【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オンライン・コンピュータ・システムでの探索、表示および対話を行うためのシステムおよび方法に関する。

【０００２】

【従来の技術、及び、発明が解決しようとする課題】
（例えば、ワールドワイド・ウェブ（ＷＷＷ）のような）分散型多重ユーザ情報システムへの現在のアプローチは、本質的には主としてテキストによるもので、アプローチするのは主に経験のあるコンピュータ・ユーザに限られている。 テキストは情報を書き表すのによい方法であるが、情報にアクセスし、表示し、その中を探索する最善の方法とはいえない。 例えば、今日のインターネット上のウェブ・ページは、主として二次元のテキストおよび映像からなる。 二次元ウェブ・ページの一例としては、「ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｕｓｐｔｏ．ｇｏｖ」
というアドレスを持つ米国特許庁のホーム・ページがある。

【０００３】情報を探索する場合、ユーザに対して、読んで選択しなければならない多数のテキスト項目を含む「ウェブ・ページ」が表示される。 ユーザが、「ホット・リンク」（例えば、強調されたテキスト）をクリックして選択を行うと、他の一組の選択項目を含む新しいウェブ・ページが表示され、同じプロセスが繰り返して行われる。 この方法の一つの問題点は、ユーザにとって、
情報の全体の組織または構造を見ることが非常に困難なことである。 情報が階層構造になっている場合には、この探索方法で探索できるのはせいぜい数千項目である。
これ以上の数になると、画面上の選択項目の数があまりにも多くなりすぎるか、探索する階層の深さが深くなりすぎ、ユーザはうんざりしてしまうか、どうしてよいか分からなくなってしまう。

【０００４】このようなシステムの場合には、個々のユーザは、多くの場合、情報空間内の他のユーザの存在に気がつかない。 オンライン・サービス用のモデルとしては、先ず第一に、時分割仮想マシン・モデルがあるが、
この場合には、各ユーザは自分一人でこのマシンを使っているような気になる。 その結果受ける孤立感は、公共的、社会的立場で情報を感知し、収集する際に、人々が毎日経験する感じとは対照的なものである。

【０００５】本発明は、構造化空間内で、ユーザが、元になる情報対象が親の情報対象を有し、また少なくとも一つの子の情報対象を有する、階層構造化フォーマットで記憶されている情報対象を探索し、アクセスすることができる方法を提供する。 この方法の特徴は、（ｉ）情報対象を構造化表示空間に収容するためにモデル化し、
それにより、元になる情報対象を親の情報対象内に位置させ、子の情報対象を元になる情報対象内に位置させることと、（ｉｉ）表示空間に一つの視点を割り当てることと、（ｉｉｉ）視点が情報対象、親の情報対象および子の情報対象間で移動することができ、視点の移動のスケールが、視点を含む情報対象のスケ−ルに相対的に基づいている場合に、ユーザからの入力に応えて、構造化表示空間で視点を移動させることと、（ｉｖ）子の各情報対象が、その情報対象内に存在しているように表示されていて、またその情報対象が親の情報対象に存在しているように表示されている場合に、視点に対応する多次元透視画面で情報対象を表示することである。

【０００６】本発明は、また、ユーザが構造化表示空間で情報対象を探索し、アクセスすることができるシステムを提供する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このシステムは、 （ａ）情報対象が階層構造のフォーマットで記憶され、
それにより元になる情報対象が、親の情報対象と、少なくとも一つの子の情報対象を持つことができるように、
情報を記憶するための記憶手段と、 （ｂ）ユーザに仮想情報を表示するためのディスプレイと、 （ｃ）ユーザからの入力を受信するための入力手段と、 （ｄ）処理手段とを含み、上記処理手段が、（ｉ）情報対象を構造化表示空間に収容するためにモデル化し、それにより、元になる情報対象を親の情報対象内に位置させ、子の情報対象を元になる情報対象内に位置させることと、（ｉｉ）表示空間に一つの視点を割り当てることと、（ｉｉｉ）視点が情報対象、親の情報対象および子の情報対象間で移動することができ、視点の移動のスケールが、視点を含む情報対象のスケ−ルに相対的に基づいている場合に、上記入力手段に応えて、構造化表示空間内で視点を移動させることと、（ｉｖ）各子の情報対象および情報対象が、親の情報対象内に存在しているように表示されている場合に、視点に対応する多次元透視画面で、情報対象を表示するように配置されていることとを特徴とする。

【０００８】本発明は、階層構造化情報を表示し、探索するシステムおよび方法である。 本発明は、情報を表すグラフィカル要素の空間的な属性と、情報の階層的構造とを関連づける。 このような関連づけを行うことにより、「多重解像度」グラフィカル表示を行うことができるが、この場合、グラフィカル対象のサイズは、その対応する情報要素の階層のレベルの関数であり、グラフィカル対象の位置は、情報要素間の関係の関数である。 それ故、グラフィカル対象は「入れ子」状になり、それぞれの入れ子は情報の階層構造に対応する。 このように入れ子状になっているので、ユーザは情報要素間の関係をもっとハッキリ知ることができ、探索することができる。

