２１】
また、本発明によれば、あらかじめセル境界面毎にセル内オブジェクトのテクスチャが貼り付けてある平面オブジェクトをデータベースに対する要求により取得して、これらをレンダリング対象として用いて遠景のレンダリングを行なうことによって、詳細な遠景画像を有する仮想３次元空間のレンダリング画像を高速に得ることができる。
【００２２】
上記では、カメラ位置を収容するセル内に存在するオブジェクトを視線方向から眺めた画像をレンダリングすることによって近景画像を生成するようにしているが、視点の近傍に含まれているオブジェクトに関しては平面オブジェクトを使用すると、仮想３次元画像の歪みが大きくなる。そこで、カメラ位置を収容するセルだけでなく、視点近傍に位置するセルのオブジェクトに関しても、セル境界面の平面オブジェクトではなく、セル内のオブジェクトをレンダリングして得たテクスチャを用いて近景画像を生成するようにしてもよい。
【００２３】
また、カメラの視野に含まれる視野に含まれる各セル境界面についての平面オブジェクトをデータベースから取得して、遠近関係に従って順次貼り合わせていくことによって遠景画像を生成する際において、同じセルの２以上のセル境界面が視界に含まれることもある。このような場合、視線方向と各セル境界面とのなす角度を求めて、この値の大きい方のセル境界面を選択することにより、より歪みの少ない仮想３次元画像をレンダリングすることができる。
【００２４】
また、セル境界面毎に２通り以上の視線方向から眺めた画像をレンダリングして、１つのセル境界面につき２種類以上の平面オブジェクトを用意するようにしてもよい。このような場合、視野内のセル境界面に対応付けられた複数の平面オブジェクトの中から、表示要求されたカメラ位置に最も近い視線方向のものを選択的に使用してレンダリングすることによって、より歪みの少ない仮想３次元画像を生成することができる。
【００２５】
また、このように１つのセル境界面につき視線方向に応じて２種類以上の平面オブジェクトをあらかじめ用意している場合には、仮想３次元画像をレンダリングする際には、視野内のセル境界面に対応付けられた複数の平面オブジェクトを表示要求されたカメラ位置及び視線方向に応じて合成して、レンダリングに使用するための最適な画像を得ることができる。この結果、レンダリング部１１においては、より歪みの少ない仮想３次元画像をレンダリングすることができる。
【００２６】
また、本発明の第２の側面は、無数のレンダリング対象が配置された３次元空間における画像データを管理するための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
前記３次元空間を複数のセルに分割する分割ステップと、
セル内に存在するオブジェクトをセル境界面の外側から眺めたときの画像をレンダリングして、オブジェクトのテクスチャが該セル境界面に貼り付けられた平面オブジェクトを取得する平面オブジェクト生成ステップと、
平面オブジェクトをセル境界面に対応付けて保管する画像データ管理ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
【００２７】
本発明の第２の側面に係るコンピュータ・プログラムは、コンピュータ・システム上で所定の処理を実現するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムを定義したものである。換言すれば、本発明の第２の側面に係るコンピュータ・プログラムをコンピュータ・システムにインストールすることによって、コンピュータ・システム上では協働的作用が発揮され、本発明の第１の側面に係る仮想３次元空間画像管理システム及び方法と同様の作用効果を得ることができる。
【００２８】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。
【００３０】
図１には、本発明の一実施形態に係る仮想３次元空間画像管理システムの機能構成を模式的に示している。
【００３１】
この仮想３次元空間画像管理システム内では、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４が、オペレーティング・システム（ＯＳ）が提供する実行環境下で、さまざまなアプリケーション・プログラムを起動する。ＣＰＵ４は、バス１３経由でシステム内の各部と相互接続している。
【００３２】
ＲＡＭ（Random Access Memory）５は、揮発性の半導体メモリ装置であり、ＣＰＵ４において実行されるプログラム・コードを記録部３（後述）などの外部記憶装置からロードしたり、実行プログラムが処理中の作業データを一時格納したりするために使用される。
【００３３】
