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JP3112790B2 - Virtual reality device - Google Patents

Virtual reality device

Info

Publication number
JP3112790B2
JP3112790B2 JP06007022A JP702294A JP3112790B2 JP 3112790 B2 JP3112790 B2 JP 3112790B2 JP 06007022 A JP06007022 A JP 06007022A JP 702294 A JP702294 A JP 702294A JP 3112790 B2 JP3112790 B2 JP 3112790B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
unit
coordinates
viewing direction
input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP06007022A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH07210705A (en
Inventor
剛 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP06007022A priority Critical patent/JP3112790B2/en
Publication of JPH07210705A publication Critical patent/JPH07210705A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3112790B2 publication Critical patent/JP3112790B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Processing Or Creating Images (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、仮想現実装置に係り、
特に、視野方向を計測する視野方向センサと、視野方向
に応じた映像を生成する描画装置と、描画装置からの出
力映像を表示する眼前固定型ディスプレイを備えている
仮想現実装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a virtual reality device,
In particular, the present invention relates to a virtual reality device including a visual field direction sensor that measures a visual field direction, a drawing device that generates an image according to the visual direction, and a fixed frontal display that displays an output image from the drawing device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、頭の方向情報をセンサによって取
り込みそれに応じた映像を頭部にとりつけた映像機器に
表示することにより、架空の世界を体験する仮想現実装
置が知られている。このような仮想現実装置において
は、時間遅れの少ない描画装置が望まれている。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been known a virtual reality apparatus for experiencing a fictional world by capturing head direction information by a sensor and displaying an image corresponding to the head direction information on a video device mounted on the head. In such a virtual reality device, a drawing device with a small time delay is desired.

【0003】従来の仮想現実装置の描画には、ポリゴン
方式のコンピューターグラフィクスが使用されるが、
空、地面などの背景描画の方法については、視点の周り
に球形に多角形を配置しその内面にテクスチャマッピン
グを施して描画を行うエンバイロンメント・マッピング
方式と、2次元的な映像を視野方向に合わせて別に生成
しポリゴン方式で描かれた映像と重ね合わせる疑似3D
方式がある。
[0003] Conventionally, computer graphics of a polygon system are used for rendering of a virtual reality device.
For the background drawing method of the sky, the ground, etc., an environment mapping method in which a polygon is arranged in a spherical shape around the viewpoint and texture mapping is performed on the inner surface to draw the image, and a two-dimensional image is drawn in the viewing direction Pseudo 3D that is generated separately and superimposed on the image drawn in the polygon method
There is a method.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述のエンバ
イロンメント・マッピングでは描画するべき面の数が増
すため、描画コストが高くなるという欠点があった。
However, in the above-mentioned environment mapping, the number of surfaces to be drawn is increased, so that there is a drawback that the drawing cost is increased.

【0005】また、後者の疑似3D方法は、描画コスト
の面では優れているものの、あくまで疑似的なものであ
り、応用性に乏しいという欠点があった。
Although the latter pseudo 3D method is excellent in terms of drawing cost, it is only pseudo, and has a drawback that it has poor applicability.

【0006】本発明は、このような点に鑑みなされたも
のであり、2次元的に記録された円筒図法もしくは等角
図法の映像を立体球面にマッピングし、視野のオイラー
角、垂直視野角、水平視野角に応じて透視することによ
り、より高速かつ正確な全視野方向の動画および静止画
映像を生成することの可能な仮想現実装置を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and maps a two-dimensionally recorded image of a cylindrical projection or an isometric projection onto a three-dimensional spherical surface to obtain a Euler angle, a vertical viewing angle, and a vertical viewing angle of a visual field. It is an object of the present invention to provide a virtual reality device capable of generating a moving image and a still image image in a faster and more accurate omnidirectional direction by performing fluoroscopy according to a horizontal viewing angle.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、視野方向を計測する視野方向センサと、
視野方向に応じた映像を生成する描画装置と、描画装置
からの出力映像を表示する眼前固定型ディスプレイを備
えている仮想現実装置であって、前記描画装置が、等角
図法または円筒図法の映像を入力するイメージ入力部
と、前記視野方向センサからの視野方向の情報を入力す
る角度入力部と、入力した映像を視野方向の情報に基づ
き球にマッピングし、球の中心から入力した視野方向に
透視した際の画像を生成するイメージ変換部と、変換後
の映像を出力する画像出力部を備えたことを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, the present invention provides a view direction sensor for measuring a view direction,
A drawing apparatus that generates an image according to a viewing direction, and a virtual reality apparatus including a fixed frontal display that displays an output image from the drawing apparatus, wherein the drawing apparatus is an isometric or cylindrical projection image. An image input unit for inputting an image, an angle input unit for inputting information on the viewing direction from the viewing direction sensor, and mapping the input image to a sphere based on the information on the viewing direction, in the viewing direction input from the center of the sphere. It is characterized by including an image conversion unit that generates an image when viewed through, and an image output unit that outputs a video after conversion.

