Simulation apparatus, simulation program, and recording medium recorded with simulation program |
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申请号 | JP2008314741 | 申请日 | 2008-12-10 | 公开(公告)号 | JP2009238204A | 公开(公告)日 | 2009-10-15 |
申请人 | Seiko Epson Corp; セイコーエプソン株式会社; | 发明人 | SHINOHARA SHUNEI; KAGA TADAYUKI; | ||||
摘要 | PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simulation apparatus which can represent, in a walk through simulation, a fluctuation of a viewpoint corresponding to a lens wearer's action. SOLUTION: The simulation apparatus includes: a design unit 162 which designs a spectacle lens; a virtual space construction unit 161 which constructs a virtual space; a viewpoint setting unit 171 which sets a viewpoint in the virtual space; an image compilation unit 181 which compiles a basic image representing a field of view at the viewpoint; an intermediate processing unit 182 which processes the basic image in accordance with the vision of a lens wearer, and compiles an intermediate image; a wearing condition processing unit 183 which processes the intermediate image, and compiles a wearing condition image representing a field of view at the viewpoint obtained when the lens wearer wears the spectacle lens, a display unit which displays the wearing condition image; a viewpoint movement unit 172 which moves the viewpoint; and a movement behavior setting unit 173 which sets a movement behavior of the viewpoint. The viewpoint movement unit 172 moves the viewpoint while periodically fluctuating the viewpoint in at least a vertical direction in accordance with the movement behavior. COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT | ||||||
权利要求 | レンズ装用者の視覚に応じた眼鏡レンズを設計する設計手段と、 仮想空間を構築する仮想空間構築手段と、 前記仮想空間内に視点を設定する視点設定手段と、 前記視点における視界を表現する基礎画像を作成する画像作成手段と、 前記視覚に応じて前記基礎画像を処理し前記視点における前記レンズ装用者の裸眼での視界を表現する中間画像を作成する中間処理手段と、 前記中間画像を処理し前記視点における前記レンズ装用者の前記眼鏡レンズ装用時の視界を表現する装用画像を作成する装用処理手段と、 前記装用画像を表示する表示手段と、 前記視点を前記仮想空間内において移動させる視点移動手段と、 前記視点の移動態様を設定する移動態様設定手段と、 を備え、 前記視点移動手段は、前記移動態様に応じ前記視点を少なくとも上下方向に周期的に変動させつつ移動させる ことを特徴とするシミュレーション装置。 請求項1に記載のシミュレーション装置において、 前記移動態様設定手段は、前記移動態様として徒歩による移動を設定することができる ことを特徴とするシミュレーション装置。 請求項1または請求項2に記載のシミュレーション装置において、 前記移動態様設定手段は、前記移動態様として階段の昇降による移動を設定することができる ことを特徴とするシミュレーション装置。 請求項2または請求項3に記載のシミュレーション装置において、 前記移動態様設定手段は、 前記レンズ装用者の歩幅を設定する歩幅設定手段と、 前記視点の移動速度を設定する速度設定手段と、 を有し、 前記視点移動手段は、前記歩幅と前記移動速度に応じて、前記視点の前記仮想空間における床面からの高さを周期的に変動させる ことを特徴とするシミュレーション装置。 