信息處理設(shè)備和信息處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種信息處理設(shè)備和信息處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，三維CAD系統(tǒng)被用于制造和設(shè)計領(lǐng)域，并且可以在三維顯示組件及其斷面時設(shè)計組件及其斷面。例如，已知這樣一種技術(shù):在觀察斷面時，設(shè)置用作為基準的斷面平面的位置和方向(以下稱為“斷面操作”)、通過CAD畫面上的操作來改變組件的斷面位置、并且觀察斷面。
[0003]還研宄了虛擬現(xiàn)實(VR)系統(tǒng)，其中，通過使用頭戴式顯示器(HMD)在虛擬現(xiàn)實空間使用三維CAD系統(tǒng)來進行設(shè)計(日本特開2012-53631)。此外，提出了使用混合現(xiàn)實(MR)系統(tǒng)，其中，通過使用HMD組合現(xiàn)實空間和虛擬空間(日本特開2010-66898)。在觀察者佩戴HMD、并且在現(xiàn)實空間來回走動的同時觀察虛擬物體的環(huán)境下，代替鼠標或者鍵盤，還使用通過用手等進行把持來操作的操作裝置，如游戲控制器。
[0004]然而，在VR或者MR中的顯示期間的斷面操作中，利用游戲控制器的預定按鈕來操作斷面。當觀察者的視線方向不同于預定方向時，斷面的操作方向變得與觀察者觀察斷面時的方向相反，并且觀察者可能不能直觀操作斷面。
[0005]例如，考慮這樣一種情況:在由用于定義空間的坐標系的原點和三個軸(X軸、Y軸和Z軸)所定義的坐標系下，操作斷面。假定游戲控制器被配置成:將向上按鈕與+Y方向上的移動相關(guān)聯(lián)、將向下按鈕與一 Y方向上的移動相關(guān)聯(lián)、并且在Y軸方向上操作與X-Z平面平行的斷面平面。在這種情況下，當觀察者站在X-Y平面上、并且視線朝向+Y方向時，利用表示+Y方向的向上按鈕，斷面平面向縱深(即，遠離觀察者)移動，并且利用表示一 Y方向的向下按鈕，斷面平面向前(即，朝向觀察者)移動。在這種情況下，觀察者的操作方向和移動方向相互一致，因而觀察者可以自然地進行操作。相反，當觀察者的視線朝向一 Y方向(例如，他轉(zhuǎn)身180° )時，利用表示+Y方向的向上按鈕，斷面平面朝向觀察者移動，并且利用表示一 Y方向的向下按鈕，斷面平面向更縱深(遠離觀察者)移動。也就是說，移動方向變得與觀察者的操作方向相反。這使得觀察者感覺不自然，并且他不能直觀地操作斷面。在一些情況下，當斷面法線方向不是朝向觀察者(即，在與觀察者和斷面之間的線的方向垂直的平面上)時，他不能確認斷面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種信息處理設(shè)備，其包括:第一獲取單元，用于獲取對虛擬空間中所配置的、至少具有一個斷面的第一三維虛擬物體進行觀察的觀察者的視點位置；第二獲取單元，用于獲取所述第一三維虛擬物體的第一斷面的法線矢量；圖像生成單元，用于基于所述觀察者的視點位置和所述第一斷面的法線矢量，生成具有法線矢量與所述第一斷面的法線矢量不同的第二斷面的第二三維虛擬物體；以及輸出單元，用于輸出所述圖像生成單元所生成的第二三維虛擬物體的圖像。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種信息處理方法，其通過圖像處理設(shè)備來執(zhí)行，所述信息處理方法包括以下步驟:獲取對虛擬空間中所配置的、至少具有一個斷面的第一三維虛擬物體進行觀察的觀察者的視點位置；獲取所述第一三維虛擬物體的第一斷面的法線矢量；基于所述觀察者的視點位置和所述第一斷面的法線矢量，生成具有法線矢量與所述第一斷面的法線矢量不同的第二斷面的第二三維虛擬物體；以及輸出所生成的第二三維虛擬物體的圖像。
[0008]本發(fā)明提供一種用于旨在對于虛擬空間中所配置的三維虛擬物體提供自然斷面操作的技術(shù)。
[0009]通過以下(參考附圖)對典型實施例的說明，本發(fā)明的其它特征將顯而易見。
【附圖說明】
[0010]包含在說明書中、并構(gòu)成說明書的一部分的附圖，示出本發(fā)明的實施例，并與說明書一起用來解釋本發(fā)明的原理。
[0011]圖1是示出根據(jù)第一實施例的系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的框圖；
[0012]圖2是示出根據(jù)第一實施例的系統(tǒng)的外觀的圖；
[0013]圖3是用于說明視點和虛擬物體的斷面的切割方向(以下稱為斷面法線方向)之間的關(guān)系的圖；
[0014]圖4示出步驟S8030的操作；
[0015]圖5是用于說明步驟S8080的對于向上斷面的操作的圖；
[0016]圖6是用于說明步驟S8080的對于向下斷面的操作的圖；
[0017]圖7是用于說明步驟S8080的對于橫斷面的操作的圖；
[0018]圖8是示出通過根據(jù)第一實施例的信息處理設(shè)備1040所要進行的處理的流程圖；
[0019]圖9是另一形式的操作裝置的圖；
[0020]圖10是示出根據(jù)第二實施例的系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的框圖；
[0021]圖11是根據(jù)第二實施例的頭戴式顯示器(HMD)的外觀的圖；
