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JP4738896B2 - Virtual reality presentation device, virtual reality presentation method, and program - Google Patents
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JP4738896B2 - Virtual reality presentation device, virtual reality presentation method, and program - Google Patents

Virtual reality presentation device, virtual reality presentation method, and program Download PDF

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Description

本発明は、仮想現実感提示装置及び仮想現実感提示方法、並びにプログラムに関し、特に3次元的にモデリングされたCGオブジェクトによって生成された映像を表示し、かつ、観察者頭部位置の変化に応じて観察者視界前面にある映像を表示する仮想現実感提示装置及び仮想現実感提示方法、並びにプログラム関する。   The present invention relates to a virtual reality presentation device, a virtual reality presentation method, and a program, and in particular, displays a video generated by a CG object modeled three-dimensionally and responds to changes in the position of the observer's head. The present invention relates to a virtual reality presentation device, a virtual reality presentation method, and a program for displaying an image in front of an observer's field of view.

従来より、仮想現実感(VR : Virtual Reality)提示装置が存在する。仮想現実感提示装置とは、たとえば、頭部装着型ディスプレイ(HMD: Head Mounted Display)のような映像表示装置と、位置姿勢検出手段(たとえば位置姿勢センサ)と、CG映像生成手段を備えている。   Conventionally, virtual reality (VR) presentation devices exist. The virtual reality presentation device includes, for example, a video display device such as a head-mounted display (HMD: Head Mounted Display), a position and orientation detection unit (for example, a position and orientation sensor), and a CG video generation unit. .

位置姿勢検出手段は、観察者の視点の位置姿勢を検出するためや仮想空間内でのCGオブジェクトの位置姿勢を指定するために用いる。具体的には、磁気方式による位置姿勢センサなどが用いられる。磁気方式の位置姿勢センサとは、磁気発生装置(発信機)と磁気センサ(受信機)との間の相対位置・姿勢を検出するものであり、米国ポヒマス(Polhemus)社の製品FASTRAKなどがあげられる。これは特定の領域内で、センサの3次元位置(X,Y,Z)と姿勢(Pitch, Yaw, Roll)をリアルタイムに検出する装置である。これを観察者が装着するHMDに取り付ければ観察者頭部の位置姿勢の値が検出でき、また、仮想空間内でセンサを移動操作することでCGオブジェクトの位置姿勢を指定することなどが出来る。   The position and orientation detection means is used to detect the position and orientation of the observer's viewpoint and to specify the position and orientation of the CG object in the virtual space. Specifically, a magnetic position sensor is used. A magnetic position / orientation sensor detects the relative position / orientation between a magnetic generator (transmitter) and a magnetic sensor (receiver), such as the FASTRAK product from the US company Polhemus. It is done. This is a device that detects the three-dimensional position (X, Y, Z) and posture (Pitch, Yaw, Roll) of a sensor in real time in a specific region. If this is attached to the HMD worn by the observer, the position and orientation values of the observer's head can be detected, and the position and orientation of the CG object can be designated by moving the sensor in the virtual space.

CG映像生成手段は、三次元モデリングされたCGオブジェクトを現実空間と同じスケールの仮想空間に配置し、その仮想空間を前記位置姿勢検出手段によって検出された観察者の視線位置姿勢に基づきレンダリングするものである。   The CG video generation means arranges a three-dimensionally modeled CG object in a virtual space having the same scale as the real space, and renders the virtual space based on the observer's line-of-sight position and orientation detected by the position and orientation detection means. It is.

このようにして生成されたCG映像を映像表示装置(HMDなど)に表示することにより、観察者はあたかも仮想のCG空間の中に没入しているような感覚を得ることができる。また、位置姿勢センサによってCGオブジェクトを操作することなども可能である。   By displaying the CG video generated in this way on a video display device (such as an HMD), the observer can feel as if they are immersed in a virtual CG space. It is also possible to operate a CG object with a position and orientation sensor.

仮想現実感提示装置においては、観察者の振舞い(頭部位置姿勢の変化、CGオブジェクトの操作)に対して、ある程度の応答時間内に振舞いに応じた画像を更新しないと仮想現実感の自然さが損なわれてしまうため、ある程度以上の映像フレームレートを維持できる時間以内に画像更新処理を終了させるのが一般的である。   In the virtual reality presentation device, the naturalness of virtual reality must be updated unless an image corresponding to the behavior is updated within a certain response time with respect to the behavior of the observer (change in head position and orientation, operation of the CG object). Therefore, the image update process is generally terminated within a time period during which a video frame rate of a certain level or more can be maintained.

