JP2006284726A - ３次元画像再生方法、３次元画像再生プログラム、記憶媒体および３次元画像再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】元の物体と同じ大きさで同じ位置に、且つ上下左右が反転することなく結像させることができる３次元画像再生方法を提供する。
【解決手段】レンダリング・エンジンを用いて、ボクセル・キュービックの３次元座標、レンズ１０９の主点面、第１ＩＰ画像表示面１０７および第２ＩＰ画像表示面１０８の幾何学的位置関係から、レンズ１０９の第１の面側の物体の第１ＩＰ画像表示面１０７に結像するＩＰ画像を求めるとともに、レンズ１０９の第２の面側の物体の第２ＩＰ画像表示面１０８に結像するＩＰ画像を求める。
【選択図】図３

Description

本発明は複数の物体からなる立体像を得るためのインテグラル・フォトグラフィー画像生成方法を用いた３次元画像再生方法、３次元画像再生プログラム、記憶媒体および３次元画像再生装置に関するものである。

近年、３次元表示は医学や娯楽の分野で広く使われるようになった。特に、専用の偏光めがねをかけて立体映像を見る方法は映画などでしばしば使われている。最近では、表示装置自体で左右の視差を実現するパララックス・バリアなどの手法も実用化されている。この方法では特殊なめがねが要らない、というメリットを持つ。さらに、ハエの目レンズ（フライ・アイ・レンズ）を利用するインテグラル・フォトグラフィー（ＩＰ）法と呼ばれる手法も徐々に普及を始めた。この方法は、観測者がどの位置に移動しても立体像が再生できるという特徴を持つ（例えば、特許文献１参照）。
国際公開第００／５９２３５号パンフレット

しかし、このＩＰ法で３次元画像を得るためには、あらかじめＩＰ画像と呼ばれる画像を生成し、これをフライ・アイ・レンズを通して観察する必要がある。このＩＰ画像を生成するためには、光源から発射された光が物体に当たって反射した後、その光がフライ・アイ・レンズにどの様に入射するかを精密に計算する必要がある。この処理をレンダリングと呼ぶ。実際には、ＩＰ画像表示面における個々のピクセル位置から逆に光線を辿って、レンズの主点を通り、物体のどの位置に到着するかを計算し、その位置における色情報を求めるという手法が一般的である。この手法をレイ・トレーシングと呼ぶ。このレイ・トレーシングは、コンピュータを使って行われる。

図１４はボクセル・キュービックとＩＰ表示画面上のピクセルの位置関係を示す図で、３次元の物体をＩＰ画像として描画する３次元画像再生方法の概略を説明する模式図である。図１４に示すように、物体はボクセル・キュービックと呼ばれる小さな立方体に仮想的に分解され、３次元データとしてコンピュータ内部に保存されている。これらのボクセル・キュービックの夫々がフライ・アイ・レンズを通してＩＰ画像表示面のどのピクセル位置に映りこむかを計算によって求めるのである。図１４では、ボクセル・キュービックＡがフライ・アイ・レンズ１を通してピクセルＡ１へ、フライ・アイ・レンズ２を通してピクセルＡ２へ、同様にボクセル・キュービックＢがフライ・アイ・レンズ１を通してピクセルＢ１へ、フライ・アイ・レンズ２を通してピクセルＢ２へ、ボクセル・キュービックＣがフライ・アイ・レンズ１を通してピクセルＣ１へ、フライ・アイ・レンズ２を通してピクセルＣ２へ、対応することを示している。したがって、各ピクセルを対応するボクセル・キュービックの色で塗れば、フライ・アイ・レンズを通してＩＰ画像を観察したときにもともとあった物体と同様の３次元画像が再生されるのである。以上のように、物体を小さな立方体（ボクセル・キュービック）に分けて、夫々のボクセル・キュービックについて、すべてのフライ・アイ・レンズに対して上述の処理を行うことにより、ＩＰ画像を求めるのである。

次に、ＩＰ画像がどのように３次元画像として再生されるかを説明する。図１５はレンズ手前の物体に対するＩＰ画像と物体および３次元画像の位置関係を示す図で、物体とフライ・アイ・レンズとＩＰ画像表示面の光学的な位置関係を示す図である。図１５に示すように、物体から出た光は、経路１に従って主点面を通り、あるいは、経路２に従って焦点を通り、ＩＰ画像表示面上の１点で交わる（結像する）。一方、３次元画像再生時には、ＩＰ画像表示面から発射された光は、経路１・経路２を逆に辿って、もともと物体があった位置に結像する。

以上説明してきたように、得られたＩＰ画像を、フライ・アイ・レンズを通して観察することによって、もともと物体があった位置に、あたかも、物体が存在するかのように見えるのである。図１５によると、物体が観測者から見てレンズの手前にある場合は、ＩＰ画像表示面を、観測者から見てレンズの焦点面より奥側に置けば、よいことが分かる。

次に、物体が観測者から見てレンズ奥側にある場合について図１６で説明する。図１６はレンズ奥の物体に対するＩＰ画像と物体および３次元画像の位置関係を示す図で、図１５同様に物体の位置、レンズの主点面、ＩＰ画像表示面の位置関係によってＩＰ画像を求めることができる。具体的には、物体から出た光は経路３・経路４に従ってＩＰ画像表示面上の一点で交わる（結像する）。

一方、３次元画像再生時には、ＩＰ画像表示面から発射された光は、経路３・経路４を逆に辿って、もともと物体があった位置に（虚像として）結像する。但し、今度は、観測者から見てＩＰ画像表示面が焦点面より手前にある。この場合も、図１６で示すように、ＩＰ画像表示面を、フライ・アイ・レンズを通して観察すると、もともと物体があった位置にあたかも、物体が存在するかのように見えるのである。図１６によると、物体が観測者から見てレンズの向こう側にある場合は、ＩＰ画像表示面を、観測者から見てレンズの焦点面より手前に置けば、よいことが分かる。

しかしながら、従来、ＩＰ画像表示面は焦点面の手前か奥側かのいずれかに１つのみが配置されていた。ここで例えば、観測者から見てＩＰ画像表示面を焦点面の奥側に置いた場合について考える。図１７はＩＰ画像表示面が１枚しかない場合のＩＰ画像と３次元画像の位置関係を示す図で、３次元画像を得たい物体がフライ・アイ・レンズの手前と奥の両方に位置する場合にＩＰ画像を求める方法を示している。図１７に示すように、ＩＰ画像ＡをＩＰ画像表示面に表示すれば、レンズ手前の物体Ａに対しては、正しい３次元画像Ａが得られることが分かる。しかし、レンズ奥の物体Ｂに対しては、同じ大きさの像を得るためには、図に示すようにＩＰ画像Ｂを描画することになり、この場合、再生される３次元像は上下左右が反転してしまい、かつ、結像位置も奥ではなく手前になってしまう（奥の物体の３次元画像Ｂ）。

以上のように、観測者から見てＩＰ画像表示面が焦点面より奥側にある場合は、レンズの奥側にある物体を正常に再生することができず（上下左右が反転した像が手前に得られてしまう）、また同様に、ＩＰ画像表示面が焦点面より手前にある場合はレンズより手前にある物体の３次元像を正常に再生することはできない（上下左右が反転した像が奥に得られてしまう）。このように、フライ・アイ・レンズを通してＩＰ画像を観察すると、運動視差や左右の眼球の視差によって、ある程度の立体感は得ることができるものの、フライ・アイ・レンズの大きさはそれほど小さくないため（数ｍｍ程度）、レンズの中に見える像が上下反転することで、隣のレンズの像と不連続になり、さらに、像が正しい奥行きを持った位置に結像しないため、解像度感が失われる。

図１８はレンズ手前の物体に対するＩＰ画像をレンズを通して見た様子を示す拡大図で、フライ・アイ・レンズに映る像を拡大した図である。手前にある直線状の物体を焦点面より奥にあるＩＰ画像表示面で再生すれば、このように正常に３次元画像が得られる。ところが、手前にある物体を焦点面より奥のＩＰ画像表示面（あるいは、レンズより奥にある物体を、焦点面より手前にあるＩＰ画像表示面）で再生しようとすると、図１９のレンズ奥の物体に対するＩＰ画像をレンズを通して見た様子を示す拡大図に示すように、物体の像が上下左右反転となり、全体として不連続な像を形成してしまうので改善が求められていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、フライ・アイ・レンズの手前にある物体も向こう側にある物体も元の物体と同じ大きさで同じ位置に、且つ上下左右が反転することなく結像させることができる３次元画像再生方法、３次元画像再生プログラム、記憶媒体および３次元画像再生装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の３次元画像再生方法は、物体が仮想的に複数に分割されてなる夫々のボクセル・キュービックの少なくとも３次元座標と色情報とを含む３次元データを３次元データ記憶手段に記憶して、第１の面および第２の面を有するフライ・アイ・レンズに対して、透過型の第１ＩＰ画像表示面を、フライ・アイ・レンズの第２の面側の、フライ・アイ・レンズとこのフライ・アイ・レンズの焦点面との間に配置して、第２ＩＰ画像表示面を、フライ・アイ・レンズの第２の面側の、フライ・アイ・レンズの焦点面に対して、フライ・アイ・レンズと反対側に配置して、レンダリング・エンジンを用いて、ボクセル・キュービックの３次元座標、フライ・アイ・レンズの主点面、第１ＩＰ画像表示面および第２ＩＰ画像表示面の幾何学的位置関係から、フライ・アイ・レンズの第１の面側の物体の第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めるとともに、フライ・アイ・レンズの第２の面側の物体の第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めて、その後、第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像および第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像をＩＰ画像記憶手段に記憶することを特徴とする。

