JP4613313B2 - 画像処理システムおよび画像処理プログラム - Google Patents
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Description
"ラプラシアン・サーフェイス・エディティング(Laplacian SurfaceEditing)" (オルガ・ソルキネ(Orga Solkine)他著、ユーログラフィクス/ACM SIGGRAPH シンポジウム(Eurographics/ACM SIGGRAPHSymposium)、179−188)、[on line],2004年7月9日、[平成17年2月23日検索]、インターネット、<URL:http://www-sop.inria.fr/geometrica/events/sgp2004/program.html>
前記入力装置からの、前記画像中の前記三角形メッシュにおける固定すべき点および移動される点を含む、複数のハンドル位置を示す情報に基づいて、前記オリジナル形状データを前記記憶装置から読み出して、当該オリジナル形状データが示すそれぞれのオリジナル三角形メッシュについて、その回転および拡大/縮小を許容しつつ、オリジナル三角形メッシュと、処理後の中間的な三角形メッシュとの間の差異を表現した2次の誤り計量が最小となるような、中間的な三角形メッシュのデータからなる中間的メッシュデータを生成し、前記記憶装置に記憶する第1のメッシュ生成手段と、
前記中間的メッシュデータが示すそれぞれの中間的な三角形メッシュについて、その回転および平行移動を許容しつつ、不均一な歪、伸縮および拡大/縮小を許容しない状態で、前記中間的な三角形メッシュと、最終的な三角形メッシュとの間の差異を表現した誤り計量が最小となるような、最終的な三角形メッシュのデータからなる最終メッシュデータを生成し、前記記憶装置に記憶する第2のメッシュ生成手段と、を備えたことを特徴とする画像処理システムにより達成される。
前記適合メッシュデータが示す三角形メッシュと、対応する最終的な三角形メッシュとの間の、三角形の辺を表すベクトルの差を示す2次の誤り計量が最小となるような、最終的な三角形メッシュのデータからなる最終メッシュデータを生成し、かつ、前記記憶装置に記憶するように構成されている。
(a)前記オリジナル形状データが示すそれぞれのオリジナル三角形メッシュの頂点座標に基づいて、
Estep1{v}=vTGstep1v
を満たす行列Gstep1、および、
Estep2{v}=vTGstep2v
を満たす行列Gstep2
(ただし、
Estep1は、2n個の変数vox,voy,v1x,v1y,・・・,vnx,vnyによる2次式で表された、第1のメッシュ生成手段における2次の誤り計量を表す関数
Estep2は、2n個の変数vox,voy,v1x,v1y,・・・,vnx,vnyによる2次式で表された、第2のメッシュ生成手段による、適合メッシュデータが示す三角形メッシュおよび最終的な三角形メッシュの差異を表現した2次の誤り計量を表す関数)
を算出し、
(b)∇Efitting{w}=Gfittingw+Bfitting=0
であるような、行列Gfitting、および、当該Gfittingの逆行列Gfitting−1
(ただし、
Efittingは、前記第2のメッシュ生成手段における、前記オリジナル形状データが示す三角形メッシュおよび中間的な三角形メッシュの間の差異を表現した2次の誤り計量を示す関数)
を算出するように構成されたレジストレーション手段と、
前記入力装置からの情報により、ある位置にハンドルが配置、追加され、あるいは、ある位置のハンドルが削除されると、
(c)前記Gstep1およびGstep2に関して、ハンドルにより拘束される頂点の成分を除去することにより、行列Gstep1’およびGstep2’を算出し、
(d)前記行列Gstep1’およびGstep2’の逆行列Gstep1’−1およびGstep2‘−1を算出するコンパイレーション手段と、を備えている。
前記第1のメッシュ生成手段が、
(e)前記ハンドルの移動に伴って、三角形メッシュにおける拘束された頂点の更新された位置を用いて、ベクトルBstep1
