JP2022182085A

JP2022182085A - 着装シミュレーション装置

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Publication number: JP2022182085A
Application number: JP2021089412A
Authority: JP
Inventors: 明裕小澤; Akihiro Ozawa; 奈那子角; Nanako Sumi
Original assignee: Asics Corp
Current assignee: Asics Corp
Priority date: 2021-05-27
Filing date: 2021-05-27
Publication date: 2022-12-08
Also published as: US20220383575A1

Abstract

【課題】運動時の身体の表面形状の変化を反映させて衣服の着用状態をシミュレートできる着装シミュレーション装置を得ること。
【解決手段】着装シミュレーション装置１００Ａは、第２の姿勢から第１の姿勢までの身体の動き及び身体の表面形状の変化を示す第１のアニメーションを生成する第１のアニメーション生成部１０６と、連続的な動作における身体の動き及び身体の表面形状の変化を示す第２のアニメーションを生成する第２のアニメーション生成部１０７と、第１のアニメーションと第２のアニメーションとを連続させ、第３のアニメーションを生成する第３のアニメーション生成部１０８と、第３のアニメーションの冒頭から少なくとも１フレームの間に身体に衣服モデルを着装し、着装後のフレームでは、身体の動き及び身体の表面形状の変化に追従して衣服モデルを変形させて衣服モデルの形状変化をシミュレートするシミュレーション実行部１１０とを備える。
【選択図】図１

Description

特許法第３０条第２項適用申請有りＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｅｘｔｉｌｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（２０２０），Ｖｏｌ．６６，Ｎｏ．４，５５頁～６１頁発行日令和２年８月１５日

本発明は、運動時の衣服の着用状態をシミュレートする着装シミュレーション装置に関する。

運動時に着用する衣服は、走行時の空気抵抗を低減させたり、コンタクトプレー時の掴みしろを減少させたりする目的から、着用者の体にフィットするフォルムが採用されることが多い。着用者の体にフィットする衣服は、着用者の身体の動きに追従して変形し、着用者の身体の動きを妨げないことが求められる。衣服のサンプルを作成して着用状態を確認した上で設計を変える方法は、時間及びコストがかかるため、運動時の衣服の着用状態をシミュレートし、シミュレートの結果に基づいて衣服の設計を変える手法が用いられている。

特許文献１には、衣服の布特性と布の動きとを計算によってコンピュータグラフィックス化する発明が開示されている。特許文献１に開示される発明は、数値データからなる衣服の型紙を格子状の微少な小片に分割し、布の力学的特性と布の動きとを計算し数値データからなる人体形状に着せ付ける時に布と人体との衝突を検出処理して、衣服の着用状態を予測表示する。

特開平８－４４７８５号公報

人体は、関節が伸展又は屈曲する際に、筋肉の収縮及び弛緩に伴って身体部位表面の隆起の程度が変化したり、皮膚に皺が生じたりする。したがって、運動時の衣服の着用状態をシミュレートするためには、運動時の身体の表面形状の変化を反映させて衣服の着用状態をシミュレートする必要がある。

運動時の身体の表面形状の変化を反映させるためには、モーションキャプチャで身体の連続的な動作を撮影し、撮影した動作に従って身体に追従して衣服を変形させる必要がある。しかし、モーションキャプチャは、画角により撮影範囲に制約があるため、運動の途中から動作の撮影を開始しなければならない場合がある。運動の途中から動作の撮影を開始すると、撮影した動作の最初の姿勢が、身体モデルへ衣服モデルを着装可能な姿勢ではなくなってしまう。