また、本発明の３次元画像再生プログラムは、物体が仮想的に複数に分割されてなる夫々のボクセル・キュービックの少なくとも３次元座標と色情報とを含む３次元データを３次元データ記憶手段に記憶して、レンダリング・エンジンを用いて、第１の面および第２の面を有するフライ・アイ・レンズ、フライ・アイ・レンズの第２の面側でフライ・アイ・レンズとこのフライ・アイ・レンズの焦点面との間に配置された透過型の第１ＩＰ画像表示面、およびフライ・アイ・レンズの第２の面側でフライ・アイ・レンズの焦点面に対して、フライ・アイ・レンズと反対側に配置された第２ＩＰ画像表示面に関して、ボクセル・キュービックの３次元座標、フライ・アイ・レンズの主点面、第１ＩＰ画像表示面、および第２ＩＰ画像表示面の幾何学的位置関係から、フライ・アイ・レンズの第１の面側の物体の第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めるとともに、フライ・アイ・レンズの第２の面側の物体の第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めて、第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像および第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像をＩＰ画像記憶手段に記憶する手順が記述されていることを特徴とする。

さらにまた、本発明の３次元画像再生装置は、物体を複数のボクセル・キュービックに仮想的に分割し、夫々のボクセル・キュービックについてＩＰ画像表示面への結像を求めることによりＩＰ画像を作成し、ことＩＰ画像を、フライ・アイ・レンズを通して観察することによって３次元画像を再生するインテグラル・フォトグラフィー法を用いた３次元画像再生装置において、物体が仮想的に複数に分割されてなる夫々のボクセル・キュービックの少なくとも３次元座標と色情報とを含む３次元データを記憶する３次元データ記憶部と、第１の面および第２の面を有するフライ・アイ・レンズと、フライ・アイ・レンズの第２の面側において、フライ・アイ・レンズとこのフライ・アイ・レンズの焦点面との間に配置された透過型の第１ＩＰ画像表示面と、フライ・アイ・レンズの第２の面側において、フライ・アイ・レンズの焦点面に対して、フライ・アイ・レンズと反対側に配置された第２ＩＰ画像表示面と、ボクセル・キュービックの３次元座標、フライ・アイ・レンズの主点面、第１ＩＰ画像表示面、および第２ＩＰ画像表示面の幾何学的位置関係から、フライ・アイ・レンズの第１の面側の物体の第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めるとともに、フライ・アイ・レンズの第２の面側の物体の第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めるレンダリング・エンジンと、第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像および第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を記憶するＩＰ画像記憶手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、フライ・アイ・レンズの手前にある物体も向こう側にある物体も元の物体と同じ大きさで同じ位置に、且つ上下左右が反転することなく結像させることができる３次元画像再生方法、３次元画像再生プログラム、記憶媒体および３次元画像再生装置を得ることができる。

本発明の第１の発明の３次元画像再生方法は、物体を複数のボクセル・キュービックに仮想的に分割し、夫々のボクセル・キュービックについてＩＰ画像表示面への結像を求めることによりＩＰ画像を作成し、このＩＰ画像を、フライ・アイ・レンズを通して観察することによって３次元画像を再生するインテグラル・フォトグラフィー法を用いた３次元画像再生方法において、物体が仮想的に複数に分割されてなる夫々のボクセル・キュービックの少なくとも３次元座標と色情報とを含む３次元データを３次元データ記憶手段に記憶して、第１の面および第２の面を有するフライ・アイ・レンズに対して、透過型の第１ＩＰ画像表示面を、フライ・アイ・レンズの第２の面側の、フライ・アイ・レンズとこのフライ・アイ・レンズの焦点面との間に配置して、第２ＩＰ画像表示面を、フライ・アイ・レンズの第２の面側の、フライ・アイ・レンズの焦点面に対して、フライ・アイ・レンズと反対側に配置して、レンダリング・エンジンを用いて、ボクセル・キュービックの３次元座標、フライ・アイ・レンズの主点面、第１ＩＰ画像表示面および第２ＩＰ画像表示面の幾何学的位置関係から、フライ・アイ・レンズの第１の面側の物体の第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めるとともに、フライ・アイ・レンズの第２の面側の物体の第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めて、その後、第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像および第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像をＩＰ画像記憶手段に記憶する。この構成により、フライ・アイ・レンズの第１の面側にある物体も、第２の面側にある物体も、元の物体と同じ大きさで、同じ位置に、かつ、上下左右が反転することなく、結像するため、解像度感の高い３次元再生装置を得ることができる。

本発明の第２の発明の３次元画像再生方法は、第１の発明のＩＰ画像生成方法において、先に、第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めた後に、次に第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求め、この第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求める際に、物体とフライ・アイ・レンズの主点と第２ＩＰ画像表示面におけるピクセルとを結ぶ直線が、第１ＩＰ画像と交わるピクセル位置を求めて、その位置に透明を表すデータを書き込む。この構成により、第２ＩＰ画像表示面上を透明な第１ＩＰ画像表示面のピクセルを通して見ることができるので、フライ・アイ・レンズの第２の面側にある物体の３次元像を得るための第１ＩＰ画像表示面上のピクセルが、フライ・アイ・レンズの第１の面側にある３次元像を得るための第２ＩＰ画像表示面上のピクセルを隠すことがなく、フライ・アイ・レンズに直交する方向に正しい配置で３次元画像を再生することができる。

本発明の第３の発明の３次元画像再生方法は、第１の発明のＩＰ画像生成方法において、先に、第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めた後に、次に第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求め、この第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求める際に、物体とフライ・アイ・レンズの主点と第１ＩＰ画像表示面におけるピクセルとを結ぶ直線の延長線が、第２ＩＰ画像表示面と交わるピクセル位置を求めて、そのピクセル位置に既にＩＰ画像が書き込まれていた場合には、第１ＩＰ画像表示面のピクセルにはＩＰ画像を書き込まない。この構成により、第２ＩＰ画像表示面上のピクセルはかならずフライ・アイ・レンズと透明な第１ＩＰ画像表示面のピクセルを通して見えるので、フライ・アイ・レンズの第２の面側にある物体の３次元像を得るための第１ＩＰ画像表示面上のピクセルが、フライ・アイ・レンズの第１の面側にある３次元像を得るための第２ＩＰ画像表示面上のピクセルを隠すことがなく、フライ・アイ・レンズに直交する方向に正しい配置で３次元画像を再生することができる。

本発明の第４の発明の３次元画像再生方法は、第１の発明から第３の発明のいずれか１つのＩＰ画像生成方法において、ボクセル・キュービックの３次元データをフライ・アイ・レンズに交差する方向の軸座標値に関してソートしておき、フライ・アイ・レンズの第１の面側の最も遠い位置のボクセル・キュービックからＩＰ画像のピクセル位置を求め、求めたＩＰ画像をＩＰ画像表示面に書き込む際に、既にピクセル位置にＩＰ画像が書き込まれていた場合には、上書きしない。この構成により、常にフライ・アイ・レンズからＩＰ画像表示面に向かう方向と同じ方向の順でボクセル・キュービックが処理され、ＩＰ画像表示面上の同じピクセル位置に複数のボクセル・キュービックが写像される場合には、常に視線手前のデータが勝ち残り、視線奥にあるはずの物体が視線手前に見えるといった現象を回避できるとともに、ＩＰ画像表示面上で既にＩＰ画像を求めてあるピクセルについては処理をスキップできるため、処理用を軽減でき処理の高速化を図ることができる。

本発明の第５の発明の３次元画像再生方法は、第１の発明から第４の発明のいずれか１つのＩＰ画像生成方法において、第１ＩＰ画像表示面の透明度を考慮し、第２ＩＰ画像表示面にＩＰ画像を書き込むときに、書き込むべきＩＰ画像の色情報に透明度を考慮した演算を施し、第１ＩＰ画像表示面を通して見た第２ＩＰ画像表示面の色調と第１ＩＰ画像表示面の色調とが同様に見えるようにした。この構成により、フライ・アイ・レンズの第１の面側の物体と第２の面側の物体が同様な色調のダイナミック・レンジで再現されるため、違和感のない３次元画像を得ることができる。

本発明の第６の発明の３次元画像再生方法は、第５の発明のＩＰ画像生成方法において、第１のＩＰ画像表示面のダイナミック・レンジを落とすことで色調が同様に見えるようにした。この構成により、比較的容易に違和感のない３次元画像を再現することができる。

本発明の第７の発明の３次元画像再生方法は、第５の発明のＩＰ画像生成方法において、第１のＩＰ画像表示面のダイナミック・レンジを上げることで色調が同様に見えるようにした。この構成により、比較的容易に違和感のない３次元画像を再現することができる。

本発明の第８の発明の３次元画像再生プログラムは、物体を複数のボクセル・キュービックに仮想的に分割し、夫々のボクセル・キュービックについてＩＰ画像表示面への結像を求めることによりＩＰ画像を作成し、このＩＰ画像を、フライ・アイ・レンズを通して観察することによって３次元画像を再生するインテグラル・フォトグラフィー法を用いた３次元画像再生の手順が記述された３次元画像再生プログラムにおいて、物体が仮想的に複数に分割されてなる夫々のボクセル・キュービックの少なくとも３次元座標と色情報とを含む３次元データを３次元データ記憶手段に記憶する手順と、レンダリング・エンジンを用いて、第１の面および第２の面を有するフライ・アイ・レンズ、フライ・アイ・レンズの第２の面側でフライ・アイ・レンズとこのフライ・アイ・レンズの焦点面との間に配置された透過型の第１ＩＰ画像表示面、およびフライ・アイ・レンズの第２の面側でフライ・アイ・レンズの焦点面に対して、フライ・アイ・レンズと反対側に配置された第２ＩＰ画像表示面に関して、ボクセル・キュービックの３次元座標、フライ・アイ・レンズの主点面、第１ＩＰ画像表示面、および第２ＩＰ画像表示面の幾何学的位置関係から、フライ・アイ・レンズの第１の面側の物体の第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めるとともに、フライ・アイ・レンズの第２の面側の物体の第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求める手順と、第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像および第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像をＩＰ画像記憶手段に記憶する手順とが記述されている。この構成により、フライ・アイ・レンズの第１の面側にある物体も、第２の面側にある物体も、元の物体と同じ大きさで、同じ位置に、かつ、上下左右が反転することなく、結像するため、解像度感の高い３次元再生プログラムを得ることができる。

