虚拟现实模拟器以及计算机可读取记录介质.pdf

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1、(19)国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202210773341.7 (22)申请日 2022.07.01 (30)优先权数据 2021-115014 2021.07.12 JP (71)申请人 丰田自动车株式会社 地址 日本爱知县 (72)发明人 加来航 (74)专利代理机构 中国贸促会专利商标事务所 有限公司 11038 专利代理师 张丽 (51)Int.Cl. H04N 13/302(2018.01) H04N 13/363(2018.01) (54)发明名称 虚拟现实模拟器以及计算机可读取记录介 质 (57)摘要 本公开涉及。

2、虚拟现实模拟器以及计算机可 读取记录介质。 在裸眼VR模拟中抑制用户感受到 的不协调感。 VR模拟器在实际空间中设置于远离 用户的位置且不与用户一体地活动的画面上， 投 影或者显示虚拟空间图像。 更详细而言， VR模拟 器取得作为实际空间中的用户的头部的位置的 实际用户位置的信息。 VR模拟器取得作为与实际 用户位置对应起来的虚拟空间内的位置的虚拟 用户位置。 而且， VR模拟器根据表示虚拟空间的 结构的虚拟空间结构信息， 通过配置于虚拟空间 内的虚拟用户位置的摄像机， 对虚拟空间进行拍 摄， 取得虚拟空间图像。 此时， VR模拟器进行镜头 移位处理， 在该镜头移位处理中， 以使画面的整 体收。

3、敛于摄像机的视场范围中的方式， 使摄像机 的镜头移位。 权利要求书1页 说明书9页 附图10页 CN 115623184 A 2023.01.17 CN 115623184 A 1.一种虚拟现实模拟器， 具备： 1个或者多个处理器； 以及 1个或者多个存储装置， 储存表示虚拟空间的结构的虚拟空间结构信息， 所述1个或者多个处理器构成为进行： 取得实际用户位置的信息的处理， 该实际用户位置为实际空间中的用户的头部的位 置； 取得虚拟用户位置的处理， 该虚拟用户位置为与所述实际用户位置对应起来的所述虚 拟空间内的位置； 拍摄处理， 根据所述虚拟空间结构信息， 通过配置于所述虚拟空间内的所述虚拟用户。

4、 位置的摄像机对所述虚拟空间进行拍摄， 取得虚拟空间图像； 以及 在画面中投影或者显示所述虚拟空间图像的处理， 所述画面在所述实际空间中设置于 远离所述用户的位置， 并且不与所述用户一体地活动， 所述拍摄处理包括镜头移位处理， 在该镜头移位处理中， 以使所述画面的整体收敛于 所述摄像机的视场范围中的方式， 使所述摄像机的镜头移位。 2.根据权利要求1所述的虚拟现实模拟器， 其中， 所述拍摄处理还包括远近感调整处理， 在该远近感调整处理中， 以消除和所述实际用 户位置与所述画面之间的距离相当的远近感的方式， 调整所述摄像机的焦距。 3.根据权利要求1或者2所述的虚拟现实模拟器， 其中， 所述1个。

5、或者多个处理器 根据所述实际用户位置的过去的历史， 预测未来的所述实际用户位置， 根据与未来的所述实际用户位置对应起来的未来的所述虚拟用户位置， 进行所述拍摄 处理。 4.一种计算机可读取记录介质， 记录有虚拟现实模拟程序， 其中， 所述虚拟现实模拟程 序在由计算机执行时， 使所述计算机执行： 取得实际用户位置的信息的处理， 该实际用户位置为实际空间中的用户的头部的位 置； 取得虚拟用户位置的处理， 该虚拟用户位置为与所述实际用户位置对应起来的虚拟空 间内的位置； 拍摄处理， 根据表示所述虚拟空间的结构的虚拟空间结构信息， 通过配置于所述虚拟 空间内的所述虚拟用户位置的摄像机对所述虚拟空间进行。

6、拍摄， 取得虚拟空间图像； 以及 在画面中投影或者显示所述虚拟空间图像的处理， 所述画面在所述实际空间中设置于 远离所述用户的位置， 并且不与所述用户一体地活动， 所述拍摄处理包括镜头移位处理， 在该镜头移位处理中， 以使所述画面的整体收敛于 所述摄像机的视场范围中的方式， 使所述摄像机的镜头移位。 权利要求书 1/1 页 2 CN 115623184 A 2 虚拟现实模拟器以及计算机可读取记录介质 技术领域 0001 本公开涉及虚拟现实(VR： Virtual Reality)模拟。 特别是， 本公开涉及裸眼VR模 拟。 背景技术 0002 专利文献1公开一种图像显示装置。 图像显示装置包括。