したがって、特許文献１に開示される発明では、運動時の身体の表面形状の変化を反映させて衣服の着用状態を正確に予測することができなかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、運動時の身体の表面形状の変化を反映させて衣服の着用状態をシミュレートできる着装シミュレーション装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る着装シミュレーション装置は、身体の三次元形状データを記憶する身体形状データ記憶部と、第１の姿勢から始まる連続的な動作における身体の動きを示すモーションデータを記憶するモーションデータ記憶部とを備える。また、着装シミュレーション装置は、身体の三次元形状データとモーションデータとに基づいて、複数のフレームで構成され、第１の姿勢とは異なる第２の姿勢から第１の姿勢までの身体の動き及び身体の表面形状の変化を示す第１のアニメーションを生成する第１のアニメーション生成部と、身体の三次元形状データとモーションデータとに基づいて、複数のフレームで構成され、連続的な動作における身体の動き及び身体の表面形状の変化を示す第２のアニメーションを生成する第２のアニメーション生成部と、第１のアニメーションと第２のアニメーションとを連続させ、複数のフレームで構成される第３のアニメーションを生成する第３のアニメーション生成部とを備える。また、着装シミュレーション装置は、衣服を構成するパーツの形状を示すパーツデータと、パーツの材料の物性データとに基づいて、三次元形状の衣服モデルのデータを生成する衣服モデル生成部と、第３のアニメーションのうち、冒頭から少なくとも１フレームの間に第２の姿勢の身体に衣服モデルを着装し、第２の姿勢の身体への衣服モデルの着装が完了したフレームよりも後のフレームでは、連続的な動作における身体の動き及び身体の表面形状の変化に追従して衣服モデルを変形させて、衣服モデルが着装された身体の連続的な動作及び連続的な動作における衣服モデルの形状変化をシミュレートするシミュレーション実行部とを備える。

本発明に係る着装シミュレーション装置は、運動時の身体の表面形状の変化を反映させて衣服の着用状態をシミュレートできるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る着装シミュレーション装置の構成を示す図である。図２は、実施の形態１に係る着装シミュレーション装置における第２の姿勢を示す図である。図３は、実施の形態１に係る着装シミュレーション装置の動作の流れを示すフローチャートである。図４は、実施の形態１に係る着装シミュレーション装置のモーションデータ、第１のアニメーション、第２のアニメーション及び第３のアニメーションの関係を示す図である。図５は、本発明の実施の形態２に係る着装シミュレーション装置の構成を示す図である。図６は、本発明の実施の形態３に係る着装シミュレーション装置の構成を示す図である。図７は、本発明の実施の形態４に係る着装シミュレーション装置の構成を示す図である。図８は、本発明の実施の形態５に係る着装シミュレーション装置の構成を示す図である。図９は、実施の形態１から実施の形態５に係る着装シミュレーション装置のハードウェア構成例を示す図である。

以下に、本発明に係る着装シミュレーション装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。なお、以下に示す実施の形態においては、同一の部分又は共通する部分については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る着装シミュレーション装置の構成を示す図である。実施の形態１に係る着装シミュレーション装置１００Ａは、骨格及び筋肉の標準的な構造を示すテンプレートデータを記憶するテンプレートデータ記憶部１０１を備える。テンプレートデータ記憶部１０１には、例えば人種及び年齢に基づいて細分化された性別ごとの複数のテンプレートデータが記憶される。その他、身長、体重、ＢＭＩ（Body Mass Index）などに基づいて細分化された体型ごとの複数のテンプレートデータ、又は性別と体型との組み合わせからなる複数のテンプレートデータを記憶するようにしてもよい。

また、着装シミュレーション装置１００Ａは、衣服を構成する複数のパーツの形状を示すパーツデータと、複数のパーツの各々の材料の物性データと、パーツ同士のつなぎ合わせ方を示す縫製情報とを記憶する衣服データ記憶部１０２を備える。

