(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウォークスルーのための領域を少なくとも１つの閉面でカバーするステップであって、
前記領域中の各点が少なくとも１つの矩形立方体からなる閉面で囲まれるステップと、
前記少なくとも１つの矩形立方体からなる閉面それぞれの各点が少なくとも１つの矩形立方体からなるパッチ内に含まれるように、前記少なくとも１つの矩形立方体からなる閉面それぞれを複数の矩形立方体からなるパッチに分割するステップと、
画像ベース・レンダリングから得られる方法を用いて、対応する閉面の内部に向かって前記複数の矩形立方体からなるパッチの各パッチを横切る光線の集合の表現を提供するステップと、
ウォークスルーのための領域内の選択された任意の視点および目視角度に対し、前記選択された視点を囲む少なくとも１つの矩形立方体からなる閉面の少なくとも１つの矩形立方体からなるパッチを横切る前記光線の集合の表現に、画像ベース・レンダリングから得られる方法を適用することによって、可視画像を構築するためのデータ・セグメントを生成し、圧縮するステップと、
該圧縮されたデータ・セグメントをネットワークを介してネットワーク化コンピュータに送達するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記矩形立方体からなるパッチの集合が、画像構築タスクに必要なすべての光線を含むように十分大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの矩形立方体からなる閉面それぞれが、任意に選択されるサイズである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
各面の各パッチに対する前記光線の集合の表現を所定のサイズ制約内に抑えることができるように、前記少なくとも１つの矩形立方体からなる閉面のサイズが前記ウォークスルーのための領域に対して相対的に小さいサイズになるように選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの矩形立方体からなる閉面が、相互に離れており相互の境界だけで交差する複数の矩形立方体からなるパッチでカバーされる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ウォークスルーのための領域が、各閉面で囲まれた体積が他のどの閉面で囲まれた体積とも交差しないように複数の矩形立方体からなる閉面でカバーされる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ネットワークと、
少なくとも１つのネットワーク化コンピューティング・デバイスと、
前記ネットワークを介して前記少なくとも１つのネットワーク化コンピューティング・デバイスに通信可能に結合されたコンピュータ・サーバであって、前記少なくとも１つのネットワーク化コンピューティング・デバイスによって受信される画像処理情報を前記ネットワーク中に送信するためのコンピュータ・サーバとを備えるシステムであって、
前記コンピュータ・サーバが、ウォークスルーのための領域中にそれぞれ位置する少なくとも１つの矩形立方体からなる閉面の表現を少なくとも１つ含む閉面データベースと、
前記ウォークスルーのための領域をカバーする前記少なくとも１つの矩形立方体からなる閉面を構成する複数の矩形立方体からなるパッチそれぞれの圧縮された光線の集合の表現とを含む画像処理情報を記憶するためのメモリを備え、
さらに、前記ウォークスルーのための領域の前記少なくとも１つの矩形立方体からなる閉面のうちの１つの、前記複数の矩形立方体からなるパッチのうちの少なくとも１つのパッチを横切る光線の集合の表現を少なくとも１つ選択するための、前記メモリに電気的に結合された画像サーバを備え、
光線の集合の表現の前記選択された少なくとも１つが、選択された点および目視角度の可視画像の画像ベース・レンダリングに必要なすべての光線を含み、前記少なくとも１つのネットワーク化コンピューティング・デバイスにより受信され、前記可視画像をレンダリングすることになっている圧縮された光線の集合の表現の前記選択された少なくとも１つを前記ネットワーク中に送信するための、前記画像サーバに電気的に結合された画像コンポーネント・ディストリビュータを備え、
前記少なくとも１つのネットワーク化コンピューティング・デバイスが、画像ベース・レンダリングから得られる方法を用いて、圧縮された光線の集合の表現の前記選択された少なくとも１つから、圧縮解除処理により可視画像を構築するためのデータ・セグメントを生成し、前記選択された視点および目視角度の可視画像を構築するシステム。
【請求項８】
前記少なくとも１つの矩形立方体からなる閉面それぞれが、任意に選択されるサイズである、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
各面の各パッチに対する前記光線の集合の表現を所定のサイズ制約内に抑えることができるように、前記少なくとも１つの閉面のサイズが前記ウォークスルーのための領域に対して相対的に小さいサイズになるように選択される、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ウォークスルーのための領域が、各閉面で囲まれた体積が他のどの閉面で囲まれた体積とも交差しないように複数の矩形立方体からなる閉面でカバーされる、請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
ネットワーク・インタフェースと、
前記ネットワーク・インタフェースを介してコンピュータ・サーバ・システムから少なくとも１つのネットワーク化コンピューティング・デバイスに画像処理情報を送信するための、前記ネットワーク・インタフェースに通信可能に結合されたプロセッサ／コントローラと、
画像処理情報を記憶するためのメモリとを備えるコンピュータ・サーバ・システムであって、
前記画像処理情報が、ウォークスルーのための領域中にそれぞれ位置する少なくとも１つの矩形立方体からなる閉面の表現を少なくとも１つ含む閉面データベースと、
前記ウォークスルーのための領域をカバーする前記少なくとも１つの矩形立方体からなる閉面を構成する複数の矩形立方体からなるパッチそれぞれの光線の集合の表現とを含み、さらに、前記ウォークスルーのための領域の前記少なくとも１つの矩形立方体からなる閉面のうちの１つの、前記複数の矩形立方体からなるパッチのうちの少なくとも１つのパッチを横切る光線の集合の表現を少なくとも１つ選択するための、前記プロセッサ／コントローラおよび前記メモリに電気的に結合された画像サーバを備え、
光線の集合の表現の前記選択された少なくとも１つが、選択された点および目視角度の可視画像の画像ベース・レンダリングに必要なすべての光線を含み、前記少なくとも１つのネットワーク化コンピューティング・デバイスによって受信され、前記可視画像をレンダリングすることになっている圧縮された光線の集合の表現の前記選択された少なくとも１つを前記ネットワーク中に送信するための、前記画像サーバに電気的に結合された画像コンポーネント・ディストリビュータを備えるコンピュータ・サーバ・システム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの矩形立方体からなる閉面それぞれが、任意に選択されるサイズである、請求項１１に記載のコンピュータ・サーバ・システム。
【請求項１３】
各面の各パッチに対する前記光線の集合の表現を所定のサイズ制約内に抑えることができるように、前記複数の矩形立方体からなる閉面それぞれのサイズが前記ウォークスルーのための領域に対して相対的に小さいサイズになるように選択される、請求項１１に記載のコンピュータ・サーバ・システム。
【請求項１４】
前記ウォークスルーのための領域が、各閉面で囲まれた体積が他のどの閉面で囲まれた体積とも交差しないように複数の矩形立方体からなる閉面でカバーされる、請求項１１に記載のコンピュータ・サーバ・システム。
【請求項１５】
画像供給システムに対するコンピュータ命令を含むコンピュータ可読媒体であって、
前記コンピュータ命令が、ウォークスルーのための領域を少なくとも１つの矩形立方体からなる閉面でカバーし、前記領域中の各点が少なくとも１つの矩形立方体からなる閉面で囲まれるようにする命令と、
前記少なくとも１つの矩形立方体からなる閉面それぞれの各点が少なくとも１つのパッチ内に含まれるように、前記少なくとも１つの矩形立方体からなる閉面それぞれを複数の矩形立方体からなるパッチに分割する命令と、
画像ベース・レンダリング方法を用いて、対応する閉面の内部に向かって前記複数のパッチの各パッチを横切る光線の集合の表現を提供する命令と、
選択された任意の視点および目視角度に対し、前記選択された視点を囲む少なくとも１つの矩形立方体からなる閉面の少なくとも１つの矩形立方体からなるパッチを横切る前記光線の集合の表現に、画像ベース・レンダリングから得られる方法を適用することによって、可視画像を構築するためのデータ・セグメントを生成し、圧縮する命令と、