7、图像生成部、 投影仪以及检 测部。 图像生成部使用虚拟世界的空间的数据， 生成由设置于虚拟世界的空间的虚拟摄像 机拍摄的虚拟世界的一部分的图像。 投影仪与用户一体地活动， 并且， 将由图像生成部生成 的图像投影到现实世界的空间。 检测部检测投影仪的位置以及投影仪的投影方向。 图像生 成部根据投影仪的移动使虚拟摄像机在虚拟世界的空间中移动。 另外， 图像生成部以使与 投影仪的投影方向对应的方向为拍摄方向的方式设定虚拟摄像机。 在用户的朝向变化、 投 影仪的投影方向变化时， 与其对应地虚拟摄像机的拍摄方向也变动。 0003 作为表示本公开的技术领域中的申请时的技术水平的文献， 还可以举出专利文献 。

8、2、 专利文献3以及专利文献4。 0004 现有技术文献 0005 专利文献 0006 专利文献1： 日本特开2018056924号公报 0007 专利文献2： 日本特开2003141573号公报 0008 专利文献3： 日本特开2004110804号公报 0009 专利文献4： 日本专利第3761563号 发明内容 0010 考虑用户无需佩戴头戴式显示器等VR设备而能够体验VR的 “裸眼VR模拟” 。 在裸眼 VR模拟的情况下， 在远离用户的位置设置画面， 在该画面中描绘虚拟世界(虚拟空间)的图 像。 在这样的裸眼VR模拟中， 最好尽可能抑制用户感受到的不协调感。 0011 本公开的1个目的。

9、在于提供一种能够在裸眼VR模拟中抑制用户感受到的不协调感 的技术。 0012 第1观点涉及虚拟现实模拟器。 0013 虚拟现实模拟器具备： 0014 1个或者多个处理器； 以及 0015 1个或者多个存储装置， 储存表示虚拟空间的结构的虚拟空间结构信息。 0016 1个或者多个处理器构成为进行： 0017 取得实际用户位置的信息的处理， 该实际用户位置为实际空间中的用户的头部的 位置； 0018 取得虚拟用户位置的处理， 该虚拟用户位置为与实际用户位置对应起来的虚拟空 间内的位置； 说明书 1/9 页 3 CN 115623184 A 3 0019 拍摄处理， 根据虚拟空间结构信息， 通过配置。

10、于虚拟空间内的虚拟用户位置的摄 像机对虚拟空间进行拍摄， 取得虚拟空间图像； 以及 0020 在画面中投影或者显示虚拟空间图像的处理， 该画面在实际空间中设置于远离用 户的位置， 并且不与用户一体地活动， 0021 拍摄处理包括镜头移位处理， 在该镜头移位处理中， 以使画面的整体收敛于摄像 机的视场范围中的方式， 使摄像机的镜头移位。 0022 第2观点除了第1观点以外， 还包括接下来的特征。 0023 拍摄处理还包括远近感调整处理， 在该远近感调整处理中， 以消除和实际用户位 置与画面之间的距离相当的远近感的方式， 调整摄像机的焦距。 0024 第3观点除了第1或者第2观点以外， 还包括接下。

11、来的特征。 0025 1个或者多个处理器根据实际用户位置的过去的历史， 预测未来的实际用户位置， 0026 而且， 1个或者多个处理器根据与未来的实际用户位置对应起来的未来的虚拟用 户位置， 进行拍摄处理。 0027 第4观点涉及由计算机执行、 进行虚拟现实模拟的虚拟现实模拟程序。 0028 虚拟现实模拟程序使计算机执行： 0029 取得实际用户位置的信息的处理， 该实际用户位置为实际空间中的用户的头部的 位置； 0030 取得虚拟用户位置的处理， 该虚拟用户位置为与实际用户位置对应起来的虚拟空 间内的位置； 0031 拍摄处理， 根据表示虚拟空间的结构的虚拟空间结构信息， 通过配置于虚拟空间。