また、着装シミュレーション装置１００Ａは、ボディスキャナ２００で人体をスキャンして生成された三次元表面形状データと、テンプレートデータとを合成して、身体の三次元形状データを生成する身体形状データ生成部１０３と、身体形状データ生成部１０３によって生成された身体の三次元形状データを記憶する身体形状データ記憶部１０４と、第１の姿勢から始まる連続的な動作における身体の動きを示すモーションデータを記憶するモーションデータ記憶部１０５とを備える。モーションデータ記憶部１０５に記憶されるモーションデータは、モーションキャプチャ３００を用いて、人体の実際の動きを撮影して生成される。

また、着装シミュレーション装置１００Ａは、複数のフレームで構成され、身体の三次元形状データとモーションデータとに基づいて、第１の姿勢とは異なる第２の姿勢から第１の姿勢までの身体の動き及び身体の表面形状の変化を示す第１のアニメーションを生成する第１のアニメーション生成部１０６と、複数のフレームで構成され、身体の三次元形状データとモーションデータとに基づいて、連続的な動作における身体の動き及び身体の表面形状の変化を示す第２のアニメーションを生成する第２のアニメーション生成部１０７と、第１のアニメーションと第２のアニメーションとを連続させ、複数のフレームで構成される第３のアニメーションを生成する第３のアニメーション生成部１０８とを備える。

実施の形態１において、第２の姿勢は、両脚を肩幅程度に開いて膝関節及び肘関節を伸展させた静止立位姿勢である。図２は、実施の形態１に係る着装シミュレーション装置における第２の姿勢を示す図である。第１の姿勢から始まる連続的な動作において、肩よりも高く腕を上げる姿勢が含まれる場合には、一般的には、図２（ａ）に示すように、両腕を水平に伸ばしたＴポーズが第２の姿勢に用いられる。また、第１の姿勢から始まる連続的な動作において、肩よりも高く腕を上げる姿勢が含まれない場合には、一般的には、図２（ｂ）に示すように、両腕を斜め下に伸ばしたＡポーズが第２の姿勢に用いられる。なお、第２の姿勢は、例示したＡポーズ又はＴポーズとは異なる姿勢であってもよい。

また、着装シミュレーション装置１００Ａは、パーツデータと、物性データと、縫製情報とに基づいて、三次元形状の衣服モデルのデータを生成する衣服モデル生成部１０９を備える。衣服モデル生成部１０９は、複数のパーツを縫製情報に基づいてつなぎ合わせることにより、三次元形状の衣服モデルのデータを生成する。

また、着装シミュレーション装置１００Ａは、第３のアニメーションのうち、冒頭から少なくとも１フレームの間に第２の姿勢の身体に衣服モデルを着装し、第２の姿勢の身体への衣服モデルの着装が完了したフレームよりも後のフレームでは、連続的な動作における身体の動き及び身体の表面形状の変化に追従して衣服モデルを変形させて、衣服モデルが着装された身体の連続的な動作及び連続的な動作における衣服モデルの形状変化をシミュレートするシミュレーション実行部１１０を備える。シミュレーション実行部１１０は、シミュレーションの結果を表示装置４００に表示させる。表示装置４００には、第２の姿勢から第１の姿勢を経て連続的な動作を行う第３のアニメーションの各フレームにおける衣服の着用状態が、アニメーションとして表示される。

シミュレーション実行部１１０は、身体の動き及び身体表面の変化に追従して衣服モデルの状態を変化させることにより、運動中に衣服の生地に発生する張力、生地の伸張率及び衣服から身体が受ける着圧をシミュレートする。例えば、シミュレーション実行部１１０は、張力、伸張率及び着圧が高い部分ほど濃い色で表示されるように、シミュレーション結果を表示装置４００に表示させる。この他、シミュレーション実行部１１０において、身体と衣服の生地との間の隙間量、及び生地の曲率などをシミュレートし、これらをシミュレーション結果に反映させてもよい。

