JP3700235B2 - 歩行アニメーション処理方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンピュータグラフィックスの分野に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
コンピュータグラフィックスの世界でのアニメーション処理を行なう際の一手法として、骨格構造を持ち、形状データはその骨格が動くのにしたがって動作するというような表現方法や、階層化されたローカル座標を持ち、それぞれのローカル座標に形状データが関連付けられており、ローカル座標間の位置関係が変化するのにつれて形状データが動くというような構成をとることがある。
【0003】
このような構成をとった場合には実際の人間や動物の動作を計測し、その計測結果を骨格とその関節の角度のデータに変換することによって容易に動作のデータをコンピューターグラフィクスで表現に適用できるという利点がある。
【0004】
しかし、コンピュータグラフィクスで実現したいものの骨格構成/ローカル座標間の距離が計測するための実在の人間や動物の骨格構成と多少異なることも多い。
【0005】
このような場合は骨格の長さあるいはローカル座標間の距離が異なるために動作に不自然な点が出てくる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
前記の動作の不自然な点のうちで特に顕著なのが、歩く動作などをしている場合に、足の動きと床の動きが同期せず、足が床の上を滑べっているように見えてしまうことである。
【0007】
本発明は上記問題点に鑑み、このような滑べりを排除し、足がしっかりと地面に着いて動作しているように見えるようなアニメーションを簡単に実現することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達するため、コンピュータグラフィクスの三次元空間の世界で動作している物を構成する形状データのうち最も低い位置にある点を判定し、その点の位置を記録しておくという操作を行なう。
【0009】
次の時間の画像を生成する際に、記録しておいた点の座標が記録しておいた座標と一致するように動作している物全体を移動する。
【0010】
これにより、簡易的に接地していると見なす点が移動することを防ぎ、足が床に対して滑べっているようなアニメーションになるのを防ぐ。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明は上記した構成によって歩く動作のアニメーションを行なっている際に足の動きと床の動きを同期させ、足が床の上を滑べっているように見えてしまう問題を発生させない。
【0012】
以下本発明の一実施例の歩行データ修正方法について図面を参照しながら説明する。
【0013】
図1は請求項1における実施例の説明図である。
図1において101は三次元座標XYZであり、102は骨格構造およびそれにつれて動作する形状データで構成される物体である。103は骨格であり、104の関節で接続されている。この骨格に105で示される形状データが関連づけられており、骨格が動作するにつれて変形、移動するものとする。
【0014】
このような形態でアニメーションを行なう場合、実際の人間などの動きを測定して関節の回転角度を算出し、それを用いることがある。
【0015】
そのような場合、骨格の長さが測定した人間などの骨格の長さと一致していれば問題は起こらないが、誤差があった場合や、アニメーションをさせたい形状データと、測定した人間などの形状が異なり、やむなく骨格の長さを変更した場合、足と地面が同期しないで、滑べっているようにみえるという問題が発生することがある。この物体102の形状データ105のうち、最も低い位置にある点が106である。
【0016】
図1のような座標空間の場合、形状データ105を構成する構成要素のうち、最もY座標の値が小さい点である。座標空間101中でのこの点の位置と、形状データ105のどの位置に当たるのかの両方を記録しておく。骨格をつなぐ関節の角度はフレーム毎に変化している可能性があるし、この物体そのものの位置も移動している可能性がある。
【0017】
したがって、次のフレームでは形状データ105上の先ほど記録した位置は座標空間101中での前回の位置と一致していない可能性がある。このような場合、物体102全体を平行移動してこれを一致させる。
【0018】
これによって最も低い位置にある、接地していると見なせる位置が変化しないので、足が滑べっているように見えることはなくなる。図2は同実施例における、図1の物体の最も低い位置にある点の回りの拡大図である。
【0019】
図2において201および211、221は骨格、202および212、222はそれに関連して動作する形状データ、203および213、223は関節である。204は最も低い位置にある点であり、214はこの点が次のフレームで関節の角度の変化とそれによる形状データの変形によって移動してしまった様子を示す。215は前のフレームでの形状データの位置、216は前のフレームでの214の位置を示す。
【0020】
214が216に一致するように平行移動した結果の骨格が221、形状データが222である。225は前のフレームでの形状データの位置である。
