JP4521101B2 - 表示制御装置および方法、ならびに、表示制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

表示制御装置および方法、ならびに、表示制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、仮想3次元空間にて所定の回転軸周りで回転させつつ物体を表示するための表示制御技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、コンピュータ上で設定される仮想空間内で、人体モデルの立体画像に特定人物の顔部画像を貼り付けるように画像を合成し表示するための技術が知られている。
【0003】
実際、これらの画像合成に際しては、人体モデルの顔部にテクスチャマッピング座標が設定され、特定人物を写した写真中の顔部画像が球面展開されテクスチャマッピングされており、これらにより、特定人物の顔部を有する立体的な人体モデルを動作させつつ表示することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の画像合成においては、所定の立体形状を有する人体モデルに合わせて顔部画像がテクスチャマッピングされるため、人体モデルの顔部画像は、写真中の顔部画像とは微妙に異なったもので違和感が強いものとなり、さらに髪の毛などをテクスチャマッピングするために立体モデル化することは非常に困難であり、テクスチャマッピングに際して非常に複雑な処理を要するものとなる。
【0005】
本発明は、これらの問題点を考慮してなされたものであり、その目的は、精細な立体画像を簡便に表示することのできる表示制御装置および方法、ならびに、表示制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明に係る第1の表示制御装置は、仮想3次元空間にて所定の回転軸周りで回転させつつ物体を表示するよう制御する表示制御装置である。
【0007】
本第1の表示制御装置では、物体の回転角度が、連続的に更新されつつ指示され、前記指示およびあらかじめ記憶されている画像データに基づいて、物体の第1部分が表示されるよう制御され、また、前記指示およびあらかじめ記憶されている回転角度に対応付けられた2次元画像データに基づいて、物体の第2部分が、第1部分に接合して表示されるよう制御される。
【0008】
また、本発明に係る第2の表示制御装置は、仮想3次元空間にて所定の回転軸周りで回転させつつ物体を表示するよう制御する表示制御装置である。
【0009】
本第2の表示制御装置では、物体の回転角度が、連続的に更新されつつ指示され、前記指示およびあらかじめ記憶されている3次元画像データに基づいて、物体の第1部分に対応する画像データが生成され、前記指示およびあらかじめ記憶されている回転角度に対応付けられた2次元画像データから、物体の第2部分に対応する画像データが抽出される。これらの画像データは、第1部分と第2部分とが接合されるよう合成され、合成された画像データに基づいて表示が行われるよう制御される。
【0010】
上記のような第2の表示制御装置では、第1部分と第2部分とを接合する位置の指示が受け付けられ、指示された位置にて、第1部分と第2部分とが接合されるよう画像データが合成されるものとすることができる。
【0011】
また、これらの第2の表示制御装置では、左回転に対する指示または右回転に対する指示が連続して受け付けられ、受け付けられた指示に応じて、物体の回転角度が指示されるものとしたり、物体の回転角度の範囲の指示が受け付けられ、回転角度が、前記範囲内で連続的に更新されつつ指示されるものとしたりすることができる。
【0012】
特に、これらのような第1の表示制御装置および第2の表示制御装置では、前記第1部分が人体の頭部より下の部分であり、前記第2部分が人体の頭部であるものとすることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態の1つである表示制御装置について説明する。
【0014】
図1は本発明の実施の形態の1つである表示制御装置のハードウェア構成を示すブロック図であり、図2は本表示制御装置にて実行される人物回転像表示制御プログラム100の構成を示すブロック図である。
【0015】
図1に示すように、本表示制御装置は、通常用いられるプログラム記憶式コンピュータであり、キーボード、マウス等を含み操作者からの入力を受け付ける入力部12と、操作者に対して表示を行う表示部14と、プログラムおよびデータを記憶する補助記憶部(HDD)15と、プログラムおよびデータを一時的に記憶する主記憶部(RAM)11と、入力部12、表示部14および補助記憶部15を制御しつつ主記憶部11上のプログラムを実行する中央演算部(CPU)13とを含んでいる。