ＣＰＵ４が実行するプログラムには、仮想３次元空間に記述されたオブジェクト間を移動するカメラ映像の視点と方向に応じてレンダリングを行なうためのデータを保存して好適なデータベースを構築する仮想３次元空間画像管理アプリケーションなどが含まれる。また、作業データとしては、仮想３次元空間を分割したセル情報、建物など仮想３次元空間上の各オブジェクトについてのテクスチャ画像、セル内に存在する建物などのオブジェクトをセル外から眺めたときの画像をセル境界面毎にレンダリングしてそのテクスチャがセル境界面に貼り付けられた平面オブジェクトなどが含まれる。
【００３４】
ＲＯＭ（Read Only Memory）６は、不揮発性の半導体記憶装置であり、所定のプログラム・コードやデータを恒久的に保存するために使用される。例えば、システム起動時の初期化・自己診断プログラム（ＰＯＳＴ）やシステム内の各部をハードウェア操作するための基本入出力ソフトウェア（ＢＩＯＳ）などがＲＯＭ１上に格納されている。
【００３５】
入力部１は、例えばキーボードやマウスなどのユーザ入力装置からなり、仮想３次元空間のセル分割（空間分割数）や、セル境界面毎のレンダリング画像の生成やそのデータベース管理に関連するユーザ・コマンドを入力するために使用される。
【００３６】
表示部２は、ディスプレイやプリンタなど、ＣＰＵ４による演算結果を可視化してユーザに出力する装置で構成される。例えば、セル境界面をレンダリングするための作業画面や、生成されたセル境界面のレンダリング画像、視線方向にある各セル境界面のレンダリング画像を用いて生成された仮想３次元空間画像などを表示出力する。
【００３７】
記録部３は、例えばハード・ディスク装置（ＨＤＤ）などの固定型の大容量外部記憶装置や、ＣＤ（ＤＶＤ）−ＲＯＭドライブのような可搬型の記録メディアを装填する記録再生装置などで構成されている。
【００３８】
ハード・ディスク装置は、記憶担体としての磁気ディスクを固定的に搭載した外部記憶装置であり（周知）、記憶容量やデータ転送速度などの点で他の外部記憶装置よりも優れている。ソフトウェア・プログラムを実行可能な状態でＨＤＤ上に置くことをプログラムのシステムへの「インストール」と呼ぶ。通常、ＨＤＤには、ＣＰＵ４が実行すべきオペレーティング・システムのプログラム・コードや、アプリケーション・プログラム、デバイス・ドライバなどが不揮発的に格納されている。例えば、仮想３次元空間に記述されたオブジェクト間を移動するカメラ映像の視点と方向に応じてレンダリングを行なうためのデータを保存して好適なデータベースを構築する仮想３次元空間画像管理アプリケーションを、ＨＤＤ上にインストールすることができる。また、仮想３次元空間を分割したセル情報、建物など仮想３次元空間上の各オブジェクトについてのテクスチャ画像や、セル内に存在する建物などのオブジェクトをセル外から眺めたときの画像をセル境界面毎にレンダリングしてそのテクスチャがセル境界面に貼り付けられた平面オブジェクトなどの仮想３次元空間画像アプリケーションの処理データ、平面オブジェクトをセル境界面に対応付けて管理する３次元仮想空間に対するデータベース、該データベースを利用して平面オブジェクトを順次貼り合わせて作成された仮想３次元空間画像、その他のライブラリをＨＤＤ上に保存することもできる。
【００３９】
また、可搬型の記録メディアは、主として、ソフトウェア・プログラムやデータ・ファイルなどをコンピュータ可読形式のデータとしてバックアップすることや、これらをシステム間で移動（すなわち販売・流通・配布を含む）する目的で使用される。例えば、仮想３次元空間に記述されたオブジェクト間を移動するカメラ映像の視点と方向に応じてレンダリングを行なうためのデータを保存して好適なデータベースを構築する仮想３次元空間画像管理アプリケーションを、これら可搬型メディアを利用して複数の機器間で物理的に流通・配布することができる。また、仮想３次元空間を分割したセル情報、建物など仮想３次元空間上の各オブジェクトについてのテクスチャ画像や、セル内に存在する建物などのオブジェクトをセル外から眺めたときの画像をセル境界面毎にレンダリングしてそのテクスチャがセル境界面に貼り付けられた平面オブジェクトなどの仮想３次元空間画像アプリケーションの処理データ、平面オブジェクトをセル境界面に対応付けて管理する３次元仮想空間に対するデータベース、その他のライブラリの供給を受けたり、平面オブジェクトをセル境界面に対応付けて管理するデータベースや該データベースを利用して平面オブジェクトを順次貼り合わせて作成された仮想３次元空間画像をシステム外部に提供するために、これら可搬型記録メディアが利用される。
【００４０】