【0008】ここで、前記イメージ変換部は、入力した
映像を格納するイメージデータメモリと、視野方向に応
じた画像を前記イメージデータメモリの画素情報から生
成する演算手段と、該生成された画像を格納する出力画
像メモリとから構成されることが望ましく、更に前記演
算手段が、画面の画素座標を逐次生成する座標生成部
と、該座標生成部によって生成された座標に対して視野
方向の回転を行う視野方向回転部と、該視野方向回転部
により得られた座標に対して仰角方向の回転を行う仰角
方向回転部と、該仰角方向回転部によって得られた座標
に対してマッピング処理を行い等角座標とするマッピン
グ部と、得られた等角座標に水平方向の回転を施す水平
方向回転部と、該水平方向回転部によって得られた座標
よりイメージデータメモリのアドレスを生成し出力する
イメージアドレス出力部とから構成されることが望まし
い。
Here, the image conversion unit includes an image data memory for storing the input video, an arithmetic unit for generating an image corresponding to the viewing direction from the pixel information of the image data memory, And an output image memory for storing the image data. The computing means may further include: a coordinate generation unit that sequentially generates pixel coordinates of a screen; and a rotation in a viewing direction with respect to the coordinates generated by the coordinate generation unit. A viewing direction rotation unit to perform, an elevation rotation unit that rotates in an elevation direction with respect to the coordinates obtained by the viewing direction rotation unit, a mapping process to the coordinates obtained by the elevation rotation unit, etc. A mapping unit that sets angular coordinates, a horizontal rotation unit that performs horizontal rotation on the obtained conformal coordinates, and image data based on the coordinates obtained by the horizontal rotation unit. It is comprised of an image address output unit that generates an address of the memory output is desired.

【0009】[0009]

【作用】上記した構成によれば、イメージ入力部を介し
て入力された円筒図法もしくは等角図法の映像は、角度
入力部を介して入力された視野方向の情報に基づき立体
球にマッピングされ、球の中心から視野方向に透視した
際の映像に変換される。この変換後の映像が、画像出力
部を介して眼前固定型ディスプレイに出力される。これ
により、全視野方向の情報を正確かつ高速に取り出すこ
とができる。
According to the above arrangement, the cylindrical projection or the isometric projection video input through the image input unit is mapped to the three-dimensional sphere based on the information on the viewing direction input through the angle input unit. It is converted into an image when viewed through the center of the sphere in the viewing direction. The converted video is output to the fixed-for-the-eye display via the image output unit. This makes it possible to accurately and quickly extract information in all viewing directions.

【0010】イメージ変換部がイメージデータメモリ、
演算手段及び出力画像メモリからなる場合は、イメージ
入力部を介して入力された映像は、イメージデータメモ
リに格納され、演算手段はこのイメージデータメモリの
画素情報から、視野方向に応じた画像を生成し、出力画
像メモリに格納する。
The image conversion unit is an image data memory;
In the case where the image processing apparatus includes an arithmetic unit and an output image memory, the image input through the image input unit is stored in the image data memory, and the arithmetic unit generates an image corresponding to the viewing direction from the pixel information of the image data memory. And stores it in the output image memory.