12、 内的虚拟用户位置的摄像机对虚拟空间进行拍摄， 取得虚拟空间图像； 以及 0032 在画面中投影或者显示虚拟空间图像的处理， 该画面在实际空间中设置于远离用 户的位置， 并且不与用户一体地活动， 0033 拍摄处理包括镜头移位处理， 在该镜头移位处理中， 以使画面的整体收敛于摄像 机的视场范围中的方式， 使摄像机的镜头移位。 0034 根据本公开， 能够在裸眼VR模拟中抑制用户感受到的不协调感。 附图说明 0035 图1是用于说明本公开的实施方式所涉及的裸眼VR模拟的概要的概念图。 0036 图2是用于说明本公开的实施方式所涉及的裸眼VR模拟的概要的概念图。 0037 图3是示出本公开的实施方。

13、式所涉及的VR模拟器的结构例的框图。 0038 图4是示出本公开的实施方式所涉及的VR模拟器的功能结构例的框图。 0039 图5是示出本公开的实施方式所涉及的由VR模拟器实施的处理的流程图。 0040 图6是用于说明本公开的实施方式所涉及的虚拟空间拍摄处理(步骤S130)的概念 图。 0041 图7是用于说明本公开的实施方式所涉及的虚拟空间拍摄处理(步骤S130)中的第 1特征的概念图。 0042 图8是用于说明本公开的实施方式所涉及的虚拟空间拍摄处理(步骤S130)中的第 2特征的概念图。 说明书 2/9 页 4 CN 115623184 A 4 0043 图9是用于说明本公开的实施方式所涉。

14、及的虚拟空间拍摄处理(步骤S130)中的第 3特征的概念图。 0044 图10是用于说明本公开的实施方式的变形例的框图。 0045 (符号说明) 0046 1： 用户； 4： 画面； 10： VR模拟器； 20： 传感器； 30： 信息处理装置； 31： 处理器； 32： 存储 装置； 40： 描绘装置； 100： VR模拟程序； 110： 实际用户位置取得部； 120： 虚拟用户位置取得 部； 130： 虚拟空间拍摄部； 140： 描绘部； 200： 传感器检测信息； 210： 坐标变换信息； 220： 虚拟 空间结构信息； 230： 画面信息； IMG： 虚拟空间图像； OBJ： 物体； 。

15、Ur： 实际用户位置； Uv： 虚拟用 户位置； VC： 虚拟摄像机。 具体实施方式 0047 参照附图， 说明本公开的实施方式。 0048 1.裸眼VR模拟的概要 0049 图1是用于说明本实施方式所涉及的裸眼VR(Virtual Reality， 虚拟现实)模拟的 概要的概念图。 在裸眼VR模拟中， 用户1无需佩戴头戴式显示器等VR设备而能够体验VR。 0050 更详细而言， 在远离用户1的位置设置至少一个画面(screen， 屏幕)4。 与头戴式显 示器的情况不同， 画面4与用户1独立， 不与用户1一体地活动。 画面4的位置也可以固定。 画 面4也可以垂直于地面设置。 也可以在用户1的周。

16、围设置多个画面4。 多个画面4也可以无接 缝地连续地配置。 在图1所示的例子中， 多个画面4垂直于地面设置， 并且以相互正交的方式 无接缝地连续地配置。 画面4也可以比用户1大。 画面4例如设置于VR体验房间。 0051 这样在远离用户1的画面4中描绘虚拟世界(虚拟空间)的图像。 例如， 在远离画面4 的位置设置投影仪， 从投影仪向画面4投影图像。 作为其他例子， 画面4也可以是液晶显示 器、 有机EL显示器等显示装置的画面。 在该情况下， 在显示装置的画面4中显示图像。 在以下 的说明中，“在画面4中描绘图像” 是指， 在画面4中投影或者显示图像。 0052 在这样的裸眼VR模拟中， 最好尽。

17、可能抑制用户1感受到的不协调感。 例如， 在虚拟 世界中存在物体OBJ。 最好以能够从用户1的位置无不协调感地看到该物体OBJ的方式， 在画 面4中描绘该物体OBJ。 不协调感少是指， 例如， 在画面4中描绘的物体OBJ的图像的失真少。 作为其他例子， 不协调感少是指， 在画面4中描绘的物体OBJ的距离感接近现实。 如后所述， 本实施方式提供一种在裸眼VR模拟中能够抑制用户1感受到的不协调感的技术。 0053 参照图2， 说明在本实施方式中使用的主要的用语。 0054 “实际空间SPr” 是用户1以及画面4实际存在的空间。 在实际空间SPr中， 至少1个画 面4远离用户1地设置。 0055 “。