通信部７は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）などの所定の通信プロトコルに従って、本システムをＬＡＮ（Local Area Network）などの局所的ネットワーク、さらにはインターネットのような広域ネットワークに接続することができる。ネットワーク上では、複数のホスト端末（図示しない）がトランスペアレントな状態で接続され、分散コンピューティング環境が構築されている。ネットワーク上では、ソフトウェア・プログラムやデータ・コンテンツなどの配信サービスを行うことができる。
【００４１】
例えば、仮想３次元空間に記述されたオブジェクト間を移動するカメラ映像の視点と方向に応じてレンダリングを行なうためのデータを保存して好適なデータベースを構築する仮想３次元空間画像管理アプリケーションを、ネットワーク経由でダウンロードすることができる。また、仮想３次元空間を分割したセル情報、建物など仮想３次元空間上の各オブジェクトについてのテクスチャ画像や、セル内に存在する建物などのオブジェクトをセル外から眺めたときの画像をセル境界面毎にレンダリングしてそのテクスチャがセル境界面に貼り付けられた平面オブジェクトなどの仮想３次元空間画像アプリケーションの処理データ、平面オブジェクトをセル境界面に対応付けて管理する３次元仮想空間に対するデータベース、その他のライブラリの供給を受けたり、平面オブジェクトをセル境界面に対応付けて管理するデータベースや該データベースを利用して平面オブジェクトを順次貼り合わせて作成された仮想３次元空間画像をシステム外部に提供するために、ネットワークが利用される。
【００４２】
セル分解部９、セル境界生成部１０、レンダリング部１１、並びにレンダリング対象取得部１２は、ＣＰＵ４と協働的に動作して、無数のレンダリング対象が配置された３次元空間において所定のカメラ位置及び視線方向からの風景画像をレンダリングするための画像データ（平面オブジェクト）の生成並びにデータベース管理、並びに、このデータベースを利用した仮想３次元空間画像の生成処理を実現する。
【００４３】
セル分解部９は、入力部３を介して指示された空間分割数に従って、仮想３次元空間をセルに分割する。
【００４４】
レンダリング部１１は、レンダリング対象となるオブジェクトについての幾何情報並びにテクスチャ情報を得て、所定の視線方向から眺めたときの画像をレンダリングする。
【００４５】
セル境界生成部１０は、セル内に存在する建物などのオブジェクトをセル境界の外側から眺めたときの画像をレンダリング部１１から得て、オブジェクトのテクスチャをセル境界面に貼り付けて、セル境界を構成する平面オブジェクトを生成する。これらの平面オブジェクトは、セル境界面と対応付けて３次元仮想空間に対するデータベースとして保存される。この３次元仮想空間に対するデータベースは、記録部３内で構築され、あるいは通信部８を介してネットワーク接続されるデータベース・サーバ上で管理される。
【００４６】
本実施形態に係る仮想３次元画像管理システムによれば、ある視点とその方向を与え、シーンをレンダリングするときに、既に個々にレンダリングした結果であるセル境界面を用いることによって、レンダリング対象となる総オブジェクト数を少なくすることができることから、データベース構築に必要な時間を節約することができる。
【００４７】
また、本実施形態に係る仮想３次元画像管理システムを利用することにより、あるカメラ位置と視線方向に従って表示要求に応答して、近景画像と遠景画像からなる仮想３次元画像を生成することができる。ここで、カメラ位置を収容するセル内に存在するオブジェクトを前記視線方向から眺めた画像をレンダリングすることによって近景画像を生成することができる。また、視野に含まれる各セル境界面についての平面オブジェクトをデータベースから取得して、遠近関係に従って順次貼り合わせていくことによって遠景画像をレンダリングすることができる。
【００４８】
レンダリング対象取得部１２は、カメラ位置を収容するセル内のオブジェクトを近景画像並びに遠景画像のレンダリング対象となる平面オブジェクトを、記録部３内又はネットワーク上のデータベースから取得する。そして、レンダリング部１１は、レンダリング対象取得部１２によって得られたオブジェクトを用いて、近景画像並びに遠景画像をレンダリングして、さらにこれらを貼り合わせて所望の仮想３次元画像を生成する。
【００４９】
したがって、本実施形態に係る仮想３次元画像管理システムによれば、あらかじめセル境界面毎にセル内オブジェクトのテクスチャが貼り付けてある平面オブジェクトをデータベースに対する要求により取得して、これらをレンダリング対象として用いて遠景のレンダリングを行なうことによって、詳細な遠景画像を有する仮想３次元空間のレンダリング画像を高速に得ることができる。
【００５０】
図２には、３次元仮想空間に対するデータベースを作成するための処理手順をフローチャートの形式で示している。この処理手順は、実際には、仮想３次元空間画像管理アプリケーションを実行するＣＰＵ４と、セル分解部９と、セル境界生成部１０と、レンダリング部１１との協働的動作により実現される。