該圧縮されたデータ・セグメントをネットワークを介してネットワーク化コンピュータに送達する命令とを含む、コンピュータ可読媒体。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの矩形立方体からなる閉面の各パッチに対する前記光線の集合の表現を所定のサイズ制約内に抑えることができるように、前記少なくとも１つの矩形立方体からなる閉面それぞれのサイズが前記ウォークスルーのための領域に対して相対的に小さいサイズになるように選択される、請求項１５に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの矩形立方体からなる閉面が、相互に離れており相互の境界だけで交差する複数の矩形立方体からなるパッチでカバーされる、請求項１５に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項１８】
前記ウォークスルーのための領域が、各閉面で囲まれた体積が他のどの閉面で囲まれた体積とも交差しないように複数の矩形立方体からなる閉面でカバーされる、請求項１５に記載のコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に、画像システムの分野に関し、より詳細には、仮想ウォークスルーに関するデータを構成し送達するためのシステムおよび方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
３次元風景の一連の視界をコンピュータ・ベースで、かつユーザの操舵によって対話式に表示することは、幅広い用途で価値を有する可能性がある。このような「ウォークスルー」のためのシステムの重要な目標は、現実的に見える一連の画像を提供することである。大きな風景の場合にこの目的に到達するには、通常、巨大なコンピュータ・パワーが必要である。
【０００３】
具体的には、レイトレーシング法またはその他の定着したアルゴリズムにより、視覚モデルに光源、目視位置、および目視角度の指定を組み合わせて対応する画像をレンダリングすることができる。産業建物、船、旅客ジェット機など、現実または合成の大きな物体の視覚モデルを現実的に詳しく指定するのに必要なデータ・セットは、何千万もの、さらには何億もの三角形を含む場合がある。このような風景および物体のウォークスルーが現実的に見えるようにするためには、歩行者の一連の位置および目視角度からの風景および物体の画像を毎秒２０フレームよりも速いレートでレンダリングしなければならない。フレーム更新レートがこれ以上遅いと、ぎくしゃくした非現実的な様相を生じる。ウォークスルーを構築するための強引なコンピュータ・アルゴリズムは、定着しているレンダリング・アルゴリズムのうちの１つを繰り返し適用して連続的な各ビュー・フレームを生成することからなる場合がある。しかし、現在のレンダリング・アルゴリズムは十分に多量の計算を必要とし、したがって、大きなモデルの視界を生み出すために現在のハードウェアに適用されたとき、必要とされる毎秒２０フレームを超えるレンダリング・レートにはとても達することができない。
【０００４】
レイトレーシングを大きな視角モデルに直接適用する際の高い計算負荷が生じるのは、一部には、この方法ではモデル中の各三角形を調べて、選択された目視位置および角度からそれが見えるかどうか決定しなければならないからである。したがって、最終的な画像に寄与しない多くの三角形もなお計算の対象になる場合がある。さらに、少なくとも中程度の距離から見た非常に詳細なモデルの場合、最終的な画像に寄与する三角形さえ、それぞれの寄与が単一ピクセルにしかならないほど非常に小さい。したがって、中程度の距離から見る場合、大きなモデルは、最終的な画像中では見えない視覚的細部の計算を課すことがある。
【０００５】
大きな物体の目視を対話式に駆動する効率を高めるための考えられる手段は、画像ベース・レンダリングの方法である。画像ベース・レンダリングは、三角形に分割されたモデルの代わりに、見られる物体の画像の集合から始める。有限の画像集合から、次いで任意に選択された位置および目視角度からの画像を構築する。現実の物体の場合は、画像集合を現実から取り込むことができる。合成の物体の場合は、ウォークスルーの前に完了する最初の準備ステップでレイトレーシングを用いて生成することができ、したがってウォークスルー自体の実行速度には影響を与えない。出力画像に寄与する入力集合の中の画像は実際、出力画像に十分近く、したがって出力画像の決定は、直接的なレイトレーシングでみられるような隠れる三角形および隠れる細部の除去に対応する計算を必要としない。
【０００６】
画像ベース・レンダリング方法の最近の進歩は、特許第６０９７３９４号、第６０２３５２３号、および第６００９１８８号の主題である。これらの特許は主に、例えばボックスで境界を定め、境界をなすボックスの外から見る、物体の隔離に関係するものである。これらの各方法によって生み出される画像集合は、送信および記憶に便利なように圧縮したとき、単一または少数の大きなコヒーレント・ユニットに変わる。多くの部屋がある建物のウォークスルーにこれらの方法を適用すると、建物内にある単一の部屋の単一の画像でさえ、見る前に、完全に圧縮された建物全体の画像集合に匹敵するサイズのデータ・オブジェクトを送信および圧縮解除する必要がある。この制限を受けないウォークスルー用の画像ベース・レンダリング・システムを有することが望ましいであろう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、以上に論じた従来技術の問題を克服し、特に、ウォークスルーに関する画像データを効率的に構成、送達、およびレンダリングする必要が存在する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の好ましい一実施形態は、画像ベース・レンダリングを大きな物体のウォークスルーに適用するのに必要な画像集合を、限られたサイズのセグメントに構成および圧縮する手段を提供する。限られた範囲の位置からの視界に対しては、対応する限られたデータ・セグメントだけを送信、圧縮解除、および処理すれば済む。したがって、ウォークスルーの実行に必要な起動時間およびメモリの節約が達成される。
【０００９】
方法は、ウォークスルーのための領域を少なくとも１つの閉面でカバーするステップであって、領域中の各点が少なくとも１つの閉面で囲まれるステップと、少なくとも１つの閉面それぞれの各点が少なくとも１つのパッチ内に含まれるように、少なくとも１つの閉面それぞれを複数のパッチに分割するステップと、画像ベース・レンダリングから得られる方法を用いて、対応する閉面の内部に向かって複数のパッチの各パッチを横切る光線の集合の表現を提供するステップと、ウォークスルーのための領域内の選択された任意の視点および目視角度に対し、選択された視点を囲む少なくとも１つの閉面の少なくとも１つのパッチを横切る光線の集合の表現に、画像ベース・レンダリングから得られる方法を適用することによって、対応する可視画像を構築するステップとを含む。
【００１０】
本発明の好ましい一実施形態によれば、システムは、ネットワークと、少なくとも１つのネットワーク化コンピューティング・デバイスと、コンピュータ・サーバとを備え、コンピュータ・サーバは、少なくとも１つのネットワーク化コンピューティング・デバイスによって受信されることになっている画像処理情報をコンピュータ・サーバからネットワーク中に送信するために、ネットワークを介して少なくとも１つのネットワーク化コンピューティング・デバイスに通信可能に結合される。コンピュータ・サーバは、画像処理情報を記憶するためのメモリであって、ウォークスルーのための領域をカバーする少なくとも１つの閉面を構成する複数のパッチそれぞれの光線の集合の表現を画像処理情報が含むメモリと、ウォークスルーのための領域の少なくとも１つの閉面のうちの１つの、複数のパッチのうちの少なくとも１つのパッチを横切る光線の集合の表現を少なくとも１つ選択するための、メモリに電気的に結合された画像サーバとを備え、光線の集合の表現の選択された少なくとも１つは、選択された点および目視角度の可視画像の画像ベース・レンダリングに必要なすべての光線を含む。
【００１１】
好ましい代替実施形態によれば、このシステムはさらに、少なくとも１つのネットワーク化コンピューティング・デバイスによって受信されてそこで可視画像をレンダリングすることになっている光線の集合の表現の選択された少なくとも１つをネットワーク中に送信するための、画像サーバに電気的に結合された画像コンポーネント・ディストリビュータも備える。
【００１２】
別の好ましい代替実施形態によれば、各面の各パッチに対する光線の集合の表現を所定のサイズ制約内に抑えることができるように、少なくとも１つの閉面のサイズは、ウォークスルーのための領域に対して相対的に小さいサイズになるように選択される。
【００１３】
別の好ましい代替実施形態によれば、少なくとも１つのネットワーク化コンピューティング・デバイスは、ウォークスルーをナビゲートしているユーザに画像処理情報を提示し、ユーザからナビゲーション・コマンドを受け取るためのユーザ・インタフェースと、ウォークスルーのための領域内でユーザによって選択された視点および目視角度を記憶するためのメモリとを備え、画像処理情報は、ウォークスルーのための領域内の少なくとも１つの閉面を構成し選択された視点を囲む複数のパッチそれぞれに対する光線の集合の表現を含む。デバイスはさらに、ウォークスルーの領域内の少なくとも１つの閉面のどれに対して、またウォークスルーのための領域内の少なくとも１つの閉面のどのパッチに対して光線の集合をサーバからリトリーブすべきかをウォークスルー中に決定するための、メモリに電気的に結合された画像クライアントも備える。リトリーブされる光線の集合の表現は、ネットワーク化コンピューティング・デバイスのメモリ中にある光線の集合が、選択された点および目視角度における可視画像を画像ベース・レンダリングするのに必要な光線すべてを必ず含むように選択される。
