JP6244091B2 - Planetarium control device - Google Patents
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Description
本願発明は光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムの2方式のプラネタリウム投映装置を併せ持つプラネタリウム投映装置に関する。 The present invention relates to a planetarium projection apparatus having both two types of planetarium projection apparatuses, an optical planetarium and a digital planetarium.
プラネタリウム投映装置は恒星とは別に、惑星を投映する惑星投映装置を有する他、演出技法の進化に伴い、地上等の風景を投映するスカイライン投映装置や星座絵、座標線、星雲、星団、ポインター等の各種映像の付属投映装置を備えるに至り、更に近年では例えば雷やオーロラ等の天空で起こる自然現象や、例えば宇宙船等の人工物を投映するためのプロジェクターも備えるに至った。そこにおいて使用する機器も従来のようなフィルムや原板を用いた光学式の機器に止まらず、ビデオプロジェクター等の電子式の機器も使用されており、ビデオプロジェクターも予めビデオテープや光学ディスクに記録された映像だけでなく、コンピュータによるグラフィックスを必要に応じてリアルタイムに生成した映像を採用している。そして、プラネタリウムの主装置も従来のように恒星球と光学式の惑星投映装置を用いた光学式のもの(以下、「光学式プラネタリウム」と称する)の他に、コンピュータによるグラフィックスをビデオプロジェクターにより投映するデジタル式のもの(以下、「デジタルプラネタリウム」と称する)も出現している。光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムはそれぞれ長所、短所があり、これらを補完し合うために、一つのプラネタリウム施設で光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムの2方式のプラネタリウム投映装置を同時に駆動する複合投映方式も採用されている。 The planetarium projection device has a planetary projection device that projects planets separately from the fixed stars, as well as skyline projection devices and constellation pictures, coordinate lines, nebulae, star clusters, pointers, etc. that project landscapes such as the ground as the production technique evolves In recent years, it has also been equipped with projectors for projecting natural phenomena that occur in the sky such as lightning and aurora, and artificial objects such as spacecraft. The equipment used there is not limited to conventional optical equipment using films and original plates, but electronic equipment such as video projectors are also used, and video projectors are also recorded in advance on videotapes and optical disks. In addition to the recorded images, it uses images generated by computer graphics in real time as needed. In addition to the conventional planetarium optical system using a stellar sphere and an optical planetary projection system (hereinafter referred to as the “optical planetarium”), computer graphics can be used with a video projector. A digital type projecting (hereinafter referred to as “digital planetarium”) has also appeared. Optical planetariums and digital planetariums have advantages and disadvantages, respectively. To complement these, a combined projection system that simultaneously drives the optical planetarium and digital planetarium projectors in one planetarium facility is also adopted. ing.
従来技術の複合投映方式は、投映対象により光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムのそれぞれを振り分けて使用し、それぞれのプラネタリウムから投映される投映映像の集合により一つの星空を再現していた。そこでは、一つの演出プログラムに従って両プラネタリウムが駆動され、リアルタイムに相互の観測時刻や位置、姿勢を一致させ、投映される星空を一致させることが行われてきた。 The conventional composite projection method uses an optical planetarium and a digital planetarium according to the projection target, and reproduces one starry sky by a set of projection images projected from each planetarium. Here, both planetariums are driven according to one production program, and the observation time, position, and attitude of each other are matched in real time, and the projected starry sky is matched.
これにより、光学式プラネタリウムによる星空からデジタルプラネタリウムの星空への自然な切り替えが実現された。また、星空を解説する場合には、光学式プラネタリウムで投映する星空の中の明るく輝く星(惑星) を指し示し、その星をデジタルプラネタリウムの拡大された惑星の投映映像と切り替えることで惑星であることを明示的に表現するなど、教育的側面においても有効な利用が行われるようになった。 As a result, the natural switching from the starry sky by the optical planetarium to the starry sky of the digital planetarium was realized. In addition, when explaining the starry sky, it points to a bright and shining star (planet) in the starry sky projected on an optical planetarium, and it is a planet by switching that star to a projected image of an enlarged planet on the digital planetarium. Effective use has also been made in educational aspects, such as explicitly expressing.
前記の従来技術の複合投映方式では、光学式プラネタリウムの映像の位置とデジタルプラネタリウムの映像の位置を互いに一致させることに主眼が置かれ、様々な制御方法が考案されてきた。例えば、光学式プラネタリウムの回転軸の位置情報をリアルタイムにデジタルプラネタリウム制御装置に送り、その値に基づきデジタルプラネタリウム制御装置が映像を生成する方法、あるいは、いずれか一方の制御装置あるいは独立して命令を与える制御装置から、星空を再現するのに必要なパラメータである観測時刻と位置、そして姿勢をそれぞれの制御装置に送り、演算させることで互いに一致する映像を生成させる事が行われてきた。 In the above-described conventional composite projection system, various control methods have been devised, with the primary focus being on matching the position of the image of the optical planetarium and the position of the image of the digital planetarium. For example, the position information of the rotation axis of the optical planetarium is sent to the digital planetarium control device in real time, and the digital planetarium control device generates an image based on the value, or one of the control devices or an independent command The given control device has sent observation time, position, and orientation, which are parameters necessary to reproduce the starry sky, to each control device, and has been made to generate images that match each other.
光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムを併せ持つ従来技術のプラネタリウム制御装置のシステム構成を図9、図10に示す。図9に示すシステムにおいては、プラネタリウム全体の制御を行う統合制御コンピュータ50から図中で太線によって示させる接続線51によって、前記の観測時刻と位置、姿勢のデータがデジタルプラネタリウムの制御を行うデジタルプラネタリウムマスターコンピュータ52と光学式プラネタリウムの制御を行う光学式プラネタリウムマスターコンピュータ53のそれぞれに送られる。 The system configuration of a conventional planetarium control apparatus having both an optical planetarium and a digital planetarium is shown in FIGS. In the system shown in FIG. 9, the data of the observation time, position, and attitude controls the digital planetarium by the connecting line 51 indicated by a thick line from the integrated control computer 50 that controls the entire planetarium. The data is sent to the master computer 52 and the optical planetarium master computer 53 that controls the optical planetarium.
また、図10に示すシステムにおいては、図中で太線によって示させる接続線54によって、光学式プラネタリウムマスターコンピュータ53から光学式プラネタリウムの各軸の位置がデジタルプラネタリウムマスターコンピュータ52に、あるいは接続線55によって、デジタルプラネタリウムマスターコンピュータ52から光学式プラネタリウムの各軸がとるべき値が光学式プラネタリウムマスターコンピュータ53に送られる。 In the system shown in FIG. 10, the position of each axis of the optical planetarium from the optical planetarium master computer 53 to the digital planetarium master computer 52 or by the connection line 55 is indicated by a connection line 54 indicated by a bold line in the figure. A value to be taken by each axis of the optical planetarium is sent from the digital planetarium master computer 52 to the optical planetarium master computer 53.
前記において、具体的にどのようなデータが送付されるのかは、制御装置によって異なるが、基本的には、対象となる制御装置にはその制御装置のもつ投映要素を制御するためのデータが送られ、それは位置情報と機器のON/OFFに限られていた。 In the above, what kind of data is specifically sent varies depending on the control device, but basically, data for controlling the projection elements of the control device is sent to the target control device. It was limited to position information and device ON / OFF.
