JP2002366976A - オブジェクト表示プログラムおよびオブジェクト表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画面の上方向を固定した視点操作と、画面の
上方向が可変の視点操作とを任意に切り替えることがで
きるようにする。 【解決手段】 操作入力に応答して移動モードを判断し
（ステップＳ１）、操作入力に応答して、判断された移
動モードに応じた視点の位置と視線ベクトルとを決定す
る（ステップＳ２）。さらに、判断された前記移動モー
ドが上方向固定移動モードの場合には、投影面の上方向
をあらかじめ決められた方向に決定し、判断された前記
移動モードが上方向可変移動モードの場合には、所定の
規則に従って前記投影面の上方向を決定決定する（ステ
ップＳ３）。そして、決定された前記視点位置、前記視
線ベクトル、および決定された方向を上とした前記投影
面に基づいて透視変換を行い、オブジェクトの画像を描
画し（ステップＳ４）、描画された画像を表示する（ス
テップＳ５）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は仮想３次元空間内の
オブジェクトを表示するためのオブジェクト表示プログ
ラムおよびオブジェクト表示装置に関し、特に視点に対
する操作入力に応じた動画像を表示するためのオブジェ
クト表示プログラムおよびオブジェクト表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】３次元ＣＡＤ(Computer Aided Design)
などにより作成された対象物（オブジェクト）をコンピ
ュータの画面に表示する場合、コンピュータ内に定義し
た仮想３次元空間内にオブジェクトを配置する。なお、
街並みをオブジェクトで再現する場合などは、仮想３次
元空間の上方向（重力の逆方向）があらかじめ定義され
る。たとえば、Ｘ−Ｙ−Ｚ空間のＺ軸の正の方向が上方
向と定義される。

【０００３】さらに、仮想３次元空間内に視点を定義
し、視点とオブジェクトとの間に投影面を定義する。投
影面は、表示用の画面に対応しており、投影面に投影さ
れた画像が画面に表示されることになる。そこで、投影
面のどの方向を画面の上方向にするのかを決めるアップ
ベクトルが定義される。

【０００４】図１９は、従来の仮想３次元空間内の定義
内容を示す図である。図１９に示すように、仮想３次元
空間内には、視点５０１とオブジェクト５０２とが配置
されている。視点５０１からオブジェクト５０２に向け
て、視線ベクトルＶが定義されている。視点５０１とオ
ブジェクト５０２との間には、投影面５０３が定義され
ている。さらに、投影面５０３の上方向を示すアップベ
クトルＵが定義されている。

【０００５】一般的に、アップベクトルＵは視線ベクト
ルＶに垂直方向に定義することにより、一切の制限なく
オブジェクト５０２を自由な方向から見ることができる
ようになる。例えば、アップベクトルＵを反転させるこ
とでオブジェクト５０２を逆さにしてみることも可能で
ある。こうした方法は、機械部品等を画面に表示させて
扱う場合には、非常に有効な手段となる。

【０００６】一方、我々が通常生活している場面では、
ほとんどの場面において上下が確定している。これは、
アップベクトルＵが固定している（重力とは逆方向に固
定している）ことを意味する。

【０００７】そこで、ユーザの操作に応じて、我々が通
常見る世界での動きを表現するウォークスルーの機能に
おいては、アップベクトルＵが特定の方向（仮想３次元
空間の上方向）に固定される。これにより、オブジェク
ト５０２が逆さになることや傾くことを回避することが
できる。

【０００８】なお、アップベクトルＵを仮想３次元空間
の上方向に固定した場合、仮想３次元空間内の真上や真
下を向くことはできないが、町中を移動するような場面
におけるユーザの操作性を向上させることができる。

【０００９】このように、従来は、オブジェクトを表示
する際の目的に応じて、場面毎にアップベクトルの定義
方法が使い分けられていた。たとえば、単体で配置され
たオブジェクトを多方向から見る場面では、視線ベクト
ルに垂直方向を向くアップベクトルが定義され、町中を
移動する場面などでは、仮想３次元空間の上方向を向く
アップベクトルが定義されていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、現実の世界
では、一連の動作の中でも、物を見る目的が変化する。
たとえば、家の中を移動し部屋に入る場面では、移動経
路などを含む全体状況を把握するのが目的である。そし
て、部屋に入ったときに目に付いた物を多方向から見る
場面では、物の形状を確認するのが目的である。このよ
うな一連の動作により見える動画像を仮想３次元空間内
で再現するには、アップベクトルの定義方法を自由に変
えられる必要がある。

【００１１】しかし、従来は、場面毎にアップベクトル
の定義方法があらかじめ決められており、ユーザが任意
にアップベクトルの定義方法を変えることができなかっ
た。すなわち、ウォークスルーで移動する場面では、ア
ップベクトルが仮想３次元空間の上方向に限定され、特
定のオブジェクトの形状を多方向から確認するのが困難
であった。

【００１２】また、オブジェクトを多方向からみる場面
では、アップベクトルの向きが視線ベクトルに垂直な方
向に限定されており、通常見る世界（重力の逆方向を上
とする視界）により、オブジェクトが配置された部屋な
どの全体の状況を確認するのが難しかった。

【００１３】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、動画像の表示中に、投影面の上方向の定義方
法を任意に変更することができるオブジェクト表示プロ
グラムを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、図１に示すような処理をコンピュータに
実行させるためのオブジェクト表示プログラムが提供さ
れる。本発明に係るオブジェクト表示プログラムは、仮
想３次元空間内の画像を表示するためのものである。

【００１５】本発明のオブジェクト表示プログラムを実
行するコンピュータは、操作入力に応答して移動モード
を判断し（ステップＳ１）、操作入力に応答して、判断
された移動モードに応じた視点位置と視線ベクトルとを
決定する（ステップＳ２）。さらに、判断された前記移
動モードが上方向固定移動モードの場合には、投影面の
上方向をあらかじめ決められた方向に決定し、判断され
た前記移動モードが上方向可変移動モードの場合には、
所定の規則に従って前記投影面の上方向を決定する（ス
テップＳ３）。そして、決定された前記視点位置、前記
視線ベクトル、および決定された方向を上とした前記投
影面に基づいて透視変換を行い、オブジェクトの画像を
描画し（ステップＳ４）、描画された画像を表示する
（ステップＳ５）。

【００１６】これにより、ユーザが上方向固定移動モー
ドによる視点移動の操作入力を行うと、視点の位置と視
線ベクトルとが操作入力に応じて決定される。また、投
影面の上方向が、あらかじめ決められた方向に決定され
る。そして、上方向が決定された投影面、視点の位置、
および視線ベクトルに基づいて、オブジェクトが描画さ
れ、表示される。

【００１７】一方、ユーザが上方向可変移動モードによ
る視点移動の操作入力を行うと、視点の位置と視線ベク
トルとが操作入力に応じて決定される。また、投影面の
上方向が、操作入力応答して決定される。そして、上方
向が決定された投影面、視点の位置、および視線ベクト
ルに基づいて、オブジェクトが描画され、表示される。

【００１８】また、上記課題を解決するために、仮想３
次元空間内のオブジェクトを画像で表示するオブジェク
ト表示装置において、操作入力に応答して移動モードを
判断する判断手段と、操作入力に応答して、前記判断手
段で判断された前記移動モードに応じた視点位置と視線
ベクトルとを決定する視点状態決定手段と、前記判断手
段で判断された前記移動モードが上方向固定移動モード
の場合には、投影面の上方向をあらかじめ決められた方
向に決定し、前記判断手段で判断された前記移動モード
が上方向可変移動モードの場合には、所定の規則に従っ
て前記投影面の上方向を決定する上方向決定手段と、前
記視点状態決定手段で決定された前記視点位置および前
記視線ベクトルと、前記上方向決定手段で決定された方
向を上とした前記投影面とに基づいて透視変換を行い、
前記オブジェクトの画像を描画する描画手段と、前記描
画手段で描画された前記画像を表示する表示手段と、を
有することを特徴とするオブジェクト表示装置が提供さ
れる。