【００１４】
別の好ましい代替実施形態によれば、ネットワーク化コンピューティング・デバイスはさらに、ネットワーク化コンピューティング・デバイスのメモリに送られることになる光線の集合の表現を要求してネットワークから受け取るための、画像クライアントに電気的に結合された画像コンポーネント・レシーバも備える。
【００１５】
別の好ましい代替実施形態によれば、ネットワーク化コンピューティング・デバイスはさらに、選択された点および目視角度の可視画像をメモリ中にある光線の集合から画像ベース・レンダリング方法によって構築するための、メモリに電気的に結合された画像レンダラも備える。
【００１６】
さらに、別の好ましい代替実施形態によれば、コンピュータ可読媒体が、本発明による新しく斬新な動作を実施するための、システムに対するコンピュータ命令を含む。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明は、好ましい一実施形態によれば、大きな風景または物体あるいはその両方の内にあるかまたはそれを囲む空の空間の領域で、任意の位置および任意の目視角度から風景または物体あるいはその両方を３次元画像処理するためのコンピュータ・ベースの方法を提供することにより、従来技術の問題を克服する。本明細書では、仮想ウォークスルーのための領域内から見える物体および面を考察するとき、語句「風景」および「物体」を交換可能に使用する場合があることに留意されたい。このようないずれかの位置または目視角度から見える物体の画像は、物体から発し目視位置の向きに配向される一組の光線からなる。
【００１８】
目視位置を囲み、見られる物体の一部を含まない任意の閉面がある場合、見られる物体から目視位置にわたるすべての光線は、この閉面を横切らなければならない。本発明の好ましい一実施形態は、各閉面で囲まれた体積が他の面で囲まれた体積と交わらないように、目視がそこから行われる領域を一組の閉面でカバーする。次いで、各面を一組のパッチに分割する。このような各パッチにつき、米国特許出願第６０９７３９４号、米国特許出願第６００９１８８号、さらには米国特許出願第６０２３５２３号で論じられている従来の方法を用いて、見られている物体からパッチ中の各点に向かうすべての光線の組を表せることが好ましい。得られるデータ・セットは、「ライト・スラブ（ｌｉｇｈｔ  ｓｌａｂ）」または「ルミグラフ（ｌｕｍｉｇｒａｐｈ）」と呼ぶ。各パッチに対するライト・スラブから、見られている物体からパッチ中の任意の点に向かうすべての光線を復元することができる。閉面をカバーするすべてのパッチに対するすべての光線のセットから、その閉面で囲まれた任意の点から見た物体の画像を構築することができる。ウォークスルーされる領域をカバーするすべての閉面に対するすべてのパッチのセットから、ウォークスルー中に見える物体の画像すべてを復元することができる。物体のウォークスルーに必要なすべての面のすべてのパッチに対するすべてのライト・スラブのセットを、このようなすべての面およびパッチの空間中における位置を指定するデータベースと共に、その物体の「ライト・カタログ」と呼ぶことにする。
【００１９】
仮想ウォークスルーに関する画像をレンダリングするための従来技術のシステムおよび方法では利用不可能な本発明の重要な特徴は、ウォークスルーされる領域がどんなに大きくても、この領域を十分に多くの閉面に区分することにより、得られる面およびそれらを分割したパッチをそれぞれ小さくすることができ、したがってそれぞれに対応するライト・スラブ中のデータ・ワードの総数もまた少なく維持することができることである。少なくとも１つの閉面のサイズは、各面の各パッチに対する光線の集合の表現を所定のサイズ制約内に抑えられるように、ウォークスルーのための領域に対して相対的に小さいサイズに選択することができる。このことは、本発明の重大な利点である。
【００２０】
本発明の好ましい代替実施形態は、ウォークスルーされる領域を単一の大きな閉面で囲み、次いでこの大きな面を多くの小さなパッチに分割して、これらの各パッチに到達する光線からライト・スラブを形成することになる。各パッチが十分に小さく選択された場合、それに対応するライト・スラブ中のデータの量もまた少なくなる。しかし、面で囲まれた領域内の特定の点および特定の角度から見える完全な画像を形成するためには、通常、面の点のうちの半分で光線が面を横切る必要がある。したがって通常、ライト・カタログ中のライト・スラブのうちの半分からの光線が必要である。したがって、各ライト・スラブ自体は小さくても、単一の画像を形成するためにライト・カタログからリトリーブしなければならないデータは、大きな物体のウォークスルーの場合は大きいままとなる。
【００２１】
図１を参照すると、本発明の好ましい実施形態による例示的な画像システム１００が示されている。画像処理データ・サーバ１０２は、通信リンク１１５を介してネットワーク１０４に通信可能に結合される。ネットワーク１０４は、配線式通信または無線通信あるいはその両方を介して通信可能に結合されたローカル・エリア・ネットワークまたはワイド・エリア・ネットワークのうちのいずれか１つ、あるいはこれらの組合せを含むことができる。通信リンク１１５は、配線式通信または無線通信あるいはこれらの両方を含むことができる。この例によれば、ネットワーク１０４はインターネットなどのワイド・エリア・ネットワークを含む。第１のネットワーク化クライアント・コンピューティング・デバイス１０６および第２のネットワーク化クライアント・コンピューティング・デバイス１０８で示すような、少なくとも１つのネットワーク化デバイスが、ネットワーク１０４に通信可能に結合される。第１のネットワーク化・クライアント・コンピューティング・デバイス１０６は第１のユーザ１１０によって使用され、第２のネットワーク化クライアント・コンピューティング・デバイス１０８は第２のユーザ１１２によって使用される。第１のユーザ１１０は、第１のユーザ・インタフェース（図示せず）を介して第１のネットワーク化デバイス１０６と通信することができ、第２のユーザ１１２は第２のユーザ・インタフェース（図示せず）を介して第１のネットワーク化デバイス１０６と通信することができる。ユーザ・インタフェースは、ユーザ・インタフェースのそれぞれのユーザのためのユーザ入力インタフェースおよびユーザ出力インタフェースを含むことができる。例えば、ユーザ出力インタフェースはグラフィカル・ディスプレイを含み、ユーザ入力インタフェースはキーボードまたはマウスあるいはその両方を含むことができる。ユーザ１１０、１１２とインタフェースするのに使用できるものなどウォークスルー用のユーザ・インタフェースのシステム・コンポーネントおよび機能は、当業者には周知である。
【００２２】
サーバ１０２は、ネットワーク・インタフェース１１４およびネットワーク１０４を介して少なくとも１つのネットワーク化デバイス１０６、１０８と通信可能に結合される。サーバ１０２は、ネットワーク・インタフェース１１４に通信可能に結合されたプロセッサ／コントローラ１１６を備える。プロセッサ／コントローラ１１６は、プログラム・メモリ１２０およびデータ・メモリ１２２にも通信可能に結合される。プログラム・メモリは、サーバ１０２を操作するためのコンピュータ命令を含む。データ・メモリ１２２は、ウォークスルー画像処理情報を少なくとも１つのネットワーク化デバイス１０６、１０８に提供するためのパラメータおよびデータ用の記憶域を含む。プロセッサ／コントローラ１１６は、取外し可能媒体ドライブ１５０にも通信可能に結合される。この取外し可能媒体ドライブ１５０は、フロッピー（Ｒ）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭディスク、ＣＤ−ＲＷディスクなどのコンピュータ可読媒体１５２を受け取って、プログラム命令またはデータあるいはその両方をサーバ１０２との間で送達することができる。例えばプロセッサ／コントローラ１１６は、プログラム命令をＣＤ−ＲＯＭ１５２からプログラム・メモリ１２０に転送することができ、データをＣＤ−ＲＯＭ１５２からデータ・メモリ１２２に転送することができる。さらにプロセッサ／コントローラ１１６は、プログラム命令またはデータあるいはその両方を、それぞれプログラム・メモリ１２０またはデータ・メモリ１２２あるいはその両方からＣＤ−ＲＷディスク１５２に転送することもできる。したがってサーバ１０２は、コンピュータ可読媒体１５２を介して情報を内と外に転送して、後でより詳細に論じるようなシステム１００中でのウォークスルーの実施を容易にすることができる。
【００２３】
データ・メモリ１２２は、ウォークスルー中で見られる物体に関するライト・カタログ１２６を含む。ライト・カタログ１２６は通常、ウォークスルーされる領域をカバーする少なくとも１つの閉面の空間中における位置、および少なくとも１つの閉面をカバーする複数のパッチの空間中における位置を指定する閉面データベース１４５と、圧縮ライト・スラブ１２８、１３４、１４０として記憶され各パッチに関連する光線の集合をもたらす複数の光線セットとを含む。閉面データベース１４５は、各閉面の各パッチに関連して、対応する圧縮ライト・スラブ１２８、１３４、１４０のメモリ１２２中の位置へのポインタも含む。