【0011】さらに、上記した演算手段が、座標生成
部、視野方向回転部、仰角方向回転部、マッピング部、
水平方向回転部、及びイメージアドレス出力部からなる
場合は、まず座標生成部が画面の画素座標を逐次生成
し、次いで視野方向回転部が該座標生成部によって生成
された座標に対して視野方向の回転を行う。この後、仰
角方向回転部にて該視野方向回転部により得られた座標
に対して仰角方向の回転を行い、マッピング部にて該仰
角方向回転部によって得られた座標に対してマッピング
処理を行う。得られた等角座標に水平方向回転部にて水
平方向の回転が施され、イメージアドレス出力部にて該
水平方向回転部によって得られた座標よりイメージデー
タメモリのアドレスが生成され出力される。
Further, the arithmetic means includes a coordinate generation unit, a viewing direction rotation unit, an elevation rotation unit, a mapping unit,
In the case of a horizontal rotation unit and an image address output unit, first, the coordinate generation unit sequentially generates the pixel coordinates of the screen, and then the viewing direction rotation unit sets the pixel coordinates of the screen in the viewing direction with respect to the coordinates generated by the coordinate generation unit. Perform rotation. Thereafter, the elevation rotation unit rotates the coordinates obtained by the viewing direction rotation unit in the elevation direction, and the mapping unit performs the mapping process on the coordinates obtained by the elevation rotation unit. . The obtained conformal coordinates are subjected to horizontal rotation by a horizontal rotation unit, and an image address output unit generates and outputs an address of an image data memory from the coordinates obtained by the horizontal rotation unit.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図を参照しな
がら説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】図1は仮想現実装置の基本的構成の一例を
示し、1は描画装置であり、2は操作者の視野方向を測
定するセンサであり、3は映像を表示する眼前固定型デ
ィスプレイである。図2は、本発明にかかる仮想現実装
置の全体構成図であり、図1と同一の要素には、同一の
参照符号を付している。描画装置1には視野方向センサ
2からの信号が入力され、また該描画装置1からは、眼
前固定型ディスプレイに画像信号が出力されている。描
画装置1中の、4はイメージ変換部であり、視野方向セ
ンサ2からの信号が入力される角度入力部5、入力画像
信号が供給されるイメージ入力部6、画像を出力する画
像出力部7、入力画像を蓄えるイメージデータメモリ
8、出力画像を蓄える出力画像メモリ9、及び演算処理
を行うCPU10を備える。該イメージ変換部4は、視
野方向センサ2からの視野情報を角度入力部5から、入
力画像信号をイメージ入力部6からそれぞれ入力し、入
力画像を球形にマッピングし、それを球の中心から視野
方向に透視した映像を生成画像出力部7を通し眼前固定
型ディスプレイ3に出力する。
FIG. 1 shows an example of a basic configuration of a virtual reality apparatus, wherein 1 is a drawing apparatus, 2 is a sensor for measuring the direction of an operator's field of view, and 3 is a fixed-front-of-eye display for displaying an image. is there. FIG. 2 is an overall configuration diagram of the virtual reality apparatus according to the present invention, and the same elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. A signal from the view direction sensor 2 is input to the drawing device 1, and an image signal is output from the drawing device 1 to a fixed-for-eye display. In the drawing apparatus 1, reference numeral 4 denotes an image conversion unit, which is an angle input unit 5 to which a signal from the view direction sensor 2 is input, an image input unit 6 to which an input image signal is supplied, and an image output unit 7 to output an image. , An image data memory 8 for storing input images, an output image memory 9 for storing output images, and a CPU 10 for performing arithmetic processing. The image conversion unit 4 inputs the visual field information from the visual field direction sensor 2 from the angle input unit 5 and the input image signal from the image input unit 6, respectively, maps the input image into a sphere, and maps the input image from the center of the sphere to the visual field. The image viewed through the direction is output to the fixed anterior eye display 3 through the generated image output unit 7.

【0014】以下、イメージ変換部について説明する。Hereinafter, the image converter will be described.