【００１９】このようなオブジェクト表示装置によれ
ば、操作入力が行われると、その操作入力に応答して移
動モードが判断される。そして、操作入力に応答して、
移動モードに応じた視点位置と視点ベクトルとが決定さ
れる。さらに、移動モードが上方向固定移動モードの場
合には、投影面の上方向があらかじめ決められた方向に
決定され、移動モードが上方向可変移動モードの場合に
は、所定の規則に従って投影面の上方向が決定される。
すると、視点位置および視線ベクトルと、上方向決定手
段で決定された方向を上とした投影面とに基づいて透視
変換が行われ、オブジェクトの画像が描画される。描画
された画像は表示される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の原理構成図であ
る。本発明によれば、仮想３次元空間内の画像を表示す
るオブジェクト表示プログラムおよびオブジェクト表示
装置が提供される。オブジェクト表示装置は、たとえ
ば、オブジェクト表示プログラムをコンピュータに実行
させることにより実現される装置である。

【００２１】本発明のオブジェクト表示プログラムを実
行するコンピュータは、操作入力に応答して移動モード
を判断する（ステップＳ１）。たとえば、図１の例で
は、視点の移動を指示するためのユーザインタフェース
として、画面１内に上方向可変移動モード用ボタン群２
と上方向固定移動モード用ボタン群３が表示されてい
る。上方向可変移動モード用ボタン群２に含まれるボタ
ンの１つが押された場合には、移動モードは上方向可変
移動モードと判断される。また、上方向固定移動モード
用ボタン群３に含まれるボタンの１つが押されると、移
動モードは上方向固定移動モードと判断される。

【００２２】次に、操作入力に応答して、判断された移
動モードに応じた視点位置と視線ベクトルとを決定する
（ステップＳ２）。さらに、移動モードに応じて、投影
面の上方向が決定される（ステップＳ３）。すなわち、
判断された移動モードが上方向固定移動モードの場合に
は、投影面の上方向をあらかじめ決められた方向に決定
する。あらかじめ決められた方向とは、たとえば、仮想
３次元空間の上方向（重力を想定した場合の、その重力
の逆の方向）である。

【００２３】また、判断された移動モードが上方向可変
移動モードの場合には、所定の規則に従って投影面の上
方向を決定する。たとえば、視線ベクトルに垂直な方向
を、投影面の上方向として決定する。

【００２４】そして、決定された方向を上とした投影
面、視点位置、および視線ベクトルに基づいて透視変換
を行い、オブジェクトの画像を描画し（ステップＳ
４）、描画された画像４ａ，４ｂ，４ｃを、画像表示部
４に表示する（ステップＳ５）。

【００２５】これにより、ユーザが上方向固定移動モー
ドによる視点移動の操作入力を行うと、視点位置と視線
ベクトルとが操作入力に応じて決定され、投影面の上方
向が、あらかじめ決められた方向に決定される。そし
て、上方向が決定された投影面、視点位置、および視線
ベクトルに基づいて、オブジェクトが描画され、表示さ
れる。

【００２６】一方、ユーザが上方向可変移動モードによ
る視点移動の操作入力を行うと、視点位置と視線ベクト
ルとが操作入力に応じて決定され、投影面の上方向が、
操作入力応答して決定される。そして、上方向が決定さ
れた投影面、視点の位置、および視線ベクトルに基づい
て、オブジェクトが描画され、表示される。

【００２７】たとえば、画像表示部４内に画像４ａが表
示されている状態で、ユーザが上方向固定移動モード用
ボタン群３に含まれる前進ボタンを押すと、移動モード
が上方向固定移動モードと判断される。すると、投影面
の上方向が固定されたまま、視点が前進する。視線ベク
トルは変化しない。この結果、画像表示部４内の画像が
画像４ｂに遷移する。

【００２８】次に、画像表示部４内に画像４ｂが表示さ
れている状態で、ユーザが上方向可変移動モード用ボタ
ン群２の中の回転ボタンを押すと、移動モードが上方向
可変移動モードと判断される。すると、投影面が回転す
る。視点の位置と視点ベクトルとは変化しない。この結
果、画像表示部４内の画像が画像４ｃに遷移する。

【００２９】このように、本発明では、操作入力に応じ
て移動モードを判断し、投影面の上方向を固定した移動
と、投影面の上方向が可変の移動とを切り替えながら、
動画像を生成する。これにより、ユーザは、任意に移動
モードを選択し、そのときどきによって適当な視点の移
動操作を行い、所望の動画像を生成させることができ
る。

【００３０】たとえば、特定のオブジェクトを多方向か
ら見る場合には、自由度の高い上方向可変移動モードで
視点を移動させる。また、建物のオブジェクトの中を移
動する場合などは、上下方向が混乱しないように、上方
向固定移動モードで視点を移動させる。これにより、ユ
ーザが視点を操作して仮想３次元空間内の動画像を表示
させる際の操作性が向上する。

【００３１】なお、投影面の上方向を示すベクトルは、
アップベクトルと呼ばれている。以下、アップベクトル
を用いて、本発明における投影面の上方向の定義方法の
例を説明する。

【００３２】図２は、各移動モードにおけるアップベク
トルの例を示す図である。図２（Ａ）は上方向可変移動
モードの例を示しており、図２（Ｂ）は上方向固定移動
モードの例を示している。

【００３３】図２（Ａ）、図２（Ｂ）の例では、２つの
オブジェクト５，６が仮想３次元空間内に配置されてい
る。仮想３次元空間は、Ｘ軸−Ｙ軸−Ｚ軸による空間で
ある。Ｘ−Ｙ平面が水平な平面であり、Ｚ軸が垂直な軸
であるものと定義されている。Ｚ軸の正の方向が、仮想
３次元空間の上方向である。

【００３４】上方向可変移動モードでは、図２（Ａ）に
示すように、アップベクトルＵが視線ベクトルＶに垂直
な方向を向いている。一方、上方向固定移動モードで
は、図２（Ｂ）に示すように、アップベクトルＵが、仮
想３次元空間の上方向（Ｚ軸の正の方向）を向いてい
る。

【００３５】図３は、各移動モードでの画面例を示す図
である。図３（Ａ）は、上方向可変移動モードで画面例
を示しており、図３（Ｂ）は、上方向固定移動モードで
の画面例を示している。

【００３６】上方向可変移動モードでは、図３（Ａ）に
示すように、画面７内に表示される各オブジェクト５，
６の画像７ａ，７ｂは、傾いて表示される。すなわち、
仮想３次元空間内で水平な線分であっても、画面７の水
平方向に対して傾いて表示される。

【００３７】一方、上方向固定移動モードでは、図３
（Ｂ）に示すように、画面８内に表示される各オブジェ
クト５，６の画像８ａ，８ｂは、水平に表示される。す
なわち、仮想３次元空間内で水平な線分は、画面８でも
水平に表示される。

【００３８】このように、アップベクトルＵを特定の方
向（仮想３次元空間内に想定される重力と逆方向）に固
定することで、オブジェクト５，６の画像８ａ，８ｂが
逆さになることや傾くことを回避することができる。

【００３９】以上のような本発明の機能は、コンピュー
タで実現することができる。たとえば、本発明の機能を
記述したオブジェクト表示プログラムをコンピュータに
実行させることで、本発明に係る機能をコンピュータ上
で実現することができる。

【００４０】次に、本発明をコンピュータで実現するた
めの実施の形態について説明する。図４は、本発明の実
施の形態に用いるコンピュータのハードウェア構成例を
示す図である。コンピュータ１００は、ＣＰＵ(Central
Processing Unit)１０１によって装置全体が制御され
ている。ＣＰＵ１０１には、バス１０７を介してＲＡＭ
(Random Access Memory)１０２、ハードディスクドライ
ブ（ＨＤＤ:Hard Disk Drive）１０３、グラフィック処
理装置１０４、入力インタフェース１０５、および通信
インタフェース１０６が接続されている。