【0021】
図3は請求項2における実施例の説明図である。
図3において301は三次元直交座標XYZであり、302は階層化されたローカル座標304と、それにつれて動く形状データ305からなる物体である。
【0022】
このような形態でアニメーションを行なう場合には、階層化されていてローカル座標とローカル座標の間の関係に効果をかけ易く、さまざまな変更が施される場合があり、ローカル座標とローカル座標の間の関係がずらされる場合がある。
【0023】
そのような場合、足と地面が同期しないで、滑べっているようにみえるという問題が発生することがある。306は物体302に属する全ての形状データ304の構成要素のうち、座標空間301の座標において位置が最も下にある点である。
【0024】
図3のような座標空間の場合、形状データ305を構成する構成要素のうち、最もY座標の値が小さい点である。座標空間301中でのこの点の位置と、どのローカル座標304の、どの位置に当たるのかの両方を記録しておく。
【0025】
次のフレームで記録したローカル座標304が移動した場合、記録した点の座標空間301上の位置は変化する。このような場合、物体302全体を平行移動して、記録しておいた座標空間301上の位置に一致させる。
【0026】
これによって最も低い位置にある、接地していると見なせる位置が変化しないので、足が滑べっているように見えることはなくなる。
【0027】
図4は請求項3における実施例の説明図である。単純な形状データの場合、形状全体を変形させてアニメーションを行なうことがある。このような場合、通常は地面との同期を考えて変形するので地面との同期の問題は起こらないのが普通である。
【0028】
しかし、形状全体に対してさらに全体を傾かせたり、引き延ばしたりするような効果をかける場合が稀にあり、そのような場合にはやはり足と地面との間の滑べりの問題が発生する。
【0029】
403は物体402に属する全ての形状データの構成要素のうち、座標空間401の座標において位置が最も下にある点である。図4のような座標空間の場合、最もY座標の値が小さい点である。座標空間401中でのこの点の位置と、形状データ中のどの構成要素のどの位置であるのかという情報を記録しておく。
【0030】
次のフレームで記録した形状データ中の構成要素の記録した位置の座標空間401での位置が変化した場合、物体402全体を平行移動して、記録しておいた座標空間401上の位置に一致させる。
【0031】
これによって最も低い位置にある、接地していると見なせる位置が変化しないので、足が滑べっているように見えることはなくなる。
【0032】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば骨格の長さを変えたり、ローカル座標間の関係をずらせたり、形状データそのものを変形したりした場合においても足と地面との同期を取り、滑べっているような状態を排除することができ、実用的効果は大きい。
【0033】
なお、記録した位置と一致させるのに平行移動させる作業を水平面に平行な方向の平行移動のみに限定し、上下方向の変動はそのままにしておくという方法をとった場合に、より良い効果が得られる場合も多い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の請求項1の実施例における説明図
【図2】同実施例における図1の物体の最も低い位置にある点の回りの拡大図
【図3】本発明の請求項2の実施例における説明図
【図4】本発明の請求項3の実施例における説明図
【符号の説明】
101 三次元座標XYZ
102 骨格構造およびそれにつれて動作する形状データで構成される物体
103 骨格
104 骨格をつなぐ関節
105 骨格につれて動く形状データ
106 一番低い場所にある位置
201 骨格
202 骨格につれて動く形状データ
203 関節
204 一番低い場所にある位置
211 骨格
212 骨格につれて動く形状データ
213 関節
214 204が次のフレームで移動してしまった様子
215 骨格につれて動く形状データのフレームでの位置
216 一番低い場所にある位置の前のフレームでの位置
221 骨格
222 骨格につれて動く形状データ
223 関節
224 一番低い場所にある位置
225 骨格につれて動く形状データのフレームでの位置

Claims (2)

  1. コンピュータグラフィックスによって表現される物体の歩行アニメーション処理方法であって、
    (1)第1のフレームでの前記物体の形状データの中で、最も下にある点の位置を記録する記録ステップと、
    (2)前記第1のフレームに連続する第2のフレームでの前記物体の形状データの中で、前記記録された点に対応する点の位置と、
    記録された前記点の位置とが、
    一致するように、前記第2フレームの前記物体の全体を移動する移動ステップと
    を含む、歩行アニメーション処理方法。
  2. 前記移動ステップは、水平方向のみに、前記物体を平行移動すること、を特徴とする請求項1に記載の歩行アニメーション処理方法。
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