図３は、実施の形態１に係る着装シミュレーション装置の動作の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１において、身体形状データ生成部１０３は、ボディスキャナ２００から入力される三次元表面形状データと、テンプレートデータ記憶部１０１から読み出したテンプレートデータとに基づいて、身体形状データを生成し、身体形状データ記憶部１０４に記憶させる。ステップＳ２において、モーションデータ記憶部１０５は、モーションキャプチャ３００を用いて撮影されたモーションデータを記憶する。

ステップＳ３において、第１のアニメーション生成部１０６は、第２の姿勢から連続的な動作における最初の姿勢である第１の姿勢までの身体の動き及び身体の表面形状の変化を示す第１のアニメーションを生成する。なお、ここでの身体の表面形状の変化とは、皮膚の伸縮と、筋肉の収縮及び弛緩によって生じる身体部位表面の隆起状態の変化とが含まれる。

第１のアニメーション生成部１０６は、第２の姿勢と第１の姿勢との間の姿勢及び身体の表面形状を、演算処理によって補間して第１のアニメーションを生成する。例えば、第１のアニメーション生成部１０６は、第２の姿勢から第１の姿勢まで一定速度で関節を動かすように補間したり、第１の姿勢に近づくほど関節の動きが遅くなるように補間したりする。また、第１のアニメーション生成部１０６は、不図示の入力インタフェースを介して手動で入力されたフレームごとの関節角度に基づいて、第１のアニメーションを生成してもよい。また、第１のアニメーション生成部１０６は、演算処理によって補間した関節角度を、不図示の入力インタフェースを介して手動で入力されたフレームごとの関節角度に基づいて修正してもよい。

ステップＳ４において、第２のアニメーション生成部１０７は、連続的な動作中の身体の動き及び身体の表面形状の変化を示す第２のアニメーションを生成する。ステップＳ５において、第３のアニメーション生成部１０８は、第１のアニメーションと第２のアニメーションとを連続させた第３のアニメーションを生成する。第３のアニメーションは、第２の姿勢から第１の姿勢まで身体を動かしたのちに連続的な動作を行う際の身体の動き及び身体表面の変化を示す。

ステップＳ６において、衣服モデル生成部１０９は、衣服データ記憶部１０２から読み出したパーツデータ、物性データ及び縫製情報に基づいて、三次元形状の衣服モデルのデータを生成する。ステップＳ７において、シミュレーション実行部１１０は、第２の姿勢から第１の姿勢まで身体を動かしたのちに連続的な動作を行う際の衣服の着用状態のシミュレーションを実行する。シミュレーション実行部１１０は、第３のアニメーションの冒頭から少なくとも１フレームの間に第２の姿勢の身体に衣服モデルを着装し、第２の姿勢の身体への衣服モデルの着装が完了したフレームよりも後のフレームでは、連続的な動作における身体の動き及び身体の表面形状の変化に追従して衣服モデルを変形させることにより、第２の姿勢から第１の姿勢まで身体を動かしたのちに連続的な動作を行う際の身体の動き及び身体表面の変化に追従する衣服モデルの形状変化をシミュレートする。なお、図３に示したフローチャートは一例であり、一部のステップについては順番を入れ替えてもよい。例えば、三次元形状の衣服モデルのデータを生成するステップＳ６は、ステップＳ５よりも前のいずれかの段階で行っても構わない。

身体の連続的な動作を撮影するモーションキャプチャ３００は、画角により撮影範囲に制約があるため、静止立位姿勢から運動を開始して動作を撮影すると、所望の動作を撮影できない場合がある。例えば、走行フォームをモーションキャプチャ３００で撮影する場合であってフォームが安定してからの走行フォームが所望の動作である場合、撮影範囲内で静止立位姿勢を取ってから走り出すと、フォームが安定する前に撮影範囲外に走り出てしまい、安定した走行フォームを撮影することができない。安定した走行フォームをモーションキャプチャ３００の撮影範囲に収めるためには、運動の途中から撮影を開始する必要がある。一方、三次元モデルの身体に衣服を着装する場合、関節が屈曲位にある姿勢であると衣服を着装できないため、静止立位姿勢の身体に衣服を着装する必要がある。運動の途中から撮影された走行フォームは、最初の姿勢が静止立位姿勢ではないため、三次元モデルの身体に衣服を着装することはできない。このように、モーションキャプチャで連続的な運動を撮影しても、三次元モデルの身体に衣服を着装することができないことがある。