以上の説明からも明らかなように、従来技術の複合投映方式では、あくまでも光学式プラネタリウムによって投映される投映映像とデジタルプラネタリウムによって投映される投映映像の相互の位置を一致させることを目的としており、光学式プラネタリウム制御装置の投映要素に対する命令とデジタルプラネタリウム制御装置の投映要素に対する命令は独立して実行され互いに影響を与えることはなかった。すなわち、例えば光学式プラネタリウムの太陽を映すための命令は光学式プラネタリウムの太陽のみに影響し、デジタルプラネタリウムの映像に影響を与えることはなく、その逆にデジタルプラネタリウムの惑星に対する命令も、デジタルプラネタリウムの惑星にのみ影響し、光学式プラネタリウムの映像に影響を与えることはなかった。これを、図9に示すシステムを例に具体的に説明すれば、統合制御コンピュータ50からは、光学式プラネタリウムの太陽を点灯せよとの命令が光学式プラネタリウム・マスターコンピュータ52に対して送られる。同様に、デジタルプラネタリウムの惑星を点灯せよという命令は、統合制御コンピュータからデジタルプラネタリウム・マスターコンピュータ53に送られる。よって、光学式プラネタリウム制御装置とデジタルプラネタリウム制御装置は、互いにどのような投映要素が他方のプラネタリウムにおいて投映されているのかを知ることが出来ないでいた。図10の構成をとるシステムにおいても、デジタルプラネタリウム・マスターコンピュータ52から発せられる光学式プラネタリウムの太陽を点灯せよという命令は、単に外部機器のための命令として光学式プラネタリウム制御装置に送付されるだけで、デジタルプラネタリウムの投映要素とは関連付けされず、デジタルプラネタリウム制御装置としては、その映像生成に寄与しない情報であった。 As is clear from the above description, in the composite projection system of the prior art, the purpose is to match the positions of the projected image projected by the optical planetarium and the projected image projected by the digital planetarium, The command for the projection element of the optical planetarium controller and the command for the projection element of the digital planetarium controller were executed independently and did not affect each other. That is, for example, a command to reflect the sun of an optical planetarium affects only the sun of the optical planetarium and does not affect the image of the digital planetarium, and conversely, the command to the planet of the digital planetarium also It only affected the planet and did not affect the image of the optical planetarium. Specifically, taking the system shown in FIG. 9 as an example, the integrated control computer 50 sends a command to light the optical planetarium sun to the optical planetarium master computer 52. Similarly, a command to illuminate the digital planetarium planet is sent from the integrated control computer to the digital planetarium master computer 53. Therefore, the optical planetarium control device and the digital planetarium control device cannot know what projection elements are projected on the other planetarium. Even in the system having the configuration of FIG. 10, the command to turn on the sun of the optical planetarium emitted from the digital planetarium master computer 52 is simply sent to the optical planetarium controller as a command for the external device. The digital planetarium control device is information that does not contribute to the image generation, and is not associated with the digital planetarium projection element.
つまり、従来技術の複合投映方式では、光学式プラネタリウムの投映映像とデジタルプラネタリウムの投映映像の位置関係が一致しているだけで、互いの投映映像が重なり合い合成されるという事について考慮されておらず、デジタルプラネタリウムで投映したスライド画像に、光学式プラネタリウムの明るい星が映り込んだり、光学式プラネタリウムで投映した月の映像に、デジタルプラネタリウムの拡大した惑星像が重なってしまうなどの不適切な映像表現が生じる場合があり、様々な演出シーンにおいてリアルな映像を提供することができないでいた。 In other words, in the conventional composite projection system, the positional relationship between the projection image of the optical planetarium and the projection image of the digital planetarium is the same, and the fact that the projection images of each other overlap and is not considered. Inappropriate video expression such as the bright planet of the optical planetarium projected on the slide image projected on the digital planetarium, or the enlarged planetary image of the digital planetarium superimposed on the moon image projected on the optical planetarium In some cases, realistic images cannot be provided in various production scenes.
このような中、最近では、双方の映像を組み合わせて使用するための試みがなされ、例えば特許文献1の「プラネタリウム装置」、あるいは特許文献2の「複合プラネタリウムシステム」のように、デジタルプラネタリウムの映像の状態に応じて、光学式プラネタリウムの映像を遮光する方法や、光学式プラネタリウムを用いて明るい恒星を投映し、デジタルプラネタリウムの暗い星を組み合わせて星空を再現する方法などが公開されている。 Under such circumstances, recently, an attempt to use both images in combination has been made. For example, an image of a digital planetarium such as “Planetarium Device” of Patent Document 1 or “Composite Planetarium System” of Patent Document 2 is used. Depending on the situation, there are methods for shielding the image of the optical planetarium, methods for projecting bright stars using the optical planetarium, and reproducing the starry sky by combining the dark stars of the digital planetarium.
前者の発明は光学式プラネタリウムから投映される投映映像のうち,デジタルプラネタリウムから投映される投映映像と重なり合う部分を抽出し、光学式プラネタリウムから投映される投映映像中のその部分を遮光するというものである。また、後者の発明は最も明るい輝星から高輝度領域側の所定の光度までの範囲内の任意の恒星を光学式プラネタリウムが投映し、前記高輝度領域側の所定の光度より一定量明るい光度以下の任意の恒星をデジタルプラネタリウムが投映して星空を完成させるものであり、そのために光学式プラネタリウムおいて遮光機構や任意の星のON/OFF機構を設けている。 The former invention extracts a portion of the projected image projected from the optical planetarium that overlaps with the projected image projected from the digital planetarium, and shields that portion of the projected image projected from the optical planetarium. is there. In the latter invention, an optical planetarium projects an arbitrary star within the range from the brightest bright star to a predetermined brightness on the high brightness area side, and a certain amount of light below the predetermined brightness on the high brightness area side. The digital planetarium projects the arbitrary star of the above to complete the starry sky. For this purpose, the optical planetarium is provided with a light shielding mechanism and an arbitrary star ON / OFF mechanism.
前記の公知発明は、何らかの仕組みを光学式プラネタリウムに用意することで、特定の目的に合致するような光学式プラネタリウムの星空に対する遮光機能を実現するというものであった。そのため、特許文献1記載の公知発明においては、上位の制御装置である統合制御コンピュータにおいて、光学式プラネタリウムの投映対象を点灯するか否かを決定しなければならず、本来、投映要素の追加あるいは削除を自由に行えるはずのデジタルプラネタリウムにおいて新たな投映要素を加えて映像の組み合わせを行うときや、光学式の惑星の投映を制御しようとすると、光学式プラネタリウム制御装置に対してどのような命令を発行するかを統合制御コンピュータに定義しなければならないこととなり、統合制御コンピュータのための新しい制御ソフトウェアの開発を必要とする問題を生じる。 The known invention described above is to provide a light shielding function for the starry sky of an optical planetarium that meets a specific purpose by preparing some mechanism in the optical planetarium. Therefore, in the known invention described in Patent Document 1, it is necessary to determine whether or not to turn on the projection target of the optical planetarium in the integrated control computer which is a higher-level control device. What kind of commands should be given to the optical planetarium controller when adding new projection elements to a digital planetarium that should be free to delete and combining images, or when trying to control the projection of an optical planet Whether to publish must be defined in the integrated control computer, resulting in a problem that requires the development of new control software for the integrated control computer.
また、特許文献2記載の公知発明においては、その「発明を実施するための形態」の中に映像の組み合わせについて示されている構成は光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムの間に接続がなく両者が独立して制御される例となっている。そのため、リアルタイムにデジタルプラネタリウム制御装置が描く映像を光学式プラネタリウム制御装置が知ることはできないから、あらかじめ光学式プラネタリウムの映像をON/OFFさせるさせるための評価用の専用映像を光学式プラネタリウム制御装置内に用意しておき投映対象である明るい恒星をON/OFFさせるものと考えられる。よって、この場合には、評価用の専用の映像生成や、事前の準備作業が必要となる問題を生じる。 Further, in the known invention described in Patent Document 2, the configuration shown in the “form for carrying out the invention” about the combination of images is not connected between the optical planetarium and the digital planetarium, and both are independent. It is an example to be controlled. Therefore, since the optical planetarium control device cannot know the image drawn by the digital planetarium control device in real time, a dedicated image for evaluation to turn on / off the image of the optical planetarium in advance is stored in the optical planetarium control device. It is considered that the bright star to be projected is turned on / off. Therefore, in this case, there arises a problem that a dedicated video for evaluation and preliminary preparation work are necessary.