【０００９】本発明のアプリケーションは、「仮想世界」の類似物を使用するが、この場合ユーザは、三次元世界の視点またはアヴァター（ａｖａｔａｒ）として表され、またこの世界の対象は情報の種々の面を表す。 情報空間内のユーザの存在は、グラフィカル対象として表される。 ユーザのこのグラフィカル対象は、「アヴァター」と呼ばれる。 ユーザは、画面上の視点、すなわち、
アヴァターを移動することにより、情報を探索する。 表示空間内のアヴァターの位置は、現在対象になっている情報を示す。

【００１０】本発明を添付の図面を参照しながら説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。 図面について説明すると、どの図においても、類似の番号は類似の部分を示す。

【００１２】本発明の説明に入る前に、その予備知識として、図１９Ａに示すノード、および関連によりユーザが探索する情報の階層について説明する。 ノードは、一単位の情報を含み、他のノードに一つまたはそれ以上の関連で関係を持つ構造体である。 図１９Ａは、関連Ａ、
ＢおよびＣにより、相互に接続または関連しているノード１、２、３、４、５、６および７を含む情報システムである。 単一の情報システムから一つまたはそれ以上の階層をモデル化することができる。 例えば、図１９Ｂ
は、関連Ａによる、図１９Ａのノードの階層モデルである。 同様に、図１９Ｃは、関連Ｂによる、図１９Ａのノードの階層モデルである。

【００１３】図１は、本発明のシステムの全体構造である。 ユーザは入力手段を通してパラメータ１１０を入力する。 上記パラメータは、探索する情報システムの名称、および問題の情報の種類、および恐らく探索の出発点のような情報を含むことができる。 上記パラメータは、システムが記憶手段またはデータベース１２０を選択するのに使用する。 データベースを選択した後、図３
のところで後で説明するように、データベースにアクセスする（１３０）。 データベースにアクセスすることによって、システムは図４のところで後で説明するように、最初の表示空間１４０を形成するために使用するノードのリストを入手する。 その後、システムは、図５のところで後で説明するように、表示空間にアヴァター１
５０と呼ばれる視点を形成する。 アヴァターは視覚化構造体１６０に追加され、その後、ユーザは入力手段および映像出力手段を使用して、表示空間１７０で対話型の操作をすることができる。

【００１４】上記入力手段は、ユーザの動作により信号を供給することができるキーボード、マウスまたはスペースボールのような装置である。 スペースボールは、スーペーシャル・データ・システム社が販売している入力装置で、この装置を使用することにより、三次元のｘ、
ｙおよびｚのいずれの方向にも移動することができる。
また、この装置を使用すれば、三本の軸の中の任意の軸の周囲で向きを変えることができる。 すなわち、横方向、縦方向に移動することができ、左右に頭を振ることもできる。

【００１５】映像出力手段は、映像を出力することができる装置である。 例えば、ディスプレイは、陰極線管または平面パネル・ディスプレイ画面上のような場所に、
目で見ることができる形で、情報を提供する映像出力手段である。 ディスプレイにより表示される、目で見ることができるパターンが「映像」である。

【００１６】本発明を開発するためのシステムの一例を図１８に示す。 コンピュータ１８０１は、ビデオ・ディスプレイ１８２０、キーボード１８３０、マウス１８４
０、スペースボール１８４１、インテル４８６、ペンティアムまたはペンティアムプロ・プロセッサのようなもので、メモリ１８１１およびハード・ディスク１８１２
と一緒に使用することができる中央処理装置１８１０を含む。 コンピュータ１８０１は、ネットワークに接続することができる。 ネットワークは、データベース１８５
０用の記憶装置を含むことができ、またデータベース処理ユニット１８６０を含むこともできる。 この構成は好適な実施形態として開示したものだが、同等のハードウェア・システムまたは構成を代わりに使用することができる。

【００１７】＜１． 記憶手段＞記憶手段は、情報空間用の情報の保管場所であり、上記情報にアクセスするための手段である。 上記保管場所の情報を生成し、更新する方法は数多くある。 好適な実施形態の場合には、上記保管場所は、データベースの記録が、ノードおよびデータベースの他の記録との関係についてのデータを含む標準データベースである。 上記記憶手段の情報は、変化しないものであってもよいし、システム使用中に変化するものであってもよい。 例えば、記憶手段は、センサ数値に対応するデータを含むことができる。 時間経過中のセンサ数値に対する変更は、記憶手段のノードの内容を変更することにより行うこともできるし、時間の経過中にノードを追加または削除することにより行うこともできる。 図２は、データベースのノードの略図である。 ノードは一意の識別子２１０を持つ。 ノードに関する情報は、またその親の識別２２０、その子の識別２３０およびそのノード２４０、２５０、２６０および２７０の特徴を示すデータを含むことができる。

