JP2000306117A - 三次元画像生成装置、三次元画像生成表示装置、データ保持装置、及びその方法、媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 三次元モデリングを行う手法において、表示
画像の見た目を改善する。 【解決手段】 対象物体を複数の方向から撮影し、複数
の画像データを得、この画像データに基づいて三次元形
状モデルを得る。この三次元形状モデルの１表面画素に
ついて、複数の方向（θφ）からの色彩データを持つ。
これによって、三次元形状モデルの誤りや基になる画像
データに照明の方向などに基づく影響がでていても、各
種の視線方向における表示画像を自然な表示画像にでき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】対象物についての複数枚の画
像データから対象物の三次元画像データを生成する三次
元画像生成に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、各種の三次元画像の生成方法
として次のようなものが知られている。 （１）ＱｕｉｃｋＴｉｍｅＶＲなど、多視点画像をその
まま利用するもの この方法は、１つの対象物について、非常に多くの視点
から対象を撮影しておく。そして、再生時には、ユーザ
の視点の指定に応じて、対応する撮影視点の画像を表示
する。この方法は、対象物体の形状を正確に求めること
なく、種々の視点からの映像を再表示できるというメリ
ットがある一方、撮影視点以外の視点からの映像を再表
示できないという欠点がある。

【０００３】従って、非常に細かい視点ステップでの映
像再表示が必要な場合、非常に多くの視点からの撮影が
必要であり、その結果、データ量が極めて大きくなると
いう問題点がある。 （２）多視点画像を光線空間に変換するもの この方法は、多くの視点から対象物を撮影しておく。そ
して、対象に対し離れた任意の場所にある基準面を設定
し、その基準面の各画素に対し、視野角のθφ空間を設
定し、この空間を前記各視点のθφに応じた色で埋め
る。再生時には、ユーザの指定した視点に対し、前記基
準面から視点に応じてθφ空間データを読出し、画像を
生成・表示する。この方法は、視点情報は正確である必
要がある。また、画像データ量が非常に大きくなるとい
う問題がある。 （３）多視点画像から対象物の三次元形状モデルを一旦
生成し、各部分の色情報をテクスチャ画像に変換して持
たせるもの この方法は、形状の各部分を例えばポリゴンなどで表現
し、三次元形状データを持つ。そして、これを原画像に
投影するなどして、そのテクスチャ情報を取り出す。再
生時には、ユーザの指定した視点に対し、各ポリゴンの
投影像をつくり、かつ、そこにそれぞれポリゴンの持つ
テクスチャ情報をマップすることで、画像を生成・呈示
する。この三次元モデリングによれば、データ量がかな
り小さくてよく、任意の視点からの画像を得ることがで
きるというメリットがある。

【０００４】そこで、対象物の周囲からカメラで複数の
画像を得、この画像から三次元モデリングを行う手法が
各種提案、実用化されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この三次元モ
デリングは、対象物の表面に特徴がない場合などに、三
次元モデリングが必ずしも正確に生成できず、形状精度
が十分高くできない場合がある。

【０００６】また、テクスチャ情報は、撮像して得た画
像データに依存するため、照明に依存して、各部分の色
情報が不正確になる場合も多い。そこで、各種の視点か
ら表示した場合に十分正確な再現ができないという問題
があった。

【０００７】本発明は、三次元モデリングを行う手法に
おいて、表示画像の見た目を改善することができる画像
生成、表示、データ保持を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る三次元画
像生成装置は、対象物についての複数枚の画像データか
ら対象物の三次元画像データを生成する三次元画像生成
装置において、対象物の三次元形状モデルの表面につい
ての色彩データを複数の方向から見たデータとして生成
する色彩データ生成手段を有することを特徴とする。

【０００９】請求項２に係る三次元画像生成装置は、対
象物についての複数枚の画像データから対象物の三次元
画像データを生成する三次元画像生成装置において、対
象物の三次元形状モデルを生成する三次元形状モデル生
成手段と、前記三次元形状モデルの表面についての色彩
データを複数の方向から見たデータとして生成する色彩
データ生成手段とを有することを特徴とする。

【００１０】請求項３に係る三次元画像生成装置は、対
象物についての複数枚の画像データから対象物の三次元
画像データを生成する三次元画像生成装置において、対
象物の三次元形状モデルを記憶装置から読み込む三次元
形状モデル読み込み手段と、前記三次元形状モデルの表
面についての色彩データを複数の方向から見たデータと
して生成する色彩データ生成手段とを有することを特徴
とする。

【００１１】請求項４に係る三次元画像生成装置は、対
象物についての複数枚の画像データから対象物の三次元
画像データを生成する三次元画像生成装置において、対
象物についての撮影方向が異なる複数枚の画像データか
ら対象物の三次元形状モデルを生成する三次元形状モデ
ル生成手段と、前記三次元形状モデルの表面についての
色彩データを複数の方向から見たデータとして生成する
色彩データ生成手段とを有することを特徴とする。

【００１２】請求項５に係る装置は、請求項１〜４記載
の装置において、前記色彩データ生成手段は、前記三次
元形状モデルの表面を複数の要素に分割し、各要素につ
いての色彩データを複数の方向からみたデータとして生
成することを特徴とする。

【００１３】請求項６に係る装置は、請求項４又は５記
載の装置において、前記三次元形状モデルの表面はボク
セルで記述され、前記複数の要素はボクセルであること
を特徴とする。

【００１４】請求項７に係る装置は、請求項４又は５記
載の装置において、前記三次元形状モデルの表面はポリ
ゴンで記述され、前記複数の要素は各ポリゴンに対応し
た画素であることを特徴とする。

【００１５】請求項８に係る装置は、請求項４、又は５
記載の装置において、前記三次元形状モデルの表面はパ
ラメトリック曲面で記述され、前記複数の要素は各パラ
メトリック曲面に対応した画素であることを特徴とす
る。

【００１６】請求項９に係る装置は、請求項５〜８のい
ずれか１つに記載の装置において、前記各要素について
の色彩データは、各要素に対する角度の関数として生成
されることを特徴とする。

【００１７】請求項１０に係る装置は、請求項５〜９の
いずれか１つに記載の装置において、前記各要素につい
ての色彩データは要素毎に圧縮されることを特徴とす
る。

【００１８】請求項１１に係る装置は、請求項１０記載
の装置において、前記各要素毎の圧縮は離散コサイン変
換を用いることを特徴とする。

【００１９】請求項１２に係る装置は、請求項５〜１１
のいずれか１つに記載の装置において、前記各要素につ
いての色彩データは要素間での参照関係とこれらの色彩
データ間の差分情報として生成されることを特徴とす
る。

【００２０】請求項１３に係る装置は、請求項１２記載
の装置において、前記各要素間での参照関係は、各要素
の色彩データ間の類似性に基づいて決定されることを特
徴とする。

【００２１】請求項１４に係る装置は、 請求項１〜１
３のいずれか１つに記載の装置において、色彩データ生
成手段は、前記三次元形状モデルの表面を複数の要素に
分割し、各要素についての色彩データは要素に対する角
度の関数として生成され、更に前記角度の解像度は複数
のレベルに階層化されていることを特徴とする。

【００２２】請求項１５に係る装置は、請求項１〜１４
のいずれか１つに記載の装置において、色彩データ生成
手段は、前記三次元形状モデルの表面を複数の要素に分
割し、各要素についての色彩データは要素に対する角度
の関数として生成され、前記角度の解像度は、要素の位
置に応じて異なることを特徴とする。

【００２３】請求項１６に係る装置は、対象物の三次元
画像データを表示する三次元画像表示装置において、対
象物の三次元形状モデルの表面を複数の部分領域で記述
し、各部分領域について色彩データを複数の方向から見
たデータとして保持し、画像表示時には、与えられた視
点に対応した方向を各部分領域ごとに決定し、決定され
た方向から見たデータを読み出して表示することを特徴
とする。

【００２４】請求項１７に係る装置は、対象物について
の複数枚の画像データから対象物の三次元画像データを
生成、表示する三次元画像生成表示装置において、生成
した三次元形状モデルの表面を複数の部分領域で記述
し、各部分領域について色彩データを複数の方向からみ
たデータとして保持し、画像表示時には、与えられた視
点に対応した方向を各部分領域毎に決定し、決定された
方向からみたデータを読み出して表示することを特徴と
する。

【００２５】請求項１８に係るデータ保持装置は、三次
元画像データのデータ保持装置であって、対象物体につ
いての三次元形状モデルの表面上の１点についての色彩
データを複数の視野角からのデータとして複数持つこと
を特徴とする。

【００２６】請求項１９に係る三次元画像生成方法は、
対象物についての複数枚の画像データから対象物の三次
元画像データを生成する三次元画像生成方法において、
対象物の三次元形状モデルの表面についての色彩データ
を複数の方向から見たデータとして生成する色彩データ
生成ステップを有することを特徴とする。

【００２７】請求項２０に係る三次元画像生成方法は、
対象物についての複数枚の画像データから対象物の三次
元画像データを生成する三次元画像生成方法において、
対象物の三次元形状モデルを生成する三次元形状モデル
生成ステップと、前記三次元形状モデルの表面について
の色彩データを複数の方向から見たデータとして生成す
る色彩データ生成ステップと、を有することを特徴とす
る。

【００２８】請求項２１に係る三次元画像生成方法は、
対象物についての複数枚の画像データから対象物の三次
元画像データを生成する三次元画像生成方法において、
対象物の三次元形状モデルを記憶装置から読み込む三次
元形状モデル読み込みステップと、前記三次元形状モデ
ルの表面についての色彩データを複数の方向から見たデ
ータとして生成する色彩データ生成ステップと、を有す
ることを特徴とする。

【００２９】請求項２２に係る三次元画像生成方法は、
対象物についての複数枚の画像データから対象物の三次
元画像データを生成する三次元画像生成方法において、
対象物についての撮影方向が異なる複数枚の画像データ
から対象物の三次元形状モデルを生成する三次元形状モ
デル生成ステップと、前記三次元形状モデルの表面につ
いての色彩データを複数の方向から見たデータとして生
成する色彩データ生成ステップと、を有することを特徴
とする。