18、实际空间坐标系(Xr， Yr， Zr)” 是规定实际空间SPr的坐标系。 实际空间坐标系的 原点设定于实际空间SPr内的任意的位置。 Xr轴、 Yr轴、 Zr轴相互正交。 Xr轴以及Yr轴表示水 平方向， Zr轴表示铅直方向。 0056 “实际用户位置Ur” 是实际空间SPr(即实际空间坐标系)中的用户1的位置。 更详细 而言， 实际用户位置Ur是实际空间SPr中的用户1的头部的位置。 例如， 实际用户位置Ur是实 际空间SPr中的用户1的眼睛的位置。 实际用户位置Ur也可以是实际空间SPr中的用户1的两 眼的中心位置。 说明书 3/9 页 5 CN 115623184 A 5 0057 “虚。

19、拟空间SPv” 是作为VR模拟的对象的虚拟世界的空间。 虚拟世界是任意的。 例 如， 虚拟世界是一个街道。 作为其他例子， 虚拟世界也可以是游戏的世界。 0058 “虚拟空间坐标系(Xv， Yv， Zv)” 是规定虚拟空间SPv的坐标系。 虚拟空间坐标系的 原点设定于虚拟空间SPv内的任意的位置。 Xv轴、 Yv轴、 Zv轴相互正交。 Xv轴以及Yv轴表示水 平方向， Zv轴表示铅直方向。 0059 “虚拟用户位置Uv” 是虚拟空间SPv(即虚拟空间坐标系)中的用户1的位置。 0060 实际空间坐标系(Xr， Yr， Zr)和虚拟空间坐标系(Xv， Yv， Zv)预先相互对应起来。 因 此， 。

20、实际空间坐标系与虚拟空间坐标系之间能够进行坐标变换。 即， 能够将实际空间坐标系 中的任意的位置变换为虚拟空间坐标系中的对应的位置。 相反地， 还能够将虚拟空间坐标 系中的任意的位置变换为实际空间坐标系中的对应的位置。 例如， 能够将实际用户位置Ur 变换为对应的虚拟用户位置Uv。 作为其他例子， 能够将实际空间SPr中的画面4的位置变换 为虚拟空间SPv中的对应的位置。 作为又一其他例子， 还能够将虚拟空间SPv中的物体OBJ的 位置变换为实际空间SPr中的对应的位置。 0061 “VR模拟器10” 是实现本实施方式所涉及的裸眼VR模拟的模拟器。 VR模拟器10存在 于实际空间SPr。 以下。

21、， 详细说明本实施方式所涉及的VR模拟器10。 0062 2.VR模拟器 0063 21.VR模拟器的结构例 0064 图3是示出本实施方式所涉及的VR模拟器10的结构例的框图。 VR模拟器10包括传 感器20、 信息处理装置30以及描绘装置40。 0065 传感器20检测用于取得实际用户位置Ur的信息。 例如， 传感器20是对用户1进行拍 摄的摄像机。 作为其他例子， 传感器20也可以是佩戴于用户1的头部的位置传感器。 在后面 详细说明使用传感器20取得实际用户位置Ur的取得方法的各种例子。 0066 描绘装置40在画面4中描绘图像。 例如， 描绘装置40是投影仪。 投影仪设置于远离 画面4。

22、的位置， 向画面4投影图像。 作为其他例子， 描绘装置40是液晶显示器、 有机EL显示器 等显示装置。 显示装置具备画面4， 在自身的画面4中显示图像。 0067 信息处理装置30是进行各种信息处理的计算机。 信息处理装置30包括1个或者多 个处理器31(以下简称为处理器31)和1个或者多个存储装置32(以下简称为存储装置32)。 处理器31执行各种处理。 例如， 处理器31包括CPU(Central Processing Unit， 中央处理单 元)。 存储装置32储存各种信息。 作为存储装置32， 例示易失性存储器、 非易失性存储器、 HDD (Hard Disk Drive， 硬盘驱动器。

23、)、 SSD(Solid State Drive， 固态硬盘)等。 0068 VR模拟程序100是进行裸眼VR模拟的计算机程序。 通过信息处理装置30(处理器 31)执行VR模拟程序100， 实现本实施方式所涉及的裸眼VR模拟。 VR模拟程序100被储存于存 储装置32。 VR模拟程序100也可以记录于计算机可读取的记录介质。 VR模拟程序100也可以 经由网络提供。 0069 在存储装置32中， 预先储存坐标变换信息210、 虚拟空间结构信息220以及画面信 息230。 0070 坐标变换信息210表示实际空间坐标系(Xr， Yr， Zr)与虚拟空间坐标系(Xv， Yv， Zv) 之间的对应。

