JP2011191645A - 分割三次元オブジェクトデータ抽出装置、要素画像生成装置、分割三次元オブジェクトデータ抽出プログラム、および要素画像生成プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】要素画像生成装置2の分割三次元オブジェクトデータ抽出部205は、ポリゴンに含まれる複数の頂点それぞれの三次元座標値を示す三次元オブジェクトデータから、レンズアレイに含まれる所定範囲の要素レンズ群に対応して画像領域を分割してなる分割画像領域の範囲と、要素レンズ群の範囲と、分割画像領域と要素レンズ群との焦点距離とによって定まる空間分割領域に含まれる頂点を有するポリゴンを抽出する。
【選択図】図4
Description
このインテグラル・フォトグラフィ方式による立体画像表示技術において、三次元モデルのデータである三次元オブジェクトデータから要素画像群を生成する技術が知られている。要素画像群に含まれる各要素画像は、例えば、画素ごとに光線の方向を求め、画素値を計算して生成されるものである。よって、要素画像群の生成には膨大な演算処理が必要であり、1台のコンピュータ装置が三次元オブジェクトデータから要素画像群を生成するのにかかる時間は多大である。
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、三次元オブジェクトデータから要素画像群を生成する処理について、さらなる高速化をはかることのできる、分割三次元オブジェクトデータ抽出装置、要素画像生成装置、分割三次元オブジェクトデータ抽出プログラム、および要素画像生成プログラムを提供することを目的とする。
このように構成したことにより、画像領域が分割された分割画像領域から所定範囲の要素レンズ群を通して像を実現可能な空間分割領域を規定し、その空間分割領域に含まれる頂点を有するポリゴンを三次元オブジェクトデータから抽出するようにした。これにより、本発明の一態様である分割三次元オブジェクトデータ抽出装置は、要素画像生成装置が分割要素画像群を生成するのに必要な部分データ(リソース)を、三次元オブジェクトデータから抽出することができる。
[2]上記の課題を解決するため、本発明の一態様である分割三次元オブジェクトデータ抽出装置は、前記画像領域を複数の分割画像領域に分割し、これら複数の分割画像領域それぞれの範囲を前記分割三次元オブジェクトデータ抽出部に供給する画像領域分割部をさらに備えることを特徴とする。
[3]上記の課題を解決するため、本発明の一態様である要素画像生成装置は、ポリゴンに含まれる複数の頂点それぞれの三次元座標値および色データを示す三次元オブジェクトデータから、レンズアレイに含まれる所定範囲の要素レンズ群に対応して画像領域を分割してなる分割画像領域の範囲と、前記要素レンズ群の範囲と、前記分割画像領域と前記要素レンズ群との距離とによって定まる空間分割領域に含まれる前記頂点を有する前記ポリゴンおよび色データを抽出する分割三次元オブジェクトデータ抽出部と、前記分割三次元オブジェクトデータ抽出部が抽出した前記ポリゴンおよび色データに基づいて前記分割画像領域に対応する要素画像群を生成する分割要素画像群生成部と、を備えることを特徴とする。
[4]上記の課題を解決するため、本発明の一態様である分割三次元オブジェクトデータ抽出プログラムは、コンピュータを、ポリゴンに含まれる複数の頂点それぞれの三次元座標値を示す三次元オブジェクトデータから、レンズアレイに含まれる所定範囲の要素レンズ群に対応して画像領域を分割してなる分割画像領域の範囲と、前記要素レンズ群の範囲と、前記分割画像領域と前記要素レンズ群との距離とによって定まる空間分割領域に含まれる前記頂点を有する前記ポリゴンを抽出する分割三次元オブジェクトデータ抽出部、として機能させる。
