JP2010128450A - Three-dimensional display object, three-dimensional image forming apparatus, method and program for forming three-dimensional image - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、３次元表示物体、３次元画像作成装置、３次元画像作成方法およびプログラムに係り、特に、表示対象物体を観察者の視線方向から射影した２次元画像を、任意の奥行き幅を持たせて重ねて表示することにより、３次元立体像を表示する技術である。 The present invention relates to a three-dimensional display object, a three-dimensional image creation apparatus, a three-dimensional image creation method, and a program, and in particular, a two-dimensional image obtained by projecting a display target object from the line of sight of an observer has an arbitrary depth width. This is a technique for displaying a three-dimensional stereoscopic image by overlapping and displaying.
奥行き位置を知覚できる３次元表示方法については様々な提案がなされているが、複数の２次元画像を重ね合わせることにより、３次元立体像を表示するＤＦＤ（Depth-Fused-3D）方式の３次元表示方法は、長時間見ても比較的疲れにくく、自然な立体像を知覚できることから注目を集めている。（下記、特許文献１参照）
図１１に、ＤＦＤ方式の３次元表示方法の表示原理を示す。
ＤＦＤ方式の３次元表示方法では、観察者１００１から見て異なった奥行き位置にある複数の表示面（１００２，１００３）（表示面１００２が表示面１００３よりも観察者１００１に近い）に対して、表示対象物体を観察者の視線方向から射影した２次元画像を生成し、生成された２次元画像（１００４，１００５）の輝度を各表示面毎に各々独立に変化させて、複数の表示面（１００２，１００３）に表示することにより、連続的に奥行き表現が可能な３次元立体像１００８を表示する。
複数の表示面に表示する２次元画像（１００４，１００５）は、観察者の右眼と左眼とを結ぶ線上の一点から見て重なるように表示面に表示する。
Various proposals have been made for 3D display methods that can perceive depth positions, but the DFD (Depth-Fused-3D) method of 3D displays 3D images by superimposing multiple 2D images. The display method is attracting attention because it is relatively less tiring even when viewed for a long time and can perceive a natural stereoscopic image. (See
FIG. 11 shows the display principle of the DFD three-dimensional display method.
In the three-dimensional display method of the DFD method, a plurality of display surfaces (1002, 1003) at different depth positions when viewed from the viewer 1001 (the
Two-dimensional images (1004, 1005) to be displayed on a plurality of display surfaces are displayed on the display surface so as to overlap each other when viewed from one point on a line connecting the observer's right eye and left eye.
図１２に、ＤＦＤ方式の３次元表示方法において、輝度の変化による３次元立体像の位置変化を示す。
例えば、図１２において、複数の表示面のうち観察者１００１に近い表示面１００２に表示する２次元画像（１０４３）の輝度を高くし、観察者１００１から遠い表示面１００３に表示する２次元画像（１０５３）の輝度を低くすると、観察者１００１に近い位置（表示面１００２の近い位置）に３次元立体像（１０８３）が表示される。
また、表示面１００２に表示する２次元画像（１０４１）の輝度を低くし、表示面１００３に表示する２次元画像（１０５１）の輝度を高くすると、観察者１００１から遠い位置（表示面１００３に近い位置）に３次元立体像（１０８１）が表示される。
さらに、表示面１００２に表示する２次元画像（１０４２）の輝度と、表示面１００３に表示する２次元画像（１０５２）の輝度を同じにすると、表示面１００２と表示面１００３の中間位置に３次元立体像（１０８２）が表示される。
FIG. 12 shows a change in position of a three-dimensional stereoscopic image due to a change in luminance in the DFD three-dimensional display method.
For example, in FIG. 12, the luminance of a two-dimensional image (1043) displayed on the
Further, when the luminance of the two-dimensional image (1041) displayed on the
Furthermore, when the luminance of the two-dimensional image (1042) displayed on the
なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
しかしながら、ＤＦＤ方式の３次元表示方法では、複数の表示面上の同じ平面的な位置に、輝度分配したそれぞれの２次元画像を重ねて表示するため、観察者の視線位置が多少ずれただけで、複数の２次元画像の重なりがずれてしまい、３次元立体像の画像品質が劣化し、連続的な奥行き位置表現が難しくなる。
このため、観察位置が小さな範囲に限定されるという課題があった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、３次元立体像を表示する３次元表示物体において、観察者の視線位置がずれても、連続的な奥行き位置表現を可能にし、それによって観察位置の範囲を広くすることが可能な技術を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、前記３次元表示物体に表示する２次元画像を生成する３次元画像作成装置および３次元画像作成方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、前述の３次元画像作成方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
However, in the three-dimensional display method of the DFD method, since the respective two-dimensional images distributed in luminance are superimposed and displayed at the same planar position on a plurality of display surfaces, the observer's line-of-sight position is slightly shifted. The overlap of a plurality of two-dimensional images is shifted, the image quality of the three-dimensional stereoscopic image is deteriorated, and continuous depth position expression becomes difficult.