本発明の第９の発明の３次元画像再生プログラムは、第８の発明のＩＰ画像生成プログラムにおいて、先に、第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めるように記述され、次に、第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めるように記述され、この第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求める際に、物体とフライ・アイ・レンズの主点と第２ＩＰ画像表示面におけるピクセルとを結ぶ直線が、第１ＩＰ画像と交わるピクセル位置を中央処置装置に演算させて、求められた位置のデータに透明を表すデータを書き込むように記述されている。この構成により、第２ＩＰ画像表示面上を透明な第１ＩＰ画像表示面のピクセルを通して見ることができるので、フライ・アイ・レンズの第２の面側にある物体の３次元像を得るための第１ＩＰ画像表示面上のピクセルが、フライ・アイ・レンズの第１の面側にある３次元像を得るための第２ＩＰ画像表示面上のピクセルを隠すことがなく、フライ・アイ・レンズに直交する方向に正しい配置で３次元画像を再生することができる。

本発明の第１０の発明の３次元画像再生方法は、第８の発明のＩＰ画像生成プログラムにおいて、先に、第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めるように記述され、次に第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めるように記述され、当この第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求める際に、物体とフライ・アイ・レンズの主点と第１ＩＰ画像表示面におけるピクセルとを結ぶ直線の延長線が、第２ＩＰ画像表示面と交わるピクセル位置を中央処置装置に演算させて、そのピクセル位置に既にＩＰ画像が書き込まれていた場合には、第１ＩＰ画像表示面のピクセルにはＩＰ画像を書き込まないことが記述されている。この構成により、第２ＩＰ画像表示面上のピクセルはかならずフライ・アイ・レンズと透明な第１ＩＰ画像表示面のピクセルを通して見えるので、フライ・アイ・レンズの第２の面側にある物体の３次元像を得るための第１ＩＰ画像表示面上のピクセルが、フライ・アイ・レンズの第１の面側にある３次元像を得るための第２ＩＰ画像表示面上のピクセルを隠すことがなく、フライ・アイ・レンズに直交する方向に正しい配置で３次元画像を再生することができる。

本発明の第１１の発明の３次元画像再生プログラムは、第８の発明から第１０の発明のいずれか１つのＩＰ画像生成プログラムにおいて、ボクセル・キュービックの３次元データを３次元データ記憶手段から読み出して、３次元座標のフライ・アイ・レンズに交差する方向の軸座標値に関してソートしておき、フライ・アイ・レンズの第１の面側の最も遠い位置のボクセル・キュービックからＩＰ画像のピクセル位置を求め、求めたＩＰ画像をＩＰ画像表示面に書き込む際に既にピクセル位置にＩＰ画像が書き込まれていた場合には、上書きしないことが記述されている。この構成により、常にフライ・アイ・レンズからＩＰ画像表示面に向かう方向と同じ方向の順でボクセル・キュービックが処理され、ＩＰ画像表示面上の同じピクセル位置に複数のボクセル・キュービックが写像される場合には、常に視線手前のデータが勝ち残り、視線奥にあるはずの物体が視線手前に見えるといった現象を回避できるとともに、ＩＰ画像表示面上で既にＩＰ画像を求めてあるピクセルについては処理をスキップできるため、処理用を軽減でき処理の高速化を図ることができる。

本発明の第１２の発明の３次元画像再生プログラムは、第８の発明から第１０の発明のいずれか１つのＩＰ画像生成プログラムにおいて、第１ＩＰ画像表示面の透明度を考慮し、第２ＩＰ画像表示面にＩＰ画像を書き込むときに、書き込むべきＩＰ画像の色情報に透明度を考慮した演算を中央処置装置にさせ、第１ＩＰ画像表示面を通して見た第２ＩＰ画像表示面の色調と第１ＩＰ画像表示面の色調とが同様に見えるようにする手順が記述されている。この構成により、フライ・アイ・レンズの第１の面側の物体と第２の面側の物体が同様な色調のダイナミック・レンジで再現されるため、違和感のない３次元画像を得ることができる。

本発明の第１３の発明の記憶媒体には、第８の発明から第１２の発明のいずれか１つの３次元生成プログラムが記録されている。この構成により、この記憶媒体からコンピュータに３次元生成プログラムを読み込ませることにより、フライ・アイ・レンズの第１の面側にある物体も、第２の面側にある物体も、元の物体と同じ大きさで、同じ位置に、かつ、上下左右が反転することなく、結像するため、解像度感の高い３次元再生を実現することができる。

本発明の第１４の発明の３次元画像再生装置は、物体を複数のボクセル・キュービックに仮想的に分割し、夫々のボクセル・キュービックについてＩＰ画像表示面への結像を求めることによりＩＰ画像を作成し、このＩＰ画像を、フライ・アイ・レンズを通して観察することによって３次元画像を再生するインテグラル・フォトグラフィー法を用いた３次元画像再生装置において、物体が仮想的に複数に分割されてなる夫々のボクセル・キュービックの少なくとも３次元座標と色情報とを含む３次元データを記憶する３次元データ記憶部と、第１の面および第２の面を有するフライ・アイ・レンズと、フライ・アイ・レンズの第２の面側において、フライ・アイ・レンズとこのフライ・アイ・レンズの焦点面との間に配置された透過型の第１ＩＰ画像表示面と、フライ・アイ・レンズの第２の面側において、フライ・アイ・レンズの焦点面に対して、フライ・アイ・レンズと反対側に配置された第２ＩＰ画像表示面と、ボクセル・キュービックの３次元座標、フライ・アイ・レンズの主点面、第１ＩＰ画像表示面、および第２ＩＰ画像表示面の幾何学的位置関係から、フライ・アイ・レンズの第１の面側の物体の第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めるとともに、フライ・アイ・レンズの第１の面側の物体の第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めるレンダリング・エンジンと、第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像および第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を記憶するＩＰ画像記憶手段とを有する。この構成により、フライ・アイ・レンズの第１の面側にある物体も、第２の面側にある物体も、元の物体と同じ大きさで、同じ位置に、かつ、上下左右が反転することなく、結像するため、解像度感の高い３次元再生装置を得ることができる。

本発明の第１５の発明の３次元画像再生装置は、第１４の発明の３次元画像再生装置において、第２ＩＰ画像表示面は、第１ＩＰ画像表示面よりも色再現性においてダイナミック・レンジが大きく、コントラストを調整するコントラスト調整部が設けられている。この構成により、この構成により、第１ＩＰ画像表示面の透明部を通して第２ＩＰ画像表示面を見たときの色のダイナミック・レンジと第１ＩＰ画像表示面のダイナミック・レンジを整合させることができ、違和感のない３次元画像を再現することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

本実施の形態においては、フライ・アイ・レンズに直交する軸方向を、Ｚ軸方向あるいは視線方向として説明し、所定の物体（例えば、フライ・アイ・レンズ）に対して、観測者から遠い側を「奥側」あるいは「向こう側」、観測者に近い側を「手前側」と表現して説明するが、装置の方向は、これに限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明にかかる実施の形態１の３次元画像再生装置の機能ブロック図である。図１において、１０１は３次元データ入力手段、１０２は３次元データ記憶手段としての３次元データ記憶部、１０３はパラメータ記憶部、１０４はレンダリング・エンジン、１０５はＩＰ画像記憶手段としての第１ＩＰ画像メモリ、１０６はＩＰ画像記憶手段としての第２ＩＰ画像メモリ、１０７は第１ＩＰ画像表示面、１０８は第２ＩＰ画像表示面、１０９はフライ・アイ・レンズ、１１１は制御部である。

３次元データ入力手段１０１は、ボクセル・キュービックの３次元データ、すなわち、ボクセル・キュービックのＸ，Ｙ，Ｚ座標および色情報を、外部機器や記憶媒体等から入力する。３次元データ記憶部１０２は、３次元データ、すなわち、ボクセル・キュービックのＸ，Ｙ，Ｚ座標と色情報を一時的に記憶する。

パラメータ記憶部１０３は、この３次元データをレンダリングするために必要なパラメータを記憶している。このパラメータには、例えば以下のものが含まれている。

・フライ・アイ・レンズ１０９の直径
・フライ・アイ・レンズ１０９の主点面と第１ＩＰ画像表示面１０７との距離
・フライ・アイ・レンズ１０９の主点面と第２ＩＰ画像表示面１０８との距離
・フライ・アイ・レンズ１０９の幾何学的配置
・フライ・アイ・レンズ１０９の焦点距離
・フライ・アイ・レンズ１０９の主点座標
・ボクセル・キュービックの密度（ボクセル・キュービックの一辺の長さ）
・ＩＰ画像のピクセルの大きさ（ピクセル・サイズ）
・ピクセルの配置
・第１ＩＰ画像表示面１０７の透過率
レンダリング・エンジン１０４は、ＩＰ画像表示面を構成する各ピクセルからフライ・アイ・レンズ１０９の主点を通る光線を仮想的に追跡して、すべてのボクセル・キュービックと交差するか否かを演算によって判断し、交差する場合は、そのボクセル・キュービックに対応するＩＰ画像表示面上のピクセルが、所謂「ボクセル・キュービックの色で塗ったもの」であると決定する。