[5]上記の課題を解決するため、本発明の一態様である要素画像生成プログラムは、コンピュータを、ポリゴンに含まれる複数の頂点それぞれの三次元座標値および色データを示す三次元オブジェクトデータから、レンズアレイに含まれる所定範囲の要素レンズ群に対応して画像領域を分割してなる分割画像領域の範囲と、前記要素レンズ群の範囲と、前記分割画像領域と前記要素レンズ群との距離とによって定まる空間分割領域に含まれる前記頂点を有する前記ポリゴンおよび色データを抽出する分割三次元オブジェクトデータ抽出部と、前記分割三次元オブジェクトデータ抽出部が抽出した前記ポリゴンおよび色データに基づいて前記分割画像領域に対応する要素画像群を生成する分割要素画像群生成部と、として機能させる。
[第1の実施の形態]
本発明の第1実施形態である分割三次元オブジェクトデータ抽出装置と要素画像生成装置とが適用された分散処理システムについて説明する。図1は、本実施形態における分散処理システムの概略のシステム構成図である。同図に示すように、分散処理システム10は、ネットワーク3を介して、サーバ装置1と7台の要素画像生成装置2(要素画像生成装置2−1〜2−7)とをそれぞれ接続した構成を有している。
この分散処理システム10は、インテグラル・フォトグラフィ方式による立体画像表示装置(不図示)に表示させる要素画像群を、三次元オブジェクトデータから生成するシステムである。
このようにして設けられた立体画像表示装置が要素画像群を表示すると、同図(a)に示すように、所定の位置において立体像SIを視覚的に得ることができる。
分割画像領域属性供給部105は、分散処理させる要素画像生成装置2−1〜2−7それぞれに対して、分割画像領域属性を供給する。
分割要素画像群結合部107は、分割要素画像群106から1フレーム画像分の分割要素画像群を取得して結合しフレーム画像全体における要素画像群を生成する。要素画像群記憶部108は、分割要素画像群結合部107が生成した要素画像群を記憶する。
頂点属性データは、三次元オブジェクトの形状を表す複数の点それぞれの属性情報である。これらの点は、三次元オブジェクトの輪郭に離散的に存在する頂点であり、例えば、レンジセンサによって計測された三次元物体の形状の頂点や、コンピュータによって生成されたコンピュータグラフィックスの頂点である。頂点属性データは、点ごとに、頂点インデックスと座標値と色データとを関係付けたレコードを含む。頂点インデックスは、点の識別情報である。座標値は点の三次元位置を示す三次元直交座標系上の座標値であり、各軸における座標値は例えば浮動小数点形式で表される数値データである。色データは、点の色を示すデータであり、サンプリングした点における色情報である。
つまり、三次元オブジェクトデータは、ポリゴンに含まれる複数の頂点それぞれの三次元座標値および色データを示すデータである。
頂点属性データやポリゴンデータが、頂点のy座標値の順で記憶媒体に記憶されている場合には、上記の例のようにx軸と平行な境界線で分割画像領域への分割を行なうことにより、後述する分割三次元オブジェクトデータ抽出処理を実行する際に、単一の分割画像領域に対応するポリゴンデータや頂点属性データが、記憶媒体内の特定のセグメントに集中して存在することとなる。したがって、分割三次元オブジェクトデータ抽出処理において効率的にデータアクセスすることが可能となり、処理がより一層高速化される。
言い換えれば、画像領域分割部104が、表示部21の水平方向または垂直方向への分割を行なうようにすることが好ましい。
さらに言い換えれば、画像領域分割部104が、頂点属性データやポリゴンデータの記憶媒体内での並び順に応じて、フレーム画像の分割画像領域への分割を行なうようにすることが好ましい。
例えば、図7に示した分割画像領域72についての二次元の並び番号は、(−6,−1),(−5,−1),・・・,(5,1)、(6,1)と、(−6,0),(−5,0),・・・,(6,0)、(7,0)と、(−6,1),(−5,1),・・・,(5,1)、(6,1)とである。画像領域分割部104は、分割画像領域72に含まれる全ての二次元の並び番号を分割画像領域属性に含めるようにしてもよいし、分割画像領域72の座標値の対角2点の座標値である(−6,−1)および(7,1)のみを分割画像領域72の座標値の代表として分割画像領域属性に含めるようにしてもよい。