For this reason, there existed a subject that an observation position was limited to a small range.
The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art, and the object of the present invention is to display a three-dimensional stereoscopic image on a three-dimensional display object, even if the observer's line-of-sight position is shifted. An object of the present invention is to provide a technique that enables continuous depth position expression and thereby widens the range of observation positions.
Another object of the present invention is to provide a 3D image creating apparatus and a 3D image creating method for generating a 2D image to be displayed on the 3D display object.
Another object of the present invention is to provide a program for causing a computer to execute the above three-dimensional image creation method.
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
（１）第１の２次元画像と第２の２次元画像の２つの２次元画像を、任意の奥行き幅を持たせて重ねて表示することにより、３次元立体像を表示する３次元表示物体であって、観察者に近い第１の表示面に表示される前記第１の表示対象物の２次元画像は、前記第１の表示面と前記観察者から遠い第２の表示面との間の表示面間隔に比例した幅を持つ輪郭線領域１を有し、前記輪郭線領域１は、前記輪郭線領域１の内部の画像と前記輪郭線領域１との境界部分が前記輪郭線領域１の内部の画像の色と同じであり、かつ、外側に向かって単調に透明度が増加しており、前記第２の表示面に表示される前記第２の表示対象物の２次元画像は、前記表示面間隔に比例した幅と、前記表示面間隔と所定の視域角の正接の積に比例した幅の和の幅を持つ輪郭線領域２を有し、当該輪郭線領域２の色は、前記輪郭線領域１の内部の画像の色と等しいことを特徴とする。
Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
(1) A three-dimensional display object that displays a three-dimensional stereoscopic image by displaying two two-dimensional images of a first two-dimensional image and a second two-dimensional image with an arbitrary depth width. The two-dimensional image of the first display object displayed on the first display surface close to the observer is between the first display surface and the second display surface far from the observer. The
（２）（１）に記載の３次元表示物体における、第１の表示面に表示される第１の２次元画像と第２の表示面に表示される第２の２次元画像とを作成する３次元画像作成装置であって、表示対象物の画像を取り込む図形画像データ入力手段と、前記第１の表示面と前記第２の表示面との間の表示面間隔と、表示する視域角とを入力して保持するデータ入力手段と、前記表示面間隔に比例した値を図形輪郭線幅とする図形輪郭線幅決定手段と、前記表示対象物の画像の輪郭線の幅を前記図形輪郭線幅とした、輪郭線領域１を有する画像を生成する図形画像生成手段１と、前記図形画像生成手段１で生成した前記画像の前記輪郭線領域１の透明度を外側に向かって単調に増加させた、輪郭線領域１にグラデーションを設けた画像を生成する図形画像生成手段２と、前記表示面間隔と前記視域角の正接の積に比例した値を、前記第１の２次元画像の画像サイズに対する前記第２の２次元画像の画像サイズのずれ幅とする図形幅ずれ幅決定手段と、前記図形画像生成手段１で生成した前記画像の輪郭線領域として、前記輪郭線領域１に前記図形幅ずれ幅決定手段で決定した前記ずれ幅を加えた輪郭線領域２を有し、かつ、前記輪郭線領域２の色を前記図形画像生成手段１で生成した前記画像の前記輪郭線領域１の内部の画像の色と等しくした、輪郭線領域２を有する画像を生成する図形画像生成手段３と、前記図形画像生成手段２で生成した前記輪郭線領域１にグラデーションを設けた画像を前記第１の２次元画像として出力し、前記図形画像生成手段３で生成した前記輪郭線領域２を有する画像を前記第２の２次元画像として出力する出力手段とを具備することを特徴とする。
(2) Create a first two-dimensional image displayed on the first display surface and a second two-dimensional image displayed on the second display surface in the three-dimensional display object described in (1). A three-dimensional image creation device, a graphic image data input means for capturing an image of a display object, a display surface interval between the first display surface and the second display surface, and a viewing zone angle to be displayed Data input means for inputting and holding; figure contour line width determining means for setting the figure contour line width to a value proportional to the display surface spacing; and the width of the contour line of the image of the display object A graphic
