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公開番号2024156664
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-06
出願番号2024106572,2023061038
出願日2024-07-02,2019-01-14
発明の名称3D環境からデータをレンダリングするためのシステムおよび方法
出願人ライトフィールドラボ、インコーポレイテッド
代理人弁理士法人RYUKA国際特許事務所
主分類G06T 19/00 20110101AFI20241029BHJP(計算;計数)
要約【課題】3次元(3D)環境から4次元(4D)エネルギーフィールドをレンダリングして、エネルギーフィールド投影装置に、4Dエネルギーフィールドを出力するように指示する方法及びシステムを提供する。
【解決手段】方法は、シーンの全体を通して配置された複数のエネルギーデータ点によって説明される3D環境のシーンを提供し、複数の仮想ピクセルをシーン内の仮想ピクセル平面に配置する。各仮想ピクセルは、2D角座標及び2D空間座標を含む既知の一意の4D座標を有する。方法はまた、光線と交差した1つの仮想ピクセルに対して、各光線に沿ってサンプリングしたエネルギーデータ点とエネルギー値とを相関させ、各光線の1つの仮想ピクセルのエネルギー値及び各光線の1つの仮想ピクセルの既知の一意の4D座標を、エネルギー装置に4Dエネルギーフィールドの出力を指示するために動作可能なフォーマットを有するデータセットにレンダリングする。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
３次元（３Ｄ）環境から４次元（４Ｄ）エネルギーフィールドをレンダリングするための方法であって、前記方法が、
シーンの全体を通して配置された複数のエネルギーデータ点によって説明される３Ｄ環境の前記シーンを提供することと、
複数の仮想ピクセルを前記シーン内の仮想ピクセル平面に配置することであって、各仮想ピクセルが、２Ｄ角座標および２Ｄ空間座標を含む既知の一意の４Ｄ座標を有し、各仮想ピクセルの前記２Ｄ角座標が、前記仮想ピクセルと、前記シーン内の仮想視認平面に配置された複数の仮想視点のうちの１つの仮想視点との間の角相関を説明し、各仮想ピクセルの前記２Ｄ空間座標が、前記シーン内の仮想表示平面に配置された複数の仮想開口の仮想開口の位置を識別する、配置することと、
前記仮想視認平面からの複数の光線に沿った前記シーン内の前記複数のエネルギーデータ点のうちのエネルギーデータ点をサンプリングすることであって、各光線が、前記光線と交差した１つの仮想ピクセルの前記２Ｄ角座標によって決定された角度で、１つの仮想視点および前記１つの仮想ピクセルと交差し、各光線が、前記光線と交差した前記１つの仮想ピクセルの前記２Ｄ空間座標によって決定された１つの仮想開口と交差する、サンプリングすることと、
前記光線と交差した前記１つの仮想ピクセルに対して、各光線に沿ってサンプリングした前記エネルギーデータ点とエネルギー値とを相関させることと、
各光線の前記１つの仮想ピクセルの前記エネルギー値および各光線の前記１つの仮想ピクセルの前記既知の一意の４Ｄ座標を、エネルギー装置に４Ｄエネルギーフィールドを出力するように指示するために動作可能なフォーマットを有するデータセットにレンダリングすることと、を含む、方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、３次元環境をデータセットにレンダリングして、エネルギーフィールド投影装置に、４次元エネルギーフィールドを出力するように指示することに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
ＧｅｎｅＲｏｄｄｅｎｂｅｒｒｙのＳｔａｒＴｒｅｋにより世間一般に普及され、１９００年代初期に作家ＡｌｅｘａｎｄｅｒＭｏｓｚｋｏｗｓｋｉによって当初計画された「Ｈｏｌｏｄｅｃｋ」室内のインタラクティブな仮想世界の夢は、ほぼ一世紀の間、空想科学小説および技術革新に対するインスピレーションである。しかしながら、この経験の画期的な実現は、文献、メディア、ならびに子供達および同様に大人達の集合的な想像力の外には、全く存在していない。本出願は、情報を、３Ｄ環境から、４Ｄエネルギーフィールド投影システムがモデル化された４Ｄエネルギーフィールドを３Ｄ環境からのシーンに出力することを可能にするためのフォーマットにレンダリングする、システムおよび方法を教示する。
【発明の概要】
【０００３】