24、关系(参照图2)。 通过使用该坐标变换信息210， 能够进行实际空间坐标系与虚 拟空间坐标系之间的坐标变换。 说明书 4/9 页 6 CN 115623184 A 6 0071 虚拟空间结构信息220表示虚拟空间SPv的结构(configuration)。 更详细而言， 在 虚拟空间SPv中， 存在各种物体OBJ。 虚拟空间结构信息220表示虚拟空间SPv(虚拟空间坐标 系)中的各物体OBJ的占有范围。 例如， 虚拟空间结构信息220表示虚拟空间SPv(虚拟空间坐 标系)中的各物体OBJ的位置、 尺寸以及形状。 0072 画面信息230表示设置于实际空间SPr的各画面4的信息。 更详细而言， 。

25、画面信息 230表示实际空间SPr(实际空间坐标系)中的各画面4的占有范围。 例如， 画面信息230表示 实际空间SPr(实际空间坐标系)中的各画面4的位置、 尺寸以及形状。 0073 22.利用VR模拟器的处理例 0074 图4是示出本实施方式所涉及的VR模拟器10的功能结构例的框图。 在VR模拟器10 中， 作为功能块， 包括实际用户位置取得部110、 虚拟用户位置取得部120、 虚拟空间拍摄部 130以及描绘部140。 这些功能块通过执行VR模拟程序100的处理器31和存储装置32的协作 实现。 0075 图5是示出本实施方式所涉及的由VR模拟器10实施的处理的流程图。 参照图4以及 图。

26、5， 说明由VR模拟器10实施的处理流程。 0076 221.步骤S110(实际用户位置取得处理) 0077 在步骤S110中， 实际用户位置取得部110取得实际空间SPr中的实际用户位置Ur。 如上所述， 实际用户位置Ur是实际空间SPr中的用户1的头部的位置。 例如， 实际用户位置Ur 是实际空间SPr中的用户1的眼睛的位置。 实际用户位置Ur也可以是实际空间SPr中的用户1 的两眼的中心位置。 0078 更详细而言， 设置于实际空间SPr的传感器20检测用于取得实际用户位置Ur的信 息。 传感器检测信息200表示由传感器20检测得到的检测结果。 实际用户位置取得部110从 传感器20取得。

27、传感器检测信息200。 传感器检测信息200被储存到存储装置32。 然后， 实际用 户位置取得部110根据传感器检测信息200取得实际用户位置Ur。 实际用户位置Ur的信息被 储存到存储装置32。 0079 例如， 传感器20是对用户1进行拍摄的至少一台摄像机。 摄像机例如设置于VR体验 房间的预定位置。 实际空间坐标系中的摄像机的设置位置以及设置方向的信息预先提供。 传感器检测信息200是由摄像机拍摄的用户1的图像。 实际用户位置取得部110通过解析由 传感器检测信息200表示的用户1的图像， 辨识用户1的头部(例如眼睛)。 然后， 实际用户位 置取得部110根据从摄像机观察到的用户1的头部。

28、的位置、 摄像机的设置位置以及设置方 向， 取得实际用户位置Ur。 0080 作为其他例子， 传感器20也可以是佩戴于用户1的头部的位置传感器。 例如， 位置 传感器是测量针对VR体验房间的墙壁、 顶棚的相对距离的测距传感器。 在该情况下， 传感器 检测信息200是通过位置传感器测量的相对距离。 实际空间坐标系中的墙壁、 顶棚的位置的 信息预先提供。 实际用户位置取得部110能够根据墙壁、 顶棚的位置和针对他们的相对距 离， 取得实际用户位置Ur。 0081 222.步骤S120(虚拟用户位置取得处理) 0082 在步骤S120中， 虚拟用户位置取得部120取得与在步骤S110中取得的实际用户。

29、位 置Ur对应起来的虚拟用户位置Uv。 更详细而言， 虚拟用户位置取得部120根据坐标变换信息 210， 将实际用户位置Ur变换为与其对应的虚拟用户位置Uv。 虚拟用户位置Uv的信息被储存 说明书 5/9 页 7 CN 115623184 A 7 到存储装置32。 0083 223.步骤S130(虚拟空间拍摄处理) 0084 在步骤S130中， 虚拟空间拍摄部130生成从虚拟用户位置Uv观察到的虚拟空间SPv 的图像即进行绘制。 以下， 将从虚拟用户位置Uv观察到的虚拟空间SPv的图像称为 “虚拟空 间图像IMG” 。 0085 图6是用于说明步骤S130的概念图。 虚拟空间拍摄部130在虚拟。

