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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-08-29
(45)【発行日】2022-09-06
(54)【発明の名称】画像生成装置、画像生成方法、及び画像生成プログラム
(51)【国際特許分類】
G06T 15/50 20110101AFI20220830BHJP
【ＦＩ】
G06T15/50
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2018105823
(22)【出願日】2018-06-01
(65)【公開番号】P2019211886
(43)【公開日】2019-12-12
【審査請求日】2021-05-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000000192
【氏名又は名称】岩崎電気株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001081
【氏名又は名称】弁理士法人クシブチ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】西嶋 慶
(72)【発明者】
【氏名】山田 哲司
【審査官】村松 貴士
(56)【参考文献】
【文献】特開２００１－３２５６０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－３２３５１４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０６Ｔ １５／００ － １９／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
グレア源を含む仮想空間を当該仮想空間内の視点位置からみた視認画像に、前記グレア源の大きさに応じた強さで眩しさを表現するエフェクトオブジェクト画像を合成した仮想空間画像を生成する仮想空間画像生成部を有した画像生成装置であって、前記グレア源の発光面を、前記視点位置での前記グレア源の光度に応じて拡大又は縮小するグレア源スケーリング部を備え、
前記グレア源スケーリング部は、
前記グレア源の発光面の拡大又は縮小によって、前記視点位置での前記グレア源の光度に応じて前記グレア源の発光面の面積を対数関数的に変化させる
ことを特徴とする画像生成装置。
【請求項2】
グレア源を含む仮想空間を当該仮想空間内の視点位置からみた視認画像に、前記グレア源の大きさに応じた強さで眩しさを表現するエフェクトオブジェクト画像を合成した仮想空間画像を生成する仮想空間画像生成部を有した画像生成装置であって、前記グレア源の発光面を、前記視点位置での前記グレア源の光度に応じて拡大又は縮小するグレア源スケーリング部を備え、
前記グレア源の基準軸方向における発光面の輝度値が、前記仮想空間に対する前記発光面の大きさに応じて設定されている
ことを特徴とする画像生成装置。
【請求項3】
グレア源を含む仮想空間を当該仮想空間内の視点位置からみた視認画像に、前記グレア源の大きさに応じた強さで眩しさを表現するエフェクトオブジェクト画像を合成した仮想空間画像を生成する画像生成方法において、前記グレア源の発光面を、前記視点位置での前記グレア源の光度に応じて拡大又は縮小し、前記グレア源の発光面の拡大又は縮小によって、前記視点位置での前記グレア源の光度に応じて前記グレア源の発光面の面積を対数関数的に変化させる
ことを特徴とする画像生成方法。
【請求項4】
グレア源を含む仮想空間を当該仮想空間内の視点位置からみた視認画像に、前記グレア源の大きさに応じた強さで眩しさを表現するエフェクトオブジェクト画像を合成した仮想空間画像を生成する画像生成方法において、前記グレア源の発光面を、前記視点位置での前記グレア源の光度に応じて拡大又は縮小するステップを備え、
前記グレア源の基準軸方向における発光面の輝度値が、前記仮想空間に対する前記発光面の大きさに応じて設定されている
ことを特徴とする画像生成方法。
【請求項5】
コンピュータを、グレア源を含む仮想空間を当該仮想空間内の視点位置からみた視認画像に、前記グレア源の大きさに応じた強さで眩しさを表現するエフェクトオブジェクト画像を合成した仮想空間画像を生成する仮想空間画像生成部として機能させる画像生成プログラムであって、
前記グレア源の発光面を、前記視点位置での前記グレア源の光度に応じて拡大又は縮小するグレア源スケーリング部として前記コンピュータを機能させ、
前記グレア源スケーリング部は、
前記グレア源の発光面の拡大又は縮小によって、前記視点位置での前記グレア源の光度に応じて前記グレア源の発光面の面積を対数関数的に変化させる
ことを特徴とする画像生成プログラム。
【請求項6】
コンピュータを、グレア源を含む仮想空間を当該仮想空間内の視点位置からみた視認画像に、前記グレア源の大きさに応じた強さで眩しさを表現するエフェクトオブジェクト画像を合成した仮想空間画像を生成する仮想空間画像生成部として機能させる画像生成プログラムであって、
前記グレア源の発光面を、前記視点位置での前記グレア源の光度に応じて拡大又は縮小するグレア源スケーリング部として前記コンピュータを機能させ、