【0016】
実際、本表示制御装置には、次に図2に示すような各処理部を含む人物回転像表示制御プログラム100が所定のOS上にインストールされており、図3のフローチャートに示すような手順に従ってこれらの各処理部での処理が実行されることにより、あらかじめ記憶されている2D人物画像データ151と3Dモデル画像データ152とが合成されつつ、回転動作を伴う人体の(模擬)立体画像が表示されることとなる。
【0017】
図2に示すように、本表示制御装置の補助記憶装置15では、連続する複数の(2次元)フレーム画像からなり、顔部および髪の毛等を含む人物の頭部が静止位置で回転していく様子を表す動画像データである2D人物画像データ151(後に図6に画像の例を示す)と、所定のパラメータの指定等を伴って人体モデルの画像を生成するための3Dモデル画像データ152(後に図5に画像の例を示す)とがあらかじめ記憶されている。
【0018】
ここでは、2D人物画像データ151がMPEG形式のデータとして記憶され、3Dモデル画像データ152がOBJ形式のデータとして記憶されているものとし、特に、所定の映像音声記録装置により人物の頭部が映像として記録され2D人物画像データが生成される際、頭部の回転角度(コンピュータ上で設定される仮想3次元空間の所定の回転軸周りでの回転を特定するための角度)に応じて異なる周波数の音声信号が映像に対応付けられて記録され、このような音声信号を伴う2D人物画像データが補助記憶部15に記憶されており、これらにより、回転角度を任意に指定してフレーム画像を抽出することができるものとする。
【0019】
人物回転像表示制御プログラム100には、入力部12からの入力に応じて、2D人物画像データ151による画像と3Dモデル画像データ152による画像とを接合する位置を設定するための接合位置設定部101と、人体の左または右への回転角度に対する指示を、操作者から入力部12を介して受け付ける回転角度指示部102と、回転角度の指示に応じた2D人物画像を含むフレームを2D人物画像データ151から抽出する2D人物画像フレーム抽出部103と、回転角度の指示に応じた3Dモデル画像を含むフレームを3Dモデル画像データ152に基づいて生成する3Dモデル画像フレーム生成部104と、抽出された2D人物画像のフレームと生成された3Dモデル画像のフレームとを合成し合成された画像(後に図7に画像の例を示す)を表示部14に表示するフレーム合成部105とが含まれている。
【0020】
図3は人物回転像表示制御処理の手順を示すフローチャートであり、図4は接合位置設定部101(図2参照)にて2D人物画像と3Dモデル画像との接合位置が指示される際の表示の例を示す図である。また、図5は3Dモデル画像データ152に基づく3Dモデル画像321〜326を示す図であり、図6は2D人物画像データ151に基づく2D人物画像311〜316を示す図である。さらに、図7はフレーム合成部105により生成されることとなる合成画像331〜336を示す図である。
【0021】
上述のような各処理部での処理を伴う人物回転像表示制御処理では、図3に示すように、まず、接合位置設定部101により、2D人物画像(の頭部)と3Dモデル画像(の頭部より下の部分)との接合位置の設定が受け付けられる(ステップ101、以下、ステップをSと略す)。操作者は、たとえば図4に示すように、所定のウインドウ上で2D人物画像301を3Dモデル画像302に対して上下に移動させ、3Dモデル画像302に対する2D人物画像301の位置を確定する。
【0022】
この後、回転角度指示部102により、表示のための初期角度が設定される(S102)。ここでは、2D人物画像、3Dモデル画像のそれぞれに対して同一の回転基準が設定されており、2つの画像のそれぞれに対して同一の回転角度が指示されることを想定しているが、2D人物画像、3Dモデル画像のそれぞれに対して異なる回転基準が設定されており、2つの画像のそれぞれに対して異なる回転角度が指示されるものとすることができる。
【0023】
続いて、3Dモデル画像フレーム生成部104により、指示された回転角度に応じた人体モデルのフレーム画像が3Dモデル画像データ152から生成され(S103)、2D人物画像フレーム抽出部103により、指示された回転角度に応じた人物頭部のフレーム画像が2D人物画像データ151から抽出される(S104)。実際、図5(a)〜(f)は、回転角度θ2=0,60,120,180,240,300[°]のときの3Dモデル画像321〜326をそれぞれ示しており、図6(a)〜(f)は、回転角度θ1=0,60,120,180,240,300[°]のときの2D人物画像311〜316をそれぞれ示している。
【0024】