【００５１】
まず、３次元仮想空間を入力する（ステップＳ１）。３次元仮想空間は、例えばＣＤ−ＲＯＭなどの可搬型メディアを介して記録部３にインストールされたり、あるいは、ネットワーク上の情報提供サーバなどから通信部８を介して本システムにダウンロードされる。
【００５２】
次いで、ユーザが入力部１などからこの３次元仮想空間を分割するセルの数を入力する（ステップＳ２）。本実施形態では、対象となる３次元仮想空間をメッシュ状に分割するため、縦横の分割数を入力する。
【００５３】
セル分解部９は、入力されたセル分割数に従って、３次元仮想空間をセルに分割する（ステップＳ３）。
【００５４】
次いで、レンダリング部１１は、セル内に存在する建物などのオブジェクトをセル境界の外側から眺めたときの画像をレンダリングする（ステップＳ４）。そして、セル境界生成部１０は、レンダリング部１１から得たオブジェクトのテクスチャをセル境界面に貼り付けて、セル境界を構成する平面オブジェクトを生成する。
【００５５】
この後、これらの平面オブジェクトを、セル境界面と対応付けて３次元仮想空間に対するデータベースとして保存する（ステップＳ５）。この３次元仮想空間に対するデータベースは、記録部３内で構築され、あるいは通信部８を介してネットワーク接続されるデータベース・サーバ上で管理される。
【００５６】
このように、ある視点とその方向を与え、シーンをレンダリングするときに、既に個々にレンダリングした結果であるセル境界面を用いることによって、レンダリング対象となる総オブジェクト数を少なくすることができることから、データベース構築に必要な時間を節約することができる。
【００５７】
また、３次元仮想空間に対するデータベースを利用することにより、あるカメラ位置と視線方向に従って表示要求に応答して、近景画像と遠景画像からなる仮想３次元画像を生成することができる。図３には、表示要求に応答して仮想３次元画像をレンダリングするための処理手順をフローチャートの形式で示している。この処理手順は、実際には、仮想３次元空間画像管理アプリケーションを実行するＣＰＵ４と、レンダリング部１１と、レンダリング対象取得部１２との協働的動作により実現される。
【００５８】
まず、例えばユーザが入力部１を介してカメラ位置と視線方向を入力して、仮想３次元画像の表示を要求する（ステップＳ１１）。
【００５９】
レンダリング対象取得部１２は、この表示要求に応答して、カメラ位置を収容するセル内のオブジェクトを近景画像のレンダリング対象として取得するとともに、視野内の各セル境界の平面オブジェクトを遠景画像のレンダリング対象として取得する（ステップＳ１２）。
【００６０】
レンダリング部１１は、レンダリング対象取得部１２によって得られたレンダリング対象オブジェクトを用いて、近景画像並びに遠景画像をレンダリングして、さらにこれらを貼り合わせることによって所望の仮想３次元画像を生成する（ステップＳ１３）。
【００６１】
そして、レンダリングされた仮想３次元画像は、表示部２によって外部に出力される（ステップＳ１４）。
【００６２】
図４には、レンダリング対象となる複数のオブジェクトが配置された３次元仮想空間をセルに分割した様子を示している。
【００６３】
３次元仮想空間４０１は、図示の通り、格子状に複数のセルに分割されている。ここで、参照番号４０３で示されるセルにカメラ位置が設定され、また、参照番号４０４で示すセルの方向に向かって視野が設定されて、表示要求されているとする。
【００６４】
このような場合、カメラ位置があるセル４０３を囲む領域４１２にあって、 カメラの視野内のセル４０４に配置されているオブジェクトと、さらにその外周を囲む視界内のセル４０５のセル境界に対応付けられている平面オブジェクトのうち、視線方向に対して４５度以上の角度を持つものが、当該表示要求に対するレンダリング対象オブジェクトとなる。４５度未満の角度を持つ平面オブジェクトを利用すると、仮想３次元画像のひずみが大きくなり現実性が失われるので、本実施形態ではレンダリング対象としない。
【００６５】
図４に示す例では、カメラ位置を収容するセル４０３内で視野内にあるオブジェクト４４１と、当該セル以外で視野内に存在するセル境界に対応付けられている各平面オブジェクト４２１〜４２４などがレンダリング対象として取得している。
【００６６】
例えば、参照番号４５１で示されるオブジェクトは、レンダリングされたテクスチャとして、セル境界４２２にあらかじめ貼り付けられているので、 最終レンダリング結果にはそれが表示されることになる。
【００６７】
図５には、セル内に存在する建物などのオブジェクトをセル外から眺めたときの画像をセル境界面毎にレンダリングする方法を示している。