前記グレア源の基準軸方向における発光面の輝度値が、前記仮想空間に対する前記発光面の大きさに応じて設定されている
ことを特徴とする画像生成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像生成装置、画像生成方法、及び画像生成プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、照明器具を仮想空間に配置し、当該仮想空間での照明器具による照明効果をシミュレーションし、擬似的に表示する技術が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、及び特許文献３参照）。
【0003】
一方、現実空間をシミュレーションによってリアルに再現した仮想空間の画像を表示し、ユーザの目の前に、現実空間が実在しているかような感覚（実在感）を与える、いわゆる仮想現実（ＶＲ：Virtual Reality）技術も知られている（例えば、特許文献４参照）。近年では、仮想現実技術は、アミューズメントやエンターテインメントの分野だけではなく、建築設計や照明設計の分野などの幅広い分野で活用されるようになっている。
この種の仮想現実技術では、強い光を発する光源等のグレア源が仮想空間に存在する場合、当該グレア源が眩しく見える、いわゆるグレア効果（グロー効果とも呼ばれる）をリアルに再現したグレアエフェクトオブジェクトを当該光源に重ねて表示している。こうすることで、ユーザの仮想現実感が高められている（例えば、特許文献５、及び特許文献６参照）。
この種の仮想現実技術では、強い光を発する光源等のグレア源が仮想空間に存在する場合、当該グレア源が眩しく見える、いわゆるグレア効果（グロー効果とも呼ばれる）をリアルに再現したグレアエフェクトオブジェクトを当該光源に重ねて表示している。こうすることで、ユーザの仮想現実感が高められている（例えば、特許文献５、及び特許文献６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】国際公開第２０１７／１７１００５号
【文献】特開２０１４－７１６９２号公報
【文献】特開２０１０－９７４２３号公報
【文献】特開２０１７－１３８９０７号公報
【文献】特開２００６－４３６３号公報
【文献】特開２００２－４２１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、発光に指向性を有する照明器具等の指向性光源が配置された現実空間においては、ユーザと指向性光源の位置関係によって、指向性光源がユーザに与えるグレア感は異なる。しかしながら、従来の仮想現実技術では、かかるグレア感の再現性に乏しく現実感が損なわれていた。
【0006】
本発明は、仮想空間でのグレア感の再現性を高めることができる画像生成装置、画像生成方法、及び画像生成プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、グレア源を含む仮想空間を当該仮想空間内の視点位置からみた視認画像に、前記グレア源の大きさに応じた強さで眩しさを表現するエフェクトオブジェクト画像を合成した仮想空間画像を生成する仮想空間画像生成部を有した画像生成装置であって、前記グレア源の発光面を、前記視点位置での前記グレア源の光度に応じて拡大又は縮小するグレア源スケーリング部を備え、前記グレア源スケーリング部は、前記グレア源の発光面の拡大又は縮小によって、前記視点位置での前記グレア源の光度に応じて前記グレア源の発光面の面積を対数関数的に変化させることを特徴とする。
本発明は、グレア源を含む仮想空間を当該仮想空間内の視点位置からみた視認画像に、前記グレア源の大きさに応じた強さで眩しさを表現するエフェクトオブジェクト画像を合成した仮想空間画像を生成する仮想空間画像生成部を有した画像生成装置であって、前記グレア源の発光面を、前記視点位置での前記グレア源の光度に応じて拡大又は縮小するグレア源スケーリング部を備え、前記グレア源の基準軸方向における発光面の輝度値が、前記仮想空間に対する前記発光面の大きさに応じて設定されていることを特徴とする。
本発明は、グレア源を含む仮想空間を当該仮想空間内の視点位置からみた視認画像に、前記グレア源の大きさに応じた強さで眩しさを表現するエフェクトオブジェクト画像を合成した仮想空間画像を生成する仮想空間画像生成部を有した画像生成装置であって、前記グレア源の発光面を、前記視点位置での前記グレア源の光度に応じて拡大又は縮小するグレア源スケーリング部を備え、前記グレア源の基準軸方向における発光面の輝度値が、前記仮想空間に対する前記発光面の大きさに応じて設定されていることを特徴とする。
【0010】
本発明は、グレア源を含む仮想空間を当該仮想空間内の視点位置からみた視認画像に、前記グレア源の大きさに応じた強さで眩しさを表現するエフェクトオブジェクト画像を合成した仮想空間画像を生成する画像生成方法において、前記グレア源の発光面を、前記視点位置での前記グレア源の光度に応じて拡大又は縮小し、前記グレア源の発光面の拡大又は縮小によって、前記視点位置での前記グレア源の光度に応じて前記グレア源の発光面の面積を対数関数的に変化させることを特徴とする。