【００２４】
この例示的な実施形態によれば、プログラム・メモリ１２０は、画像コンポーネント・サーバ１４６を含む。画像コンポーネント・サーバ１４６は、ウォークスルー領域の特定の閉面の特定のパッチからの画像データを求めるネットワーク化コンピューティング・デバイス１０６からの要求に応答して、データ・メモリ１２２中の閉面データベース１４５を使用して、圧縮ライト・スラブ、例えば圧縮ライト・スラブ１２８、１３４、１４０のうちの１つとしてサーバのデータ・メモリ１２２に記憶されている対応画像データの位置を決定する。プログラム・メモリ１２０はまた、画像コンポーネント・ディストリビュータ１４８も含む。画像コンポーネント・ディストリビュータ１４８は、圧縮ライト・スラブ、例えば圧縮ライト・スラブ１２８、１３４、１４０のうちの１つをとり、それを、画像データを求める要求を発行したネットワーク化コンピューティング・デバイス１０６にネットワーク１０４を介して送信する。プログラム・メモリ１２０はイニシャライザ１４３も含むが、イニシャライザ１４３は、ユーザ１  １１０やユーザ２  １１２などのユーザによってウォークスルー開始時にのみ走査される必要のあるデータをネットワーク化クライアント・デバイス１０６に送信する。
【００２５】
図１にはまた、クライアント・デバイス１０６などの例示的なネットワーク化コンピューティング・デバイスのコンポーネントの詳細な図も示してある。対応するコンポーネントがデバイス１０８中にも存在するが、図１には示していない。この例のネットワーク化コンピューティング・デバイス１０６、１０８はクライアント・デバイスとして示されているが、ネットワーク化コンピューティング・デバイス１０６、１０８の任意の組合せを、この例でサーバ１０２として示す中央コンピューティング・デバイスと通信するコンピューティング・デバイスとして一般に構成することができることに留意されたい。したがって、ネットワーク化コンピューティング・デバイス１０６、１０８、および１０２は、それぞれネットワーク化クライアントおよびサーバとして実装する必要はない。デバイス１０６は、ネットワーク１０４と通信するためにネットワーク・インタフェース１９３に通信可能に結合されたプロセッサ／コントローラ１６０を含む。プロセッサ／コントローラ１６０はまた、プログラム・メモリ１７０およびデータ・メモリ１８０にも通信可能に結合される。プログラム・メモリ１７０は、クライアント１０６を操作するためのコンピュータ命令を含む。データ・メモリ１８０は、ウォークスルーを実行（例えばナビゲート）しているユーザ１１０にインタフェース（図示せず）を通して可視画像を表示するのに必要なウォークスルー画像処理情報を提供するためのパラメータおよびデータ用の記憶域を含む。
【００２６】
クライアント・デバイス１０６のユーザ・インタフェース（図示せず）はまた、ユーザ１１０から、ユーザ１１０がウォークスルーをナビゲートしているときにユーザが目視位置および目視角度の変更を制御するためのコマンドも受け取る。例えばユーザ・インタフェース（図示せず）には、仮想表示装置や、目に見える指示、聴こえる指示、および触知できる指示の手段を備えることのできるインディケータなどのユーザ出力インタフェースを含めることができる。ユーザ出力インタフェースにはまた、ユーザに対して可聴音声を生成するためのスピーカを含めることもできる。さらに、ユーザ・インタフェース（図示せず）には、キーボード、マウス、タブレットおよびスタイラス、タッチ・パッドなどを介してユーザからの入力を受け入れるための入力インタフェースと、当業者に周知のものなど他のユーザ入力を受け入れる手段を含めることもできる。
【００２７】
この例によれば、データ・メモリ１８０は、ウォークスルーをナビゲートしているユーザ１１０の現在の位置および目視配向を絶えず把握している、視点および目視角度メモリ１８２を含む。データ・メモリ１８０はまた、ウォークスルーされる領域を囲む少なくとも１つの閉面の空間中における位置と、少なくとも１つの閉面をカバーする複数のパッチの空間中における位置とを指定する閉面データベース１８６も含む。
【００２８】
さらにこの例によれば、データ・メモリ１８０は、未圧縮ライト・スラブ、例えば図示のライト・スラブ１８８、１９０、１９２として記憶されたパッチ画像データのセットも含む。このような未圧縮ライト・スラブの集合は、通常、サーバ１０２のデータ・メモリ１２２中にあるライト・カタログ１２６の圧縮ライト・スラブのセットのごく一部だけ、例えば図示の圧縮ライト・スラブ１２８、１３４、１４０を、未圧縮の形で含む。閉面データベース１８６は、各閉面の各パッチに関連して、対応するライト・スラブがクライアント・データ・メモリ１８０中にあるかどうかを示すフラグも含み、ある場合は、対応するライト・スラブ、例えば１８８、１９０、１９４のメモリ中における位置へのポインタも含む。
【００２９】
プログラム・メモリ１７０は、画像コンポーネント・クライアントを含む。画像コンポーネント・クライアント１７５は、ウォークスルー中のパスの位置が現在位置を囲む現在閉面に接近しているとき、またウォークスルー中のパスの位置が現在閉面を横切って新しい閉面で囲まれた領域に入るときに、データ・メモリ１８０中の必要な画像処理情報、例えば１８８、１９０、１９２を最新のものに維持するためにどんな動作が次に必要な場合があるかを決定する。プログラム・メモリ１７０はまた、画像コンポーネントを求める要求をサーバ１０２に送り、得られるデータを逆に受け取る画像コンポーネント・レシーバ１７４も含む。プログラム・メモリはさらにレンダラ１７６も含むが、レンダラ１７６は画像ベース・レンダリング方法により、現在の位置および目視角度の記録１８２、閉面データベース１８６、およびライト・スラブ、例えば１８８、１９０、１９２から、現在の視点および目視角度１８２で見える画像を構築する。プログラム・メモリはまた、ウォークスルー開始時にデータ・メモリ１８０の初期状態を決定するのに必要なデータを求める要求をサーバ１０２に送るイニシャライザ１７２も含む。
【００３０】
サーバ１０２の好ましい動作、そのコンポーネント、および例えば１０６などのネットワーク化クライアントの好ましい動作について、以下により詳細に述べる。
【００３１】
最初にライト・カタログの構造および使用の例として、図２に、ネットワーク化コンピュータ１０６上のユーザ１  １１０などのユーザがウォークスルーする部屋風景３００の切取内部図を示す。図３に、部屋風景３００の大きな領域を、重ならない矩形ボックスのセット３０２に例示的に区分したものを示す。これらの各矩形ボックスは、ウォークスルーのための領域をカバーする閉面を画定する。本明細書における考察に鑑みて、本発明の範囲内でその他の閉面形状を使用することもできることは、当業者には理解されるであろう。
【００３２】
図３のボックス３０２でカバーされる領域は、家具３０４および鉢植え植物３０６以外の部屋のほぼすべてを含む。図３に示す区分化でカバーされない各家具３０４付近の小さな領域中にボックスを追加することにより、さらに大きな領域をカバーすることもできる。考察を簡単にするために、より詳細なこのカバーについては考えない。図４に、部屋風景３００の他の要素を図から省略して、区分化のボックス・セット３０２自体を示す。
【００３３】
図４（図３にも見られる）の各ボックス３０２の６つの矩形面のそれぞれにつき、部屋３００の特定ボックス外のいずれかの部分からそのボックスの方に入ってくる光線からライト・スラブを生み出す。したがって、図４（図３にも見られる）の各ボックスにつき、合計６つのライト・スラブを構築する。次いでこれらのライト・スラブは、定着しているいくつかの圧縮方法のいずれかにより、効率的に記憶されるように圧縮することができる。例えば、いくつかの適用例には、従来の画像圧縮方法が有用な場合がある。本発明のこの例示的な実施形態によれば、このような圧縮ライト・スラブ１３２、１３８、１４４すべてのセットは、それぞれ記録１２８、１３４、１４０に記憶され、部屋３００に対するライト・カタログ１２６の画像データ・コンポーネントを形成する。
【００３４】
図５に、様々な区分化ボックスを横切る例示的なウォークスルー軌跡パス５０２を示す。図６に、ボックスを横切っているときのパス５０２を、部屋３００の他の要素を図から省略して、区分化ボックスのセット３０２だけから示す。図７に、ウォークスルー・パス５０２と、パスが実際に横切るボックスだけを示す。図７のボックスのセット７０２はまた、パス５０２が横切る順番で番号を付けて示してある。
【００３５】
図８に、図７に示した番号付きボックスのセット７０２のボックス番号１  ８０２中で出発する、例示的なウォークスルー軌跡パス５０２の開始を示す。例えばユーザ１  １１０などのユーザがウォークスルーを開始すると、画像コンポーネント・クライアント１７５は、ボックス１  ８０２の境界を形成する６つのライト・スラブをライト・カタログ１２６からフェッチしてデータ・メモリ１８０に未圧縮の形で記憶しなければならないことを、閉面境界データベース１８６から決定する。ライト・カタログ１２６自体は、ＲＡＭやハード・ディスク記憶域などのメモリ１２２中にあるものとすることができる。
【００３６】
