JP2007536964A - 仮想風景を表示するための方法と装置 - Google Patents

Abstract

三次元の印象として観客（１）の目に見える連続的な可視風景要素（５、５ａ、５ｂ、５ｂ’、５ｂ”）が、連続する少なくとも部分的に透明な平面内で作成される、三次元仮想風景を表示するための方法。これらの平面上で視覚的な形を取る風景要素を作成するためのデバイス（７、７’、８）だけではなく、複数の連続する、少なくとも部分的に透明なディスプレイ又はイメージ平面（４、４ａ、４ｂ、４ｂ’、４ｃ、４ｃ’、４ｄ、４ｄ’）を含む装置も含む。
【選択図】 図１

Description

本発明の主題は、三次元の仮想風景を１人以上の観客に表示するための請求項１のプリアンブルによる方法、及び請求項５のプリアンブルによる装置である。

従来技術の様々な装置が、観客に仮想風景を表示するために既に公知である。１つのこのような装置は、通常は人工的で、多くの場合暗示的にのみ形成される、木、部屋、又は雲という風景の具体的な要素を描く複数の装飾要素が、観客から様々な距離で舞台上に物理的に設置される、劇場の舞台装飾から作られる風景である。このようなケースでは、観客は多くの場合、三次元の仮想世界の、つまりパフォーマンスが行われる空間の、かなり概略的な心的イメージを形成する。

別の類似した表示方法は、特に場面の背景が複数の装飾要素を使用して形成される、写真技法を使用し、多くの場合互いに関連して移動する、「互いの上に」レイアウトされるアニメ映画−現在では、実際にはデジタル技法等の他の方法を使用して実現されている−の旧い技法に関連する。

それらの主要な原理は、様々な要素が実際に物理的に存在するという事実である、仮想風景、つまり物理的実在性とは異なる風景を表示する他のタイプの方法が、長年に亘って提示されてきた。このようにして、様々な要素によって形成される唯一の総合的なピクチャは、仮想ピクチャであった。これを物理的に実現することは、とりわけ、個々の要素を修正することがかなり困難であるという欠点を有している。さらに、物理的要素は、通常それらの正しい位置決めを維持するための支持構造を必要とする。

したがって、観客が目にする仮想風景が観客の脳の中だけで形成される、仮想風景を表示するための特定の従来技術による装置も公知である。このカテゴリは、観客が自分の目の両方で違うソースの異なるピクチャを見るために特殊ゴーグルを着用する様々な立体画のショーを含み、これらのピクチャは観客の脳の中で１つの三次元イメージに結合されるとみなすことができる。今日ではこのような仮想ショーはデジタル技術を使用して実現することもできるが、観客に三次元の知覚を提示するために、様々なイメージを直接的に観客の目に、又は両目によって別々に見られるデバイスに映写するための、特殊な映写装置が必要とされている。

本発明の目的は、一方で物理的に制作される要素、他方では観客によって保持される表示デバイスの配置を可能にする手段である。したがって、本発明はこのような要素を、専用の表示デバイスなしで観客に三次元イメージを提供する完全に仮想上の要素で置き換えることを目的としている。

これらの目的を達成するために、本発明の方法が、添付の特許請求の範囲に特徴が述べられている、対応する装置とともに開発された。したがって、本発明による方法は、連続的な可視風景要素が、これらの一連のイメージが仮想風景の三次元表現として観客に見えるように、連続した少なくとも部分的に透明な平面及び／又はこれらの平面の間の空間に形成されることを特徴としている。

同様に、本発明の装置は、システムがこれらの平面上で及び／又はそれらの間で視覚的な形で風景要素を作成するための装置を含むように、複数の連続して配置され、少なくとも部分的に透明なディスプレイ又はイメージ平面を有することを特徴としている。