30、空间SPv内的虚拟 用户位置Uv配置虚拟摄像机VC。 虚拟摄像机VC是以软件方式实现的摄像机。 虚拟摄像机VC 的参数(焦距、 传感器尺寸等)被设定为匹配人类的视觉。 而且， 虚拟空间拍摄部130通过使 用配置于虚拟用户位置Uv的虚拟摄像机VC对虚拟空间SPv进行拍摄。 由虚拟摄像机VC拍摄 的虚拟空间SPv的图像是虚拟空间图像IMG。 从虚拟空间结构信息220得到虚拟空间SPv的结 构、 即虚拟空间SPv(虚拟空间坐标系)中的各物体OBJ的位置、 形状以及尺寸。 因此， 虚拟空 间拍摄部130能够根据虚拟空间结构信息220， 对虚拟空间SPv进行拍摄而取得虚拟空间图 像IMG、 即能够进行绘。

31、制。 0086 虚拟空间拍摄部130也可以针对各画面4的每一个取得虚拟空间图像IMG。 从画面 信息230得到实际空间SPr中的各画面4的位置。 虚拟空间拍摄部130根据画面信息230和坐 标变换信息210取得虚拟空间SPv中的各画面4的位置。 而且， 虚拟空间拍摄部130使用虚拟 摄像机VC， 从虚拟用户位置Uv对各画面4的方向的虚拟空间SPv进行拍摄。 或者， 虚拟空间拍 摄部130也可以从虚拟用户位置Uv对全周方向的虚拟空间SPv进行拍摄。 0087 此外， 在本实施方式中， 不需要用户1的视线方向的信息。 虚拟摄像机VC不论用户1 的视线方向如何， 都对预定方向的虚拟空间SPv进行拍摄。

32、。 预定方向包括从虚拟用户位置Uv 观察的各画面4的方向。 预定方向也可以是全周方向。 虚拟空间拍摄部130并非剪切出用户1 的视线方向的虚拟空间图像IMG， 而是取得有可能从虚拟用户位置Uv观察到的虚拟空间图 像IMG。 作为比较例， 根据上述专利文献1公开的技术， 在用户的朝向变化时， 与其对应地虚 拟摄像机的拍摄方向也变动。 0088 在虚拟空间拍摄处理(步骤S130)中， 进行在画面4中描绘虚拟空间图像IMG时的用 于抑制不协调感的努力。 关于用于抑制不协调感的努力， 在后面的章节3中详细说明。 0089 224.步骤S140(描绘处理) 0090 在步骤S140中， 描绘部140通过。

33、控制描绘装置40， 在画面4中描绘虚拟空间图像 IMG。 此时， 描绘部140也可以针对各画面4的每一个描绘针对各画面4的每一个得到的虚拟 空间图像IMG。 在描绘装置40是投影仪的情况下， 描绘部140通过控制投影仪， 将虚拟空间图 像IMG投影到画面4。 作为其他例子， 在描绘装置40是显示装置的情况下， 描绘部140通过控 制显示装置， 将虚拟空间图像IMG显示于画面4。 0091 3.虚拟空间拍摄处理(步骤S130)的特征 0092 在虚拟空间拍摄处理(步骤S130)中， 进行在画面4中描绘虚拟空间图像IMG时的用 于抑制不协调感的努力。 以下， 作为本实施方式所涉及的虚拟空间拍摄处理。

34、的特征， 说明 “消失点的固定” 、“镜头移位” 以及 “远近感调整” 这三个种类。 通过三个种类的特征处理中 的至少一个种类的特征处理， 至少得到抑制用户1感受到的不协调感的效果。 当然， 也可以 进行三个种类的特征处理中的2个以上种类的特征处理。 0093 31.消失点的固定 说明书 6/9 页 8 CN 115623184 A 8 0094 图7是用于说明虚拟空间拍摄处理(步骤S130)中的第1特征的概念图。 作为第1特 征， 虚拟空间图像IMG的消失点在从虚拟用户位置Uv观察时固定于笔直的水平方向的位置。 换言之， 虚拟空间拍摄部130以从虚拟用户位置Uv看消失点存在于水平方向的方式，。