次いで、この６つのライト・スラブのそれぞれは、ウォークスルーをナビゲートしているユーザ１１０に画像情報を提供しているネットワーク化デバイス１０６に送達され、そこで圧縮解除される。圧縮解除されたライト・スラブから、従来の画像ベース・レンダリング方法に従って、リモート・ネットワーク化コンピューティング・デバイス１０６のレンダラ１７６が、ボックス１  ８０２に含まれるパス５０２のセグメント上の任意の点から任意の目視角度で見える画像を構築することができる。
【００３７】
図９に、ボックス１  ８０２からボックス２  ９０２中へのウォークスルー・パス５０２の続きを示す。この例によれば、パス５０２がボックス２  ９０２に入ったとき、５つのライト・スラブがライト・カタログ１２６からフェッチされ、圧縮解除されてデータ・メモリ１８０に記憶される。ボックス２  ９０２の、ボックス１  ８０２と共有されない５つの面それぞれにつき、１つのライト・スラブが必要である。ボックス２  ９０２の、ボックス１  ８０２と共有される面に対するライト・スラブから得る光線は、本発明の好ましい代替実施形態によれば、ボックス２  ９０２と共有されないボックス１  ８０２の面に対する５つのライト・スラブから復元することができる。この５つのライト・スラブは、ウォークスルー・パス５０２がボックス１  ８０２にある間に、すでにライト・カタログ１２６からフェッチされ、次いで圧縮解除されてクライアント・ネットワーク化コンピュータ１０６中のメモリ１８０に記憶されたものである。
【００３８】
図７〜１１を参照すると、ウォークスルー・パス５０２がボックス３、４、５、６、７、８、９、１０、１１中へと続く中で新しい各ボックスに入るとき、新たに入ったボックスの、出たばかりのボックスと共有されない５つの面それぞれにつき１つずつ、新しい５つのライト・スラブをライト・カタログからフェッチしなければならない。図１０に、ボックス９、１０、および１１を横切るウォークスルー・パス５０２のセグメントを示すが、簡単にするために、パス５０２の先行するセグメントおよびすでに横切ったボックスは省略する。図１１に、ボックス１２中のパス５０２のセグメントを、ボックス９、１０、および１１中の先行セグメントと共に示す。パス５０２がボックス１２に入ったとき、新しいライト・スラブは５つではなく４つフェッチするだけでよい。必要な４つのライト・スラブは、ボックス１２の、ボックス９および１１と共有されない面に対するライト・スラブである。ボックス９および１１と共有される面に対するライト・スラブからとる光線は、パスがボックス９および１１にある間にすでにライト・カタログからフェッチされて圧縮解除されたライト・スラブから得ることができる。
【００３９】
本発明の好ましい代替実施形態によれば、ウォークスルー・パス５０２がもうすぐ新しいボックスに入ることになるときを画像コンポーネント・クライアント１７５が事前に推測しようとすることにより、ライト・カタログ１２６からウォークスルー画像を構築する効率の向上が得られる。画像コンポーネント・クライアント１７５は、新しいボックスを予期するとすぐに、かつ新しいボックスに実際に入られる前に、新しいボックスに必要となる予期したライト・スラブを要求することができる。ライト・スラブの先行フェッチは、現在ボックスのためのレンダリング・プロセスと並行するタスクとして開始および実行することができる。
【００４０】
ライト・スラブをライト・カタログ１２６からフェッチするタスクは、新しい画像をレンダリングするタスクと比較して一般に遅い可能性が高く、またこのようなフェッチに関係するハードウェアはレンダリング・ハードウェアとは大きく異なるので、フェッチおよびレンダリングのタスクを並行して実行することは、システム１００に対するウォークスルー計算全体を加速する可能性が高い。
【００４１】
新しいボックスに入ることがいつ起こりそうかを推測する方法には、定着している様々な方法が存在する。ある方法は、ウォークスルー・パス５０２がまだ入っていないボックスの面に十分近づいたときはいつでもこのような推測を行うものである。別の代替方法は、先行するウォークスルー・パス５０２に対する滑らかな適合度を出し、適合度を補外することによって新しいボックスに入るのを予測するものである。別の代替方法は、ユーザ挙動に関するデータを実際のウォークスルーから収集し、これを使用して先の２つの推測方法のいずれかにおけるパラメータを最適化するものである。必要なウォークスルー情報をサーバ１０２からクライアント１０６に送達するタスクと、ユーザ１  １１０のためのユーザ・インタフェースにウォークスルー画像をレンダリングするタスクを並行してより効率的に処理するために、画像コンポーネント・クライアント１７５、画像コンポーネント・レシーバ１７８、画像コンポーネント・サーバ１４６、および画像コンポーネント・ディストリビュータ１４８は、例えばレンダラ１７６と、今論じた予測方法の任意の組合せに従って相互動作することができる。
【００４２】
図１２を参照するが、流れ図１２００に、例えばネットワーク化クライアント・コンピュータ１０６上のユーザ１  １１０によって実行されるウォークスルーに関する画像を構築するライト・カタログ方法を用いた図１のシステム１００についての動作シーケンスを示す。システム１００は、ステップ１２０２で動作シーケンスに入り、ネットワーク化コンピュータ１０６上で実行される。ステップ１２０３で起動すると、ネットワーク化コンピュータ１０６は、ステップ１２０５でウォークスルーに対する画像処理の初期化に進む。ステップ１２０５で、コンピュータ・システム１０６は、クライアント・イニシャライザ１７２に制御権を渡し、クライアント・イニシャライザ１７２は、視点および目視角度１８２と閉面データベース１８６とを初期化するためのデータをサーバに要求する。閉面データベースの初期状態では、複数の閉面それぞれの各パッチに関連するフラグがセットされ、データ・メモリ１８０中にライト・スラブ１８８、１９０、１９２がないことを示している。後で動作シーケンスがステップ１２０３で反復されるときは、ネットワーク化コンピュータ１０６はステップ１２０４の枝を辿り、そこで、視点および目視角度がユーザ１  １１０によってネットワーク化コンピュータ１０６に入力される。次いでこの情報は、ネットワーク化コンピュータ１０６の視点および目視角度メモリ１８２に記憶される。
【００４３】
ステップ１２０５での初期化と、ステップ１２０４で次の視点および目視角度を得ることのどちらかを完了すると、次いでシステム１００は、ステップ１２０６で、画像データが欠けているかどうか決定する。このタスクは、画像コンポーネント・クライアント１７５の制御下で行う。例示的なパス５０２の場合、起動時に、図８に示すようなボックス１  ８０２中で位置および目視角度が初期化される。次いでシステムは、画像コンポーネント・クライアント１７５の制御下で、ボックス１  ８０２の６つの矩形面に対応するライト・スラブがデータ・メモリ１８０に欠けており、画像コンポーネント・サーバ１４６に要求しなければならないと決定する。後で動作シーケンスが反復されるとき、位置および目視角度がボックス１  ８０２内にまだありボックス１  ８０２の境界にまだ接近していない場合は、画像コンポーネント・クライアント１７５はそれ以上ライト・スラブを要求する必要はないと決定する。ウォークスルーが現在ボックス、この例ではボックス１  ８０２として示すボックスの境界に接近していないうちは、システム１００はステップ１２１２で、追加のデータをライト・カタログ１２６から得る必要なしにウォークスルーに対する画像のレンダリングを継続する。ステップ１２１２では、現在画像がレンダラ１７６の制御下でレンダリングされる。後続の反復時、ステップ１２１０でボックス１  ８０２などの現在ボックスの境界に接近しているとシステム１００が決定した場合は、システム１００はステップ１２１４で、画像処理に必要なデータを得て、次いでウォークスルーに対する画像をレンダリングする。前述のように、先行画像データ・リトリーブと現在画像レンダリングとを実行する。ステップ１２１６でウォークスルーが継続しているときは、システム１００は動作シーケンス１２００のループを繰り返す。ステップ１２１６でウォークスルーが完了したときは、システムはステップ１２１８で動作シーケンス１２００を終了する。
【００４４】
ウォークスルー・パス５０２が長くなるのに伴い、ライト・カタログ１２６からフェッチしたすべてのライト・スラブは、例えばネットワーク化コンピューティング・デバイス１０６中のデータ・メモリ１８０として示すようなローカル・クライアント・メモリに保管することができ、新しい視界を構築するのに使用することができる。別法として、未圧縮ライト・スラブを保管するこのプロセスが最終的にネットワーク化コンピューティング・デバイス１０６中の利用可能なローカル・メモリを使い尽くした場合は、ウォークスルー・パス５０２中の新しいボックスに入ったときに、保管済みの古いライト・スラブすべての集合をローカル・メモリから消去することもできる。
【００４５】