プラネタリウムにおいて映像演出を行うに当たっては、単にリアルな映像が投映可能であるということだけでは足りず、様々な映像演出、すなわち映像表現として、様々な映像合成が手軽にそして自由に行えなければならないのは当然である。しかしながら、前述したように、これまでに構築された、あるいは提案された投映装置では、それぞれの映像を組み合わせた映像演出を行う上で、新たな映像演出を実現しようとするたびに新しい実現方法を用意する必要があったり、映像を組み合わせるための制御データを独自に作成しなければならず、両者の映像を組み合わせた演出を困難にしていた。 In order to produce an image in the planetarium, it is not enough to be able to project a realistic image, and it is necessary to be able to easily and freely combine various images as various image effects, that is, image expressions. Is natural. However, as described above, in the projection apparatus that has been constructed or proposed so far, a new realization method is required each time a new video production is realized in performing the video production combining the respective videos. It was necessary to prepare or control data for combining the videos had to be created independently, making it difficult to produce the combination of both videos.
さらに、デジタルプラネタリウムの映像に対して光学式プラネタリウムの映像を組み合わせるという一方的な映像合成に制限されているうえ、光学式プラネタリウムの合成可能な映像要素が恒星だけに限定されているなど、映像の合成に著しい制約があった。 Furthermore, it is limited to unilateral video composition that combines the image of an optical planetarium with the image of a digital planetarium, and the image elements that can be combined with an optical planetarium are limited to stars only. There were significant constraints on the synthesis.
本願発明は、以上の従来技術の問題点に鑑みて創作されたものであり、光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムを併せ持つ投映装置において、あらかじめ一連のシーケンスが組まれた自動投映でも、あるいは手動操作による投映であっても、特別な準備をする必要なく、光学式プラネタリウムの映像とデジタルプラネタリウムの映像に対して、様々な映像合成効果を生じさせることが可能な、高い映像演出効果を持つプラネタリウム投映装置を提供することを目的とする。 The present invention was created in view of the above-described problems of the prior art, and in a projection apparatus having both an optical planetarium and a digital planetarium, automatic projection in which a series of sequences is assembled in advance or projection by manual operation is performed. Even so, there is no need for special preparation. A planetarium projection device with a high visual effect that can produce various video composition effects for images of optical planetarium and digital planetarium. The purpose is to provide.
すなわち、本願発明のプラネタリウム制御装置は光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムの2方式のプラネタリウム投映装置を併せ持つプラネタリウム投映装置において、一方のプラネタリウム制御装置の投映データを他方のプラネタリウム投映装置と共有することにより、一方のプラネタリウムの映像を他方のプラネタリウムの映像と合成可能としたことを特徴とする。 In other words, the planetarium control device of the present invention is a planetarium projection device that has both an optical planetarium and a digital planetarium projection device. By sharing the projection data of one planetarium control device with the other planetarium projection device, It is possible to synthesize one planetarium image with the other planetarium image.
前記の目的を達成するためには、光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムのそれぞれ一方の制御装置がどのような映像を投映しているのかを、残る一方の制御装置が知っていなければならない。本願発明においては、一方の投映データを残る一方がネットワーク等を介して共有することでこれを実現している。具体的には、デジタルプラネタリウム制御装置の投映データを光学式プラネタリウム投映装置と共有することにより、光学式プラネタリウムの映像をデジタルプラネタリウムの映像と合成可能とする方式(請求項2記載の発明)と、光学式プラネタリウム制御装置の投映データをデジタルプラネタリウム投映装置と共有することにより、デジタルプラネタリウムの映像を光学式プラネタリウムの映像と合成可能とする方式(請求項3記載の発明)を想定している。 In order to achieve the above-mentioned object, the remaining one control device must know what image each of the control devices of the optical planetarium and the digital planetarium is projecting. In the present invention, this is realized by sharing one projection data via a network or the like. Specifically, by sharing the projection data of the digital planetarium control device with the optical planetarium projection device, a method for enabling the image of the optical planetarium to be combined with the image of the digital planetarium (the invention according to claim 2), A scheme (invention according to claim 3) is assumed in which the projection data of the optical planetarium control device is shared with the digital planetarium projection device so that the digital planetarium image can be synthesized with the optical planetarium image.
ところで、投映原板を透過する光により投映映像を得る光学式プラネタリウムとコンピュータにより生成される電子画像により投映映像を得るデジタルプラネタリウムとでは、そもそも投映方式自体が異質である。そこで、本願発明においては光学式プラネタリウムの映像対象をコンピュータグラフィックスモデルとして組み込む手法を採用することで投映データの共有を実現している。こうすることにより、従来技術のように位置情報と機器のON/OFFデータを逐次送出する必要がなくなる。 By the way, an optical planetarium that obtains a projected image by light transmitted through a projection original plate and a digital planetarium that obtains a projected image by an electronic image generated by a computer are originally different in projection method. Therefore, in the present invention, sharing of projection data is realized by adopting a method of incorporating an image object of an optical planetarium as a computer graphics model. By doing so, it is not necessary to sequentially transmit position information and device ON / OFF data as in the prior art.
すなわち、請求項4記載の発明においては、デジタルプラネタリウム制御装置の映像生成機能を光学式プラネタリウム制御装置に組み入れることをもって、デジタルプラネタリウム制御装置の投映データを光学式プラネタリウムシステムと共有する手段としている。 That is, in the invention described in claim 4, the image generating function of the digital planetarium control device is incorporated into the optical planetarium control device, so that the projection data of the digital planetarium control device is shared with the optical planetarium system.
これを図7の構成をとるプラネタリウム装置において説明すれば、デジタルプラネタリウム・マスターコンピュータ11は、デジタルプラネタリウムの投映対象に関する命令を投映データとして、光学式プラネタリウム制御装置20へ送ることで実現するか、マスターコンピュータで命令の演算を行うか、あるいはイメージジェネレータ12A、12Bで計算された演算投映データを光学式プラネタリウム制御装置へ送ることで実現する。前者の方法では、光学式プラネタリウム制御装置20内に、デジタルプラネタリウム制御装置が計算したのと同じ演算結果が得られる機能を用意する必要がある。 If this is explained in the planetarium apparatus having the configuration of FIG. 7, the digital planetarium master computer 11 can be realized by sending a command relating to the projection target of the digital planetarium as projection data to the optical planetarium control apparatus 20 or by the master. This is realized by calculating an instruction with a computer or by sending the calculated projection data calculated by the image generators 12A and 12B to the optical planetarium control device. In the former method, it is necessary to prepare a function in the optical planetarium control device 20 that can obtain the same calculation result as that calculated by the digital planetarium control device.
また、請求項5記載の発明においては、光学式プラネタリウムの投映装置の映像生成機能をモデル化しデジタルプラネタリウム制御装置に組み入れることをもって、デジタルプラネタリウム制御装置の映像生成機能を光学式プラネタリウム制御装置に組み入れることをもって、デジタルプラネタリウム制御装置の投映データを光学式プラネタリウムシステムと共有する手段としている。 In the invention described in claim 5, the image generation function of the optical planetarium projection device is modeled and incorporated into the digital planetarium control device, so that the image generation function of the digital planetarium control device is incorporated into the optical planetarium control device. Thus, the projection data of the digital planetarium control device is shared with the optical planetarium system.