（３）（１）に記載の３次元表示物体における、第１の表示面に表示される第１の２次元画像と第２の表示面に表示される第２の２次元画像とを作成する３次元画像作成方法であって、表示対象物の画像と、前記第１の表示面と前記第２の表示面との間の表示面間隔と、表示する視域角とを取り込んで保持する第１のステップと、前記表示面間隔に比例した値を図形輪郭線幅とする第２のステップと、前記表示対象物の画像の輪郭線の幅を前記図形輪郭線幅とした、輪郭線領域１を有する画像を生成する第３のステップと、前記第３のステップで生成した前記画像の輪郭線領域１の透明度を外側に向かって単調に増加させた、輪郭線領域１にグラデーションを設けた画像を生成する第４のステップと、前記第４のステップで生成した画像を、第１の２次元画像として出力する第５のステップと、前記表示面間隔と前記視域角の正接の積に比例した値を、前記第１の２次元画像の画像サイズに対する前記第２の２次元画像の画像サイズのずれ幅とする第６のステップと、前記第３のステップで生成した前記画像の輪郭線領域として、前記輪郭線領域１に前記第６のステップで決定した前記ずれ幅を加えた輪郭線領域２を有し、かつ、前記輪郭線領域２の色を前記第３のステップで生成した前記画像の前記輪郭線領域１の内部の画像の色と等しくした、輪郭線領域２を有する画像を生成する第７のステップと、前記第７のステップで生成した画像を、第２の２次元画像として出力する第８のステップとを有することを特徴とする。
（４）（３）に記載の３次元画像作成方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
(3) Create a first two-dimensional image displayed on the first display surface and a second two-dimensional image displayed on the second display surface in the three-dimensional display object described in (1). A method for creating a three-dimensional image, which captures and holds an image of a display object, a display surface interval between the first display surface and the second display surface, and a viewing zone angle to be displayed. 1, a second step in which a value proportional to the display surface interval is used as a graphic contour line width, and a
(4) A program for causing a computer to execute the three-dimensional image creation method according to (3).
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明によれば、観察者の視線位置がずれても、連続的な奥行き位置表現を可能にし、それによって観察位置の範囲を広くすることが可能となる。
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
According to the present invention, even if the observer's line-of-sight position is deviated, continuous depth position expression is possible, thereby widening the range of the observation position.
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
図１は、本発明の実施例の３次元表示物体の概略構成を示す斜視図であり、図２は、本発明の実施例の３次元物体において、透明な板と表示対象物の図形の２次元画像を印刷した透明フィルムを貼り合わせる前の状態を上から見た図である。
図１、図２において、１は観察者、２は透明な板、１１，１２は透明な板２の前後の表面、３は表示対象物、２１，２２は透明な板２に張り合わせた表示対象物の２次元画像を印刷した透明フィルム、３１，３２はその透明フィルム（２１，２２）の表示面を示している。
本実施例の３次元表示物体は、表示対象物３として、３次元立体像の図形を表示させた構成であり、図２に示すように、表示対象物３の２次元画像を印刷した２枚の透明フィルム（２１，２２）を、厚みを持った透明な板２の前後の表面（１１、１２）に２次元画像の図形が重なるように貼り合わせた構成となっている。
本実施例は、後述するように、前面の透明フィルム２１に印刷した２次元画像の図形（本願発明の第１の表示面に表示される第１の表示対象物の２次元画像）のエッジをぼかし（本願発明のグラディーション）、後面の透明フィルム２２に印刷した２次元画像の図形（本願発明の第２の表示面に表示される第２の表示対象物の２次元画像）のエッジ領域を、前面の透明フィルム２１に印刷した２次元画像の図形よりも大きくすることを特徴とする。
本実施例では、３次元表示の表示対象物３を、観察者１が正面から観察しても、正面からずれた位置から観察しても、表示面（３１、３２）に表示した２次元画像の図形が連続的につながり、自然な３次元立体像の図形として認識される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In all the drawings for explaining the embodiments, parts having the same functions are given the same reference numerals, and repeated explanation thereof is omitted.
FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a three-dimensional display object according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 illustrates a transparent plate and 2 of a figure of a display object in the three-dimensional object according to the embodiment of the present invention. It is the figure which looked at the state before bonding the transparent film which printed the three-dimensional image from the top.