第１ＩＰ画像メモリ１０５は、フライ・アイ・レンズ１０９より奥の物体に対するレンダリングの結果を蓄積する。一方、第２ＩＰ画像メモリ１０６は、フライ・アイ・レンズ１０９より手前の物体に対するレンダリングの結果を蓄積する。そして、第１ＩＰ画像表示面１０７は、第１ＩＰ画像メモリ１０５に蓄積されたデータにもとづいて画像を表示する。一方、第２ＩＰ画像表示面１０８は、第２ＩＰ画像メモリ１０６に蓄積されたデータにもとづいて画像を表示する。制御部１１１は、全体の制御を行なう。

図２は本発明にかかる実施の形態１の３次元画像再生装置を特に具体的なハードウェアと関連付けて示す装置ブロック図である。図２において、３次元データ入力手段１０１は、具体的にはＤＶＤドライブによって構成されている。３次元データ記憶部１０２は、ＲＡＭによって構成されている。パラメータ記憶部１０３は、ＲＯＭによって構成されている。レンダリング・エンジン１０４および制御部１１１は、中央処理装置（ＣＰＵ）８０１が、パラメータ記憶部（ＲＯＭ）１０３の中に記憶しているプログラムを、パラメータ記憶部（ＲＯＭ）１０３の中に記憶しているデータを参照したり、３次元データ記憶部（ＲＡＭ）１０２に記憶しているデータを参照したり、変更したりしながら実行することによって構成されている。

第１ＩＰ画像メモリ１０５は、具体的には第１Ｖ−ＲＡＭによって構成されている。第２ＩＰ画像メモリ１０６は、第２Ｖ−ＲＡＭによって構成されている。第１ＩＰ画像表示面１０７は、具体的には透過型ＬＣＤによって構成されている。第２ＩＰ画像表示面１０８は、具体的にはバックライトＬＣＤによって構成されている。

ここで、フライ・アイ・レンズ１０９、第１ＩＰ画像表示面１０７（透過型ＬＣＤ）、および第２ＩＰ画像表示面１０８（バックライトＬＣＤ）は、図３の本発明にかかる実施の形態１によるレンズ手前の物体、およびレンズ奥の物体に対するＩＰ画像と物体および３次元画像の位置関係を示す図に示す幾何学的配置になっている。すなわち、第１ＩＰ画像表示面１０７は、フライ・アイ・レンズ１０９とフライ・アイ・レンズ１０９の焦点面の間とに位置し、また、第２ＩＰ画像表示面１０８は、フライ・アイ・レンズ１０９から見て、焦点面の向こう側に位置している。つまり、フライ・アイ・レンズ１０９の観測者側を第１の面側、フライ・アイ・レンズ１０９の観測者と反対側を第２の面側とした場合、透過型の第１ＩＰ画像表示面１０７が、フライ・アイ・レンズ１０９に対して、フライ・アイ・レンズ１０９の第２の面側の、フライ・アイ・レンズ１０９とフライ・アイ・レンズ１０９の焦点面との間に配置されている。第２ＩＰ画像表示面１０８が、レンズ１０９の焦点面に対して、フライ・アイ・レンズ１０９の第２の面側の、フライ・アイ・レンズ１０９と反対側に配置されている。

このように本実施の形態の３次元画像再生装置は、汎用のコンピュータを利用して、このコンピュータ上で駆動される３次元画像再生プログラムにより実現することができる。そのため、安価な装置とすることができる。

以上のように構成された３次元画像表示装置について、その動作を説明する。まず、図４のフローチャートに沿って全体の動作の概略を説明し、その後に図５および図６のフローチャートによって、レンダリング処理の詳細を説明する。図４において、
（ステップ：Ｓ１００１）
制御部１１１は、例えば、外部機器や記憶媒体等から、３次元データ入力手段１０１を介して、物体の３次元データを取り込む。この３次元データは、具体的には、物体が予め指定された分解能で仮想的に分割された複数のボクセル・キュービックのＸ，Ｙ，Ｚ座標および物体色である。制御部１１１は、この３次元データを、３次元データ入力手段１０１を介して読み込み、一旦３次元データ記憶部１０２に書き込む。

（ステップ：Ｓ１００２）
その後、制御部１１１は、３次元データ記憶部１０２から３次元データを読み出し、Ｚ座標の値をソートキーとして降順（観測者から見て近い順）に並べ替えを行い、再び、３次元データ記憶部１０２に書き込む。

（ステップ：Ｓ１００３）
次いで、制御部１１１は、３次元データ記憶部１０２を参照し、Ｚ座標の値が正である第１のグループＡとＺ座標の値が負である第２のグループＢとに分ける。ここで、３次元データ記憶部１０２内のデータは、既にＺ座標の値でソートされているため、具体的には、制御部１１１は、グループＡとグループＢの境目を表す情報を書き加えることをする。なお、本実施の形態では、フライ・アイ・レンズ１０９から視線方向手前側（観測者に近い側）をＺ座標値の正方向、フライ・アイ・レンズ１０９から視線奥側（観測者に遠い側）をＺ座標値の負方向、フライ・アイ・レンズ１０９の主点面のＺ座標値を「０」としている。

（ステップ：Ｓ１００４）
［レンズ手前の物体のレンダリング処理］
次に、制御部１１１は、３次元データ記憶部１０２に記憶された第１のグループＡに属するボクセル・キュービックに対して、レンダリング・エンジン１０４にレンダリングを要求する。レンダリング処理の詳細については後で説明する。レンダリングの結果は第２ＩＰ画像メモリ１０６に書き込まれる。

（ステップ：Ｓ１００５）
［レンズ奥の物体のレンダリング処理］
次いで、制御部１１１は、３次元データ記憶部１０２に記憶された第２のグループＢに属するボクセル・キュービックに対して、レンダリング・エンジン１０４にレンダリングを要求する。このときの、レンダリング処理の詳細についても後で説明する。レンダリングの結果は第１ＩＰ画像メモリ１０５に書き込まれる。

このようにして、第１ＩＰ画像メモリ１０５および第２ＩＰ画像メモリ１０６に書き込まれた内容を第１ＩＰ画像表示面１０７および第２ＩＰ画像表示面１０８にそれぞれ表示し、フライ・アイ・レンズ１０９を通してこれを観察すると、３次元データ入力手段１０１で入力した物体と同様の物体が３次元画像として得られる。

次に、各レンダリング処理の詳細について、図５および図６のフローチャートに基づいて説明する。まず、図５のフローチャートは、図４のステップ：Ｓ１００４にて読み出されて実行される［レンズ手前の物体のレンダリング処理］の動作を示すものである。フライ・アイ・レンズ１０９より手前にあるボクセル・キュービック（グループＡ）に対するレンダリング処理においては、ボクセル・キュービックが、上下左右反転せず、３次元画像を再生するためには、主点面より向こう側にある第２ＩＰ画像表示面１０８に、レンダリングする必要がある。

（ステップ：Ｓ１１０１）
レンダリング・エンジン１０４は、第２ＩＰ画像表示面１０８上の最初のピクセルに注目する。ピクセルの位置座標は、パラメータ記憶部１０３に記憶されているピクセル配置から決定する。ここで、第２ＩＰ画像表示面１０８の幾何学的位置と第２ＩＰ画像メモリ１０６のアドレスは一意に対応付けられているものとする。

（ステップ：Ｓ１１０２）
レンダリング・エンジン１０４は、第２ＩＰ画像メモリ１０６を参照して、注目しているピクセルが既に生成済みであるか否かを判断する。生成済であれば、ステップ：Ｓ１１１０へ、さもなければ、ステップ：Ｓ１１０４へ進む。

（ステップ：Ｓ１１０４）
レンダリング・エンジン１０４は、最初のボクセル・キュービックに注目する。ここで、最初とは、グループＡに属するボクセル・キュービックの中で先頭に位置するものである。つまり、ボクセル・キュービックを手前から奥に向かって処理することになる。

（ステップ：Ｓ１１０５）
レンダリング・エンジン１０４は、第２ＩＰ画像表示面１０８上の注目しているピクセルの座標位置からフライ・アイ・レンズ１０９の主点を通して、注目しているボクセル・キュービックを捉えることができるか、すなわち、「注目しているピクセル」と「フライ・アイ・レンズ１０９（注目しているピクセルの真上にあるフライ・アイ・レンズ１０９）の主点」と「注目しているボクセル・キュービック」が同一直線上に存在するかを幾何学的な位置関係から計算する。主点の位置座標は、パラメータ記憶部１０３に記憶されている。また、注目しているピクセルが、どのフライ・アイ・レンズ１０９の主点に注目すべきかは、パラメータ記憶部１０３に記憶されているフライ・アイ・レンズ１０９の幾何学的配置とピクセルの配置およびピクセルサイズと主点座標から計算できる。この計算方法は、レイ・トレーシング法における「交差判定法」として種々な方法が提案されているが、ここでは詳細を説明しない。主点を通して捉えることができれば、ステップ：Ｓ１１０７へ、さもなければ、ステップ：Ｓ１１０８へ進む。