【００６８】
セル５０５を隣接セル５１１からにあるオブジェクトを矢印５２１で示す方向に平行投影することによって、 セル５０５の内側のオブジェクトを見たときのテクスチャをレンダリングして、これを該当するセル境界５０１に対応付けている。
【００６９】
同様にして、セル５０５を囲う他の隣接セルからセル５０５の内側のオブジェクトを見たときのテクスチャをレンダリングして、これらをそれぞれのセル境界５０２〜５０４に対応付ける。
【００７０】
なお、セル５１１側からセル５０５とのセル境界５０１を眺めたときの平面オブジェクトはセル５０１内のオブジェクトに存在するレンダリング結果がマッピングされているのに対して、セル５０５側からセル５１１とのセル境界５０１を眺めたときの平面オブジェクトはセル５１１内に存在するオブジェクトのレンダリング結果がマッピングされており、それぞれ異なったものとなっている。
【００７１】
カメラ位置を収容するセル内に存在する建物などのオブジェクトを視線方向から眺めた画像をレンダリングすることによって、近景画像を得ることができる。また、視野に含まれる各セル境界面に対応付けられている平面オブジェクトを遠近関係に従って順次貼り合わせていくことによって、詳細な遠景画像を得ることができる。
【００７２】
図６には、セル境界に貼るテクスチャのレンダリング結果の一例を示している。同図に示すように、セル内にある各オブジェクトをセル境界側から眺めた画像のレンダリング結果がセル境界に貼り付けられて平面オブジェクトを構成している。また、セル内のオブジェクトのテクスチャが貼り付けられていない領域は、さらに後方のセル境界を表示できるようにするために、透明のまま残しておく。
【００７３】
また、図７には、図４に示すような３次元仮想空間においてカメラの視野に含まれる各セル境界面に対応付けられている複数の平面オブジェクトを遠近関係に従って順次貼り合わせていくことによって詳細な仮想３次元画像を得る様子を図解している。
【００７４】
同図において、参照番号７０１並びに７０２はそれぞれ、図４においてカメラの視野内に存在する各セル境界面４２４並びに４２２に対応付けられた平面オブジェクトを表わしている。レンダリング部１１は、レンダリング対象取得部１２を介して記録部３又はネットワーク上のデータベースからこれら平面オブジェクトを取り出すことができる。
【００７５】
これら平面オブジェクト７０１及び７０２のうち、それぞれ参照番号７１１及び７２１で示されている領域がカメラの視野内に入っている部分である。その視界は、図４に示すように、セル４０４と４０５の間でパースがかかっている。したがって、仮想３次元画像上では、後方の平面オブジェクト７０２のテクスチャ７２３は、手前側の平面オブジェクト７０１のテクスチャ７１３よりも後ろ側に貼り付けられるとともに、より小さく見えるようにレンダリングされる。
【００７６】
上述した実施形態では、カメラ位置を収容するセル内に存在するオブジェクトを視線方向から眺めた画像をレンダリングすることによって近景画像を生成するようにしているが、視点の近傍に含まれているオブジェクトに関しては平面オブジェクトを使用すると、仮想３次元画像の歪みが大きくなる。そこで、カメラ位置を収容するセルだけでなく、視点近傍のオブジェクトに関しても、セル境界面の平面オブジェクトではなく、セル内のオブジェクトをレンダリングして得たテクスチャを用いて近景画像を生成するようにしてもよい。
【００７７】
視点近傍に位置するオブジェクトを直接レンダリングして近景画像を生成する手順について、図８及び図９を参照しながら以下に説明する。
【００７８】
図８において、参照番号８０１は仮想３次元空間全体を示しており、また、参照番号８０２はこの仮想３次元空間を分割した１つのセルを示している。
【００７９】
図示の仮想３次元空間において、参照番号８０３で示される場所に視点を設置し、このときの視野を参照番号８４０で示す。
【００８０】
このとき、参照番号８３０で示される各セルは視点８０３の近傍領域として扱われる。同図に示す例では、視点８０３を収容するセルと、このセルを取り囲む８個のセルが近傍領域として設定されている。なお、近傍領域として位置付けるセルの範囲は、仮想３次元画像用データベースの運用において自由に変更することができる。
【００８１】
また、視野８４０には複数のオブジェクトが含まれるが、これらのうちオブジェクト８４０〜８４３は近傍領域に設定されているセル内に含まれるが、他のオブジェクト８５１〜８５３は近傍領域に含まれていない。
【００８２】
図９には、レンダリング対象となるオブジェクトとセル境界を示している。レンダリング対象は、視野８４０内にあって、近傍領域に含まれている各オブジェクト８４１〜８４３と、それ以外のセル集合８６１，８６２，８６４のセル境界面に割り当てられている平面オブジェクトとなる。そして、実際にレンダリングされるセル境界は、８１１、８２１、８３１、８４１となる。セル境界面のどれをレンダリング対象とするかについては、図１０に示している（後述）。