1 and 2, 1 is an observer, 2 is a transparent plate, 11 and 12 are front and back surfaces of the
The three-dimensional display object of the present embodiment has a configuration in which a three-dimensional stereoscopic figure is displayed as the
In this embodiment, as will be described later, the edge of the figure of the two-dimensional image printed on the
In this embodiment, the two-dimensional image displayed on the display surface (31, 32), regardless of whether the
図３は、本発明の実施例の３次元画像作成装置の概略構成を示すブロック図であり、図１に示す３次元表示物体における、前面の透明フィルム２１に印刷した２次元画像と、後面の透明フィルム２２に印刷した２次元画像を生成する３次元画像作成装置の概略構成を示す図である。
図３に示すように、本実施例の３次元画像作成装置は、図形画像データ入力部１０１と、データ入力部１０２と、図形輪郭領域幅決定部１０３と、図形輪郭領域幅を変化させた図形画像生成部（以下、図形画像生成部１）１０５と、図形輪郭領域にグラデーションを設けた図形画像生成部（以下、図形画像生成部２）１０６と、前後表示面の図形幅の拡大幅決定部１０４と、図形幅を太くした図形画像生成部（以下、図形画像生成部３）１０７と、出力部１０８とで構成される。
図形輪郭領域幅決定部１０３は、データ入力部１０２から入力された前後の表示面の表示面間隔から図形輪郭領域の幅を決定する。
図形画像生成部１（１０５）は、図形画像データ入力部１０１から入力された図形画像の図形輪郭領域の幅を、図形輪郭領域幅決定部１０３で決定した図形輪郭領域の幅に設定した図形画像を作成する。
図形画像生成部２（１０６）は、図形画像生成部１（１０５）で作成された図形画像の図形輪郭領域にグラデーションを設けた図形画像を作成する。
作成した図形輪郭領域幅を変化させて、その輪郭線領域（本願発明の輪郭線領域１）にグラデーションを設けた図形画像は、前面表示用の２次元画像（本願発明の第１の表示面に表示される第１の２次元画像）として出力部１０８から出力される。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the three-dimensional image creation apparatus according to the embodiment of the present invention. In the three-dimensional display object illustrated in FIG. 1, the two-dimensional image printed on the front
As shown in FIG. 3, the three-dimensional image creation apparatus of this embodiment includes a graphic image
The graphic contour region
The graphic image generation unit 1 (105) sets the width of the graphic contour region of the graphic image input from the graphic image
The graphic image generation unit 2 (106) generates a graphic image in which gradation is provided in the graphic outline region of the graphic image generated by the graphic image generation unit 1 (105).
A graphic image obtained by changing the width of the created graphic contour region and providing gradation in the contour region (
前後表示面の図形幅の拡大幅決定部１０４は、データ入力部１０２から入力された前後の表示面の表示面間隔、および視域角から、前面に表示する図形幅（本願発明の第１の表示面に表示される第１の表示対象物の２次元画像）に対して、後面に表示する図形幅（本願発明の第２の表示面に表示される第２の２次元画像）の拡大幅を決定する。
図形画像生成部３（１０７）は、図形画像生成部１（１０５）で作成された図形画像の図形輪郭領域幅に、前後表示面の図形幅の拡大幅決定部１０４で決定した後面に表示する図形幅の拡大幅を加え、図形と、輪郭線領域（本願発明の輪郭線領域２）を同一の色とした図形画像を作成する。
図形幅を太くした図形画像は後面表示用の２次元画像（本願発明の第２の表示面に表示される第２の表示対象物の２次元画像）として出力部１０８から出力される。
なお、出力部１０８から出力される前面表示用の２次元画像と、後面表示用の２次元画像とは、３次元立体像の表示位置に合わせて決定される割合に基づき、それぞれ透過度が設定される。
The graphic width enlargement
The graphic image generation unit 3 (107) displays the graphic contour area width of the graphic image created by the graphic image generation unit 1 (105) on the rear surface determined by the graphic width enlargement
The graphic image having a large graphic width is output from the
It should be noted that the front display two-dimensional image and the rear display two-dimensional image output from the