フレーム合成部105では、これらの2つのフレーム画像は各回転角度ごとに合成されるものであり、回転角度の指示に応じて、図7に示すような合成画像331〜336のうちの1つの合成画像が表示部14に表示されることとなる(S105)。今、回転角度指示部102により物体の回転角度θがθ=120[°]と指示されているときには、3Dモデル画像325(図5(e))と2D人物画像315(図6(e))とが(所定の背景上で)合成されて、合成画像335が表示される。
【0025】
この後、回転角度指示部102により、さらに回転角度に対する指示が受け付けられ(S106)、左回転が指示されたか右回転が指示されたかが判定される(S107、S109)。左回転が指示されれば(S107にてYes)、人体が所定の角度(たとえば60°またこれより小さな角度を指定することができるよう設定することができる)左回転されるよう回転角度が更新され(S108)、また、右回転が指示されれば(S109にてYes)、人体が所定の角度右回転されるよう回転角度が更新される(S110)。
【0026】
これらの更新の後、S103からS106での処理により、回転された後の人体が表示され、ここで、飛び幅の十分小さい回転角度が一定方向に順に指示されるものとすると、人体の滑らかな回転画像が表示されていくこととなる。
【0027】
左回転および右回転が指示されることなく(S107にてNoかつS109にてNo)、さらに終了が指示されなければ(S111にてNo)、S106にて指示の入力が受け付けられ、終了が指示されると(S111にてYes)、本人物回転像表示制御処理は終了することとなる。
【0028】
以上のような表示制御装置によると、操作者により指定された回転角度の指示に合わせて、人体モデルの頭部より下の部分の回転画像と操作者が所望する特定の人物の頭部の回転画像(たとえば別途作成した操作者本人の頭部の画像)とが、互いに接合されて表示されるよう制御される。従来人体の頭部の画像がテクスチャマッピングにより貼り合わせられていたのに対し、本発明の表示制御装置は、複雑な処理を要するものではなく、特に、2D人物画像データを適切に構成することにより、(顔の表情が変化し特定の髪型を有する)人物の頭部が緻密に忠実に表現され全体として精細な立体画像が簡便に表示されることとなる。
【0029】
上述のような人物回転像表示制御装置を次のように変形することができる。図8は本発明の他の実施の形態の表示制御装置にて実行される人物回転像表示制御プログラム200の構成を示すブロック図であり、図9は本表示制御装置での人物回転像表示制御処理の手順を示すフローチャートである。(本表示制御装置の以下に示す制御部の構成、動作以外については、上述の表示制御装置に準ずるものとする。)
本表示制御装置は、上述と同様の2D人物画像データ151、3Dモデル画像データ152を補助記憶部15に記憶しており、次に示すような入力部12からの操作を伴って、自動的に回転していく人物回転像を表示部14に表示するものである。
【0030】
図8に示すように、本表示制御装置の表示制御プログラム200は、入力部12からの入力に応じて、2D人物画像データ151による画像と3Dモデル画像データ152による画像とを接合する位置を設定するための接合位置設定部201と、人体の回転角度の範囲の指示(たとえば初期回転角度0°、最終回転角度360°)を操作者から入力部12を介して受け付ける回転角度範囲設定部202と、指示された回転角度の範囲内で更新しつつ連続する回転角度を順に指示する回転角度指示部203と、指示された回転角度に応じた2D人物画像を含むフレームを2D人物画像データ151から抽出する2D人物画像フレーム抽出部204と、指示された回転角度に応じた3Dモデル画像を含むフレームを3Dモデル画像データ152に基づいて生成する3Dモデル画像フレーム生成部205と、抽出された2D人物画像のフレームと生成された3Dモデル画像のフレームとを合成し合成された画像を表示部に表示するフレーム合成部206とが含まれている。
【0031】
上述のような各処理部での処理を伴う人物回転像表示制御処理では、図9に示すように、まず、接合位置設定部201により、2D人物画像と3Dモデル画像との接合位置の設定が受け付けられ(S201)、回転角度範囲設定部202により、人体を回転させる角度の範囲の設定が受け付けられる(たとえば初期回転角度0°から最終回転角度720°まで飛び幅が10°に設定されると人体を10°おきのフレームを表示させつつに2回転させることが指示される)(S202)。
【0032】
続いて、設定された初期回転角度が人体の回転角度として指示されて(S203)、3Dモデル画像フレーム生成部205により、指示された回転角度に応じた人体モデルのフレーム画像が3Dモデル画像データ152から生成され(S204)、2D人物画像フレーム抽出部204により、指示された回転角度に応じた人物頭部のフレーム画像が2D人物画像データ151から抽出される(S205)。