【００１８】好適な実施形態は、記憶手段の情報にアクセスするためのいくつかの機能を持っている。 これらの機能は、データベース処理手段、または別の方法としては、下記の２節で説明する処理手段により実行することができる。 説明のために一例を上げると、ｆｉｎｄＮｏ
ｄｅｓ（）という名称の機能は、記憶手段から一つまたはそれ以上のノードを選択するために、パラメータの形で入力基準を受信する。 例えば、上記基準は、親の識別が「０」、ゼロか、または親の識別を持たない（一番上のレベルのノード）ノードを指定する。 記憶手段は、表示空間内でグラフィカル要素により表示される一組のノードを送り返す。 図３は、この機能の実行方法を示す。
最初に、システムは、必要なノード範囲を示すパラメータを入手する（３１０）。 その後、システムは、ＳＱＬ
内での呼出のような問い合わせを生成する（３２０）。
この機能は、結果を入手し（３３０）、ノードのリストを作成し（３４０）、ユーザに送り返す（３５０）。 ｆ
ｉｎｄＮｏｄｅｓ（）へのインターフェースを以下に示す。

【００１９】ＮｏｄｅＩＤＬｉｓｔ＊ ｆｉｎｄＮｏｄ
ｅｓ （ｓｅｌｅｃｔｉｏｎＣｒｉｔｅｒｉａＬｉｓｔ
他の機能は、ｆｉｎｄＮｏｄｅｓ（）が返送したノードの一つおよび、親または子が要求されているか、関係を使用すべきかどうかを示すパラメータを、入力として受信する。 説明のために一例をあげると、ｆｏｌｌｏｗＲ
ｅｌａｔｉｏｎ（）という名称のこの機能は、ある関係で受信したノードの親および子を送り返す。 関係のタイプを示すパラメータが使用される。 何故なら、情報空間の一つ以上の階層組織が存在するからである。 情報空間が一つ以上の組織を含んでいる場合には、ノードの親は異なるノードであってもよい。

【００２０】例えば、「系譜」データベースの場合には、各記録は人の名前、その生物学上父親の名前、およびその生物学上の母親の名前を含む。 データベースの一つの階層上の関係は、データベースの「父−子」の関係であり、一方、同じデータベースの別の階層上の関係は「母−子」の見方である。 この例の場合、パラメータは問題の生物学上の親は誰であるかを示すことができる。
第二の機能は、親のノードか子のノードのどちらかを送り返すか、全然ノードを送り返さない。 ノードが送り返されない場合には、第二の機能に供給されたノードは、
要求された問い合わせに適合するノードを持たない。
（すなわち、親または子が存在しない。）図４は、ｆｏ
ｌｌｏｗＲｅａｔｉｏｎ（）の実行方法のフローチャートである。 この機能は、ノードおよびパラメータを受け取る（４１０）。 その後、この機能は問い合わせを生成し（４２０）、結果にアクセスする（４３０）。 この結果から、この機能は、ノードの親または子を送り返し（４４０）、この情報をユーザに送り返す（４５０）。
ｆｏｌｌｏｗＲｅｌａｔｉｏｎ（）のインターフェースの一例を以下に示す。

【００２１】ＮｏｄｅＩＤＬｉｓｔ＊ ｆｏｌｌｏｗＲ
ｅｌａｔｉｏｎ（ｃｒｅｌａｔｉｏｎＮａｍｅ，ｐａｒ
ｅｎｔＯｒｃｈｉｌｄＦｌａｇ，ｓｔａｒｔＮｏｄｅＩ
Ｄ） 他の機能は、特定のノードに関してもっと多くの情報を供給する。 一例を上げて説明すると、この機能の名称は、ｇｅｔＮｏｄｅＡｔｔｒｉｂｕｔｅｓ（）である。
送り返される情報は、特定のノードに対する属性または数値を含むデータ構造である。 上記属性または数値は、
またノードの子についての情報の集合を含むことができる。

【００２２】図５は、この機能の実行方法の一例である。 ノードおよびそのノードから要求された情報を示すパラメータは、この機能に供給される（５１０）。 その後、この機能は、問い合わせが必要かどうかを判断する（５２０）。 問い合わせを必要としない理由は、必要な情報がすでに前の呼出でアクセスされているからである。 問い合わせが必要な場合には、取り合わせが作成され（５３０）、結果がアクセスされ（５４０）、ノードの属性のリストが作成される（５５０）。 問い合わせが必要ない場合には、属性のリストが作成される（５５
０）。 作成された属性のリストから、この機能は、そのノードに関する情報が更に必要かどうか判断する（５６
０）。 さらに情報が必要な場合には、この機能はパラメータの選択からスタートして、ループ内を循環する。 追加情報が必要ない場合には、この機能はユーザに要求された情報を送り返す（５７０）。 ｇｅｔＮｏｄｅＡｔｔ
ｒｉｂｕｔｅｓ（）のインターフェースを以下に示す。

【００２３】ＮｏｄｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅ＊ ｇｅｔＮ
ｏｄｅＡｔｔｒｉｂｕｔｅｓ（ａｔｔｒｉｂｕｔｅＳｐ
ｅｃｉｆｉｅｒｓ，ＮｏｄｅＩＤ） ノードに関する記述が、親／子情報およびノード属性情報を含んでいる場合には、機能ｆｏｌｌｏｗＲｅｌａｔ
ｉｏｎ（）およびｇｅｔＮｏｄｅＡｔｔｒｉｂｕｔｅｓ
（）を、ノード記述のリストを送り返す一つ機能として合体させることができることに留意されたい。