同図(b)は、空間分割領域のyz平面における断面図である。断面82yzは、y軸を中心としてz軸の正方向に第1の空間領域の断面82yz1を有するとともに、z軸の負方向に第2の空間領域の断面82yz2を有する。z軸の正方向と負方向とにそれぞれ進むにつれて、各断面のy軸方向の幅は比例的に広くなる。
同図(c)は、空間分割領域のxz平面における断面図である。断面82xzは、x軸を中心としてz軸の正方向に第1の空間領域の断面82xz1を有するとともに、z軸の負方向に第2の空間領域の断面82xz2を有する。z軸の正方向と負方向とにそれぞれ進むにつれて、各断面のx軸方向の幅は比例的に広くなる。
また、ピンホール92に対応する要素画像を表示部21に表示させてピンホール92を通して投影させたときの、ピンホール92から要素画像に向かう角度をθとすると、この角度θは、平面aと平面cとが交わるときにyz平面上でなす角度である。同様に、ピンホール93に対応する要素画像を表示部21に表示させてピンホール93を通して投影させたときの、ピンホール93から要素画像に向かう角度もθであり、この角度θは、平面bと平面dとが交わるときにyz平面上でなす角度である。
また、ピンホール102に対応する要素画像を表示部21に表示させてピンホール102を通して投影させたときの、ピンホール102から要素画像に向かう角度をφとすると、この角度φは、平面fと平面hとが交わるときにxz平面上でなす角度である。同様に、ピンホール103に対応する要素画像を表示部21に表示させてピンホール103を通して投影させたときの、ピンホール103から要素画像に向かう角度もφであり、この角度φは、平面eと平面gとが交わるときにxz平面上でなす角度である。
まず、同図におけるサーバ装置1の処理手順について説明する。ステップS101において、三次元オブジェクトデータ供給部102は、三次元オブジェクトデータ記憶部101から三次元オブジェクトデータを読み込み、その三次元オブジェクトデータを要素画像生成装置2に供給する。
ステップS104において、要素画像群取得部106は、分散処理させた要素画像生成装置2から供給される分割要素画像群を取得する。
次に、ステップS105において、分割要素画像群結合部107は、分割要素画像群のデータを結合してフレーム画像全体における要素画像群を生成し、この要素画像群を要素画像群記憶部108に記憶する。
ステップS112において、分割画像領域属性取得部203は、サーバ装置1から供給される分割画像領域属性を取得する。この分割画像領域属性は、レンズアレイ22に含まれる要素レンズの焦点距離Fと、レンズアレイ22における水平方向の要素レンズのピッチRHと、垂直方向の要素レンズのピッチRVと、分割画像領域に対応する要素レンズおよび要素画像EIの二次元の並び番号とを含む。
次に、ステップS113において、分割三次元オブジェクトデータ抽出部205は、三次元オブジェクトデータ記憶部202から三次元オブジェクトデータを読み込み、その三次元オブジェクトデータと、分割画像領域属性取得部203から供給された分割画像領域属性によって規定される空間分割領域計算部204が計算した空間分割領域とに基づいて、分割三次元オブジェクトデータ抽出処理を実行し、分割三次元オブジェクトデータを抽出する。この分割三次元オブジェクトデータ抽出処理については後述する。
次に、ステップS115において、分割要素画像群供給部207は、分割要素画像群生成部206が生成した分割要素画像群をサーバ装置1に供給する。
次に、ステップS122において、分割三次元オブジェクトデータ抽出部205は、レコードに含まれる座標値が空間分割領域内にあるか否かを判定する。つまり、分割三次元オブジェクトデータ抽出部205は、座標値を(px,py,pz)としたときに、式(2)から(5)までと式(7)から(10)までとを用いて規定される空間分割領域内に座標値(px,py,pz)が含まれるか否かを判定する。