これを図6の構成をとるプラネタリウム装置において説明すれば、統合制御コンピュータMは、光学式プラネタリウムに対する命令を投映データとしてデジタルプラネタリウム制御装置10へ送ることで実現するか、統合制御コンピュータで命令の演算を行うか、あるいは光学式プラネタリウム制御装置20で計算した結果を統合制御コンピュータMへ戻し、投映データとしてデジタルプラネタリウム制御装置20へ送ることで実現する。むろん、光学式プラネタリウム制御装置とデジタルプラネタリウム制御装置の間を直接接続し必要な投映データをやり取りしてもよい。なお、前者の方法では、デジタルプラネタリウム制御装置内に、光学式プラネタリウム制御装置が計算したのと同じ演算結果が得られる機能を用意する必要がある。 If this is explained in the planetarium apparatus having the configuration of FIG. 6, the integrated control computer M can be realized by sending a command for the optical planetarium to the digital planetarium control apparatus 10 as projection data, or the command can be calculated by the integrated control computer. Or the result calculated by the optical planetarium control device 20 is returned to the integrated control computer M and sent to the digital planetarium control device 20 as projection data. Of course, necessary projection data may be exchanged by directly connecting the optical planetarium control device and the digital planetarium control device. In the former method, it is necessary to provide a function in the digital planetarium control device that can obtain the same calculation result as that calculated by the optical planetarium control device.
また、2つの制御装置を統合する方式が、対称な制御を可能としている場合には相互に共有可能な構成が可能である。すなわち、請求項6記載の発明においては、デジタルプラネタリウム制御装置の投映データを光学式プラネタリウム投映装置と共有することにより、光学式プラネタリウムの映像をデジタルプラネタリウムの映像と合成可能とするとともに、光学式プラネタリウム制御装置の投映データをデジタルプラネタリウム投映装置と共有することにより、デジタルプラネタリウムの映像を光学式プラネタリウムの映像と合成可能としている。 Further, when the method of integrating the two control devices enables symmetric control, a configuration that can be shared with each other is possible. That is, in the invention described in claim 6, by sharing the projection data of the digital planetarium control device with the optical planetarium projection device, the image of the optical planetarium can be synthesized with the image of the digital planetarium, and the optical planetarium By sharing the projection data of the control device with the digital planetarium projection device, the image of the digital planetarium can be combined with the image of the optical planetarium.
この場合、請求項7記載の発明においては、デジタルプラネタリウム制御装置の映像生成機能を光学式プラネタリウム制御装置に組み入れることをもって、デジタルプラネタリウム制御装置の投映データを光学式プラネタリウムシステムと共有する手段とし、請求項8記載の発明においては、光学式プラネタリウムの投映装置の映像生成機能をモデル化しデジタルプラネタリウム制御装置に組み入れることをもって、光学式プラネタリウムの投映データをデジタルプラネタリウム制御装置と共有する手段としている。 In this case, the invention described in claim 7 is a means for sharing the projection data of the digital planetarium control device with the optical planetarium system by incorporating the video generation function of the digital planetarium control device into the optical planetarium control device. In the invention described in Item 8, the image generation function of the optical planetarium projection device is modeled and incorporated into the digital planetarium control device, thereby sharing the projection data of the optical planetarium with the digital planetarium control device.
以上の相互に投映データを共有可能な装置の構成例を図8の構成をとるプラネタリウム装置において説明する。ここでは、デジタルプラネタリウム制御装置10に対しては、各イメージジェネレータ12A、12Bに光学式プラネタリウムのコンピュータグラフィックス用のモデル11A、11Bを加えている。むろん、コンピュータグラフィックスのモデルでなく、詳細な投映データが得られるような演算プログラムをマスターコンピュータ11や、イメージジェネレータ12A、12Bに実装することで実現することもできる。光学式プラネタリウム制御装置20に対しては、デジタルプラネタリウムソフトウェア24を組み込むことで厳密な投映データを得られるようにしているが、簡易的な専用のグラフィックスソフトウェアや、数値演算によって詳細な投映データが得られる演算プログラムを、マスターコンピュータや各制御用コンピュータに組み込んで実現することもできる。 A configuration example of the above-described apparatus capable of sharing projection data with each other will be described in the planetarium apparatus having the configuration of FIG. Here, for the digital planetarium control device 10, models 11A and 11B for optical planetarium computer graphics are added to the image generators 12A and 12B, respectively. Of course, it is also possible to implement not only a computer graphics model but also an operation program capable of obtaining detailed projection data in the master computer 11 and the image generators 12A and 12B. For the optical planetarium control device 20, the rigorous projection data can be obtained by incorporating the digital planetarium software 24. However, simple dedicated graphics software and detailed projection data can be obtained by numerical calculation. The obtained arithmetic program can also be realized by being incorporated in a master computer or each control computer.
次に、共有する投映データについて述べる。2つの装置が互いの投映している対象や、その状態を知るためには、少なくとも以下に示すデータが必要である。 Next, the projection data to be shared will be described. In order for the two devices to know each other's projection target and its state, at least the following data is required.
光学式プラネタリウムの場合には、それらの投映位置は観測時刻と観測者の位置・姿勢によって一意的に決まるものがほとんどである。よって、投映データとして共有するべき情報はそれらのON/OFF情報であり、一般に、これは対象制御装置に対する制御命令が含まれている。また一部の機能については、現在の投映器の姿勢や映像の大きさ等も投映データとして共有する。 In the case of optical planetariums, the projection positions are mostly determined uniquely by the observation time and the position / posture of the observer. Therefore, information to be shared as projection data is their ON / OFF information, and generally includes a control command for the target control device. For some functions, the current projector attitude and video size are also shared as projection data.
デジタルプラネタリウムの場合は、光学式プラネタリウムをはるかに超える数の機能を持っている。しかし、これらも基本的には、観測時刻と観測者の位置、姿勢によって多くの場合は決定できるからON/OFFの情報でよく、それでは不十分なものについては、現在の投映器の姿勢や映像の大きさ、形状データ等も投映データとして共有する。もちろん、デジタルプラネタリウムから共有する投映データとして生成した画像データそのものを用いてもよい。 Digital planetariums have far more capabilities than optical planetariums. However, these can basically be determined by the observation time and the position and orientation of the observer in many cases, so ON / OFF information is sufficient. The size and shape data are also shared as projection data. Of course, the image data itself generated as projection data shared from the digital planetarium may be used.
上記に示した共有すべき投映データは、該当する制御装置で演算し送出することで投映データの共有を実現しているが、この手法では、時に大量の投映データを送出しなければならない事が考えられる。そこで、制御装置で投映可能な投映要素をコンピュータグラフィックス等のモデルとしてモデル化し、相手側の制御装置内に組み込むことで、より少ない情報のやり取りによって投映データを共有することができる。 Although the projection data to be shared shown above is calculated and transmitted by the corresponding control device, sharing of the projection data is realized. However, with this method, it is sometimes necessary to send a large amount of projection data. Conceivable. Therefore, projection data that can be projected by the control device is modeled as a model such as computer graphics and incorporated into the control device on the other side, so that projection data can be shared by exchanging less information.
例えば、光学式プラネタリウムが投映する星空をコンピュータグラフィックスのモデルとしてデジタルプラネタリウム制御装置に組み込めば、光学式プラネタリウムの星空の状態は、デジタルプラネタリウムにおいて常時使用している観測日時、位置、姿勢のほかに、光学式プラネタリウムの投映要素のON/OFFの情報のみでよく、専用の演算処理や多量のデータ送出などが不要になる。光学式プラネタリウムの投映する星空をコンピュータグラフィックスのモデルとして実現することは難しいことではなく、常に観測位置を中心とした十分に大きな半径を持つ球面上に個々の恒星が配置されたモデルとすればよい。光学式プラネタリウムにとって有限の距離にあるとみなせる個々の惑星や、月や太陽といった太陽系内の天体については、実際の距離にあるようモデル化を行うとよい。このようなモデルをデジタルプラネタリウム制御装置に組み込むことで、光学式プラネタリウムが生成する映像を直接デジタルプラネタリウムシステム内で再現することができるようになる。 For example, if the starry sky projected by the optical planetarium is incorporated into a digital planetarium control device as a computer graphics model, the starry sky of the optical planetarium will be in addition to the observation date, position, and attitude that are always used in the digital planetarium. Only the information on the ON / OFF of the projection element of the optical planetarium is necessary, and dedicated calculation processing and a large amount of data transmission are unnecessary. It is not difficult to realize the starry sky projected by the optical planetarium as a computer graphics model. If the star is always placed on a spherical surface with a sufficiently large radius centered on the observation position. Good. For individual planets that can be regarded as a finite distance for an optical planetarium, and for celestial bodies in the solar system such as the moon and the sun, it is better to model them so that they are at an actual distance. By incorporating such a model into the digital planetarium control device, the image generated by the optical planetarium can be reproduced directly in the digital planetarium system.