(ただし、∇Estep1{u}=Gstep1’+Bstep1=0
∇Estep1{v}は、Estep1{v}=vTGstep1vの偏微分)
を算出し、
(f)前記行列Gstep1‘−1と前記Bstep1とを乗じて、三角形メッシュにおける自由な頂点に関する座標を含む、中間的なメッシュ三角形の中間的メッシュデータを生成するように構成され、かつ、
前記第2のメッシュ生成手段が、
(g)前記中間的メッシュデータに基づいて、前記ベクトルBfittingを算出し、
(h)前記行列Gfitting−1とBfittingとを乗じて、前記適合化された三角形の適合メッシュデータを生成し、
(i)前記適合メッシュデータに基づき、ベクトルBstep2’
(ただし、∇Estep2{u}=Gstep2’u+Bstep2’=0
∇Estep2{v}は、Estep2{v}=vTGstep2v+Bstep2vの偏微分)
を算出し、
(j)前記行列Gstep2’−1とベクトルBstep2’とを乗じて、最終的な三角形メッシュの最終メッシュデータを生成するように構成されている。
前記入力装置からの、前記画像中の前記三角形メッシュにおける固定すべき点および移動される点を含む、複数のハンドル位置を示す情報に基づいて、前記オリジナル形状データを前記記憶装置から読み出して、当該オリジナル形状データが示すそれぞれのオリジナル三角形メッシュについて、その回転および拡大/縮小を許容しつつ、オリジナル三角形メッシュと、処理後の中間的な三角形メッシュとの間の差異を表す2次の誤り計量が最小となるような、中間的な三角形メッシュのデータからなる中間的メッシュデータを生成し、前記記憶装置に記憶する第1のメッシュ生成ステップと、
前記中間的メッシュデータが示すそれぞれの中間的な三角形メッシュについて、その回転および平行移動を許容しつつ、不均一な歪、伸縮および拡大/縮小を許容しない状態で、前記中間的な三角形メッシュと、最終的な三角形メッシュとの間の差異を表す誤り計量が最小となるような、最終的な三角形メッシュのデータからなる最終メッシュデータを生成し、前記記憶装置に記憶する第2のメッシュ生成ステップと、を実行させることを特徴とする画像処理プログラムにより達成される。
前記オリジナル形状データが示すオリジナル三角形メッシュのそれぞれを回転および平行移動させて、中間的メッシュデータが示す対応する対応する中間的な三角形メッシュとの間の2次の誤り計量を最小化させる、適合化された三角形メッシュのデータからなる適合メッシュデータを生成し、かつ、前記記憶装置に記憶するステップと、
前記適合メッシュデータが示す三角形メッシュと、対応する最終的な三角形メッシュとの間の、三角形の辺を表すベクトルの差を示す2次の誤り計量が最小となるような、最終的な三角形メッシュのデータからなる最終メッシュデータを生成し、かつ、前記記憶装置に記憶するステップとを、実行させる。
(a)前記オリジナル形状データが示すそれぞれのオリジナル三角形メッシュの頂点座標に基づいて、
Estep1{v}=vTGstep1v
を満たす行列Gstep1、および、
Estep2{v}=vTGstep2v
を満たす行列Gstep2
(ただし、
Estep1は、2n個の変数vox,voy,v1x,v1y,・・・,vnx,vnyによる2次式で表された、第1のメッシュ生成ステップにおける2次の誤り計量を表す関数
Estep2は、2n個の変数vox,voy,v1x,v1y,・・・,vnx,vnyによる2次式で表された、第2のメッシュ生成ステップによる、適合メッシュデータが示す三角形メッシュおよび最終的な三角形メッシュの差異を表す2次の誤り計量を表す関数)
を算出するステップと、
(b)∇Efitting{w}=Gfittingw+Bfitting=0
であるような、行列Gfitting、および、当該Gfittingの逆行列Gfitting−1
(ただし、
Efittingは、前記第2のメッシュ生成ステップにおける、前記オリジナル形状データが示す三角形メッシュおよび中間的な三角形メッシュの間の差異を表現する2次の誤り計量を示す関数)
を算出するステップと、を前記コンピュータに実行させ、さらに、