（ステップ：Ｓ１１０７）
レンダリング・エンジン１０４は、第２ＩＰ画像メモリ１０６の注目しているピクセルを表すアドレスに、注目しているボクセル・キュービックの色情報と「色情報が書き込まれている」ことを示すデータを書き込む。本実施の形態では、色情報を２４ビットで表現する。そして、第２ＩＰ画像メモリ１０６は１ピクセル当り３２ビットを割り当てている。ここで色情報を書き込むときに、パラメータ記憶部１０３に記憶された、第１ＩＰ画像表示面１０７の透過率を考慮して、第１ＩＰ画像表示面１０７と第２ＩＰ画像表示面１０８が同じ色に見えるように、色情報に演算を施して書き込む。具体的には、ボクセル・キュービックの色情報のＲＧＢ値に透過率を乗算して、この演算結果を色情報として第２ＩＰ画像メモリ１０６に書き込めばよい。また、透過率はＲ，Ｇ，Ｂごとの透過率をパラメータ記憶部１０３に記憶しておいてＲ，Ｇ，Ｂおのおのに乗算する方法や、Ｒ，Ｇ，Ｂの値によって乗算する値をテーブルとして持つ方法なども考えられるが、本発明の趣旨となんら変わりない。最上位の１ビットは「色情報が書き込まれているか、否か」を表す。下位の２４ビットが色情報である。最初、第２ＩＰ画像メモリ１０６には、すべてのピクセルについて「色情報が書き込まれていない」を意味するデータが設定されている。

（ステップ：Ｓ１１０８）
レンダリング・エンジン１０４は、グループＡすべてのボクセル・キュービックに対して処理が終了したか否かを判断する。終了していれば、ステップ：Ｓ１１０９へ、さもなければ、ステップ：Ｓ１１１１へ進む。

（ステップ：Ｓ１１０９）
レンダリング・エンジン１０４は、第２ＩＰ画像メモリ１０６を参照して、第２ＩＰ画像表示面１０８上のすべてのピクセルについて処理が終了したか否かを判断する。すべてのピクセルについて終了していなければ、ステップ：Ｓ１１１０へ、さもなければ、すべてのピクセルについて終了していれば処理を終了する。

（ステップ：Ｓ１１１０）
レンダリング・エンジン１０４は、注目しているピクセルを「次」に変更する。ステップ：Ｓ１１０２へ進む。

（ステップ：Ｓ１１１１）
レンダリング・エンジン１０４は、注目しているボクセル・キュービックを「次」に変更する。ここで、「次」とは、ソートされた順序でひとつ後を意味する。すなわち、ボクセル・キュービックをＺ方向手前から奥に向かって処理するのである。ステップ：Ｓ１１０５へ進む。

以上のように、Ｚ座標の値がフライ・アイ・レンズ１０９より手前にあるボクセル・キュービックについて、ボクセル・キュービックを手前から処理している。このとき、既に、色情報が書き込まれているピクセルについては処理をスキップするため、視線手前の色情報を奥側にある（つまり、後から処理される）ボクセル・キュービックの色情報で上書きすることを防ぐと同時に交差判定を行う手間を回避している。

なお、本実施の形態では、注目するピクセルの変更順序については特に触れていないが、例えば、左上から右下に向かって、主走査方向を上下にとり、副走査方向を左右にとる方法などが考えられる。また、フライ・アイ・レンズ１０９毎にその真下に位置するピクセルを処理し、注目するフライ・アイ・レンズ１０９を移動していく方法も考えられるが、いずれも、本発明の主旨とはなんら変わりない。

次に、図６のフローチャートにしたがって、ステップ：Ｓ１００５における、フライ・アイ・レンズ１０９より向こう側にあるボクセル・キュービック（グループＢ）に対するレンダリング処理について説明する。これまで説明したように、フライ・アイ・レンズ１０９より奥にあるボクセル・キュービックが、上下左右反転せず、３次元画像を再生するためには、主点面より手前にある第１ＩＰ画像表示面１０７に、レンダリングする必要がある。

（ステップ：Ｓ１２０１）
レンダリング・エンジン１０４は、第１ＩＰ画像表示面１０７上の最初のピクセルに注目する。ピクセルの位置座標は、パラメータ記憶部１０３に記憶されている、ピクセル配置から決定する。ここで、第１ＩＰ画像表示面１０７の幾何学的位置と第１ＩＰ画像メモリ１０５のアドレスは一意に対応付けられているものとする。

（ステップ：Ｓ１２０２）
レンダリング・エンジン１０４は、第１ＩＰ画像メモリ１０５を参照して、注目しているピクセルが既に生成済みであるか否かを判断する。生成済であれば、ステップ：Ｓ１２０９へ、さもなければ、ステップ：Ｓ１２０３へ進む。

（ステップ：Ｓ１２０３）
レンダリング・エンジン１０４は、ステップ：Ｓ１２０２で注目している第１ＩＰ画像表示面１０７上のピクセル位置と、このピクセルの真上にあるフライ・アイ・レンズ１０９の主点位置を結んだ直線の延長線が、第２ＩＰ画像表示面１０８と交わる位置を計算し、この位置座標に第２ＩＰ画像メモリ１０６を参照して、ピクセルが既に生成済みであるか否かを判断する。図７は、このときの第１ＩＰ画像表示面１０７のピクセルと第２ＩＰ画像表示面１０８のピクセルとフライ・アイ・レンズ１０９の位置関係を示している。生成済であれば、ステップ：Ｓ１２０９へ、さもなければ、ステップ：Ｓ１２０４へ進む。

（ステップ：Ｓ１２０４）
レンダリング・エンジン１０４は、最初のボクセル・キュービックに注目する。ここで、最初とは、グループＢに属するボクセル・キュービックの中で先頭に位置するものである。つまり、ボクセル・キュービックを手前から奥に向かって処理することになる。

（ステップ：Ｓ１２０５）
レンダリング・エンジン１０４は、第１ＩＰ画像表示面１０７上の注目しているピクセルの座標位置からフライ・アイ・レンズ１０９の主点を通して、注目しているボクセル・キュービックを捉えることができるか、すなわち、「注目しているピクセル」と「フライ・アイ・レンズ１０９（注目しているピクセルの真上にあるフライ・アイ・レンズ１０９）の主点」と「注目しているボクセル・キュービック」が同一直線上に存在するかを幾何学的な位置関係から計算する。主点の位置座標は、パラメータ記憶部１０３に記憶されている。また、注目しているピクセルが、どのフライ・アイ・レンズ１０９の主点に注目すべきか、はパラメータ記憶部１０３に記憶されているフライ・アイ・レンズ１０９の幾何学的配置とピクセルの配置およびピクセルサイズと主点座標から決定できる。この計算法はレイ・トレーシング法における「交差判定法」としていろいろな方法が提案されているが、ここでは詳細を説明しない。主点を通して捉えることができれば、ステップ：Ｓ１２０６へ、さもなければ、ステップ：Ｓ１２０７へ進む。

（ステップ：Ｓ１２０６）
レンダリング・エンジン１０４は、第１ＩＰ画像メモリ１０５の注目しているピクセルを表すアドレスに、注目しているボクセル・キュービックの色情報と「色情報が書き込まれている」ことを示すデータを書き込む。ここでは、色情報を２４ビットで表現する。そして、第１ＩＰ画像メモリ１０５は１ピクセル当り３２ビットを割り当てている。最上位の１ビットは「色情報が書き込まれているか、否か」を表す。下位の２４ビットが色情報である。最初、第１ＩＰ画像メモリ１０５には、すべてのピクセルについて「色情報が書き込まれていない」を意味するデータが設定されている。

（ステップ：Ｓ１２０７）
レンダリング・エンジン１０４は、グループＢすべてのボクセル・キュービックに対して処理が終了したか否かを判断する。終了していれば、ステップ：Ｓ１２０８へ、さもなければ、ステップ：Ｓ１２１０へ進む。

（ステップ：Ｓ１２０８）
レンダリング・エンジン１０４は、第１ＩＰ画像メモリ１０５を参照して、第１ＩＰ画像表示面１０７上のすべてのピクセルについて処理が終了したか否かを判断する。終了していなければ、ステップ：Ｓ１２０９へ、さもなければ、処理を終了する。

（ステップ：Ｓ１２０９）
レンダリング・エンジン１０４は、注目しているピクセルを次に変更する。ステップ：Ｓ１２０２へ進む。

（ステップ：Ｓ１２１０）
レンダリング・エンジン１０４は、注目しているボクセル・キュービックを次に変更する。ここで、次とは、ソートされた順序でひとつ後を意味する。すなわち、ボクセル・キュービックをＺ方向手前から奥に向かって処理するのである。ステップ：Ｓ１２０５へ進む。

このように、本実施の形態の３次元画像再生方法は、フライ・アイ・レンズ１０９と焦点面の間に指定したピクセルを透明にすることのできる第１ＩＰ画像表示面１０７を置き、フライ・アイ・レンズ１０９から見て焦点面の向こう側に第２ＩＰ画像表示面１０８を置くことによって、フライ・アイ・レンズ１０９の手前にある物体は第２ＩＰ画像表示面１０８で表示し、フライ・アイ・レンズ１０９の向こう側にある物体は、第１ＩＰ画像表示面１０７で表示し、第２ＩＰ画像表示面１０８上のピクセルとフライ・アイ・レンズ１０９を結ぶ直線と第１ＩＰ画像表示面１０７が交差するピクセル位置を透明にする。これにより、フライ・アイ・レンズ１０９の手前にある物体も、向こう側にある物体も、元の物体と同じ大きさで、同じ位置に、かつ、上下左右が反転することなく、結像するため、解像度感の高い３次元再生画像を得ることができる。

