信息处理设备和信息处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种信息处理设备和信息处理方法。
【背景技术】
[0002]通常，三维CAD系统被用于制造和设计领域，并且可以在三维显示组件及其断面时设计组件及其断面。例如，已知这样一种技术:在观察断面时，设置用作为基准的断面平面的位置和方向(以下称为“断面操作”)、通过CAD画面上的操作来改变组件的断面位置、并且观察断面。
[0003]还研宄了虚拟现实(VR)系统，其中，通过使用头戴式显示器(HMD)在虚拟现实空间使用三维CAD系统来进行设计(日本特开2012-53631)。此外，提出了使用混合现实(MR)系统，其中，通过使用HMD组合现实空间和虚拟空间(日本特开2010-66898)。在观察者佩戴HMD、并且在现实空间来回走动的同时观察虚拟物体的环境下，代替鼠标或者键盘，还使用通过用手等进行把持来操作的操作装置，如游戏控制器。
[0004]然而，在VR或者MR中的显示期间的断面操作中，利用游戏控制器的预定按钮来操作断面。当观察者的视线方向不同于预定方向时，断面的操作方向变得与观察者观察断面时的方向相反，并且观察者可能不能直观操作断面。
[0005]例如，考虑这样一种情况:在由用于定义空间的坐标系的原点和三个轴(X轴、Y轴和Z轴)所定义的坐标系下，操作断面。假定游戏控制器被配置成:将向上按钮与+Y方向上的移动相关联、将向下按钮与一 Y方向上的移动相关联、并且在Y轴方向上操作与X-Z平面平行的断面平面。在这种情况下，当观察者站在X-Y平面上、并且视线朝向+Y方向时，利用表示+Y方向的向上按钮，断面平面向纵深(即，远离观察者)移动，并且利用表示一 Y方向的向下按钮，断面平面向前(即，朝向观察者)移动。在这种情况下，观察者的操作方向和移动方向相互一致，因而观察者可以自然地进行操作。相反，当观察者的视线朝向一 Y方向(例如，他转身180° )时，利用表示+Y方向的向上按钮，断面平面朝向观察者移动，并且利用表示一 Y方向的向下按钮，断面平面向更纵深(远离观察者)移动。也就是说，移动方向变得与观察者的操作方向相反。这使得观察者感觉不自然，并且他不能直观地操作断面。在一些情况下，当断面法线方向不是朝向观察者(即，在与观察者和断面之间的线的方向垂直的平面上)时，他不能确认断面。
【发明内容】
[0006]根据本发明的一个方面，一种信息处理设备，其包括:第一获取单元，用于获取对虚拟空间中所配置的、至少具有一个断面的第一三维虚拟物体进行观察的观察者的视点位置；第二获取单元，用于获取所述第一三维虚拟物体的第一断面的法线矢量；图像生成单元，用于基于所述观察者的视点位置和所述第一断面的法线矢量，生成具有法线矢量与所述第一断面的法线矢量不同的第二断面的第二三维虚拟物体；以及输出单元，用于输出所述图像生成单元所生成的第二三维虚拟物体的图像。
[0007]根据本发明的另一方面，一种信息处理方法，其通过图像处理设备来执行，所述信息处理方法包括以下步骤:获取对虚拟空间中所配置的、至少具有一个断面的第一三维虚拟物体进行观察的观察者的视点位置；获取所述第一三维虚拟物体的第一断面的法线矢量；基于所述观察者的视点位置和所述第一断面的法线矢量，生成具有法线矢量与所述第一断面的法线矢量不同的第二断面的第二三维虚拟物体；以及输出所生成的第二三维虚拟物体的图像。
[0008]本发明提供一种用于旨在对于虚拟空间中所配置的三维虚拟物体提供自然断面操作的技术。
[0009]通过以下(参考附图)对典型实施例的说明，本发明的其它特征将显而易见。
【附图说明】
[0010]包含在说明书中、并构成说明书的一部分的附图，示出本发明的实施例，并与说明书一起用来解释本发明的原理。
[0011]图1是示出根据第一实施例的系统的整体结构的框图；
[0012]图2是示出根据第一实施例的系统的外观的图；
[0013]图3是用于说明视点和虚拟物体的断面的切割方向(以下称为断面法线方向)之间的关系的图；
[0014]图4示出步骤S8030的操作；
[0015]图5是用于说明步骤S8080的对于向上断面的操作的图；
[0016]图6是用于说明步骤S8080的对于向下断面的操作的图；
[0017]图7是用于说明步骤S8080的对于横断面的操作的图；
[0018]图8是示出通过根据第一实施例的信息处理设备1040所要进行的处理的流程图；
[0019]图9是另一形式的操作装置的图；
[0020]图10是示出根据第二实施例的系统的整体结构的框图；
[0021]图11是根据第二实施例的头戴式显示器(HMD)的外观的图；