一方、光学式プラネタリウム制御装置内で、デジタルプラネタリウムの生成する映像を再現するには、デジタルプラネタリウムシステムの機能そのものを制御装置内に組み込むことが最も容易である。もちろん、デジタルプラネタリウムのモデルをそのまま使用し、コンピュータグラフィックスとしての演算は実行するものの実際の映像生成は行わない演算制御プログラム等を組み込むことで実現してもよい。 On the other hand, in order to reproduce an image generated by a digital planetarium within an optical planetarium control device, it is easiest to incorporate the functions of the digital planetarium system itself into the control device. Of course, the digital planetarium model may be used as it is, and may be realized by incorporating a calculation control program or the like that performs calculation as computer graphics but does not generate actual video.
以上のような方法によって投映データを共有することで、他方の制御装置が生成する映像に関する情報が得られるから、該当制御装置は、それぞれの映像情報をもとに、該当制御装置の投映対象に対して、映像合成のための演算を行うことができる。すなわち、請求項9記載の発明においては、先に説明したプラネタリウム制御装置において算術演算と論理演算に基づく映像合成を可能としている。なお、映像合成の詳細は発明を実施するための最良の形態の項で説明する。 By sharing the projection data by the method as described above, information about the video generated by the other control device can be obtained. On the other hand, computation for video composition can be performed. That is, in the invention described in claim 9, video composition based on arithmetic operation and logical operation is enabled in the planetarium control device described above. Details of the video composition will be described in the section of the best mode for carrying out the invention.
以上の構成よりなる本願発明のプラネタリウム制御装置によれば、光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムの複合投映方式において、一方のプラネタリウム制御装置の投映データを他方のプラネタリウム投映装置と共有することにより、一方のプラネタリウムの映像を他方のプラネタリウムの映像と合成可能とするので、一方のプラネタリウム制御装置は他方のプラネタリウム制御装置が生成する情報が得られる。よって、一連のシーケンスが組まれた自動投映でも、あるいは手動操作による投映であっても、特別な準備をする必要なく、また、光学式プラネタリウムの合成可能な映像要素が恒星だけに限定されず、光学式プラネタリウムの映像とデジタルプラネタリウムの映像に対して、様々な映像合成効果を生じさせることが可能な、高い映像演出効果を持つプラネタリウム投映装置を提供することができる。 According to the planetarium control apparatus of the present invention having the above-described configuration, in the combined projection system of the optical planetarium and the digital planetarium, by sharing the projection data of one planetarium control apparatus with the other planetarium projection apparatus, one planetarium Can be combined with the image of the other planetarium, so that one planetarium control device can obtain information generated by the other planetarium control device. Therefore, there is no need for special preparation, whether it is automatic projection with a series of sequences or projection by manual operation, and the optical planetarium that can be synthesized is not limited to stars only, It is possible to provide a planetarium projection apparatus having a high image effect that can produce various image composition effects on an optical planetarium image and a digital planetarium image.
以下、本願発明のプラネタリウム制御装置の具体的実施例を添付図面に基づいて説明する。図6は本願発明のプラネタリウム制御装置の構成例を示すブロック図である。ここでは統合制御コンピュータMを設置することで、デジタルプラネタリウム制御装置10と光学式プラネタリウム制御装置20の2つの制御装置を連動させることを実現する。デジタルプラネタリウム制御装置10はビデオプロジェクター13A・・・13Bの映像を生成するデジタルプラネタリウムイメージジェネレータ12A・・・12B、上記デジタルプラネタリウムイメージジェネレータ12A・・・12Bに命令を与えるデジタルプラネタリウムマスターコンピュータ11を有する。また、光学式プラネタリウム制御装置20は恒星投映装置23Aを制御する光学式プラネタリウム本体制御コンピュータ22A、恒星投映装置23Bを制御する光学式プラネタリウム惑星制御コンピュータ22B、上記光学式プラネタリウム本体制御コンピュータ22A、光学式プラネタリウム惑星制御コンピュータ22Bに命令を与える光学式プラネタリウムマスターコンピュータ21を有する。 Hereinafter, specific examples of the planetarium control device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of the planetarium control device of the present invention. Here, by installing the integrated control computer M, it is possible to link the two control devices of the digital planetarium control device 10 and the optical planetarium control device 20. The digital planetarium control apparatus 10 has digital planetarium image generators 12A... 12B that generate images of video projectors 13A... 13B, and a digital planetarium master computer 11 that gives commands to the digital planetarium image generators 12A. The optical planetarium control device 20 includes an optical planetarium main body control computer 22A for controlling the star projection device 23A, an optical planetarium planet control computer 22B for controlling the star projection device 23B, the optical planetarium main body control computer 22A, the optical type It has an optical planetarium master computer 21 that gives instructions to the planetarium planetary control computer 22B.
統合制御コンピュータMは、光学式プラネタリウムに対する命令を投映データとしてデジタルプラネタリウム制御装置10へ送ることで実現するか、統合制御コンピュータMで命令の演算を行うか、あるいは光学式プラネタリウム制御装置20で計算した結果を統合制御コンピュータMへ戻し、投映データとしてデジタルプラネタリウム制御装置20へ送ることで実現する。むろん、光学式プラネタリウム制御装置20とデジタルプラネタリウム制御装置10の間を直接接続し必要な投映データをやり取りしてもよい。なお、前者の方法では、デジタルプラネタリウム制御装置20内に、光学式プラネタリウム制御装置10が計算したのと同じ演算結果が得られる機能を用意する必要がある。 The integrated control computer M is realized by sending a command for the optical planetarium as projection data to the digital planetarium control device 10, or the command is calculated by the integrated control computer M, or calculated by the optical planetarium control device 20. The result is returned to the integrated control computer M and sent to the digital planetarium control device 20 as projection data. Needless to say, the optical planetarium control device 20 and the digital planetarium control device 10 may be directly connected to exchange necessary projection data. In the former method, it is necessary to prepare a function in the digital planetarium control device 20 that can obtain the same calculation result as that calculated by the optical planetarium control device 10.
図7は本願発明のプラネタリウム制御装置の異なる構成例を示すブロック図である。ここではデジタルプラネタリウムマスターコンピュータ11が光学式プラネタリウム制御装置20を拡張された機器として連動させることを実現したものである。デジタルプラネタリウム制御装置10はビデオプロジェクター13A・・・13Bの映像を生成するデジタルプラネタリウムイメージジェネレータ12A・・・12B、上記デジタルプラネタリウムイメージジェネレータ12A・・・12Bに命令を与えるデジタルプラネタリウムマスターコンピュータ11を有する。また、光学式プラネタリウム制御装置20は恒星投映装置23Aを制御する光学式プラネタリウム本体制御コンピュータ22A、恒星投映装置23Bを制御する光学式プラネタリウム惑星制御コンピュータ22B、上記光学式プラネタリウム本体制御コンピュータ22A、光学式プラネタリウム惑星制御コンピュータ22Bに命令を与えるデジタルプラネタリウムマスターコンピュータ21を有する。 FIG. 7 is a block diagram showing a different configuration example of the planetarium control device of the present invention. Here, it is realized that the digital planetarium master computer 11 interlocks the optical planetarium control device 20 as an extended device. The digital planetarium control apparatus 10 has digital planetarium image generators 12A... 12B that generate images of video projectors 13A... 13B, and a digital planetarium master computer 11 that gives commands to the digital planetarium image generators 12A. The optical planetarium control device 20 includes an optical planetarium main body control computer 22A for controlling the star projection device 23A, an optical planetarium planet control computer 22B for controlling the star projection device 23B, the optical planetarium main body control computer 22A, the optical type It has a digital planetarium master computer 21 that gives instructions to the planetarium planetary control computer 22B.