前記入力装置からの情報により、ある位置にハンドルが配置、追加され、あるいは、ある位置のハンドルが削除されると、
(c)前記Gstep1およびGstep2に関して、ハンドルにより拘束される頂点の成分を除去することにより、行列Gstep1’およびGstep2’を算出するステップと、
(d)前記行列Gstep1’およびGstep2’の逆行列Gstep1’−1およびGstep2‘−1を算出するステップと、を前記コンピュータに実行させる。
前記第1のメッシュ生成ステップにおいて、
(e)前記ハンドルの移動に伴って、三角形メッシュにおける拘束された頂点の更新された位置を用いて、ベクトルBstep1
(ただし、∇Estep1{u}=Gstep1’+Bstep1=0
∇Estep1{v}は、Estep1{v}=vTGstep1vの偏微分)
を算出するステップと、
(f)前記行列Gstep1‘−1と前記Bstep1とを乗じて、三角形メッシュにおける自由な頂点に関する座標を含む、中間的なメッシュ三角形の中間的メッシュデータを生成するステップと、を前記コンピュータに実行させ、かつ、
前記第2のメッシュ生成ステップにおいて、
(g)前記中間的メッシュデータに基づいて、前記ベクトルBfittingを算出するステップと、
(h)前記行列Gfitting−1とBfittingとを乗じて、前記適合化された三角形の適合メッシュデータを生成するステップと、
(i)前記適合メッシュデータに基づき、ベクトルBstep2’
(ただし、∇Estep2{u}=Gstep2’u+Bstep2’=0
∇Estep2{v}は、Estep2{v}=vTGstep2v+Bstep2vの偏微分)
を算出するステップと、
(j)前記行列Gstep2’−1とベクトルBstep2’とを乗じて、最終的な三角形メッシュの最終メッシュデータを生成するステップと、を前記コンピュータに実行させる。
[システム構成]
図1は、本実施の形態にかかる画像処理システムのハードウェア構成を示すブロックダイヤグラムである。図1に示すように、画像処理システム10は、バス11を介して接続された、マウスやキーボードなどの入力装置12、表示装置14、CDやDVDなどの可搬記憶媒体18への読み書きを実行するドライバ16、CPU20、ROM22、RAM24、および、ハードディスクなどの外部記憶装置26を備えている。すなわち、通常のパーソナルコンピュータに、以下に、当該パーソナルコンピュータに実行させる処理ステップを詳細に説明するようなコンピュータプログラムをインストールすることにより実現される。
[処理の概略]
初期メッシュ生成部30は、画像中、ユーザにより操作させるべき2次元形状のオブジェクトの内部に三角形のメッシュを生成する。初期メッシュ生成部30は、得られたメッシュの頂点の座標を、オリジナル形状データ44として記憶装置40に記憶する。初期メッシュ生成部30の処理は、従来から知られており、この処理は、本発明の一部をなすものではない。
[前処理]
また、レジストレーショ処理部32およびコンパイレーション処理部34は、後に詳述する第1のメッシュ生成部36および第2のメッシュ生成部38における処理の前処理を実行する。レジストレーション処理部32は、ユーザが、入力装置12を操作して、表示装置14の画面上に表示された2次元形状のオブジェクトに、メッシュが生成されたときに、必要な処理を実行する。また、コンパイレーション処理部34は、ハンドルが、配置、追加或いは削除されたときに、必要な処理を実行する。
[メッシュ生成の概略]
本実施の形態では、第1のメッシュ生成処理部36および第2のメッシュ生成処理部38の2つがシーケンシャルに処理を実行することで、メッシュ生成が実現される。このメッシュ生成において、アルゴリズムへの入力は、拘束されたメッシュベクトルのx−y座標であり(図4(a)参照)、出力は、処理されたメッシュ三角形のそれぞれに関連する歪みを最小化するような、拘束された頂点以外の、残りの自由な頂点の座標である(図4(d)参照)。主たる問題は、どのように三角形の歪みを定義するかにある。本実施の形態においては、自由変数において二次の誤り計量(error metric)をデザインして、単純な行列演算により最小化の問題を解決する。