本発明は、グレア源を含む仮想空間を当該仮想空間内の視点位置からみた視認画像に、前記グレア源の大きさに応じた強さで眩しさを表現するエフェクトオブジェクト画像を合成した仮想空間画像を生成する画像生成方法において、前記グレア源の発光面を、前記視点位置での前記グレア源の光度に応じて拡大又は縮小するステップを備え、前記グレア源の基準軸方向における発光面の輝度値が、前記仮想空間に対する前記発光面の大きさに応じて設定されていることを特徴とする。
本発明は、グレア源を含む仮想空間を当該仮想空間内の視点位置からみた視認画像に、前記グレア源の大きさに応じた強さで眩しさを表現するエフェクトオブジェクト画像を合成した仮想空間画像を生成する画像生成方法において、前記グレア源の発光面を、前記視点位置での前記グレア源の光度に応じて拡大又は縮小するステップを備え、前記グレア源の基準軸方向における発光面の輝度値が、前記仮想空間に対する前記発光面の大きさに応じて設定されていることを特徴とする。
【0011】
本発明は、コンピュータを、グレア源を含む仮想空間を当該仮想空間内の視点位置からみた視認画像に、前記グレア源の大きさに応じた強さで眩しさを表現するエフェクトオブジェクト画像を合成した仮想空間画像を生成する仮想空間画像生成部として機能させる画像生成プログラムであって、前記グレア源の発光面を、前記視点位置での前記グレア源の光度に応じて拡大又は縮小するグレア源スケーリング部として前記コンピュータを機能させ、前記グレア源スケーリング部は、前記グレア源の発光面の拡大又は縮小によって、前記視点位置での前記グレア源の光度に応じて前記グレア源の発光面の面積を対数関数的に変化させることを特徴とする。
本発明は、コンピュータを、グレア源を含む仮想空間を当該仮想空間内の視点位置からみた視認画像に、前記グレア源の大きさに応じた強さで眩しさを表現するエフェクトオブジェクト画像を合成した仮想空間画像を生成する仮想空間画像生成部として機能させる画像生成プログラムであって、前記グレア源の発光面を、前記視点位置での前記グレア源の光度に応じて拡大又は縮小するグレア源スケーリング部として前記コンピュータを機能させ、前記グレア源の基準軸方向における発光面の輝度値が、前記仮想空間に対する前記発光面の大きさに応じて設定されていることを特徴とする。
本発明は、コンピュータを、グレア源を含む仮想空間を当該仮想空間内の視点位置からみた視認画像に、前記グレア源の大きさに応じた強さで眩しさを表現するエフェクトオブジェクト画像を合成した仮想空間画像を生成する仮想空間画像生成部として機能させる画像生成プログラムであって、前記グレア源の発光面を、前記視点位置での前記グレア源の光度に応じて拡大又は縮小するグレア源スケーリング部として前記コンピュータを機能させ、前記グレア源の基準軸方向における発光面の輝度値が、前記仮想空間に対する前記発光面の大きさに応じて設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、仮想空間でのグレア感の再現性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の実施形態に係る仮想空間提供システムの概略構成を示す図である。
【図2】仮想空間の一例を示す図である。
【図3】仮想空間画像の一例を示す図である。
【図4】仮想空間における照明器具と観測者との位置関係を示した模式図である。
【図5】仮想空間画像生成装置による仮想空間画像の生成処理を示すフローチャートである。
【図6】仮想空間画像におけるグレア感の変化の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る仮想空間提供システム１の概略構成を示す図である。図２は仮想空間４の一例を示す図であり、図３は仮想空間画像５の一例を示す図である。
仮想空間提供システム１は、仮想空間４（図２）において、仮想的な観測者６ｖが視認する仮想空間画像５（図３）を生成して表示することで、現実空間のユーザ６が視覚を通じて仮想空間４を実感できるようにするシステムである。また、この仮想空間提供システム１では、現実空間のユーザ６の視線方向の変化、及び移動に追従して、仮想空間４における観測者６ｖの視線方向（以下、「仮想視線方向」と言う）Ｄｖ、及び視点の位置（以下、「仮想視点位置」と言う）Ｐｖを変化させて仮想空間画像５を生成する。かかる仮想空間画像５がユーザ６の動きに追従して表示されることで、ユーザ６は、あたかも仮想空間４の中に居るかのような体験ができるようになっている。
かかる仮想空間提供システム１は、ゲームや映画などのアミューズメントやエンターテインメントでの用途に加え、スタジアム等の建築物の設計や、当該建築物における照明設計を確認する用途等の幅広い用途に利用できる。
図１は、本実施形態に係る仮想空間提供システム１の概略構成を示す図である。図２は仮想空間４の一例を示す図であり、図３は仮想空間画像５の一例を示す図である。