【００４１】ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１０１に実行させ
るＯＳ(Operating System)のプログラムやアプリケーシ
ョンプログラムの少なくとも一部が一時的に格納され
る。また、ＲＡＭ１０２には、ＣＰＵ１０１による処理
に必要な各種データが格納される。ＨＤＤ１０３は、Ｏ
Ｓやアプリケーションプログラムが格納される。

【００４２】グラフィック処理装置１０４には、モニタ
１１が接続されている。グラフィック処理装置１０４
は、ＣＰＵ１０１からの命令に従って、画像をモニタ１
１の画面に表示させる。入力インタフェース１０５に
は、キーボード１２とマウス１３とが接続されている。
入力インタフェース１０５は、キーボード１２やマウス
１３から送られてくる信号を、バス１０７を介してＣＰ
Ｕ１０１に送信する。

【００４３】通信インタフェース１０６は、ネットワー
ク１０に接続されている。ネットワーク１０は、たとえ
ばインターネットのような広域ネットワークである。通
信インタフェース１０６は、ネットワーク１０を介し
て、他のコンピュータとの間でデータの送受信を行う。

【００４４】以上のようなハードウェア構成によって、
本実施の形態に係るオブジェクト表示プログラムを実行
させれば、本実施の形態の処理機能をコンピュータ１０
０で実現することができる。すなわち、コンピュータ１
００がオブジェクト表示装置として機能する。

【００４５】図５は、本実施の形態の機能構成例を示す
ブロック図である。コンピュータ１００は、入力装置１
２ａからの入力に応答して画像生成処理を実行し、生成
した画像をモニタ１１に表示させる。入力装置１２ａ
は、図４に示すキーボード１２やマウス１３である。

【００４６】コンピュータ１００は、視野情報格納部１
１１、オブジェクト情報格納部１１２、ユーザインタフ
ェース部１１３、移動モード判断部１１４、視点状態決
定部１１５、アップベクトル決定部１１６、描画部１１
７および表示処理部１１８で構成される。

【００４７】視野情報格納部１１１には、視点や投影面
に関する情報（視野情報）が格納される。視野情報は、
ユーザの操作入力に応じて逐次更新される。オブジェク
ト情報格納部１１２には、オブジェクトの形状や色など
の情報（オブジェクト情報）が格納される。

【００４８】ユーザインタフェース部１１３は、操作入
力に基づく入力装置１２ａからの入力信号に対応する制
御命令を生成し、その制御命令を、移動モード判断部１
１４、視点状態決定部１１５、およびアップベクトル決
定部１１６に渡す。

【００４９】たとえば、本実施の形態では、モニタ１１
の画面に、視点移動用のボタンが複数表示される。ユー
ザは、キーボード１２やマウス１３を用いてカーソルを
移動し、画面に表示された複数のボタンの中から、任意
のボタンを選択することができる。

【００５０】ユーザインタフェース部１１３は、キーボ
ード１２やマウス１３の所定のボタン（たとえば、キー
ボード１２のエンターキーや、マウス１３のボタン）が
押されると、そのときのカーソルの位置を判断する。そ
して、ユーザインタフェース部１１３は、ボタンが押さ
れたときにカーソルの位置のボタンに対応する制御命令
を生成し、移動モード判断部１１４、視点状態決定部１
１５、およびアップベクトル決定部１１６に渡す。

【００５１】移動モード判断部１１４は、ユーザインタ
フェース部１１３から渡される制御命令の内容に基づい
て、移動モードを判断する。たとえば、本実施の形態で
は、上方向可変移動モード用の移動ボタンと上方向固定
移動モード用の移動ボタンとが個別に設けられている。
移動モード判断部１１４は、ユーザによって押されたボ
タンが、上方向可変移動モード用の移動ボタンなのか、
上方向固定移動モード用の移動ボタンなのかに基づい
て、移動モードを判断する。移動モード判断部１１４
は、判断結果を視点状態決定部１１５とアップベクトル
決定部１１６とに渡す。

【００５２】視点状態決定部１１５は、ユーザインタフ
ェース部１１３から送られる制御命令と移動モード判断
部１１４から渡された移動モードとに応じて、視点情報
を決定する。決定する視点情報は、視点位置や視線ベク
トルである。視点状態決定部１１５は、決定した視点情
報を視野情報格納部１１１に格納するとともに、視線ベ
クトルをアップベクトル決定部１１６に渡す。

【００５３】アップベクトル決定部１１６は、ユーザイ
ンタフェース部１１３から渡された制御命令、移動モー
ド判断部１１４から通知された移動モード、および視点
状態決定部１１５から渡された視線ベクトルに基づい
て、アップベクトルを決定する。具体的には、移動モー
ドが上方向可変移動モードであれば、視線ベクトルと垂
直な方向を保ちながら、制御命令に従ってアップベクト
ルを変更する。また、移動モードが上下方向固定モード
であれば、視線ベクトルや制御命令に拘らず、仮想３次
元空間の上方向のアップベクトル（０，０，１）とす
る。アップベクトル決定部１１６は、決定したアップベ
クトルを視野情報格納部１１１に登録する。

【００５４】描画部１１７は、視野情報格納部１１１と
オブジェクト情報格納部１１２との内容に基づいて、所
定の間隔（たとえば、１／６０秒）で３次元モデルなど
のオブジェクトを投影面に透視投影し、透視画像を描画
する。透視画像の描画が所定の間隔で連続的に行われる
ことで、動画像が生成される。

【００５５】表示処理部１１８は、描画部１１７が描画
した透視画像を画像信号に変換してモニタ１１に送信す
る。図６は、視野情報格納部のデータ構造の一例を示す
図である。視野情報格納部１１１には、視点位置Ｅ、視
線ベクトルＶ、アップベクトルＵ、投影面の視点からの
距離、投影面の法線ベクトル、およびウィンドウサイズ
の情報が含まれている。

【００５６】視点位置Ｅは、視点の位置を、仮想３次元
空間の座標（Ｅｘ，Ｅｙ，Ｅｚ）で表している。視点位
置Ｅは、ユーザからの操作入力に応じて変更されるデー
タである。

【００５７】視線ベクトルＶは、視点から仮想３次元空
間内を見る方向（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を表す単位ベクト
ルである。視線ベクトルＶは、ユーザからの操作入力に
応じて変更されるデータである。

【００５８】アップベクトルＵは、視点の上方向（Ｕ
ｘ，Ｕｙ，Ｕｚ）を定めた単位ベクトルである。アップ
ベクトルＵは、アップベクトル決定部１１６によって逐
次更新される。

【００５９】投影面の視点からの距離は、視点座標から
投影面の基準点（たとえば、投影面の中心）までの距離
Ｄである。投影面の視点からの距離Ｄは、あらかじめ設
定されている。

【００６０】投影面の法線ベクトルは、投影面の法線方
向（Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚ）を表すデータである。投影面の
法線ベクトルは、たとえば、視線ベクトルＶと平行なベ
クトルが設定される。また、投影面の法線ベクトルを、
必ず、水平なベクトルとすることもできる。

【００６１】ウィンドウサイズは、投影面の大きさ（Ｗ
ｘ，Ｗｙ）を示すデータである。ウィンドウサイズは、
あらかじめ設定されている。図７は、オブジェクト情報
格納部のデータ構造の一例を示す図である。オブジェク
ト情報格納部１１２には、オブジェクト毎に、形状の情
報と色の情報とが格納されている。