また、本実施の形態の３次元画像再生方法は、まず、第１ＩＰ画像表示面１０７にＩＰ画像を書き込み、その後で、第２ＩＰ画像表示面１０８にＩＰ画像を書き込む際に、ＩＰ画像を書き込むピクセル位置とフライ・アイ・レンズ１０９の主点とを結ぶ直線が第１ＩＰ画像表示面１０７と交わる位置のピクセルを透明にする。これにより、第２ＩＰ画像表示面１０８上のピクセルは、必ずフライ・アイ・レンズ１０９と透明な第１ＩＰ画像表示面１０７のピクセルを通して見ることができるので、フライ・アイ・レンズ１０９の向こう側にある物体の３次元像を得るための第１ＩＰ画像表示面１０７上のピクセルが、フライ・アイ・レンズ１０９の手前にある３次元像を得るための第２ＩＰ画像表示面１０８上のピクセルを隠すことがなく、視線奥行き方向に正しい配置で３次元画像が再生できる。

さらにまた、本実施の形態の３次元画像再生方法は、物体をボクセル・キュービックに分解したデータをボクセル・キュービックのＺ座標の値で降順にソートし（ここでは、Ｚ座標をフライ・アイ・レンズ１０９に垂直で、原点をフライ・アイ・レンズ１０９の主点面にとり、観測者方向を正とする）、この順序で、ボクセル・キュービックに対応するＩＰ画像を求めて行く。そして、第１、第２ＩＰ画像表示面１０７，１０８上にＩＰ画像が存在する場合は処理をスキップする。これにより、観測者から見て手前にあるボクセル・キュービックが先に処理され、第１、第２ＩＰ画像表示面１０７，１０８上の同じピクセル位置に複数のボクセル・キュービックが写像される場合には、常に視線手前のデータが勝ち残り、視線奥にあるはずの物体が視線手前に見えるといった現象を回避できるとともに、ＩＰ画像表示面１０７，１０８上で既に、ＩＰ画像を求めてあるピクセルについては処理をスキップできるため、処理用を軽減でき、処理の高速化が期待できる。

つまり、本実施の形態においては、視線手前にある第１ＩＰ画像表示面１０７にＩＰ画像を生成する際に、既に視線後ろにある第２ＩＰ画像表示面１０８に生成されている画像を妨害しないように生成するため、３次元画像を再生したときに、フライ・アイ・レンズ１０９より奥にある物体がフライ・アイ・レンズ１０９より手前にある物体を隠すようなことが起こらない。また、フライ・アイ・レンズ１０９手前の物体に対する３次元画像もフライ・アイ・レンズ１０９奥の物体に対する３次元画像も上下左右反転を起こさず、しかも、元の位置に結像するため、高い解像度感を持った３次元画像を得ることができる。さらに、第１ＩＰ画像表示面１０７の透過率を考慮して第２ＩＰ画像表示面１０８上のピクセルを生成しているため、観測者から見て第１ＩＰ画像表示面１０７の色と第２ＩＰ画像表示面１０８の色が同様に見え、リアルな３次元画像を得ることができる。

なお、ここでは、物体を立方体（ボクセル・キュービック）に分解してモデリングしているが、立方体の代わりに球や直方体を用いても本発明の主旨にかわりない。

（実施の形態２）
図８は本発明にかかる実施の形態２の３次元画像再生装置の機能ブロック図である。図９は本発明にかかる実施の形態２の３次元画像再生装置を特にハードウェアと関連付けて示す装置ブロック図である。図８および図９において、本実施の形態の３次元画像再生装置においては、第２ＩＰ画像表示面１０７にコントラストを調整するためのコントラスト調整部１１０が設けられている。その他の構成は、実施の形態１の３次元画像再生装置と同様である。

このように構成された本実施の形態の３次元画像再生装置について、図１０乃至図１２のフローチャートに沿って動作を説明する。まず、図１０のフローチャートに従って、全体の動作の概略を説明し、その後でレンダリング処理の詳細を説明する。実施の形態１においては、フライ・アイ・レンズ１０９の手前の物体に対してレンダリング処理を行った後、奥の物体に対してレンダリング処理を行った。しかしながら、本実施の形態においては、奥の物体に対してレンダリング処理を行った後、手前の物体に対してレンダリング処理を行う。本実施の形態の構成上の特徴を明確にするため、実施の形態１の動作と実質的に同じ動作をするブロックについては、対応するブロックを挙げて簡単に説明する。そして、異なる部分を中心に説明する。

（ステップ：Ｓ１６０１〜ステップ：Ｓ１６０３）
本実施の形態のステップ：Ｓ１６０１〜ステップ：Ｓ１６０３の動作は、実施の形態１の図４のフローチャートのステップ：Ｓ１００１〜ステップ：Ｓ１００３と同じ動作をする。すなわち、３次元データを読み込み、次いで、Ｚ座標の値をソートキーとして降順に並べ替え、その後、Ｚ座標の値が正である第１のグループＡとＺ座標の値が負である第２のグループＢとに分ける。

（ステップ：Ｓ１６０４）
次に、制御部１１１は、３次元データ記憶部１０２に記憶された、第１のグループＡに属するボクセル・キュービックに対して、レンダリング・エンジン１０４にレンダリングを要求する。つまり、フライ・アイ・レンズ１０９の奥の物体に対して、レンダリング処理を行う。レンダリングの結果は第１ＩＰ画像メモリ１０５に書き込まれる。

（ステップ：Ｓ１６０５）
次に、本実施の形態においては、制御部１１１は、まず３次元データ記憶部１０２に記憶された第２のグループＢに属するボクセル・キュービックに対して、レンダリング・エンジン１０４にレンダリングを要求する。つまり、フライ・アイ・レンズ１０９の手前の物体に対して、レンダリング処理を行う。レンダリングの結果は第２ＩＰ画像メモリ１０６に書き込まれる。

次に、各レンダリング処理の詳細について、図１１および図１２のフローチャートに基づいて説明する。まず、図１１のフローチャートは、図１０のステップ：Ｓ１６０４にて読み出されて実行される［レンズ奥の物体のレンダリング処理］の動作を示すものである。この動作は、実施の形態１の図６のフローチャートに概略同様である。しかしながら、本実施の形態においては、レンズ奥の物体に対して先にレンダリング処理を行うので、ピクセルが既に生成済みであるか否かを判断するステップ：Ｓ１２０３に相当するステップはない。

実施の形態１と同様に、フライ・アイ・レンズ１０９より奥にあるボクセル・キュービックが、上下左右反転せず、３次元画像を再生するためには、主点面より手前側にある第１ＩＰ画像表示面１０７に、レンダリングしなければならない。

（ステップ：Ｓ１７０１、ステップ：Ｓ１７０２）
本実施の形態のステップ：Ｓ１７０１およびステップ：Ｓ１７０２の動作は、実施の形態１の図６のフローチャートのステップ：Ｓ１２０１およびステップ：Ｓ１２０２と同じ動作をする。すなわち、レンダリング・エンジン１０４は、第１ＩＰ画像メモリ１０５を参照して、注目しているピクセルが既に生成済みであるか否かを判断して、生成済であれば、ステップ：Ｓ１７０９へ移行して、次のピクセルを注目し、さもなければ、ステップ：Ｓ１７０４へ進む。そして、本実施の形態においては、上述のように、レンズ奥の物体に対して先にレンダリング処理を行うので、ピクセルが既に生成済みであるか否かを判断する図６のステップ：Ｓ１２０３に相当するステップはない。

（ステップ：Ｓ１７０４〜ステップ：Ｓ１７０９）
次いで、本実施の形態のステップ：Ｓ１７０４〜ステップ：Ｓ１７０９の動作に関しては、実施の形態１の図６のフローチャートのステップ：Ｓ１２０４〜ステップ：Ｓ１２０９と同じ動作をする。

以上のように、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、Ｚ座標の値がフライ・アイ・レンズ１０９より手前にあるボクセル・キュービックについて、ボクセル・キュービックを奥から処理しており、このとき、既に、色情報が書き込まれているピクセルについては処理をスキップするため、視線手前の色情報を奥側にある（つまり、後から処理される）ボクセル・キュービックの色情報で上書きすることを防ぐと同時に交差判定を行う手間を回避することができる。

［レンズ手前の物体のレンダリング］
次に、図１２のフローチャートにしたがって、ステップ：Ｓ１６０５における、フライ・アイ・レンズ１０９より手前側にあるボクセル・キュービック（グループＡ）に対するレンダリング処理について説明する。実施の形態１と同様に、フライ・アイ・レンズ１０９より手前にあるボクセル・キュービックが、上下左右反転せず、３次元画像を再生するためには、主点面より奥にある第２ＩＰ画像表示面１０８に、レンダリングしなければならない。

（ステップ：Ｓ１８０１、ステップ：Ｓ１８０２）
本実施の形態のステップ：Ｓ１８０１およびステップ：Ｓ１８０２の動作は、実施の形態１の図５のフローチャートのステップ：Ｓ１１０１およびステップ：Ｓ１１０２と同じ動作をする。そして、本実施の形態においては、フライ・アイ・レンズ１０９より奥のボクセル・キュービックが先にレンダリング処理しているので、図５のフローチャートと比較して、次のステップ：Ｓ１８０３が追加されている。

（ステップ：Ｓ１８０３）
レンダリング・エンジン１０４は、ステップ：Ｓ１８０２で注目している第２ＩＰ画像表示面１０８上のピクセル位置と、このピクセルの真上にあるレンズ１０９の主点位置を結んだ直線が、第１ＩＰ画像表示面１０７と交わる位置を計算し、この位置座標に第１ＩＰ画像メモリ１０５を参照して、ピクセルが既に生成済みであるか否かを判断する。図１３は、このときの第１ＩＰ画像表示面１０７のピクセルと第２ＩＰ画像表示面１０８のピクセルとフライ・アイ・レンズ１０９の位置関係を示している。生成済であれば、ステップ：Ｓ１８１０へ、さもなければ、ステップ：Ｓ１８０４へ進む。