請求項4に記載のシミュレーション装置において、 前記移動態様設定手段は、 前記レンズ装用者の眼の床面からの高さを基準高さHとして設定する基準高さ設定手段と、 前記歩幅および前記移動速度に基づいて前記レンズ装用者の足運びの周期ωおよび前記視点の上下方向における変動の振幅αを算出するパラメータ算出手段と、 を有し、 前記視点移動手段は、 前記視点の移動開始から時間tが経過した時の前記視点の前記仮想空間における床面からの高さhが、 h=H+α・sin(2πt/ω) となるように前記視点を上下方向に変動させる ことを特徴とするシミュレーション装置。 請求項4または請求項5に記載のシミュレーション装置において、 前記移動態様設定手段が前記階段の昇降による移動を設定する場合、 前記歩幅設定手段は、前記階段の段板の奥行きを前記歩幅として設定する ことを特徴とするシミュレーション装置。 請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のシミュレーション装置において、 前記視点移動手段は、前記移動態様に応じ前記視点を左右方向に周期的に変動させつつ移動させる ことを特徴とするシミュレーション装置。 請求項1ないし請求項7のいずれかに記載のシミュレーション装置において、 前記眼鏡レンズは、累進面を有する累進屈折力レンズである ことを特徴とするシミュレーション装置。 演算手段を請求項1ないし請求項8のいずれかに記載のシミュレーション装置として機能させる ことを特徴とするシミュレーションプログラム。 請求項9に記載のシミュレーションプログラムが演算手段にて読取可能に記録された ことを特徴とするシミュレーションプログラムを記録した記録媒体。 |
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说明书全文 | 本発明は、眼鏡レンズによる見え方をシミュレーションするためのシミュレーション装置、シミュレーションプログラムおよびシミュレーションプログラムを記録した記録媒体に関する。 従来、眼鏡レンズによる見え方を表示装置の表示領域上でシミュレーションするシミュレーション装置が知られている(例えば、特許文献1等参照)。 一方、住宅等の構造物を仮想空間内に構築し、仮想空間内の特定の視点からの構造物の見え方をシミュレーションするシミュレーション装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。 ここで、特許文献1と特許文献2に記載のシミュレーション装置を組み合わせれば、眼鏡レンズを装用した状態で移動する際の周囲の見え方を表現することができる。 しかしながら、従来のウォークスルーシミュレーションでは、視点の移動が直線的でリアリティに欠けるという問題があった。 また、眼鏡レンズ、特に累進屈折力レンズによる見え方をシミュレーションする際には、以下のような問題がある。 本発明は、上記問題に鑑み、ウォークスルーシミュレーションにおいて、レンズ装用者の動作に応じた視点の変動を表現することができるシミュレーション装置、シミュレーションプログラムおよびシミュレーションプログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。 本発明のシミュレーション装置は、レンズ装用者の視覚に応じた眼鏡レンズを設計する設計手段と、仮想空間を構築する仮想空間構築手段と、前記仮想空間内に視点を設定する視点設定手段と、前記視点における視界を表現する基礎画像を作成する画像作成手段と、前記視覚に応じて前記基礎画像を処理し前記視点における前記レンズ装用者の裸眼での視界を表現する中間画像を作成する中間処理手段と、前記中間画像を処理し前記視点における前記レンズ装用者の前記眼鏡レンズ装用時の視界を表現する装用画像を作成する装用処理手段と、前記装用画像を表示する表示手段と、前記視点を前記仮想空間内において移動させる視点移動手段と、前記視点の移動態様を設定する移動態様設定手段と、を備え、前記視点移動手段は、前記移動態様に応じ前記視点を少なくとも上下方向に周期的に変動させつつ移動させることを特徴とする。 本発明によれば、画像作成手段が仮想空間内に設定された視点における視界を表す基礎画像を作成する。 中間処理手段と装用処理手段とが、この基礎画像を処理し、レンズ装用者の眼鏡レンズ装用時の視界を表す装用画像が作成される。 特に、本発明では、移動態様設定手段が設定した移動態様に応じて、視点移動手段が視点を少なくとも上下方向に周期的に変動させつつ移動させるので、例えば、ステップ(足運び)に応じた頭部の上下動、視点の変動を表現することができる。 なお、移動態様設定手段が設定する移動態様としては、例えば、歩行、走行等の徒歩による移動、階段やエスカレータ、梯子等による昇降、自転車やバイク、自動車等の乗り物による移動等、およそ人間の移動手段として考えられる全ての移動態様が想定できる。 本発明のシミュレーション装置において、前記移動態様設定手段は、前記移動態様として徒歩による移動を設定することができることが好ましい。 本発明のシミュレーション装置において、前記移動態様設定手段は、前記移動態様として階段の昇降による移動を設定することができることが好ましい。 