図４は、本発明の実施例の３次元画像作成方法の処理手順を示すフローチャートであり、図３に示す３次元画像作成装置において、入力図形画像と表示面の面間隔、視域角の入力データから図形輪郭領域にグラデーションを設けた図形画像、および図形幅を太くした図形画像を作成して、それぞれの２次元画像を出力するまでの手順を示すフローチャートである。
まず、入力図形画像を図形画像データ入力部１０１から取得する（ステップ１１１）。
次に、データ入力部１０２から入力した前後の表示面の表示面間隔（Ｙ）から図形輪郭領域幅（Ｘ）を、Ｘ＝０．３Ｙの式によって算出する。この式は、図５に示す、前後の表示面の面間隔に対する図形輪郭領域幅の関係から得ることができる。
ステップ１１１で入力した図形画像の図形輪郭領域を、ステップ１１２で算出して決定した図形輪郭幅に設定し、図形輪郭領域幅を変化させた図形画像を作成する（ステップ１１３）。
次に、ステップ１１２で変化させた図形輪郭領域幅において、その輪郭線領域（本願発明の輪郭線領域１）にグラデーションを設ける処理を行う（ステップ１１４）。グラデーションは、図形の輪郭線領域の内側から外側に向かって段階的に輪郭線領域の色の透明度を高くするが、図６に示す図形輪郭領域幅内における図形輪郭領域の色の透明度中間点の設定位置と図形の立体感の関係から、透明度の中間点を図形輪郭領域幅の３０〜６０％の位置に設定することで、図形画像を前後の表示面に奥行き方向に重ねて表示したときに自然な立体図形の表現が実現できる。
次に、ステップ１１４で、輪郭線領域にグラデーションを設ける処理を行った図形画像を前面表示用の２次元画像（本願発明の第１の表示面に表示される第１の２次元画像）として出力する（ステップ１１５）。
FIG. 4 is a flowchart showing the processing procedure of the 3D image creation method of the embodiment of the present invention. In the 3D image creation apparatus shown in FIG. It is a flowchart which shows the procedure from creating the figure image which provided the gradation to the figure outline area | region from the data, and the figure image which enlarged the figure width | variety, and outputting each two-dimensional image.
First, an input graphic image is acquired from the graphic image data input unit 101 (step 111).
Next, the figure outline region width (X) is calculated from the display surface interval (Y) of the front and rear display surfaces input from the
The figure contour area of the figure image input in
Next, in the figure contour region width changed in
Next, in
後面表示用の２次元画像を作成する場合は、まず、前後表示面の図形幅の拡大幅をデータ入力部１０２から入力した前後の表示面の表示面間隔（Ｙ）、視域角（θ）から算出する（ステップ１１６）。
図７に、視域角（θ）に対する前後の表示面の表示面間隔（Ｙ）と、前後面の図形幅の拡大幅（Ｚ）の関係、図８に、前後の表示面の表示面間隔（Ｙ）に対する視域角（θ）と、前後面の図形幅（Ｚ）の拡大幅の関係を示す。
図７、図８から前後面の図形幅の拡大幅（Ｚ）と前後の表示面の表示面間隔（Ｙ）、視域角（θ）の正接（ｔａｎθ）はそれぞれ比例関係にあり、Ｚ＝０．１Ｙｔａｎθの計算式によって、前後面の図形幅の拡大幅（Ｚ）を算出できる。
次に、ステップ１１６で算出した図形幅の拡大幅を、ステップ１１３で図形輪郭領域幅を変化させた図形画像の図形（図形平坦部分＋図形輪郭領域）幅に足すことにより、図形幅を太くした図形画像を作成する（ステップ１１７）。この時点では、図形の平坦部分と図形輪郭領域（本願発明の輪郭線領域２）の部分は、ステップ１１１の入力図形画像の図形と同じ色になっている。
ステップ１１７で図形幅を太くした図形画像を後面表示用の２次元画像（本願発明の第２の表示面に表示される第２の２次元画像）として出力する（ステップ１１８）。
なお、ステップ１１５で出力される前面表示用の２次元画像と、ステップ１１８で出力される後面表示用の２次元画像とは、３次元立体像の表示位置に合わせて決定される割合に基づき、それぞれ透過度が設定されている。
When creating a two-dimensional image for display on the rear surface, first, the display surface interval (Y) and viewing zone angle (θ) of the front and rear display surfaces in which the enlarged width of the graphic width of the front and rear display surfaces is input from the data input unit 102 (Step 116).
FIG. 7 shows the relationship between the display surface interval (Y) of the front and rear display surfaces with respect to the viewing zone angle (θ) and the enlarged width (Z) of the graphic width of the front and rear surfaces, and FIG. The relationship between the viewing zone angle (θ) with respect to (Y) and the enlarged width of the figure width (Z) of the front and rear surfaces is shown.
