JP3791848B2 - 画像表示装置、画像表示システム、撮影装置、画像表示方法、およびプログラム - Google Patents
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Description
合には、2〜4インチ程度の携帯型ディスプレイとなる。そして今後は、携帯型ディスプレイの利用率は、非常に多くなるものと想像される。
商品提示を、如何に、高品質に行うかが大きな課題となり、このための様々な工夫がおこなわれている。
どの触感までを提示するようなディスプレイが求められている。
ることもできる。そして、そのようなプログラムは、CD−ROM等の記録媒体やインターネット等の伝送媒体を介して配信することができるのは言うまでもない。
図2は本発明の実施の形態1の画像表示装置の構成を示すブロック図であり、携帯表示端末を用いてオンラインショッピングをする場合に、観察者が商品画像をリアリティ高く観察できることを目的としている。ここで本発明におけるリアリティの高い観察とは、全体の商品だけでなく、実際の商品を手で触りながら吟味する状態、部分的な局所領域の精密な観察までを連続的に無意識的に行うことを意味している。
画像)を生成するために、予め画像データを蓄積している。傾き変化接写画像データベース107は、接近した詳細画像に傾きを与えて観察する画像を生成するために、予め画像データを蓄積している。送受信部111は、拡大画像データベース106、又は、傾き変化接写画像データベース107と、必要な画像データの送受信を行う。ネットワーク112は、画像表示装置110と、拡大画像データベース106と、傾き変化接写画像データベース107とを接続する。
た場合には、商品画像の一部を目標にして画像表示装置110を手で持って接近させる。このとき、角度検出部103はこの動きを、Z軸上の距離ΔZ、X軸周りの回転角ピッチΔθ、Y軸周りの回転角ヨーΔψとして検出する。このとき、角度が微小であれば以下の関係式が成立するため角度からΔX、ΔYが算出できる。これ以外にも、Y軸方向の変位ΔY、X軸方向の変位ΔXを直接検出してもよい。以下、接近過程状態での画像表示装置110の移動量表記は、ΔX、ΔYを用いる。
装置110であり、図5(d)は、接近マーカ304により選択された接近可能領域の拡大画像を示す画像表示装置110であり、図5(e)は、選択された接近可能領域を更に拡大した画像表示装置110を示している。
商品画像としてセータを例にとると、実際の商品を見る場合にセータの表面模様や織り、繊維の質、手触りなどを検討するために特定部位に充分接近して確認することに相当する。この場合には、表示切替制御部105は、接近過程状態とは異なる動作で画像を表示する。
の2つの角度を検出し、一定照明、一定の視角の観察者に対して被写体の表面の傾きが変化した状態の画像を表示し、表面のリアルな材質感、粒状感などをリアリティ高く提示できる。
次に、利用した画像データベースの取得方法について説明する。図8は、被写体701であるニットセータの任意の特定領域のみを、一定照明及び一定カメラアングルで、被写体701を様々な角度に傾けながら撮影する撮影装置を示している。
ここで、接近過程状態においては、静止画に対して、接近する領域を選択しつつ、該当部位へ連続的に次第に接近している感覚が得られるような拡大画像の生成が必要とされる。
次に、被写体701の傾き変化接写画像を画像データベース化する手順を説明する。
実施の形態1では、被写体表面の面法線の傾きの2自由度の変化に対応し、撮影に使用する一定の照明下の画像を最大接近画像として用いた画像表示装置110について説明したが、実施の形態2では、観察者が屋外や屋内で本画像表示装置を使う場合、最大接近画像の観察においては、現在の照明下にて観察されるであろう最大接近画像を合成して表示する構成について説明する。
texture function:BTF)という概念をよく用いる。BRDFは、表面上の1点のみに対して照明の入射角を球座標で表現した(α、β)と観察する視角を、同じく球座標で表現した(θe、φe)の4変数の関数であり、(式3)のように放射輝度Lを入射する照度Eにて正規化したものとして定義されている。
また、レンダリングに使用する関数は、ここではセータ表面のようなテクスチャが支配的な表面を例にしたためBTFを使用したが、平滑表面であればBRDFでも同様の効果が得られ、内部散乱が支配的な紙面のような表面では双方向サーフェススキャタリング分布関数(bidirectional scattering surface reflectance distribution function:BSSRDF)を用いてもよい。