新しいボックスに入ると、または例えばステップ１２１０で新しいボックスに入ることを予期した場合、図８に示したようにウォークスルー開始時に６つのライト・スラブをフェッチしたのとちょうど同様に、直前のボックスと共有される面に対するライト・スラブを含めた新しい６つのライト・スラブの完全なセットを、サーバ１０２中のライト・カタログ１２６からフェッチすればよい。このような画像処理再開ステップは、ネットワーク１０４を介した通信トラフィック、すなわちメモリ１２２中にライト・カタログ１２６を含むサーバ１０２から少なくとも１つのネットワーク化デバイス１０６、１０８までの通信トラフィックの増大を必要とするものの、ネットワーク化コンピューティング・デバイス１０６、１０８での計算リソースを節約することになる。少なくとも１つのネットワーク化デバイス１０６、１０８には新しい６つのライト・スラブの完全なセットが送達されるので、デバイス１０６、１０８では再構築の必要はない。欠けているライト・スラブをネットワーク化デバイス１０６、１０８で再構築するために必要な追加の処理オーバーヘッドは必要なく、画像情報をユーザ１１０、１１２に提供するのに使用することができる。さらに、ネットワーク化デバイス１０６、１０８は、ライト・スラブの長々とした履歴をローカル・メモリに記憶しないことによりローカル・メモリを節約することになる。これにより、ネットワーク化デバイス１０６、１０８は、システム１００の他の代替実施形態で通常なら使用されることになるよりも少ないローカル・メモリで、ウォークスルーに対する画像レンダリングを実現することができる。
【００４６】
図９に示したように、ボックス２  ９０２中のパス・セグメントの場合、ボックス２  ９０２がボックス１  ８０２と共有する面に対する単一のライト・スラブから作業することによって画像に必要な光線を復元するのに必要となる計算リソースは、ボックス２  ９０２と共有されないボックス１  ８０２の面に対する５つのライト・スラブから作業してこれらの同じ構成を復元するのに必要となるよりも少ないことになる。当業者ならこの考察に鑑みて理解するであろうが、一般に、ウォークスルー中の任意の点でいくつかの古いライト・スラブを１つの新しいライト・スラブで置き換えるのが最良かどうかは、ライト・カタログ方法の特定実装形態のソフトウェアおよびハードウェアの詳細によって決まる。
【００４７】
本発明の好ましい代替実施形態によれば、メモリ記憶域が限られていても、またはウォークスルー情報を送達するための通信チャネルの帯域幅が限られていても、あるいはその両方でも、システム１００のライト・スラブ再構築機能により、システム１００に関するウォークスルー情報の効率的な記憶および送達を実現することができる。あるシステム１００中では、ユーザ１１０、１１２に対してウォークスルー・アプリケーションを実行しているクライアント・ネットワーク化コンピューティング・デバイス１０６、１０８は限られた量のメモリしか含まず、したがって、記憶できるウォークスルー情報の量がいつも限られている。さらに、通信リンク１１５またはネットワーク１０４、あるいはその両方などの通信チャネルは限られた通信帯域幅を受け、それにより、ライト・カタログ１２６を保持しているサーバ１０２からユーザ１１０、１１２に対してウォークスルー・アプリケーションを実行しているクライアント・ネットワーク化コンピューティング・デバイス１０６、１０８に送達できるウォークスルー情報の量が限られる。このようなシステム１００では、以下により詳細に論じるように、ライト・スラブ情報を必要に応じて再構築することは価値のある機能であろう。
【００４８】
図９に示す例によれば、ウォークスルー・パス５０２がボックス１  ８０２からボックス２  ９０２に入ったとき、システム１００は、この代替実施形態により、ボックス１  ８０２と共有されるボックス２  ９０２の境界面上のライト・スラブを再構築する。システム１００は、再構築のための入力として、ネットワーク化コンピューティング・デバイス１０６、１０８中のメモリに記憶されている、ボックス１  ８０２の残りの５つの面上のライト・スラブを使用する。このような再構築が可能な理由は、ボックス１  ８０２と共有されている面を通してボックス２  ９０２に入るあらゆる光線はまた、ボックス２  ９０２と共有されないボックス１  ８０２の他の面のうちの１つを横切るはずだからである。再構築では、メモリに記憶されている他の５つのライト・スラブから利用可能な情報を収集し、ネットワーク化コンピューティング・デバイス１０６、１０８中のメモリに以前に記憶されていない面に対するライト・スラブを表す情報を再構築する。
【００４９】
再構築は、ネットワーク化コンピューティング・デバイス１０６、１０８中で必要なメモリの量を少なくし、ライト・カタログ１２６を有するサーバ１０２からの追加のライト・スラブ・フェッチ通信を回避する。このことは、知られている従来技術のウォークスルー・システムでは利用不可能な、この再構築機能の重大な利点である。ただし、ネットワーク化コンピューティング・デバイス１０６、１０８中で再構築を行うための追加の計算が必要となる。システム１００のハードウェアおよびソフトウェアの代替実装形態に応じて、このような再構築機能は、先に論じた、古いライト・スラブをネットワーク化コンピューティング・デバイス１０６、１０８のメモリに記憶して新しいライト・スラブを必要に応じてサーバ１０２のライト・カタログ１２６からフェッチする方法よりも好ましい場合とそうでない場合がある。
【００５０】
本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組合せにおいて実現することができる。本発明の好ましい一実施形態によるシステムは、１つのコンピュータ・システム中で集中型で実現することもでき、相互接続されたいくつかのコンピュータ・システムにわたって種々の要素が散在する分散型で実現することもできる。どんな種類のコンピュータ・システムでも、あるいは本明細書に述べる方法を実施するように適合されたものなら他の装置でも適する。ハードウェアとソフトウェアの典型的な組合せは、ロードされて実行されたときに、本明細書に述べる方法を実施するようにコンピュータ・システムを制御するコンピュータ・プログラムを備えた、汎用コンピュータ・システムであろう。
【００５１】
以上の考察に鑑みて当業者には理解されるように、好ましい代替実施形態によれば、本発明に組み入れられる機能コンポーネントはすべて、コンピュータ・システムのユーザに対してウォークスルーをレンダリングする１つのコンピュータ・システム中にあるものとすることができる。例えば、一般にクライアント１デバイス１０６などのクライアントを、ウォークスルーをナビゲートするための画像情報をユーザに提示できるコンピュータ・システムの代表とすることができる。
【００５２】
好ましい代替実施形態によれば、画像コンポーネント・サーバ１４６とレンダラ１７６は、クライアント・デバイス１０６のプログラム・メモリ１７０中など、コンピュータ・システムの同じプログラム・メモリ中にあってよい。同様に、ウォークスルーをレンダリングするのに使用するライト・カタログ１２６と未圧縮ライト・スラブ１８８、１９０、１９２も、クライアント・デバイス１０６のデータ・メモリ１８０中など、コンピュータ・システムの同じデータ・メモリ中にあってよい。コンピュータ・システムに通信可能に結合されたユーザ・インタフェースが、コンピュータ・システムを介してウォークスルーをナビゲートしているユーザに画像を提示する。したがって、以上に論じたサーバ１０２の機能とクライアント１０６の機能は、任意選択で単一のコンピュータ・システム中に結合させて実現することもでき、その場合、ネットワーク１０４を介した通信は、内部通信チャネルまたは内部バスあるいはその両方などを介した通信など、例えばコンピュータ・システム中の通信で置き換えられることになる。
【００５３】
ネットワーク１０４全体にわたって分散しネットワーク化コンピュータ・デバイスを使用するユーザに関して以上に論じた本発明の利点は、単一のコンピュータ・システムのユーザでも同様に経験することができる。例えばユーザは、コンピュータ・システム中の通信チャネルを介したより効率的な通信、およびより効率的なメモリ記憶域の使用を経験し、したがってこれらにより、限られたシステム・リソースでシステム性能全体の向上がもたらされる。これは、知られている従来技術の画像システムでは利用不可能な重大な利点である。
【００５４】
この好ましい代替実施形態によれば、プロセッサ／コントローラ１６０はまた、フロッピー（Ｒ）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭディスク、ＣＤ−ＲＷディスクなどコンピュータ可読媒体１９５を受け取ってプログラム命令またはデータあるいはその両方をクライアント・デバイス１０６などの単一コンピュータ・システムとの間で送達することのできる取外し可能媒体ドライブ１９４に通信可能に結合することができる。例えばプロセッサ／コントローラ１６０は、プログラム命令をＣＤ−ＲＯＭ１９５からプログラム・メモリ１７０に転送することができ、データをＣＤ−ＲＯＭ１９５からデータ・メモリ１８０に転送することができる。さらにプロセッサ／コントローラ１６０は、プログラム命令またはデータあるいはその両方を、それぞれプログラム・メモリ１７０またはデータ・メモリ１８０あるいはその両方からＣＤ−ＲＷディスク１９５に転送することもできる。したがって、この例でクライアント・デバイス１０６で示したものなどのコンピュータ・デバイスは、コンピュータ可読媒体１９５を介して情報を内と外に転送して、ユーザによるウォークスルーの実施を容易にすることができる。
【００５５】