[0022]图12是示出通过根据第二实施例的信息处理设备10040所要进行的处理的流程图；
[0023]图13是示出根据第三实施例的系统的整体结构的框图；
[0024]图14是示出根据第三实施例的系统的外观的图；
[0025]图15是示出通过根据第三实施例的信息处理设备13040所要进行的处理的流程图；
[0026]图16是示出根据第四实施例的系统的整体结构的框图；
[0027]图17是示出根据第四实施例的系统的外观的图；
[0028]图18是示出通过根据第四实施例的信息处理设备16040所要进行的处理的流程图；以及
[0029]图19是用于说明步骤S18040的操作的图。
【具体实施方式】
[0030]现参考附图详细说明本发明的优选实施例。注意，下面的实施例仅是例子，并且并非旨在限制本发明的范围。
[0031]第一实施例
[0032]作为根据本发明的显示控制设备的第一实施例，示例性说明包括头戴式显示器(HMD)的信息处理系统。
[0033]设各结构
[0034]图1是示出根据第一实施例的系统的整体结构的框图。图2是示出根据第一实施例的信息处理系统的外观的图。如上所述，该信息处理系统使用头戴式显示器(HMD)，其中，HMD包括位置姿势测量单元和显示单元。注意，用于生成磁场的磁场生成器2050被配置在现实空间中的预定位置处。传感器控制器2070控制磁场生成器2050的操作。
[0035]头戴式显示器(HMD) 1010包括用作为磁性传感器的头位置姿势测量单元1020、以及一个显示单元1030。头位置姿势测量单元1020测量与头位置姿势测量单元1020自身的位置姿势(位置和方向)相对应的磁场的变化。然后，头位置姿势测量单元1020将测量结果发送给传感器控制器2070。传感器控制器2070基于所输入的测量结果，生成表示头位置姿势测量单元1020在传感器坐标系2060中的位置姿势的信号值，并且将信号值发送给信息处理设备1040。传感器坐标系2060 (预定坐标系)，是以磁场生成器2050的位置作为原点、并且以在该原点处相互垂直的三个轴作为X轴、Y轴和Z轴的坐标系。
[0036]信息处理设备1040的视点位置姿势计算单元1050计算显示在显示单元1030上的虚拟空间的图像在虚拟空间坐标系2080中的视点的位置姿势。然后，视点位置姿势计算单元1050更新虚拟信息管理单元1060。虚拟空间坐标系2080是以用于对配置三维虚拟物体的虚拟空间进行定义的坐标系的原点和三个轴作为原点及X轴、Y轴和Z轴的坐标系。
[0037]注意，采用使用磁性传感器的测量方法作为位置姿势测量方法。然而，本发明不依赖于位置姿势测量方法，因而可以采用使用除磁性传感器以外的、诸如光学传感器或者超声波传感器等的传感器的位置姿势测量方法。还可以采用用于将摄像装置安装至HMD1010、并且根据通过摄像装置所拍摄的图像估计摄像装置的位置姿势的方法。还可以组合使用多个位置姿势测量方法。
[0038]虚拟信息管理单元1060保持通过视点位置姿势计算单元1050所计算出的视点的位置姿势。此外，虚拟信息管理单元1060从信息存储单元1065读出虚拟物体2090和断面平面2040的多个信息。虚拟物体2090和断面平面2040的多个位置信息，是虚拟空间坐标系2080中的坐标值。
[0039]头上佩戴HMD 1010的观察者(操作者)经由操作单元1160(例如，游戏控制器)，控制虚拟物体2090和断面平面2040在虚拟空间中的位置，其中，操作单元1160用作为利用手等所把持和操作的指示器。操作单元1160包括被配置为能够至少表示两个轴向(在该情况下，上下方向和左右方向)的四向选择器按键的方向输入单元1150。操作单元1160判断向方向输入单元1150的输入，并且将判断结果发送给信息处理设备1040。
[0040]操作方向获取单元1090获取通过方向输入单元1150所发送的输入方向。断面位置方向获取单元1070从虚拟信息管理单元1060获取断面平面2040，并且计算断面平面2040的法线2100。
[0041]图3是用于说明视点和虚拟物体的断面的法线方向(由于该法线方向是沿观察者和正在处理的断面之间的法线的方向，因而以下将其称为断面法线方向)之间的关系的图。在状态300a下，在虚拟空间中断面法线方向3020未朝向观察者视点3025。在状态300b下，在虚拟空间中断面法线方向3030朝向视点3025。在另一状态300c下，在虚拟空间中断面法线方向3020未朝向视点3025。
[0042]当断面法线方向3020未朝向视点3025时，如300a所示，断面法线方向调整单