本発明のシミュレーション装置において、前記移動態様設定手段は、前記レンズ装用者の歩幅を設定する歩幅設定手段と、前記視点の移動速度を設定する速度設定手段と、を有し、前記視点移動手段は、前記歩幅と前記移動速度に応じて、前記視点の前記仮想空間における床面からの高さを周期的に変動させることが好ましい。 本発明のシミュレーション装置において、前記移動態様設定手段は、前記レンズ装用者の眼の床面からの高さを基準高さHとして設定する基準高さ設定手段と、前記歩幅および前記移動速度に基づいて前記レンズ装用者の足運びの周期ωおよび前記視点の上下方向における変動の振幅αを算出するパラメータ算出手段と、を有し、前記視点移動手段は、前記視点の移動開始から時間tが経過した時の前記視点の前記仮想空間における床面からの高さhが、h=H+α・sin(2πt/ω)となるように前記視点を上下方向に変動させることが好ましい。 人間が移動する際の頭部の上下動は、その人間の足運びの周期ωと連動した周期的なものとなると考えられる。 そして、頭部の上下動は、直立時の眼の高さである基準高さHを中心として、一定の振幅αで繰り返されると考えられる。 本発明では、基準高さ設定手段が設定した基準高さHと、パラメータ算出手段が算出した周期ωおよび振幅αと、に基づいて、視点移動手段が、視点の移動開始から時間tが経過した時の視点の高さhが、h=H+α・sin(2πt/ω)となるように視点を上下方向に変動させる。 本発明のシミュレーション装置において、前記移動態様設定手段が前記階段の昇降による移動を設定する場合、前記歩幅設定手段は、前記階段の段板の奥行きを前記歩幅として設定することが好ましい。 本発明のシミュレーション装置において、前記視点移動手段は、前記移動態様に応じ前記視点を左右方向に周期的に変動させつつ移動させることが好ましい。 本発明のシミュレーション装置において、前記眼鏡レンズは、累進面を有する累進屈折力レンズであることが好ましい。 本発明のシミュレーションプログラムは、演算手段を上述のシミュレーション装置として機能させることを特徴とする。 本発明のシミュレーションプログラムを記録した記録媒体は、上述のシミュレーションプログラムが演算手段にて読取可能に記録されたことを特徴とする。 以下、本発明に係る第1実施形態のシミュレーション装置を図面に基づいて説明する。 〔シミュレーション装置の構成〕 入力部12は、例えばキーボードやマウスなどで、入力操作される図示しない各種操作ボタンや操作つまみなどを有している。 表示部13は、処理部16にて制御され、処理部16から入力される画像情報の信号を図示しない表示領域に画面表示させる。 記録部14は、例えば顧客データなどの各種データを格納、すなわち読み出し可能に記憶する。 ここで、顧客データは、レンズ装用者である顧客から注文されたレンズの処方などに関するデータである。 この顧客データは、顧客IDデータと、処方データと、レンズ形状設計データと、などを関連付けて1つのデータとして構成される。 顧客IDデータは、顧客データを特定するための固有情報であり、顧客データ毎に設定される情報である。 この顧客データとしては、例えば顧客ごとに設定される顧客番号、顧客の氏名などに関する顧客個人情報などを例示できる。 処方データは、顧客IDデータにより特定される顧客データのうち、顧客の視覚やレンズの処方に関するデータである。 この処方データには、顧客の視覚に関する視覚データ、設計するレンズの処方に関するレンズ処方データなどが記録されている。 レンズ形状設計データは、レンズの形状に関するデータである。 例えばレンズ素材の屈折率やアッベ数、レンズ屈折面(前面、後面)の座標値データ、レンズ中心厚などの厚みデータ、累進帯長などの設計パラメータ、レンズの玉型形状、玉型サイズ、およびメガネレンズのフレームの形状に関するデータなどが記録されている。 また、レンズ上の各点における屈折作用(屈折力、プリズム作用など)のデータを含めることもできる。 メモリ15は、入力部12で入力操作される設定事項、音声情報や画像情報などを適宜読み出し可能に記憶する。 また、メモリ15には、シミュレーション装置1全体を動作制御するOS(Operating System)上に展開される各種プログラムなどを記憶している。 なお、メモリ15としては、HD、DVD、光ディスクなどの記録媒体に読み出し可能に記憶するドライブやドライバなどを備えた構成としてもよい。 処理部16は、図示しない各種入出力ポート、例えば入力部12が接続されるキー入力ポート、表示部13が接続される表示ポート、記録部14が接続される記憶ポート、メモリ15が接続されるメモリポートなどを有する。 仮想空間構築手段161は、利用者が入力部12への操作により入力した各種データや、記録部14から取得した各種データに基づいて、住宅等の構造物を含む仮想空間を構築する。 視点調整手段17は、仮想空間内に視点を設定する視点設定手段171と、移動態様に応じ視点を上下方向、さらに必要に応じて左右方向に周期的に変動させつつ移動させる視点移動手段172と、視点の移動態様を設定する移動態様設定手段173と、を有する。 画像調整手段18は、仮想空間内の視点における視界を表現する基礎画像を作成する画像作成手段181と、基礎画像を処理し中間画像を作成する中間処理手段182と、中間画像を処理し装用画像を作成する装用処理手段183と、を有する。 