本発明の特定の好ましい実施形態は、一例として、及び添付図面を参照してさらに詳細に以下に示されている。

図１は、観客１が見るために、イメージ平面３の視覚的に検出可能なアレイを備える三次元空間構造２がどのように形成されるのかを描いている。イメージアレイ３は、互いに物理的に分離されている平面４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｂ’、４ｃ’を有し、これらの面上で視覚的合成体を形成するイメージが、観客１に見せるために映写される。本発明によれば、別々の視覚的なスケッチ５、５ａ、５ｂは、それらが観客１から様々な距離になり、その結果、観客１がイメージ平面アレイ３を三次元として物理的に見るように、イメージ平面４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｂ’、４ｃ’の上に映写される。観客の目によって見られ、観客の脳によって形成される三次元の眺めは、その風景が、観客がそれを見る形態で物理的に存在していないので仮想風景を表現する。この仮想風景に加えて、空間２は同様に（別々に示されていない）作成される仮想の細部を有しても差し支えない。さらに、空間２は当然、一例として図に示されている美術品６等の物理的に存在する細部を含んでよい。

この関連で、観客１は特に空間２に物理的に存在する１人以上の人を指す。同様に、ここに使用される用語「平面」がそれ自体、イメージの印象が形成される純粋に二次元的な平面以外の面も含んでよいと見なされることに留意すべきである。したがって、該用語は曲面、別々のホログラム又はそれらの部分、煙幕等の少なくとも特定の幾何学的な厚さの映写対象物、及び個々の視覚的なスケッチ５、５ａ、５ｂを上に形成できる他の三次元空間２のような要素をさらに含む。

図１は、一例として、仮想風景がスケッチ要素５、５ａ、５ｂとして、観客１によって見られるときに互いに隣接している平面４ａ、４ｂ、及び４ｂに、映写機７を使用して映写された木を含むことを示している。同様に、例えば図１による装置の中では観客に最も近い平面４ｃ等の１つ以上の投影面がこのような技術的実装を有するので、スケッチ要素５ｂが、例えば少なくとも部分的に透明なＬＣＤディスプレイ上でイメージとして形成されるときにその上で眺めることができるということが、一例として描かれている。図１では、ＬＣＤディスプレイの技術的な相違点は、ＬＣＤディスプレイのディスプレイ制御によって必要とされるそれ自体公知の従来技術を表す濃い枠８によって描かれている。同様に、図１は、既にそれ自体視覚的なスケッチ５ｂ’を示すことができるこのようなイメージ平面４ｃ’の上に、別のプロジェクタ７’による映写を、又はここで提示されるケースでは別の方法で示されているスケッチ５ｂ’の上のイメージ平面４ｃ’で眺めることができる別のスケッチ５ｂ”の同等物を、映写することも可能であることを示す。

映写機７、７’及び／又は電子的なディスプレイフレーム８の代わりに、又はそれらに加えて、視覚的な形又はイメージとして面上に視覚的なスケッチを導入するための、任意の他の方法を使用することが可能であることは言うまでもない。これに関して、用語「面」は、前述されたように平面的な形状及び他の形状両方の表示の手段を指す、複数の連続平面上で観客の視点から眺めることができるように、仮想スケッチ要素の形がその上で外部の影響７、７’、８により形成される、他のこのようなデバイスだけではなく、鏡、煙のスクリーン又は流動（ｌｉｑｕｉｄ）スクリーン等の、視覚的なスケッチを形成するために、他の適切な少なくとも部分的に透明な媒体も指す。少なくとも部分的に透明な表面の上にこのようなスケッチを形成することに加えて、三次元の印象は、物理的に存在する、つまり主に実体のある風景要素９を、図２でさらに詳細に示されるように、観客から様々な距離にある平面４ａ、４ｂ、４ｃの空間１０の間に置くことによって、本発明の枠組みの中で補足できる。

図２は、少なくとも１つの平面要素４が二重の壁構造４ｄを有する装置をさらに示す。煙などの適切な媒体１１、つまり適切に着色された流動する構造、又は固形の網状の構造を、このような構造の空間の端部に配置される壁４ｄ’、４ｄ”の間に導入し、要素４の構造、又はそれが作成する印象を、完全に改変することを可能にすることができる。このような要素は、他の仮想風景要素５．．．５ｂ”が実質的に同じままである、あるいは雰囲気に合うように適切に調整される一方で、例えば人工的な夜間環境を空間２の中に作り出すことを可能にする。このケースでは夜間環境は、表面（図示せず）上に映写される月、星明りに照らされた空、又は同等物のピクチャによってさらに強化できるが、天井構造として使用されるこのような空間１０を通って吹かれる煙は、例えば空の雲の仮想イメージを作成するために使用できる。

