特許 7328651 生成装置、生成方法および生成プログラム

(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】2023-08-08

(45)【発行日】2023-08-17

(54)【発明の名称】生成装置、生成方法および生成プログラム

(51)【国際特許分類】

   G06T 15/50 20110101AFI20230809BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20230809BHJP

   G06T 19/00 20110101ALI20230809BHJP

【ＦＩ】

G06T15/50

F21S2/00 490

G06T19/00 A

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019094762

(22)【出願日】2019-05-20

(65)【公開番号】P2020024671

(43)【公開日】2020-02-13

【審査請求日】2022-02-15

(31)【優先権主張番号】P 2018145282

(32)【優先日】2018-08-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000003757

【氏名又は名称】東芝ライテック株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】504182255

【氏名又は名称】国立大学法人横浜国立大学

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】東 洋邦

(72)【発明者】

【氏名】岡嶋 克典

(72)【発明者】

【氏名】西 かおり

【審査官】中田 剛史

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－１９２０６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００６－５０６７４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１４９０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０７８７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－２２９３８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｔ １５／５０

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｇ０６Ｔ １９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

仮想視点に対して照明装置が有する光源よりも遠い位置に前記光源の光を反射する反射面を設定する設定部と；
前記設定部によって設定された前記反射面による反射光を前記光源の発光面として表示する仮想画像を生成する生成部と；
を具備することを特徴とする生成装置。

【請求項2】

前記生成部は、
前記反射面、前記光源を非表示とした前記仮想画像を生成すること
を特徴とする請求項１に記載の生成装置。

【請求項3】

前記生成部は、
前記反射面若しくは前記光源に対する角度に応じた輝度を前記発光面に設定した前記仮想画像を生成すること
を特徴とする請求項１または２に記載の生成装置。

【請求項4】

前記設定部は、
前記反射面を前記光源よりも大きく設定すること
を特徴とする請求項１～３のいずれか１つに記載の生成装置。

【請求項5】

前記生成部は、
前記発光面の輝度分布、色分布および分光分布のうち、少なくとも１つの分布を変化させた前記仮想画像を生成すること
を特徴とする請求項１～４のいずれか１つに記載の生成装置。

【請求項6】

仮想視点に対して照明装置が有する光源よりも遠い位置に前記光源の光を反射する反射面を設定する設定部と；
前記設定部によって設定された前記反射面による反射光を前記光源の発光面として表示する仮想画像を生成する生成部と；
を具備し、
前記生成部は、
前記反射面および前記光源によって前記発光面の一部を描出し、描出した前記発光面の一部に基づいて残りの部分を複製して前記発光面全体を表示すること
を特徴とする生成装置。

【請求項7】

前記生成部は、
前記発光面全体に設定された前記反射面および前記光源のうち、前記発光面の一部に対応する前記反射面および前記光源から当該発光面の一部を描出し、描出した前記発光面の一部に基づいて残りの部分を複製して前記発光面全体を表示すること
を特徴とする請求項６に記載の生成装置。

【請求項8】

コンピュータが実行する生成方法であって、
仮想視点に対して照明装置が有する光源よりも遠い位置に前記光源の光を反射する反射面を設定する設定工程と；
前記設定工程によって設定された前記反射面による反射光を前記光源の発光面として表示する仮想画像を生成する生成工程と；
を含むことを特徴とする生成方法。

【請求項9】

仮想視点に対して照明装置が有する光源よりも遠い位置に前記光源の光を反射する反射面を設定する設定手順と；
前記設定手順によって設定された前記反射面による反射光を前記光源の発光面として表示する仮想画像を生成する生成手順と；
をコンピュータに実行させることを特徴とする生成プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、生成装置、生成方法および生成プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、光の眩しさを評価するために、照明環境を仮想的に示した仮想画像を表示する技術がある。この種の仮想画像では、照明装置の輝度情報に基づいて被照射物の明暗等の照明効果を表現する技術がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６２７２６８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記した技術では、照明装置によって照らされる物体の照明効果を対象としており、照明装置の発光面を表示することについては考慮されていなかった。このため、発光面が表示されていない仮想画像は、照明環境としてのリアリティに欠けるおそれがあった。

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、よりリアリティのある照明環境を提供することができる生成装置、生成方法および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】