7 and 8, the enlarged width (Z) of the figure width on the front and rear surfaces, the display surface interval (Y) of the front and rear display surfaces, and the tangent (tan θ) of the viewing zone angle (θ) are proportional to each other, and Z = The enlarged width (Z) of the figure width on the front and rear surfaces can be calculated by the calculation formula of 0.1 Ytan θ.
Next, the figure width is increased by adding the enlarged width of the figure width calculated in
The graphic image whose graphic width is increased in
The two-dimensional image for front display output in
図９は、図４に示すフローチャートに従って作成した前後の表示面に表示される図形画像の一例を示す図である。
図中の透明フィルム２１は、前面表示用の図形画像、透明フィルム２２は、後面表示用の図形画像である。
透明フィルム２１に印刷した図形画像のＡ０は図形部分、Ａ１は透明度の中間点を図形輪郭領域幅の３０〜６０％の位置に設定したグラデーションを設けた図形輪郭領域部分（本願発明の輪郭線領域１）である。
透明フィルム２２に印刷した図形画像のＡ０’は図形部分、Ａ１’は図形輪郭領域を拡大した図形輪郭領域部分（本願発明の輪郭線領域２）である。
図１０は、図９に示す２次元画像を用いたときに、図１に示す３次元表示物体で観察者から観察される３次元立体像の図形を示す図である。
観察者１が、図１に示す３次元表示物体を正面から見たときに観察される３次元立体像の図形を図１０（ａ）に示す。実際には、透明フィルム（２１，２２）の表示面（３１、３２）には奥行き位置の差があり、また、透明な板２に貼り付けた透明フィルム２１に印刷されている図形画像の輪郭領域の透明度を段階的に高くしてグラデーションを設けることで、図形の３次元立体像が観察される。
また、図１に示す３次元表示物体を正面から表示面に向かって右にずれた位置から、観察者１が観察した様子を図１０（ｂ）に示す。
図１０（ｂ）に示すように、観察者１が、３次元表示物体の正面からずれた位置から観察した場合でも、透明な板２に貼り付けた透明フィルム２１に印刷されている２次元画像の図形の輪郭領域のグラデーション部分と、透明フィルム２２に印刷されている図形輪郭領域を拡大して図形幅を太くした図形画像とが奥行き方向に連続的につながり、自然な３次元立体像の図形として観察される。
このように、観察者１は頭を動かした状態でも３次元立体像の図形を観察できるため、運動視差による立体表現が可能である。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a graphic image displayed on the front and back display surfaces created according to the flowchart shown in FIG.
The
A 0 of the graphic image printed on the
In the graphic image printed on the
FIG. 10 is a diagram illustrating a three-dimensional stereoscopic image observed by an observer from the three-dimensional display object illustrated in FIG. 1 when the two-dimensional image illustrated in FIG. 9 is used.
FIG. 10A shows a three-dimensional stereoscopic figure observed when the
FIG. 10B shows a state in which the
As shown in FIG. 10B, the two-dimensional image printed on the
Thus, since the
なお、本実施例では、透明な板２に透明フィルム（２１，２２）を張り合わせた構成を例に挙げて説明したが、透明な物（例えば、窓ガラス、グラス、容器）であれば表示可能である。また、３次元表示の表示対象物体として図形を例にとったが、文字、記号、マーク、ロゴでも表示可能である。
また、前述の説明では、図１に示す３次元表示物体について適用した例について説明したが、本発明は、前記観察者から見て異なった奥行き位置にある２つの２次元表示装置に、表示対象物体を観察者の視線方向から射影した２次元像を表示し、かつ、それぞれの表示装置に表示される２次元像の透過度を独立に変更して、３次元立体像を表示する３次元表示装置にも適用可能である。
なお、本発明の３次元画像作成装置は、コンピュータで実行することも可能である。この場合、本発明の３次元画像作成方法は、コンピュータ内のハードディスクなどに格納されるプログラムを、コンピュータが実行することにより行われる。そして、このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、あるいは、ネットワークを介したダウンロードにより供給される。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
In this embodiment, the
In the above description, the example applied to the three-dimensional display object shown in FIG. 1 has been described. However, the present invention can be applied to two two-dimensional display devices at different depth positions as viewed from the observer. A three-dimensional display that displays a two-dimensional image by projecting an object from the viewer's line of sight and changing the transparency of the two-dimensional image displayed on each display device independently. It is also applicable to the device.