CGオブジェクト同士の衝突・干渉判定を行う手段は従来から周知のものであり、ビデオゲームやCADシステムにおいて一般に用いられている(例えば、特許文献1参照)。
特開平6−259506号公報
Means for determining collision / interference between CG objects are conventionally known and are generally used in video games and CAD systems (for example, see Patent Document 1).
JP-A-6-259506

しかしながら、CGオブジェクトの衝突・干渉判定にかかる処理時間は、判定対象となるCGオブジェクトの数、形状、ポリゴン数、干渉点の多さ、干渉判定の精度、などに影響を受ける。CGオブジェクト同士が明らかに干渉していないと判別できるような遠い位置関係にあれば判定処理は短時間に終了することが出来るが、CGオブジェクト同士が近接していたりすでに干渉していたりする状態ではCGオブジェクトを構成している多数のポリゴンを詳細に検査する必要があり、処理に時間がかかり、場合によっては所望のフレーム時間間隔以内では処理が完結しないことがありうる。   However, the processing time required for the collision / interference determination of the CG object is affected by the number of CG objects to be determined, the shape, the number of polygons, the number of interference points, the accuracy of interference determination, and the like. The determination process can be completed in a short time if the CG objects have a distant positional relationship that can be determined that they are not clearly interfering with each other, but in a state where the CG objects are close to each other or have already interfered with each other. It is necessary to inspect a large number of polygons constituting the CG object in detail, and it takes time to process. In some cases, the process may not be completed within a desired frame time interval.

また、このように、所望のフレーム時間間隔以内では処理が完結しない場合、CGオブジェクトの操作に対する応答が滞り、操作がしづらくなり、自然な操作感が失われるという課題が存在した。例えば、ひとたび干渉状態になり描画更新のフレームレートが極端に落ちてしまうと、CGオブジェクトを操作してもCGオブジェクトがどの位置に移動したのかをすぐに確認することが出来なくなるため、どのように操作をすれば干渉状態から抜け出せるのかがわかりにくく、操作がしづらいといった課題があった。また、観察者の操作がすぐに映像に反映されなくなるために仮想現実感提示装置に必要な自然な操作感が失われるといった課題があった。   As described above, when the processing is not completed within a desired frame time interval, there is a problem that a response to the operation of the CG object is delayed, the operation becomes difficult, and a natural feeling of operation is lost. For example, once an interference state occurs and the frame rate of the drawing update drops extremely, it is impossible to immediately check the position where the CG object has moved even if the CG object is operated. There is a problem that it is difficult to understand whether it is possible to get out of the interference state if the operation is performed. Further, since the observer's operation is not immediately reflected in the video, there is a problem that a natural operation feeling necessary for the virtual reality presentation device is lost.

本発明の目的は、CGデータの精度や干渉判定の精度を下げることなく干渉が検知された直後のシステム応答を改善し、観察者に対して自然な仮想現実感を提示することができる仮想現実感提示装置及び仮想現実感提示方法、並びにプログラムを提供することにある。   An object of the present invention is to improve the system response immediately after interference is detected without lowering the accuracy of CG data and the accuracy of interference determination, and to present a virtual reality that is natural to the observer. To provide a feeling presentation device, a virtual reality presentation method, and a program.

上記目的を達成するために、請求項1記載の仮想現実感提示装置は、3次元的にモデリングされたCGオブジェクトによって生成された映像を表示し、観察者の視線位置の変化に応じた映像を表示する仮想現実感提示装置において、前記CGオブジェクト間の干渉を検知する干渉検知手段と、前記干渉検知手段による干渉の検知から検知抑止時間内の前記干渉の検知を抑止する干渉検知抑止手段とを備え、前記干渉検知抑止手段は、直前の干渉検知に要した処理時間を計測する処理時間計測手段と、前記計測された処理時間に応じて、前記検知抑止時間を設定する検知抑止時間設定手段とを備えることを特徴とすることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the virtual reality presentation device according to claim 1 displays an image generated by a CG object modeled three-dimensionally, and displays an image corresponding to a change in the observer's line-of-sight position. In the virtual reality presentation device to be displayed, an interference detection unit that detects interference between the CG objects, and an interference detection suppression unit that suppresses detection of the interference within a detection suppression time period from detection of interference by the interference detection unit. The interference detection inhibiting means includes a processing time measuring means for measuring a processing time required for the immediately previous interference detection, and a detection inhibiting time setting means for setting the detection inhibiting time according to the measured processing time. It is characterized by providing .