【0006】

実施形態に係る生成装置は、設定部と、生成部とを具備する。前記設定部は、仮想視点に対して照明装置が有する光源よりも遠い位置に前記光源の光を反射する反射面を設定する。前記生成部は、前記設定部によって設定された前記反射面による反射光を前記光源の発光面として表示する仮想画像を生成する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、実施形態に係る仮想画像の一例を示す図である。

【図2】図２は、実施形態に係る生成方法の概要を示す図である。

【図3】図３は、実施形態に係る表示システムの構成例を示す図である。

【図4】図４は、制御部の処理内容を示す図である。

【図5】図５は、制御部の処理内容を示す図である。

【図6】図６は、制御部の処理内容を示す図である。

【図7】図７は、制御部の処理内容を示す図である。

【図8】図８は、制御部の処理内容を示す図である。

【図9】図９は、制御部の処理内容を示す図である。

【図10】図１０は、実施形態に係る生成装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。

【図11】図１１は、変形例に係る発光面の設定方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下で説明する実施形態に係る生成装置１は、設定部３１と、生成部３２とを具備する。設定部３１は、照明装置が有する光源と仮想視点との位置関係に応じた位置に光源の光を反射する反射面を設定する。生成部３２は、設定部３１によって設定された反射面による反射光を光源の発光面として表示する仮想画像を生成する。

【0009】

以下で説明する実施形態に係る設定部３１は、仮想視点に対して光源よりも遠い位置に反射面を設定する。

【0010】

以下で説明する実施形態に係る生成部３２は、光源を非表示とした仮想画像を生成する。

【0011】

以下で説明する実施形態に係る生成部３２は、前記反射面若しくは前記光源に対する角度に応じた輝度を前記発光面に設定した仮想画像を生成する。

【0012】

以下で説明する実施形態に係る設定部３１は、反射面を光源よりも大きく設定する。

【0013】

以下で説明する実施形態に係る生成部３２は、発光面の輝度分布、色分布および分光分布のうち、少なくとも１つの分布を変化させた仮想画像を生成する。

【0014】

（実施形態）
まず、図１および図２を用いて、実施形態に係る生成方法の概要について説明する。図１は、実施形態に係る仮想画像の一例を示す図である。図２は、実施形態に係る生成方法の概要を示す図である。図１に示す例では、生成装置１（図３参照）によって生成された仮想画像ＩＭ１１が、表示装置１０の表示部１１に表示された場合を示している。図１では、タブレット型の表示装置１０を示しているが、表示装置１０は、ノートパソコンやモバイルパソコン、スマートフォン、ヘッドマウントディスプレイ、大型スクリーン等の種々の表示デバイスであってもよい。

【0015】

より具体的な例を挙げると、例えば、表示装置１０は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等によって実現される。なお、表示装置１０は、単一の画面により構成される表示装置であってもよく、複数の画面により構成される表示装置であってもよい。例えば、表示装置１０は、複数の液晶ディスプレイを並べることで大型の画面を再現した表示装置であってもよく、例えば、右目用のディスプレイと左目用のディスプレイとを個別に有し、利用者に対して立体的な仮想空間の画像を提供可能な装置であってもよい。また、表示装置１０は、例えば裸眼で立体視が可能な立体ディスプレイであってもよい。また、表示装置１０は、画像として、静止画像のみならず、動画像を提供してもよく、３次元画像を提供してもよい。すなわち、以下の説明における「画像」とは、静止画像のみならず、動画像や３次元画像等、利用者が視認可能な物であれば、任意のコンテンツが採用可能である。

【0016】

仮想画像ＩＭ１１は、照明環境等の所定の環境を仮想的に示した画像であり、いわゆる拡張現実（ＡＲ：Augmented Reality）や仮想現実（ＶＲ：Virtual Reality）等の仮想空間を表現した画像である。具体的には、拡張現実としての仮想画像ＩＭ１１は、観察者が、現実に設置された照明装置ＩＬを映したカメラ画像に仮想的な発光面を示す画像を重畳させた仮想画像である。また、仮想現実としての仮想画像ＩＭ１１は、観察者の表示装置１０に対する所定の操作に応じて、所定のアプリケーションが起動されることにより、仮想的な照明装置ＩＬの画像と、仮想的な発光面の画像とを再現した仮想画像である。