【００６２】形状の情報には頂点座標、法線ベクトル、
および面の情報が含まれている。頂点座標は、オブジェ
クトを構成する各頂点の仮想３次元空間内での座標Ｐ１
（Ｐ１ｘ、Ｐ１ｙ、Ｐ１ｚ）、Ｐ２（Ｐ２ｘ、Ｐ２ｙ、
Ｐ２ｚ）・・・である。頂点座標は、頂点の識別子Ｐ
１，Ｐ２・・・に対応づけて登録されている。

【００６３】法線ベクトルは、各頂点の法線方向Ｎ１
（Ｎ１ｘ、Ｎ１ｙ、Ｎ１ｚ）、Ｎ２（Ｎ２ｘ、Ｎ２ｙ、
Ｎ２ｚ）・・・を示している。法線ベクトルは、識別子
Ｎ１，Ｎ２・・・に対応づけて登録されている。法線ベ
クトルは、それぞれ頂点に対応付けられている。

【００６４】面の情報は、オブジェクトを構成する面の
各頂点の集合である。面の情報は、オブジェクトを構成
する面毎に登録されている。面を構成する頂点は、その
頂点の識別子で特定されている。面が４角形であれば、
４つの頂点が登録される。また、面が３角形であれば、
３つの頂点が登録される。

【００６５】色の情報には、モデルの色、光源の色、光
源の位置およびモデルの半透明率の情報が含まれてい
る。モデルの色は、オブジェクトを構成する面の色が、
ＲＧＢ（赤、緑、青）の各色の明度（Ｍｒ，Ｍｇ，Ｍ
ｂ）で示されている。モデルの色は、オブジェクトを構
成する面毎に定めることもできる。

【００６６】光源の色は、光源が放つ光の色が、ＲＧＢ
（赤、緑、青）の各色の明度（Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂ）で示
されている。光源の位置は、仮想３次元空間内での光源
の位置を示す座標（Ｌｘ，Ｌｙ，Ｌｚ）である。

【００６７】半透明率αは、オブジェクトの半透明の度
合いを示す数値である。半透明率αは、オブジェクトの
半透明の度合いを０〜１の数値で表している。半透明率
αの値が大きいほど、オブジェクトの透明度合いが上が
る。半透明率αが０の場合には、オブジェクトは不透明
である。半透明率αが１の場合には、オブジェクトは透
明である。

【００６８】図６，図７に示した各種情報によって、場
面毎の透視投影の状況が確定する。図８は、３次元透視
投影の概念を示す模式図である。仮想３次元空間内に
は、視点２０１、投影面２０２、オブジェクト２０３、
および光源２０４が定義される。視点２０１には、視点
位置Ｅや視線ベクトルＶが定義される。投影面には、投
影面の法線ベクトルなどが定義される。オブジェクト２
０３には、モデルの色、半透明率α、オブジェクト２０
３を構成する頂点の頂点座標、法線ベクトルなどが定義
される。光源２０４には、光源の位置や光源の色などが
定義される。

【００６９】以上のような構成に基づいて、本実施の形
態に係るオブジェクト表示処理が実行される。オブジェ
クト表示処理は、ユーザからの操作入力を契機として開
始される。なお、本実施の形態では、モニタ１１に表示
されている画面内のボタンを選択することで、視点移動
の指示を入力することができる。

【００７０】図９は、本実施の形態における表示画面の
一例を示す図である。なお、図９における視点の移動方
向の説明（たとえば、左や右）では、視点から視線ベク
トルの方向を向いたときの方向を指すものとする。

【００７１】図９において、画面３００には、操作指令
モード切替ボタン３０１，３０２、動画像表示部３１
０、上方向可変移動モード用ボタン群３２０、上方向固
定移動モード用ボタン群３３０が表示されている。

【００７２】操作指令モード切替ボタン３０１は、操作
ボタンによる指令を継続して実行させるためのボタンで
ある。操作指令モード切替ボタン３０１が押されると、
操作指令モードが連続動作モードとなる。連続動作モー
ドでは、移動のための操作ボタンが押されると、静止や
止まるの操作ボタンが押されるまで、移動が継続され
る。

【００７３】操作指令モード切替ボタン３０２は、操作
ボタンによる指令を、１ステップ分だけ実行させるため
のボタンである。操作指令モード切替ボタン３０２が押
されると、操作指令モードが１ステップ動作モードとな
る。１ステップ動作モードでは、移動のための操作ボタ
ンが押されると、あらかじめ定義された１ステップ分の
移動処理が行われ、その後停止する。

【００７４】動画像表示部３１０には、仮想３次元空間
内のオブジェクトを所定の時間間隔で透視投影すること
で得られる動画像が表示される。図９の例では、動画像
表示部３１０に、テーブルのオブジェクト３１１、コン
ピュータのオブジェクト３１２、およびプリンタのオブ
ジェクト３１３が表示されている。

【００７５】上方向可変移動モード用ボタン群３２０
は、上方向可変移動モード用のユーザインタフェースで
あり、上方向可変移動モードの複数の操作ボタン３２ａ
〜３２ｌが含まれている。

【００７６】操作ボタン３２ａは、オブジェクトを拡大
するためのボタンである。操作ボタン３２ａが選択され
ると、視点２０１が、視線ベクトルＶの方向に移動し、
動画像表示部３１０に表示されているオブジェクトが徐
々に拡大される。

【００７７】操作ボタン３２ｂは、連続動作モードによ
る視点や視線ベクトルの移動を止めるためのボタンであ
る。操作ボタン３２ｂが押されると、視点２０１、視線
ベクトルＶの動きが停止する。

【００７８】操作ボタン３２ｃは、オブジェクトを縮小
するためのボタンである。操作ボタン３２ｃが選択され
ると、視点２０１が、視線ベクトルＶと逆の方向に移動
し、動画像表示部３１０に表示されているオブジェクト
が徐々に縮小される。

【００７９】操作ボタン３２ｄは、注目オブジェクトの
左方向に視点を移動させるためのボタンである。操作ボ
タン３２ｄが押されると、視点２０１は、注目オブジェ
クト（任意に指定されたオブジェクト）の位置を中心と
した円弧上を、注目オブジェクトの左に移動する。この
際、視線ベクトルＶは、常に注目オブジェクトの方向を
向いている。

【００８０】操作ボタン３２ｅは、注目オブジェクトの
動画表示部３１０内での位置を上方向へ移動させるため
のボタンである。操作ボタン３２ｅが押されると、アッ
プベクトルＵと逆の方向に視点２０１が移動する。

【００８１】操作ボタン３２ｆは、注目オブジェクトの
右方向に視点を移動させるためのボタンである。操作ボ
タン３２ｆが押されると、視点２０１は、注目オブジェ
クトの位置を中心とした円弧上を、注目オブジェクトの
右に移動する。この際、視線ベクトルＶは、常に注目オ
ブジェクトの方向を向いている。

【００８２】操作ボタン３２ｇは、注目オブジェクトの
動画表示部３１０内での位置を左方向へ移動させるため
のボタンである。操作ボタン３２ｇが押されると、視点
２０１が、視線ベクトルＶとアップベクトルとの双方に
垂直に、右方向に移動する。

【００８３】操作ボタン３２ｈは、視線ベクトルＶを反
転させるためのボタンである。操作ボタン３２ｈが押さ
れると、視線ベクトルＶの向きが、正反対の向きにな
る。なお、アップベクトルＵは変化しない。

【００８４】操作ボタン３２ｉは、注目オブジェクトの
動画表示部３１０内での位置を右方向へ移動させるため
のボタンである。操作ボタン３２ｉが押されると、視点
２０１が、視線ベクトルＶとアップベクトルとの双方に
垂直に、左方向に移動する。

【００８５】操作ボタン３２ｊは、視点２０１を注目オ
ブジェクト下側に回り込ませるためのボタンである。操
作ボタン３２ｊが押されると、注目オブジェクトの位置
を基準として、視点２０１が注目オブジェクトの下側に
移動する。この際、視線ベクトルＶは、常に注目オブジ
ェクトの方向を向いている。