請求項2記載の仮想現実感提示方法は、3次元的にモデリングされたCGオブジェクトによって生成された映像を表示し、観察者の視線位置の変化に応じた映像を表示する仮想現実感提示装置が行う仮想現実感提示方法において、前記仮想現実感提示装置が備える干渉検知手段が、前記CGオブジェクト間の干渉を検知する干渉検知ステップと、前記仮想現実感提示装置が備える干渉検知抑止手段が、前記干渉検知ステップにおける干渉の検知から検知抑止時間内の前記干渉の検知を抑止する干渉検知抑止ステップとを有し、前記干渉検知抑止ステップでは、前記干渉検知抑止手段が有する処理時間計測手段が、直前の干渉検知に要した処理時間を計測する処理時間計測ステップと、前記干渉検知抑止手段が有する検知抑止時間設定手段が、前記計測された処理時間に応じて、前記検知抑止時間を設定する検知抑止時間設定ステップとを有することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a virtual reality presentation device that displays an image generated by a three-dimensionally modeled CG object, and displays an image according to a change in an observer's line-of-sight position. In the virtual reality presentation method to be performed, the interference detection unit included in the virtual reality presentation device detects an interference between the CG objects, and the interference detection suppression unit included in the virtual reality presentation device includes: An interference detection suppression step for suppressing the detection of the interference within the detection suppression time from the detection of the interference in the interference detection step. In the interference detection suppression step, the processing time measuring means included in the interference detection suppression means is immediately before A processing time measuring step for measuring a processing time required for the interference detection, and a detection suppression time setting means included in the interference detection suppression means, Depending on the serial measurement processing time, and having a detection inhibiting period setting step of the detection inhibiting setting the time.

請求項記載のプログラムは、請求項1に記載の仮想現実感提示装置としてコンピュータを動作させるためのプログラムであることを特徴とする。 The program according to claim 3 is a program for operating a computer as the virtual reality presentation device according to claim 1.

本発明によれば、CGオブジェクトの干渉の検知から検知抑止時間内は、CGオブジェクトの干渉の検知を抑止するので、CGデータの精度や干渉判定の精度を下げることなく干渉が検知された直後のシステム応答を改善し、観察者に対して自然な仮想現実感を提示することができる。   According to the present invention, since the detection of the interference of the CG object is suppressed within the detection suppression time from the detection of the interference of the CG object, immediately after the interference is detected without reducing the accuracy of the CG data and the accuracy of the interference determination. System response can be improved and natural virtual reality can be presented to the observer.

好ましくは、干渉検知に要した処理時間を計測し、その計測された処理時間に応じて、上記検知抑止時間を設定することにより、上記計測された処理時間が短かく干渉判定処理の負荷が軽いデータに対して、無駄に長い干渉検知抑止時間を設定することを防止することができる。   Preferably, the processing time required for interference detection is measured, and the detection suppression time is set according to the measured processing time, so that the measured processing time is short and the load of interference determination processing is light. It is possible to prevent an unnecessary long interference detection suppression time from being set for data.

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施の形態に係る仮想現実感提示装置の構成を概略的に示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a virtual reality presentation device according to an embodiment of the present invention.

図1において、仮想現実感提示装置100は、装置全体を制御するCPU101と、各種プログラムを備えるメモリ103と、各種データを備えるメモリ104と、映像表示装置であるHMD105と、位置姿勢センサ107, 108, 109を有する位置姿勢センサコントローラ106とを備え、これらはバス102を介して互いに接続する。   In FIG. 1, a virtual reality presentation device 100 includes a CPU 101 that controls the entire device, a memory 103 that includes various programs, a memory 104 that includes various data, an HMD 105 that is a video display device, and position and orientation sensors 107 and 108. , 109, which are connected to each other via a bus 102.

位置姿勢センサ107は、HMD105にとりつけられており、HMD105の位置姿勢、即ち、観察者の視線位置の変化を検出する。   The position / orientation sensor 107 is attached to the HMD 105 and detects a change in the position / orientation of the HMD 105, that is, the line of sight of the observer.