一実施形態では、３次元（３Ｄ）環境から４次元（４Ｄ）エネルギーフィールドをレンダリングするための方法は、シーンの全体を通して配置された複数のエネルギーデータ点によって説明される３Ｄ環境のシーンを提供するステップと、複数の仮想ピクセルをシーン内の仮想ピクセル平面に配置するステップであって、各仮想ピクセルが、２Ｄ角座標および２Ｄ空間座標を含む既知の一意の４Ｄ座標を有する、配置するステップと、を含む。この実施形態では、各仮想ピクセルの２Ｄ角座標は、仮想ピクセルと、シーン内の仮想視認平面に配置された複数の仮想視点のうちの１つの仮想視点との間の角相関を説明し、各仮想ピクセルの２Ｄ空間座標は、シーン内の仮想表示面に配置された複数の仮想開口のうちの１つの仮想開口の位置を識別する。次に、仮想視認平面からの複数の光線に沿って、シーン内の複数のエネルギーデータ点のエネルギーデータ点をサンプリングし、各光線は、光線と交差する１つの仮想ピクセルの２Ｄ角座標によって決定された角度で、１つの仮想視点および１つの仮想ピクセルと交差し、各光線は、光線と交差した１つの仮想ピクセルの２Ｄ空間座標によって決定された１つの仮想開口と交差する。この実施形態では、本方法は、光線と交差した１つの仮想ピクセルに対して、各光線に沿ってサンプリングしたエネルギーデータ点とエネルギー値とを相関させることと、各光線の１つの仮想ピクセルのエネルギー値および各光線の１つの仮想ピクセルの既知の一意の４Ｄ座標を、エネルギー装置に４Ｄエネルギーフィールドを出力するように指示するために動作可能なフォーマットを有するデータセットにレンダリングすることと、を含む。
【０００４】
一実施形態では、複数の光線のうちの少なくとも１つの光線は、複数の仮想視点の各仮想視点と交差する。一実施形態では、複数の光線のうちの１つの光線は、複数の仮想ピクセルの各仮想ピクセルと交差する。いくつかの実施形態では、４Ｄエネルギーフィールドは、明視野、ハプティックフィールド、またはタクタイルフィールドを含む。
【０００５】
一実施形態では、エネルギーデータ点は、エネルギー周波数、エネルギー強度、エネルギー透過性、エネルギー屈折性、またはエネルギー反射率、のうちの少なくとも１つを説明する値を含む。一実施形態では、３Ｄ環境は、深度マップを２次元空間内の点に適用することによって決定することができる。別の実施形態では、仮想表示平面は、エネルギー指向装置の導波管システムに対応し、エネルギーは、データセットに従って導波管システムを通して指向させて、シーンの少なくとも一部分の検出可能な４Ｄエネルギー表現を形成するように動作可能である。
【０００６】
一実施形態では、複数の仮想ピクセルは、導波管システムの第１の側の複数のエネルギー位置に対応する。別の実施形態では、データセットは、ベクトル化された材料特性データをさらに含む。動作中に、本方法の少なくとも一部分をリアルタイムで実行することができる。別の技術では、本方法の全体をリアルタイムで実行することができる。別の実施形態では、本方法の少なくとも２つの一部分が、異なる期間に実行される。
【０００７】
いくつかの実施形態では、データセットは、視覚、音声、テクスチャ、センセーショナル、または匂いセンサによって知覚可能な信号を説明する。一実施形態では、複数の光線の各光線に沿ってサンプリングしたエネルギーデータ点は、エネルギー値と同時に相関される。いくつかの場合では、データセットは、バイナリファイルフォーマットで格納される。
【０００８】
一実施形態では、複数の光線の各光線は、複数の仮想ピクセルのうちの１つの仮想ピクセルまで、およびそれを超えて、複数の仮想開口のうちの１つの仮想開口を通って延在し、複数のエネルギーデータ点のエネルギーデータ点は、仮想視認平面からサンプリングされる。
【０００９】
一実施形態では、上記のステップは、無制限に繰り返され得る。別の実施形態では、上記のステップは、無制限に繰り返して、３Ｄ環境から動的な４Ｄエネルギーフィールドをレンダリングし得る。
【００１０】
一実施形態では、エネルギーデータをレンダリングすることは、エネルギー装置のためのエネルギーデータを較正することをさらに含む。一実施形態では、光線ファイルは、各仮想視点の位置を識別する３Ｄ空間座標、およびすべての光線と交差する１つの仮想ピクセルの２Ｄ角座標を格納する。別の実施形態では、光線ファイルは、各仮想視点の３Ｄ空間座標と、仮想視点と交差するすべての光線と交差するすべての仮想ピクセルの２Ｄ角座標とを関連付ける。さらに別の実施形態では、光線ファイルは、光線と交差する１つの仮想視点からの光線に沿って、複数のエネルギーデータ点のエネルギーデータ点をサンプリングするための各光線に対する指示を提供し、この指示は、少なくとも、光線と交差する１つの仮想視点の３Ｄ空間座標、および光線と交差する１つの仮想ピクセルの２Ｄ角座標によって決定される。
（【００１１】以降は省略されています）

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