【0015】イメージデータメモリ8は、複数の画素か
らなる画像を表す入力信号を外部より入力し保存するメ
モリであり、CPU10からの指示によって任意の位置
の画素情報を読み出すことができる。出力画像メモリ9
は出力すべき画像を保存するメモリであり、CPU10
から任意の位置に書き込みを行なうことができ、また眼
前固定型ディスプレイ3に表示しうる映像信号を出力す
る。CPU10は、後述の方法により、視野方向に応じ
た映像をイメージデータメモリ8の画素情報から生成
し、出力画像メモリ9に出力する。
The image data memory 8 is a memory for externally inputting and storing an input signal representing an image composed of a plurality of pixels, and can read out pixel information at an arbitrary position according to an instruction from the CPU 10. Output image memory 9
Is a memory for storing an image to be output,
And a video signal which can be written to an arbitrary position and can be displayed on the fixed-for-the-eye display 3 is output. The CPU 10 generates an image corresponding to the viewing direction from the pixel information in the image data memory 8 and outputs the generated image to the output image memory 9 by a method described later.

【0016】図3はCPU10の処理ブロック図であ
る。CPU10の処理は、大きく分けて、座標生成部1
1、視野方向回転部12、仰角方向回転部13、マッピ
ング部14、水平方向回転部15、イメージアドレス出
力部16の六つのブロックから構成され、視野方向セン
サ2から水平方向回転角(Head)、仰角方向回転角
(Pit)及び視野方向回転角(Rol)から成る視野
のオイラー角と、予め設定されている水平画角A及び垂
直画角Bとから、水平角h及び仰角pを算出し、これを
イメージデータメモリ8のアドレスに変換して、イメー
ジデータメモリ8にアクセスする。図9に、視野方向回
転角(Rol)、水平方向回転角(Head)、仰角方
向回転角(Pit)の座標系を、図10に、等角座標の
座標系を夫々図示する。
FIG. 3 is a processing block diagram of the CPU 10. The processing of the CPU 10 is roughly divided into a coordinate generation unit 1
1. The viewing direction rotation unit 12, the elevation direction rotation unit 13, the mapping unit 14, the horizontal direction rotation unit 15, and the image address output unit 16 are composed of six blocks, and the horizontal direction rotation angle (Head) from the viewing direction sensor 2; The horizontal angle h and the elevation angle p are calculated from the Euler angle of the visual field including the elevation angle rotation angle (Pit) and the visual field direction rotation angle (Rol), and the preset horizontal angle of view A and vertical angle of view B, This is converted into an address of the image data memory 8 and the image data memory 8 is accessed. FIG. 9 illustrates a coordinate system of a viewing direction rotation angle (Rol), a horizontal rotation angle (Head), and an elevation rotation angle (Pit), and FIG. 10 illustrates a coordinate system of conformal coordinates.

【0017】図4に前記六つのブロックで実行される処
理のフローチャートを示す。また、図5は各部で行われ
る演算を表すものである。
FIG. 4 shows a flowchart of the processing executed in the six blocks. FIG. 5 shows calculations performed in each unit.

【0018】まず、座標生成部11にて出力画像メモリ
の画素に対応して、画面を左上から右下まで1ラインず
つ走査した場合の、書き込みアドレス及び入力(ピクセ
ル)座標(x,y)を逐次生成する。水平512ドット
垂直512ドットの画面の場合、(0,0),(1,
0),...,(511,0),(0,1),...,
(511,511)という座標が生成される。
First, the write address and input (pixel) coordinates (x, y) when the screen is scanned line by line from the upper left to the lower right corresponding to the pixels of the output image memory by the coordinate generation unit 11 are shown. Generate sequentially. For a screen with 512 horizontal dots and 512 vertical dots, (0, 0), (1,
0),. . . , (511,0), (0,1),. . . ,
The coordinates (511, 511) are generated.

【0019】視野方向回転部12では、座標生成部11
によって生成された座標(x,y)を式(1)に従っ
て、視野方向回転角Rolだけ逆向きに回転させ、新た
な座標(x,y)を生成する。
The view direction rotation unit 12 includes a coordinate generation unit 11
Are rotated in the opposite direction by the viewing direction rotation angle Rol in accordance with the equation (1) to generate new coordinates (x, y).

【0020】[0020]

【数1】 (Equation 1)

【0021】仰角方向回転部13では、視野方向回転部
12によって生成された座標(x,y)を式(2)、
(3)に従って、仰角方向回転角Pitだけ逆向きに回
転させ、新たな座標(x,y)を生成する。
In the elevation direction rotation unit 13, the coordinates (x, y) generated by the view direction rotation unit 12 are expressed by the following equation (2).
According to (3), a new coordinate (x, y) is generated by rotating in the opposite direction by the elevation rotation angle Pit.