本発明の一実施形態による装置は、観客によって観察される仮想風景の性質が、平面に対する１つ以上の外部影響を導入することによって影響を及ぼされる装置である。前述されたそれ自体公知の従来のＬＣＤディスプレイに加えて、このような外部影響の１つの例は、表示面及び／又は映写面の透明度を制御するために使用される、可変磁場又は電場である。同様に、表面の特性は、壁又は天井要素の透明度を変化させることで、外部の太陽光が自動的に空間２の中の環境を変更するように、例えば紫外線等を使用して影響を及ぼすことができる。このような外部影響の他の例は、例えば特定のタイプのガラス構造では、光の屈折、したがってそれらの上に映写される仮想風景の外観も変更する、温度又は物理的な張力の変化でもある。

前記プロジェクタ７、７’に加えて、又はそれらの代わりに、仮想風景要素５．．．５ｂ”を視覚的な形式に変換するためのデバイスは、可視性が別々に活性化できる、あるいはその外観を変更できる映写面で、物理的に形成される形も含むことがある。このようなケースでは、活性化は、好ましくは映写面又はこのような表面を支える要素の上に、所望される印象を作り出すために焦点を合わせる、又は改変するかのどちらかである光、電荷（ｃｈａｒｇｅ）、又は類似する外部影響を映写することを含む。所望される印象を作成又は変更することは、好ましくは半透明の鏡の特性が、例えば鏡の上に映写される又は鏡の上で可視であるイメージ５．．．５ｂ”が、様々な方法で及び／又は様々な場所に示される様々な状況にあるように変化するように、鏡を使用することも含んでよい。

好ましくは、表面を含む要素が好ましくは、プラスチック及び／又は従来技術のそれ自体公知の少なくとも部分的に透明な表示デバイスから作られる、自動洗浄式のガラス、鏡又は類似する実質的に平面的な構造から作られるように、本発明によるイメージ平面４．．．４ｄは、少なくとも部分的に映写面である。その結果、このような構造物は、１人以上の観客１を収容する、例えば図３に示されている空間的な装置を形成するために使用できる。その結果、図３に描かれている空間要素は、適切には、観客が、好ましくはすべての方向に広がり観客１に深く三次元のインプレッションを与える、閉じられた空間要素の中心になるように、例えばエレベータ装置１２を使用して観客１が入ることができる、実質的に閉じられている空間である。

このような空間要素又は空間２は、例えば、様々な仮想風景によって囲まれる、例えばカフェテリア、スイミングプール等の、従来技術のそれ自体公知の活動に対処できる。これらの仮想風景は、明確にするために１つだけが図３に示されているイメージ平面の編集物から形成されている。参照記号Ａ．．．Ｄは、空間２のフロア上の異なるセクタを記し、壁天井構造は例えば、仮想風景の形を取る様々な季節及びその補足する構造と現象を描くことができる。

このようにして、（壁が図３には描かれていない）セクタＡは、動物と植物を含む動物園の要素も含んでよい夏の景色を描くことができるであろう。セクタＢでは、同じ又は異なる仮想風景をその秋の状態で描くことができる。セクタＤは春に関連する環境を表示しているが、セクタＣでは、等しく、いくつかは本物の凍った要素であってよい凍った木、積もった雪等、冬の景色が、表面４ａ．．．４ｃの上に映写される、又はそれ以外の場合描写される冬の状況によって人工的に維持され、サポートされている。

代わりに、あるいは補足として、異なるセクタは同様に異なる地理的な領域を描いてよい。年の季節に加えて、図３の空間２は、空間を動き回る適切に照明する要素１３が、「太陽」又は「月」の両方としての役割を果たすことができるように、様々な時刻を描くこともでき、可視天体の性質は、その光度に関してだけではなく、投射面４ａ．．．４ｄの内の１つの透明度を、非透明から、表示される時刻又は年の月に従って透明に、改変することによっても変更できる。

添付の図は主に、観客の視野がセクタに分けられるような実施形態を描いているが、本発明の範囲が、視野が何らかの方法で分けられる、あるいは視野が目に見える分割を行わず１つの連続体を形成するような装置も含むことは明らかである。他の実施形態も、添付の特許請求項の枠組みの中で本発明による装置の範囲内に含まれる。前記に使用される「景観」の概念が地理的な風景だけではなく、広範囲であると知覚され、三次元のビューの態様が観客のために作り出される印象にとってきわめて重要である、このような可視エンティティも含むことにも留意されたい。同様に、本発明による一般的な装置は、動物を描く詳細等の、１つ以上の平面又は表面の上に景観以外の主題、表示されている該主題に関連する事実情報、又は広告さえも表示できるようにする。