実施の形態2までは、最大接近状態において、ΔψとΔθの変化に対する画像の見え方の変化を表示するだけの画像表示装置905であったのに対して、実施の形態3においては、BTFを拡張して距離の概念を考慮したデータベースを用いることで、観察距離の変化に対する微妙な接写画像の距離による変化を反映させ、被写体の詳細な画像である拡大画像の提示を可能とする画像表示装置を提供する。
ることができ有用である。また本画像表示装置および画像表示方法は、実写とコンピュータグラフィックスの併用が有効な医療用途やデジタルアーカイブなどの博物館用途にも利用できる。
Claims (21)
- 被写体の画像を表示する画像表示装置であって、
観察者と当該画像表示装置との間の距離を観察距離として検出する距離検出手段と、
前記観察者に対する当該画像表示装置の角度、または前記観察者に対する当該画像表示装置の移動方向を、観察方向として検出する角度検出手段と、
前記観察距離に応じて表示倍率を変えて、前記被写体の画像を表示する第1表示モードと、前記観察方向に応じて前記被写体表面の法線方向が相違する画像を表示する第2表示モードとを、前記観察距離に応じて切り替え、前記第1表示モードまたは前記第2表示モードで前記被写体の画像を表示する表示切替制御手段と
を備えることを特徴とする画像表示装置。 - 前記画像表示装置は、さらに、
前記観察距離に基づいて前記画像の表示倍率を算出する接近状態検出手段を備える
ことを特徴とする請求項1記載の画像表示装置。 - 前記接近状態検出手段は、前記観察距離が所定の距離以下である場合に、前記被写体が前記所定の距離に存在するものとして前記表示倍率を1倍と算出し、前記観察距離が所定の距離より大きい場合に、前記被写体が前記所定の距離より遠くに存在するものとして前記表示倍率を1倍未満と算出し、
前記表示切替制御手段は、前記接近状態検出手段により算出された表示倍率が1倍未満である場合に、前記第1表示モードで前記被写体の画像を表示し、前記表示倍率が1倍である場合に、前記第2表示モードで前記被写体の画像を表示する
ことを特徴とする請求項2記載の画像表示装置。 - 前記表示切替制御手段は、前記第1表示モードにおいて、前記表示倍率および前記観察方向に基づいて、前記被写体の一部分の画像を選択して表示する
ことを特徴とする請求項1記載の画像表示装置。 - 前記被写体の一部分は予め定められた領域であり、
前記表示切替制御手段は、前記第1表示モードにおいて、前記観察方向および前記表示倍率に基づいて、複数の前記領域の中から1つの前記領域の画像を選択して表示する
ことを特徴とする請求項4記載の画像表示装置。 - 前記画像表示装置は、さらに、
前記第1表示モードにおいて、前記予め定められた領域を示す第1のマーカを表示するとともに、前記観察方向および前記表示倍率に基づいて第2のマーカを表示するマーカ生成手段を備え、
前記表示切替制御手段は、前記第1のマーカおよび前記第2のマーカの位置関係に応じて複数の前記領域の中から1つの前記領域を選択する
ことを特徴とする請求項5記載の画像表示装置。 - 前記マーカ生成手段は、前記第1のマーカを予め前記被写体の全体画像に重ね合わせて表示する
ことを特徴とする請求項6記載の画像表示装置。 - 前記マーカ生成手段は、前記第1のマーカが示す領域に前記第2のマーカが接近した場合に、前記第1のマーカを前記被写体の全体画像に重ね合わせて表示する
ことを特徴とする請求項6記載の画像表示装置。 - 前記表示切替制御手段は、前記第2表示モードにおいて、前記観察方向および照明条件に応じて前記被写体表面の法線方向が相違する画像を表示する
ことを特徴とする請求項1記載の画像表示装置。 - 前記表示切替制御手段は、前記第2表示モードにおいて、一定の照明下で前記被写体表面の法線方向を2つの自由度により傾けた画像を表示する
ことを特徴とする請求項1記載の画像表示装置。 - 前記表示切替制御手段は、前記第2表示モードにおいて、前記被写体表面の光の反射、散乱、透過のいずれかを記述する光学的モデルを、任意平面または曲面の表面に対して一定の照明下でレンダリングしたコンピュータグラフィックス画像を表示する
ことを特徴とする請求項1記載の画像表示装置。 - 前記光学的モデルは、被写体表面の双方向性反射分布関数、被写体表面の双方向サーフェススキャタリング分布関数、または被写体表面の双方向性テクスチャ関数のいずれか1つを用いて算出されるモデルであり、
前記表示切替制御手段は、前記第2表示モードにおいて、前記光学的モデルを、任意平面または曲面の表面に対して一定の照明下でレンダリングしたコンピュータグラフィックス画像を表示する
ことを特徴とする請求項11記載の画像表示装置。 - 前記光学的モデルは、観察距離をパラメータとした被写体表面の双方向性反射分布関数、観察距離をパラメータとした被写体表面の双方向サーフェススキャタリング分布関数、または観察距離をパラメータとした被写体表面の双方向性テクスチャ関数のいずれか1つを用いて算出されるモデルであり、