位置姿勢センサ108と位置姿勢センサ109は、夫々観察者の操作(以下、ユーザ操作)を検知するものであり、これらのセンサの出力に基づき仮想空間に表示するCGオブジェクトの位置姿勢が指定される。ここで、本実施の形態では、位置姿勢センサによりCGオブジェクトの位置姿勢の指定をユーザ操作で行うが、ユーザ操作による指定が可能であればこれに限定されるものでなく、例えば、キーボード、マウス、ジョイスティックなどの他の入力手段を用いてもよい。   The position / orientation sensor 108 and the position / orientation sensor 109 detect the operations of the observer (hereinafter referred to as user operations), and the position and orientation of the CG object to be displayed in the virtual space are designated based on the outputs of these sensors. . In this embodiment, the position / orientation of the CG object is designated by the user operation by the position / orientation sensor. However, the designation is not limited to this as long as the designation by the user operation is possible. Other input means such as a joystick may be used.

メモリ103には、位置姿勢センサコントローラ106を用いて位置姿勢センサ107, 108,109のそれぞれの位置姿勢を取得する位置姿勢取得手段110と、メモリ104中のデータからからCGオブジェクトが配置されている仮想空間を観察したようにレンダリングしたCG映像を生成するCG映像生成手段121と、CGオブジェクト間の干渉を検知する干渉検知手段111を実現するプログラムが格納され、CPU101がこのプログラムを実行する。   In the memory 103, a position / orientation acquisition unit 110 that acquires the position / orientation of each of the position / orientation sensors 107, 108, and 109 using the position / orientation sensor controller 106, and a CG object from the data in the memory 104 are arranged. A program that realizes a CG video generation unit 121 that generates a CG video rendered as if the virtual space is observed and an interference detection unit 111 that detects interference between CG objects is stored, and the CPU 101 executes the program.

メモリ104には、次の各種データを格納するための領域が設けられている。即ち、位置姿勢取得手段110から位置姿勢センサ107で検出されたHMD105の位置姿勢を取得・格納する頭部位置姿勢120と、位置姿勢取得手段110から位置姿勢センサ108の位置姿勢を取得・格納する第1CG位置姿勢121と、位置姿勢取得手段110から位置姿勢センサ109の位置姿勢を取得・格納する第2CG位置姿勢122と、位置姿勢センサ108及び位置姿勢センサ109で操作可能な2つのCGオブジェクトの形状データは事前にモデリングされたデータとして記録するCGデータ123と、干渉検知を行うときにFalseとし、干渉検知を行わないとき(スキップ(抑止)するとき)にTrueとする論理値を持つSKIP変数127と、ひとたび干渉が検知されると、その直後からの干渉の検知をスキップする時間間隔を指定する変数である干渉検知スキップ時間124と、干渉が生じた時刻である干渉時刻128とを備える。   The memory 104 is provided with an area for storing the following various data. That is, the head position / posture 120 that acquires / stores the position / posture of the HMD 105 detected by the position / posture sensor 107 from the position / posture acquisition unit 110 and the position / posture of the position / posture sensor 108 from the position / posture acquisition unit 110 are acquired / stored. The first CG position / posture 121, the second CG position / posture 122 that acquires and stores the position / posture of the position / posture sensor 109 from the position / posture acquisition unit 110, and the two CG objects that can be operated by the position / posture sensor 108 and the position / posture sensor 109 Shape data is CG data 123 to be recorded as pre-modeled data, and SKIP variables having a logical value of False when performing interference detection and True when not detecting interference (when skipping (suppressing)). 127, once the interference is detected, the detection of the interference immediately after that is skipped It comprises an interference detection skip time 124 is a variable that specifies the interval, the interference time 128 is the time at which interference occurs.

本実施の形態では、各種プログラムをメモリ103に,各種データをメモリ104に分けて保存しているが、全て1つのメモリに保存してもよい。   In this embodiment, various programs are stored in the memory 103 and various data are stored in the memory 104. However, all the programs may be stored in one memory.

また、位置センサコントローラ106が有する位置姿勢センサの数は3つであるが、センサの数はこれに限定されるものではなく、検知する対象物の数に応じて増減するようにしてよい。また、CGデータ123は、CGオブジェクトの形状データとして、位置姿勢センサ108,109によりユーザ操作作可能な2つのCGオブジェクトの形状データのみを記録するが、ユーザ操作されないCGオブジェクトの形状データについて記録していてもよい。   The number of position and orientation sensors included in the position sensor controller 106 is three, but the number of sensors is not limited to this, and may be increased or decreased according to the number of objects to be detected. The CG data 123 records only the shape data of two CG objects that can be operated by the user with the position and orientation sensors 108 and 109 as the shape data of the CG object, but records the shape data of the CG object that is not operated by the user. It may be.