【００２４】＜２． 処理手段＞処理手段は、三つのタスク、すなわち、（１）表示空間の生成と更新、（２）視点、すなわち、アヴァターの生成、（３）ユーザが、アヴァター、すなわち、視点を使用して表示空間で対話型の操作を行う。

【００２５】＜Ａ． 表示空間の生成と更新＞表示空間は、概念的には、各ノードのところに視覚化要素を持つ木構造である。 最初の表示空間は、この処理手段により生成される。 好適な実行の場合には、この表示空間は、
その空間のオリジンを定義する「シーン−ルート・ノード」を持つ三次元グラフィックス空間である。 表示空間に視覚化要素を配置するには、処理手段は、最初に、図３に示すｆｉｎｄＮｏｄｅｓ（）を使用して、記憶手段を呼び出す。 ノードのリストが第一の機能により送り返される。

【００２６】以下に説明し、図１３に示すように、処理手段は、機能により送り返された各ノードに対して、視覚化要素を生成し（１３２０）、その視覚化要素を視覚化要素リストに追加する（１３３０）。 視覚化要素は、
またシーン・ルートの子として追加される（１３４
０）。 視覚化要素のｉｎｆｏＮｏｄｅ属性は、ノード識別にセットされ、その結果、視覚化要素に関連するノードに容易にアクセスおよび識別することができる（１３
５０）。 情報対象が変化しないものでも、リアルタイムで更新されるものでもよいように、視覚化要素も変化しないものでも、リアルタイムで更新されるものでもよい。 例えば、データ駆動される視覚化要素は変化しないが、一方アニメ化された視覚化要素はリアルタイムで更新される。

【００２７】ｎｏｄｅＩＤＬｉｓｔ＝ｆｉｎｄＮｏｄｅ
ｓ（ｓｅｌｅｃｔｉｏｎＣｒｉｔｅｒｉａＬｉｓｔ） ［１３１０］ｎｏｄｅＩＤＬｉｓｔの各ｎｏｄｅＩＤに対して下記を実行する。

【００２８】［１３２０］ｖｉｓＥｌｍ＝新規視覚化要素 ／＊一番上のレベルの視覚化要素の生成＊／ ［１３３０］ルート視覚化要素リスト −＞ （視覚化要素）の追加 ［１３４０］シーン・ルート −＞ 子の（視覚化要素）の追加 ／＊この要素により表されるノードを識別するために、
視覚化要素内のｉｎｆｏＮｏｄｅ属性のセット＊／ ［１３５０］視覚化要素 −＞ ｉｎｆｏＮｏｄｅ（ノードＩＤ）終わり ／＊対して＊／ 第一の機能により送り返された各ノードに対する、木またはシーン・ルートを配置するために、処理手段は、図４に示すｆｏｌｌｏｗＲｅｌａｔｉｏｎ（）を呼び出して、図６に示すように、これら視覚化要素の階層木構造を生成する。 以下に説明し、図１４に示すように、各視覚化要素は、記憶手段のノードに対応し、視覚化要素の階層は情報ノードの階層に対応する。

【００２９】機能、ｅｘｐａｎｄＶｉｓＴｒｅｅ（）
は、入力として、視覚化要素および構築する情報の関係タイプを受け取る。 このノード・タイプには、視覚化要素からアクセスし、ＮｏｄｅＩＤ内にセーブされる（１
４１０）。 機能、ｆｏｌｌｏｗＲｅｌａｔｉｏｎ（）
は、ｎｏｄｅＩＤＬｉｓｔに含まれているノードの子のリストを入手するために呼出される（１４２０）。 反復ループがスタートする。 （１）ノードリスト、ｎｏｄｅ
ＩＤＬｉｓｔの各ノードの場合、処理手段はノードに対して視覚化要素を生成する（１４４０）。 （２）一番上のレベルの視覚化要素１４４０、１４５０のリストが作成される（１４４０、１４５０）。 （３）視覚化要素びノード識別フィールドは、将来のアクセスのために、ノード確認にセットされる（１４６０）。 （４）子の視覚化要素の位置およびスケールは、その姉妹視覚化要素と一緒に、その関係を知らせるために、その親の同位システムに関連してセットされる。 （５）子は縮尺され、
（すなわち、子のおよびそのすべての子のサイズは、ある縮尺計数により、反復して縮小され）、その結果、それおよびそのすべての姉妹は、親の視覚化要素により指定される領域に収容される（１４７０）。 （６）この機能は、現在のノードの子を反復して拡大するために自分自身を呼び出す（１４８０）。 好適な実行の場合には、
視覚化要素の直接のすべての子は、同じ大きさだけ縮小される。 この大きさは「領域縮尺」と呼ばれる。

【００３０】Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｅｘｐａｎｄＶｉｓＴ
ｒｅｅ（視覚化要素、ｖｉｓＥｌｅｍ、関係、関係名） ［１４１０］ｎｏｄｅＩＤ＝ｖｉｓＥｌｅｍ −＞ ｉ
ｎｆｏＮｏｄｅ（） ［１４２０］ｎｏｄｅＩＤＬｉｓｔ＝ｆｏｌｌｏｗＲｅ
ｌａｔｉｏｎ（関係名、子のフラッグ、ｎｏｄｅＩＤ） ／＊図４に「ｆｏｌｌｏｗＲｅｌａｔｉｏｎ」機能を示す。