仮想空間提供システム１は、仮想空間４（図２）において、仮想的な観測者６ｖが視認する仮想空間画像５（図３）を生成して表示することで、現実空間のユーザ６が視覚を通じて仮想空間４を実感できるようにするシステムである。また、この仮想空間提供システム１では、現実空間のユーザ６の視線方向の変化、及び移動に追従して、仮想空間４における観測者６ｖの視線方向（以下、「仮想視線方向」と言う）Ｄｖ、及び視点の位置（以下、「仮想視点位置」と言う）Ｐｖを変化させて仮想空間画像５を生成する。かかる仮想空間画像５がユーザ６の動きに追従して表示されることで、ユーザ６は、あたかも仮想空間４の中に居るかのような体験ができるようになっている。
かかる仮想空間提供システム１は、ゲームや映画などのアミューズメントやエンターテインメントでの用途に加え、スタジアム等の建築物の設計や、当該建築物における照明設計を確認する用途等の幅広い用途に利用できる。
【0015】
本実施形態の仮想空間提供システム１は、図１に示すように、ヘッドマウントディスプレイ８と、仮想空間画像生成装置１０と、を備え、これらが有線通信または無線通信により互いにデータを送受する。
ヘッドマウントディスプレイ８は、仮想空間画像５を表示する表示装置の一態様であり、ユーザ６の頭部に装着して使用される、いわゆるウェアラブルデバイスである。ヘッドマウントディスプレイ８は、ユーザ６の眼前に配置されるディスプレイ１２を備え、このディスプレイ１２に仮想空間画像５が表示される。
ヘッドマウントディスプレイ８は、仮想空間画像５を表示する表示装置の一態様であり、ユーザ６の頭部に装着して使用される、いわゆるウェアラブルデバイスである。ヘッドマウントディスプレイ８は、ユーザ６の眼前に配置されるディスプレイ１２を備え、このディスプレイ１２に仮想空間画像５が表示される。
【0016】
またヘッドマウントディスプレイ８は、現実空間におけるユーザ６の視線方向の変化を検出するための姿勢センサ１４と、当該ユーザ６の移動を検出するための位置センサ１５と、を備える。
姿勢センサ１４は、ユーザ６の視線方向の変化として、ヘッドマウントディスプレイ８の向きや傾きなどの姿勢の変化を検出し、位置センサ１５は、ユーザ６の移動としてヘッドマウントディスプレイ８の位置の変化を検出する。ヘッドマウントディスプレイ８の姿勢の変化、及び位置の変化は、それぞれ姿勢情報１６、及び位置情報１７として仮想空間画像生成装置１０に逐次に送信される。
姿勢センサ１４には、例えばジャイロセンサや、加速度センサ、角加速度センサ等を用いることができ、また位置センサ１５にはＧＰＳセンサ等を用いることができる。
姿勢センサ１４は、ユーザ６の視線方向の変化として、ヘッドマウントディスプレイ８の向きや傾きなどの姿勢の変化を検出し、位置センサ１５は、ユーザ６の移動としてヘッドマウントディスプレイ８の位置の変化を検出する。ヘッドマウントディスプレイ８の姿勢の変化、及び位置の変化は、それぞれ姿勢情報１６、及び位置情報１７として仮想空間画像生成装置１０に逐次に送信される。
姿勢センサ１４には、例えばジャイロセンサや、加速度センサ、角加速度センサ等を用いることができ、また位置センサ１５にはＧＰＳセンサ等を用いることができる。
【0017】
仮想空間画像生成装置１０は、仮想空間４における仮想空間画像５を生成し、ヘッドマウントディスプレイ８に送信する装置であり、受信部２０と、視点位置算出部２２と、視線方向算出部２４と、仮想空間情報記憶部２５と、３次元レンダリング部２６と、送信部３０と、グレア源スケーリング部３２と、を備える。
【0018】
仮想空間画像生成装置１０は、ＣＰＵやＭＰＵなどのプロセッサと、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリデバイスと、ＨＤＤやＳＳＤなどのストレージ装置と、周辺機器などを接続するためのインターフェース回路と、外部と通信する通信装置と、を備えたコンピュータを備え、プロセッサがメモリデバイス又はストレージ装置に記憶されているプログラムを実行することで、図１に示す各部の機能が実現される。
【0019】
なお、仮想空間画像生成装置１０の各部を実現するコンピュータは、インターネットを介してヘッドマウントディスプレイ８と通信するサーバーコンピュータであってもよい。この場合において、サーバーコンピュータが仮想空間画像生成装置１０の機能を提供する方式には、いわゆるクラウドコンピューティング技術を用いることができる。
【0020】
図１において、受信部２０は、ヘッドマウントディスプレイ８から位置情報１７、及び姿勢情報１６を通信によって受信し、位置情報１７を視点位置算出部２２に出力し、姿勢情報１６を視線方向算出部２４に出力する。
【0021】
視点位置算出部２２は、仮想空間４における観測者６ｖの仮想視点位置Ｐｖを、位置情報１７に基づいて求め、３次元レンダリング部２６に出力する。具体的には、視点位置算出部２２は、仮想空間画像５の生成当初、仮想視点位置Ｐｖに初期値を設定する。その後、視点位置算出部２２は、現実空間でのユーザ６の移動を位置情報１７に基づいて特定し、当該移動に応じて仮想空間４における観測者６ｖの仮想視点位置Ｐｖを変更する。
【0022】
視線方向算出部２４は、仮想空間４における観測者６ｖの仮想視線方向Ｄｖを、姿勢情報１６に基づいて求め、３次元レンダリング部２６に出力する。具体的には、視線方向算出部２４は、仮想空間画像５の生成当初、仮想視線方向Ｄｖに初期値を設定する。その後、視線方向算出部２４は、姿勢情報１６によってヘッドマウントディスプレイ８の姿勢の変化が検出されるごとに、当該姿勢の変化に応じて仮想空間４における観測者６ｖの仮想視線方向Ｄｖを変更する。