図４は、実施の形態１に係る着装シミュレーション装置のモーションデータ、第１のアニメーション、第２のアニメーション及び第３のアニメーションの関係を示す図である。図４中の実線は、膝関節の屈伸角度を示しており、破線は股関節の屈伸角度を示している。なお、ここでは、下半身を覆う衣装をシミュレーションの対象としているため、膝関節及び股関節の関節角度を示しているが、上半身を覆う衣装をシミュレーションの対象とする場合は、肘関節及び肩関節などの角度によって姿勢が規定される。モーションキャプチャ３００の撮影範囲を通り抜けながら動作をキャプチャしているため、モーションデータは、関節が曲がった姿勢から始まっている。したがって、シミュレーション実行部１１０は、モーションデータが示す身体の動き及び身体の表面形状の変化を示す第２のアニメーションの最初の姿勢の三次元モデルの身体に対して衣服モデルを着装することが困難である。このため、実施の形態１に係る着装シミュレーション装置１００Ａは、静止立位姿勢である第２の姿勢から、モーションデータの最初の姿勢である第１の姿勢までの身体の動き及び身体の表面形状の変化を示す第１のアニメーションを生成し、モーションデータが示す動作における身体の動き及び身体の表面形状の変化を示す第２のアニメーションとつなげて第３のアニメーションを生成する。第３のアニメーションの冒頭の少なくとも１フレームは、静止立位姿勢であるため、三次元モデルの身体に衣服を着装することが容易である。さらに、第３のアニメーションの後半は、連続的な動作を行う際の身体の動き及び身体表面の変化を示すため、運動時の身体の表面形状の変化を反映させて運動時の衣服の着用状態をシミュレートすることができる。

このように、実施の形態１に係る着装シミュレーション装置１００Ａは、ボディスキャナ２００で人体をスキャンして生成された三次元表面形状データと、テンプレートデータとを基にした身体の三次元形状データに基づいて生成した第１のアニメーションと、モーションキャプチャ３００で実際に撮影したモーションデータに基づいて生成した第２のアニメーションとをつなげて第３のアニメーションを生成するため、モーションキャプチャ３００で撮影されるシミュレーションを所望する動作が静止立位姿勢から始まっていなくても、第３のアニメーションを用いて衣服の着用状態をシミュレートすることができる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係る着装シミュレーション装置の構成を示す図である。実施の形態２に係る着装シミュレーション装置１００Ｂは、第１のアニメーション生成部１０６及び第２のアニメーション生成部１０７が、自己衝突回避処理部１０６ａ，１０７ａを備える点で、実施の形態１に係る着装シミュレーション装置１００Ａと相違する。自己衝突回避処理部１０６ａは、第１のアニメーション中に、身体を構成する部位同士が干渉する自己衝突が発生するフレームが含まれる場合には、関節角度及び身体の表面形状の少なくとも一方を変更して自己衝突を回避する処理を行う。自己衝突回避処理部１０７ａは、第２のアニメーション中に、身体を構成する部位同士が干渉する自己衝突が発生するフレームが含まれる場合には、関節角度及び身体の表面形状の少なくとも一方を変更して自己衝突を回避する処理を行う。この他は、実施の形態１に係る着装シミュレーション装置１００Ａと同様である。