【００３１】各ルート視覚化要素に対する、視覚化階層の形成＊／ ［１４３０］ｆｏｒ（ｎｏｄｅＩＤＬｉｓｔの各ｎｏｄ
ｅＩＤに対して、下記を実行する） ／＊ｃｎｏｄｅＩＤＬｉｓｔが空である場合には、このコードをすスキップし、反復を終了する＊／ ［１４４０］ｃｈｉｌｄＶｉｓＥｌｅｍ＝新規視覚化要素（）； ／＊一番上のレベルの視覚化要素の作成＊／ ［１４５０］ｖｉｓＥｌｅｍ −＞ 子（ｃｈｉｌｄＶ
ｉｓＥｌｅｍ）の追加 ［１４６０］ｃｈｉｌｄＶｉｓＥｌｅｍ −＞ ｉｎｆ
ｏＮｏｄｅ（ｎｏｄｅＩＤ） ／＊視覚化要素内へのｉｎｆｏＮｏｄｅ属性のセット＊
／ ［１４７０］ｓｅｔＳｃａｌｅＡｎｄＰｏｓｉｔｉｏｎ
（ｖｉｓＥｌｅｍ、ｃｈｉｌｄＶｉｓＥｌｅｍ）； ／＊その姉妹視覚化要素との関係を知らせるために、子の視覚化要素の位置が、その親の同位システムに対してセットされる。 子は縮尺され、その結果、それおよびそのすべての姉妹は、親の視覚化要素により指定される領域内に収容される＊／ ［１４８０］ｅｘｐａｎｄＶｉｓＴｒｅｅ（ｃｈｉｌｄ
ＶｉｓＥｌｅｍ、関係名）； ／＊視覚化木の反復構成が引き続き行われる。 ＊／ ｅｎｄ ｆｏｒ ｅｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ 視覚化木の構成を開始するために、下記の疑似コード・
セグメントにより、各ルート視覚化要素の拡大が行われる。

【００３２】［１５１０］ｆｏｒ（ｒｏｏｔＶｉｓＥｌ
ｅｍｅｎｔＬｉｓｔの各ｖｉｓＥｌｅｍに対して、下記を実行する） ［１５２０］ｅｘｐａｎｓｄＶｉｓＴｒｅｅ（ｖｉｓＥ
ｌｅｍ、ｒｅｌａｔｉｏｎＮａｍｅ）； ｅｎｄ ｆｏｒ 各視覚化要素６１０、６２０、６３０、６４０、６５
０、６６０および６７０は、表示空間の領域を表す。 視覚化要素により指定された空間の領域は、すべての視覚化要素の子、および反復的にすべてのその子の子に対する空間の各領域を含む。 表示空間の各視覚化要素は、アファイン（ａｆｆｉｎｅ）空間変換を持つ。 好適な実施形態の場合には、アファイン空間変換は、コンピュータ・グラフィックス分野では標準的な方法である４ｘ４変換マトリックスで表される数学的関数である。

【００３３】コンピュータ・グラフィックスで使用される、アファイン空間変換については、１９８２年アディソン・ウエズリ出版社出版のＪ． Ｄ． フォーリおよびＡ． バン・ダム著の「対話型コンピュータ・グラフィックスの基礎」のような教科書に、もっと詳細に記載されている。 これにより、親の座標システム上での変換がすべての子の座標システムに影響を与える「階層的座標システム」を使用することができる。 アファイン変換は、
平行幾何図形をそのまま維持する直線的変換である。 縮尺、並進（移動）および回転のような変換は、アファイン変換の例であり、一方透視画法変換はアファイン変換の例ではない。 視覚化要素の階層は、座標システムの階層を定義する。 視覚化要素が縮尺、回転または移動している場合には、変換はノードのすべての子および子の子に繰り返して影響を与える。

【００３４】情報ノードの属性から、処理手段は、視覚化要素のディスプレイ手段上への表示方法を決定する。
視覚化要素は、形および色のようなその外観を制御する属性を持つことができる。 視覚化要素の外観は、またある視点から見たそのサイズにより決定することができる。 例えば、視覚化要素を遠くから見た場合には、表示装置上のそのサイズは小さいが、同じ視覚化要素を近くから見た場合には、非常の大きく見える。 視覚化要素の外観が小さい場合には、簡単に表示することができる。
視覚化要素の外観が大きい場合には、その外観をもっと詳細に表すことができる。 さらに、視覚化要素が目でみることができる外観を持っていなくてもよい。 視覚化要素が、それに関連する形を持っていない場合には、視認することができる境界がないので目でみることができない。 しかし、その子はその親の目でみることができない境界内で見ることができる。