【0017】

図１に示す仮想画像ＩＭ１１では、照明装置ＩＬ１１，ＩＬ１２（以下、単に照明装置ＩＬと記載する場合がある）と、照明装置ＩＬ１１，ＩＬ１２によって照らさせた屋外競技場とを含む照明環境を示している。なお、図１では、照明装置ＩＬ１１は、光源が点灯した照明状態を示しており、照明装置ＩＬ１２は、光源が点灯していない照明状態を示している。

【0018】

また、図１の仮想画像ＩＭ１１では、屋外競技場を一例としたが、屋内競技場であってもよく、あるいは、オフィスや、店舗、道路・トンネル、倉庫、動植物園、美術館、博物館等といった照明装置が設置される場所や特定の地点であってもよい。また、競技は、球技（例えば、野球、テニス、ソフトテニス、ソフトボール、卓球、バドミントン、サッカー、バスケットボール、バレーボール、ラグビー、アメフト、ゴルフ、水球、ハンドボール、ホッケー等）や、陸上競技、体操競技、水泳競技、ボート競技等といった任意の競技であってもよい。また、仮想画像ＩＭ１１が屋外を示す場合、照明装置ＩＬ（後述の発光面）の輝度は、天候や、時刻、緯度経度に応じて変化させてもよい。

【0019】

また、図１に示す仮想画像ＩＭ１１では、照明装置ＩＬ１１，ＩＬ１２が有する光源の発光面ＬＦ１１，ＬＦ１２（以下、単に発光面と記載する場合がある）が再現されている。具体的には、発光面ＬＦ１１は、光源が点灯した照明状態を示し、発光面ＬＦ１２は、光源が点灯していない照明状態を示している。

【0020】

ここで、従来の仮想画像について説明する。従来の仮想画像は、照明装置の輝度情報に基づいて被照射物の明暗等の照明効果を表現する、つまり、照明装置によって照らされる物体の照明効果を対象としており、照明装置の発光面を表示することについては考慮されていなかった。このため、発光面が表示されていない仮想画像は、照明環境としてのリアリティに欠けるおそれがあった。

【0021】

そこで、実施形態に係る生成装置１は、コンピュータグラフィックの処理によって、発光面が可視化された仮想画像ＩＭ１１を生成する。図２には、実施形態に係る生成方法の概要を示している。

【0022】

図２では、コンピュータグラフィックによって発光面を可視化する処理を模式的に示している。また、図２では、仮想画像ＩＭ１１における仮想視点ＶＰを示している。つまり、表示装置１０を視認する観察者は、仮想視点ＶＰから発光面（あるいは仮想画像ＩＭ１１）を見ることとなる。なお、仮想視点ＶＰは、人の視点を想定したものに限定されず、例えば、ドローン等の小型飛行装置である移動体や、静止物体から見える視点を想定してもよい。また、図２には、コンピュータグラフィックにより設定される光源５０と、光源５０の光を反射する反射面６１を有したオブジェクト６０とを示している。これら光源５０やオブジェクト６０は、照明装置ＩＬの構造に関する３次元データに基づき設定される。すなわち、観察者は、仮想空間における光源５０そのものではなく、仮想空間におけるオブジェクト６０の反射面６１や、反射面６１により反射した光を疑似的な光源５０の発光面として見ることとなる。

【0023】

実施形態に係る生成方法では、まず、照明装置ＩＬが有する光源５０と仮想視点ＶＰとの位置関係に応じた位置に反射面６１を設定する（ステップＳ１）。そして、実施形態に係る生成方法では、設定した反射面６１による反射光（図２の破線矢印）を光源５０の発光面として表示する仮想画像ＩＭ１１を生成する（ステップＳ２）。例えば、反射面６１の反射率は１００％に設定される。

【0024】

つまり、実施形態に係る生成方法では、反射面６１による反射光を光源５０の発光面として代替表示させる。これにより、仮想画像ＩＭ１１を見る観察者に対して発光面を表示することができる。従って、実施形態に係る生成方法によれば、光源５０の発光面が仮想的に表示された仮想画像ＩＭ１１を生成することで、よりリアリティのある照明環境を提供することができる。