デジタルプラネタリウム・マスターコンピュータ11は、デジタルプラネタリウムの投映対象に関する命令を投映データとして、光学式プラネタリウム制御装置20へ送ることで実現するか、マスターコンピュータで命令の演算を行うか、あるいはイメージジェネレータ12A、12Bで計算された演算投映データを光学式プラネタリウム制御装置へ送ることで実現する。前者の方法では、光学式プラネタリウム制御装置20内に、デジタルプラネタリウム制御装置が計算したのと同じ演算結果が得られる機能を用意する必要がある。なお、この構成例においては、点線で示したように、光学式プラネタリウムマスターコンピュータ21がデジタルプラネタリウム制御装置10を拡張された機器として連動させる構成も可能である。通常は、制御の一貫性を維持するために一方向のみの接続が有効となる。 The digital planetarium master computer 11 can be realized by sending a command relating to the projection target of the digital planetarium as projection data to the optical planetarium control device 20, or by calculating the command with the master computer, or the image generators 12A and 12B. This is realized by sending the calculated projection data calculated in step 1 to the optical planetarium control device. In the former method, it is necessary to prepare a function in the optical planetarium control device 20 that can obtain the same calculation result as that calculated by the digital planetarium control device. In this configuration example, as shown by a dotted line, a configuration in which the optical planetarium master computer 21 interlocks the digital planetarium control device 10 as an extended device is also possible. Normally, a one-way connection is effective in order to maintain control consistency.
図8は本願発明のプラネタリウム制御装置の異なる構成例を示すブロック図である。ここでは光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウム相互の投映映像を組み合わせを可能としている。デジタルプラネタリウム制御装置10はビデオプロジェクター13A・・・13Bの映像を生成するデジタルプラネタリウムイメージジェネレータ12A・・・12B、上記デジタルプラネタリウムイメージジェネレータ12A・・・12Bに命令を与えるデジタルプラネタリウムマスターコンピュータ11を有する。また、光学式プラネタリウム制御装置20は恒星投映装置23Aを制御する光学式プラネタリウム本体制御コンピュータ22A、恒星投映装置23Bを制御する光学式プラネタリウム惑星制御コンピュータ22B、上記光学式プラネタリウム本体制御コンピュータ22A、光学式プラネタリウム惑星制御コンピュータ22Bに命令を与える光学式プラネタリウムマスターコンピュータ21を有する。ここにおいて、各制御装置10、20内に異なる一方の装置の映像評価が行えるよう、デジタルプラネタリウム制御装置10には、光学式プラネタリウムの映像要素のコンピュータグラフィックスモデル11A・・・11Bをそれぞれデジタルプラネタリウムイメージジェネレータ12A・・・12B内に、光学式プラネタリウム制御装置20には、デジタルプラネタリウムソフトウェア24を光学式プラネタリウムマスターコンピュータ21内にそれぞれ組み込み、デジタルプラネタリウムマスターコンピュータからすべての投映要素に対する制御データが、いずれの装置に対しても送付されることで、投映データの完全な共有を実現している。 FIG. 8 is a block diagram showing a different configuration example of the planetarium control device of the present invention. Here, it is possible to combine projection images of optical planetarium and digital planetarium. The digital planetarium control apparatus 10 has digital planetarium image generators 12A... 12B that generate images of video projectors 13A... 13B, and a digital planetarium master computer 11 that gives commands to the digital planetarium image generators 12A. The optical planetarium control device 20 includes an optical planetarium main body control computer 22A for controlling the star projection device 23A, an optical planetarium planet control computer 22B for controlling the star projection device 23B, the optical planetarium main body control computer 22A, the optical type It has an optical planetarium master computer 21 that gives instructions to the planetarium planetary control computer 22B. Here, the digital planetarium control device 10 is provided with a computer graphics model 11A... 11B of an optical planetarium image element so that each of the control devices 10 and 20 can perform video evaluation of one of the different devices. In the image generator 12A... 12B, the optical planetarium control device 20 incorporates digital planetarium software 24 in the optical planetarium master computer 21 respectively, and control data for all projection elements from the digital planetarium master computer is It is also sent to other devices to realize complete sharing of projection data.
ここで、映像合成に関して説明する。投映データの共有が一方向のみである場合、投映映像モデルの三次元的な情報によって映像の合成を行ってもよいが、常に正しい結果を生じるとは限らない。そのため、該当制御装置において同じ投映位置にある他方の映像の透明情報に応じた明るさの演算を行うようにするとよい。もちろん、優先される映像がどちらであるのかをあらかじめ定義しておくか、逐次設定が可能なようにしておいてもよい。透明度情報が、赤、青、緑の三色についてあらかじめ個別に定義されているのであれば、各色ごとに明るさの演算を行うことは当然である。 Here, the video composition will be described. When the projection data is shared in only one direction, the video may be synthesized based on the three-dimensional information of the projection video model, but the result may not always be correct. Therefore, it is preferable to perform a brightness calculation according to the transparency information of the other video at the same projection position in the corresponding control device. Of course, the priority video may be defined in advance or may be set sequentially. If the transparency information is individually defined in advance for the three colors of red, blue, and green, it is natural to calculate the brightness for each color.
投映データの共有が双方向である場合、共有が一方向の場合と同じような処理を行ってもよいが、投映映像モデルの三次元的な奥行き方向情報を利用した、正しい奥行きを再現した映像の合成が可能である。これを最も簡単に行う方法は、コンピュータグラフィックスと同じ手法を用いることであり、コンピュータグラフィックスの表現を用いれば、他方のモデルに使用するテクスチャを黒い画像とし、必要であれば適切な透明度データを付加しておくことで、一連のコンピュータグラフィックスの処理の中で必要な処理を行うことが可能である。 When projection data is shared bi-directionally, processing may be performed in the same way as when sharing is unidirectional, but the video reproduces the correct depth using the three-dimensional depth direction information of the projection video model. Can be synthesized. The easiest way to do this is to use the same technique as computer graphics. If you use computer graphics representation, the texture used for the other model is a black image, and if necessary, the appropriate transparency data. By adding, it is possible to perform necessary processing in a series of computer graphics processing.
これらの映像合成処理においては、その投映対象の前後関係やプライオリティに基づく判定だけでなく、より高度な映像の合成機能として、算術演算やNOT, OR, AND, ExORなどの論理演算を行うとよい。例として、算術演算による合成の機能を以下に挙げる。 In these video compositing processes, not only determination based on the context and priority of the projection target but also arithmetic operations and logical operations such as NOT, OR, AND, and ExOR are performed as a more advanced video compositing function. . As an example, the function of composition by arithmetic operation is listed below.
光学式プラネタリウム制御装置の出力する映像の輝度情報をS 、透明度情報をAs、デジタルプラネタリウム制御装置の出力する映像の輝度情報をD 、透明度情報をAd、それぞれの合成係数をKs,Kdとし、合成結果L を、
L = S x Ks + D x Kd
という算術式で表し、それぞれに作用させる合成係数Kとして、
┌──┬──┬────┬──┬─────┐
│K=0 │K=S │K=(1-S) │K=As│ K=(1-As) │
├──┼──┼────┼──┼─────┤
│K=1 │K=D │K=(1-D) │K=Ad│ K=(1-Ad) │
└──┴──┴────┴──┴─────┘ 等の演算式を適用する。ただし、各値は、0〜1に正規化された値であるものとする。
この時、光学式プラネタリウムの映し出す映像Ls、デジタルプラネタリウムの映し出す映像Ldは、
Ls = S x Ks
Ld = D x Kd
であり、合成が投映面上で行われるため、式中の加算オペレータは仮想的なものとなる。
The brightness information of the image output from the optical planetarium control device is S, the transparency information is As, the brightness information of the image output from the digital planetarium control device is D, the transparency information is Ad, and the respective synthesis coefficients are Ks and Kd. Result L
L = S x Ks + D x Kd
As a synthesis coefficient K that acts on each arithmetic expression,
┌──┬──┬────┬──┬─────┐
│K = 0 │K = S │K = (1-S) │K = As│ K = (1-As) │
├──┼──┼────┼──┼─────┤
│K = 1 │K = D │K = (1-D) │K = Ad│ K = (1-Ad) │
Apply 演算 ──┴──┴────┴──┴─────┘ etc. However, each value shall be a value normalized to 0-1.