身体の連続的な動作をモーションキャプチャ３００で撮影した場合、実際には、身体を構成する部位同士が干渉していないにも関わらず、干渉が発生していると認識されてしまうことがある。例えば、前腕を大きく曲げる動作を行った場合、前腕が上腕にめり込んだ状態の姿勢と認識されてしまうことがある。このような現象は、「自己衝突」と称されている。自己衝突が発生すると、身体の表面形状の変化に衣服が追従できなくなってしまう。したがって、第１のアニメーション又は第２のアニメーションに自己衝突が発生するフレームが含まれていると、第３のアニメーションにも自己衝突が発生するフレームが含まれることになり、身体の動き及び表面形状の変化に追従させて衣服モデルを変形させることができなくなってしまう。

実施の形態２に係る着装シミュレーション装置１００Ｂは、第１のアニメーション中又は第２のアニメーション中に自己衝突が発生するフレームが含まれる場合には、自己衝突回避処理部１０６ａ，１０７ａが関節角度及び身体の表面形状の少なくとも一方を変更して自己衝突を回避する処理を行う。このため、シミュレーション実行部１１０は、関節を大きく曲げる動きを含む動作についても、身体の動き及び表面形状の変化に追従させて衣服モデルを変形させることが可能となる。

また、ボディスキャナ２００で読み取った身体の三次元形状データと、モーションキャプチャ３００で連続的な動作を撮影したモーションデータとが、別人のものである場合、第１のアニメーション又は第２のアニメーションに自己衝突が発生するフレームが含まれやすくなるが、実施の形態２に係る着装シミュレーション装置１００Ｂは、自己衝突回避処理部１０６ａ，１０７ａが自己衝突を回避する処理を行うため、身体の三次元形状データとモーションデータとが別人のものであっても、身体の動き及び表面形状の変化に追従させて衣服モデルを変形させることができる。

（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３に係る着装シミュレーション装置の構成を示す図である。実施の形態３に係る着装シミュレーション装置１００Ｃは、第２のアニメーション中のフレームの身体の関節角度を変更するモーション編集部１１１を備える点で、実施の形態１に係る着装シミュレーション装置１００Ａと相違する。

モーションキャプチャ３００で被撮影者の動作を撮影する場合、被撮影者の関節運動が正常な範囲を超えないと取ることができないような姿勢、例えば、被撮影者が受傷してしまうような姿勢を取ることは困難である。これに対し、実施の形態３に係る着装シミュレーション装置１００Ｃは、モーション編集部１１１が第２のアニメーション中の身体の関節角度を変更できるため、被撮影者に取らせることが困難な姿勢を含む第２のアニメーションを作成することができる。したがって、シミュレーション実行部１１０は、被撮影者に取らせることが困難な姿勢における身体の動き及び表面形状の変化に追従させて衣服モデルを変形させてシミュレーションを実行することができる。これにより、実施の形態３に係る着装シミュレーション装置１００Ｃのユーザは、着用者が受傷しにくい衣服の設計などを行うことができる。

（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４に係る着装シミュレーション装置の構成を示す図である。実施の形態４に係る着装シミュレーション装置１００Ｄは、身体形状データ生成部１０３が、三次元表面形状データを編集する三次元表面形状データ編集部１０３ａを備える点で、実施の形態１に係る着装シミュレーション装置１００Ａと相違する。三次元表面形状データ編集部１０３ａは、三次元表面形状データを編集することにより、三次元表面形状データが示す身体の体型を変更可能である。

実施の形態４に係る着装シミュレーション装置１００Ｄは、三次元表面形状データ編集部１０３ａが、三次元表面形状データが示す体型を変更することにより、着用者の体重が増減したり、身長が伸びたりして体型が変化した場合の身体の表面形状に基づいて、第１のアニメーション、第２のアニメーション及び第３のアニメーションを生成できる。したがって、シミュレーション実行部１１０は、ボディスキャナ２００でスキャンした人の実際の体型とは異なる体型の身体の動き及び表面形状の変化に衣服がどのように追従するかをシミュレートすることができる。