【００３０】請求項２３に係る三次元画像生成方法は、
請求項１９〜２２記載の方法において、前記色彩データ
生成ステップは、前記三次元形状モデルの表面を複数の
要素に分割し、各要素についての色彩データを複数の方
向からみたデータとして生成することを特徴とする。

【００３１】請求項２４に係る三次元画像生成方法は、
請求項２２、又は２３記載の方法において、前記三次元
形状モデルの表面はボクセルで記述され、前記複数の要
素はボクセルであることを特徴とする。

【００３２】請求項２５に係る三次元画像生成方法は、
請求項２２、又は２３記載の方法において、前記三次元
形状モデルの表面はポリゴンで記述され、前記複数の要
素は各ポリゴンに対応した画素であることを特徴とす
る。

【００３３】請求項２６に係る三次元画像生成方法は、
請求項２２、又は２３記載の方法において、前記三次元
形状モデルの表面はパラメトリック曲面で記述され、前
記複数の要素は各パラメトリック曲面に対応した画素で
あること、を特徴とする。

【００３４】請求項２７に係る三次元画像生成方法は、
請求項２３〜２６のいずれか１つに記載の方法におい
て、前記各要素についての色彩データは、各要素に対す
る角度の関数として生成されることを特徴とする。

【００３５】請求項２８に係る三次元画像生成方法は、
請求項２３〜２７のいずれか１つに記載の方法におい
て、前記各要素についての色彩データは要素毎に圧縮さ
れることを特徴とする。

【００３６】請求項２９に係る三次元画像生成方法は、
請求項２８に記載の方法において、前記各要素毎の圧縮
は離散コサイン変換を用いることを特徴とする。

【００３７】請求項３０に係る三次元画像生成方法は、
請求項２３〜２９のいずれか１つに記載の方法におい
て、前記各要素についての色彩データは要素間での参照
関係とこれらの色彩データ間の差分情報として生成され
ることを特徴とする。

【００３８】請求項３１に係る三次元画像生成方法は、
請求項３０記載の方法において、前記各要素間での参照
関係は、各要素の色彩データ間の類似性に基づいて決定
されることを特徴とする。

【００３９】請求項３２に係る三次元画像生成方法は、
請求項１９〜３１のいずれか１つに記載の方法におい
て、色彩データ生成ステップは、前記三次元形状モデル
の表面を複数の要素に分割し、各要素についての色彩デ
ータは要素に対する角度の関数として生成され、更に前
記角度の解像度は複数のレベルに階層化されていること
を特徴とする。

【００４０】請求項３３に係る三次元画像生成方法は、
請求項１９〜３１のいずれか１つに記載の方法におい
て、色彩データ生成ステップは、前記三次元形状モデル
の表面を複数の要素に分割し、各要素についての色彩デ
ータは要素に対する角度の関数として生成され、前記角
度の解像度は、要素の位置に応じて異なることを特徴と
する。

【００４１】請求項３４に係る三次元画像表示方法は、
対象物の三次元画像データを表示する三次元画像表示方
法において、対象物の三次元形状モデルの表面を複数の
部分領域で記述し、各部分領域について色彩データを複
数の方向から見たデータとして保持し、画像表示時に
は、与えられた視点に対応した方向を各部分領域ごとに
決定し、決定された方向から見たデータを読み出して表
示することを特徴とする。

【００４２】請求項３５に係る三次元画像生成表示方法
は、対象物についての複数枚の画像データから対象物の
三次元画像データを生成、表示する三次元画像生成表示
方法において、生成した三次元形状モデルの表面を複数
の部分領域で記述し、各部分領域について色彩データを
複数の方向からみたデータとして保持し、画像表示時に
は、与えられた視点に対応した方向を各部分領域毎に決
定し、決定された方向からみたデータを読み出して表示
することを特徴とする。

【００４３】請求項３６に係るデータ保持方法は、三次
元画像データのデータ保持方法であって、対象物体につ
いての三次元形状モデルの表面上の１点についての色彩
データを複数の視野角からのデータとして複数持つこと
を特徴とする。

【００４４】請求項３７に係る媒体は、コンピュータに
より、対象物についての複数枚の画像データから対象物
の三次元画像データを生成する三次元画像生成プログラ
ムを記録した媒体において、前記三次元画像生成プログ
ラムは、コンピュータに、対象物の三次元形状モデルの
表面についての色彩データを複数の方向から見たデータ
として生成させることを特徴とする。

【００４５】請求項３８に係る媒体は、コンピュータに
より、対象物についての複数枚の画像データから対象物
の三次元画像データを生成する三次元画像生成プログラ
ムを記録した媒体において、前記三次元画像生成プログ
ラムは、コンピュータに、対象物の三次元形状モデルを
生成させ、前記三次元形状モデルの表面についての色彩
データを複数の方向から見たデータとして生成させるこ
とを特徴とする。

【００４６】請求項３９に係る媒体は、コンピュータに
より、対象物についての複数枚の画像データから対象物
の三次元画像データを生成する三次元画像生成プログラ
ムを記録した媒体において、前記三次元画像生成プログ
ラムは、コンピュータに、対象物の三次元形状モデルを
記憶装置から読み込ませ、前記三次元形状モデルの表面
についての色彩データを複数の方向から見たデータとし
て生成させることを特徴とする。

【００４７】請求項４０に係る媒体は、コンピュータに
より、対象物についての複数枚の画像データから対象物
の三次元画像を生成する三次元画像生成プログラムを記
録した媒体において、前記三次元画像生成プログラム
は、コンピュータに、対象物についての撮影方向が異な
る複数枚の画像データから対象物の三次元形状モデルを
生成させ、前記三次元形状モデルの表面についての色彩
データを複数の方向から見たデータとして生成する色彩
データを生成させることを特徴とする。

【００４８】請求項４１に係る媒体は、請求項３７〜４
０記載の媒体において、前記色彩データ生成は、前記三
次元形状モデルの表面を複数の要素に分割し、各要素に
ついての色彩データを複数の方向からみたデータとして
生成させることを特徴とする。

【００４９】請求項４２に係る媒体は、請求項４０、又
は４１記載の媒体において、前記三次元形状モデルの表
面はボクセルで記述され、前記複数の要素はボクセルで
あることを特徴とする。

【００５０】請求項４３に係る媒体は、請求項４０、又
は４１記載の媒体において、前記三次元形状モデルの表
面はポリゴンで記述され、前記複数の要素は各ポリゴン
に対応した画素であることを特徴とする。

【００５１】請求項４４に係る媒体は、請求項４０、又
は４１記載の媒体において、前記三次元形状モデルの表
面はパラメトリック曲面で記述され、前記複数の要素は
各パラメトリック曲面に対応した画素であることを特徴
とした。

【００５２】請求項４５に係る媒体は、請求項４１〜４
４のいずれか１つに記載の媒体において、前記各要素に
ついての色彩データは、各要素に対する角度の関数とし
て生成されることを特徴とする。

【００５３】請求項４６に係る媒体は、請求項４１〜４
５のいずれか１つに記載の媒体において、前記各要素に
ついての色彩データは要素毎に圧縮されることを特徴と
する。

【００５４】請求項４７に係る媒体は、請求項４６記載
の媒体において、前記各要素毎の圧縮は離散コサイン変
換を用いることを特徴とする。

【００５５】請求項４８に係る媒体は、請求項４１〜４
７のいずれか１つに記載の媒体において、前記各要素に
ついての色彩データは要素間での参照関係とこれらの色
彩データ間の差分情報として生成されることを特徴とす
る。

【００５６】請求項４９に係る媒体は、請求項４８記載
の媒体において、前記各要素間での参照関係は、各要素
の色彩データ間の類似性に基づいて決定されることを特
徴とする。

【００５７】請求項５０に係る媒体は、請求項３７〜４
９のいずれか１つに記載の媒体において、色彩データ生
成は、前記三次元形状モデルの表面を複数の要素に分割
し、各要素についての色彩データは要素に対する角度の
関数として生成され、更に前記角度の解像度は複数のレ
ベルに階層化されていることを特徴とする。

【００５８】請求項５１に係る媒体は、請求項３７〜５
０のいずれか１つに記載の媒体において、色彩データ生
成は、前記三次元形状モデルの表面を複数の要素に分割
し、各要素についての色彩データは要素に対する角度の
関数として生成され、前記角度の解像度は、要素の位置
に応じて異なることを特徴とする。

【００５９】請求項５２に係る媒体は、コンピュータ
に、対象物の三次元画像データを表示させる三次元画像
表示プログラムを記録した媒体において、対象物の三次
元形状モデルの表面を複数の部分領域で記述し、各部分
領域について色彩データを複数の方向から見たデータと
して保持し、画像表示時には、与えられた視点に対応し
た方向を各部分領域ごとに決定し、決定された方向から
見たデータを読み出して表示することを特徴とする。

【００６０】請求項５３に係る媒体は、コンピュータ
に、対象物についての複数枚の画像データから対象物の
三次元画像データを生成させ、表示させる三次元画像生
成表示プログラムを記録した媒体において、生成した三
次元形状モデルの表面を複数の部分領域で記述させ、各
部分領域について色彩データを複数の方向からみたデー
タとして保持させ、画像表示時には、与えられた視点に
対応した方向を各部分領域毎に決定させ、決定された方
向からみたデータを読み出して表示させることを特徴と
する。

【００６１】請求項５４に係る媒体は、三次元画像デー
タを記録する媒体であって、対象物体についての三次元
形状モデルの表面上の１点についての色彩データを複数
の視野角からのデータとして複数持つことを特徴とす
る。

【００６２】請求項３７に係る三次元画像生成装置は、
対象物についての複数枚の画像データから対象物の三次
元画像データを生成する三次元画像生成装置において、
対象物の三次元形状モデルの表面についての色彩データ
を撮影条件に対応したデータとして生成する色彩データ
生成手段を有することを特徴とする。