【0025】

なお、実施形態に係る生成方法では、仮想画像に表示される発光面に所定のエフェクトを設定して発光面の見え方に動きを付けてもよい。ここで、エフェクトとは、レンダリング後の画像に対して適用されるエフェクトのみならず、レンダリング前にレンダリング対象となるオブジェクト等に対して適用されるエフェクトであってもよい。例えば、エフェクトとは、レンズフレア等、レンダリング後の画像に対して適用されるものだけではなく、光源５０やオブジェクト６０の形状を変化させるといったレンダリング前に適用されるものを含む概念である。かかる動きの設定については後述する。

【0026】

次に、図３を用いて、実施形態に係る生成装置１を含む表示システムＳについて説明する。図３は、実施形態に係る表示システムＳの構成例を示す図である。図３に示すように、実施形態に係る表示システムＳは、生成装置１と、表示装置１０とを具備する。例えば、生成装置１は、所定のネットワークＮを介して表示装置１０と通信可能に接続される。表示システムＳには、複数台の表示装置１０や、複数台の生成装置１が含まれてもよい。なお、生成装置１と表示装置１０とは一体であってもよい。例えば、生成装置１は、表示装置１０の機能を有してもよい。この場合、生成装置１は、表示装置１０の表示部１１と同様の構成を有してもよい。

【0027】

また、表示システムＳは、表示装置１０内に仮想的な照明環境の空間を実現するために必要なデータ（以下、「光環境情報」と記載する場合がある）を有し、仮想的な照明環境を表示装置１０内で実現できるように構成されるものとする。ここでいう光環境情報には、例えば、照明装置ＩＬの発光面の種々の光情報が含まれる。例えば、光環境情報には、照明装置ＩＬの発光面の輝度、光度、配光、光束発散度、色度、演色性等の種々の情報が含まれる。また、例えば、光環境情報には、照明装置ＩＬの発光面の相対・絶対分光分布から計算される情報全体のうち、少なくもいずれか１つに関する情報や照明装置ＩＬの構造に関するデータ（３次元ＣＡＤ（Computer-Aided Design）データなど）の種々の情報が含まれる。また、例えば、光環境情報には、照明装置ＩＬが設置された建物（例えば、屋外競技場）の設備や施設の構造に関するデータ（３次元ＣＡＤデータなど）等の情報が含まれる。なお、この光環境情報は、表示装置１０または生成装置１のいずれかに記憶されてもよく、あるいは、他の外部装置に記憶されてもよい。

【0028】

表示装置１０は、表示部１１を有する。表示部１１は、例えば、液晶ディスプレイ等であり、各種情報を表示する。例えば、表示部１１は、仮想画像ＩＭ１１を含む画像情報を表示する。例えば、表示部１１は、数百～数千ｃｄ／ｍ^２程度の輝度を再現可能である。

【0029】

次に、生成装置１の構成について説明する。生成装置１は、通信部２と、制御部３と、記憶部４とを有する。なお、生成装置１は、生成装置１の管理者等から各種操作を受け付ける入力部（例えば、キーボードやマウス等）や、各種情報を表示するための表示部（例えば、液晶ディスプレイ等）を有してもよい。

【0030】

通信部２は、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）によって実現される。通信部２は、ネットワークＮと有線または無線で接続される。そして、通信部２は、ネットワークＮを介して、表示装置１０等との間で情報の送受信を行う。例えば、通信部２は、表示装置１０との間で画像情報の通信を行う。

【0031】

ここで、生成装置１は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。

【0032】

コンピュータのＣＰＵは、たとえば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部３の設定部３１および生成部３２として機能する。

【0033】

また、制御部３の設定部３１および生成部３２の少なくともいずれか一つまたは全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成することもできる。

【0034】

また、記憶部４は、たとえば、ＲＡＭやＨＤＤに対応する。ＲＡＭやＨＤＤは、各種プログラムの情報等を記憶することができる。なお、生成装置１は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して上記したプログラムや各種情報を取得することとしてもよい。

【0035】

生成装置１の制御部３は、例えば、３次元画像処理技術や描画技術等の技術を適宜用いて、仮想画像ＩＭ１１等を生成する。例えば、制御部３は、レンダリングに関する種々の技術を適宜用いて、仮想画像ＩＭ１１等を生成してもよい。例えば、制御部３は、種々の視覚効果に関する技術を用いて、仮想画像ＩＭ１１等を生成してもよい。例えば、制御部３は、レンズフレア等の現象に対応する描画を行うことにより、観察者に眩しさの印象を与える仮想画像ＩＭ１１等を生成してもよい。