【００８６】操作ボタン３２ｋは、注目オブジェクトの
動画表示部３１０内での位置を下方向へ移動させるため
のボタンである。操作ボタン３２ｋが押されると、アッ
プベクトルの方向に視点２０１が移動する。

【００８７】操作ボタン３２ｌは、視点２０１を注目オ
ブジェクト上側に回り込ませるためのボタンである。操
作ボタン３２ｌが押されると、注目オブジェクトの位置
を基準として、視点２０１が注目オブジェクトの上側に
移動する。この際、視線ベクトルＶは、常に注目オブジ
ェクトの方向を向いている。

【００８８】上方向固定移動モード用ボタン群３３０
は、上方向固定移動モード用のユーザインタフェースで
あり、上方向固定移動モードの複数の操作ボタン３３ａ
〜３３ｌが含まれている。

【００８９】操作ボタン３３ａは、視点の位置を前進さ
せるためのボタンである。操作ボタン３３ａが押される
と、視点の位置が、視線ベクトルＶの水平方向成分で示
される方向に移動を開始する。

【００９０】操作ボタン３３ｂは、視点の前進、後退な
ど連続動作モードによる移動を止める（立ち止る）ため
のボタンである。操作ボタン３３ｂが押されると、視点
の移動が停止する。

【００９１】操作ボタン３３ｃは、視点の位置を後退さ
せるためのボタンである。操作ボタン３３ｃが押される
と、視点の位置が、視線ベクトルＶの水平成分で示され
る方向の逆方向に移動を開始する。

【００９２】操作ボタン３３ｄは、画面に向かって左方
向に視線ベクトルＶの向きを変えるためのボタンであ
る。操作ボタン３３ｄが押されると、視点の位置は変わ
らず、視線ベクトルＶが左側に向かって回転する。

【００９３】操作ボタン３３ｅは、視点の位置を上昇さ
せるためのボタンである。操作ボタン３３ｅが押される
と、視線ベクトルＶは変わらず、視点の位置が垂直上方
に移動する。

【００９４】操作ボタン３３ｆは、画面に向かって右方
向に視線ベクトルＶの向きを変えるためのボタンであ
る。操作ボタン３３ｆが押されると、視点の位置は変わ
らず、視線ベクトルＶが右側に向かって回転する。

【００９５】操作ボタン３３ｇは、視点の位置を左方向
に移動させるためのボタンである。操作ボタン３３ｇが
押されると、視線ベクトルＶは変わらずに、視線ベクト
ルＶと直角に交わる水平方向の左側に視点が移動する。

【００９６】操作ボタン３３ｈは、視点の向きを後ろ向
きに変えるためのボタンである。操作ボタン３３ｈが押
されると、視線ベクトルＶのＺ軸方向の成分は変わら
ず、Ｘ軸、Ｙ軸方向の成分の符号が逆になる。

【００９７】操作ボタン３３ｉは、視点の位置を右方向
に移動させるためのボタンである。操作ボタン３３ｉが
押されると、視線ベクトルＶは変わらずに、視線ベクト
ルＶと直角に交わる水平方向の右側に視点が移動する。

【００９８】操作ボタン３３ｊは、下の方を見る（見下
げる）ためのボタンである。操作ボタン３３ｊが押され
ると、視線ベクトルＶがＺ軸の負の方向に向かって回転
する。

【００９９】操作ボタン３３ｋは、視点の位置を下降さ
せるためのボタンである。操作ボタン３３ｋが押される
と、視線ベクトルＶは変わらず、視点の位置が垂直下方
に移動する。

【０１００】操作ボタン３３ｌは、上の方を見る（見上
げる）ためのボタンである。操作ボタン３３ｌが押され
ると、視線ベクトルＶがＺ軸の正の方向に向かって回転
する。

【０１０１】以下に、上方向可変移動モードによる移動
の例と、上方向固定移動モードによる移動の例について
説明する。図１０は、上方向可変移動モードによる移動
の例を示す図である。図１０（Ａ）は、左回転、右回転
の動作を表しており、図１０（Ｂ）は、上回転、下回転
の動作を表している。

【０１０２】図１０（Ａ）では、視線ベクトルＶがＸ軸
の正の方向を向いており、アップベクトルＵがＺ軸の正
の方向（図中、手前に向かう方向）を向いている状態か
ら移動する様子を表している。

【０１０３】上方向可変移動モードの左回転の操作ボタ
ン３２ｄが押されると、視点２０１が注目オブジェクト
２０５を中心として、左に回転移動する。視線ベクトル
Ｖは、常に注目オブジェクト２０５の方向を向いてい
る。そのため、視線ベクトルＶは、視線ベクトルＶを含
みアップベクトルＵに垂直な平面（Ｘ−Ｙ平面）に沿っ
て、図中、時計回りに回転する。

【０１０４】上方向可変移動モードの右回転の操作ボタ
ン３２ｆが押されると、視点２０１が注目オブジェクト
２０５の中心として、右に回転移動する。視線ベクトル
Ｖは、常に注目オブジェクト２０５の方向を向いてい
る。そのため、視線ベクトルＶは、視線ベクトルＶを含
みアップベクトルＵに垂直な平面（Ｘ−Ｙ平面）に沿っ
て、図中、反時計回りに回転する。

【０１０５】図１０（Ｂ）では、視線ベクトルＶがＸ軸
の正の方向を向いており、アップベクトルＵがＺ軸の正
の方向を向いている状態から移動する様子を表してい
る。上方向可変移動モードの下回転の操作ボタン３２ｊ
が押されると、視点２０１が注目オブジェクト２０５の
中心として、下に回転移動する。視線ベクトルＶは、常
に注目オブジェクト２０５の方向を向いている。そのた
め、アップベクトルＵと視線ベクトルＶとは、アップベ
クトルＵと視線ベクトルＶとを含む平面（Ｘ−Ｚ平面）
に沿って、図中、反時計回りに回転する。

【０１０６】上方向可変移動モードの上回転の操作ボタ
ン３２ｌが押されると、視点２０１が注目オブジェクト
２０５の中心として、上に回転移動する。視線ベクトル
Ｖは、常に注目オブジェクト２０５の方向を向いてい
る。そのため、アップベクトルＵと視線ベクトルＶと
は、アップベクトルＵと視線ベクトルＶとを含む平面
（Ｘ−Ｚ平面）に沿って、図中、時計回りに回転する。

【０１０７】図１１は、上方向固定移動モードによる移
動の例を示す図である。図１１（Ａ）は、左向き、右向
きの動作を表しており、図１１（Ｂ）は、見上げ、見下
げの動作を表している。

【０１０８】図１１（Ａ）では、視線ベクトルＶがＸ軸
の正の方向を向いており、アップベクトルＵがＺ軸の正
の方向（図中、手前に向かう方向）を向いている状態か
ら移動する様子を表している。

【０１０９】上方向固定移動モードの左向きの操作ボタ
ン３３ｄが押されると、視線ベクトルＶが、水平な平面
（ＸーＹ平面）に沿って、図中、反時計回りに回転す
る。上方向固定移動モードの右向きの操作ボタン３３ｆ
が押されると、視線ベクトルＶが、水平な平面（ＸーＹ
平面）に沿って、図中、時計回りに回転する。

【０１１０】図１１（Ｂ）では、視線ベクトルＶがＸ軸
の正の方向を向いており、アップベクトルＵがＺ軸の正
の方向を向いている状態から移動する様子を表してい
る。上方向固定移動モードの見下げの操作ボタン３３ｊ
が押されると、視線ベクトルＶが、アップベクトルＵと
視線ベクトルＶとを含む平面（ＸーＺ平面）に沿って、
図中、時計回りに回転する。