（実施の形態５）
図８は、本発明の実施の形態５に係る着装シミュレーション装置の構成を示す図である。実施の形態５に係る着装シミュレーション装置１００Ｅは、第３のアニメーション生成部１０８が第３のアニメーションのフレームレートを変更するフレームレート変更部１０８ａを備える点で実施の形態１に係る着装シミュレーション装置１００Ａと相違する。フレームレート変更部１０８ａは、フレームレートを低くする場合には、第３のアニメーションのフレームを間引く処理を行う。また、フレームレート変更部１０８ａは、フレームレートを高くする場合には、前後のフレームの姿勢の中間の姿勢となるようフレームを補間する処理を行う。

第１の姿勢から始まる連続的な動作が、ゆっくりした動作である場合、フレームレートが低くても、身体の動き及び表面形状の変化に衣服を追従させることができる。したがって、ゆっくりした動作のシミュレーションを行う場合には、フレームレート変更部１０８ａでフレームレートを低くする処理を行うことにより、シミュレーション実行部１１０の処理負荷を低減し、シミュレーションの実行速度を高速にすることができる。また、速い動作のシミュレーションを行う場合には、フレームレートが低いと、身体の動き及び表面形状の変化に衣服を追従させることができなくなるが、フレームレート変更部１０８ａがフレームを補間してフレームレートを高くする処理を行うことにより、シミュレーション実行部１１０は、身体の動き及び表面形状の変化に衣服を追従させてシミュレーションを実行できる。

次に、上記の各実施の形態に係る着装シミュレーション装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅのハードウェア構成について説明する。図９は、実施の形態１から実施の形態５に係る着装シミュレーション装置のハードウェア構成例を示す図である。図９には、プログラムを実行するハードウェアを用いることによって着装シミュレーション装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅの機能が実現される場合におけるハードウェア構成を示している。

着装シミュレーション装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅは、各種処理を実行するプロセッサ８１と、内蔵メモリであるメモリ８２と、情報を記憶する記憶装置８３とを有する。プロセッサ８１は、記憶装置８３に格納されているプログラムをメモリ８２に読み出して実行する。テンプレートデータ記憶部１０１、衣服データ記憶部１０２、身体形状データ記憶部１０４及びモーションデータ記憶部１０５は、記憶装置８３によって実現される。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

例えば、上述した実施形態においては、第２の姿勢が脚を開いて膝関節及び肘関節を伸展させた静止立位状態である例を示したが、第２の姿勢は衣服を着せ付けることができる姿勢であればそれ以外の姿勢でもよい。具体的には、第２の姿勢は膝関節及び肘関節を伸展させた寝た姿勢などでも構わない。その他、第２の姿勢は、下衣のみの衣服モデルのシミュレーションを行う場合であれば、少なくとも膝関節が伸展した姿勢であればよく、上衣のみの衣服モデルのシミュレーションを行う場合であれば、少なくとも肘関節が伸展した姿勢であればよい。

また上述した実施形態においては、衣服データ記憶部１０２に、衣服を構成する複数のパーツの形状を示すパーツデータと、複数のパーツの各々の材料の物性データと、パーツ同士のつなぎ合わせ方を示す縫製情報とが記憶され、衣服モデル生成部１０９において、それら複数のパーツを縫製情報に基づいてつなぎ合わせることにより、三次元形状の衣服モデルのデータを生成する例を示したが、例えば、靴下のように単純な構造の衣服の場合は、衣服を構成するパーツは複数でなく単一のパーツ形状を示すパーツデータとその単一パーツの物性データとを衣服データ記憶部１０２に記憶し、これに基づいて衣服モデル生成部１０９において三次元形状の衣服モデルのデータを生成するようにしても構わない。