【００８３】
上述した実施形態では、カメラの視野に含まれる視野に含まれる各セル境界面についての平面オブジェクトをデータベースから取得して、遠近関係に従って順次貼り合わせていくことによって遠景画像を生成するが、同じセルの２以上のセル境界面が視界に含まれることもある。このような場合、視線方向と各セル境界面とのなす角度を求めて、この値の大きい方のセル境界面を選択することにより、より歪みの少ない仮想３次元画像をレンダリングすることができる。
【００８４】
同じセルの２以上のセル境界面が視界に含まれる場合にセル境界面を選択するための手順について、図１０を参照しながら以下に説明する。
【００８５】
同図において、参照番号１００１は、処理対象となるセルを示している。セル１００１の一面のみが視野８４０から見える場合には、その面をレンダリング対象とする。
【００８６】
しかしながら、図１０で示すように、２つのセル境界面１０１１及び１０２１が視野８４０に入っているときには、それぞれのセル境界面１０１１及び１０２１が視線方向と境界面とのなす角度θ1及びθ2を求めて、これらの値のうち大きい方のセル境界面を選択する。
【００８７】
図１０に示す例では、角度θ2の方がθ1で示す角度よりも大きいことから、レンダリング対象として、表示要求されているカメラの視線方向により近いセル境界面１０２１が選択されることになる。なお、この角度が同じ場合、どちらか一方のセル境界面をレンダリングに用いるようにすればよい。
【００８８】
また、上述した実施形態では、セル内に存在するオブジェクトをセル境界面の外側から眺めたときの画像をレンダリングしてオブジェクトのテクスチャが該セル境界面に貼り付けることによって、レンダリング対象としての平面オブジェクトを取得するようになっている。図５に示す例では、セル境界面に直交する視線方向からセル内のオブジェクトを眺めたときの画像をレンダリングして、セル境界面毎に１種類の平面オブジェクトを用意するようにしている。これに対し、セル境界面毎に２通り以上の視線方向から眺めた画像をレンダリングして、１つのセル境界面につき２種類以上の平面オブジェクトを用意するようにしてもよい。このような場合、視野内のセル境界面に対応付けられた複数の平面オブジェクトの中から、表示要求されたカメラ位置に最も近い視線方向のものを選択的に使用してレンダリングすることによって、より歪みの少ない仮想３次元画像を生成することができる。
【００８９】
セル境界面毎に２通り以上の視線方向から眺めた画像をレンダリングして、１つのセル境界面につき２種類以上の平面オブジェクトを取得するための手順について、図１１を参照しながら以下に説明する。
【００９０】
まず、セル１１０１の１つのセル境界面１１２０には、セル境界面１１２０を共有する隣接セル（以下、「観測セル」とも呼ぶ）１１０２側から当該セル１１０１内に存在する各オブジェクト１１１１〜１１１４を見たときの画像を設定しておく。
【００９１】
カメラすなわちセル１１０１のセル境界面上の平面オブジェクトをレンダリングするための視点は、参照番号１１０３で示すように、セル１１０１の中心を中心とし、観測セル１１０２の中心をとする円弧上を離散的又は連続的に移動する。そして、この円弧上の所定数の観測場所からセル１１０１内の各オブジェクト１１１１〜１１１４を見たときの画像をそれぞれ取得（レンダリング）しておく。
【００９２】
図１１に示す例では、参照番号１１２１、１１２２、並びに１１２３で示される３箇所のカメラ位置からながめたときの画像をレンダリングして、セル境界面１１２０に対応付けて保存（データベース管理）している。
【００９３】
勿論、このような離散的な視点からのレンダリング画像ではなく、視点が円弧１１０３を移動するときの連続的な画像をあらかじめ用意しておくようにしてもよい。また、図１１に示す例では、各カメラ位置１１２１〜１１２３においてセル１１０１内の各オブジェクト１１１１〜１１１４を透視投影した画像のレンダリングを行っているが、他の投影方法例えば平行投影による画像をレンダリングするようにしてもよい。
【００９４】
また、上述したように１つのセル境界面につき視線方向に応じて２種類以上の平面オブジェクトをあらかじめ用意している場合には、仮想３次元画像をレンダリングする際には、視野内のセル境界面に対応付けられた複数の平面オブジェクトを表示要求されたカメラ位置及び視線方向に応じて合成することによって、レンダリングに使用するための最適な画像を得ることができる。この結果、レンダリング部１１においては、より歪みの少ない仮想３次元画像をレンダリングすることができる。
【００９５】