本発明は、コンピュータ・プログラム製品に組み込むこともできる。このコンピュータ・プログラム製品は、本明細書に述べた方法の実施を可能にするすべての機能を含み、コンピュータ・システムにロードされたときにこれらの方法を実施することができる。このコンテキストにおけるコンピュータ・プログラム手段またはコンピュータ・プログラムとは、任意の言語、コード、または表記による、命令セットの任意の表現であって、情報処理能力を有するシステムに特定機能を、直接実施させるか、ａ）別の言語、コード、または表記への変換あるいはｂ）異なる材料形式への再生あるいはその両方の後で行わせるように意図された命令セットの任意の表現を意味する。
【００５６】
各コンピュータ・システムは、とりわけ、１つまたは複数のコンピュータと、コンピュータがデータ、命令、メッセージ、またはメッセージ・パケット、およびその他のコンピュータ可読情報をコンピュータ可読媒体から読み取ることを可能にする少なくとも１つのコンピュータ可読媒体とを備えることができる。コンピュータ可読媒体には、ＲＯＭ、フラッシュ・メモリ、ディスク・ドライブ・メモリ、ＣＤ−ＲＯＭなどの不揮発性メモリと、その他の永続記憶装置を含めることができる。さらに、コンピュータ媒体には、例えばＲＡＭ、バッファ、キャッシュ・メモリ、ネットワーク回路などの揮発性記憶装置を含めることもできる。さらに、コンピュータ可読媒体には、配線式ネットワークや無線ネットワークを含めたネットワーク・リンクまたはネットワーク・インタフェースあるいはその両方など、コンピュータがコンピュータ可読情報を読み取ることを可能にする一時的な状態の媒体中にある、コンピュータ可読情報を含めることもできる。
【００５７】
本発明の具体的な実施形態を開示したが、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなくこれらの具体的な実施形態に変更を加えることもできることを当業者なら理解するであろう。したがって、本発明の範囲は具体的な実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲は、本発明の範囲内にあるこのような適用例、修正、および実施形態のいずれかおよびすべてをカバーするものとする。
【００５８】
まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。
【００５９】
（１）ウォークスルーのための領域を少なくとも１つの閉面でカバーするステップであって、前記領域中の各点が少なくとも１つの閉面で囲まれるステップと、
前記少なくとも１つの閉面それぞれの各点が少なくとも１つのパッチ内に含まれるように、前記少なくとも１つの閉面それぞれを複数のパッチに分割するステップと、
画像ベース・レンダリングから得られる方法を用いて、対応する閉面の内部に向かって前記複数のパッチの各パッチを横切る光線の集合の表現を提供するステップと、
ウォークスルーのための領域内の選択された任意の視点および目視角度に対し、前記選択された視点を囲む少なくとも１つの閉面の少なくとも１つのパッチを横切る前記光線の集合の表現に、画像ベース・レンダリングから得られる方法を適用することによって、対応する可視画像を構築するステップとを含む方法。
（２）前記選択された視点を囲む少なくとも１つの閉面の少なくとも１つのパッチの前記光線の集合の表現を、ネットワークを介してネットワーク化コンピュータに送達するステップをさらに含む、上記（１）に記載の方法。
（３）前記ネットワーク化コンピュータにおいて、画像ベース・レンダリングから得られる方法を用いて、パッチを横切る前記送達された光線の集合の表現から、前記選択された視点および目視角度の可視画像を構築するステップをさらに含み、前記パッチの集合が、画像構築タスクに必要なすべての光線を含むように十分大きい、上記（２）に記載の方法。
（４）前記少なくとも１つの閉面それぞれが、任意に選択されるサイズである、上記（１）に記載の方法。
（５）各面の各パッチに対する前記光線の集合の表現を所定のサイズ制約内に抑えることができるように、前記少なくとも１つの閉面のサイズが前記ウォークスルーのための領域に対して相対的に小さいサイズになるように選択される、上記（１）に記載の方法。
（６）前記少なくとも１つの閉面が、相互に離れており相互の境界だけで交差する複数のパッチでカバーされる、上記（１）に記載の方法。
（７）前記ウォークスルーのための領域が、各閉面で囲まれた体積が他のどの閉面で囲まれた体積とも交差しないように複数の閉面でカバーされる、上記（１）に記載の方法。
（８）前記複数の閉面それぞれが矩形立方体を含む、上記（７）に記載の方法。
（９）前記複数の閉面それぞれが、前記矩形立方体の６つの矩形境界を含む６つのパッチに分割される、上記（８）に記載の方法。
（１０）各面の各パッチに対する前記光線の集合の表現を所定のサイズ制約内に抑えることができるように、前記少なくとも１つの閉面のサイズが前記ウォークスルーのための領域に対して相対的に小さいサイズになるように選択される、上記（９）に記載の方法。
（１１）前記少なくとも１つの閉面が、少なくとも１つの矩形立方体を含む、上記（１）に記載の方法。
（１２）前記少なくとも１つの閉面が、前記少なくとも１つの矩形立方体の６つの矩形境界を含む複数のパッチに分割される、上記（１１）に記載の方法。
（１３）前記少なくとも１つの閉面それぞれが、前記少なくとも１つの矩形立方体それぞれの前記６つの矩形境界を含む６つのパッチに分割される、上記（１２）に記載の方法。
（１４）各面の各パッチに対する前記光線の集合の表現を所定のサイズ制約内に抑えることができるように、前記少なくとも１つの閉面のサイズが前記ウォークスルーのための領域に対して相対的に小さいサイズになるように選択される、上記（１３）に記載の方法。
（１５）ネットワークと、
少なくとも１つのネットワーク化コンピューティング・デバイスと、
前記ネットワークを介して前記少なくとも１つのネットワーク化コンピューティング・デバイスに通信可能に結合されたコンピュータ・サーバであって、前記少なくとも１つのネットワーク化コンピューティング・デバイスによって受信されることになっている画像処理情報をコンピュータ・サーバから前記ネットワーク中に送信するためのコンピュータ・サーバとを備えるシステムであって、前記コンピュータ・サーバが、
ウォークスルーのための領域中にそれぞれ位置する少なくとも１つの閉面の表現を少なくとも１つ含む閉面データベースと、
前記ウォークスルーのための領域をカバーする前記少なくとも１つの閉面を構成する複数のパッチそれぞれの光線の集合の表現とを含む画像処理情報を記憶するためのメモリを備え、さらに、
前記ウォークスルーのための領域の前記少なくとも１つの閉面のうちの１つの、前記複数のパッチのうちの少なくとも１つのパッチを横切る光線の集合の表現を少なくとも１つ選択するための、前記メモリに電気的に結合された画像サーバを備え、光線の集合の表現の前記選択された少なくとも１つが、選択された点および目視角度の可視画像の画像ベース・レンダリングに必要なすべての光線を含むシステム。
（１６）前記少なくとも１つのネットワーク化コンピューティング・デバイスによって受信されてそこで前記可視画像をレンダリングすることになっている光線の集合の表現の前記選択された少なくとも１つを前記ネットワーク中に送信するための、前記画像サーバに電気的に結合された画像コンポーネント・ディストリビュータをさらに備える、上記（１５）に記載のシステム。
（１７）前記少なくとも１つのネットワーク化コンピューティング・デバイスが、画像ベース・レンダリングから得られる方法を用いて、光線の集合の表現の前記選択された少なくとも１つから、前記選択された視点および目視角度の可視画像を構築する、上記（１５）に記載のシステム。
（１８）前記少なくとも１つの閉面それぞれが、任意に選択されるサイズである、上記（１５）に記載のシステム。
（１９）各面の各パッチに対する前記光線の集合の表現を所定のサイズ制約内に抑えることができるように、前記少なくとも１つの閉面のサイズが前記ウォークスルーのための領域に対して相対的に小さいサイズになるように選択される、上記（１５）に記載のシステム。
（２０）前記ウォークスルーのための領域が、各閉面で囲まれた体積が他のどの閉面で囲まれた体積とも交差しないように複数の閉面でカバーされる、上記（１５）に記載のシステム。
（２１）前記複数の閉面それぞれが矩形立方体を含む、上記（２０）に記載のシステム。
（２２）前記複数の閉面それぞれが、前記矩形立方体の６つの矩形境界を含む６つのパッチに分割される、上記（２１）に記載のシステム。
（２３）各面の各パッチに対する前記光線の集合の表現を所定のサイズ制約内に抑えることができるように、前記少なくとも１つの閉面のサイズが前記ウォークスルーのための領域に対して相対的に小さいサイズになるように選択される、上記（２２）に記載のシステム。
（２４）ネットワーク・インタフェースと、
前記ネットワーク・インタフェースを介してコンピュータ・サーバ・システムから少なくとも１つのネットワーク化コンピューティング・デバイスに画像処理場法を送信するための、前記ネットワーク・インタフェースに通信可能に結合されたプロセッサ／コントローラと、
画像処理情報を記憶するためのメモリとを備えるコンピュータ・サーバ・システムであって、前記画像処理情報が、
ウォークスルーのための領域中にそれぞれ位置する少なくとも１つの閉面の表現を少なくとも１つ含む閉面データベースと、
前記ウォークスルーのための領域をカバーする前記少なくとも１つの閉面を構成する複数のパッチそれぞれの光線の集合の表現とを含み、さらに、