８１プロセッサ、８２メモリ、８３記憶装置、１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ着装シミュレーション装置、１０１テンプレートデータ記憶部、１０２衣服データ記憶部、１０３身体形状データ生成部、１０３ａ三次元表面形状データ編集部、１０４身体形状データ記憶部、１０５モーションデータ記憶部、１０６第１のアニメーション生成部、１０６ａ，１０７ａ自己衝突回避処理部、１０７第２のアニメーション生成部、１０８第３のアニメーション生成部、１０８ａフレームレート変更部、１０９衣服モデル生成部、１１０シミュレーション実行部、１１１モーション編集部、２００ボディスキャナ、３００モーションキャプチャ、４００表示装置。

Claims

身体の三次元形状データを記憶する身体形状データ記憶部と、
第１の姿勢から始まる連続的な動作における身体の動きを示すモーションデータを記憶するモーションデータ記憶部と、
前記身体の三次元形状データと前記モーションデータとに基づいて、複数のフレームで構成され、前記第１の姿勢とは異なる第２の姿勢から前記第１の姿勢までの身体の動き及び身体の表面形状の変化を示す第１のアニメーションを生成する第１のアニメーション生成部と、
前記身体の三次元形状データと前記モーションデータとに基づいて、複数のフレームで構成され、前記連続的な動作における身体の動き及び身体の表面形状の変化を示す第２のアニメーションを生成する第２のアニメーション生成部と、
前記第１のアニメーションと前記第２のアニメーションとを連続させ、複数のフレームで構成される第３のアニメーションを生成する第３のアニメーション生成部と、
衣服を構成するパーツの形状を示すパーツデータと、前記パーツの材料の物性データとに基づいて、三次元形状の衣服モデルのデータを生成する衣服モデル生成部と、
前記第３のアニメーションのうち、冒頭から少なくとも１フレームの間に前記第２の姿勢の身体に前記衣服モデルを着装し、前記第２の姿勢の身体への前記衣服モデルの着装が完了したフレームよりも後のフレームでは、前記連続的な動作における身体の動き及び身体の表面形状の変化に追従して前記衣服モデルを変形させて、前記衣服モデルが着装された身体の前記連続的な動作及び前記連続的な動作における前記衣服モデルの形状変化をシミュレートするシミュレーション実行部とを備える、着装シミュレーション装置。
前記第２の姿勢は、身体の各関節のうち少なくとも膝関節及び肘関節が伸展した静止立位姿勢である、請求項１に記載の着装シミュレーション装置。
前記第１のアニメーション生成部は、前記第２の姿勢と、前記第１の姿勢との間の姿勢及び身体の表面形状を演算処理によって補間して前記第１のアニメーションを生成する、請求項１又は２に記載の着装シミュレーション装置。
前記第１のアニメーション生成部及び前記第２のアニメーション生成部は、前記第１のアニメーション中又は前記第２のアニメーション中に、身体を構成する部位同士が干渉する自己衝突が発生するフレームが含まれる場合には、関節角度及び身体の表面形状の少なくとも一方を変更して前記自己衝突を回避する処理を行う、請求項１から３のいずれか１項に記載の着装シミュレーション装置。
人体をスキャンして生成された三次元表面形状データと、骨格及び筋肉の標準的な構造を示すテンプレートデータとを合成して、前記身体の三次元形状データを生成する身体形状データ生成部を備える、請求項１から４のいずれか１項に記載の着装シミュレーション装置。
前記身体形状データ生成部は、性別によって異なる前記テンプレートデータを用いて前記身体の三次元形状データを生成する、請求項５に記載の着装シミュレーション装置。
前記身体形状データ生成部は、前記三次元表面形状データを編集し、前記三次元表面形状データが示す身体の体型を変更可能である、請求項５又は６に記載の着装シミュレーション装置。
前記第２のアニメーション中のフレームの身体の関節角度を変更するモーション編集部を備える、請求項１から７のいずれか１項に記載の着装シミュレーション装置。
前記第３のアニメーション生成部は、前記第３のアニメーションのフレームレートを変更可能である、請求項１から８のいずれか１項に記載の着装シミュレーション装置。