さらに、後述する図2の仮想現実感提示処理では、上記2つのCGオブジェクト間の干渉のみを検知するが、ユーザ操作が可能な位置姿勢センサが3つ以上ある場合は、その各CGオブジェクトの間に生じる干渉についての処理を行ってもよいし、またユーザ操作による指定がされないCGオブジェクトについても干渉判定処理を行ってもよい。   Further, in the virtual reality presentation processing of FIG. 2 described later, only the interference between the two CG objects is detected. If there are three or more position / orientation sensors that can be operated by the user, the interval between the CG objects is detected. The interference determination process may be performed for a CG object that is not designated by the user operation.

また、本実施の形態では、HMD105は1つとしたが、2つ以上用意して、夫々に位置姿勢センサを取り付け、2人以上の観察者が仮想空間を観察できるようにしてもよい。   In this embodiment, one HMD 105 is provided. However, two or more HMDs 105 may be prepared, and position and orientation sensors may be attached to the two HMDs 105 so that two or more observers can observe the virtual space.

図2は、図1の仮想現実感提示装置100により実行される仮想現実感提示処理の手順を示すフローチャートである。   FIG. 2 is a flowchart showing a procedure of virtual reality presentation processing executed by the virtual reality presentation device 100 of FIG.

本フローチャートは、仮想現実感提示装置100が、ユーザ操作に基づき2つのCGオブジェクト間の位置姿勢と、位置姿勢センサ107により検出されたHMD105の位置姿勢とに関する1フレーム分のCG映像をHMD105に表示することにより仮想現実感を提示する処理である。この処理をくり返し行うことで、HMD105を装着した観察者の振る舞いに応じた仮想空間のCG映像を動画としてHMD表示することができる。   In this flowchart, the virtual reality presentation apparatus 100 displays, on the HMD 105, one frame of CG video regarding the position and orientation between two CG objects based on a user operation and the position and orientation of the HMD 105 detected by the position and orientation sensor 107. This is a process of presenting virtual reality. By repeating this process, the CG image in the virtual space corresponding to the behavior of the observer wearing the HMD 105 can be displayed as an HMD as a moving image.

まず、本処理を行う以前に初期値の設定が行なわれる。具体的には、メモリ104中のSKIP変数127をFalseにセットし、メモリ104中の干渉検知スキップ時間124に適当な値(例えば、1秒)をセットし、メモリ104中の干渉時刻128を初期値を設定した時刻に設定しておく。   First, an initial value is set before performing this process. Specifically, the SKIP variable 127 in the memory 104 is set to False, an appropriate value (for example, 1 second) is set to the interference detection skip time 124 in the memory 104, and the interference time 128 in the memory 104 is initialized. Set the value to the set time.

図2において、まず最初に、位置姿勢取得手段110を用いて、位置姿勢センサコントローラ106で位置姿勢センサ107,108,109のそれぞれの位置姿勢を取得し(ステップS201)、これらの取得した位置姿勢を夫々メモリ104の頭部位置姿勢120、第1CG位置姿勢121、第2CG位置姿勢122に格納する。その後、第1CG位置姿勢121、第2CG位置姿勢122に格納された位置姿勢に従ってCGデータ123を設定し、CGシーン(仮想空間)におけるCG配置が決定する(ステップS202)。これにより、観察者はCG配置を位置姿勢センサ108,109で操作すると、仮想空間においてCGオブジェクトを移動操作しているように感じることができる。   In FIG. 2, first, the position and orientation of the position and orientation sensors 107, 108, and 109 are acquired by the position and orientation sensor controller 106 using the position and orientation acquisition means 110 (step S <b> 201). Are stored in the head position / posture 120, the first CG position / posture 121, and the second CG position / posture 122 of the memory 104, respectively. Thereafter, CG data 123 is set according to the position and orientation stored in the first CG position and orientation 121 and the second CG position and orientation 122, and the CG arrangement in the CG scene (virtual space) is determined (step S202). Thus, when the observer operates the CG arrangement with the position and orientation sensors 108 and 109, the observer can feel as if the CG object is moved in the virtual space.