【0023】
仮想空間情報記憶部２５は、仮想空間４のレンダリングによる描画に要する各種のデータを記憶するものであり、建築３Ｄモデル３３、照明器具データ３４、及び照明設計データ３５を記憶する。
【0024】
建築３Ｄモデル３３は、仮想空間４において建物の３次元形状、及び構造を再現するためのデータである。
照明器具データ３４は、仮想空間４に配置され、当該仮想空間４を照明する照明器具Ｉｖ（図４）のデータであり、配光情報３４Ａと、形状情報３４Ｂとを含む。配光情報３４Ａは、照明器具Ｉｖの配光特性（指向性）を示す情報、すなわち照明器具Ｉｖから仮想空間４の各方向への光度分布を示す情報である。形状情報３４Ｂと、照明器具Ｉｖの発光面Ｅｖ（図４）の正面視における形状及び寸法を示す情報であり、これら形状、及び寸法に基づいて発光面Ｅｖの面積Ｓ（図５）が算出される。
照明設計データ３５は、仮想空間４における照明器具Ｉｖの配置位置、及び取付角度（すなわち、仮想空間４において、照明器具Ｉｖの基準軸方向Ｄｓ（図４）が指向する方向）を示すデータである。
照明器具データ３４は、仮想空間４に配置され、当該仮想空間４を照明する照明器具Ｉｖ（図４）のデータであり、配光情報３４Ａと、形状情報３４Ｂとを含む。配光情報３４Ａは、照明器具Ｉｖの配光特性（指向性）を示す情報、すなわち照明器具Ｉｖから仮想空間４の各方向への光度分布を示す情報である。形状情報３４Ｂと、照明器具Ｉｖの発光面Ｅｖ（図４）の正面視における形状及び寸法を示す情報であり、これら形状、及び寸法に基づいて発光面Ｅｖの面積Ｓ（図５）が算出される。
照明設計データ３５は、仮想空間４における照明器具Ｉｖの配置位置、及び取付角度（すなわち、仮想空間４において、照明器具Ｉｖの基準軸方向Ｄｓ（図４）が指向する方向）を示すデータである。
【0025】
仮想空間提供システム１を照明設計に利用する際、ユーザ６は、照明器具データ３４、及び照明設計データ３５を変更することで、仮想空間４における光環境を任意に変更し、当該光環境を仮想空間画像５によって擬似的に確認できる。
【0026】
３次元レンダリング部２６は、仮想空間情報記憶部２８に格納されている各データと、仮想視点位置Ｐｖ、及び仮想視線方向Ｄｖとに基づいて、仮想空間４において観測者６ｖが仮想視点位置Ｐｖから仮想視線方向Ｄｖを見たときの視認画像５Ａ（図３）を３次元のレンダリングによって生成する。３次元レンダリング部２６は、この視認画像５Ａに後述のグレアエフェクトオブジェクト画像５Ｇを合成して仮想空間画像５を生成し、当該仮想空間画像５を送信部３０に出力する。なお、視認画像５Ａを生成するためのレンダリング手法には、周知又は公知の任意の手法を用いることができる。
【0027】
送信部３０は、当該仮想空間画像５をヘッドマウントディスプレイ８に送信する。
【0028】
３次元レンダリング部２６は、仮想空間４におけるグレア源に対してグレアエフェクトを付与した仮想空間画像を生成するために、グレアエフェクト付与部３７を備える。グレア源は、眩しさを感じさせる程の強い光を発する任意の物体であり、本実施形態では、仮想空間４に配置された照明器具Ｉｖがグレア源となっている。
【0029】
グレアエフェクト付与部３７は、グレア源の眩しさを当該グレア源の強さに応じて擬似的に表現したグレアエフェクトオブジェクト画像５Ｇを生成し、前掲図３に示すように、当該グレアエフェクトオブジェクト画像５Ｇを視認画像５Ａにおけるグレア源（本実施形態では照明器具Ｉｖの発光面Ｅｖ）の上に重ねて合成する。
グレアエフェクトオブジェクト画像５Ｇは、グレア源の周辺での明るい光（グロー）や、グレア源の周りに円状に見える光の暈（ハロー）を擬似的に表現する画像オブジェクトである。かかるグレアエフェクトオブジェクト画像５Ｇの合成によって、グレアエフェクトが付与された仮想空間画像５が得られる。
グレアエフェクトオブジェクト画像５Ｇは、グレア源の周辺での明るい光（グロー）や、グレア源の周りに円状に見える光の暈（ハロー）を擬似的に表現する画像オブジェクトである。かかるグレアエフェクトオブジェクト画像５Ｇの合成によって、グレアエフェクトが付与された仮想空間画像５が得られる。
【0030】
グレアエフェクト付与部３７は、グレアエフェクトオブジェクト画像５Ｇを生成する際、上述したグレア源の強さ（発光面Ｅｖの輝度、及び面積Ｓ（すなわち発光面の光度））に加え、グレア源から仮想視点位置Ｐｖまでの距離Ｌ（図４）に応じて、グレアエフェクトオブジェクト画像５Ｇにおけるエフェクトの強さ（ハローやグローの輝度、光量、大きさ）を変更する。これにより、グレア源の強さ、及び観測者６ｖからグレア源までの距離Ｌ応じた強さで、グレアエフェクト付与部３７によってグレアエフェクトが仮想空間画像５に与えられる。
【0031】
なお、グレアエフェクトオブジェクト画像５Ｇの生成手法、及び、グレア源の眩しさを擬似的に表現する手法については、グレア源の強さ（少なくともグレア源の発光面Ｅｖの大きさ（面積Ｓ））に応じた強さで眩しさが表現される手法であれば、任意の手法を用いることができる。
【0032】
図４は、仮想空間４における照明器具Ｉｖと観測者６ｖとの位置関係を示した模式図である。