【００３５】多くの視覚化要素が表示空間内に存在するので、一つ一つまたすべての視覚化要素を表示空間に表示するのは、不可能であり、非現実的である。 どの視覚化要素を表示するのかを決定するために、表示空間木の「選別（ｃｕｌｌｉｎｇ）」および「刈り込み（ｐｒｕ
ｎｉｎｇ）」が行われる。 選別とは、視野容積（ｖｉｅ
ｗ ｖｏｌｕｍｅ）の外側の視覚化要素を表示しないようにすることである。 刈り込みとは、視野容積の外側の木の枝を「刈り込んだり」または表示しないことである。 木の枝は刈り込むことができる。 何故なら、視覚化要素は完全にその子を包んでいるからである。 視覚化要素が視野容積の外側にある場合には、視覚化要素により指定された木の枝は「刈り込まれ（ｐｒｕｎｅｄ）」、
表示されない。

【００３６】ある視点から見た場合に、見ることができるかできないかを判断する方法は、グラフィックスの分野では周知である。 好適な実施形態の場合には、各視覚化要素は、視覚化要素を完全に包み込んでいる「境界容積（ｂｏｕｎｄｉｎｇ ｖｏｌｕｍｅ）」を持つ。 この境界容積は、その後、視野容積と交わり、それにより見える範囲が決定される。 境界容積が視野容積と交わらない場合には、視野容積が選別され、視覚化要素の下の表示空間の枝が刈り込まれる。

【００３７】＜Ｂ． 視点、またはアヴァターの生成＞視点は、表示空間をディスプレイ手段上に表示するのに必要である。 視点は、（１）表示空間内の位置、（２）視線の方向を指定する向き、および表示空間に対する視点の向き（すなわち、視覚ベクトルおよびどちらが「上」
であるかを示すベクトルの線）、および（３）視野容積により決定される。 視野容積は、ディスプレイ手段に表示される表示空間の範囲である。 視野容積は、通常、
「視界」属性および「近切り取り面」および「遠切り取り面」と呼ばれる二つの属性により決まる。 視野容積は、視界の中にあって、近切り取り面と遠切り取り面との間に含まれる領域であると定義される。 表示空間が三次元空間であり、透視画法（ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ
ｖｉｅｗｉｎｇ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）を使用した場合には、視野容積は、角錐台、すなわち、錐台である。
直角投影画法（ｏｒｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ ｖｉｅｗｉ
ｎｇ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）を使用した場合には、視界角度の代わりに視界幅が使用され、その結果得られる視野容積は、長方六面体である。

【００３８】図７Ａおよび図７Ｂは、多数の視覚化要素７１０、７２０、７３０および７４０を含む表示空間７
００である。 アヴァター、すなわち、視点は、７０１に位置している。 図７Ａは、斜視図である。 角度７０２は視界角度と呼ばれる。 視界角度を二分しているライン７
０３は視線と呼ばれる。 近切り取り面７７０および遠切り取り面７８０（すなわち、この図ではライン）は、視線に対して垂直である。 近および遠切り取り面の位置は、視線に沿った焦点からの距離によって指定される。
例えば、図７Ａの場合には、透視変換をした場合、視野容積は、近切り取り面７７０、遠切り取り面７８０、およびライン７９０および７７５によって決まる視界角度７０２によって囲まれる領域である。 図７Ｂに示すように、垂直変換の場合には、視野容積は近切り取り面７７
０、遠切り取り面７８０およびライン７９０および７７
５によって囲まれる領域である。 もっと複雑な視野容積を定義することもできるが、好適な実施形態の場合には、これらの垂直視野容積および透視視野容積を使用する。

【００３９】三次元視野容積の内容を平らな映像に投影するプロセスは、コンピュータ・グラフィックスの分野では周知であり、１９８２年アディソン・ウエズリ出版社出版のＪ． Ｄ． フォーリおよびＡ． バン・ダム著の「対話型コンピュータ・グラフィックスの基礎」のような教科書に、もっと詳細に記載されている。

【００４０】本発明の場合には、視点、すなわち、アヴァターは、視野容積を縮尺する追加の属性「視野スケール」を持つ。 好適な実施形態の場合には、視野スケール属性は、最初の数値が１．０である正の実数で表される。 視野スケールの数値を小さくすると、もっと小さい視覚化要素を見ることができるという効果がある。 この実行方法は、使用する視野転換のタイプによって違ってくる。 透視画法変換を使用した場合には、視点から近切り取り面までの距離はある関数、すなわち、視野スケール（すなわち、視野スケール＊近）により縮尺される。
好適な実施形態の場合には、近切り取り面までの距離および遠切り取り面までの距離の比は、同じ視野スケールにより、近切り取り面および遠切り取り面の両方を縮尺することによって、一定に維持される。 直角画法を使用した場合には、視野幅は視野スケールにより縮尺される。 好適な実施形態の場合には、直角投影画法変換用の近切り取り面および遠切り取り面は、透視画法変換と同じ方法で縮尺される。

【００４１】視野スケールの効果の一例を、図１６および図１７に示す。 図１６Ａは、親ノード１６０１およびその子ノード１６０２、１６０３、１６０４および１６
０５の略図である。 視覚化要素は、図１６Ｂに示すように各ノードに対して生成される。 領域スケール属性は、
各視覚化要素と関連する。 例えば、視覚化要素１６００
に対する領域スケールは１．０である。 何故なら、上記視覚化要素は、完全な表示空間だからである。 他の視覚化要素に対する視野スケールは、下記の通りである。