（ステップ：Ｓ１８０４）
次に、レンダリング・エンジン１０４は、最初のボクセル・キュービックに注目する。ここで、最初とは、グループＢに属するボクセル・キュービックの中で先頭に位置するものである。つまり、ボクセル・キュービックを手前から奥に向かって処理することになる。

（ステップ：Ｓ１８０５）
レンダリング・エンジン１０４は、実施の形態１と同様に、第２ＩＰ画像表示面１０８上の注目しているピクセルの座標位置からフライ・アイ・レンズ１０９の主点を通して、注目しているボクセル・キュービックを捉えることができるか、すなわち、「注目しているピクセル」と「フライ・アイ・レンズ１０９（注目しているピクセルの真上にあるフライ・アイ・レンズ１０９）の主点」と「注目しているボクセル・キュービック」が同一直線上に存在するかを幾何学的な位置関係から計算する。主点の位置座標は、パラメータ記憶部１０３に記憶されている。また、注目しているピクセルが、どのフライ・アイ・レンズ１０９の主点に注目すべきか、はパラメータ記憶部１０３に記憶されているフライ・アイ・レンズ１０９の幾何学的配置とピクセルの配置およびピクセルサイズと主点座標から決定できる。この計算法はレイ・トレーシング法における「交差判定法」としていろいろな方法が提案されているが、ここでは詳細を説明しない。主点を通して捉えることができれば、ステップ：Ｓ１８０７へ、さもなければ、ステップ：Ｓ１８０６へ進む。

（ステップ：Ｓ１８０６）
レンダリング・エンジン１０４は、ステップＳ１８０３で求めたピクセル位置に相当する第１ＩＰ画像メモリ１０５のアドレスに、透明を表すデータすなわち、Ｒ＝０，Ｇ＝０，Ｂ＝を書き込む。最上位の１ビットは「色情報が書き込まれているか、否か」を表す。下位の２４ビットが色情報である。最初、第１ＩＰ画像メモリ１０５には、すべてのピクセルについて「色情報が書き込まれていない」を意味するデータが設定されている。

（ステップ：Ｓ１８０７）
レンダリング・エンジン１０４は、第２ＩＰ画像メモリ１０６の注目しているピクセルを表すアドレスに、注目しているボクセル・キュービックの色情報と「色情報が書き込まれている」ことを示すデータを書き込む。ここでは、色情報を２４ビットで表現する。そして、第２ＩＰ画像メモリ１０６は１ピクセル当り３２ビットを割り当てている。最上位の１ビットは「色情報が書き込まれているか、否か」を表す。下位の２４ビットが色情報である。最初、第２ＩＰ画像メモリ１０６には、すべてのピクセルについて「色情報が書き込まれていない」を意味するデータが設定されている。

（ステップ：Ｓ１８０８〜ステップ：Ｓ１８１１）
本実施の形態のステップ：Ｓ１８０８〜ステップ：Ｓ１８１１の動作は、実施の形態１の図５のフローチャートのステップ：Ｓ１１０８〜ステップ：Ｓ１１１１と同じ動作をする。

このように本実施の形態のＩＰ画像生成方法は、まず、第１ＩＰ画像表示面１０７にＩＰ画像を書き込み、その後で、第２ＩＰ画像表示面１０８にＩＰ画像を書き込む際に、ＩＰ画像を書き込むピクセル位置とフライ・アイ・レンズ１０９の主点とを結ぶ直線の延長線が第１ＩＰ画像表示面１０７と交わる場合は、求めた第１ＩＰ画像表示面上のピクセル位置のピクセルを透明にする。これにより、第２ＩＰ画像表示面１０８上のピクセルはかならずフライ・アイ・レンズ１０９と透明な第１ＩＰ画像表示面１０７のピクセルを通して見えるので、フライ・アイ・レンズ１０９の向こう側にある物体の３次元像を得るための第１ＩＰ画像表示面１０７上のピクセルが、フライ・アイ・レンズ１０９の手前にある３次元像を得るための第２ＩＰ画像表示面１０８上のピクセルを隠すことがなく、視線奥行き方向に正しい配置で３次元画像が再生できる。

また、本実施の形態のＩＰ画像生成方法は、透明な第１ＩＰ画像表示面１０７の透明度を考慮し、第１ＩＰ画像表示面１０７の透明なピクセルを通して見た第２ＩＰ画像表示面１０８の色が、どの程度減衰するかを、数値的に表現し、第１ＩＰ画像表示面１０７上に表示する色を減衰させ、第１ＩＰ画像表示面１０７の色と第２ＩＰ画像表示面１０８の同じ色調に見えるようにしている。これにより、フライ・アイ・レンズ１０９の手前の物体と向こう側の物体が同じ色のダイナミック・レンジで再現されるため、違和感のない、３次元画像を得ることができる。

そして、本実施の形態の３次元画像再生装置においては、第２ＩＰ画像表示面１０８に対するコントラスト調整部１１０が設けられている。これにより、第１ＩＰ画像表示面１０７の透明部を通して第２ＩＰ画像表示面１０８を見たときの色のダイナミック・レンジと第１ＩＰ画像表示面１０７のダイナミック・レンジを整合させることができ、違和感のない３次元画像を再現することができる。

つまり、本実施の形態の３次元画像再生装置においては、視線奥にある第２ＩＰ画像表示面１０８にＩＰ画像を生成する際に、既に視線手前にある第１ＩＰ画像表示面１０７に生成されている画像が妨害している場合は、これを透明なピクセルと置き換えることで、妨害しないようになるため、３次元画像を再生したときに、フライ・アイ・レンズ１０９より奥にある物体がフライ・アイ・レンズ１０９より手前にある物体を隠すようなことが起こらない。また、フライ・アイ・レンズ１０９手前の物体に対する３次元画像もフライ・アイ・レンズ１０９奥の物体に対する３次元画像も上下左右が反転しないため、高い解像度感を持った３次元画像を得ることができる。さらに、第１ＩＰ画像表示面１０７の透過率を考慮して、コントラスト調整部を調整することで、観測者から見て第１ＩＰ画像表示面１０７の色と第２ＩＰ画像表示面１０８の色が同様に見え、リアルな３次元画像を得ることができる。

なお、本実施の形態では、第２ＩＰ画像表示面１０８のピクセルとフライ・アイ・レンズ１０９の主点を結ぶ直線上と第１ＩＰ画像表示面１０７の交差する位置に色情報が書き込まれている場合には、第１ＩＰ画像表示面１０７上のピクセルを透明にしてから第２ＩＰ画像表示面１０８にピクセルを書き込んでいるが、この処理の順序を逆にしても本発明の趣旨となんら変わりない。

以上のように、本発明にかかる３次元画像再生方法、３次元画像再生プログラム、記憶媒体および３次元画像再生装置は、フライ・アイ・レンズと交差するような位置にある物体であっても、レンズの手前部分および奥の部分の３次元画像がレンズ内で上下左右反転を起こすことがないため、解像度感の高い３次元画像を得ることができる。このため、例えばＩＰディスプレイ装置やＩＰ画像を提供するサービスおよびそのサービスに用いられるＩＰ画像受信端末、フォログラム表示装置、建築・デザイン・機構向けフォログラムＣＡＤ、コンピュータ上で動作するＩＰ画像生成ソフトウェアなどへ適用されて好適なものである。

本発明にかかる実施の形態１の３次元画像再生装置の機能ブロック図 本発明にかかる実施の形態１の３次元画像再生装置を特に具体的なハードウェアと関連付けて示す装置ブロック図 本発明にかかる実施の形態１によるレンズ手前の物体、およびレンズ奥の物体に対するＩＰ画像と物体および３次元画像の位置関係を示す図 本発明にかかる実施の形態１による３次元画像再生装置の全体の概略の動作を示すフローチャート 本発明にかかる実施の形態１による３次元画像再生装置のレンズ手前の物体のレンダリング処理の動作を示すフローチャート 本発明にかかる実施の形態１による３次元画像再生装置のレンズ奥の物体のレンダリング処理の動作を示すフローチャート 本発明にかかる実施の形態１における２つのＩＰ画像表示面とレンズの位置関係を示す図 本発明にかかる実施の形態２の３次元画像再生装置の機能ブロック図 本発明にかかる実施の形態２の３次元画像再生装置を特に具体的なハードウェアと関連付けて示す装置ブロック図 本発明にかかる実施の形態２による３次元画像再生装置のレンズ奥の物体のレンダリング処理の動作を示すフローチャート 本発明にかかる実施の形態２による３次元画像再生装置のレンズ奥の物体のレンダリング処理の動作を示すフローチャート 本発明にかかる実施の形態２による３次元画像再生装置のレンズ手前の物体のレンダリング処理の動作を示すフローチャート 本発明にかかる実施の形態２における２つのＩＰ画像表示面とレンズの位置関係を示す図 ボクセル・キュービックとＩＰ表示画面上のピクセルの位置関係を示す図 レンズ手前の物体に対するＩＰ画像と物体および３次元画像の位置関係を示す図 レンズ奥の物体に対するＩＰ画像と物体および３次元画像の位置関係を示す図 ＩＰ画像表示面が１枚しかない場合のＩＰ画像と３次元画像の位置関係を示す図 レンズ手前の物体に対するＩＰ画像をレンズを通して見た様子を示す拡大図 レンズ奥の物体に対するＩＰ画像をレンズを通して見た様子を示す拡大図

符号の説明

１０１ ３次元データ入力手段
１０２ ３次元データ記憶部（３次元データ記憶手段）
１０３ パラメータ記憶部
１０４ レンダリング・エンジン
１０５ 第１ＩＰ画像メモリ（ＩＰ画像記憶手段）
１０６ 第２ＩＰ画像メモリ（ＩＰ画像記憶手段）
１０７ 第１ＩＰ画像表示面
１０８ 第２ＩＰ画像表示面
１０９ フライ・アイ・レンズ
１１０ コントラスト調整部
１１１ 制御部
８０１ 中央処置装置（ＣＰＵ）