観客からある距離を置いて複数のイメージ平面を有する１つの一般的な装置の斜視図であって、前記イメージ平面に視覚的なスケッチが形成されている。 わずかに異なる別の空間装置の一部を示す。 本発明の複数のイメージ平面が、本質的に連続する壁／天井構造体の要素の中にコンパイルされている、１つの空間装置の斜視図を示す。

Claims (10)

1. 三次元の仮想風景を一人以上の観客(1)に表示する方法であって、
   連続する目に見える風景要素(5,5a,5b、5b',5b’’)が、連続する少なくとも部分的に透明な平面(4,4a,4b,4b',4c,4c’,4d,4d')上および/またはこれらの平面の間の空間(10)内に作成され、
   一連のこれらのイメージが、仮想風景の三次元の印象として前記観客(1)の目に見える点を特徴とする方法。
2. 前記連続風景要素(5,5a,5b,5b',5b'')は、風景要素のイメージを１つ以上の平面(4,4a,4b,4b',4c,4c',4d,4d')上に反射する、すなわち、映写することによって形成される点を特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記連続風景要素(5,5a,5b,5b',5b'')は、前記風景要素が物理的な形態(9,11)を取ることによって、前記観客(1)からさまざまな距離を置いて配置される平面(4,4a,4b,4b',4c,4c',4d,4d')の間の空間(10)内に形成される点を特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記可視仮想風景の性質は、前記面(4,4a,4b,4b',4c,4c',4d,4d')を、好ましくは可変電場(8)、放射線、温度変化および/または前記平面の少なくとも１つの特性またはパラメータを変更させる物理的緊張状態を惹起する外的影響下に置くことによって影響を受ける点を特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の方法。
5. 三次元の仮想風景を表示する装置であって、
   前記装置は、視覚的に検出可能な風景要素(5,5a,5b,5b',5b'')を目に見える形態で平面(4,4a,4b,4b',4c,4c',4d,4d')および/またはこれらの面の間に作成するためのデバイス(7,7',8)だけではなく、複数の連続する、少なくとも部分的に透明なディスプレイまたはイメージ平面をも含む点を特徴とする装置。
6. 前記風景要素を視覚的な形態で作成するためのデバイスは、前記風景要素(5,5a,5b,5b',5b'')のピクチャまたはイメージを部分的に透明な平面(4,4a,4b,4b',4c,4c',4d,4d')またはそれらの面の間、好ましくは、映写面の適切な場所に映写することができるプロジェクタ(7,7’)すなわち複数のデバイスを含む点を特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 前記風景要素を視覚的形態で作成するためのデバイスは、１つ以上のディスプレイ、および/または映写面(4,4a,4b,4b',4c,4c',4d,4d')に物理的に形成されるフレーム形の形状（8）を含み、その可視性は、光、電荷、またはこのような面(4,4a,4b,4b',4c,4c',4d,4d')を支える要素に及ぶ同様な外的影響を強調するか変更することによって、或いは、このようにして、緊張状態のような物理的特性、または、映写面および/または表示面を含む要素の表示制御信号を変更することによって、活性化されるか、その外観が変更されることができる点を特徴とする請求項５に記載の装置。
8. 少なくとも１つのディスプレイおよび映写デバイス(4c)が、電子的に制御されている部分的に透明な表示デバイス(8)、好ましくは、液晶ディスプレイである点を特徴とする請求項５〜７のいずれか１に記載の装置。
9. イメージ平面は、適切な映写面であり、そのような平面(4,4a,4b,4b',4c,4c',4d,4d')を含む諸要素は、好ましくは、自動洗浄式のガラス、鏡、であるか、または、プラスチック製の実質的に平面状の同様な構造体、および/または、液晶ディスプレイ(8)を含むディスプレイ構造体である点を特徴とする請求項５〜８のいずれか１に記載の装置。
10. 空間要素は、イメージ平面を含む１つ以上の要素、好ましくは、内部に一人以上の観客を収容することができるような要素から形成される点を特徴とする請求項５〜９のいずれか１に記載の装置。

Images