【００４２】 視覚化要素 領域スケール １６００ １．０ １６０１ ０．２ １６０２ ０．１ １６０３ ０．２ １６０４ ０．２ １６０５ ０．３３ 図１７Ａは、視野スケールが５．０で、アヴァター、すなわち、視点が視覚化要素１６０１の領域の外側にある場合の、視点および視野容積である。 アヴァターが視覚化要素１６０１内に入ると、視野スケールに１６０１に関連する領域スケールが掛けられる。 その結果得られる視野スケール値は１．０である。 視野スケールが小さくなると、図１７Ｂに示すように、より近い対象物が、もっと詳細にもっと大きく見える。 次に、アヴァターが視覚化要素１６０２の領域内に入ると、視野スケールは、
０．１単位でさらに小さくなり、その結果、表示される対象物の数は少なくなるが、表示される対象物はより詳細に表示される。 図１７Ｄに示すように、アヴァターが領域１６０２から外へでると、アヴァターの視野スケールは０．１で割られ、１．０に戻る。 アヴァターが領域１６０５に入ると、視野スケールは０．３３に変化する。

【００４３】アヴァターはそれに関連する外観を持つ視点である。 好適な実施形態の場合には、アヴァターは視覚化要素と視点の特性を結び付けるものとして定義される。 アヴァターは、表示空間内のユーザを表す動く図形、すなわち、アイコンである。 ユーザは、表示空間をアヴァターを移動させることにより、情報システムを探索する。 アヴァターが移動すると、異なる視覚化要素が視野容積内に現れる。 視野容積と交わる視覚化要素だけを、ディスプレイ手段上で見ることができる。

【００４４】アヴァターは、視界変換または視界投影を追加することにより、視覚化要素を拡大するデータ構造物として実行される。 この投影は、アファイン変換を行う垂直投影、またはアファイン変換を行わない透視画法変換のどちらであってもよい。 アヴァターの位置および向きは、アヴァターを視覚化要素とすることにより得られる特性である。 それは視覚化要素であるので、表示空間内の他の視覚化要素に接続することができる。 それ故、アヴァターの移動は、アヴァターが接続している視覚化要素によって定義される座標システム上のものである。 一つの表示空間に複数のアヴァターを持つことができる。 複数のアヴァターは、一人のユーザに所属させることができるが、その場合、ユーザは両方のアヴァターを切り替えて使用することができる。 また、複数のアヴァターを数人のユーザに所属させることもできるが、その場合には、複数の人々が同じ情報空間を探索することになる。 アヴァターは、それ自身視覚化要素であるので、アヴァターを他のアヴァターから見ることができるようにすることができる。

【００４５】＜Ｃ． 表示空間のユーザの対話＞ユーザは、キーボード、マウスおよびスペースボールを含むが、それに限定されない入力手段により、システムと対話する。 入力手段を通してのユーザのすべての対話は、
その入力を特徴づける属性を持つイベントを生成する。
イベントは、少なくともイベント・タイプを示すデータ構造物によって表される。 上記データ構造物を拡大して、追加のイベント・パラメータを含むようにすることもできる。 例えば、ユーザがキーを押すと、キーが押されたことを示す属性および押された特定のキーを示す属性を持つイベントが発生する。 一般的にいって、イベントは特定の事件または特定の状況を表す。

【００４６】イベントは、「イベント・マネージャ」により、処理手段で処理される。 イベント・マネージャは、イベントを受け付け、イベント・データ構造体内に含まれている情報を使用して、イベントを処理する。 イベント・マネージャが一つのイベントを受け付けたとき、上記イベント・マネージャは（１）その内部状態を変更し、（２）発生したイベントを記録し、（３）結果としてある行動を発生し、または（４）上記の組み合わせを行う。

【００４７】図８は、イベント・マネージャのフローチャートである。 イベント・マネージャは、最初、システム・イベントがあるかどうかをチェックする（８１
０）。 このチェックは、通常ポーリングまたは待ち行列システム呼出により行われる。 イベントは三種類に分類することができる。 すなわち、第一の種類としては、マウスの移動およびキーの圧下を含むユーザ・イベントがあり、第二の種類としては、アヴァターがある視覚化要素または表示空間内壁部の領域から、他の視覚化要素または表示空間の領域に移動する領域または境界イベントがあり、第三の種類としては、視覚化要素がある程度詳細に表示される場合に生じる可視性イベントがある。 例えば、アヴァターが対象の方向に移動すると、その対象は段々大きくなり、より詳細に表示される。 逆に、アヴァターが対象から遠ざかる方向に移動すると、その対象は段々小さくなり、その対象の詳細なところが見えなくなる。 詳細な点のレベルが変化していること、または変更する必要があることを知らせるために、イベントを生成することができる。

【００４８】システム・イベントを受け付けた場合には、イベント・マネージャは受信したイベントに対して、イベント対象を生成する（８４０）。 イベント対象は、イベントの種類と、マウス移動またはキーの圧下のようなイベントの特徴を示す属性を含む。 その後、イベント・マネージャは、以下に説明し、図９および図１０
に示すようにイベントを処理する（８５０）。