【０１１１】上方向固定移動モードの見上げの操作ボタ
ン３３ｌが押されると、視線ベクトルＶが、アップベク
トルＵと視線ベクトルＶとを含む平面（ＸーＺ平面）に
沿って、図中、反時計回りに回転する。

【０１１２】このように、上方向可変移動モードでは、
操作入力に応じてアップベクトルＵの向きが変わるが、
上方向固定移動モードでは、アップベクトルＵは、Ｚ軸
の正の方向に固定である。

【０１１３】視点を操作するユーザは、上方向可変移動
モード用ボタン群３２０の各操作ボタン３２ａ〜３２ｌ
と、上方向固定移動モード用ボタン群３３０の各操作ボ
タン３３ａ〜３３ｌとを使い分けることで、所望の動画
像を表示させることが可能となる。

【０１１４】次に、操作ボタンが押された場合のコンピ
ュータの処理について説明する。図１２は、オブジェク
ト表示処理を示すフローチャートである。以下に、図１
２に示す処理をステップ番号に沿って説明する。

【０１１５】［ステップＳ１１］ユーザインタフェース
部１１３は、入力装置１２ａを介した操作入力を受け付
ける。 ［ステップＳ１２］ユーザインタフェース部１１３は、
処理終了の操作入力か否かを判断する。処理終了の操作
入力であれば、処理が終了する。処理終了の操作入力で
なければ、処理がステップＳ１３に進められる。

【０１１６】［ステップＳ１３］移動モード判断部１１
４は、ウォークスルー（上方向固定移動モード）の入力
か否かを判断する。上方向可変移動モード用ボタン群３
２０の操作ボタン３２ａ〜３２ｌの１つが押された場合
には、ウォークスルーの入力ではないと判断される。上
方向固定移動モード用ボタン群３３０の操作ボタン３３
ａ〜３３ｌの１つが押された場合には、ウォークスルー
の入力であると判断される。

【０１１７】ウォークスルーの入力の場合には、処理が
ステップＳ１５に進められる。ウォークスルーの入力で
はない場合には、処理がステップＳ１４に進められる。 ［ステップＳ１４］ユーザインタフェース部１１３は、
注目オブジェクトの選択入力を受け付ける。

【０１１８】［ステップＳ１５］視点状態決定部１１
５、アップベクトル決定部１１６、および描画部１１７
により、描画処理が行われる。描画処理の詳細は後述す
る。 ［ステップＳ１６］表示処理部１１８は、描画された画
像をモニタ１１に表示する。その後、処理がステップＳ
１１に進められる。

【０１１９】図１３は、描画処理の詳細を示すフローチ
ャートである。以下に、図１３に示す処理をステップ番
号に沿って説明する。 ［ステップＳ２１］視点状態決定部１１５は、操作入力
応じた視点情報を計算する。計算される視点情報には、
視点位置Ｅと視線ベクトルＶとが含まれる。

【０１２０】［ステップＳ２２］アップベクトル決定部
１１６は、上方向可変移動モードでのアップベクトルＵ
を計算する。アップベクトル決定部１１６は、計算した
アップベクトルＵを、視野情報格納部１１１に登録す
る。

【０１２１】［ステップＳ２３］アップベクトル決定部
１１６は、ウォークスルー実行中か否かを判断する。ウ
ォークスルー実行中であれば、処理がステップＳ２４に
進められる。ウォークスルー実行中でなければ処理がス
テップＳ２５に進められる。

【０１２２】［ステップＳ２４］アップベクトル決定部
１１６は、視野情報格納部１１１に登録されているアッ
プベクトルＵの方向を、Ｚ軸方向（０，０，１）に変換
する。

【０１２３】［ステップＳ２５］描画部１１７は、視野
情報格納部１１１とオブジェクト情報格納部１１２の内
容を参照し、仮想３次元空間内のオブジェクトを投影面
に透視投影し、投影された画像を描画する。その後、処
理が図１２のステップＳ１６に進められる。

【０１２４】以下に、ユーザの操作入力に応じて表示さ
れる動画像の例について説明する。たとえば、図９に示
す画面３００が表示されている状態で、テーブルのオブ
ジェクト３１１の近くに移動するには、ウォークスルー
で移動する。このとき、ユーザはマウス１３を操作し、
前進の操作ボタン３３ａを押す。

【０１２５】図１４は、図９の状態から前進した後の画
面の例を示す図である。前進したことにより、動画表示
部３１０内の各オブジェクト３１１〜３１２が、図９の
状態よりも大きく表示されている。

【０１２６】ここで、ユーザが、コンピュータのオブジ
ェクト３１２の左側面を見たい場合には、上方向可変移
動モードの左回転の操作ボタン３２ｄを押し、マウスカ
ーソル３１４でオブジェクト３１２を選択する。する
と、オブジェクト３１２を注目オブジェクトとして、左
回転の処理が行われる。

【０１２７】図１５は、図１４の状態から左回転した後
の画面の例を示す図である。左回転の操作ボタン３２ｄ
が押されることにより、オブジェクト３１２を中心とし
た円弧軌道上を視点２０１が移動する。その結果、図１
４でオブジェクト３１２を見た状態から、オブジェクト
３１２の左側に視点２０１が移動する。視線ベクトルＶ
は、オブジェクト３１２の方を向いている。従って、動
画表示部３１０には、オブジェクト３１２の側面が表示
される。

【０１２８】このように、上方向可変移動モードと上方
向固定移動モードとを使い分けることで、視点や視線ベ
クトルの操作性が向上する。しかも、上方向可変移動モ
ードでは、注目オブジェクトを基準として視点や視線ベ
クトルが移動するため、簡単な操作で、注目オブジェク
トを多方向から見ることができる。

【０１２９】ところで、本実施の形態では、上方向可変
移動モードでの移動中に上方向固定移動モード（ウォー
クスルー）の操作入力があると、アップベクトルＵが重
力と逆向きに矯正される。従って、アップベクトルＵの
方向が傾いて、仮想３次元空間内の上下関係が分かり辛
くなったときであっても、上方向固定移動モードでの操
作入力を行えば、画面内の上下方向が、仮想３次元空間
内の上下方向に一致する。

【０１３０】図１６は、アップベクトルが傾いたときの
画面の一例を示す図である。図１６の例では、部屋の内
装を３次元モデルで形成し、その３次元モデルを仮想３
次元空間内に配置したときの画面３４１である。この例
では、アップベクトルＵが仮想３次元空間の上下方向
（Ｚ軸）に対して傾いているため、椅子などの各オブジ
ェクトも、画面３４１の上下方向に対して傾いて表示さ
れている。

【０１３１】このような状態のときに、上方向固定移動
モード（ウォークスルー）の操作入力が行われると、ア
ップベクトルＵの方向が、上方向に固定される。図１７
は、アップベクトルが固定されたときの画面の一例を示
す図である。図１７に示すように、画面３４２では、壁
や椅子の脚などを表している仮想３次元空間内で垂直方
向の線分は、画面３４２の上下方向に描かれている。こ
れにより、ウォークスルーによる移動がしやすくなる。

【０１３２】以上のように、ウォークスルー操作を受け
付けたときに、自動的にアップベクトルを重力方向と逆
向きに矯正することで、人間が歩くときに見ているのと
同様の表示に切り替えて表示するようにした。そのた
め、仮想３次元空間内での視点移動の操作が容易とな
る。

【０１３３】なお、上記の説明では、上方向可変移動モ
ードの操作入力を操作ボタンによって行うようにした
が、コントロールバーによって操作入力を行うこともで
きる。図１８は、コントロールバーの入力インタフェー
スを有する画面の一例を示す図である。画面４００に
は、動画像表示部４１０、上方向可変移動モード用コン
トロールバー群４２０、および上方向固定移動モード用
ボタン群４３０が表示されている。