【００６３】請求項５６に係る三次元画像生成装置は、
請求項５５記載の装置において、前記撮影条件は、対象
物に対する撮影視点座標及び方向であることを特徴とす
る。

【００６４】請求項５７に係る三次元画像生成装置は、
請求項５５記載の装置において、前記撮影条件は、対象
物に対する照明光源座標及び方向であることを特徴とす
る。

【００６５】請求項５８に係る三次元画像生成装置は、
請求項５５記載の装置において、前記撮影条件は、対象
物に対する照明光源の色スペクトル分布であることを特
徴とする。

【００６６】請求項５９に係る三次元画像生成装置は、
請求項５５記載の装置において、前記撮影条件は、対象
物に対する照明光源偏光分布であることを特徴とする。

【００６７】請求項６０に係る三次元画像生成装置は、
対象物についての複数枚の画像データから対象物の三次
元画像データを生成する三次元画像生成装置において、
対象物の照明光源方向情報を得る、照明光源方向情報獲
得手段を有することを特徴とする。

【００６８】請求項６１に係る三次元画像生成装置は、
対象物についての複数枚の画像データから対象物の三次
元画像データを生成する三次元画像生成装置において、
対象物の三次元形状モデルの表面についての色彩データ
を撮影条件に対応したデータとして生成する色彩データ
生成手段と、対象物の照明光源方向情報を得る照明光源
方向情報獲得手段と、を有することを特徴とする。

【００６９】請求項６２に係る三次元画像生成装置は、
請求項６０又は６１記載の装置において、前記照明光源
方向情報獲得手段は、照明装置と、照明装置の位置及び
照明方向を可変とする照明装置可動部と、を有すること
を特徴とする。

【００７０】請求項６３に係る三次元画像生成装置は、
請求項６０〜６２記載の装置において、前記照明光源方
向情報獲得手段は、照明手段から照明光を照射すること
により、照明方向を計算するための照明方向計算用被照
明体、を有することを特徴とする。

【００７１】請求項６４に係る三次元画像生成装置は、
請求項６３記載の装置において、前記照明方向計算用被
照明体は、形状及び表面反射特性が既知であることを特
徴とする。

【００７２】請求項６５に係る三次元画像生成装置は、
請求項６３記載の装置において、前記照明方向計算用被
照明体は、その形状が球であることを特徴とする。

【００７３】請求項６６に係る三次元画像生成装置は、
請求項６３記載の装置において、前記照明光源方向情報
獲得手段は、前記照明方向計算用被照明物体の形状及び
表面反射特性に関する情報を獲得する被照明体パラメー
タ獲得手段を有することを特徴とする。

【００７４】請求項６７に係る三次元画像表示装置は、
対象物の三次元画像データを表示する三次元画像表示装
置において、対象物の三次元形状モデルの表面について
の色彩データを撮影条件に対応したデータとして保持
し、画像表示時には、与えられた表示条件に対応する撮
影条件のデータを読み出して表示することを特徴とす
る。

【００７５】請求項６８に係る三次元画像表示装置は、
請求項６７記載の装置において、前記撮影条件は、撮影
視点位置、方向、及び照明光源位置、方向であることを
特徴とする。

【００７６】請求項６９に係る三次元画像表示装置は、
請求項６７記載の装置において、前記与えられた表示条
件が、複数の照明光源を含む場合、与えられた表示条件
に対応する撮影条件として、照明光源位置、方向に対応
するデータを複数読み出し、これらから生成画像を合成
して表示することを特徴とする。

【００７７】請求項７０に係る三次元画像生成方法は、
対象物についての複数枚の画像データから対象物の三次
元画像データを生成する三次元画像生成方法において、
対象物の三次元形状モデルの表面についての色彩データ
を撮影条件に対応したデータとして生成することを特徴
とする。

【００７８】請求項７１に係る三次元画像生成方法は、
請求項７０記載の方法において、前記撮影条件は、対象
物に対する撮影視点座標及び方向であることを特徴とす
る。

【００７９】請求項７２に係る三次元画像生成方法は、
請求項７０記載の方法において、前記撮影条件は、対象
物に対する照明光源座標及び方向であることを特徴とす
る。

【００８０】請求項７３に係る三次元画像生成方法は、
請求項７０記載の方法において、前記撮影条件は、対象
物に対する照明光源の色スペクトル分布であることを特
徴とする。

【００８１】請求項７４に係る三次元画像生成方法は、
請求項７０記載の方法において、前記撮影条件は、対象
物に対する照明光源偏光分布であることを特徴とする。

【００８２】請求項７５に係る三次元画像生成方法は、
対象物についての複数枚の画像データから対象物の三次
元画像データを生成する三次元画像生成方法において、
対象物の照明光源方向情報を得る、照明光源方向情報獲
得ステップを有することを特徴とする。

【００８３】請求項７６に係る三次元画像生成方法は、
対象物についての複数枚の画像データから対象物の三次
元画像データを生成する三次元画像生成方法において、
対象物の三次元形状モデルの表面についての色彩データ
を撮影条件に対応したデータとして生成するステップ
と、対象物の照明光源方向情報を得るステップと、を有
することを特徴とする。

【００８４】請求項７７に係る三次元画像表示方法は、
対象物の三次元画像データを表示する三次元画像表示方
法において、対象物の三次元形状モデルの表面について
の色彩データを撮影条件に対応したデータとして保持
し、画像表示時には、与えられた表示条件に対応する撮
影条件のデータを読み出して表示することを特徴とす
る。

【００８５】請求項７８に係る三次元画像表示方法は、
請求項７７記載の方法において、前記撮影条件は、撮影
視点位置、方向、及び照明光源位置、方向であることを
特徴とする。

【００８６】請求項７９に係る三次元画像表示方法は、
請求項７７記載の方法において、前記与えられた表示条
件が、複数の照明光源を含む場合、与えられた表示条件
に対応する撮影条件として、照明光源位置、方向に対応
するデータを複数読み出し、これらから生成画像を合成
して表示することを特徴とする。

【００８７】請求項８０に係る媒体は、対象物について
の複数枚の画像データから対象物の三次元画像データを
生成する三次元画像生成プログラムを記録した媒体にお
いて、対象物の三次元形状モデルの表面についての色彩
データを撮影条件に対応したデータとして生成すること
を特徴とする。

【００８８】請求項８１に係る媒体は、請求項８０記載
の媒体において、前記撮影条件は、対象物に対する撮影
視点座標及び方向であることを特徴とする。

【００８９】請求項８２に係る媒体は、請求項８０記載
の媒体において、前記撮影条件は、対象物に対する照明
光源座標及び方向であることを特徴とする。

【００９０】請求項８３に係る媒体は、請求項８０記載
の媒体において、前記撮影条件は、対象物に対する照明
光源の色スペクトル分布であることを特徴とする。

【００９１】請求項８４に係る媒体は、請求項８０記載
の媒体において、前記撮影条件は、対象物に対する照明
光源偏光分布であることを特徴とする。

【００９２】請求項８５に係る媒体は、対象物の三次元
画像データを表示する三次元画像表示プログラムを記録
した媒体において、対象物の三次元形状モデルの表面に
ついての色彩データを撮影条件に対応したデータとして
保持し、画像表示時には、与えられた表示条件に対応す
る撮影条件のデータを読み出して表示することを特徴と
する。

【００９３】請求項８６に係る媒体は、請求項８５記載
の媒体において、前記撮影条件は、撮影視点位置、方
向、及び照明光源位置、方向であることを特徴とする。

【００９４】請求項８７に係る媒体は、請求項８５記載
の媒体において、前記与えられた表示条件が、複数の照
明光源を含む場合、与えられた表示条件に対応する撮影
条件として、照明光源位置、方向に対応するデータを複
数読み出し、これらから生成画像を合成して表示するこ
とを特徴とする。

【００９５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）について、図面に基づいて説明する。

【００９６】図１及び図２は、一実施形態に係る画像デ
ータ生成装置及び再生装置の構成を示すブロック図であ
る。

【００９７】まず、データ生成部について説明する。画
像入力部１０は、対象物体を撮影し、この画像データを
生成する。この画像入力部１０は、複数のカラーＣＣＤ
カメラなどからなり、複数方向からの対象物のカラー画
像データを得る。また、カメラ又は対象物を移動（例え
ば、回転）させ、カメラを１つとして複数の方向から対
象物の画像データを得てもよい。

【００９８】画像入力部１０により得られた画像データ
は、立体形状決定部１２に入力される。この立体形状決
定部１２は、複数の位置から撮影した対象物についての
複数の画像データに基づいて、三次元モデリングを行
い、対象物体の三次元形状データを得る。この三次元モ
デリングには、例えば特開平１０−１２４７０４号公報
に記載されている手法が用いられる。

【００９９】また、画像データは、色情報変換部１４に
も供給される。この色情報変換部１４は、三次元形状デ
ータの各位置に関連づけて、色情報を生成する。

【０１００】そして、三次元形状データと、これに関連
づけられた色情報が、データ記憶部１６に供給され、こ
こに記憶される。このデータ記憶部１６には、各種のメ
モリが利用される。このようにして、画像入力部１０に
おいて得た対象物についての複数の画像データに基づい
て、三次元形状データと色情報を得ることができる。

【０１０１】次に、データ再生部について説明する。デ
ータ記憶部１６から読み出された画像データは、映像生
成部１８に供給され、ここでユーザの指定などに応じた
各種視点における対象物の映像データが生成される。そ
して、この映像データに基づいて映像表示部２０が対象
物の映像を表示する。映像表示部２０には、ＣＲＴ、Ｌ
ＣＤなどの各種のディスプレイ装置が利用される。