〔シミュレーション装置の動作〕 まず、設計工程S110において、設計手段162が、記録部14から読み込んだ処方データおよびレンズ形状設計データに基づいて、顧客の視覚に応じた眼鏡レンズを設計する。 続いて、視点設定工程S130において、視点設定手段171が、仮想空間内に視点を設定する。 視点設定手段171は、入力部12の操作に基づいて視点を設定することができ、また、記録部14に記録された標準的な位置を視点として選択することもできる。 (画像表示工程S140) 続いて、装用処理工程S143において、装用処理手段183が、中間画像202を処理し、視点の位置Aにおける顧客の眼鏡レンズ装用時の視界を表現する装用画像203を作成する。 最初の画像表示工程S140が実施された後、移動態様設定工程S150において、移動態様設定手段173が、視点の移動態様を設定する。 (移動態様設定工程S150) 続いて、移動モード設定工程S153において、移動態様設定手段173が、視点の移動方向と、移動モードと、を設定する。 歩幅設定工程S154では、入力部12の操作または記録部14に記録された標準的な歩幅の選択により、歩幅設定手段174が顧客の歩幅を設定する。 標準的な歩幅としては、例えば、走る場合の歩幅、歩く場合の歩幅など、シーンに対応した歩幅があらかじめ記録されていることが好ましい。 自動設定工程S156では、歩幅設定手段174が、階段21の段板22の奥行きX(図3参照)を顧客の歩幅として設定する。 (視点移動工程S160) 例えば、移動モード設定工程S153において「徒歩による移動」を選択し、速度設定工程S151において歩く程度の移動速度が設定されている場合、高さhは、時間tに対して図7に示すように周期的に変動することとなる。 このような視点移動工程S160中も、所定時間おきに画像表示工程S140が実施されているので、表示部13には、移動中の各時点における装用画像が連続的に表示される。 〔実施形態の作用効果〕 (2)移動態様設定手段173が、移動態様として徒歩による移動を設定することができるので、通常の生活で最も利用頻度の高い移動態様であり、浮き上がり現象が発生しやすい移動態様でもある、徒歩による移動時の視覚ないし感覚を、シミュレーションによって確認することができる。 (3)移動態様設定手段173が、移動態様として階段の昇降による移動を設定することができるので、通常の生活での利用頻度が比較的高い移動態様であり、浮き上がり現象が最も発生しやすい移動態様でもある、階段の昇降による移動時の視覚ないし感覚を、シミュレーションによって確認することができる。 (4)視点移動手段172が、視点変動に与える影響が大きい歩幅と移動速度とに応じて視点の高さを周期的に変動させるので、移動時の視覚ないし感覚を正確に表現することができる。 (5)視点移動手段172が、視点の床面からの高さh=H+α・sin(2πt/ω)となるように視点を上下方向に変動させるので、単純化された条件式に基づいて、演算量を最小限に抑えつつ、視点の上下方向への変動をシミュレーションすることができる。 (6)視点移動手段172が、歩幅と移動速度とに応じて視点を左右方向に周期的に変動させるので、移動時の視覚ないし感覚をより正確に表現することができる。 (7)歩幅設定手段174が、階段21の段板22の奥行きを歩幅として設定するので、眼鏡装用者の歩幅を実際に測定したり、シミュレーション装置1に歩幅を入力したりする必要がなくなり、シミュレーション装置1の操作を簡便にすることができる。 (8)眼鏡レンズ3を累進屈折力レンズとしたので、レンズの下方に度数加入による光学的な歪みがあり、浮き上がり現象が特に問題となりやすい累進屈折力レンズについて、移動時の視覚ないし感覚を、シミュレーションによって確認することができる。 (9)階段パラメータ算出工程S157において、パラメータ算出手段177が、階段21の一段の高さYを考慮し、高さYが大きい場合には振幅αを大きくすることとしたので、階段の昇降時の視覚ないし感覚をより正確に表現することができる。 シミュレーション装置の動作として、仮想空間構築工程S120の前に設計工程S110を実施する構成を例示したが、これに限らない。 設計工程S110は、画像表示工程S140の前までに実施されていればよい。 移動態様設定工程S150において、利用者が移動態様を設定ないし選択する構成としたが、これに限らない。 視点があらかじめ設定された単位距離だけ移動すると視点移動工程S160が終了する構成を例示したが、これに限定されない。 累進屈折力レンズの利用できない部分の境界を破線31で表示したが、破線31はなくてもよい。 領域ごとに見え方が異なる画像処理がされていれば、顧客は、破線31がなくても各領域の見え方の違いを確認することができる。 その他、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更できる。 1…シミュレーション装置、3…眼鏡レンズ、13…表示部(表示手段)、21…階段、22…段板、161…仮想空間構築手段、162…設計手段、171…視点設定手段、172…視点移動手段、173…移動態様設定手段、174…歩幅設定手段、175…速度設定手段、176…基準高さ設定手段、177…パラメータ算出手段、181…画像作成手段、182…中間処理手段、183…装用処理手段、201…基礎画像、202…中間画像、203…装用画像 |