【０１３４】動画像表示部４１０には、仮想３次元空間
内のオブジェクトを所定の時間間隔で透視投影すること
で得られる動画像が表示される。図１８の例では、動画
像表示部４１０に、テーブルのオブジェクト４１１、コ
ンピュータのオブジェクト４１２、およびプリンタのオ
ブジェクト４１３が表示されている。

【０１３５】上方向可変移動モード用コントロールバー
群４２０には、上方向可変移動モードによる操作入力の
ための複数のコントロールバー４２ａ〜４２ｅが表示さ
れている。

【０１３６】コントロールバー４２ａは、上回転と下回
転とを操作をするためのコントロールバーである。コン
トロールバー４２ａを中心から左に移動させると、上回
転の操作入力となる。コントロールバー４２ａを中心か
ら右に移動させると、下回転の操作入力となる。コント
ロールバー４２ａの中心からの移動量が大きいほど回転
速度が速くなる。

【０１３７】コントロールバー４２ｂは、左回転と右回
転との操作をするためのコントロールバーである。コン
トロールバー４２ｂを中心から左に移動させると、左回
転の操作入力となる。コントロールバー４２ｂを中心か
ら右に移動させると、右回転の操作入力となる。コント
ロールバー４２ｂの中心からの移動量が大きいほど回転
速度が速くなる。

【０１３８】コントロールバー４２ｃは、上移動と下移
動との操作（平行移動操作）をするためのコントロール
バーである。コントロールバー４２ｃを中心から左に移
動させると、上への平行移動の操作入力となる。コント
ロールバー４２ｃを中心から右に移動させると、下への
平行移動の操作入力となる。コントロールバー４２ｃの
中心からの移動量が大きいほど移動速度が速くなる。

【０１３９】コントロールバー４２ｄは、左移動と右移
動との操作（平行移動操作）をするためのコントロール
バーである。コントロールバー４２ｄを中心から左に移
動させると、左への平行移動の操作入力となる。コント
ロールバー４２ｄを中心から右に移動させると、右への
平行移動の操作入力となる。コントロールバー４２ｄの
中心からの移動量が大きいほど移動速度が速くなる。

【０１４０】コントロールバー４２ｅは、拡大／縮小の
操作をするためのコントロールバーである。コントロー
ルバー４２ｅを中心から左に移動させると、拡大の操作
入力となる。コントロールバー４２ｅを中心から右に移
動させると、縮小の操作入力となる。コントロールバー
４２ｅの中心からの移動量が大きいほど拡大、縮小の速
度（注目オブジェクトへ視点が近寄ったり、遠ざかった
りする速度）が速くなる。

【０１４１】上方向固定移動モード用ボタン群４３０に
は、複数の操作ボタン４３ａ〜４３ｌが含まれている。
これらの操作ボタン４３ａ〜４３ｌの機能は、図９に示
した３３ａ〜３３ｌの機能と同様である。

【０１４２】なお、上記の処理機能は、コンピュータに
よって実現することができる。その場合、コンピュータ
が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供
される。そのプログラムをコンピュータで実行すること
により、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。
処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み
取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コン
ピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記録
装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなど
がある。磁気記録装置には、ハードディスク装置（ＨＤ
Ｄ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープなど
がある。光ディスクには、ＤＶＤ(Digital Versatile D
isc)、ＤＶＤ−ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＣＤ−
ＲＯＭ(Compact Disc Read Only Memory)、ＣＤ−Ｒ(Re
cordable)／ＲＷ(ReWritable)などがある。光磁気記録
媒体には、ＭＯ(Magneto-Optical disc)などがある。

【０１４３】プログラムを流通させる場合には、たとえ
ば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ
などの可搬型記録媒体が販売される。また、プログラム
をサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネッ
トワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピ
ュータにそのプログラムを転送することもできる。

【０１４４】プログラムを実行するコンピュータは、た
とえば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしく
はサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自
己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自
己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに
従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型
記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラ
ムに従った処理を実行することもできる。また、コンピ
ュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送さ
れる毎に、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を
実行することもできる。

【０１４５】なお、本実施の形態においては、動画像に
関する処理を説明したが、本発明が対象とする画像は、
動画像に限らず、複数の静止画像を用いて仮想３次元空
間内のオブジェクトの動きを表現するようなオブジェク
ト表示プログラムおよびオブジェクト表示装置であって
もよい。

【０１４６】（付記１） 仮想３次元空間内のオブジェ
クトを画像で表示するオブジェクト表示プログラムにお
いて、コンピュータに、操作入力に応答して移動モード
を判断し、操作入力に応答して、判断された前記移動モ
ードに応じた視点位置と視線ベクトルとを決定し、判断
された前記移動モードが上方向固定移動モードの場合に
は、投影面の上方向をあらかじめ決められた方向に決定
し、判断された前記移動モードが上方向可変移動モード
の場合には、所定の規則に従って前記投影面の上方向を
決定し、決定された前記視点位置、前記視線ベクトル、
および決定された方向を上とした前記投影面に基づいて
透視変換を行い、前記オブジェクトの画像を描画し、描
画された前記画像を表示する、処理を実行させることを
特徴とするオブジェクト表示プログラム。

【０１４７】（付記２） 判断された前記移動モードが
前記上方向可変移動モードの場合、前記視線ベクトルに
垂直な方向を、前記投影面の上方向と決定することを特
徴とする付記１記載のオブジェクト表示プログラム。

【０１４８】（付記３） 判断された前記移動モードが
前記上方向固定移動モードの場合、前記仮想３次元空間
の上方向を前記投影面の上方向と決定することを特徴と
する付記１記載のオブジェクト表示プログラム。

【０１４９】（付記４） 判断された前記移動モードが
前記上方向可変移動モードの場合、任意に指定された注
目オブジェクトとの相対的な関係に応じて、前記視点位
置と前記視線ベクトルとを決定することを特徴とする付
記１記載のオブジェクト表示プログラム。

【０１５０】（付記５） 前記上方向固定移動モード用
の第１のユーザインタフェースと、前記上方向可変移動
モード用の第２のユーザインタフェースとが用意され、
どちらの入力インタフェースが操作されたかにより前記
移動モードを判断することを特徴とする付記１記載のオ
ブジェクト表示プログラム。

【０１５１】（付記６） 仮想３次元空間内のオブジェ
クトを画像で表示するオブジェクト表示装置において、
操作入力に応答して移動モードを判断する判断手段と、
操作入力に応答して、前記判断手段で判断された前記移
動モードに応じた視点位置と視線ベクトルとを決定する
視点状態決定手段と、前記判断手段で判断された前記移
動モードが上方向固定移動モードの場合には、投影面の
上方向をあらかじめ決められた方向に決定し、前記判断
手段で判断された前記移動モードが上方向可変移動モー
ドの場合には、所定の規則に従って前記投影面の上方向
を決定する上方向決定手段と、前記視点状態決定手段で
決定された前記視点位置および前記視線ベクトルと、前
記上方向決定手段で決定された方向を上とした前記投影
面とに基づいて透視変換を行い、前記オブジェクトの画
像を描画する描画手段と、前記描画手段で描画された前
記画像を表示する表示手段と、を有することを特徴とす
るオブジェクト表示装置。

【０１５２】（付記７） 前記上方向決定手段は、前記
判断手段で判断された前記移動モードが前記上方向可変
移動モードの場合、前記視線ベクトルに垂直な方向を、
前記投影面の上方向と決定することを特徴とする付記６
記載のオブジェクト表示装置。

【０１５３】（付記８） 前記上方向決定手段は、前記
判断手段で判断された前記移動モードが前記上方向固定
移動モードの場合、前記仮想３次元空間の上方向を前記
投影面の上方向と決定することを特徴とする付記６記載
のオブジェクト表示装置。

【０１５４】（付記９） 前記視点状態決定手段は、前
記判断手段で判断された前記移動モードが前記上方向可
変移動モードの場合、任意に指定された注目オブジェク
トとの相対的な関係に応じて、前記視点位置と前記視線
ベクトルとを決定することを特徴とする付記６記載のオ
ブジェクト表示装置。