【０１０２】なお、立体形状決定部１２、色情報変換部
１４、データ記憶部１６、映像生成部１８はパーソナル
コンピュータなどで構成される。

【０１０３】ここで、立体形状決定部１２及び色情報変
換部１４の動作について、図２に基づいて説明する。ま
ず、画像入力部１０からの複数の画像データを入力する
（Ｓ１１）。そして、この複数の画像データから三次元
形状を推定する（Ｓ１２）。これによって、三次元形状
データが得られる。

【０１０４】次に、この三次元形状の表面データを複数
の要素で表現されるとし、それらに対する色彩データ生
成方法を説明する。ここでは、三次元形状の表面データ
を表現する要素を立体素（ボクセル）とした例を示す。
もちろん、三次元形状の表面データはポリゴンで表現さ
れ、各ポリゴンに対応したボクセル毎に色彩データを生
成してもよい。更に、三次元形状の表面データをＮＵＲ
ＢＳなど自由曲面で表現してもよい。

【０１０５】まず、θφ空間範囲を決定する（Ｓ１
３）。これは、対象物は、通常外側からしか見えないた
め、そのボクセルが見える範囲は３６０°ではない。そ
こで、ボクセルに応じて、色情報を持つべきθφ空間を
決定する。なお、θφは、そのボクセルについての、緯
度、経度（視野角）を示す角度であり、両者を３６０°
の空間範囲とすると、１つのボクセルを球面として全方
向から見たデータを得ることになる。

【０１０６】例えば、対象となるボクセルが縦横とも０
〜１８０°の範囲で見えるのであれば、θ＝０〜１８０
°、φ＝０〜１８０°とする。

【０１０７】次に、各視点画像への投影点を計算する
（Ｓ１４）。すなわち、対象となるボクセルについて、
入力された複数の画像データについての投影点を算出す
る。そして、θφ空間の色情報を決定する（Ｓ１５）。

【０１０８】例えば、対象となる１番目のボクセルの座
標が（ｘ１，ｙ１，ｚ１）であれば、このボクセルにつ
いて、複数の角度θ、φで特定される色データを持つ。
これを各ボクセルに対し繰り返すことで、対象物の表面
のボクセルについて、それぞれθ、φで特定する複数の
色情報を得る。

【０１０９】例えば、θ、φを３０°毎に０〜１８０°
のデータを得れば、６×６＝３６の色データを１つのボ
クセルについて得ることになる。ここで、この色データ
は、対象物の表面の色データである。元々、対象物体の
表面の色は、１つであり、これを複数持つことは考えら
れない。しかし、これは三次元形状データ及び色データ
が完全である場合にいえることである。

【０１１０】すなわち、対象物の三次元形状データは、
複数の画像データから推定生成されるが、その形状は完
全なものではない。本実施形態では、色データを視線方
向に応じて複数持つことで、形状データが誤っていて
も、その色データについては、正しい表示にできる。そ
こで、三次元形状データに誤りがあっても、その表示
は、正しいものになり、きれいな表示を行うことができ
る。また、照明の関係で、色を正しく認識できなかった
場合にも、正しい画像の再現を行うことができる。

【０１１１】更に、形状が正しく、１つのボクセルにつ
いての色を正しく認識できている場合には、そのボクセ
ルについての色データは、視線方向によらず同一であ
る。この場合、同じデータを視線方向の数だけ生成する
ことになるが、実際に記憶する場合には、これを圧縮す
ることができ、データ量の増加は少ない。

【０１１２】例えば、１つの要素の色彩データを離散コ
サイン変換やJPEGで知られている離散コサイン変換とハ
フマン変換を組み合わせた方法などを利用することで、
効率的な圧縮が可能である。また、複数の要素の色彩デ
ータ間で類似性を調べ、類似したデータについては１つ
のグループとして保持する。より具体的には、このグル
ープのうちの１つを参照データとし、その他に関しては
参照データとの差分情報のみを持たせる。こうすること
で、きわめて効率的なデータ圧縮が可能であり、トータ
ルのデータ量としてはそれほど多くならない。

【０１１３】すなわち、三次元形状データの１つの表面
に対応する色データが、視線方向によって異なっていた
場合に、データ量が増えるが、このデータは有効に利用
して、画像の再現が行われることになる。

【０１１４】図３にデータ再生の際の処理を示す。ま
ず、表示すべき視点を決定する（Ｓ２１）。各立体表面
素に対し、次の処理を行う。

【０１１５】まず、生成視点画像への投影点ｐを計算す
る（Ｓ２２）。すなわち、対象物の表面素を決定する。
次に、投影点に対する視線の方向に基づいてθφ空間ア
ドレスａを計算する（Ｓ２３）。得られたａから、その
視線方向の色データであるθφ値（ｖ）を読み出す（Ｓ
２４）。そして、ｐへ読み出されたｖを書き込む（Ｓ２
５）。このような作業を対象物のすべての表面素に対
し、行う。これによって、１つの視点から見た対象物が
再現される。

【０１１６】特に、θφ空間の値として色データを持っ
ているため、三次元形状データに誤りがあったとして
も、視線方向に基づいた色データは正確に表現でき、三
次元形状データの誤りを補った正しい表示を行うことが
できる。

【０１１７】この実施形態では、対象物の形状データを
三次元形状データとしてもつため、複数の方向からのデ
ータをそのまま持つのに比べ、データ量の削減ができ、
またどの視線方向から形状も容易に得ることができる。
そして、表面についての色データを１点に対し、複数持
つことによって、形状の誤りなどを補間して、正しい画
像の再現が行える。照明の影響などがなく、理想的に近
い状況で、画像データを得て、正しい色データを得られ
た場合には、１点に対する色データは視線方向によら
ず、同一であるため、これを圧縮して記憶することがで
き、トータルのデータ量はそれ程増えない。

【０１１８】また、照明の影響がある場合でも、色相分
については変動はないのでデータ圧縮が可能。形状が不
正確な部分に関してのみ、多視点（２次元：θ，φ）を
用いて、色彩情報を記述することができ、正しい再現を
行うことができる。ここで、以下において、このθφを
用いる色彩情報を可変テクスチャ空間情報と呼ぶ。「ボ
クセル（voxel）ベース表現の場合」対象物体をボクセ
ルで表現する場合、１つのvoxelに対し、１つの可変テ
クスチャ空間を割り当てる方法では、（１）voxelの三
次元座標、（２）voxelについての可変テクスチャ空間
情報、があればよい。

【０１１９】さて、可変テクスチャ空間サイズ（theta
（θ）軸、phi（φ）軸の範囲）はvoxelがどのカメラ位
置から観測可能か、すなわちvoxelの観測範囲で決定さ
れる。この観測範囲はvoxelの位置及び自己隠蔽を起こ
す物体形状に依存するため、voxel毎に異なる。

【０１２０】あるvoxelのデータ表現方法としては、以
下のフォーマットが考えられる。

【０１２１】 数１… [(a b c) file=filename top#index theta=t#strt,t#end,t#step, phi=p#strt,p#end,p#step] [ ... ] [ ... ] ここで、(a b c) : voxelの三次元座標、filename : 可
変テクスチャ情報を格納しているファイル名、top#inde
x : 該当voxelの可変テクスチャ情報が格納されている
位置（インデックス）、t#strt,t#end,t#step, : theta
空間の範囲(開始範囲、終了範囲、解像度)、p#strt,p#e
nd,p#step, : phi空間の範囲(開始範囲、終了範囲、解
像度)である。

【０１２２】例えば、 のデータの場合、voxelは(x,y,z)=(1.2 3.4 5.6)の位置
にあり、可変テクスチャ情報はray.datの512byte目から
格納されており、その情報のtheta範囲は0〜180度（１
０度刻み）、theta範囲は30〜90度（５度刻み）である
ことを意味する。

【０１２３】図４に、前記の例に関し、voxelと、その
可変テクスチャ空間情報の関係及びメモリ空間でのデー
タ配置例を示す。

【０１２４】この例では、動物人形の右前足の部分の１
つのvoxelについて、その視野方向として、θφ空間を
考える。この例では、座標（ｘ，ｙ，ｚ）＝（１．２，
３．４，５．６）のvoxelについて、θφ空間の範囲
θ：０〜１８０°、φ３０〜９０°の色彩データがファ
イルray.datのアドレス５１２から記憶されている。
「ポリゴン（polygon）ベース表現の場合」ボクセルベ
ース表現では、ひとつのボクセルに対し、１つの可変テ
クスチャ空間が対応していた。しかし、ポリゴンベース
表現においては、１つのポリゴンに対し、一般に複数の
画素が対応し、各画素ごとに可変テクスチャ空間を持た
せる方法が考えられる。

【０１２５】より具体的には、各ポリゴンについて、以
下の情報を持たせる。 （１）：ポリゴンの位置を与えるための、ポリゴン頂点
の三次元座標、 （２）：ポリゴンを構成する画素集合、 （３）：各画素集合の位置を特定するための、ポリゴン
頂点の２次元座標（これをポリゴン面空間での２次元座
標とよぶことにする）、 （４）：各画素についての可変テクスチャ空間情報。

【０１２６】図５に、ポリゴンとその可変テクスチャ空
間情報の関係及びデータ配置例を示す。このデータ配置
に関して説明する。

【０１２７】ここで、同じポリゴンに関する画素の可変
テクスチャ空間サイズは同じとし、加えて同じポリゴン
に関する画素の可変テクスチャ空間情報は連続して配置
するとする。

【０１２８】また、各画素の可変テクスチャ空間情報
は、図６に示すような配置順序ルール（座標値ベース昇
順：ｘ座標優先）に従うとする。

【０１２９】こうすることで、図６に示されるような各
画素のポリゴン面空間での２次元座標は全て特定でき
る。言い換えれば、各画素のポリゴン面空間での２次元
座標は、ポリゴン面空間での頂点の２次元座標と画素配
置順序ルールで表現できる。