その後、CGシーンを構成する1フレーム分のCGを描画する際の位置姿勢を、メモリ104中の頭部位置姿勢120に従って設定し、これに基づき、CGデータ123が設定されることによりCGシーン(仮想空間)をレンダリングする位置姿勢が決定される(ステップS203)。   Thereafter, the position / orientation for rendering one frame of CG composing the CG scene is set according to the head position / orientation 120 in the memory 104, and the CG data 123 is set based on the position / orientation. A position and orientation for rendering the (virtual space) are determined (step S203).

次に、SKIP変数127がTrueであるかFalseであるかを判別し(ステップS204)、Falseであるときは、2つのCGオブジェクトは本処理の直前においては干渉状態ではなかったと判断し、干渉判定手段111を用いて、ステップS201で観察者の操作により位置姿勢が指定された2つのCGオブジェクトの間で現在干渉が生じているか否かを判別する(ステップS205)。   Next, it is determined whether the SKIP variable 127 is true or false (step S204). If the SKIP variable 127 is false, it is determined that the two CG objects are not in an interference state immediately before this processing, and interference determination is performed. Using means 111, it is determined whether or not there is currently interference between the two CG objects whose position and orientation are designated by the operation of the observer in step S201 (step S205).

ステップS205の判別の結果、干渉が生じているときは、メモリ104中の干渉時刻128に現時刻をセットした後(ステップS206)、SKIP変数127にTrueをセットして(ステップS207)、干渉通知を行う(ステップS208)。ここで、ステップS208の干渉通知は、2つのCGオブジェクトが干渉状態にあることを観察者に知らせるためのものであり、例えば、不図示のスピーカから音を出力したり、HMD105に表示されるCGオブジェクトの色を変更することにより行う。   If there is interference as a result of the determination in step S205, the current time is set to the interference time 128 in the memory 104 (step S206), then True is set to the SKIP variable 127 (step S207), and the interference notification is made. Is performed (step S208). Here, the interference notification in step S208 is for informing the observer that the two CG objects are in an interference state. For example, a sound is output from a speaker (not shown) or the CG displayed on the HMD 105 is displayed. This is done by changing the color of the object.

次に、CG映像生成手段121によりステップS203で決定されたレンダリングする位置姿勢に基づきCGシーンを生成し、このCGシーンをHMD105に表示して(ステップS209)、本処理を1フレーム分終了する。これにより、頭部位置姿勢120の位置姿勢からCGオブジェクトが配置されている仮想空間を観察したようにレンダリングした映像がHMD105に表示することができる。   Next, a CG scene is generated by the CG video generation unit 121 based on the position and orientation to be rendered determined in step S203, this CG scene is displayed on the HMD 105 (step S209), and this process is completed for one frame. As a result, the rendered video can be displayed on the HMD 105 as if the virtual space in which the CG object is arranged is observed from the position and orientation of the head position and orientation 120.

一方、ステップS204の判別の結果、Trueであるときは、2つのCGオブジェクトは本処理の直前において干渉状態であったと判断して、現時刻とステップS206で設定された干渉時刻128の差分の値が干渉検知スキップ時間124を超えているかどうかを判定する(ステップS210)。   On the other hand, if the result of determination in step S204 is True, it is determined that the two CG objects were in an interference state immediately before this processing, and the value of the difference between the current time and the interference time 128 set in step S206 Is determined to exceed the interference detection skip time 124 (step S210).

ステップS210の判別の結果、現時刻と干渉時刻128の差分の値が干渉検知スキップ時間124を超えているときは、SKIP変数127をFalseにセットし(ステップS211)、干渉検知を行うべく、ステップS205の処理に進む。   If the difference value between the current time and the interference time 128 exceeds the interference detection skip time 124 as a result of the determination in step S210, the SKIP variable 127 is set to False (step S211), and the step is performed to detect the interference. The process proceeds to S205.

一方、ステップS210の判別の結果、現時刻と干渉時刻128の差分の値が干渉検知スキップ時間124を超えていないときは、SKIP変数127をTrueのままにし、干渉検知を行わずに(スキップして)ステップS209の処理に進み、本処理を1フレーム分終了する。   On the other hand, if the difference between the current time and the interference time 128 does not exceed the interference detection skip time 124 as a result of the determination in step S210, the SKIP variable 127 remains True and interference detection is not performed (skip skipped). The process proceeds to step S209, and this process is completed for one frame.