【0033】
フレーム合成部206ではこれらの2つのフレーム画像が合成され、1つの合成画像が表示部14に表示されることとなる(S206)。この後、設定された回転角度範囲の人体の表示がすべて行われた否かが判定され(S207)、表示がすべて行われていなければ(S207にてNo)、回転角度が更新された(S208)後、S204からの処理が繰り返され、表示がすべて行われていれば(S207にてYes)、本人物回転像表示制御処理は終了する。
【0034】
これらの表示制御装置によると、操作者により指定された範囲内で自動的に回転角度が更新されつつ、人体モデルの頭部より下の部分の回転画像と操作者が所望する特定の人物の頭部の回転画像とが、互いに接合されて表示されるよう制御される。これらは、従来のようにテクスチャマッピングを用いることがないので、複雑な処理を要するものではなく、特に、2D人物画像データを適切に構成することにより、頭部の部分が精細に表現される立体画像が簡便に表示されることとなる。
【0035】
上記の実施の形態の表示制御装置では、人体の頭部を2次元画像データにまた頭部以外の部分(衣服を着用した胴体の部分)を3次元画像データに対応させてこれらを合成するものとしたが、人体の頭部を2次元画像データにまた頭部以外の部分を別の異なる2次元画像データに対応させてこれらを合成するものとすることができ、さらに、人体の胴体等他の部分を2次元画像データにまた胴体以外の部分を3次元画像データに対応させてこれらを合成するものとすることができる。特に、これらのような表示制御装置による表示は、ヘアーサロン、エステティックサロンにて有効に利用することができる。
【0037】
【発明の効果】
請求項、請求項または請求項に記載の発明によると、生成された3次元画像データに基づく物体の第1部分に対応する画像データと、抽出された2次元画像データに基づく物体の第2部分に対応する画像データとが接合され、接合された画像データによる画像が表示される。これらの3次元画像データおよび2次元画像データに基づく回転画像の表示では、2次元画像データによって第2部分の画像を緻密に表現させるものとすることにより、全体として精細な立体画像が複雑な処理を伴うことなく得られることになる。
また、請求項1、5、6に記載の発明によると、操作者は回転角度の範囲を指示しつつ、この範囲内で自動的に回転する所望の立体画像を表示させることができる。
【0038】
請求項に記載の発明によると、操作者に指示された位置にて第1部分と第2部分とが接合され、これにより、操作者は、接合位置を指示しつつ所望の立体画像を表示させることができる。
【0039】
請求項に記載の発明によると、操作者は左回転または右回転を指示しつつ所望の立体画像を表示させることができる。
【0041】
請求項に記載の発明によると、特に、顔の表情および髪の毛の状態が忠実に表現された人体を立体画像として回転させつつ表示させることができることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の1つである表示制御装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図2】本表示制御装置にて実行される人物回転像表示制御プログラム100の構成を示すブロック図である。
【図3】人物回転像表示制御プログラム100による人物回転像表示制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図4】接合位置設定部101(図2参照)にて2D人物画像と3Dモデル画像との接合位置が指示される際の表示の例を示す図である。
【図5】3Dモデル画像データ152に基づく3Dモデル画像321〜326を示す図である。
【図6】2D人物画像データ151に基づく2D人物画像311〜316を示す図である。
【図7】フレーム合成部105により生成されることとなる合成画像331〜336を示す図である。
【図8】本発明の他の実施の形態の表示制御装置にて実行される人物回転像表示制御プログラム200の構成を示すブロック図である。
【図9】人物回転像表示制御プログラム200による人物回転像表示制御処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
11 主記憶部(RAM)
12 入力部
13 中央演算部(CPU)
14 表示部
15 補助記憶部(HDD)
100 人物回転像表示制御プログラム
101 接合位置設定部
102 回転角度指示部
103 2D人物画像フレーム抽出部
104 3Dモデル画像フレーム生成部
105 フレーム合成部
151 2D人物画像データ
152 3Dモデル画像データ