[0022]圖12是示出通過根據(jù)第二實施例的信息處理設(shè)備10040所要進行的處理的流程圖；
[0023]圖13是示出根據(jù)第三實施例的系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的框圖；
[0024]圖14是示出根據(jù)第三實施例的系統(tǒng)的外觀的圖；
[0025]圖15是示出通過根據(jù)第三實施例的信息處理設(shè)備13040所要進行的處理的流程圖；
[0026]圖16是示出根據(jù)第四實施例的系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的框圖；
[0027]圖17是示出根據(jù)第四實施例的系統(tǒng)的外觀的圖；
[0028]圖18是示出通過根據(jù)第四實施例的信息處理設(shè)備16040所要進行的處理的流程圖；以及
[0029]圖19是用于說明步驟S18040的操作的圖。
【具體實施方式】
[0030]現(xiàn)參考附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。注意，下面的實施例僅是例子，并且并非旨在限制本發(fā)明的范圍。
[0031]第一實施例
[0032]作為根據(jù)本發(fā)明的顯示控制設(shè)備的第一實施例，示例性說明包括頭戴式顯示器(HMD)的信息處理系統(tǒng)。
[0033]設(shè)各結(jié)構(gòu)
[0034]圖1是示出根據(jù)第一實施例的系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是示出根據(jù)第一實施例的信息處理系統(tǒng)的外觀的圖。如上所述，該信息處理系統(tǒng)使用頭戴式顯示器(HMD)，其中，HMD包括位置姿勢測量單元和顯示單元。注意，用于生成磁場的磁場生成器2050被配置在現(xiàn)實空間中的預定位置處。傳感器控制器2070控制磁場生成器2050的操作。
[0035]頭戴式顯示器(HMD) 1010包括用作為磁性傳感器的頭位置姿勢測量單元1020、以及一個顯示單元1030。頭位置姿勢測量單元1020測量與頭位置姿勢測量單元1020自身的位置姿勢(位置和方向)相對應的磁場的變化。然后，頭位置姿勢測量單元1020將測量結(jié)果發(fā)送給傳感器控制器2070。傳感器控制器2070基于所輸入的測量結(jié)果，生成表示頭位置姿勢測量單元1020在傳感器坐標系2060中的位置姿勢的信號值，并且將信號值發(fā)送給信息處理設(shè)備1040。傳感器坐標系2060 (預定坐標系)，是以磁場生成器2050的位置作為原點、并且以在該原點處相互垂直的三個軸作為X軸、Y軸和Z軸的坐標系。
[0036]信息處理設(shè)備1040的視點位置姿勢計算單元1050計算顯示在顯示單元1030上的虛擬空間的圖像在虛擬空間坐標系2080中的視點的位置姿勢。然后，視點位置姿勢計算單元1050更新虛擬信息管理單元1060。虛擬空間坐標系2080是以用于對配置三維虛擬物體的虛擬空間進行定義的坐標系的原點和三個軸作為原點及X軸、Y軸和Z軸的坐標系。
[0037]注意，采用使用磁性傳感器的測量方法作為位置姿勢測量方法。然而，本發(fā)明不依賴于位置姿勢測量方法，因而可以采用使用除磁性傳感器以外的、諸如光學傳感器或者超聲波傳感器等的傳感器的位置姿勢測量方法。還可以采用用于將攝像裝置安裝至HMD1010、并且根據(jù)通過攝像裝置所拍攝的圖像估計攝像裝置的位置姿勢的方法。還可以組合使用多個位置姿勢測量方法。
[0038]虛擬信息管理單元1060保持通過視點位置姿勢計算單元1050所計算出的視點的位置姿勢。此外，虛擬信息管理單元1060從信息存儲單元1065讀出虛擬物體2090和斷面平面2040的多個信息。虛擬物體2090和斷面平面2040的多個位置信息，是虛擬空間坐標系2080中的坐標值。
[0039]頭上佩戴HMD 1010的觀察者(操作者)經(jīng)由操作單元1160(例如，游戲控制器)，控制虛擬物體2090和斷面平面2040在虛擬空間中的位置，其中，操作單元1160用作為利用手等所把持和操作的指示器。操作單元1160包括被配置為能夠至少表示兩個軸向(在該情況下，上下方向和左右方向)的四向選擇器按鍵的方向輸入單元1150。操作單元1160判斷向方向輸入單元1150的輸入，并且將判斷結(jié)果發(fā)送給信息處理設(shè)備1040。
[0040]操作方向獲取單元1090獲取通過方向輸入單元1150所發(fā)送的輸入方向。斷面位置方向獲取單元1070從虛擬信息管理單元1060獲取斷面平面2040，并且計算斷面平面2040的法線2100。
[0041]圖3是用于說明視點和虛擬物體的斷面的法線方向(由于該法線方向是沿觀察者和正在處理的斷面之間的法線的方向，因而以下將其稱為斷面法線方向)之間的關(guān)系的圖。在狀態(tài)300a下，在虛擬空間中斷面法線方向3020未朝向觀察者視點3025。在狀態(tài)300b下，在虛擬空間中斷面法線方向3030朝向視點3025。在另一狀態(tài)300c下，在虛擬空間中斷面法線方向3020未朝向視點3025。
[0042]當斷面法線方向3020未朝向視點3025時，如300a所示，斷面法線方向調(diào)整單