【０１３０】以下に、同じポリゴンに関する画素の可変
テクスチャ空間でのtheta範囲、phi範囲は同じと見做し
たときのデータフォーマット例を示す。

【０１３１】 数３… [3d = [(1.2 3.4 5.6) (7.8 9.0 0.1) (2.3 4.5 6.7) ], 2d = [ (0,0) (10,0) (0,5) ], file=ray.dat, top=4098, theta=0,180,10 phi=30,90,5] [ ... ] [ ... ] [ ... ] なお、前記では、効率的な表現方法として、同じポリゴ
ンに関する画素の可変テクスチャ空間サイズは同じとし
たが、場合によっては、画素ごとに異なる可変テクスチ
ャ空間サイズを持たせることも可能である。

【０１３２】このようにして、本実施形態によれば、対
象物の表面について、視野方向に応じて複数の色データ
を記憶している。そこで、表示する視点が決定された際
に、その方向から取得した色データを表示像に付与する
ことができる。 「階層的データ表現」更に、可変テクスチャ空間表現さ
れたテクスチャ情報を以下のように階層化することが好
適である。 （１）０レベル：１ピクセルあたりθ解像度１、φ解像
度１、すなわち１ピクセルあたり一つのＲＧＢ情報の
み、 （２）１レベル：１ピクセルあたりθ解像度４、φ解像
度４、すなわち１ピクセルあたり視線角度に応じた１６
のＲＧＢ情報、 （３）２レベル：１ピクセルあたりθ解像度１６、φ解
像度１６、すなわち１ピクセルあたり視線角度に応じた
２５６のＲＧＢ情報。

【０１３３】このような階層的データ表現により、特に
ネットワーク経由でのデータアクセス時に、比較的短時
間で必要なテクスチャ情報が獲得でき、かつ、時間がた
つにつれ、より高精度なデータを得ることができる。当
然、形状データに関しても階層化することが有効であ
る。

【０１３４】このように、階層化し複数の詳細度レベル
で表現しておけば、（精度は劣るが）比較的短時間で全
体のデータ表示が可能になる一方、時間がたつにつれ、
より高精度のデータ表示が可能になるような性質を持た
せることができる。

【０１３５】階層化の別の利用方法として、対象物と視
点の距離に応じて、利用する詳細度レベルを選択的に適
用する方法も考えられる。

【０１３６】すなわち、遠い視点が与えられた場合には
低いレベル（粗い解像度）で高速に画像が生成できる一
方、遠い視点が与えられた場合（すなわち細かい解像
度）には高いレベルで高精細に画像生成ができ、処理高
速化の観点から有効である。

【０１３７】もちろん、テクスチャ情報の階層化と形状
データの階層化を組み合わせると、更に効率的なデータ
表現方法となる。

【０１３８】尚、前述ではデータ生成部が立体形状決定
部を含む形態について説明したが、この他に、別の装置
によって対象物体の立体形状データを得ておき、データ
生成部ではこの立体形状データを利用してもよい。

【０１３９】次に、他の実施形態について以下に述べ
る。

【０１４０】ここでは、対象物の三次元形状モデルの表
面についての色彩データを撮影視点毎に持たせると共
に、各撮影視点に対応した色彩データを更に照明方向毎
に持たせることを考える。

【０１４１】尚、以下では説明のために、対象物の三次
元形状モデルの表面はボクセルで表現されるとするが、
もちろん、ポリゴンやNURBSなどのパラメトリック曲面
表現でもよいことはいうまでもない。

【０１４２】まず、データ生成部について説明する。

【０１４３】図７を参照して、画像入力部１０は、対象
物体を撮影し、この画像データを生成する。この画像入
力部１０は複数のカラーCCDカメラなどからなり、複数
方向からの対象物のカラー画像データを得る。また、カ
メラ又は対象物を移動（例えば回転）させ、カメラを一
つとして、複数の方向から対象物の画像データを得ても
よい。

【０１４４】また、対象物体は、照明部７０から照明さ
れる。ここで、一つの撮影視点に対し、照明部７０の位
置を変化させて複数の照明条件からの画像データを取り
込む。ここで、照明部７０の各位置における照明条件に
ついては、後述する方法などにより予め求めておくこと
が望ましい。

【０１４５】一方、立体形状データ読み込み部７２から
は、別の装置により求められた対象物体の三次元形状デ
ータをを読み込む。もちろん、この三次元形状データ
は、画像入力部１０により得られた複数の画像データに
基づいて、例えば特開平１０ー１２４７０４号公報に記
載されている手法などで三次元モデリングを行い、計算
して求めたものでもよい。

【０１４６】画像入力部７２により得られた画像データ
は、色情報変換部１４に供給される。

【０１４７】また、それぞれの画像を入力した際の照明
位置／方向情報も色情報変換部１４に供給される。この
色情報変換部１４は三次元形状データの各位置及び照明
位置／方向情報に関連づけて、色情報を生成する。そし
て三次元形状データと、これに関連づけられた色情報
が、データ記憶部１６に供給され、ここに記憶される。

【０１４８】次に、この三次元形状の表面データが複数
の要素で表現できるとして、それらに対する色彩データ
生成方法を説明する。ここでも、三次元形状の表面デー
タを表現する要素を立体素（ボクセル）とした例を示
す。

【０１４９】図８に処理フローを示す。

【０１５０】まず、対象物の画像をCCDカメラなどで入
力する（Ｓ３１）。ここでは、例えば、対象物を回転テ
ーブルに載せ、これを回転させるとともに、カメラ自身
も上下方向に動かすことにより、様々な視点からの画像
入力を行うことが好適である。

【０１５１】加えて、一つの視点に対し、照明条件を変
更した複数の画像も取り込む。

【０１５２】このような、同一の視点に対し、異なる照
明条件を与えた画像群を「照明画像」と呼ぶことにす
る。

【０１５３】一方、対象物の三次元形状データを読み込
む（Ｓ３２）。その後、全ての立体表面素（ボクセル）
について、以下の処理を行う。

【０１５４】最初に、処理対象のボクセルがカメラから
観測できる範囲（θφ空間範囲）を決定する（Ｓ３
３）。ここでθφはボクセルに対するカメラ視点方向の
角度（経度、緯度に相当）である。

【０１５５】対象物は通常外側からしか見えないため、
そのボクセルが見える範囲は３６０°より狭い範囲にな
る。従って、ボクセルに応じて、色情報を持つべきθφ
空間は限定される。

【０１５６】次に、このボクセルの各視点画像への投影
点を計算する（Ｓ３４）。この計算は、カメラに対する
対象物座標が既知であり、また、カメラの内部パラメー
タ（焦点距離やCCDサイズ）が既知であれば容易に求め
ることができる。

【０１５７】続いて、このボクセルについて、ψω空間
範囲を決定する（Ｓ３５）。ψωは、ボクセルに対する
照明光源方向の角度を示している。

【０１５８】対象物は通常外側から照明を当てられない
ため、ψω空間範囲もθφ空間と同様、３６０°よりも
限定された範囲としてよい。しかし、間接照明の影響も
データとして保持させたい場合は、３６０°すべてを持
たせてもよい。

【０１５９】そして、この範囲の全照明画像に対応した
前記ボクセル投影点の色彩情報（これがθφψω空間要
素の値）を求める（Ｓ３６）。

【０１６０】以上の処理により、対象ボクセルについ
て、複数の角度θφψωで特定される色データを持つこ
とになる。これを全てのボクセルについて繰り返し求め
ることで、対象物表面のボクセルについての、それぞれ
θφψωで特定される、複数の色情報を得ることが出来
る。

【０１６１】図９にその概念図を示す。

【０１６２】ここでは、θφψω空間範囲がすべて限定
された例について説明する。

【０１６３】例えば、対象となるボクセルが横方向に０
〜１８０°、縦方向に３０〜２１０°の範囲でカメラ９
０から観測でき、また、照明については、横方向に２０
〜２００°、縦方向に５０〜２３０°の範囲で照明光源
９２から光が照射されるのであれば、θ＝０〜１８０
°、φ＝３０〜２１０°、ψ＝２０〜２００°、ω＝５
０〜２３０°、となる。

【０１６４】さて、このようにして求められた色情報の
データ量はきわめて巨大になる。

【０１６５】たとえば、θ、φ、ψ、ω全てについて３
０°毎にのデータを得たとすれば６×６×６×６＝１２
９６の色データを一つのボクセルについて持つことにな
る。

【０１６６】しかし、これらの色データはきわめて類似
した値となるため、たとえばJPEGなどで用いられる離散
コサイン変換とハフマン変換を基本とした手法で効率的
な圧縮が可能である。

【０１６７】次に、データ再生部について説明する。

【０１６８】図１を参照して、データ記憶部１６から読
み出された画像データは、映像生成部１８に供給され、
ここでユーザの指定などに応じた各種視点、及び照明光
源位置／方向を前提とした、対象物の映像データが生成
される。そして、この映像データに基づいて映像表示部
２０が対象物の映像を表示する。

【０１６９】次に、データ再生の際の処理を説明する。
また、処理フローを図１０に示す。

【０１７０】まず、生成の際の仮想視点、及び仮想照明
光源位置を決定する（Ｓ４１）。そして、各立体表面素
に対し、以下の処理を行う。

【０１７１】最初に生成視点画像への投影点pを計算す
る（Ｓ４２）。

【０１７２】つぎに、投影点に対する視線の方向、及び
仮定した照明光源位置に基づいて、対象表面素の色彩デ
ータのθφψω空間アドレスaを計算する（Ｓ４３）。

【０１７３】そして得られたaから、その視線方向及び
照明光源位置に対応した色彩データ値（v）を読み出す
（Ｓ４４）。そしてpへ、読み出されたvを書き込む（Ｓ
４５）。以上の処理を対象物の表面素全てについて行
う。

【０１７４】なお、仮定した照明光源が複数（n個）存
在する場合、これらの照明光源位置に対応した複数の色
彩データを合成することで、再生表示すべき色彩の値を
求めることが出来る。