【0036】

設定部３１は、照明装置ＩＬが有する光源５０と仮想視点ＶＰとの位置関係に応じた位置に光源５０の光を反射する反射面６１（オブジェクト６０）を設定する。例えば、設定部３１は、反射面６１から光源５０までの距離や、反射面６１から仮想視点ＶＰまでの距離、反射面６１の大きさ等を設定するが、かかる点については、図４で後述する。

【0037】

また、設定部３１は、反射面６１の反射率を設定する。反射率は、例えば、１００％であることが好ましい。なお、設定部３１は、オブジェクト６０若しくは光源５０と、仮想視点ＶＰとの角度に応じた配光を再現するように、反射率の設定を行ってもよい。すなわち、設定部３１は、発光面の輝度分布、色分布および分光分布のうち、少なくとも１つの分布を変化するように反射率を設定してもよいが、かかる点については、図８および図９で後述する。

【0038】

生成部３２は、設定部３１によって設定された反射面６１による反射光を光源５０の発光面として表示する仮想画像ＩＭ１１を生成する。例えば、生成部３２は、反射光に所定のエフェクトを設定して発光面に動きを付けた仮想画像ＩＭ１１を生成する。エフェクトとしては、例えば、配光角により輝度が変化するエフェクトや、時間（昼や、夜等）により輝度が変化すエフェクト、仮想視点ＶＰの位置に応じて発光面を瞬かせるエフェクト、レンズフレアを発生させるエフェクト等あるが、これらのエフェクトについては、図５で後述する。また、生成部３２は、エフェクトとして、発光面の形状が変化するように、反射面の形状や光源の形状を変化させるエフェクト、若しくは、反射面６１による反射光により構成される発光面の形状を変化させるエフェクトを設定してもよい。

【0039】

次に、図４～図９を用いて、設定部３１および生成部３２を具備する制御部３の処理内容を具体的に説明する。図４～図９は、制御部３の処理内容を示す図である。

【0040】

図４および図５に示すように、制御部３の設定部３１は、反射面６１から光源５０までの距離Ｄ、反射面６１から仮想視点ＶＰまでの距離Ｌおよび反射面６１の法線ＮＶに対する仮想視点ＶＰの角度θを設定する。なお、図４では、角度θがゼロ度であることとする。

【0041】

図４および図５に示すように、設定部３１は、反射面６１から光源５０までの距離Ｄよりも反射面６１から仮想視点ＶＰまでの距離Ｌのほうが長くなるようにする。つまり、設定部３１は、仮想視点ＶＰに対して光源５０よりも遠い位置に反射面６１を設定する。これにより、仮想視点ＶＰからは反射面６１で反射した反射光のみを見せることができる。

【0042】

また、図４および図５に示すように、設定部３１は、反射面６１を光源５０よりも大きく設定する。具体的には、設定部３１は、反射面６１の面積を光源５０の面積（反射面６１と対向する面）よりも広くする。これにより、光源５０の全体形状を反射面６１に映すことができるとともに、後述の角度θがゼロ度ではない場合（例えば、３０度等）に光源５０が見切れることを防止できる。また、設定部３１は、反射面６１の形状と光源５０の形状とが略同じであることが好ましい。これにより、よりリアリティのある光源５０を再現することができる。なお、反射面６１が光源５０よりも大きい際にＶＲやＡＲ上での見え方に異変があれば、反射面６１よりも光源５０を大きくすることも可能である。つまり、設定部３１は、反射面６１を光源５０よりも大きく設定することで、仮想画像ＩＭ１１における発光面の形状等の表示態様が異常となる場合には、反射面６１よりも光源５０を大きくしてもよい。

【0043】

また、図４に示すように、生成部３２は、光源５０を非表示とした仮想画像ＩＭ１１を生成する。例えば、生成部３２は、光源５０の透過率１００％（反射率０％）とし、反射光が光源５０を透過するようにする。これにより、発光面に光源５０の影が映ることを防止することができ、反射面６１、光源５０および仮想視点ＶＰが直線上に重なる場合、若しくは、仮想視点ＶＰが直線上からずれているが、視野内に光源５０が含まれる場合等に、光源５０の影が映ることを防止することができる。

【0044】

また、図５に示すように、生成部３２は、角度θがゼロ度ではない場合、すなわち、反射面６１、光源５０および仮想視点ＶＰが重ならない場合、上記した直線上に重なる場合に比べて、発光面の輝度を低くした仮想画像ＩＭ１１を生成する。