【０１５５】（付記１０） 前記判断手段は、前記上方
向固定移動モード用の第１のユーザインタフェースと、
前記上方向可変移動モード用の第２のユーザインタフェ
ースとが用意され、どちらの入力インタフェースが操作
されたかにより前記移動モードを判断することを特徴と
する付記６記載のオブジェクト表示装置。

【０１５６】（付記１１） 仮想３次元空間内のオブジ
ェクトを画像で表示するオブジェクト表示方法におい
て、操作入力に応答して移動モードを判断し、操作入力
に応答して、判断された前記移動モードに応じた視点位
置と視線ベクトルとを決定し、判断された前記移動モー
ドが上方向固定移動モードの場合には、投影面の上方向
をあらかじめ決められた方向に決定し、判断された前記
移動モードが上方向可変移動モードの場合には、所定の
規則に従って前記投影面の上方向を決定し、決定された
前記視点位置、前記視線ベクトル、および決定された方
向を上とした前記投影面に基づいて透視変換を行い、前
記オブジェクトの画像を描画し、描画された前記画像を
表示する、ことを特徴とするオブジェクト表示方法。

【０１５７】（付記１２） 仮想３次元空間内のオブジ
ェクトを画像で表示するオブジェクト表示プログラムを
記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体におい
て、前記コンピュータに、操作入力に応答して移動モー
ドを判断し、操作入力に応答して、判断された前記移動
モードに応じた視点位置と視線ベクトルとを決定し、判
断された前記移動モードが上方向固定移動モードの場合
には、投影面の上方向をあらかじめ決められた方向に決
定し、判断された前記移動モードが上方向可変移動モー
ドの場合には、所定の規則に従って前記投影面の上方向
を決定し、決定された前記視点位置、前記視線ベクト
ル、および決定された方向を上とした前記投影面に基づ
いて透視変換を行い、前記オブジェクトの画像を描画
し、描画された前記画像を表示する、処理を実行させる
ことを特徴とする記録媒体。

【０１５８】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、移動モ
ードが上方向固定移動モードの場合には、投影面の上方
向をあらかじめ決められた方向に決定し、移動モードが
上方向可変移動モードの場合には、所定の規則に従って
投影面の上方向を決定するようにした。そのため、任意
の操作入力により、自由度の高い視点移動をしたり、投
影面の上方向を所定の方向へ固定して視点を移動したり
することができる。この結果、ユーザが視点を操作して
仮想３次元空間内の画像を表示させる際の操作性が向上
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】各移動モードにおけるアップベクトルの例を示
す図である。図２（Ａ）は上方向可変移動モードの例を
示しており、図２（Ｂ）は上方向固定移動モードの例を
示している。

【図３】各移動モードでの画面例を示す図である。図３
（Ａ）は、上方向可変移動モードで画面例を示してお
り、図３（Ｂ）は、上方向固定移動モードでの画面例を
示している。

【図４】本発明の実施の形態に用いるコンピュータのハ
ードウェア構成例を示す図である。

【図５】本実施の形態の機能構成例を示すブロック図で
ある。

【図６】視野情報格納部のデータ構造の一例を示す図で
ある。

【図７】オブジェクト情報格納部のデータ構造の一例を
示す図である。

【図８】３次元透視投影の概念を示す模式図である。

【図９】本実施の形態における表示画面の一例を示す図
である。

【図１０】上方向可変移動モードによる移動の例を示す
図である。図１０（Ａ）は、左回転、右回転の動作を表
しており、図１０（Ｂ）は、上回転、下回転の動作を表
している。

【図１１】上方向固定移動モードによる移動の例を示す
図である。図１１（Ａ）は、左向き、右向きの動作を表
しており、図１１（Ｂ）は、見上げ、見下げの動作を表
している。

【図１２】オブジェクト表示処理を示すフローチャート
である。

【図１３】描画処理の詳細を示すフローチャートであ
る。

【図１４】図９の状態から前進した後の画面の例を示す
図である。

【図１５】図１４の状態から左回転した後の画面の例を
示す図である。

【図１６】アップベクトルが傾いたときの画面の一例を
示す図である。

【図１７】アップベクトルが固定されたときの画面の一
例を示す図である。

【図１８】コントロールバーの入力インタフェースを有
する画面の一例を示す図である。

【図１９】従来の仮想３次元空間内の定義内容を示す図
である。

【符号の説明】

１ 画面 ２ 上方向可変移動モードキー群 ３ 上方向固定移動モードキー群 ４ 画像表示部 ４ａ，４ｂ，４ｃ 画像 １０ ネットワーク １１ モニタ １２ キーボード １３ マウス １００ コンピュータ １０１ ＣＰＵ １０２ ＲＡＭ １０３ ハードディスクドライブ １０４ グラフィック処理装置 １０５ 入力インタフェース １０６ 通信インタフェース １０７ バス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平山 由岐夫 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 今泉 啓輔 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 5B046 AA03 FA02 FA15 FA17 GA01 GA09 HA01 5B050 AA03 BA07 BA08 BA09 BA13 CA07 EA24 EA27 EA30 FA02 FA13

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 仮想３次元空間内のオブジェクトを画像
   で表示するオブジェクト表示プログラムにおいて、 コンピュータに、 操作入力に応答して移動モードを判断し、 操作入力に応答して、判断された前記移動モードに応じ
   た視点位置と視線ベクトルとを決定し、 判断された前記移動モードが上方向固定移動モードの場
   合には、投影面の上方向をあらかじめ決められた方向に
   決定し、判断された前記移動モードが上方向可変移動モ
   ードの場合には、所定の規則に従って前記投影面の上方
   向を決定し、 決定された前記視点位置、前記視線ベクトル、および決
   定された方向を上とした前記投影面に基づいて透視変換
   を行い、前記オブジェクトの画像を描画し、 描画された前記画像を表示する、 処理を実行させることを特徴とするオブジェクト表示プ
   ログラム。
2. 【請求項２】 判断された前記移動モードが前記上方向
   可変移動モードの場合、前記視線ベクトルに垂直な方向
   を、前記投影面の上方向と決定することを特徴とする請
   求項１記載のオブジェクト表示プログラム。
3. 【請求項３】 判断された前記移動モードが前記上方向
   固定移動モードの場合、前記仮想３次元空間の上方向を
   前記投影面の上方向と決定することを特徴とする請求項
   １記載のオブジェクト表示プログラム。
4. 【請求項４】 前記上方向固定移動モード用の第１のユ
   ーザインタフェースと、前記上方向可変移動モード用の
   第２のユーザインタフェースとが用意され、どちらの入
   力インタフェースが操作されたかにより前記移動モード
   を判断することを特徴とする請求項１記載のオブジェク
   ト表示プログラム。
5. 【請求項５】 仮想３次元空間内のオブジェクトを画像
   で表示するオブジェクト表示装置において、 操作入力に応答して移動モードを判断する判断手段と、 操作入力に応答して、前記判断手段で判断された前記移
   動モードに応じた視点位置と視線ベクトルとを決定する
   視点状態決定手段と、 前記判断手段で判断された前記移動モードが上方向固定
   移動モードの場合には、投影面の上方向をあらかじめ決
   められた方向に決定し、前記判断手段で判断された前記
   移動モードが上方向可変移動モードの場合には、所定の
   規則に従って前記投影面の上方向を決定する上方向決定
   手段と、 前記視点状態決定手段で決定された前記視点位置および
   前記視線ベクトルと、前記上方向決定手段で決定された
   方向を上とした前記投影面とに基づいて透視変換を行
   い、前記オブジェクトの画像を描画する描画手段と、 前記描画手段で描画された前記画像を表示する表示手段
   と、 を有することを特徴とするオブジェクト表示装置。