【0022】[0022]

【数2】 (Equation 2)

【0023】[0023]

【数3】 (Equation 3)

【0024】マッピング部14では、先の座標(x,
y)を式(4)〜(6)に従って、等角座標(h,p)
に変換する。
In the mapping unit 14, the coordinates (x,
y) is converted into conformal coordinates (h, p) according to equations (4) to (6).
Convert to

【0025】[0025]

【数4】 (Equation 4)

【0026】[0026]

【数5】 (Equation 5)

【0027】[0027]

【数6】 (Equation 6)

【0028】水平方向回転部15では、等角座標の
(h,p)を式(7)に従って、水平方向回転角Hea
dだけ逆向きに回転させる。
The horizontal rotation unit 15 converts the (h, p) of the conformal coordinates into the horizontal rotation angle Hea according to equation (7).
Rotate in the opposite direction by d.

【0029】[0029]

【数7】 (Equation 7)

【0030】イメージアドレス出力部16では、仰角及
び水平角から、イメージデータメモリ8上のアドレスを
算出する。
The image address output section 16 calculates an address on the image data memory 8 from the elevation angle and the horizontal angle.

【0031】結果、座標生成部によって生成された座標
x,yは、等角座標で描かれた映像上のある1ピクセル
を指すアドレス変換される。
As a result, the coordinates x and y generated by the coordinate generation unit are subjected to address conversion indicating one pixel on an image drawn in conformal coordinates.

【0032】このアドレスのピクセル情報を逐次読みだ
し出力画像メモリ9にストアすることによって、出力映
像が完成する。
The pixel information at this address is sequentially read and stored in the output image memory 9 to complete the output video.

【0033】図7は、変換操作の概念図であり、等角座
標で描かれた世界地図上の視野範囲19が、球面上の視
野範囲19に変換されることが示されている。
FIG. 7 is a conceptual diagram of the conversion operation, and shows that the field of view 19 on the world map drawn in conformal coordinates is converted to the field of view 19 on a spherical surface.

【0034】図8は変換部からイメージデータメモリ5
に出力された座標をプロットしたものであり、黒い部分
20が視野であり、Pitは視野の仰角方向回転角を意
味する。また視野方向回転角(Rol)は0度、水平方
向回転角(Head)は90度、水平画角A、垂直画角
Bは180度である。
FIG. 8 shows the conversion from the conversion unit to the image data memory 5.
Are plotted, and the black portion 20 is the visual field, and Pit means the angle of rotation of the visual field in the elevation direction. The viewing direction rotation angle (Rol) is 0 degree, the horizontal direction rotation angle (Head) is 90 degrees, the horizontal angle of view A and the vertical angle of view B are 180 degrees.

【0035】以上、本実施例によれば、2次元的に記録
された円筒図法もしくは等角図法の映像を立体球面にマ
ッピングし、視野のオイラー角、水平画角、垂直画角に
応じて透視することにより、より高速かつ正確な全視野
方向の映像を生成することができる。ここで、イメージ
データメモリ8に格納される映像情報を、所定間隔にて
更新すれば動画映像、更新しない場合には静止画映像を
生成することとなる。
As described above, according to the present embodiment, two-dimensionally recorded images of the cylindrical projection or the isometric projection are mapped onto the three-dimensional spherical surface, and are perspectiveed according to the Euler angle, the horizontal angle of view, and the vertical angle of view of the visual field. By doing so, faster and more accurate images in all viewing directions can be generated. Here, if the image information stored in the image data memory 8 is updated at predetermined intervals, a moving image image is generated, and if not updated, a still image image is generated.

