[发明专利]发送和接收表示3－维虚拟空间的数据流的装置和方法

说明书

本发明涉及基于网络例如Internet发送和接收用来形成由3-维计算机绘图(下文称之为“3-DCG”)显示的3-维虚拟空间的数据流的系统，特别地，涉及发送和接收表示3-维骨架结构的数据流的装置和方法，以便有效地发送和接收一个具有复杂骨架结构的特征(character)例如人体的自然运动。

近年来，在Internet例如World-Wide Web(WWW)上的虚拟“仓库”(malls)、电子商业以及各种相关主页作为3-DCG的应用领域吸引了相当多的注意。特别地，由于Internet的迅速发展，在家容易地处理较高质量的3-DCG例如游戏和电影的趋势越来越明显。如图8所示，多个称作“客户机”的机器PCC1-PCCn、例如个人计算机通过在WWW中的Internet等连接到一个称作“服务器”的机器PCS、例如个人计算机或工作站等。通过根据需要对从服务器PCS下载的信息例如声音、文本和格式信息进行重新组织，客户机PCC1-PCCn可以获得从服务器PCS发送的信息。通常，在服务器PCS和客户机PCC1-PCCn之间的通信采用基于传输控制协议/互连网络协议(TCP/IP)的通信方法。

常规上，服务器PCS提供的数据主要局限于文本数据和图象数据。然而，近来虚拟现实模型建立语言(VRML)的标准化和VRML浏览器的发展促进了3-DCG本身例如形状和场景的传输。上面提到的VRML将在下面简要地说明。在已知的如超文本标记语言(HTML)中的主要包括图象和文本的数据格式中，传输图象数据、尤其是传输活动图象的数据需要大量的时间和花费。因此，在现有的设备中，网络的通信量受到限制。另一方面，在3-DCG中，所有包括形状、虚拟点信息和光源信息的信息以3-维数据来处理。近来计算机绘图(下文称之为“CG”)技术的发展使得由CG生成的图象质量有很大的提高。因此，从数据质量的出发点考虑，传输CG数据本身也是非常有效的。

通常，即使CG数据的数据量只是常规图象数据的1/100,CG数据能够显示出与常规图象数据质量相当的图象。换句话说，CG数据具有不少于常规图象数据的100倍的压缩比。因此，在图象数据通过网络的传输中，正尝试使用CG数据、尤其是3-DCG数据作为标准。作为这种尝试的一个例子，提出了上面提到的VRML(VRML Ver 2.0)。VRML Ver 2.0规定了被称作“图元(primitive)”的形状数据、光源数据、虚拟点数据、纹理数据等等的数据格式，以及如何指定一个刚体的位移。为了方便的缘故，这样的数据格式被称作“VR格式”(VRF)。

另一方面，在常规的CG中，近来注意力落在了用于在实时的基础上形成图象的动画制作技术。通过应用这种实时的动画制作技术，主要在商业信息和电影中，再现了CG特征的真实运动。例如，一个复杂形状例如人体由骨架结构来表现，而该骨架结构的复杂运动可以通过定义时刻变化的骨架关节的运动量来自然地再现。

在常规的Internet上的3-DCG模型建立语言中，主要是在VRML中，在实时的基础上向具有象人体这样的复杂结构的形状传递运动是不可能的。同时，在一个系统中，在包含一网络的虚拟空间中多个用户具有共同的虚拟3-维空间，以便在共同的虚拟3-维空间中相互影响地操作其化身(avatar)，用公式表示这样一个系统也是不可能的。此外，在实时的基础上与在共同的虚拟3-维空间中的化身的运动相同步地发送和接收声音或音乐也是不可能的。

因此，本发明的主要目的是提供用于发送和接收表示3-维虚拟空间的数据流的装置和方法，其中运动可以在实时的基础上传递给具有象人体这样的复杂结构的形状，在包含一网络的虚拟空间中多个用户具有共同的虚拟3-维空间，以便在共同的虚拟3-维空间中可以相互影响地操作其化身，并且可以在实时的基础上与在共同的虚拟3-维空间中的化身的运动相同步地发送和接收声音或音乐。