y=py,z=pzとして式(8)によりxfを計算し、y=py,z=pzとして式(9)によりxgを計算し、y=py,z=pzとして式(10)によりxhを計算する。そして、分割三次元オブジェクトデータ抽出部205は、第1の判定条件である、(pz<0) ∩ (py≧ya) ∩ (py≦yb) ∩ (px≦xe) ∩ (px≧xf)と、第2の判定条件である、(pz≧0) ∩ (py≧yc) ∩ (py≦yd) ∩ (px≦xg) ∩ (px≧xh)とのうちいずれかの判定条件を満たすか否かを判定する。
ステップS124において、分割三次元オブジェクトデータ抽出部205は、レコードの頂点インデックスを分割三次元オブジェクトデータ抽出部205の記憶部に記憶する。
ステップS125において、分割三次元オブジェクトデータ抽出部205は、頂点属性データに判定処理を行っていない他のレコードがあるか否かを判定し、他のレコードがあると判定した場合(S125:YES)はステップS121の処理に戻り、他のレコードがないと判定した場合(S125:NO)はステップS126の処理に移る。
次に、本発明の第2実施形態である分割三次元オブジェクトデータ抽出装置と要素画像生成装置とが適用された分散処理システムについて説明する。本実施形態の説明において、上述の第1実施形態と同一の構成については、その構成と同一の構成名とするとともに同一の符号を付し、その説明を省略する。
図13は、本実施形態における分散処理システムの概略のシステム構成図である。同図に示すように、分散処理システム10aは、ネットワーク3を介してサーバ装置1aと7台の要素画像生成装置2a(要素画像生成装置2a−1〜2a−7)とをそれぞれ接続した構成を有している。
分割三次元オブジェクトデータ供給部111は、分割三次元オブジェクトデータ抽出部110が抽出した各分割三次元オブジェクトデータをパラメータとともに要素画像生成装置2a−1〜2a−7それぞれに供給する。
分割三次元オブジェクトデータ取得部208は、サーバ装置1aから供給されるパラメータと分割三次元オブジェクトデータとを取得する。
まず、同図におけるサーバ装置1aの処理手順について説明する。ステップS201において、画像領域分割部104は、立体画像表示装置パラメータ記憶部103からパラメータを読み込むとともに、当該画像領域分割部104が記憶している要素画像生成装置2aの台数の値“7”を読み出す。次に、画像領域分割部104は、パラメータと分散処理させる要素画像生成装置2aの台数の値とに基づいて、フレーム画像の領域を要素画像の領域に対応させて当該台数分の分割画像領域に分割する。そして、画像領域分割部104は、前述したように、分散処理させる要素画像生成装置2aに対応させて、分割画像領域に含まれる要素レンズおよび要素画像の二次元の並び番号選択し、その二次元の並び番号とパラメータとを含めた分割画像領域属性を生成して分割三次元オブジェクトデータ抽出110に供給する。
次に、ステップS203において、分割三次元オブジェクトデータ供給部111は、分割三次元オブジェクトデータを各要素画像生成装置2aに供給する。
ステップS204において、要素画像群取得部106は、分散処理させた要素画像生成装置2aから供給される分割要素画像群を取得する。
次に、ステップS205において、分割要素画像群結合部107は、分割要素画像群のデータを結合してフレーム画像全体における要素画像群を生成し、この要素画像群を要素画像群記憶部108に記憶する。
次に、ステップS212において、分割要素画像群生成部206は、パラメータと分割三次元オブジェクトデータとに基づいて、分割画像領域に対応する分割要素画像群を生成する。具体的には、第1実施形態と同様である。
次に、ステップS213において、分割要素画像群供給部207は、分割要素画像群生成部206が生成した分割要素画像群をサーバ装置1aに供給する。
同図(b)に示すように、レンズアレイ22aの要素レンズの配列は正方格子型配列である。レンズアレイ22aにおいては、水平方向の要素レンズのピッチRHと垂直方向の要素レンズのピッチRVとのそれぞれは、要素レンズの直径に等しい。ただし、ピッチRHおよびピッチRVは、表示部21の画素ピッチの非整数倍である。