35、 取得虚 拟空间图像IMG。 0095 不论用户1的视线方向如何， 在从虚拟用户位置Uv观察时消失点都固定在水平方 向上。 即使用户1的视线方向上下变动， 虚拟摄像机VC也不上下旋转。 在假设使虚拟摄像机 VC根据用户1的视线方向的上下变动而上下旋转时， 描绘于画面4的虚拟空间图像IMG的垂 直线收敛， 虚拟空间图像IMG看起来失真。 根据本实施方式， 不论用户1的视线方向如何， 消 失点都固定在水平方向上， 所以防止了描绘于画面4的虚拟空间图像IMG失真。 即， 能够抑制 用户1感受到的不协调感。 0096 当然， 如果在实际空间SPr中用户1移动视线， 则与其对应地用户1的视场变化。 此 。

36、时， 描绘于用户1的周围的画面4的虚拟空间图像IMG自身也不发生任何变化， 以使得存在于 实际空间SPr的物体自身不发生任何变化。 0097 32.镜头移位(Lens Shift) 0098 图8是用于说明虚拟空间拍摄处理(步骤S130)中的第2特征的概念图。 作为第2特 征， 虚拟空间拍摄部130以使画面4的整体收敛于虚拟摄像机VC的视场范围中的方式， 进行 使虚拟摄像机VC的镜头移位的 “镜头移位处理” 。 在镜头移位处理中， 虚拟空间拍摄部130不 改变焦距(focal length)， 而使虚拟摄像机VC的镜头在上下方向和/或左右方向上移位。 此 外， 消失点的位置不会由于镜头移位而变。

37、化。 0099 为了使画面4的整体收敛于虚拟摄像机VC的视场范围中而所需的镜头移位量能够 根据画面4的尺寸以及实际用户位置Ur和画面4的位置关系决定。 从画面信息230得到实际 空间SPr中的画面4的位置、 尺寸。 因此， 虚拟空间拍摄部130能够根据实际用户位置Ur和画 面信息230， 决定为了使画面4的整体收敛于虚拟摄像机VC的视场范围中而所需的镜头移位 量。 0100 通过进行这样的镜头移位处理， 抑制在画面4中发生什么也没有映出的区域。 因 此， 提高用户1针对VR的身临其境感。 0101 在此， 避免虚拟摄像机VC上下旋转也很重要。 在假设为了使画面4的整体收敛于视 场范围中而使虚拟。

38、摄像机VC上下旋转时， 描绘于画面4的虚拟空间图像IMG的垂直线收敛， 虚拟空间图像IMG看起来失真。 根据本实施方式， 进行并非使虚拟摄像机VC上下旋转， 而使 虚拟摄像机VC的镜头移位的镜头移位处理。 由此， 能够防止描绘于画面4的虚拟空间图像 IMG失真。 即， 能够抑制用户1感受到的不协调感。 0102 33.远近感的调整 0103 图9是用于说明虚拟空间拍摄处理(步骤S130)中的第3特征的概念图。 在某个画面 4中描绘某个物体OBJ的图像。 距离DA是用户1(虚拟用户位置Uv)与该物体OBJ之间的距离。 距离DB是用户1(实际用户位置Ur)与该画面4之间的距离。 0104 虚拟摄像。

39、机VC对从虚拟用户位置Uv离开距离DA的物体OBJ进行拍摄， 生成包括该 物体OBJ的虚拟空间图像IMG。 在假设在离开距离DB的画面4中原样地描绘离开距离DA的物 体OBJ的图像时， 在从实际用户位置Ur观察时， 该物体OBJ看起来存在于离开距离DA+DB的位 置。 例如， 设为距离DA是10m， 距离DB是2m。 在2m前的画面4中原样地描绘10m前的物体OBJ的 说明书 7/9 页 9 CN 115623184 A 9 图像时， 该物体OBJ看起来存在于12m前。 即， 除了虚拟空间SPv中的远近感以外， 还不必要地 加上了实际空间SPr中的远近感。 其结果， 物体OBJ看起来比原本小。。

40、 这也可能成为不协调感 的原因。 0105 因此， 作为第3特征， 虚拟空间拍摄部130消除和实际用户位置Ur与画面4之间的距 离DB相当的远近感。 更详细而言， 虚拟空间拍摄部130将虚拟摄像机VC的焦距调整到望远 侧， 以消除和实际用户位置Ur与画面4之间的距离DB相当的远近感。 由此， 消除不必要的远 近感， 再现虚拟空间SPv中的本来的距离感， 抑制用户1感受到的不协调感。 0106 根据实际用户位置Ur与画面4之间的距离DB， 决定为了消除不必要的远近感而所 需的焦距的调整量。 实际空间SPr中的画面4的位置从画面信息230得到。 虚拟空间拍摄部 130能够根据实际用户位置Ur和画面。

