JP2012079177A - 仮想物体操作装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】距離画像生成手段10は、実空間における所定の空間領域に存在する物体との距離を画素値とする距離画像を生成する。入力情報取得手段21は、距離画像から物体における規定の特定部位を抽出する。抽出された特定部位は射影手段22により仮想三次元空間に配置される指標に対応付けられ、仮想物体に所定の作用を及ぼす処理ツールがツール結合手段28により指標に結合される。表示処理手段24は、仮想物体に対する処理ツールによる作用の結果を反映させて表示手段25に表示する。
【選択図】図1
Description
ψ=(A0−A2)/(A1−A3)
変調信号の周波数は一定であるから、位相差ψを投光から受光までの時間差に換算することができ、光速は既知であるから、時間差が求まれば物体までの距離を求めることができる。
X1=u1・d/R
Y1=v1・d/R
Z1=f・d/R
ただし、
u1=su(u−uc)
v1=sv(v−vc)
R=(u12+v12+f2)1/2
ここでは、説明を簡単にするために、受光光学系14の光学歪みの影響は省略している。ただし、光学中心からの距離Rを補正する歪み補正式を用いることにより、光学歪みを補正することができる。
X=X1・cos(90°−θ)+Z1・sin(90°−θ)
Y=Y1
Z=−X1・sin(90°−θ)+Z1・cos(90°−θ)
座標軸別画像は、グローバル座標系にマッピングを行った画像そのものではなく、距離画像の各画素の座標位置(u,v)にX値とY値とZ値とをそれぞれ個別に対応付けた画像である。すなわち、各座標位置(u,v)に、X(u,v)、Y(u,v)、Z(u,v)をそれぞれ対応付けた画像であり、1枚の極座標系の距離画像に対して3枚の座標軸別画像が生成される。極座標系の距離画像から座標軸別画像を得るには、上述の計算を行ってもよいが、極座標系の距離画像から座標値(X,Y,Z)に変換するテーブルを用意しておけば、処理負荷を軽減することができる。
21 入力情報取得手段
22 射影手段
23 物体配置手段
24 表示処理手段
25 表示手段
27 ツール提供手段
28 ツール結合手段
29 パターン分類手段
30 人体モデル
31 セグメント
32 ジョイント
33 人体
34 頭部
35 手
42 指標
43 第1の仮想物体
44 第2の仮想物体
45 仮想物体
46 仮想物体
47 立体モデル
Claims (12)
- 実空間に存在する物体についての距離画像を生成する距離画像生成手段と、前記距離画像から前記物体の特定部位を抽出する入力情報取得手段と、前記特定部位の動きを仮想三次元空間の仮想物体に作用させ、その結果を表示手段への表示に反映させる対話手段とを備えることを特徴とする仮想物体操作装置。
- 前記対話手段は、前記入力情報取得手段が抽出した前記特定部位の画素値を用いて前記特定部位をコンピュータにより構築された仮想三次元空間に配置される指標に対応付ける射影手段と、前記仮想三次元空間に仮想物体を配置する物体配置手段と、前記物体配置手段が前記仮想三次元空間に配置した前記仮想物体に所定の作用を及ぼす処理ツールを提供するツール提供手段と、前記入力情報取得手段が抽出した前記指標に前記ツール提供手段が提供する処理ツールを結合させるツール結合手段と、前記射影手段により前記仮想三次元空間に対応付けられた前記指標に前記ツール結合手段により処理ツールを結合した状態において、前記指標の動きに応じて前記表示手段に表示された前記仮想物体に処理ツールによる作用の結果を反映させる表示処理手段とを備えることを特徴とする請求項1記載の仮想物体操作装置。
- 前記ツール提供手段は複数種類の処理ツールを提供し、前記ツール結合手段は、複数種類の処理ツールから前記指標に結合する処理ツールを選択することを特徴とする請求項2記載の仮想物体操作装置。
- 前記入力情報取得手段が抽出した前記特定部位の画素値を用いて前記特定部位の動きパターンを分類するパターン分類手段を備え、前記ツール結合手段は、処理ツールが動きパターンに対応付けられており前記パターン分類手段が分類した動きパターンに応じた処理ツールを前記指標に結合することを特徴とする請求項3記載の仮想物体操作装置。
- 前記物体配置手段は、前記仮想三次元空間に配置する前記仮想物体に背景を透過する透明なテクスチャを付与し、前記ツール提供手段は、処理ツールとして通過部位に存在する前記仮想物体に、あらかじめ定めた不透明のテクスチャをマッピングする貼付ツールを提供することを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載の仮想物体操作装置。
- 前記物体配置手段は、前記仮想物体として規定形状である第1の仮想物体と、第1の仮想物体を覆う第2の仮想物体とを前記仮想三次元空間に配置し、前記ツール提供手段は、処理ツールとして通過部位に存在する前記第2の仮想物体を消去する消去ツールを提供することを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載の仮想物体操作装置。
- 前記物体配置手段は、規定形状である前記仮想物体を前記仮想三次元空間に配置し、前記ツール提供手段は、処理ツールとして前記指標を前記仮想物体の表面に吸着させ前記指標の移動の向きに応じて前記仮想物体を変形させる変形ツールを提供することを特徴とする請求項2〜6のいずれか1項に記載の仮想物体操作装置。
- 前記表示処理手段は、前記変形ツールにより前記仮想物体を変形させる際に、前記変形ツールが前記仮想物体を貫通すると、貫通した前記仮想物体の表示状態を他の仮想物体の表示状態とは異ならせることを特徴とする請求項7記載の仮想物操作装置。
- 前記物体は人体であり前記特定部位は少なくとも四肢と頭部とを含み、前記仮想物体は四肢と頭部とを備える立体モデルであって、前記ツール提供手段は、処理ツールとして人体の四肢および頭部の動きを立体モデルの四肢および頭部の動きに連動させる連動ツールを提供することを特徴とする請求項3記載の仮想物操作装置。
- 前記特定部位は人体の四肢と頭部とのうちの少なくとも1箇所の動きに伴って実空間での位置が変化する部位であって、前記入力情報取得手段は、前記特定部位の前記表示手段からの距離および前記特定部位の移動の向きを抽出し、前記表示処理手段は、前記表示手段に表示される前記仮想三次元空間の範囲を、前記入力情報取得手段により抽出された前記特定部位の位置に追従させて変更するとともに、前記表示手段に表示される前記仮想三次元空間の範囲および座標軸の向きを、前記入力情報取得手段により抽出された前記特定部位の移動の向きに追従させて変更することを特徴とする請求項2〜9のいずれか1項に記載の仮想物操作装置。
- 前記物体は人体であり前記特定部位は頭部であって、前記入力情報取得手段は、頭部の位置および向きを抽出し、前記表示処理手段は、前記表示手段に表示される前記仮想三次元空間の範囲を、前記入力情報取得手段により抽出された頭部の位置により定めた視点に追従させて変更するとともに、前記表示手段に表示される前記仮想三次元空間の座標軸の向きを、前記入力情報取得手段により抽出された頭部の向きにより定めた視線の向きに追従させて変更することを特徴とする請求項2〜9のいずれか1項に記載の仮想物操作装置。
- 前記表示手段は、前記仮想三次元空間の立体表示を行うことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の仮想物操作装置。
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