【0036】図6は、別の実施例であり、3次元グラフ
ィック描画装置とイメージ変換部を組み合わせて使用し
た仮想現実装置である。図中、図2と同一の構成には、
同一の参照符号が付してある。本実施例の仮想現実装置
は、先の実施例同様、描画装置1、視野方向センサ2、
眼前固定型ディスプレイ3から構成される。描画装置1
は、イメージ変換部4と、3次元グラフィック描画装置
18と、イメージ変換部4からの出力映像と3次元グラ
フィック描画装置18からの出力映像を合成する画像合
成装置17とを備えている。ここで、イメージ変換部4
は先の実施例でのイメージ変換部4と全く同一の構成、
機能を有するもので、画像出力部7より出力された映像
は、画像合成装置17に入力されている。3次元グラフ
ィック描画装置18は、視野方向センサ1からの情報に
応じて視野方向に応じた透視映像を生成するものであ
り、画像合成装置17は、画像出力部7より背景映像を
入力し、3次元グラフィック描画装置より、前景を入力
し、3次元グラフィックの描画されていない部分から、
画像出力部7からの映像がすけて見えるように合成し、
眼前固定型ディスプレイ3に出力する。これにより、背
景として入力される映像と3次元グラフィックにより作
成された映像とが重ね合わされた全視野方向の動画およ
び静止画映像が、より高速かつ正確に生成される。
FIG. 6 shows another embodiment, which is a virtual reality apparatus using a combination of a three-dimensional graphic drawing apparatus and an image conversion unit. In the figure, the same configuration as FIG.
The same reference numerals are given. As in the previous embodiment, the virtual reality device of this embodiment includes a drawing device 1, a view direction sensor 2,
It is composed of an anterior fixed display 3. Drawing device 1
Is provided with an image converter 4, a three-dimensional graphic drawing device 18, and an image synthesizing device 17 for synthesizing the output video from the image converter 4 and the output video from the three-dimensional graphic drawing device 18. Here, the image conversion unit 4
Is exactly the same configuration as the image conversion unit 4 in the previous embodiment,
The video having the function and output from the image output unit 7 is input to the image synthesizing device 17. The three-dimensional graphic drawing device 18 generates a perspective image according to the viewing direction according to the information from the viewing direction sensor 1, and the image synthesizing device 17 inputs a background image from the image output unit 7 and The foreground is input from the three-dimensional graphic drawing device, and from the part where the three-dimensional graphic is not drawn,
The image from the image output unit 7 is synthesized so that it can be seen clearly,
The image is output to the fixed-for-eye display 3. As a result, a moving image and a still image image in all viewing directions in which the image input as the background and the image created by the three-dimensional graphic are superimposed are generated faster and more accurately.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の仮想現実
装置によれば、2次元的に記録された円筒図法もしくは
等角図法の映像を立体球面にマッピングし、視野のオイ
ラー角に応じて透視することにより、より高速かつ正確
な全視野方向の動画および静止画映像を生成することが
できる。
As described above, according to the virtual reality apparatus of the present invention, a two-dimensionally recorded image of a cylindrical projection or an isometric projection is mapped onto a three-dimensional spherical surface, and the image is mapped in accordance with the Euler angle of the visual field. By performing the fluoroscopy, it is possible to generate moving images and still images in all directions in a faster and more accurate manner.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にてなる仮想現実装置の基本的構成の一
例を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a basic configuration of a virtual reality device according to the present invention.

【図2】本発明にてなる仮想現実装置の一例の全体構成
図である。
FIG. 2 is an overall configuration diagram of an example of a virtual reality device according to the present invention.

【図3】図2の仮想現実装置のCPUの処理ブロック図
である。
FIG. 3 is a processing block diagram of a CPU of the virtual reality apparatus of FIG. 2;

【図4】図3に示した処理ブロックにて実行される座標
変換動作を説明するフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a coordinate conversion operation performed in the processing block illustrated in FIG. 3;

【図5】座標変換動作に用いられる変換式を示したフロ
ーチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a conversion equation used for a coordinate conversion operation.

【図6】本発明の他の実施例の全体構成図である。FIG. 6 is an overall configuration diagram of another embodiment of the present invention.

【図7】図2の仮想現実装置の映像変換の概念図であ
る。
FIG. 7 is a conceptual diagram of video conversion of the virtual reality device in FIG. 2;

【図8】イメージ変換部から出力された読みだし座標の
プロットである。
FIG. 8 is a plot of read coordinates output from an image conversion unit.

【図9】本発明で使用する視野方向の座標系の説明図で
ある。
FIG. 9 is an explanatory view of a coordinate system in a viewing direction used in the present invention.