視野内のセル境界面に対応付けられた複数の平面オブジェクトを表示要求されたカメラ位置及び視線方向に応じて合成するための処理手順について、図１２を参照しながら以下に説明する。
【００９６】
同図において、参照番号１２２１〜１２２３には、図１１において、各カメラ位置１１２１〜１１２３をそれぞれ設定することによって取得されたレンダリング画像を示している。これらが、観測セル１１０２側からセル１１０１を眺めたときの仮想３次元画像を生成する際におけるレンダリング対象となる平面オブジェクトを構成する。
【００９７】
ここで、視点が円弧１１０３上で参照番号１１２１及び１１２２で示される地点の間にあるとき、レンダリング対象とする画像を、例えば２つの平面オブジェクト１２２１及び１２２２を合成することによって作成する。
【００９８】
参照番号１２２４は、これら平面オブジェクト１２２１及び１２２２を合成することによって得られた平面オブジェクトを示している。この平面オブジェクト１２２４内では、円弧１１０３上で参照番号１１２１及び１１２２で示される地点の間に設定された視点から見える向きで、セル１１０１内の各オブジェクト１１１１〜１１１４のテクスチャが貼り付けられている。参照番号１２１１〜１２１３で示されている各オブジェクトは、図１１で示したセル１１０１内の各オブジェクト１１１１〜１１１３に該当する。より一般的には、イメージベースド・レンダリングの手法を用いてもよい。
【００９９】
図１３には、図８〜図１２で説明した方法により得られた仮想３次元空間のレンダリング対象オブジェクトを用いて、ある視点から見た仮想３次元画像を生成するための処理手順をフローチャートの形式で示している。
【０１００】
まず、例えばユーザが入力部１を介してカメラ位置と視線方向を入力して、仮想３次元画像の表示を要求する（ステップＳ２１）。
【０１０１】
次いで、視野内の近傍領域内にあるオブジェクトの集合を取得する（ステップＳ２２）。
【０１０２】
次いで、近傍領域外で、視野内にかかっているセルの集合を取得する（ステップＳ２３）。
【０１０３】
次いで、レンダリングに用いるセル境界面の選択を行なう (ステップＳ２４)。このとき、同じセルの２以上のセル境界面が視界に含まれる場合には、視線方向と各セル境界面とのなす角度を求めて、この値の大きい方のセル境界面を選択することにより、より歪みの少ない仮想３次元画像をレンダリングすることができる。
【０１０４】
次いで、ステップＳ２１により設定されたカメラ位置及び視線方向から見た画像をレンダリングする（ステップＳ２５)。上述したように、１つのセル境界面につき視線方向に応じて２種類以上の平面オブジェクトがあらかじめ３次元仮想空間のデータベースとして用意されている。視野内のセル境界面に対応付けられた複数の平面オブジェクトを表示要求されたカメラ位置及び視線方向に応じて合成して、レンダリングに使用するための最適な画像を得ることができる。
【０１０５】
そして、このようにして得られたオブジェクトとセル境界面を仮想空間上に配置して（ステップＳ２６）、これらを遠近関係に従って張り合わせていくことにより、設定されたカメラ位置及び視線方向から仮想３次元空間を眺めたときの画像をレンダリングすることができる（ステップＳ２７）。
【０１０６】
このようにして生成された画像データを、表示部２を介して外部出力する（ステップＳ２８）。
【０１０７】
なお、上記のステップＳ２５まで得られたオブジェクトとセル境界面を、要求元のシステムに対する戻り値としてもよい。このような場合、後続のステップＳ２６〜Ｓ２８の工程は、要求元すなわちクライアント側システムにおいて実行される。すなわち、クライアント側において、レンダリング対象オブジェクトを利用して、設定されたカメラ位置及び視線方向から仮想３次元空間を眺めたときの画像をレンダリングするようにすればよい。
【０１０８】
［追補］
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
【０１０９】
【発明の効果】
以上詳記したように、本発明によれば、仮想３次元空間に記述されたオブジェクト間を移動するカメラ映像の視点と方向に応じてレンダリングを行なうためのデータを保存して好適なデータベースを構築することができる、優れた仮想３次元空間画像管理システム及び方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【０１１０】
また、本発明によれば、表示要求となる視点と方向に応じてレンダリングを行なうために必要な対象オブジェクトを削減することができる、優れた仮想３次元空間画像管理システム及び方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【０１１１】