Note that the three-dimensional image creation apparatus of the present invention can also be executed by a computer. In this case, the three-dimensional image creation method of the present invention is performed by the computer executing a program stored in a hard disk or the like in the computer. This program is supplied by CD-ROM or download via a network.
As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the above embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Of course.
１，１００１ 観察者
２ 透明な板
１１，１２ 透明な板の前後の表面
３ 表示対象物
２１，２２ 透明フィルム
３１，３２ 透明フィルムの表示面
１０１ 図形画像データ入力部
１０２ データ入力部
１０３ 図形輪郭領域幅決定部
１０４ 前後表示面の図形幅の拡大幅決定部
１０５ 図形輪郭領域幅を変化させた図形画像生成部（図形画像生成部１）
１０６ 図形輪郭領域にグラデーションを設けた図形画像生成部（図形画像生成部２）
１０７ 図形幅を太くした図形画像生成部（図形画像生成部３）
１０８ 出力部
１００２，１００３ 表示面
１００４，１００５，１０４１〜１０４３，１０５１〜１０５３ ２次元画像
１００８，１０８１〜１０８３ ３次元立体像
DESCRIPTION OF
106 Graphic image generation unit (graphic image generation unit 2) provided with gradation in the graphic contour region
107 Graphic Image Generation Unit with Large Graphic Width (Graphic Image Generation Unit 3)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
観察者に近い第１の表示面に表示される前記第１の表示対象物の２次元画像は、前記第１の表示面と前記観察者から遠い第２の表示面との間の表示面間隔に比例した幅を持つ輪郭線領域１を有し、
前記輪郭線領域１は、前記輪郭線領域１の内部の画像と前記輪郭線領域１との境界部分が前記輪郭線領域１の内部の画像の色と同じであり、かつ、外側に向かって単調に透明度が増加しており、
前記第２の表示面に表示される前記第２の表示対象物の２次元画像は、前記表示面間隔に比例した幅と、前記表示面間隔と所定の視域角の正接の積に比例した幅の和の幅を持つ輪郭線領域２を有し、
当該輪郭線領域２の色は、前記輪郭線領域１の内部の画像の色と等しいことを特徴とする３次元表示物体。 A three-dimensional display object that displays a three-dimensional stereoscopic image by displaying two two-dimensional images of a first two-dimensional image and a second two-dimensional image with an arbitrary depth width. ,
The two-dimensional image of the first display object displayed on the first display surface close to the observer is a display surface interval between the first display surface and the second display surface far from the observer. A contour region 1 having a width proportional to
The outline area 1 has the same boundary color between the image inside the outline area 1 and the outline area 1 as the color of the image inside the outline area 1 and monotonously outward. Has increased transparency,
The two-dimensional image of the second display object displayed on the second display surface is proportional to the width proportional to the display surface interval and the product of the tangent of the display surface interval and a predetermined viewing angle. A contour region 2 having a width of the sum of the widths;
A three-dimensional display object characterized in that the color of the contour region 2 is equal to the color of the image inside the contour region 1.
表示対象物の画像を取り込む図形画像データ入力手段と、
前記第１の表示面と前記第２の表示面との間の表示面間隔と、表示する視域角とを入力して保持するデータ入力手段と、
前記表示面間隔に比例した値を図形輪郭線幅とする図形輪郭線幅決定手段と、
前記表示対象物の画像の輪郭線の幅を前記図形輪郭線幅とした、輪郭線領域１を有する画像を生成する図形画像生成手段１と、
前記図形画像生成手段１で生成した前記画像の前記輪郭線領域１の透明度を外側に向かって単調に増加させた、輪郭線領域１にグラデーションを設けた画像を生成する図形画像生成手段２と、
前記表示面間隔と前記視域角の正接の積に比例した値を、前記第１の２次元画像の画像サイズに対する前記第２の２次元画像の画像サイズのずれ幅とする図形幅ずれ幅決定手段と、
前記図形画像生成手段１で生成した前記画像の輪郭線領域として、前記輪郭線領域１に前記図形幅ずれ幅決定手段で決定した前記ずれ幅を加えた輪郭線領域２を有し、かつ、前記輪郭線領域２の色を前記図形画像生成手段１で生成した前記画像の前記輪郭線領域１の内部の画像の色と等しくした、輪郭線領域２を有する画像を生成する図形画像生成手段３と、
前記図形画像生成手段２で生成した前記輪郭線領域１にグラデーションを設けた画像を前記第１の２次元画像として出力し、前記図形画像生成手段３で生成した前記輪郭線領域２を有する画像を前記第２の２次元画像として出力する出力手段とを具備することを特徴とする３次元画像作成装置。 3. A three-dimensional image for creating a first two-dimensional image displayed on the first display surface and a second two-dimensional image displayed on the second display surface in the three-dimensional display object according to claim 1. A creation device,
Graphic image data input means for capturing an image of a display object;
Data input means for inputting and holding a display surface interval between the first display surface and the second display surface and a viewing zone angle to be displayed;
A figure contour line width determining means having a figure contour line width as a value proportional to the display surface interval;