同図に示すように、仮想空間４において、観測者６ｖが照明器具Ｉｖを見た場合、照明器具Ｉｖが配光特性（すなわち放射光の指向性）を有するため、観測者６ｖによって観測される光度Ｉθは、観測者６ｖと照明器具Ｉｖとの位置関係によって変化する。
具体的には、照明器具Ｉｖの基準軸方向Ｄｓと仮想視線方向Ｄｖとが成す角度を角度θとした場合、観測者６ｖの仮想視点位置Ｐｖで観測される発光面Ｅｖの光度Ｉθは、照明器具Ｉｖの配光情報３４Ａにおける角度θの方向の光度となる。また、照明器具Ｉｖの発光面Ｅｖは、観測者６ｖから見ると、角度θに応じて変形して視認される。この変形してみえる発光面Ｅｖの面積Ｓａ（すなわち、発光面Ｅｖのみかけの面積Ｓａ）は、発光面Ｅｖの面積Ｓにｃｏｓθを乗じて求められる。
同図に示すように、仮想空間４において、観測者６ｖが照明器具Ｉｖを見た場合、照明器具Ｉｖが配光特性（すなわち放射光の指向性）を有するため、観測者６ｖによって観測される光度Ｉθは、観測者６ｖと照明器具Ｉｖとの位置関係によって変化する。
具体的には、照明器具Ｉｖの基準軸方向Ｄｓと仮想視線方向Ｄｖとが成す角度を角度θとした場合、観測者６ｖの仮想視点位置Ｐｖで観測される発光面Ｅｖの光度Ｉθは、照明器具Ｉｖの配光情報３４Ａにおける角度θの方向の光度となる。また、照明器具Ｉｖの発光面Ｅｖは、観測者６ｖから見ると、角度θに応じて変形して視認される。この変形してみえる発光面Ｅｖの面積Ｓａ（すなわち、発光面Ｅｖのみかけの面積Ｓａ）は、発光面Ｅｖの面積Ｓにｃｏｓθを乗じて求められる。
【0033】
グレアエフェクト付与部３７がグレアエフェクトオブジェクト画像５Ｇを生成する際には、グレア源の発光面Ｅｖの寸法形状には、観測者６ｖが観測する、見かけの発光面Ｅｖを用いる。この結果、観測者６ｖとグレア源との位置関係に応じて、グレアエフェクトオブジェクト画像５Ｇのグレアエフェクトの強さが調整される。
【0034】
しかしながら、かかるグレアエフェクトの強さ調整だけでは、観測者６ｖが照明器具Ｉｖを見ながら仮想空間４の中を移動したときのグレア感を再現するには不十分である。
具体的には、現実空間では照明器具の正面位置に比べてグレア感が体感できる程に低くなるような仮想視点位置Ｐｖで観測者６ｖが照明器具Ｉｖを視認した場合、グレアエフェクトが現実空間ほどには弱くなっておらず、現実に反して強いグレア感が与えられたままとなっている。このため、観測者６ｖが照明器具Ｉｖの発光面Ｅｖを見ながら移動し（仮想視点位置Ｐｖを変えても）ても、移動に伴うグレア感の変化が現実に則しておらず、リアルに再現されていないものとなっている。
具体的には、現実空間では照明器具の正面位置に比べてグレア感が体感できる程に低くなるような仮想視点位置Ｐｖで観測者６ｖが照明器具Ｉｖを視認した場合、グレアエフェクトが現実空間ほどには弱くなっておらず、現実に反して強いグレア感が与えられたままとなっている。このため、観測者６ｖが照明器具Ｉｖの発光面Ｅｖを見ながら移動し（仮想視点位置Ｐｖを変えても）ても、移動に伴うグレア感の変化が現実に則しておらず、リアルに再現されていないものとなっている。
【0035】
そこで、本実施形態では、前掲図１に示すように、仮想空間画像生成装置１０に、グレア源スケーリング部３２を設けることで、仮想視点位置Ｐｖに応じたグレア感の再現性を高めた仮想空間画像５が得られるようにしている。
グレア源スケーリング部３２は、３次元レンダリング部２６に出力される発光面Ｅｖの寸法を、その面積Ｓ、Ｓａが次式（１）に基づいて求められる面積Ｓｂとなるようにスケーリング（拡大又は縮小）して当該３次元レンダリング部２６に出力する。
なお、この（１）式において、仮想視点位置Ｐｖが発光面Ｅｖの正面でない場合、すなわち角度θ＝０°ではない場合、発光面Ｅｖの寸法形状、及び面積Ｓには、観測者６ｖから見たみかけの寸法形状、及び、みかけの面積Ｓａが用いられる。
グレア源スケーリング部３２は、３次元レンダリング部２６に出力される発光面Ｅｖの寸法を、その面積Ｓ、Ｓａが次式（１）に基づいて求められる面積Ｓｂとなるようにスケーリング（拡大又は縮小）して当該３次元レンダリング部２６に出力する。
なお、この（１）式において、仮想視点位置Ｐｖが発光面Ｅｖの正面でない場合、すなわち角度θ＝０°ではない場合、発光面Ｅｖの寸法形状、及び面積Ｓには、観測者６ｖから見たみかけの寸法形状、及び、みかけの面積Ｓａが用いられる。
【0036】
スケーリング後の発光面Ｅｖの面積Ｓｂ
＝［ｌｏｇ１０（Ｉθ×α）］／Ｓ ・・・（１）
ただし、αは光度Ｉθに乗じる所定の係数
＝［ｌｏｇ１０（Ｉθ×α）］／Ｓ ・・・（１）
ただし、αは光度Ｉθに乗じる所定の係数
【0037】
上記（１）に示されるように、スケーリング後の面積Ｓｂは、仮想視点位置Ｐｖでの光度Ｉθに応じて対数関数的に変化する。一方、グレアエフェクト付与部３７は、グレア源の強さ（輝度、及び面積Ｓ（すなわち光度））に応じた強さのグレアエフェクトオブジェクト画像５Ｇを生成している。したがって、発光面Ｅｖがスケーリングされることで、このグレアエフェクトオブジェクト画像５Ｇのグレアエフェクトの強さも対数関数的にダイナミックに変化する。この結果、現実空間ではグレア感が十分に低減される仮想視点位置Ｐｖにおいて、現実空間と同様に、グレアエフェクトが十分に弱められ、現実に即したグレア感が再現される。