【００４９】イベントを受け取らない場合には、イベント・マネージャは、画面を更新するための手順を呼び出す（８３０）。 上記画面を更新するプロセスは、コンピュータ・グラフィックス分野からの標準表示技術を使用する。 アヴァターを含む表示空間の構造物は、横方向に移動する。 表示グラフの各ノードのところで、座標変換が行われ、（例えば、形、色等のような）視覚化要素の属性に基づいて、描画動作が行われる。

【００５０】図９は、イベントの関係図である。 イベント・マネージャ９１０は、記憶手段９２０、現在の表示空間９３０および現在のアヴァター９４０にアクセスする。 図１０は、イベント・マネージャのフローチャートである。 イベント・マネージャは、イベントの種類に関する切り替えステートメントとして実行することができる（１０１０）。 イベントがユーザ・イベントである場合には、イベント・マネージャは、最初、システムの現在の状態を判断し（１０２０）、システムの新しい状態を判断し（１０３０）、状態遷移に対応する行動をトリガする（１０４０）。 これらの行為は、対象の生成と除去、対象属性の変更、対象間の関係の変更、およびローカル状態変数の変更を含むことができる。 これらの行為の効果は、表示空間のある面の変更、または表示されている情報システムのある変化を引き起こすことである。

【００５１】図１１に示すように、イベントが領域または境界イベントである場合には、システムは、最初、新しい領域を決定し（１１１０）、新しい領域と古い領域との間の関係を判断する（１１２０）。 このプロセスは、最も低いレベルの共通視覚化要素の深さを含む。 アヴァターがある領域に入った場合、またはある領域から出た場合、アヴァターの視野スケール属性を、入力中の領域の（ルートから現在の領域への）累積スケールに対応するように調整しなければならない。 この縮尺により、多重解像度による表示を行うことができる。 このプロセスは、アーギュメントとして、（１）新しい領域、
（２）古い領域と新しい領域との間の関係、および（３）最も低いレベルの共通視覚化要素を入手する機能１１３０により行うことができる。 アヴァターの視野スケール属性の調整の他に、機能１１３０は、新しい領域内の視覚化構造物の一部の拡大、または古い領域内の視覚化要素の除去のような、追加の行為を行わせることができる。

【００５２】図１２に示すように、イベントが表示イベントである場合には、システムは、表示イベント１２１
０のタイプに関するケース・ステートメントを含むことができる。 イベントが、対象を視野に入れたり、視野から出したりするためにアヴァターを移動させるイベントである場合には、システムは対象物の属性を目に見えるものから目に見えないものに変更するために、機能を呼び出す。 システムは、また視覚化要素が視野内にあるかどうかにより、視覚化要素を追加または除去したり（１
２２０）、また必要に応じて、視覚化要素の関係を変更させることもできる（１２２０）。 対象を表示するためのイベントの他のタイプとしては、目でみることができる対象の詳細のレベルの変更がある。 このタイプのイベントの場合、システムは、詳細のレベルを決定し（１２
３０）、その後で対象の属性を変更し、そうすることにより、対象物を生成または除去し、必要に応じて、対象物の間の関係を変更する。 この機能の一つの用途は、最初に視覚化要素木を拡張したときに、一番上のレベルだけが生成されるように、固定の深さを指定することである。 ユーザが、表示空間および詳細の変更のレベル内をアヴァターを移動させると、システム表示空間の特定のブランチの詳細のレベルを拡張することにより、または低いレベルの詳細な視覚化要素が目でみることことができる限界から外に出た場合に、その視覚化要素を除去することによって、そのイベントに応答することができる。

【００５３】本発明を好適な実施形態を特に参照しながら説明してきたが、本発明の精神および範囲から逸脱しないで、種々の変更および修正を行うことができることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシステムの全体図である。

【図２】データベースに記憶されているノードの略図である。

【図３】上記データベースにアクセスするための、一つの機能のフローチャートである。

【図４】上記データベースにアクセスするための、他の機能のフローチャートである。

【図５】上記データベースにアクセスするための、他の機能のフローチャートである。

【図６】表示空間の略図である。

【図７】斜視および垂直変換の略図である。

【図８】イベント・ハンドラのフローチャートである。

【図９】イベント・ハンドラの関連図である。

【図１０】イベントの処理方法のフローチャートである。

【図１１】領域／境界イベントの処理方法のフローチャートである。

【図１２】表示イベントの処理方法のフローチャートである。

【図１３】表示空間形成のフローチャートである。

【図１４】表示空間の拡張のフローチャートである。

【図１５】各視覚化要素の拡張方法のフローチャートである。

【図１６】図１６Ａは、親−子階層の二次元表現である。 図１６Ｂは、視覚化要素の二次元表現である。

【図１７】視覚容積の二次元表現である。

【図１８】好適なハードウェア構成の略図である。

【図１９】図１９Ａは、ノードと関係図である。 図１９
Ｂは、関係Ａによるノードの階層モデルである。 図１９
Ｃは、関係Ｂによるノードの階層モデルである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーク アラン タールトン アメリカ合衆国 ジョージア州 30350 ダンウディ ジャナン ウェイ 7745