200 人物回転像表示制御プログラム
201 接合位置設定部
202 回転角度範囲設定部
203 回転角度指示部
204 2D人物画像フレーム抽出部
205 3Dモデル画像フレーム生成部
206 フレーム合成部
301、311〜316 2D人物画像
302、321〜326 3Dモデル画像
331〜336 合成画像

Claims (6)

  1. 仮想3次元空間にて所定の回転軸周りで回転させつつ物体を表示するよう制御する表示制御装置であって、
    物体の回転角度を、連続的に更新しつつ指示する指示手段と、
    前記指示、および、あらかじめ記憶されている3次元画像データに基づいて、物体の第1部分に対応する画像データを生成する生成手段と、
    前記指示、および、あらかじめ記憶されている回転角度に対応付けられた2次元画像データから、物体の第2部分に対応する画像データを抽出する抽出手段と、
    第1部分と第2部分とが接合されるよう画像データを合成する合成手段と、
    合成された画像データに基づいて表示を行うよう制御する表示制御手段と、
    物体の回転角度の範囲の指示を受け付ける範囲入力手段とを有し、
    前記指示手段は、回転角度を、前記範囲内で連続的に更新しつつ指示し、
    前記表示制御手段は、前記範囲の初期回転角度から最終回角度まで所定の角度おきで合成された画像データを表示することを特徴とする表示制御装置。
  2. 第1部分と第2部分とを接合する位置の指示を受け付ける位置入力手段をさらに含み、
    前記合成手段は、指示された位置にて、第1部分と第2部分とが接合されるよう画像データを合成する請求項1に記載の表示制御装置。
  3. 前記指示手段は、
    左回転に対する指示または右回転に対する指示を連続して受け付ける指示入力手段と、
    受け付けられた指示に応じて、物体の回転角度を指示する角度指示手段とを有する、請求項1または請求項2に記載の表示制御装置。
  4. 前記第1部分は人体の頭部より下の部分であり、前記第2部分は人体の頭部である、請求項1から請求項3のいずれかに記載の表示制御装置。
  5. 仮想3次元空間にて所定の回転軸周りで回転させつつ物体を表示するよう制御する表示制御方法であって、
    コンピュータが、操作者から入力部を介して受け付けられた物体の回転角度を、連続的に更新しつつ指示するステップと、
    コンピュータが、前記指示、および、あらかじめ記憶部に記憶されている3次元画像データに基づいて、物体の第1部分に対応する画像データを生成するステップと、
    コンピュータが、前記指示、および、あらかじめ記憶部に記憶されている回転角度に対応付けられた2次元画像データから、物体の第2部分に対応する画像データを抽出するステップと、
    コンピュータが、第1部分と第2部分とが接合されるよう画像データを合成するステップと、
    コンピュータが、合成された画像データに基づいて表示部に表示を行うよう制御するステップと、
    コンピュータが、物体の回転角度の範囲の指示を受け付ける範囲入力ステップとを有し、
    前記指示するステップは、回転角度を、前記範囲内で連続的に更新しつつ指示し、
    前記制御するステップは、前記範囲の初期回転角度から最終回角度まで所定の角度おきで合成された画像データを表示することを特徴とする表示制御方法。
  6. 仮想3次元空間にて所定の回転軸周りで回転させつつ物体を表示するよう制御する、表示制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
    物体の回転角度を、連続的に更新しつつ指示する指示手段と、
    前記指示、および、あらかじめ記憶部に記憶されている3次元画像データに基づいて、物体の第1部分に対応する画像データを生成する生成手段と、
    前記指示、および、あらかじめ記憶部に記憶されている回転角度に対応付けられた2次元画像データから、物体の第2部分に対応する画像データを抽出する抽出手段と、
    第1部分と第2部分とが接合されるよう画像データを合成する合成手段と、
    合成された画像データに基づいて表示を行うよう制御する表示制御手段と、
    物体の回転角度の範囲の指示を受け付ける範囲入力手段としてコンピュータを機能させ、
    前記指示手段は、回転角度を、前記範囲内で連続的に更新しつつ指示し、
    前記表示制御手段は、前記範囲の初期回転角度から最終回角度まで所定の角度おきで合成された画像データを表示することを特徴とする表示制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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