図2の処理によれば、1フレーム分のCGシーン(仮想空間)をレンダリングする位置姿勢を決定した後(ステップS203)、CGオブジェクトは本処理の前に干渉状態であり(ステップS204でYes)、且つ現時刻と干渉状態であると判断された際にセットされた干渉時刻128の差分の値が干渉検知スキップ時間124を超えていないときは(ステップS210でNO)、上記CGオブジェクトの間で現在干渉が生じているか否かを判別することなく、上記決定された位置姿勢に基づき1フレーム分のCGシーン(仮想空間)をCG映像生成手段121により生成する(ステップS209)ので、CGデータの精度や干渉判定の精度を下げることなく干渉が検知された直後のシステム応答を改善し、観察者に対して自然な仮想現実感を提示することができる。   According to the processing of FIG. 2, after determining the position and orientation for rendering the CG scene (virtual space) for one frame (step S203), the CG object is in an interference state before this processing (Yes in step S204). When the difference value of the interference time 128 set when it is determined that the current time and the interference state are present does not exceed the interference detection skip time 124 (NO in step S210), between the CG objects A CG scene (virtual space) for one frame is generated by the CG video generation means 121 based on the determined position and orientation without determining whether or not interference is currently occurring (step S209). Improves system response immediately after interference is detected without reducing accuracy and accuracy of interference judgment, and makes natural virtual reality for the observer It can be presented.

本実施の形態においては、干渉検知スキップ時間124の値はすべての処理を始める前に固定的に設定していたが、別途入力手段を用意し、観察者が仮想現実感体験中に変更するようにしてもよい。   In the present embodiment, the value of the interference detection skip time 124 is fixedly set before starting all the processes. However, a separate input means is prepared so that the observer can change during the virtual reality experience. It may be.

また、現在干渉が生じているか否かを判別するのにかかった処理時間を計測しておき、その値をもとに干渉検知スキップ時間124の値を設定するようにしてもよい。例えば、上記計測された処理時間が短かかったときは、干渉検知スキップ時間124を短かく(もしくはゼロに)してフレーム毎あるいはそれに近い頻度で現在干渉が生じてるか否かを判別し、上記計測された処理時間が長かったときは、干渉検知スキップ時間124を長くする。これにより、上記計測された処理時間が短かく干渉判定処理の負荷が軽いデータに対して、無駄に長い干渉検知スキップ時間124を設定することを防止することができる。   Alternatively, the processing time taken to determine whether or not interference is currently occurring may be measured, and the value of the interference detection skip time 124 may be set based on the measured time. For example, when the measured processing time is short, the interference detection skip time 124 is shortened (or made zero) to determine whether or not the current interference occurs at a frequency close to each frame or not. When the measured processing time is long, the interference detection skip time 124 is lengthened. Thereby, it is possible to prevent the uselessly set interference detection skip time 124 for the data having a short measured processing time and a light load on the interference determination processing.

また、ユーザ操作の対象となるCGデータ間で干渉のチェックを判定していたが、ユーザ操作の対象となるCGデータと仮想空間に配置されユーザ操作の対象となっていないCGデータとの間の干渉チェックを判定する構成としても良い。   Moreover, although the check of interference was determined between CG data targeted for user operation, between CG data targeted for user operation and CG data arranged in the virtual space and not targeted for user operation. A configuration may be adopted in which an interference check is determined.

また、本発明の目的は、上記実施の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(又は記録媒体)を、システム又は装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(又は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。   Another object of the present invention is to supply a storage medium (or recording medium) on which a program code of software that realizes the functions of the above-described embodiments is recorded to a system or apparatus, and the computer (or CPU or CPU) of the system or apparatus. Needless to say, this can also be achieved by the MPU) reading and executing the program code stored in the storage medium.

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。   In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.

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。   Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also an operating system (OS) running on the computer based on the instruction of the program code. It goes without saying that a case where the function of the above-described embodiment is realized by performing part or all of the actual processing and the processing is included.

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き込まれた後、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。   Further, after the program code read from the storage medium is written in a memory provided in a function expansion card inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, the function expansion is performed based on the instruction of the program code. It goes without saying that the CPU or the like provided in the card or the function expansion unit performs part or all of the actual processing, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.

また、上記プログラムは、上述した実施の形態の機能をコンピュータで実現することができればよく、その形態は、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、OSに供給されるスクリプトデータ等の形態を有するものでもよい。   The above-described program only needs to be able to realize the functions of the above-described embodiments by a computer, and the form includes forms such as object code, a program executed by an interpreter, and script data supplied to the OS. But you can.