前記ウォークスルーのための領域の前記少なくとも１つの閉面のうちの１つの、前記複数のパッチのうちの少なくとも１つのパッチを横切る光線の集合の表現を少なくとも１つ選択するための、前記プロセッサ／コントローラおよび前記メモリに電気的に結合された画像サーバを備え、光線の集合の表現の前記選択された少なくとも１つが、選択された点および目視角度の可視画像の画像ベース・レンダリングに必要なすべての光線を含むコンピュータ・サーバ・システム。
（２５）前記少なくとも１つのネットワーク化コンピューティング・デバイスによって受信されてそこで前記可視画像をレンダリングすることになっている光線の集合の表現の前記選択された少なくとも１つを前記ネットワーク中に送信するための、前記画像サーバに電気的に結合された画像コンポーネント・ディストリビュータをさらに備える、上記（２４）に記載のコンピュータ・サーバ・システム。
（２６）前記少なくとも１つの閉面それぞれが、任意に選択されるサイズである、上記（２４）に記載のコンピュータ・サーバ・システム。
（２７）各面の各パッチに対する前記光線の集合の表現を所定のサイズ制約内に抑えることができるように、前記複数の閉面それぞれのサイズが前記ウォークスルーのための領域に対して相対的に小さいサイズになるように選択される、上記（２４）に記載のコンピュータ・サーバ・システム。
（２８）前記ウォークスルーのための領域が、各閉面で囲まれた体積が他のどの閉面で囲まれた体積とも交差しないように複数の閉面でカバーされる、上記（２４）に記載のコンピュータ・サーバ・システム。
（２９）前記複数の閉面それぞれが矩形立方体を含む、上記（２８）に記載のコンピュータ・サーバ・システム。
（３０）前記複数の閉面それぞれが、前記矩形立方体の６つの矩形境界を含む６つのパッチに分割される、上記（２９）に記載のコンピュータ・サーバ・システム。
（３１）ウォークスルーをナビゲートしているユーザに画像処理情報を提示するためのユーザ・インタフェースと、
画像ベース・レンダリングから得られる方法を用いて前記ウォークスルーに関する前記画像処理情報をレンダリングするための、前記ユーザ・インタフェースに通信可能に結合されたプロセッサ／コントローラと、
画像処理情報を記憶するための、前記プロセッサ／コントローラに通信可能に結合されたメモリとを含むコンピュータ・システムであって、前記画像処理情報が、
ウォークスルーのための領域中にそれぞれ位置する少なくとも１つの閉面の表現を少なくとも１つ含む閉面データベースと、
前記ウォークスルーのための領域をカバーする前記少なくとも１つの閉面を構成する複数のパッチそれぞれの光線の集合の表現とを含み、さらに、
前記ウォークスルーのための領域の前記少なくとも１つの閉面のうちの１つの、前記複数のパッチのうちの少なくとも１つのパッチを横切る光線の集合の表現を少なくとも１つ選択するための、前記プロセッサ／コントローラおよび前記メモリに電気的に結合された画像サーバを備え、光線の集合の表現の前記選択された少なくとも１つが、選択された点および目視角度の可視画像の画像ベース・レンダリングに必要なすべての光線を含むコンピュータ・システム。
（３２）少なくとも１つの閉面の各パッチに対する前記光線の集合の表現を所定のサイズ制約内に抑えることができるように、前記少なくとも１つの閉面それぞれのサイズが前記ウォークスルーのための領域に対して相対的に小さいサイズになるように選択される、上記（３１）に記載のコンピュータ・システム。
（３３）画像供給システムに対するコンピュータ命令を含むコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータ命令が、
ウォークスルーのための領域を少なくとも１つの閉面でカバーし、前記領域中の各点が少なくとも１つの閉面で囲まれるようにする命令と、
前記少なくとも１つの閉面それぞれの各点が少なくとも１つのパッチ内に含まれるように、前記少なくとも１つの閉面それぞれを複数のパッチに分割する命令と、
画像ベース・レンダリング方法を用いて、対応する閉面の内部に向かって前記複数のパッチの各パッチを横切る光線の集合の表現を提供する命令とを含む、コンピュータ可読媒体。
（３４）選択された視点および目視角度の可視画像を表す前記光線の集合の、選択された少なくとも１つの表現を、ネットワーク・インタフェースを介してネットワーク化コンピュータに送達する命令をさらに含む、上記（３３）に記載のコンピュータ可読媒体。
（３５）前記少なくとも１つの閉面の各パッチに対する前記光線の集合の表現を所定のサイズ制約内に抑えることができるように、前記少なくとも１つの閉面それぞれのサイズが前記ウォークスルーのための領域に対して相対的に小さいサイズになるように選択される、上記（３３）に記載のコンピュータ可読媒体。
（３６）前記少なくとも１つの閉面が、相互に離れており相互の境界だけで交差する複数のパッチでカバーされる、上記（３３）に記載のコンピュータ可読媒体。
（３７）前記ウォークスルーのための領域が、各閉面で囲まれた体積が他のどの閉面で囲まれた体積とも交差しないように複数の閉面でカバーされる、上記（３３）に記載のコンピュータ可読媒体。
（３８）前記複数の閉面それぞれが矩形立方体を含む、上記（３７）に記載のコンピュータ可読媒体。
（３９）前記複数の閉面それぞれが、前記矩形立方体の６つの矩形境界を含む６つのパッチに分割される、上記（３８）に記載のコンピュータ可読媒体。
（４０）前記少なくとも１つの閉面の各パッチに対する前記光線の集合の表現を所定のサイズ制約内に抑えることができるように、前記少なくとも１つの閉面それぞれのサイズがウォークスルーのための領域に対して相対的に小さいサイズになるように選択される、上記（３９）に記載のコンピュータ可読媒体。
（４１）前記少なくとも１つの閉面が、少なくとも１つの矩形立方体を含み、前記少なくとも１つの矩形立方体が、前記少なくとも１つの矩形立方体それぞれの６つの矩形境界を含む６つのパッチに分割される、上記（３３）に記載のコンピュータ可読媒体。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい一実施形態による、ウォークスルーをレンダリングするための例示的な画像システムを示すブロック図である。
【図２】ウォークスルーする例示的な部屋風景および物体の切取内部図である。
【図３】本発明の好ましい一実施形態による、ウォークスルーする領域を例示的な矩形セルに分割することを示す、図２の部屋の切取内部図である。
【図４】考察をはっきりさせるために部屋を削除した、図３の矩形セルの図である。
【図５】あり得るウォークスルーの例示的な軌跡パスを示す、図３の矩形セルの図である。
【図６】あり得るウォークスルーの例示的な軌跡パスを示し、考察をはっきりさせるために部屋を削除した、図５の矩形セルの図である。
【図７】あり得るウォークスルーの例示的な軌跡パスを示す図５の矩形セルの図であって、実際に横切られたセルだけを横断順の番号付きで示し、考察をはっきりさせるために部屋および残りのセルを削除した図である。
【図８】セル１のみを示した、図７の例示的な軌跡パスの開始を示す図である。
【図９】セル１および２を通る例示的な軌跡パスの進行を示す図である。
【図１０】セル９、１０、１１、１２を通る例示的な軌跡パスの一部を示す図である。
【図１１】セル９、１０、１１、１２を通る例示的な軌跡パスの一部を示す図である。
【図１２】本発明の好ましい一実施形態による、図１の画像システムについての例示的な動作シーケンスを示す動作流れ図である。
【符号の説明】
１００  画像システム
１０２  サーバ
１０４  ネットワーク
１０６  第１のネットワーク化クライアント・コンピューティング・デバイス１０８  第２のネットワーク化クライアント・コンピューティング・デバイス
１１０  ユーザ１
１１２  ユーザ２
１１４  ネットワーク・インタフェース
１１５  通信リンク
１１６  プロセッサ／コントローラ
１２０  プログラム・メモリ
１２２  データ・メモリ
１２６  ライト・カタログ
１２８  圧縮ライト・スラブ
１３４  圧縮ライト・スラブ
１４０  圧縮ライト・スラブ
１４３  イニシャライザ
１４５  閉面データベース
１４６  画像コンポーネント・サーバ
１４８  画像コンポーネント・ディストリビュータ
１５０  取外し可能媒体ドライブ
１５２  コンピュータ可読媒体
１６０  プロセッサ／コントローラ
１７０  プログラム・メモリ
１７２  イニシャライザ
１７４  画像コンポーネント・レシーバ
１７５  画像コンポーネント・クライアント
１７６  レンダラ
１８０  データ・メモリ
１８２  視点および目視角度メモリ
１８６  閉面データベース
１８８  ライト・スラブ
１９０  ライト・スラブ
１９２  ライト・スラブ
１９３  ネットワーク・インタフェース
１９４  取外し可能媒体ドライブ
１９５  コンピュータ可読媒体
３００  部屋風景
３０２  ボックスのセット
３０４  家具
３０６  鉢植え植物
５０２  ウォークスルー軌跡パス
７０２  ボックスのセット
８０２  ボックス１
９０２  ボックス２
【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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