【0038】
図５は、仮想空間画像生成装置１０による仮想空間画像５の生成処理を示すフローチャートである。
仮想空間画像生成装置１０は、仮想空間画像５の生成開始の指示を、例えばヘッドマウントディスプレイ８等から受け付けると（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、仮想空間画像５を生成するために次の処理を開始する。
すなわち、仮想空間画像生成装置１０は、ヘッドマウントディスプレイ８の位置情報１７、及び姿勢情報１６に基づいて、仮想視点位置Ｐｖ、及び仮想視線方向Ｄｖのそれぞれを算出する（ステップＳ２）。なお、このステップＳ２において、仮想空間画像５の生成開始時には、仮想視点位置Ｐｖ、及び仮想視線方向Ｄｖに所定の初期値が設定される。
仮想空間画像生成装置１０は、仮想空間画像５の生成開始の指示を、例えばヘッドマウントディスプレイ８等から受け付けると（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、仮想空間画像５を生成するために次の処理を開始する。
すなわち、仮想空間画像生成装置１０は、ヘッドマウントディスプレイ８の位置情報１７、及び姿勢情報１６に基づいて、仮想視点位置Ｐｖ、及び仮想視線方向Ｄｖのそれぞれを算出する（ステップＳ２）。なお、このステップＳ２において、仮想空間画像５の生成開始時には、仮想視点位置Ｐｖ、及び仮想視線方向Ｄｖに所定の初期値が設定される。
【0039】
次いで仮想空間画像生成装置１０は、照明器具Ｉｖの配光情報３４Ａと、照明設計データ３５と仮想視線方向Ｄｖとに基づいて、仮想空間４に設置された状態での照明器具Ｉｖの基準軸方向Ｄｓと仮想視線方向Ｄｖとが成す角度θを求め、当該角度θにおける光度Ｉθを仮想視点位置Ｐｖで観測される光度Ｉθとして配光情報３４Ａから求める（ステップＳ３）。次に、仮想空間画像生成装置１０は、照明器具データ３４の形状情報３４Ｂとして、３次元レンダリング部２６に出力する発光面Ｅｖ、Ｅｖａの寸法を、その面積Ｓ、Ｓａが上記（１）によって求められる面積Ｓｂになるようにスケーリング（拡大又は縮小）する（ステップＳ４）。このスケーリングによって、発光面Ｅｖ、Ｅｖａの寸法（面積Ｓ、Ｓａ）が、仮想視点位置Ｐｖでの光度Ｉθに応じて対数関数的に増減されることとなる。
【0040】
そして、３次元レンダリング部２６が仮想空間情報記憶部２５のデータに基づいて３Ｄレンダリング処理を行い、視認画像５Ａを生成する（ステップＳ５）。この３Ｄレンダリングにおいては、グレア源である照明器具Ｉｖに、スケーリング後の発光面Ｅｖ、Ｅｖａが用いられる。またステップＳ５では、グレアエフェクト付与部３７がスケーリング後の発光面Ｅｖ、Ｅｖａに応じた強さのグレアエフェクトオブジェクト画像５Ｇを生成し、当該グレアエフェクトオブジェクト画像５Ｇを視認画像５Ａに合成することで、仮想空間画像５を生成する。
かかる仮想空間画像５がヘッドマウントディスプレイ８に送信され、ディスプレイ１２に表示される。
かかる仮想空間画像５がヘッドマウントディスプレイ８に送信され、ディスプレイ１２に表示される。
【0041】
仮想空間画像生成装置１０は、仮想空間画像５の生成終了の指示を、例えばヘッドマウントディスプレイ８等から受け付けるまで（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、ステップＳ２からステップＳ５の処理を繰り返し実行する。これにより、ユーザ６の動きに合わせて動的に変化する仮想空間画像５が順次に生成されてディスプレイ１２に表示される。
【0042】
図６は、仮想空間画像５におけるグレア感の変化の一例を示す図である。
同図に示すように、仮想視点位置Ｐｖにおける光度Ｉθの変化に応じて、発光面Ｅｖ、Ｅｖａの寸法をスケーリング（拡大又は縮小）しない場合、仮想視点位置Ｐｖが発光面Ｅｖの正面（θ＝０°）に位置するときと、斜め方向（θ＞０°）に位置するときとで、グレアエフェクトの強さの変化が小さく、ユーザ６に与えるグレア感の変化も乏しいものとなっている。
これに対して、発光面Ｅｖ、Ｅｖａの寸法をスケーリングした場合には、仮想視点位置Ｐｖが発光面Ｅｖの正面（θ＝０°）に位置するときに比べ、斜め方向（θ＞０°）に位置するときには、グレアエフェクトの強さが大きく減少し、仮想視点位置Ｐｖごとのグレア感の変化が現実に即してリアルに再現されていることが分かる。
同図に示すように、仮想視点位置Ｐｖにおける光度Ｉθの変化に応じて、発光面Ｅｖ、Ｅｖａの寸法をスケーリング（拡大又は縮小）しない場合、仮想視点位置Ｐｖが発光面Ｅｖの正面（θ＝０°）に位置するときと、斜め方向（θ＞０°）に位置するときとで、グレアエフェクトの強さの変化が小さく、ユーザ６に与えるグレア感の変化も乏しいものとなっている。
これに対して、発光面Ｅｖ、Ｅｖａの寸法をスケーリングした場合には、仮想視点位置Ｐｖが発光面Ｅｖの正面（θ＝０°）に位置するときに比べ、斜め方向（θ＞０°）に位置するときには、グレアエフェクトの強さが大きく減少し、仮想視点位置Ｐｖごとのグレア感の変化が現実に即してリアルに再現されていることが分かる。
【0043】
本実施形態によれば、次のような効果を奏する。
【0044】