【０１７５】この処理は以下のようになる。

【０１７６】まず、それぞれの照明光源位置に基づい
て、複数の色彩データアドレスa1,a2,...anを求める。
そして、これらのアドレスから色彩データ値を複数読み
出す。これらの複数の色彩データ値をv1,v2,...vnとす
る。ここでそれぞれの照明光源強度をi1,i2,...inと
し、I = Σik (k=1,n)とすると、最終的にpに書き込ま
れる値は、Σ[ (ik*vk)/I]とする。これが再生表示すべ
き色彩の値である。

【０１７７】このように、対象物の三次元形状モデルの
表面についての色彩データを撮影視点毎に持たせるのみ
では、撮影時と異なる照明条件を与えた場合の画像合成
が困難であるが、更に色彩データを照明方向毎に持たせ
ることで、任意の照明条件の画像合成が可能になる。

【０１７８】更に、照明光源の位置／方向を正確に求め
るための他の実施形態を説明する。

【０１７９】図１１を参照して、９０は可動照明光源で
あり、駆動部１１０によって駆動される。この駆動部は
パソコンなどの制御部１１２から制御され、照明光源の
位置及び照明方向を任意に設定できる。照明を移動させ
るものとしては、例えばステッピングモータを用いた回
転アームなどが利用できる。

【０１８０】従って、照明光源のおおよその位置は、照
明光源の取り付け位置を計測し、かつステッピングモー
タの制御座標値を得れば、これらから求めることができ
る。

【０１８１】しかし、場合によっては、より正確な照明
光源の位置／方向情報が必要となる。照明光源の位置／
方向を正確に求める方法として、以下の方法が好適であ
る。１１４は真球であり、これにより照明手段からの照
明方向を計算する。

【０１８２】また、９２は画像入力部であり、CCDカメ
ラなどが利用される。ここでは前記照明光源から照明光
を照射された真球の画像を入力する。

【０１８３】ここで、予め真球と画像入力部の位置関係
が正確に求められているとする。

【０１８４】この位置は、カメラパラメータ（焦点距離
やCCDサイズなど）が既知で、かつ、真球の直径が分か
っていれば、画像中の真球部分を抽出することで容易に
計算することができる。

【０１８５】照明光源の位置／方向を獲得する処理の流
れを図１２に示す。まず、照明光源を適切な照明位置に
移動し（Ｓ５１）、真球へ照明光を照射する（Ｓ５
２）。

【０１８６】そして、真球の画像を入力する（Ｓ５
３）。

【０１８７】入力された画像から真球部分を抽出し、更
にそのなかで輝度が最大となる点を抽出したのち、この
三次元位置を計算する（Ｓ５４）。この三次元空間の点
を反射ピーク点Pと呼ぶことにする。反射ピーク点Pは、
真球の方程式と、カメラ視点と画像中の最大輝度点とを
結んだ直線の方程式の交点として計算できる。

【０１８８】幾何学的には、図１３に示すようにカメラ
視点と点Pを結ぶ直線Lcと、光源と点Pを結ぶ直線Lsが、
点Pにおいて真球の接線と成す角度が等しい、或いは真
球の面法線ｎと成す角度が等しいという性質がある。従
ってこれらの直線の方程式を求めることにより、光源の
方向が分かる（Ｓ５５）。

【０１８９】更に、真球を二つ用いれば、それぞれの真
球において光源方向を求めることができる。この光源方
向を伸長し、その交点を求めることで、光源の三次元位
置が特定できる。

【０１９０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１つの表面について複数の色データを生成する。従っ
て、三次元形状データに不正確な部分があっても、その
部分の表示を正確なものにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】システムの全体構成を示すブロック図である。