プログラムを供給する記録媒体としては、例えば、RAM、NV−RAM、フロッピー(登録商標)ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、MO、CD−R、CD−RW、DVD(DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−RW、DVD+RW)、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、他のROM等の上記プログラムを記憶できるものであればよい。或いは、上記プログラムは、インターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続される不図示の他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることにより供給される。   As a recording medium for supplying the program, for example, RAM, NV-RAM, floppy (registered trademark) disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, MO, CD-R, CD-RW, DVD (DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-RW, DVD + RW), magnetic tape, non-volatile memory card, other ROM, etc. may be used as long as they can store the above programs. Alternatively, the program is supplied by downloading from another computer or database (not shown) connected to the Internet, a commercial network, a local area network, or the like.

本発明の実施の形態に係る仮想現実感提示装置の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the virtual reality presentation apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図1の仮想現実感提示装置により実行される仮想現実感提示処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the virtual reality presentation process performed by the virtual reality presentation apparatus of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

101 CPU
102 バス
103,104 メモリ
105 HMD
106 位置姿勢センサコントローラ
107,108,109 位置姿勢センサ
101 CPU
102 Bus 103, 104 Memory 105 HMD
106 Position and orientation sensor controller 107, 108, 109 Position and orientation sensor

Claims (3)

3次元的にモデリングされたCGオブジェクトによって生成された映像を表示し、観察者の視線位置の変化に応じた映像を表示する仮想現実感提示装置において、
前記CGオブジェクト間の干渉を検知する干渉検知手段と、
前記干渉検知手段による干渉の検知から検知抑止時間内の前記干渉の検知を抑止する干渉検知抑止手段とを備え、
前記干渉検知抑止手段は、
直前の干渉検知に要した処理時間を計測する処理時間計測手段と、
前記計測された処理時間に応じて、前記検知抑止時間を設定する検知抑止時間設定手段と
を備えることを特徴とする仮想現実感提示装置。
In a virtual reality presentation device that displays an image generated by a three-dimensionally modeled CG object and displays an image according to a change in the position of the observer's line of sight,
Interference detecting means for detecting interference between the CG objects;
Interference detection suppression means for suppressing the detection of the interference within a detection suppression time from detection of interference by the interference detection means,
The interference detection suppression means is
A processing time measuring means for measuring the processing time required for the previous interference detection;
A virtual reality presentation apparatus comprising: a detection inhibition time setting unit configured to set the detection inhibition time according to the measured processing time.
3次元的にモデリングされたCGオブジェクトによって生成された映像を表示し、観察者の視線位置の変化に応じた映像を表示する仮想現実感提示装置が行う仮想現実感提示方法において、
前記仮想現実感提示装置が備える干渉検知手段が、前記CGオブジェクト間の干渉を検知する干渉検知ステップと、
前記仮想現実感提示装置が備える干渉検知抑止手段が、前記干渉検知ステップにおける干渉の検知から検知抑止時間内の前記干渉の検知を抑止する干渉検知抑止ステップと
を有し、
前記干渉検知抑止ステップでは、
前記干渉検知抑止手段が有する処理時間計測手段が、直前の干渉検知に要した処理時間を計測する処理時間計測ステップと、
前記干渉検知抑止手段が有する検知抑止時間設定手段が、前記計測された処理時間に応じて、前記検知抑止時間を設定する検知抑止時間設定ステップ
を有することを特徴とする仮想現実感提示方法。
In a virtual reality presentation method performed by a virtual reality presentation device that displays a video generated by a three-dimensionally modeled CG object and displays a video according to a change in the observer's gaze position,
An interference detection step in which the interference detection means provided in the virtual reality presentation device detects interference between the CG objects;
The interference detection suppression means provided in the virtual reality presentation device has an interference detection suppression step of suppressing the detection of the interference within a detection suppression time from the detection of interference in the interference detection step,
In the interference detection suppression step,
A processing time measuring step that the processing time measuring means included in the interference detection suppressing means measures a processing time required for the previous interference detection, and
A virtual reality presentation method comprising: a detection suppression time setting unit included in the interference detection suppression unit; and a detection suppression time setting step of setting the detection suppression time according to the measured processing time.
請求項1に記載の仮想現実感提示装置としてコンピュータを動作させるためのプログラム。   A program for operating a computer as the virtual reality presentation device according to claim 1.
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