【0045】

つまり、生成部３２は、図４に示す角度θがゼロ度の場合、発光面の輝度が最も高くなり、角度θが大きくなる（時計回りまたは反時計回り）に従い、輝度が低くなるように反射光にエフェクトをかける。これは、照明装置ＩＬがなみだ型の配光特性であることを考慮した配光エフェクトである。

【0046】

このように、仮想視点ＶＰの角度θに応じて輝度を変化させることで、所定の配光特性を考慮した発光面を表示できるため、観察者に対してよりリアリティのある照明環境を提供できる。

【0047】

なお、生成部３２は、角度θがゼロ度の場合に発光面の輝度が最も高くなるようにしたが、例えば、角度θがゼロ度以外の特定の角度である場合に輝度が最も高くなるようにしてもよい。

【0048】

また、生成部３２の配光エフェクトは、なみだ型の配光特性に基づくものに限定されず、例えば、所定の角度θ（ゼロ度以外の角度）の場合に輝度が最も高くなるバッドウィング型の配光特性に基づくものであってもよい。すなわち、生成部３２は、角度θに応じた配光を再現するように、発光面を含む仮想画像を生成してもよい。例えば、生成部３２は、発光面の輝度が角度θに応じた輝度となるように、反射面６１の反射率を変更してもよく、光源５０が反射面に対して出力する光の輝度を変更してもよい。また、生成部３２は、反射面６１の法線ＮＶに対する仮想視点ＶＰの角度θではなく、例えば、光源５０の法線に対する仮想支店ＶＰの角度に応じて、発光面の輝度を設定してもよい。

【0049】

また、生成部３２は、配光エフェクト以外のエフェクトとして、角度θがゼロ度のみの場合に発生するレンズフレアのエフェクトを設定してもよい。また、生成部３２は、角度θが大きくなるに従い、発光面の外縁領域を瞬かせるエフェクトを設定してもよい。

【0050】

さらに、生成部３２は、上記したエフェクトに加えて、照明環境の時間に伴うエフェクトを設定してもよい。例えば、生成部３２は、日中の明るい時間には反射光の輝度を全体的に低下させ、夜の暗い時間には反射光の輝度を全体的に高くさせてもよい。

【0051】

また、生成部３２は、表示装置１０がヘッドマウントディスプレイである場合、光の残像を発生させるエフェクトを設定してもよい。具体的には、生成部３２は、仮想視点ＶＰの位置が変更された場合、表示部１１の中心付近に発光面の形状に類似した残像光を発生させる。かかる残像光は、発光面の補色である。あるいは、残像光の色は、発光面の輝度に応じて変化させてもよい。

【0052】

また、上述では、生成部３２が反射光にエフェクトをかける場合について説明したが、例えば、設定部３１によって反射面６１にエフェクトの機能を付与し、反射面６１の反射時に光にエフェクトがかかるようにしてもよい。

【0053】

あるいは、生成部３２によるエフェクトは、反射光のみならず、仮想画像ＩＭ１１の背景や、被照射物（図１に示すスタジアム）に適用されてもよい。例えば、仮想画像ＩＭ１１の背景にエフェクトを設定する場合、照明装置ＩＬの光の強度が強く、一方で、背景の光の強度が弱い場合、背景を見えづらくするエフェクトを設定する。具体的には、背景である夜空に星を設定した場合に、照明装置ＩＬまでの距離が近い星や、照明装置ＩＬの配光範囲のうち、光の強度が所定の閾値以上となる配光範囲に位置する星については、見えづらくしたエフェクトを設定する。一方で、照明装置ＩＬまでの距離が遠い星や、照明装置ＩＬの配光範囲のうち、光の強度が所定の閾値未満となる配光範囲に位置する星については、星の光の強度を強くするエフェクトを設定してもよい。また、生成部３２は、輝度そのものやオブジェクトそのものの設定（例えば、形状、輝度、透明度、テクスチャ等）を変更するエフェクトを設定してもよい。

【0054】

また、生成部３２は、上記したように、反射光や背景、被照射物にエフェクトを設定した後に仮想画像ＩＭ１１を生成する場合に限定されず、例えば、仮想画像ＩＭ１１を生成した後（つまり、レンダリング結果となる画像）に、仮想画像ＩＭ１１に上記したエフェクトを設定してもよい。