本実施形態の仮想空間画像生成装置１０では、仮想空間４においてグレア源となる照明器具Ｉｖの発光面Ｅｖを、仮想視点位置Ｐｖでの光度Ｉθに応じて拡大又は縮小する構成とした。
これにより、グレアエフェクトオブジェクト画像５Ｇによるグレアエフェクト（眩しさの表現）の強さも発光面Ｅｖの大きさに応じたものとなり、仮想視点位置Ｐｖでのグレア感の再現性が、従前に比べて高められる。
また、グレア感を再現するに際し、発光面Ｅｖをスケーリング（拡大又は縮小）して、発光面Ｅｖの大きさ（面積Ｓ）を変えるので、発光面Ｅｖの形状は現実に則したものに維持され、現実感が損なわれることがない。
これにより、グレアエフェクトオブジェクト画像５Ｇによるグレアエフェクト（眩しさの表現）の強さも発光面Ｅｖの大きさに応じたものとなり、仮想視点位置Ｐｖでのグレア感の再現性が、従前に比べて高められる。
また、グレア感を再現するに際し、発光面Ｅｖをスケーリング（拡大又は縮小）して、発光面Ｅｖの大きさ（面積Ｓ）を変えるので、発光面Ｅｖの形状は現実に則したものに維持され、現実感が損なわれることがない。
【0045】
本実施形態の仮想空間画像生成装置１０では、グレア源である照明器具Ｉｖの発光面Ｅｖのスケーリングによって、仮想視点位置Ｐｖでの光度Ｉθに応じて発光面Ｅｖの面積Ｓを対数関数的に変化させている。
これにより、仮想視点位置Ｐｖごとのグレア感の変化を現実に即してリアルに再現することができる。
これにより、仮想視点位置Ｐｖごとのグレア感の変化を現実に即してリアルに再現することができる。
【0046】
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示したものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において任意に変形及び応用が可能である。
【0047】
上述した実施形態において、基準軸方向Ｄｓにおける発光面Ｅｖの輝度値、すなわち正面から発光面Ｅｖをみたときの輝度値には、照明器具Ｉｖの仕様に基づく値が設定される。しかしながら、仮想空間４において発光面Ｅｖが占める大きさに応じて輝度値を調整した値に設定してもよい。
具体的には、仮想空間４において発光面Ｅｖが占める大きさが小さくなるほど輝度値を低める。これにより、同じ輝度値の照明器具Ｉｖを仮想空間４内の同じ位置に配置した場合でも、それぞれの発光面Ｅｖが仮想空間４の中で占める大きさを反映した輝度値に調整されることで、それぞれの発光面Ｅｖに対するグレアエフェクトの強さも変わり、より現実に即したグレア感が再現される。
具体的には、仮想空間４において発光面Ｅｖが占める大きさが小さくなるほど輝度値を低める。これにより、同じ輝度値の照明器具Ｉｖを仮想空間４内の同じ位置に配置した場合でも、それぞれの発光面Ｅｖが仮想空間４の中で占める大きさを反映した輝度値に調整されることで、それぞれの発光面Ｅｖに対するグレアエフェクトの強さも変わり、より現実に即したグレア感が再現される。
【0048】
上述した実施形態において、ヘッドマウントディスプレイ８に仮想空間画像５を表示する構成としたが、これに限らず、任意の表示装置に仮想空間画像５を表示することができる。
また、ユーザ６の頭の動きに合わせて仮想視点位置Ｐｖ、及び仮想視線方向Ｄｖのそれぞれを変更したが、これに限らず、任意の操作デバイスを用いて、仮想視点位置Ｐｖ、及び仮想視線方向Ｄｖのそれぞれの変更をユーザ６が指示してもよい。
また、ユーザ６の頭の動きに合わせて仮想視点位置Ｐｖ、及び仮想視線方向Ｄｖのそれぞれを変更したが、これに限らず、任意の操作デバイスを用いて、仮想視点位置Ｐｖ、及び仮想視線方向Ｄｖのそれぞれの変更をユーザ６が指示してもよい。
【符号の説明】
【0049】
１ 仮想空間提供システム
４ 仮想空間
５ 仮想空間画像
５Ａ 視認画像
５Ｇ グレアエフェクトオブジェクト画像（エフェクトオブジェクト画像）
８ ヘッドマウントディスプレイ
１０ 仮想空間画像生成装置（画像生成装置）
２２ 視点位置算出部
２４ 視線方向算出部
２５ 仮想空間情報記憶部
２６ ３次元レンダリング部（仮想空間画像生成部）
２８ 仮想空間情報記憶部
３２ グレア源スケーリング部
３４ 照明器具データ
３４Ａ 配光情報
３４Ｂ 形状情報
３５ 照明設計データ
３７ グレアエフェクト付与部
Ｄｓ 基準軸方向
Ｄｖ 仮想視線方向
Ｅｖ 発光面
Ｉｖ 照明器具
Ｉθ 光度
Ｐｖ 仮想視点位置
Ｓ 面積
Ｓｂ スケーリング後の面積
４ 仮想空間
５ 仮想空間画像
５Ａ 視認画像
５Ｇ グレアエフェクトオブジェクト画像（エフェクトオブジェクト画像）
８ ヘッドマウントディスプレイ
１０ 仮想空間画像生成装置（画像生成装置）
２２ 視点位置算出部
２４ 視線方向算出部
２５ 仮想空間情報記憶部
２６ ３次元レンダリング部（仮想空間画像生成部）
２８ 仮想空間情報記憶部
３２ グレア源スケーリング部
３４ 照明器具データ
３４Ａ 配光情報
３４Ｂ 形状情報
３５ 照明設計データ
３７ グレアエフェクト付与部
Ｄｓ 基準軸方向
Ｄｖ 仮想視線方向
Ｅｖ 発光面
Ｉｖ 照明器具
Ｉθ 光度
Ｐｖ 仮想視点位置
Ｓ 面積
Ｓｂ スケーリング後の面積
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