At this time, the image Ls projected by the optical planetarium and the image Ld projected by the digital planetarium are
Ls = S x Ks
Ld = D x Kd
Since the composition is performed on the projection surface, the addition operator in the expression is virtual.
つづいて、論理演算による合成機能の例を以下に挙げる。上記の算術演算による合成演算における演算式を拡張し、光学式プラネタリウム制御装置の出力する映像の輝度情報をS 、透明度情報をAs、デジタルプラネタリウム制御装置の出する映像の輝度情報をD 、透明度情報をAd、それぞれの合成係数をKs, Kd、論理演算オペレータをOs1,Os2,Op1,Op2,Od1,Od2 とすれば、合成結果L を、
L = { ( S x Ks ) x (( Os1 S ) Op1 ( Od1 D )) }
+ { ( D x Kd ) x (( Os2 S ) Op2 ( Od2 D )) }
と表し、それぞれに作用させる論理演算オペレータO として、
┌──┬───┬───┬─────┬─┬───┐
│否定│論理和│論理積│排他論理和│偽│真 │
├──┼───┼───┼─────┼─┼───┤
│NOT │OR │ AND │ ExOR │0 │0 以外│
└──┴───┴───┴─────┴─┴───┘ 等の論理演算を行う。
算術演算の場合と同じように各制御装置の映し出す映像Ls,Ld は、
Ls = ( S x Ks ) x (( Os1 S ) Op1 ( Od1 D ))
Ld = ( D x Kd ) x (( Os2 S ) Op2 ( Od2 D ))
である。
Next, an example of a synthesis function by logical operation is given below. The arithmetic expression in the above arithmetic operation is expanded so that the luminance information of the video output from the optical planetarium control device is S, the transparency information is As, the luminance information of the video output from the digital planetarium control device is D, and the transparency information Is Ad, the respective synthesis coefficients are Ks, Kd, and the logical operators are Os1, Os2, Op1, Op2, Od1, Od2, and the synthesis result L is
L = {(S x Ks) x ((Os1 S) Op1 (Od1 D))}
+ {(D x Kd) x ((Os2 S) Op2 (Od2 D))}
As a logical operation operator O acting on each,
┌──┬───┬───┬─────┬─┬───┐
│ Negation │ Logical sum │ Logical product │ Exclusive logical sum │ False │ True │
├──┼───┼───┼─────┼─┼───┤
│NOT │OR │ AND │ ExOR │0 │ other than 0│
論理 ──┴───┴───┴─────┴─┴───┘ Perform logical operations such as ┘.
As in the case of arithmetic operations, the images Ls and Ld projected by each control device are
Ls = (S x Ks) x ((Os1 S) Op1 (Od1 D))
Ld = (D x Kd) x ((Os2 S) Op2 (Od2 D))
It is.
ここで、いくつかの実際の合成例を示す。
光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムの恒星を同時に投映し、合成処理として、
L = { ( S x 1 ) x (( 1 S ) AND ( 1 D ))}
+ { ( D x 1 ) x (( 1 S ) AND ( 1 D ))}
を実行すれば、光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムのどちらも投映している星のみが投映される。すなわち、双方の重なる恒星のみがすべて表示される。
同様に、
L = { ( S x 1 ) x (( 1 S ) XOR ( 1 D ))}
+ { ( D x 1 ) x (( 1 S ) XOR ( 1 D ))}
を用いれば互いに異なる星のみが投映される。
さらに、それぞれの論理演算オペレータを異なるものとすることもできるから、
L = { ( S x 1 ) x (( 1 S ) AND ( 1 D ))}
+ { ( D x 1 ) x (( 1 S ) XOR ( 1 D ))}
という演算も可能であり、この演算式を適用し、光学式プラネタリウムのオリオン座あたりの恒星を消せば、図5に示したようなオリオン座あたりの恒星をデジタル式プラネタリウムの恒星で置き換えた映像の投映が可能となる。
Here are some actual synthesis examples.
Simultaneous projection of optical planetarium and digital planetarium stars,
L = {(S x 1) x ((1 S) AND (1 D))}
+ {(D x 1) x ((1 S) AND (1 D))}
If you execute, only stars that project both the optical planetarium and the digital planetarium will be projected. That is, only all the overlapping stars are displayed.
Similarly,
L = {(S x 1) x ((1 S) XOR (1 D))}
+ {(D x 1) x ((1 S) XOR (1 D))}
Using, only different stars are projected.
Furthermore, since each logical operation operator can be different,
L = {(S x 1) x ((1 S) AND (1 D))}
+ {(D x 1) x ((1 S) XOR (1 D))}
If this formula is applied and the stars per Orion of the optical planetarium are erased, the stars per Orion as shown in Fig. 5 are replaced with the stars of the digital planetarium. Projection is possible.
次に、本願発明のプラネタリウム制御装置による投映例を示す投映映像の実例に関し説明する。図1は、光学式プラネタリウムの星空とデジタルプラネタリウムの風景映像を合成した投映映像の実例であり、(1) は従来技術によるもの、(2) は本願発明によるものである。これまでは、デジタルプラネタリウムの風景画像が不定形であったりすると、光学式プラネタリウムの星空が風景映像の一部に映りこんで不自然な映像となっていた。(1) の従来技術による投映映像においては、地平線下の恒星については、シャッター機能によって光学式プラネタリウムの恒星を遮蔽しているが、左上の木のシルエット1には恒星2が映り込んで不自然な映像となっている。この場合、事前に映り込みが生じないように制御装置の調整を行わなければならず、事前にユーザーが準備する必要があった。 Next, an example of a projected image showing an example of projection by the planetarium control device of the present invention will be described. FIG. 1 is an example of a projected image obtained by combining a starry sky of an optical planetarium and a landscape image of a digital planetarium. (1) is according to the prior art, and (2) is according to the present invention. Until now, when the landscape image of a digital planetarium is irregular, the starry sky of the optical planetarium is reflected in a part of the landscape image, resulting in an unnatural image. In the projection image by the prior art of (1), for stars below the horizon, the stars of the optical planetarium are shielded by the shutter function, but the stars 2 are reflected in the silhouette 1 of the tree in the upper left, which is unnatural. It has become an image. In this case, the control device must be adjusted in advance so that no reflection occurs, and the user has to prepare in advance.
本願発明の制御装置によれば、光学式プラネタリウム制御装置はデジタルプラネタリウムの投映している映像の合成演算を光学式プラネタリウム制御装置内で行うため、事前の調整などの必要なしに、映り込みのないリアルな映像の合成を行うことができる。さらに、デジタルプラネタリウム側の映像に適切な透明度の設定がなされることで、光学式プラネタリウムの星空の地平線に近い部分を減光させたり、赤味をもった星にする制御が可能である。さらに、他方の投映映像の状態を常に把握できるので、風景映像を任意のタイミングで変更するなどの操作を行っても、常に適切な合成が行えリアルな映像を投映し続けることができる。(2) の本願発明の制御装置による投映映像では、光学式プラネタリウム制御装置がデジタルプラネタリウムの映像との合成映像を生成するため自然な画像が得られている。 According to the control device of the present invention, since the optical planetarium control device performs a composite operation of the image projected by the digital planetarium in the optical planetarium control device, there is no reflection without the need for prior adjustment or the like. Realistic video composition is possible. Furthermore, by setting an appropriate transparency for the image on the digital planetarium side, it is possible to control the portion of the optical planetarium that is close to the starry sky horizon to be dimmed or reddish. Further, since the state of the other projected video can be always grasped, even if an operation such as changing the landscape video at an arbitrary timing is performed, proper composition can always be performed and a realistic video can be continuously projected. In the projected image by the control device of the present invention of (2), a natural image is obtained because the optical planetarium control device generates a composite image with the digital planetarium image.