【0055】

次に、図６では、地面に光を照射する場合について説明する。設定部３１は、地面に光を照射した仮想画像ＩＭを生成する場合、仮想視点ＶＰに対して反射面６１よりも近い位置に光源５０ａを配置するとともに、反射面６１よりも遠い位置に光源５０ｂを配置する。そして、光源５０ａおよび光源５０ｂについて反射面６１までの距離Ｄを同じする。つまり、光源５０ａとは逆方向に向かせた光源５０ｂを配置する。このような配置にすることによって、光源５０ａの位置に配置したときと同じ光の広がり方で光を照射することができる。

【0056】

また、設定部３１は、図７に示すように、反射面６１に対して光源５０とは逆側には、光源５０の光の情報が反映されない暗領域ＤＲを設定する。これにより、コンピュータグラフィックのソフトウェアの処理によって、オブジェクト６０が遮蔽物として誤認識されることを防止することができる。

【0057】

次に、図８および図９を用いて、反射面６１について具体的に説明する。図８には、反射面６１を正面（光源５０）から見た正面図を示している。また、図９は、図８の反射面６１による反射光、すなわち発光面の形状と、径方向の輝度分布とを示している。図８に示すように、反射面６１は、例えば、円形状である。つまり、反射面６１と同じ形状である光源５０も同様に円形状である。

【0058】

図８に示すように、設定部３１は、例えば、反射面６１の領域を反射率が高い領域と、反射率が低い領域とに分けて設定する。具体的には、設定部３１は、反射面６１の中心が外縁よりも反射率を高くする。

【0059】

これにより、図９に示すように、発光面は、中央の輝度が高い領域と、外縁の輝度が徐々に減少していく領域とにより構成される。つまり、図８のように部分的に反射率を変えることで、よりリアリティのある照明環境を提供できる。

【0060】

なお、図８および図９では、反射面６１の中心が外縁よりも反射率を高くなるようにしたが、逆に、外縁が中心よりも反射率が高くなるようにしてもよい。つまり、照明装置ＩＬの照明特性に応じて任意の反射率が設定されてもよい。

【0061】

あるいは、円形である反射面６１のうち、半月状に２分割した一方の半月の反射率を高くし、他方の半月の反射率を低くしてもよい。つまり、必要となる発光面の特性に応じて反射面６１における任意の位置や、面積、形状で反射率を変化させてよい。

【0062】

また、図９では、発光面の中央の輝度分布は一様（直線）になるようにしたが、例えば、中央の輝度分布が連続的に変化する（波形状）ようにしてもよい。

【0063】

また、図８では、反射面６１の反射率を変化させたが、例えば、反射面６１の表面のテクスチャを変化させてもよい。例えば、設定部３１は、反射面６１の表面に微細な凹凸を有するテクスチャを設定してもよい。

【0064】

つまり、反射面６１に設定された微細な凹凸は、プリズムとして機能するため、発光面の配光を拡散光に基づくもの変化させたり、スポット光（集光させた光）に基づくものに変化させたりできるため、発光面の配光特性を自在に変化させることができる。

【0065】

なお、図９では、発光面の輝度分布を変化させる場合を示したが、例えば、発光面の色分布や分光分布等の他の分布を変化させてもよい。このように、発光面の分布を変化させることで、よりリアリティのある照明環境を提供することができる。

【0066】

また、図８では、発光面が真円形である場合を示したが、発光面の形状は、楕円形や多角形等の他の形状であってもよい。

【0067】

次に、図１０を用いて、実施形態に係る生成装置１が実行する処理の手順について説明する。図１０は、実施形態に係る生成装置１が実行する処理の手順を示すフローチャートである。

【0068】

図１０に示すように、設定部３１は、仮想視点ＶＰと、光源５０とを設定する（ステップＳ１０１）。つづいて、設定部３１は、光源５０と仮想視点ＶＰとの位置関係に応じた位置に光源５０の光を反射する反射面６１を設定する（ステップＳ１０２）。

【0069】

続いて、生成部３２は、角度θに応じて発光面の輝度を設定する（ステップＳ１０３）。そして、生成部３２は、光源５０を非表示の対象とした状態で（ステップＳ１０４）、仮想画像の生成を行う（ステップＳ１０６）。