Claims (15)

1. 物体を複数のボクセル・キュービックに仮想的に分割し、夫々のボクセル・キュービックについてＩＰ画像表示面への結像を求めることによりＩＰ画像を作成し、該ＩＰ画像を、フライ・アイ・レンズを通して観察することによって３次元画像を再生するインテグラル・フォトグラフィー法を用いた３次元画像再生方法において、
   前記物体が仮想的に複数に分割されてなる夫々の前記ボクセル・キュービックの少なくとも３次元座標と色情報とを含む次元データを３次元データ記憶手段に記憶して、
   第１の面および第２の面を有するフライ・アイ・レンズに対して、
   透過型の第１ＩＰ画像表示面を、前記フライ・アイ・レンズの前記第２の面側の、前記フライ・アイ・レンズと該フライ・アイ・レンズの焦点面との間に配置して、
   第２ＩＰ画像表示面を、前記フライ・アイ・レンズの前記第２の面側の、前記フライ・アイ・レンズの焦点面に対して、前記フライ・アイ・レンズと反対側に配置して、
   レンダリング・エンジンを用いて、前記ボクセル・キュービックの３次元座標、前記フライ・アイ・レンズの主点面、前記第１ＩＰ画像表示面および前記第２ＩＰ画像表示面の幾何学的位置関係から、前記フライ・アイ・レンズの第１の面側の前記物体の前記第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めるとともに、前記フライ・アイ・レンズの第２の面側の前記物体の前記第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めて、その後、
   前記第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像および前記第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像をＩＰ画像記憶手段に記憶すること特徴とする３次元画像再生方法。
2. 先に、前記第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めた後に、次に前記第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求め、該第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求める際に、前記物体と前記フライ・アイ・レンズの主点と前記第２ＩＰ画像表示面におけるピクセルとを結ぶ直線が、前記第１ＩＰ画像と交わるピクセル位置を求めて、その位置に透明を表すデータを書き込むことを特徴とする請求項１に記載のＩＰ画像生成方法。
3. 先に、前記第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めた後に、次に前記第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求め、該第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求める際に、前記物体と前記フライ・アイ・レンズの主点と前記第１ＩＰ画像表示面におけるピクセルとを結ぶ直線の延長線が、前記第２ＩＰ画像表示面と交わるピクセル位置を求めて、そのピクセル位置に既にＩＰ画像が書き込まれていた場合には、前記第１ＩＰ画像表示面のピクセルにはＩＰ画像を書き込まないことを特徴とする請求項１に記載のＩＰ画像生成方法。
4. 前記ボクセル・キュービックの前記３次元データを前記フライ・アイ・レンズに交差する方向の軸座標値に関してソートしておき、前記フライ・アイ・レンズの前記第１の面側の最も遠い位置の前記ボクセル・キュービックからＩＰ画像のピクセル位置を求め、求めたＩＰ画像をＩＰ画像表示面に書き込む際に、既にピクセル位置にＩＰ画像が書き込まれていた場合には、上書きしないことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のＩＰ画像生成方法。
5. 前記第１ＩＰ画像表示面の透明度を考慮し、前記第１ＩＰ画像表示面にＩＰ画像を書き込むときに、書き込むべきＩＰ画像の色情報に前記透明度を考慮した演算を施し、前記第１ＩＰ画像表示面を通して見た前記第２ＩＰ画像表示面の色調と前記第１ＩＰ画像表示面の色調とが同様に見えるようにしたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のＩＰ画像生成方法。
6. 前記第１のＩＰ画像表示面のダイナミックレンジを落とすことで前記色調が同様に見えることを特徴とする請求項５に記載のＩＰ画像生成方法。
7. 前記第１のＩＰ画像表示面のダイナミックレンジを上げることで前記色調が同様に見えることを特徴とする請求項５に記載のＩＰ画像生成方法。
8. 物体を複数のボクセル・キュービックに仮想的に分割し、夫々のボクセル・キュービックについてＩＰ画像表示面への結像を求めることによりＩＰ画像を作成し、該ＩＰ画像を、フライ・アイ・レンズを通して観察することによって３次元画像を再生するインテグラル・フォトグラフィー法を用いた３次元画像再生の手順が記述された３次元画像再生プログラムにおいて、
   前記物体が仮想的に複数に分割されてなる夫々の前記ボクセル・キュービックの少なくとも３次元座標と色情報とを含む３次元データを３次元データ記憶手段に記憶する手順と、
   レンダリング・エンジンを用いて、第１の面および第２の面を有するフライ・アイ・レンズ、前記フライ・アイ・レンズの前記第２の面側で前記フライ・アイ・レンズと該フライ・アイ・レンズの焦点面との間に配置された透過型の第１ＩＰ画像表示面、および前記フライ・アイ・レンズの前記第２の面側で前記フライ・アイ・レンズの焦点面に対して、前記フライ・アイ・レンズと反対側に配置された第２ＩＰ画像表示面に関して、前記ボクセル・キュービックの３次元座標、前記フライ・アイ・レンズの主点面、前記第１ＩＰ画像表示面、および前記第２ＩＰ画像表示面の幾何学的位置関係から、前記フライ・アイ・レンズの第１の面側の前記物体の前記第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めるとともに、前記フライ・アイ・レンズの第２の面側の前記物体の前記第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求める手順と、
   前記第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像および前記第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像をＩＰ画像記憶手段に記憶する手順とが記述されていること特徴とする３次元画像再生プログラム。
9. 先に、前記第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めるように記述され、次に、前記第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めるように記述され、当該第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求める際に、前記物体と前記フライ・アイ・レンズの主点と第２ＩＰ画像表示面におけるピクセルとを結ぶ直線が、第１ＩＰ画像と交わるピクセル位置を中央処置装置に演算させて、求められた位置のデータに透明を表すデータを書き込むように記述されていることを特徴とする請求項８に記載のＩＰ画像生成プログラム。
10. 先に、前記第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めるように記述され、次に前記第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めるように記述され、当該第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求める際に、前記物体と前記フライ・アイ・レンズの主点と第１ＩＰ画像表示面におけるピクセルとを結ぶ直線の延長線が、前記第２ＩＰ画像表示面と交わるピクセル位置を中央処置装置に演算させて、そのピクセル位置に既にＩＰ画像が書き込まれていた場合には、第１ＩＰ画像表示面のピクセルにはＩＰ画像を書き込まない手順が記述されていることを特徴とする請求項８に記載のＩＰ画像生成プログラム。
11. 前記ボクセル・キュービックの前記３次元データを３次元データ記憶手段から読み出して、前記３次元座標の前記フライ・アイ・レンズに交差する方向の軸座標値に関してソートしておき、前記フライ・アイ・レンズの前記第１の面側の最も遠い位置の前記ボクセル・キュービックからＩＰ画像のピクセル位置を求め、求めたＩＰ画像をＩＰ画像表示面に書き込む際に既にピクセル位置にＩＰ画像が書き込まれていた場合には、上書きしない手順が記述されていることを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載のＩＰ画像生成プログラム。
12. 前記第１ＩＰ画像表示面の透明度を考慮し、前記第１ＩＰ画像表示面にＩＰ画像を書き込むときに、書き込むべきＩＰ画像の色情報に前記透明度を考慮した演算を中央処置装置にさせ、前記第１ＩＰ画像表示面を通して見た前記第２ＩＰ画像表示面の色調と前記第１ＩＰ画像表示面の色調とが同様に見えるようにする手順が記述されていることを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載のＩＰ画像生成プログラム。
13. 請求項８から１２のいずれか１項に記載のＩＰ画像生成プログラムが記録されていることを特徴とする記憶媒体。
14. 物体を複数のボクセル・キュービックに仮想的に分割し、夫々のボクセル・キュービックについてＩＰ画像表示面への結像を求めることによりＩＰ画像を作成し、該ＩＰ画像を、フライ・アイ・レンズを通して観察することによって３次元画像を再生するインテグラル・フォトグラフィー法を用いた３次元画像再生装置において、
    物体が仮想的に複数に分割されてなる夫々のボクセル・キュービックの少なくとも３次元座標と色情報とを含む３次元データを記憶する３次元データ記憶部と、
    第１の面および第２の面を有するフライ・アイ・レンズと、
    前記フライ・アイ・レンズの前記第２の面側において、前記フライ・アイ・レンズと該フライ・アイ・レンズの焦点面との間に配置された透過型の第１ＩＰ画像表示面と、
    前記フライ・アイ・レンズの前記第２の面側において、前記フライ・アイ・レンズの焦点面に対して、前記フライ・アイ・レンズと反対側に配置された第２ＩＰ画像表示面と、 前記ボクセル・キュービックの３次元座標、前記フライ・アイ・レンズの主点面、前記第１ＩＰ画像表示面、および前記第２ＩＰ画像表示面の幾何学的位置関係から、前記フライ・アイ・レンズの第１の面側の前記物体の前記第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めるとともに、前記フライ・アイ・レンズの第２の面側の前記物体の前記第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を求めるレンダリング・エンジンと、
    前記第１ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像および前記第２ＩＰ画像表示面に結像するＩＰ画像を記憶するＩＰ画像記憶手段と、
    を有すること特徴とする３次元画像再生装置。
15. 前記第２ＩＰ画像表示面は、前記第１ＩＰ画像表示面よりも色再現性においてダイナミック・レンジが大きく、コントラストを調整するコントラスト調整部が設けられていること特徴とする請求項１４に記載の３次元画像再生装置。

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