【図２】データ生成を示すフローチャートである。

【図３】データの再生を示すフローチャートである。

【図４】ボクセルベース表現の場合の動作を示す説明図
である。

【図５】ポリゴンベース表現の場合の動作を示す説明図
である。

【図６】各画素のポリゴン面空間での２次元座標を示す
説明図である。

【図７】データ生成部の概略構成図である。

【図８】データの生成を示すフローチャートである。

【図９】θφψω空間範囲を説明するための概略構成図
である。

【図１０】データ再生を示すフローチャートである。

【図１１】照明光源の位置／方向を正確に求めるための
説明図である。

【図１２】照明光源の位置／方向を獲得するフローチャ
ートである。

【図１３】光源方向を求めるための説明図である。

【符号の説明】

１０…画像入力部 １２…立体形状決定部 １４…色情報変換部 １６…データ記憶部 １８…映像生成部 ２０…映像表示部

Claims (87)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物についての複数枚の画像データか
   ら対象物の三次元画像データを生成する三次元画像生成
   装置において、 対象物の三次元形状モデルの表面についての色彩データ
   を複数の方向から見たデータとして生成する色彩データ
   生成手段、を有することを特徴とする三次元画像生成装
   置。
2. 【請求項２】 対象物についての複数枚の画像データか
   ら対象物の三次元画像データを生成する三次元画像生成
   装置において、 対象物の三次元形状モデルを生成する三次元形状モデル
   生成手段と、 前記三次元形状モデルの表面についての色彩データを複
   数の方向から見たデータとして生成する色彩データ生成
   手段と、を有することを特徴とする三次元画像生成装
   置。
3. 【請求項３】 対象物についての複数枚の画像データか
   ら対象物の三次元画像データを生成する三次元画像生成
   装置において、 対象物の三次元形状モデルを記憶装置から読み込む三次
   元形状モデル読み込み手段と、 前記三次元形状モデルの表面についての色彩データを複
   数の方向から見たデータとして生成する色彩データ生成
   手段と、を有することを特徴とする三次元画像生成装
   置。
4. 【請求項４】 対象物についての複数枚の画像データか
   ら対象物の三次元画像データを生成する三次元画像生成
   装置において、 対象物についての撮影方向が異なる複数枚の画像データ
   から対象物の三次元形状モデルを生成する三次元形状モ
   デル生成手段と、 前記三次元形状モデルの表面についての色彩データを複
   数の方向から見たデータとして生成する色彩データ生成
   手段と、 を有することを特徴とする三次元画像生成装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４記載の装置において、 前記色彩データ生成手段は、前記三次元形状モデルの表
   面を複数の要素に分割し、各要素についての色彩データ
   を複数の方向からみたデータとして生成することを特徴
   とする三次元画像生成装置。
6. 【請求項６】 請求項４又は５記載の装置において、 前記三次元形状モデルの表面はボクセルで記述され、前
   記複数の要素はボクセルであることを特徴とする三次元
   画像生成装置。
7. 【請求項７】 請求項４又は５記載の装置において、 前記三次元形状モデルの表面はポリゴンで記述され、前
   記複数の要素は各ポリゴンに対応した画素であることを
   特徴とする三次元画像生成装置。
8. 【請求項８】 請求項４、又は５記載の装置において、 前記三次元形状モデルの表面はパラメトリック曲面で記
   述され、前記複数の要素は各パラメトリック曲面に対応
   した画素であることを特徴とする三次元画像生成装置。
9. 【請求項９】 請求項５〜８のいずれか１つに記載の装
   置において、 前記各要素についての色彩データは、各要素に対する角
   度の関数として生成されることを特徴とする三次元画像
   生成装置。
10. 【請求項１０】 請求項５〜９のいずれか１つに記載の
    装置において、 前記各要素についての色彩データは要素毎に圧縮される
    ことを特徴とする三次元画像生成装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の装置において、 前記各要素毎の圧縮は離散コサイン変換を用いることを
    特徴とする三次元画像生成装置。
12. 【請求項１２】 請求項５〜１１のいずれか１つに記載
    の装置において、 前記各要素についての色彩データは要素間での参照関係
    とこれらの色彩データ間の差分情報として生成されるこ
    とを特徴とする三次元画像生成装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２記載の装置において、 前記各要素間での参照関係は、各要素の色彩データ間の
    類似性に基づいて決定されることを特徴とする三次元画
    像生成装置。
14. 【請求項１４】 請求項１〜１３のいずれか１つに記載
    の装置において、 色彩データ生成手段は、 前記三次元形状モデルの表面を複数の要素に分割し、各
    要素についての色彩データは要素に対する角度の関数と
    して生成され、更に前記角度の解像度は複数のレベルに
    階層化されていることを特徴とする三次元画像生成装
    置。
15. 【請求項１５】 請求項１〜１４のいずれか１つに記載
    の装置において、 色彩データ生成手段は、 前記三次元形状モデルの表面を複数の要素に分割し、各
    要素についての色彩データは要素に対する角度の関数と
    して生成され、前記角度の解像度は、要素の位置に応じ
    て異なることを特徴とする三次元画像生成装置。
16. 【請求項１６】 対象物の三次元画像データを表示する
    三次元画像表示装置において、 対象物の三次元形状モデルの表面を複数の部分領域で記
    述し、各部分領域について色彩データを複数の方向から
    見たデータとして保持し、画像表示時には、与えられた
    視点に対応した方向を各部分領域ごとに決定し、決定さ
    れた方向から見たデータを読み出して表示することを特
    徴とする三次元画像表示装置。
17. 【請求項１７】 対象物についての複数枚の画像データ
    から対象物の三次元画像データを生成、表示する三次元
    画像生成表示装置において、 生成した三次元形状モデルの表面を複数の部分領域で記
    述し、各部分領域について色彩データを複数の方向から
    みたデータとして保持し、 画像表示時には、与えられた視点に対応した方向を各部
    分領域毎に決定し、決定された方向からみたデータを読
    み出して表示することを特徴とする三次元画像生成表示
    装置。
18. 【請求項１８】 三次元画像データのデータ保持装置で
    あって、 対象物体についての三次元形状モデルの表面上の１点に
    ついての色彩データを複数の視野角からのデータとして
    複数持つことを特徴とする三次元画像データのデータ保
    持装置。
19. 【請求項１９】 対象物についての複数枚の画像データ
    から対象物の三次元画像データを生成する三次元画像生
    成方法において、 対象物の三次元形状モデルの表面についての色彩データ
    を複数の方向から見たデータとして生成する色彩データ
    生成ステップ、を有することを特徴とする三次元画像生
    成方法。
20. 【請求項２０】 対象物についての複数枚の画像データ
    から対象物の三次元画像データを生成する三次元画像生
    成方法において、 対象物の三次元形状モデルを生成する三次元形状モデル
    生成ステップと、 前記三次元形状モデルの表面についての色彩データを複
    数の方向から見たデータとして生成する色彩データ生成
    ステップと、を有することを特徴とする三次元画像生成
    方法。
21. 【請求項２１】 対象物についての複数枚の画像データ
    から対象物の三次元画像データを生成する三次元画像生
    成方法において、 対象物の三次元形状モデルを記憶装置から読み込む三次
    元形状モデル読み込みステップと、 前記三次元形状モデルの表面についての色彩データを複
    数の方向から見たデータとして生成する色彩データ生成
    ステップと、を有することを特徴とする三次元画像生成
    方法。
22. 【請求項２２】 対象物についての複数枚の画像データ
    から対象物の三次元画像データを生成する三次元画像生
    成方法において、 対象物についての撮影方向が異なる複数枚の画像データ
    から対象物の三次元形状モデルを生成する三次元形状モ
    デル生成ステップと、 前記三次元形状モデルの表面についての色彩データを複
    数の方向から見たデータとして生成する色彩データ生成
    ステップと、 を有することを特徴とする三次元画像生成方法。
23. 【請求項２３】 請求項１９〜２２記載の方法におい
    て、 前記色彩データ生成ステップは、前記三次元形状モデル
    の表面を複数の要素に分割し、各要素についての色彩デ
    ータを複数の方向からみたデータとして生成することを
    特徴とする三次元画像生成方法。
24. 【請求項２４】 請求項２２、又は２３記載の方法にお
    いて、 前記三次元形状モデルの表面はボクセルで記述され、前
    記複数の要素はボクセルであることを特徴とする三次元
    画像生成方法。
25. 【請求項２５】 請求項２２、又は２３記載の方法にお
    いて、 前記三次元形状モデルの表面はポリゴンで記述され、前
    記複数の要素は各ポリゴンに対応した画素であることを
    特徴とする三次元画像生成方法。
26. 【請求項２６】 請求項２２、又は２３記載の方法にお
    いて、 前記三次元形状モデルの表面はパラメトリック曲面で記
    述され、前記複数の要素は各パラメトリック曲面に対応
    した画素であること、を特徴とする三次元画像生成方
    法。
27. 【請求項２７】 請求項２３〜２６のいずれか１つに記
    載の方法において、 前記各要素についての色彩データは、各要素に対する角
    度の関数として生成されることを特徴とする三次元画像
    生成方法。
28. 【請求項２８】 請求項２３〜２７のいずれか１つに記
    載の方法において、 前記各要素についての色彩データは要素毎に圧縮される
    ことを特徴とする三次元画像生成方法。
29. 【請求項２９】 請求項２８に記載の方法において、 前記各要素毎の圧縮は離散コサイン変換を用いることを
    特徴とする三次元画像生成方法。
30. 【請求項３０】 請求項２３〜２９のいずれか１つに記
    載の方法において、 前記各要素についての色彩データは要素間での参照関係
    とこれらの色彩データ間の差分情報として生成されるこ
    とを特徴とする三次元画像生成方法。
31. 【請求項３１】 請求項３０記載の方法において、 前記各要素間での参照関係は、各要素の色彩データ間の
    類似性に基づいて決定されることを特徴とする三次元画
    像生成方法。
32. 【請求項３２】 請求項１９〜３１のいずれか１つに記
    載の方法において、 色彩データ生成ステップは、 前記三次元形状モデルの表面を複数の要素に分割し、各
    要素についての色彩データは要素に対する角度の関数と
    して生成され、更に前記角度の解像度は複数のレベルに
    階層化されていることを特徴とする三次元画像生成方
    法。
33. 【請求項３３】 請求項１９〜３１のいずれか１つに記
    載の方法において、 色彩データ生成ステップは、 前記三次元形状モデルの表面を複数の要素に分割し、各
    要素についての色彩データは要素に対する角度の関数と
    して生成され、前記角度の解像度は、要素の位置に応じ
    て異なることを特徴とする三次元画像生成方法。
34. 【請求項３４】 対象物の三次元画像データを表示する
    三次元画像表示方法において、 対象物の三次元形状モデルの表面を複数の部分領域で記
    述し、各部分領域について色彩データを複数の方向から
    見たデータとして保持し、画像表示時には、与えられた
    視点に対応した方向を各部分領域ごとに決定し、決定さ
    れた方向から見たデータを読み出して表示することを特
    徴とする三次元画像表示方法。
35. 【請求項３５】 対象物についての複数枚の画像データ
    から対象物の三次元画像データを生成、表示する三次元
    画像生成表示方法において、 生成した三次元形状モデルの表面を複数の部分領域で記
    述し、各部分領域について色彩データを複数の方向から
    みたデータとして保持し、 画像表示時には、与えられた視点に対応した方向を各部
    分領域毎に決定し、決定された方向からみたデータを読
    み出して表示することを特徴とする三次元画像生成表示
    方法。
36. 【請求項３６】 三次元画像データのデータ保持方法で
    あって、 対象物体についての三次元形状モデルの表面上の１点に
    ついての色彩データを複数の視野角からのデータとして
    複数持つことを特徴とする三次元画像データのデータ保
    持方法。
37. 【請求項３７】 コンピュータにより、対象物について
    の複数枚の画像データから対象物の三次元画像データを
    生成する三次元画像生成プログラムを記録した媒体にお
    いて、 前記三次元画像生成プログラムは、コンピュータに、対
    象物の三次元形状モデルの表面についての色彩データを
    複数の方向から見たデータとして生成させることを特徴
    とする三次元画像生成プログラムを記録した媒体。
38. 【請求項３８】 コンピュータにより、対象物について
    の複数枚の画像データから対象物の三次元画像データを
    生成する三次元画像生成プログラムを記録した媒体にお
    いて、 前記三次元画像生成プログラムは、コンピュータに、対
    象物の三次元形状モデルを生成させ、前記三次元形状モ
    デルの表面についての色彩データを複数の方向から見た
    データとして生成させることを特徴とする三次元画像生
    成プログラムを記録した媒体。
39. 【請求項３９】 コンピュータにより、対象物について
    の複数枚の画像データから対象物の三次元画像データを
    生成する三次元画像生成プログラムを記録した媒体にお