A graphic image generating means 1 for generating an image having an outline region 1 in which the width of the outline of the image of the display object is the graphic outline width;
A graphic image generating means 2 for generating an image in which a gradation is provided in the contour area 1 in which the transparency of the contour area 1 of the image generated by the graphic image generating means 1 is monotonously increased toward the outside;
Determining the width of the graphic width using a value proportional to the product of the tangent of the display surface interval and the viewing zone angle as a deviation width of the image size of the second two-dimensional image with respect to the image size of the first two-dimensional image Means,
As the contour region of the image generated by the graphic image generating means 1, the contour region 2 is obtained by adding the shift width determined by the graphic width shift width determining unit to the contour region 1, and Graphic image generation means 3 for generating an image having the outline area 2 in which the color of the outline area 2 is equal to the color of the image inside the outline area 1 of the image generated by the graphic image generation means 1; ,
An image in which gradation is provided in the outline region 1 generated by the graphic image generation unit 2 is output as the first two-dimensional image, and an image having the outline region 2 generated by the graphic image generation unit 3 is output. 3. A three-dimensional image creating apparatus comprising output means for outputting the second two-dimensional image.
表示対象物の画像と、前記第１の表示面と前記第２の表示面との間の表示面間隔と、表示する視域角とを取り込んで保持する第１のステップと、
前記表示面間隔に比例した値を図形輪郭線幅とする第２のステップと、
前記表示対象物の画像の輪郭線の幅を前記図形輪郭線幅とした、輪郭線領域１を有する画像を生成する第３のステップと、
前記第３のステップで生成した前記画像の輪郭線領域１の透明度を外側に向かって単調に増加させた、輪郭線領域１にグラデーションを設けた画像を生成する第４のステップと、
前記第４のステップで生成した画像を、第１の２次元画像として出力する第５のステップと、
前記表示面間隔と前記視域角の正接の積に比例した値を、前記第１の２次元画像の画像サイズに対する前記第２の２次元画像の画像サイズのずれ幅とする第６のステップと、
前記第３のステップで生成した前記画像の輪郭線領域として、前記輪郭線領域１に前記第６のステップで決定した前記ずれ幅を加えた輪郭線領域２を有し、かつ、前記輪郭線領域２の色を前記第３のステップで生成した前記画像の前記輪郭線領域１の内部の画像の色と等しくした、輪郭線領域２を有する画像を生成する第７のステップと、
前記第７のステップで生成した画像を、第２の２次元画像として出力する第８のステップとを有することを特徴とする３次元画像作成方法。 3. A three-dimensional image for creating a first two-dimensional image displayed on the first display surface and a second two-dimensional image displayed on the second display surface in the three-dimensional display object according to claim 1. A creation method,
A first step of capturing and holding an image of a display object, a display surface interval between the first display surface and the second display surface, and a viewing zone angle to be displayed;
A second step in which a value proportional to the display surface interval is set as a figure outline width;
A third step of generating an image having an outline region 1 in which the width of the outline of the image of the display object is the figure outline width;
A fourth step of generating an image in which a gradation is provided in the contour region 1 in which the transparency of the contour region 1 of the image generated in the third step is monotonously increased toward the outside;
A fifth step of outputting the image generated in the fourth step as a first two-dimensional image;
A sixth step in which a value proportional to the product of the display surface interval and the tangent of the viewing zone angle is a deviation width of the image size of the second two-dimensional image with respect to the image size of the first two-dimensional image; ,
As the contour region of the image generated in the third step, there is a contour region 2 obtained by adding the shift width determined in the sixth step to the contour region 1, and the contour region A seventh step of generating an image having a contour region 2 in which the color of 2 is equal to the color of the image inside the contour region 1 of the image generated in the third step;
And a eighth step of outputting the image generated in the seventh step as a second two-dimensional image.
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