【図10】本発明で使用する等角座標の座標系の説明図
である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a coordinate system of conformal coordinates used in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 描画装置 2 視野方向センサ 3 眼前固定型ディスプレイ 4 イメージ変換部 5 角度入力部 6 イメージ入力部 7 画像出力部 8 イメージデータメモリ 9 出力画像メモリ 10 CPU 11 座標生成部 12 視野方向回転部 13 仰角方向回転部 14 マッピング部 15 水平方向回転部 16 イメージアドレス出力部 17 画像合成装置 18 3次元グラフィック描画装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drawing apparatus 2 View direction sensor 3 Fixed eye front display 4 Image conversion unit 5 Angle input unit 6 Image input unit 7 Image output unit 8 Image data memory 9 Output image memory 10 CPU 11 Coordinate generation unit 12 View direction rotation unit 13 Elevation direction Rotating unit 14 Mapping unit 15 Horizontal rotating unit 16 Image address output unit 17 Image synthesizing device 18 Three-dimensional graphic drawing device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06T 17/00 - 17/50 G09G 5/00 - 5/40 G02B 27/22 G06F 3/00 H04N 13/00 - 15/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G06T 17/00-17/50 G09G 5/00-5/40 G02B 27/22 G06F 3/00 H04N 13 / 00-15/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 視野方向を計測する視野方向センサと、
視野方向に応じた映像を生成する描画装置と、描画装置
からの出力映像を表示する眼前固定型ディスプレイを備
えている仮想現実装置であって、前記描画装置が、等角
図法または円筒図法の映像を入力するイメージ入力部
と、前記視野方向センサからの視野方向の情報を入力す
る角度入力部と、入力した映像を視野方向の情報に基づ
き球にマッピングし、球の中心から入力した視野方向に
透視した際の画像を生成するイメージ変換部と、変換後
の映像を出力する画像出力部とを備えたことを特徴とす
る仮想現実装置。
1. A view direction sensor for measuring a view direction,
A drawing apparatus that generates an image according to a viewing direction, and a virtual reality apparatus including a fixed frontal display that displays an output image from the drawing apparatus, wherein the drawing apparatus is an isometric or cylindrical projection image. An image input unit for inputting an image, an angle input unit for inputting information on the viewing direction from the viewing direction sensor, and mapping the input image to a sphere based on the information on the viewing direction, in the viewing direction input from the center of the sphere. A virtual reality apparatus comprising: an image conversion unit that generates an image when viewed through; and an image output unit that outputs a converted video.
【請求項2】 前記イメージ変換部が、入力した映像を
格納するイメージデータメモリと、視野方向に応じた画
像を前記イメージデータメモリの画素情報から生成する
演算手段と、該生成された画像を格納する出力画像メモ
リとからなることを特徴とする請求項1に記載の仮想現
実装置。
2. The image conversion section, wherein: an image data memory for storing an input video; an arithmetic means for generating an image corresponding to a viewing direction from pixel information of the image data memory; 2. The virtual reality apparatus according to claim 1, further comprising an output image memory that performs the operation.
【請求項3】 前記演算手段が、画面の画素座標を逐次
生成する座標生成部と、該座標生成部によって生成され
た座標に対して視野方向の回転を行う視野方向回転部
と、該視野方向回転部により得られた座標に対して仰角
方向の回転を行う仰角方向回転部と、該仰角方向回転部
によって得られた座標に対してマッピング処理を行い等
角座標とするマッピング部と、得られた等角座標に水平
方向の回転を施す水平方向回転部と、該水平方向回転部
によって得られた座標よりイメージデータメモリのアド
レスを生成し出力するイメージアドレス出力部とからな
ることを特徴とする請求項2に記載の仮想現実装置。
3. A coordinate generation unit for sequentially generating pixel coordinates of a screen, a view direction rotation unit for rotating the coordinates generated by the coordinate generation unit in a view direction, and the view direction. An elevation rotation unit that performs rotation in the elevation direction with respect to the coordinates obtained by the rotation unit; a mapping unit that performs mapping processing on the coordinates obtained by the elevation rotation unit to convert the coordinates to conformal coordinates; A horizontal rotation unit for performing horizontal rotation on the conformal coordinates, and an image address output unit for generating and outputting an address of an image data memory from the coordinates obtained by the horizontal rotation unit. The virtual reality device according to claim 2.
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