    いて、 前記三次元画像生成プログラムは、コンピュータに、対
    象物の三次元形状モデルを記憶装置から読み込ませ、前
    記三次元形状モデルの表面についての色彩データを複数
    の方向から見たデータとして生成させることを特徴とす
    る三次元画像生成プログラムを記録した媒体。
40. 【請求項４０】 コンピュータにより、対象物について
    の複数枚の画像データから対象物の三次元画像を生成す
    る三次元画像生成プログラムを記録した媒体において、 前記三次元画像生成プログラムは、コンピュータに、 対象物についての撮影方向が異なる複数枚の画像データ
    から対象物の三次元形状モデルを生成させ、 前記三次元形状モデルの表面についての色彩データを複
    数の方向から見たデータとして生成する色彩データを生
    成させることを特徴とする三次元画像生成プログラムを
    記録した媒体。
41. 【請求項４１】 請求項３７〜４０記載の媒体におい
    て、 前記色彩データ生成は、前記三次元形状モデルの表面を
    複数の要素に分割し、各要素についての色彩データを複
    数の方向からみたデータとして生成させることを特徴と
    する三次元画像生成プログラムを記録した媒体。
42. 【請求項４２】 請求項４０、又は４１記載の媒体にお
    いて、 前記三次元形状モデルの表面はボクセルで記述され、前
    記複数の要素はボクセルであることを特徴とする三次元
    画像生成プログラムを記録した媒体。
43. 【請求項４３】 請求項４０、又は４１記載の媒体にお
    いて、 前記三次元形状モデルの表面はポリゴンで記述され、前
    記複数の要素は各ポリゴンに対応した画素であることを
    特徴とする三次元画像生成プログラムを記録した媒体。
44. 【請求項４４】 請求項４０、又は４１記載の媒体にお
    いて、 前記三次元形状モデルの表面はパラメトリック曲面で記
    述され、前記複数の要素は各パラメトリック曲面に対応
    した画素であることを特徴とした三次元画像生成プログ
    ラムを記録した媒体。
45. 【請求項４５】 請求項４１〜４４のいずれか１つに記
    載の媒体において、 前記各要素についての色彩データは、各要素に対する角
    度の関数として生成されることを特徴とする三次元画像
    生成プログラムを記録した媒体。
46. 【請求項４６】 請求項４１〜４５のいずれか１つに記
    載の媒体において、 前記各要素についての色彩データは要素毎に圧縮される
    ことを特徴とする三次元画像生成プログラムを記録した
    媒体。
47. 【請求項４７】 請求項４６記載の媒体において、 前記各要素毎の圧縮は離散コサイン変換を用いることを
    特徴とする三次元画像生成プログラムを記録した媒体。
48. 【請求項４８】 請求項４１〜４７のいずれか１つに記
    載の媒体において、 前記各要素についての色彩データは要素間での参照関係
    とこれらの色彩データ間の差分情報として生成されるこ
    とを特徴とする三次元画像生成プログラムを記録した媒
    体。
49. 【請求項４９】 請求項４８記載の媒体において、 前記各要素間での参照関係は、各要素の色彩データ間の
    類似性に基づいて決定されることを特徴とする三次元画
    像生成プログラムを記録した媒体。
50. 【請求項５０】 請求項３７〜４９のいずれか１つに記
    載の媒体において、 色彩データ生成は、 前記三次元形状モデルの表面を複数の要素に分割し、各
    要素についての色彩データは要素に対する角度の関数と
    して生成され、更に前記角度の解像度は複数のレベルに
    階層化されていることを特徴とする三次元画像生成プロ
    グラムを記録した媒体。
51. 【請求項５１】 請求項３７〜５０のいずれか１つに記
    載の媒体において、 色彩データ生成は、 前記三次元形状モデルの表面を複数の要素に分割し、各
    要素についての色彩データは要素に対する角度の関数と
    して生成され、前記角度の解像度は、要素の位置に応じ
    て異なることを特徴とする三次元画像生成プログラムを
    記録した媒体。
52. 【請求項５２】 コンピュータに、対象物の三次元画像
    データを表示させる三次元画像表示プログラムを記録し
    た媒体において、 対象物の三次元形状モデルの表面を複数の部分領域で記
    述し、各部分領域について色彩データを複数の方向から
    見たデータとして保持し、画像表示時には、与えられた
    視点に対応した方向を各部分領域ごとに決定し、決定さ
    れた方向から見たデータを読み出して表示することを特
    徴とする三次元画像表示プログラムを記録した媒体。
53. 【請求項５３】 コンピュータに、対象物についての複
    数枚の画像データから対象物の三次元画像データを生成
    させ、表示させる三次元画像生成表示プログラムを記録
    した媒体において、 生成した三次元形状モデルの表面を複数の部分領域で記
    述させ、各部分領域について色彩データを複数の方向か
    らみたデータとして保持させ、 画像表示時には、与えられた視点に対応した方向を各部
    分領域毎に決定させ、決定された方向からみたデータを
    読み出して表示させることを特徴とする三次元画像生成
    表示プログラムを記録した媒体。
54. 【請求項５４】 三次元画像データを記録する媒体であ
    って、 対象物体についての三次元形状モデルの表面上の１点に
    ついての色彩データを複数の視野角からのデータとして
    複数持つことを特徴とする三次元画像データを記録する
    媒体。
55. 【請求項５５】 対象物についての複数枚の画像データ
    から対象物の三次元画像データを生成する三次元画像生
    成装置において、 対象物の三次元形状モデルの表面についての色彩データ
    を撮影条件に対応したデータとして生成する色彩データ
    生成手段、を有することを特徴とする三次元画像生成装
    置。
56. 【請求項５６】 請求項５５記載の装置において、 前記撮影条件は、対象物に対する撮影視点座標及び方向
    であることを特徴とする三次元画像生成装置。
57. 【請求項５７】 請求項５５記載の装置において、 前記撮影条件は、対象物に対する照明光源座標及び方向
    であることを特徴とする三次元画像生成装置。
58. 【請求項５８】 請求項５５記載の装置において、 前記撮影条件は、対象物に対する照明光源の色スペクト
    ル分布であることを特徴とする三次元画像生成装置。
59. 【請求項５９】 請求項５５記載の装置において、 前記撮影条件は、対象物に対する照明光源偏光分布であ
    ることを特徴とする三次元画像生成装置。
60. 【請求項６０】 対象物についての複数枚の画像データ
    から対象物の三次元画像データを生成する三次元画像生
    成装置において、 対象物の照明光源方向情報を得る、照明光源方向情報獲
    得手段を有することを特徴とする三次元画像生成装置。
61. 【請求項６１】 対象物についての複数枚の画像データ
    から対象物の三次元画像データを生成する三次元画像生
    成装置において、 対象物の三次元形状モデルの表面についての色彩データ
    を撮影条件に対応したデータとして生成する色彩データ
    生成手段と、 対象物の照明光源方向情報を得る照明光源方向情報獲得
    手段と、を有することを特徴とする三次元画像生成装
    置。
62. 【請求項６２】 請求項６０又は６１記載の装置におい
    て、 前記照明光源方向情報獲得手段は、照明装置と、照明装
    置の位置及び照明方向を可変とする照明装置可動部と、
    を有することを特徴とする三次元画像生成装置。
63. 【請求項６３】 請求項６０〜６２記載の装置におい
    て、 前記照明光源方向情報獲得手段は、照明手段から照明光
    を照射することにより、照明方向を計算するための照明
    方向計算用被照明体、を有することを特徴とする三次元
    画像生成装置。
64. 【請求項６４】 請求項６３記載の装置において、 前記照明方向計算用被照明体は、形状及び表面反射特性
    が既知であることを特徴とする三次元画像生成装置。
65. 【請求項６５】 請求項６３記載の装置において、 前記照明方向計算用被照明体は、その形状が球であるこ
    とを特徴とする三次元画像生成装置。
66. 【請求項６６】 請求項６３記載の装置において、 前記照明光源方向情報獲得手段は、前記照明方向計算用
    被照明物体の形状及び表面反射特性に関する情報を獲得
    する被照明体パラメータ獲得手段を有することを特徴と
    する三次元画像生成装置。
67. 【請求項６７】 対象物の三次元画像データを表示する
    三次元画像表示装置において、 対象物の三次元形状モデルの表面についての色彩データ
    を撮影条件に対応したデータとして保持し、画像表示時
    には、与えられた表示条件に対応する撮影条件のデータ
    を読み出して表示することを特徴とする三次元画像表示
    装置。
68. 【請求項６８】 請求項６７記載の装置において、 前記撮影条件は、撮影視点位置、方向、及び照明光源位
    置、方向であることを特徴とする三次元画像表示装置。
69. 【請求項６９】 請求項６７記載の装置において、 前記与えられた表示条件が、複数の照明光源を含む場
    合、与えられた表示条件に対応する撮影条件として、照
    明光源位置、方向に対応するデータを複数読み出し、こ
    れらから生成画像を合成して表示することを特徴とする
    三次元画像表示装置。
70. 【請求項７０】 対象物についての複数枚の画像データ
    から対象物の三次元画像データを生成する三次元画像生
    成方法において、 対象物の三次元形状モデルの表面についての色彩データ
    を撮影条件に対応したデータとして生成することを特徴
    とする三次元画像生成方法。
71. 【請求項７１】 請求項７０記載の方法において、 前記撮影条件は、対象物に対する撮影視点座標及び方向
    であることを特徴とする三次元画像生成方法。
72. 【請求項７２】 請求項７０記載の方法において、 前記撮影条件は、対象物に対する照明光源座標及び方向
    であることを特徴とする三次元画像生成方法。
73. 【請求項７３】 請求項７０記載の方法において、 前記撮影条件は、対象物に対する照明光源の色スペクト
    ル分布であることを特徴とする三次元画像生成方法。
74. 【請求項７４】 請求項７０記載の方法において、 前記撮影条件は、対象物に対する照明光源偏光分布であ
    ることを特徴とする三次元画像生成方法。
75. 【請求項７５】 対象物についての複数枚の画像データ
    から対象物の三次元画像データを生成する三次元画像生
    成方法において、 対象物の照明光源方向情報を得る、照明光源方向情報獲
    得ステップを有することを特徴とする三次元画像生成方
    法。
76. 【請求項７６】 対象物についての複数枚の画像データ
    から対象物の三次元画像データを生成する三次元画像生
    成方法において、 対象物の三次元形状モデルの表面についての色彩データ
    を撮影条件に対応したデータとして生成するステップ
    と、 対象物の照明光源方向情報を得るステップと、を有する
    ことを特徴とする三次元画像生成方法。
77. 【請求項７７】 対象物の三次元画像データを表示する
    三次元画像表示方法において、 対象物の三次元形状モデルの表面についての色彩データ
    を撮影条件に対応したデータとして保持し、画像表示時
    には、与えられた表示条件に対応する撮影条件のデータ
    を読み出して表示することを特徴とする三次元画像表示
    方法。
78. 【請求項７８】 請求項７７記載の方法において、 前記撮影条件は、撮影視点位置、方向、及び照明光源位
    置、方向であることを特徴とする三次元画像表示方法。
79. 【請求項７９】 請求項７７記載の方法において、 前記与えられた表示条件が、複数の照明光源を含む場
    合、与えられた表示条件に対応する撮影条件として、照
    明光源位置、方向に対応するデータを複数読み出し、こ
    れらから生成画像を合成して表示することを特徴とする
    三次元画像表示方法。
80. 【請求項８０】 対象物についての複数枚の画像データ
    から対象物の三次元画像データを生成する三次元画像生
    成プログラムを記録した媒体において、 対象物の三次元形状モデルの表面についての色彩データ
    を撮影条件に対応したデータとして生成することを特徴
    とする三次元画像生成プログラムを記録した媒体。
81. 【請求項８１】 請求項８０記載の媒体において、 前記撮影条件は、対象物に対する撮影視点座標及び方向
    であることを特徴とする三次元画像生成プログラムを記
    録した媒体。
82. 【請求項８２】 請求項８０記載の媒体において、 前記撮影条件は、対象物に対する照明光源座標及び方向
    であることを特徴とする三次元画像生成プログラムを記
    録した媒体。
83. 【請求項８３】 請求項８０記載の媒体において、 前記撮影条件は、対象物に対する照明光源の色スペクト
    ル分布であることを特徴とする三次元画像生成プログラ
    ムを記録した媒体。
84. 【請求項８４】 請求項８０記載の媒体において、 前記撮影条件は、対象物に対する照明光源偏光分布であ
    ることを特徴とする三次元画像生成プログラムを記録し
    た媒体。
85. 【請求項８５】 対象物の三次元画像データを表示する
    三次元画像表示プログラムを記録した媒体において、 対象物の三次元形状モデルの表面についての色彩データ
    を撮影条件に対応したデータとして保持し、画像表示時
    には、与えられた表示条件に対応する撮影条件のデータ
    を読み出して表示することを特徴とする三次元画像表示
    プログラムを記録した媒体。
86. 【請求項８６】 請求項８５記載の媒体において、 前記撮影条件は、撮影視点位置、方向、及び照明光源位
    置、方向であることを特徴とする三次元画像表示プログ
    ラムを記録した媒体。
87. 【請求項８７】 請求項８５記載の媒体において、 前記与えられた表示条件が、複数の照明光源を含む場
    合、与えられた表示条件に対応する撮影条件として、照
    明光源位置、方向に対応するデータを複数読み出し、こ
    れらから生成画像を合成して表示することを特徴とする
    三次元画像表示プログラムを記録した媒体。