前記表示切替制御手段は、前記第2表示モードにおいて、前記光学的モデルを、任意平面または曲面の表面に対して一定の照明下でレンダリングしたコンピュータグラフィックス画像を表示する
ことを特徴とする請求項11記載の画像表示装置。 - 前記表示切替制御手段は、前記第2表示モードにおいて、前記観察距離に応じて前記被写体の拡大画像を表示する
ことを特徴とする請求項1記載の画像表示装置。 - サーバ装置に蓄積された被写体の画像を画像表示装置で表示する画像表示システムであって、
前記画像表示装置は、
観察者と当該画像表示装置との間の距離を観察距離として検出する距離検出手段と、
前記観察者に対する当該画像表示装置の角度、または前記観察者に対する当該画像表示装置の移動方向を、観察方向として検出する角度検出手段と、
前記観察距離に応じて表示倍率を変えて、前記被写体の画像を表示する第1表示モードと、前記観察方向に応じて前記被写体表面の法線方向が相違する画像を表示する第2表示モードとを、前記観察距離に応じて切り替え、前記第1表示モードまたは前記第2表示モードに対応する前記被写体の画像を要求し、前記要求に応じて受け取った前記被写体の画像を表示する表示切替制御手段と、
ネットワークを介して前記要求に基づく画像要求信号をサーバ装置へ送信し、前記画像要求信号に応じた画像を受信する送受信手段とを備え、
前記サーバ装置は、前記ネットワークに接続されるとともに、
前記被写体の全体画像を蓄積し、前記画像要求信号に応じて画像を送信する被写体データベースと、
表示倍率に応じた被写体の一部分の画像を蓄積し、前記画像要求信号に応じて画像を送信する拡大画像データベースと、
前記被写体の一部分の画像に前記法線方向に傾きを与えて生成した傾き変化接写画像を蓄積し、前記画像要求信号に応じて画像を送信する傾き変化接写画像データベースとを備える
ことを特徴とする画像表示システム。 - 前記サーバ装置は、さらに、
前記被写体の一部分の画像の双方向性テクスチャ関数を蓄積したBTFデータベースを備える
ことを特徴とする請求項15記載の画像表示システム。 - 前記サーバ装置は、さらに、
前記観察距離の変化をパラメータとした前記被写体の一部分の画像の双方向性テクスチャ関数を蓄積した距離可変BTFデータベースを備える
ことを特徴とする請求項15記載の画像表示システム。 - 前記サーバ装置は、さらに、
前記観察距離の変化をパラメータとした前記被写体の一部分の画像の双方向性テクスチャ関数は、前記被写体の一部分の画像の被写体上での位置、前記観察距離、照明角度 および前記観察方向をパラメータとした関数である
ことを特徴とする請求項17記載の画像表示システム。 - 請求項1記載の画像表示装置のための撮影装置であって、
前記被写体に対して2自由度の角度にて傾斜し、1自由度の角度で回転する台機構と、
1自由度の角度で変化する照明手段と、
1自由度の距離で変化するカメラ手段とを備え、
前記観察距離の変化をパラメータとした前記被写体の一部分の画像の双方向性テクスチャ関数を測定する
ことを特徴とする撮影装置。 - 被写体の画像を表示する画像表示方法であって、
観察者と画像表示装置との間の距離を観察距離として検出する距離検出ステップと、
前記観察者に対する当該画像表示装置の角度、または前記観察者に対する当該画像表示装置の移動方向を、観察方向として検出する角度検出ステップと、
前記観察距離に応じて表示倍率を変えて、前記被写体の画像を表示する第1表示モードと、前記観察方向に応じて前記被写体表面の法線方向が相違する画像を表示する第2表示モードとを、前記観察距離に応じて切り替え、前記第1表示モードまたは前記第2表示モードで前記被写体の画像を表示する表示切替制御ステップとを含み、
前記距離検出ステップ、前記角度検出ステップ、および表示切替制御ステップは、前記画像表示装置によって実行される
ことを特徴とする画像表示方法。 - 被写体の画像を表示するためのプログラムであって、
観察者と画像表示装置との間の距離を観察距離として検出する距離検出ステップと、
前記観察者に対する当該画像表示装置の角度、または前記観察者に対する当該画像表示装置の移動方向を、観察方向として検出する角度検出ステップと、
前記観察距離に応じて表示倍率を変えて、前記被写体の画像を表示する第1表示モードと、前記観察方向に応じて前記被写体表面の法線方向が相違する画像を表示する第2表示モードとを、前記観察距離に応じて切り替え、前記第1表示モードまたは前記第2表示モードで前記被写体の画像を表示する表示切替制御ステップと
を前記画像表示装置が備えるコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
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