【0070】

上述したように、実施形態に係る生成装置１は、設定部３１と、生成部３２とを具備する。設定部３１は、照明装置ＩＬが有する光源５０と仮想視点ＶＰとの位置関係に応じた位置に光源５０の光を反射する反射面６１を設定する。生成部３２は、設定部３１によって設定された反射面６１による反射光を光源５０の発光面として表示する仮想画像ＩＭ１１を生成する。これにより、よりリアリティのある照明環境を提供することができる。

【0071】

なお、上述した実施形態では、１つの光源５０と１つの反射面６１とを設定する場合を示したが、例えば、複数の光源５０の光を１つの反射面６１が反射してもよく、１つの光源５０を複数の反射面６１が反射してもよい。

【0072】

あるいは、複数の光源５０それぞれに反射面６１を１つずつ設定してもよい。

【0073】

また、上述した実施形態では、仮想視点ＶＰから見た画像を生成する処理について記載した。ここで、生成装置１は、複数の仮想支店ＶＰから見た画像を生成してもよい。例えば、生成装置１は、左目と対応する位置の仮想視点、および、右目と対応する位置の仮想視点のそれぞれについて、静止画像や動画像を生成してもよい。例えば、生成装置１は、配光を考慮することにより、左目用の画像と右目用の画像とで異なる輝度の発光面を含む画像を生成してもよい。このような視点をずらした画像は、ヘッドマウントディスプレイ等において立体的な画像を提供するために用いることができる。

【0074】

また、上述した実施形態では、光源５０および反射面６１によって１つの発光面を表現する場合を示したが、例えば、発光面の一部をミラーコピーして１つの発光面を表現してもよい。かかる点について、図１１を用いて説明する。

【0075】

図１１は、変形例に係る発光面の設定方法を示す図である。生成装置１は、光源５０および反射面６１によって発光面の一部を描出し、描出した発光面の一部に基づいて残りの部分を複製して発光面全体を表示する。

【0076】

例えば、図１１に示す例において、生成部３２は、まず、モデリング時に、発光面全体を表示可能となるように光源５０および反射面６１を設定しておく。そして、生成部３２は、レンダリング時に、モデリング時に設定した発光面全体のうち、左側の半円分の発光面のみをレンダリングする。つづいて、生成部３２は、レンダリングした左側の半円分の発光面をミラーコピーして、右側の半円分の発光面を生成する。そして、生成部３２は、レンダリングした左側の半円分の発光面と、ミラーコピーした右側の半円分の発光面とを合成することで、円状の発光面全体を生成する。つまり、生成部３２は、発光面全体に設定された反射面６１および光源５０のうち、発光面の一部に対応する反射面６１および光源５０から当該発光面の一部を描出し、描出した発光面の一部に基づいて残りの部分を複製して発光面全体を表示する。これにより、円状の発光面全体をレンダリングする場合に比べて、レンダリング処理を半分にできる。すなわち、右側の半円分の発光面については、レンダリング処理を行う必要がない。したがって、変形例に係る生成装置１によれば、発光面を表示するための処理負荷を軽減できる。

【0077】

なお、生成部３２は、モデリング時に、発光面全体を表示可能となるように光源５０および反射面６１を設定する場合に限らず、半円分の発光面のみを表示可能となるように光源５０および反射面６１を設定してもよい。かかる場合、生成部３２は、モデリング時に設定した光源５０および反射面６１によって左側の半円分の発光面をレンダリングし、描出した左側の半円分の発光面をミラーコピーすることで、右側の半円分の発光面を生成する。そして、生成部３２は、左側の半円分の発光面と、右側の半円分の発光面とを合成することで、円状の発光面全体を表示する。これにより、モデリング時における生成部３２の処理負荷を軽減できる。

【0078】

なお、図１１では、半円分の発光面をコピー元としてミラーコピーする場合を示したが、コピー元となる発光面は、例えば、４分の１や６分の１の発光面であってもよく、３等分以上に分割されたうちの１つの扇形の発光面であってもよい。

【0079】

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0080】

１ 生成装置
２ 通信部
３ 制御部
４ 記憶部
１０ 表示装置
１１ 表示部
３１ 設定部
３２ 生成部
５０ 光源
６０ オブジェクト
６１ 反射面
ＩＬ 照明装置
ＩＭ１１ 仮想画像
Ｓ 表示システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】