本発明に係る仮想３次元空間画像管理システム及び方法によれば、セル内に存在する建物などのオブジェクトをセル外から眺めたときの画像をセル境界面毎にレンダリングして、オブジェクトのテクスチャがセル境界面に貼り付けられた平面オブジェクトを得て、これらをセル外からセル内のオブジェクトを眺めたときの映像すなわちレンダリング対象となるオブジェクトとしてデータベース管理する。
【０１１２】
したがって、本発明によれば、ある視点とその方向を与え、シーンをレンダリングするときに、既に個々にレンダリングした結果であるセル境界面を用いることによって、レンダリング対象となる総オブジェクト数を少なくすることができることから、データベース構築に必要な時間を節約することができる。すなわち、無数のレンダリング対象が配置された３次元空間において所定のカメラ位置及び視線方向からの風景画像をレンダリングするための画像データを管理することができる。
【０１１３】
また、本発明によれば、あるカメラ位置と視線方向に従って表示要求が発生したときには、カメラ位置を収容するセル内に存在する建物などのオブジェクトをレンダリングすることによって近景画像を得る。また、視野に含まれる各セル境界面についての平面オブジェクトをデータベースから取得して、遠近関係に従って順次貼り合わせていくことによって、遠景画像をレンダリングする。
【０１１４】
したがって、あらかじめセル境界面毎にセル内オブジェクトのテクスチャが貼り付けてある平面オブジェクトを用いて遠景のレンダリングを行なうことによって、詳細な遠景画像を有する仮想３次元空間のレンダリング画像を高速に得ることができる。また、視野に含まれる建物などのオブジェクトの総数に拘わらず、レンダリング対象となる総オブジェクト数は増えることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る仮想３次元空間画像システムの機能構成を模式的に示した図である。
【図２】３次元仮想空間に対するデータベースを作成するための処理手順を示したフローチャートである。
【図３】表示要求に応答して仮想３次元画像をレンダリングするための処理手順を示したフローチャートである。
【図４】レンダリング対象となる複数のオブジェクトが配置された３次元仮想空間をセルに分割した様子を示した図である。
【図５】セル内に存在する建物などのオブジェクトをセル外から眺めたときの画像をセル境界面毎にレンダリングする方法を示した図である。
【図６】セル境界に貼るテクスチャのレンダリング結果の一例を示した図である。
【図７】視野に含まれる各セル境界面に対応付けられている複数の平面オブジェクトを遠近関係に従って順次貼り合わせていくことによって仮想３次元画像を得る様子を示した図である。
【図８】視点近傍に位置するオブジェクトを直接レンダリングして近景画像を生成する手順を説明するための図である。
【図９】視点近傍に位置するオブジェクトを直接レンダリングして近景画像を生成する手順を説明するための図である。
【図１０】同じセルの２以上のセル境界面が視界に含まれる場合にセル境界面を選択するための手順を説明するための図である。
【図１１】セル境界面毎に２通り以上の視線方向から眺めた画像をレンダリングして、１つのセル境界面につき２種類以上の平面オブジェクトを取得するための手順を説明するための図である。
【図１２】視野内のセル境界面に対応付けられた複数の平面オブジェクトを表示要求されたカメラ位置及び視線方向に応じて合成するための処理手順を説明するための図である。
【図１３】図８〜図１２で説明した方法により得られた仮想３次元空間のレンダリング対象オブジェクトを用いて、ある視点から見た仮想３次元画像を生成するための処理手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１…入力部，２…表示部
３…記録部，４…ＣＰＵ
５…ＲＡＭ，６…ＲＯＭ
８…通信部，９…セル分解部
１０…セル境界生成部
１１…レンダリング部
１２…レンダリング対象取得部，１３…バス
【図１】
0004114385.tif 000002
【図２】
0004114385.tif 000003
【図３】
0004114385.tif 000004
【図４】
0004114385.tif 000005
【図５】
0004114385.tif 000006
【図６】
0004114385.tif 000007
【図７】
0004114385.tif 000008
【図８】
0004114385.tif 000009
【図９】
0004114385.tif 000010
【図１０】
0004114385.tif 000011
【図１１】
0004114385.tif 000012
【図１２】
0004114385.tif 000013
【図１３】
0004114385.tif 000014