さらには、三次元オブジェクトデータ記憶部101と三次元オブジェクトデータ供給部102とが各別の装置に備えられていてもよい。例えば、サーバ装置1が三次元オブジェクトデータ記憶部101を備えるとともに要素画像生成装置2−1が三次元オブジェクトデータ供給部102を備え、要素画像生成装置2−1の三次元オブジェクトデータ供給部102がサーバ装置1の三次元オブジェクトデータ記憶部101から三次元オブジェクトデータを読み出して、要素画像生成装置2−1〜2−7に配信するようにしてもよい。
2,2−1〜2−7,2a,2a−1〜2a−7 要素画像生成装置
3 ネットワーク
10,10a 分散処理システム
101,202 三次元オブジェクトデータ記憶部
102 三次元オブジェクトデータ供給部
103 立体画像表示装置パラメータ記憶部
104 画像領域分割部
105 分割画像領域属性供給部
106 分割要素画像群取得部
107 分割要素画像群結合部
108 要素画像群記憶部
111 分割三次元オブジェクトデータ供給部
201 三次元オブジェクトデータ取得部
203 分割画像領域属性取得部
110,205 分割三次元オブジェクトデータ抽出部
206 分割要素画像群生成部
207 分割要素画像群供給部
208 分割三次元オブジェクトデータ取得部
Claims (5)
- ポリゴンに含まれる複数の頂点それぞれの三次元座標値を示す三次元オブジェクトデータから、レンズアレイに含まれる所定範囲の要素レンズ群に対応して画像領域を分割してなる分割画像領域の範囲と、前記要素レンズ群の範囲と、前記分割画像領域と前記要素レンズ群との距離とによって定まる空間分割領域に含まれる前記頂点を有する前記ポリゴンを抽出する分割三次元オブジェクトデータ抽出部、
を備えることを特徴とする分割三次元オブジェクトデータ抽出装置。 - 前記画像領域を複数の分割画像領域に分割し、これら複数の分割画像領域それぞれの範囲を前記分割三次元オブジェクトデータ抽出部に供給する画像領域分割部
をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の分割三次元オブジェクトデータ抽出装置。 - ポリゴンに含まれる複数の頂点それぞれの三次元座標値および色データを示す三次元オブジェクトデータから、レンズアレイに含まれる所定範囲の要素レンズ群に対応して画像領域を分割してなる分割画像領域の範囲と、前記要素レンズ群の範囲と、前記分割画像領域と前記要素レンズ群との距離とによって定まる空間分割領域に含まれる前記頂点を有する前記ポリゴンおよび色データを抽出する分割三次元オブジェクトデータ抽出部と、
前記分割三次元オブジェクトデータ抽出部が抽出した前記ポリゴンおよび色データに基づいて前記分割画像領域に対応する要素画像群を生成する分割要素画像群生成部と、
を備えることを特徴とする要素画像生成装置。 - コンピュータを、
ポリゴンに含まれる複数の頂点それぞれの三次元座標値を示す三次元オブジェクトデータから、レンズアレイに含まれる所定範囲の要素レンズ群に対応して画像領域を分割してなる分割画像領域の範囲と、前記要素レンズ群の範囲と、前記分割画像領域と前記要素レンズ群との距離とによって定まる空間分割領域に含まれる前記頂点を有する前記ポリゴンを抽出する分割三次元オブジェクトデータ抽出部、
として機能させるための分割三次元オブジェクトデータ抽出プログラム。 - コンピュータを、
ポリゴンに含まれる複数の頂点それぞれの三次元座標値および色データを示す三次元オブジェクトデータから、レンズアレイに含まれる所定範囲の要素レンズ群に対応して画像領域を分割してなる分割画像領域の範囲と、前記要素レンズ群の範囲と、前記分割画像領域と前記要素レンズ群との距離とによって定まる空間分割領域に含まれる前記頂点を有する前記ポリゴンおよび色データを抽出する分割三次元オブジェクトデータ抽出部と、
前記分割三次元オブジェクトデータ抽出部が抽出した前記ポリゴンおよび色データに基づいて前記分割画像領域に対応する要素画像群を生成する分割要素画像群生成部と、
として機能させるための要素画像生成プログラム。
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