前記の映像の合成を実現するための演算手順を示すフローチャートを図2に示す。
光学式プラネタリウムの制御装置内において、共有データを解析したうえで、光学式プラネタリウムの投映対象が投映されるが否かを判定する(S1〜S2)。
投映されるのであれば、光学式プラネタリウムとデジタルプラネタリウムの投映対象の位置を算出する(S2〜S4)。
続いて、投映対象位置の透明度の情報を用いて映像合成のための合成演算を行う。合成演算は、デジタルプラネタリウムの投映対象の透明度をもとに、光学式プラネタリウムの投映対象の明るさと算術演算あるいは論理演算をおこなえばよい(S5〜S6)。
FIG. 2 is a flowchart showing a calculation procedure for realizing the above-described video composition.
In the control apparatus for the optical planetarium, after analyzing the shared data, it is determined whether or not the projection target of the optical planetarium is projected (S1 to S2).
If it is projected, the position of the projection target of the optical planetarium and the digital planetarium is calculated (S2 to S4).
Subsequently, a composition calculation for image composition is performed using the transparency information of the projection target position. The synthesis operation may be performed by performing arithmetic operation or logical operation on the brightness of the projection target of the optical planetarium based on the transparency of the projection target of the digital planetarium (S5 to S6).
図3は、光学式プラネタリウムの投映する月3にデジタルプラネタリウムの投映する拡大された土星4が合成される例であり、(1) は従来技術によるもの、(2) は本願発明によるものである。(1) の従来技術による投映映像においては、特別な処理を行ったとしても土星4が月3の前にあるような不自然な合成映像しか生成できない。 FIG. 3 shows an example in which the enlarged Saturn 4 projected by the digital planetarium is synthesized on the moon 3 projected by the optical planetarium. (1) is according to the prior art, and (2) is according to the present invention. . In the projection image according to the prior art (1), even if special processing is performed, only an unnatural composite image in which Saturn 4 is in front of the moon 3 can be generated.
本願発明の制御装置によれば、デジタルプラネタリウム内に、光学式プラネタリウムの映像を三次元モデルとして用意しておくことで、(2) のように月3の背後に土星4が隠れる様子を簡単に再現することができる。さらに、相互にデータの共有がなされていれば、月3の映像の手前に、ISS等の人工天体5がある映像も正しく合成することが可能である。 According to the control device of the present invention, by preparing an image of an optical planetarium as a three-dimensional model in the digital planetarium, it is easy to see how the Saturn 4 is hidden behind the moon 3 as shown in (2). Can be reproduced. Furthermore, if data is shared with each other, it is possible to correctly synthesize an image having the artificial celestial body 5 such as ISS before the image of the month 3.
前記の映像の合成を実現するためのデジタルプラネタリウム制御装置内の処理の流れを示すフローチャートを図4に示す。
先ず、演算日時・位置・姿勢を決定する(S1)。
光学式プラネタリウムの月のオブジェクトが点灯しているので、月の位置を演算する(S2)。
デジタルプラネタリウムの土星についても位置を演算する(S3)。
次に、得られた位置情報と組み込まれている三次元モデルを用いて画像を描画する。これにより、デジタルプラネタリウム制御装置内に用意された光学式プラネタリウムの月のモデルと、デジタルプラネタリウムの土星のモデルが三次元コンピュータグラフィックスとして描画される。組み込まれている月のモデルには、黒いテクスチャ画像が用いられているから、この時点で、コンピュータグラフィックスの処理によって、デジタルプラネタリウムの土星は月によって隠された映像として生成され、光学式プラネタリウム制御装置によって実際に投映されている月の映像と正しく合成されることになる(S4)。
FIG. 4 is a flowchart showing the flow of processing in the digital planetarium control apparatus for realizing the above-described video composition.
First, calculation date / time / position / posture are determined (S1).
Since the moon object of the optical planetarium is lit, the moon position is calculated (S2).
The position of the digital planetarium Saturn is also calculated (S3).
Next, an image is drawn using the obtained position information and a built-in three-dimensional model. As a result, the moon model of the optical planetarium and the Saturn model of the digital planetarium prepared in the digital planetarium control apparatus are drawn as three-dimensional computer graphics. Since the built-in moon model uses a black texture image, at this point, the digital planetarium Saturn is generated as an image hidden by the moon by computer graphics processing and controlled by an optical planetarium. The image is correctly combined with the image of the moon actually projected by the apparatus (S4).
図5は、光学式プラネタリウムの恒星とデジタルプラネタリウムの恒星を排他的に合成したもので、光学式プラネタリウムで投映する星空のうち、オリオン座付近の星空をデジタルプラネタリウムの星空で置き換えた効果を生ずる。該当部分の星空を強調して示す必要がある時などに有効である。 FIG. 5 is an exclusive composition of an optical planetarium star and a digital planetarium star, and produces the effect of replacing the starry sky near Orion in the starry sky projected by the optical planetarium with the digital planetarium starry sky. This is useful when it is necessary to highlight the starry sky in the relevant part.
この合成方法を用いて、天文学的な意味において近いうちに爆発し超新星になるといわれているベテルギウスの最後の瞬間をリアルに再現することも可能となる。すなわち、光学式プラネタリウムのベテルギウスだけを消灯しておけば、デジタルプラネタリウムのベテルギウスと光学式プラネタリウムの星空が合成される。デジタルプラネタリウム制御システムの機能を用いて、ベテルギウスの爆発の様子を時間を早送りして見せればよい。 Using this synthesis method, it is also possible to realistically reproduce the last moment of Betelgeuse, which is said to explode and become a supernova soon in an astronomical sense. That is, if only the optical planetarium Betelgeuse is turned off, the digital planetarium Betelgeuse and the optical planetarium starry sky are combined. Use the functions of the digital planetarium control system to see the explosion of Betelgeuse fast forward.
このような論理演算に基づく合成を行うことで、光学式プラネタリウムの映像とデジタルプラネタリウムの映像の様々な組み合わせが可能となる。例えば、明るい恒星をデジタルプラネタリウムによって投映し、他の恒星を光学式プラネタリウムによって投映することも、あるいはその逆も、さらに双方を重ね合わせて投映することも合成演算を変更するだけで容易に実現される。これらは、恒星のみに限らず、それぞれの投映対象の全てが合成の対象であることは言うまでもない。 By performing synthesis based on such logical operations, various combinations of optical planetarium video and digital planetarium video are possible. For example, bright stars can be projected with a digital planetarium, and other stars can be projected with an optical planetarium, or vice versa. The Needless to say, not only stars but also all of the projection targets are compositing targets.
10 デジタルプラネタリウム制御装置
20 光学式プラネタリウム制御装置
10 Digital planetarium control device 20 Optical planetarium control device
Claims (2)
光学式プラネタリウムの投映装置の映像生成機能をモデル化しデジタルプラネタリウム制御装置に組み入れることにより、光学式プラネタリウムの投映データをデジタルプラネタリウム制御装置と共有して、デジタルプラネタリウムの映像を光学式プラネタリウムの映像と合成可能としたことを特徴とするプラネタリウム制御装置。 In a planetarium projection device that has two types of planetarium projection devices, an optical planetarium and a digital planetarium,
By modeling the image generation function of the optical planetarium projection device and incorporating it into the digital planetarium control device, the projection data of the optical planetarium is shared with the digital planetarium control device, and the digital planetarium image is combined with the image of the optical planetarium. A planetarium control device characterized by being made possible .
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