41、信息230， 决定为了消除与距离DB相当的远近感而所需 的焦距的调整量。 此外， 虚拟空间拍摄部130针对每个画面4进行远近感的调整。 0107 4.变形例 0108 如上所述， 从实际用户位置Ur的取得至虚拟空间图像IMG的描绘进行各种处理。 描 绘于画面4的虚拟空间图像IMG的外观有可能发生与该处理时间对应的延迟。 为了抑制这样 的延迟， 在变形例中， 进行未来的实际用户位置Ur的预测(推测)。 0109 图10是用于说明变形例的框图。 适当省略与上述的图4重复的说明。 历史信息HST 是表示实际用户位置Ur的过去的历史的信息， 被储存到存储装置32。 0110 在步骤S110中， 实际用。

42、户位置取得部110取得实际用户位置Ur。 实际用户位置取得 部110将取得的实际用户位置Ur登记到历史信息HST， 更新历史信息HST。 另外， 实际用户位 置取得部110根据利用历史信息HST表示的实际用户位置Ur的过去的历史， 预测(推测)未来 的实际用户位置Ur。 例如， 实际用户位置取得部110根据实际用户位置Ur的过去的历史， 计 算实际用户位置Ur的加速度， 根据该加速度， 预测未来的实际用户位置Ur。 在实际用户位置 Ur的预测中， 也可以使用卡尔曼滤波器等。 0111 在步骤S120中， 虚拟用户位置取得部120取得与在步骤S110中预测的未来的实际 用户位置Ur对应起来的虚拟。

43、用户位置Uv。 即， 虚拟用户位置取得部120取得未来的虚拟用户 位置Uv。 然后， 在步骤S130中， 虚拟空间拍摄部130在未来的虚拟用户位置Uv配置虚拟摄像 机VC， 进行虚拟空间拍摄处理。 0112 这样， 根据变形例， 预测未来的实际用户位置Ur， 根据与未来的实际用户位置Ur对 应起来的未来的虚拟用户位置Uv进行虚拟空间拍摄处理。 由此， 描绘于画面4上的虚拟空间 图像IMG的外观的延迟得到抑制。 这也有助于抑制用户1所感受到的不协调感。 0113 5.总结 0114 如以上说明， 根据本实施方式， 能够实现裸眼VR模拟。 具体而言， 通过在与实际用 户位置Ur对应起来的虚拟用户位。

44、置Uv配置虚拟摄像机VC， 并利用该虚拟摄像机VC对虚拟空 间SPv进行拍摄， 取得虚拟空间图像IMG。 虚拟空间图像IMG描绘于设置在远离用户1的位置 且不与用户1一体地活动的画面4中。 0115 作为在画面4中描绘虚拟空间图像IMG时的用于抑制不协调感的努力， 说明了 “消 失点的固定” 、“镜头移位” 以及 “远近感调整” 这三个种类(参照章节3)。 通过这三个种类的 特征处理中的至少一个种类的特征处理， 至少得到抑制用户1感受到的不协调感的效果。 当 然， 也可以进行三个种类的特征的处理中的2个以上种类的特征处理。 说明书 8/9 页 10 CN 115623184 A 10 0116。

45、 本实施方式所涉及的裸眼VR模拟不依赖于画面4的位置、 方位、 形状。 还能够形成 顶棚、 地面、 前后、 左右的6面体的VR体验房间。 还能够进一步分割画面4， 实现更复杂的形状 的画面结构。 还能够形成全球面型的VR体验房间。 说明书 9/9 页 11 CN 115623184 A 11 图1 说明书附图 1/10 页 12 CN 115623184 A 12 图2 说明书附图 2/10 页 13 CN 115623184 A 13 图3 说明书附图 3/10 页 14 CN 115623184 A 14 图4 说明书附图 4/10 页 15 CN 115623184 A 15 图5 说明书附图 5/10 页 16 CN 115623184 A 16 图6 说明书附图 6/10 页 17 CN 115623184 A 17 图7 说明书附图 7/10 页 18 CN 115623184 A 18 图8 说明书附图 8/10 页 19 CN 115623184 A 19 图9 说明书附图 9/10 页 20 CN 115623184 A 20 图10 说明书附图 10/10 页 21 CN 115623184 A 21 。