[第1のメッシュ生成部36における処理]
本実施の形態にかかる第1のメッシュ生成部36の処理では、回転および拡大縮小を認める誤り関数を最小化することにより、中間結果である中間的メッシュデータ46を生成する。入力は、記憶装置40に記憶された、オリジナル形状データ44中の拘束された頂点のx−y座標であり、出力は、上記拘束された頂点以外の、残りの自由な頂点のx−y座標である。
最小化は、関数Eの自由変数uT={uox,uoy,u1x,u1y,・・・,umx,umy}による偏微分∇Estep1{v}を0とすることにより解決することができる。
ここに、Gstep1’は、Gstep1の拘束された変数に関する成分を除去することにより得られた「2m×2m」の行列、Bstep1は、Gstep1および拘束された変数から得られるサイズ「m」のベクトルである。Gstep1’は固定値であり、Bstep1のみが、マニピュレーション中に変化するため、インタラクションの冒頭で、Gstep1’の逆数を求めておくことで、単なる行列の乗算によって、「u」を算出することができる。実際には、Gstep1’のLU分解が算出され、記憶装置40に記憶される。 図4(b)に、第1のメッシュ生成部36による処理結果の概略を示す。インタラクションの間に、単一の行列の乗算が必要とされるだけなので、演算速度を速めることが可能となる。
Estep1=a*vox*vox+b*vox*voy+c*voy*voy
という2次式であったとすると、Gstep1は、以下のように求めることができる。
Gstep1=
{a b}
{b c}
再度、図4について説明すると、図4において、与えられたハンドル構成(handle configuration)に対して(図4(a))、画像処理システム10は、まず、拡大縮小を許すような誤り計量を最小化することにより、中間結果(中間的メッシュデータ46)を生成する(図4(b))。次いで、画像処理システム10は、オリジナル形状データ44に基づく三角形を、中間結果(中間的メッシュデータ)中の対応する三角形に適合させて、適合メッシュデータ48を取得する(図4(c))。最終的に、画像処理システム10は、適合した三角形と、最終結果中の対応する三角形との間の差異を最小化することにより、最終結果(最終メッシュデータ50)を生成する。
[第2のメッシュ生成部38における処理]
第2のメッシュ生成部38は、記憶装置40に記憶された、中間的メッシュデータ46(全ての頂点のx−y座標)を入力として取得し、メッシュ中の三角形の大きさを調整することで、出力として、最終結果である最終メッシュデータ50(自由な頂点の更新されたx−y座標)を出力として返す。
[適合メッシュデータの生成]
第2のメッシュ生成部38は、オリジナル形状データ44に基づく各三角形を、中間的メッシュデータ46に基づく、対応する三角形と適合させる。ここでは、三角形の回転および平行移動を許容するが、歪みや不均一な伸縮や拡大縮小は許容されない(図4(c)参照)。適合メッシュデータを生成する適合処理は以下のとおりである。
上記数式を解くことにより、元の三角形{v0’,v1’,v2’}と類似する、新たに適合された三角形{v0,v1,v2}を得ることができる。次いで、|v0’−v1’|/|v0−v1|の因子で、適合された三角形を拡大縮小することにより、合同の三角形を得ることができる。本実施の形態においては、この適合処理を全ての三角形に対して施す。
∇Efitting={dE/v0x、dE/voy,dE/v1x,dE/v1y}
dE/v0x=a0*vox+bo*voy+co*v1x+do*v1y+e0
dE/voy=a1*vox+b1*voy+c1*v1x+d1*v1y+e1
dE/v1x=a2*vox+b2*voy+c2*v1x+d2*v1y+e2
dE/v1y=a3*vox+b3*voy+c3*v1x+d3*v1y+e3
とすると、
Gfitting=
{
{a0,b0,c0,d0}
{a1,b1,c1,d1}
{a2,b2,c2,d2}
{a3,b3,c3,d3}
}
Bfitting={e0,e1,e2,e3}
となる。
[最終メッシュデータの生成]
次いで、第2のメッシュ生成部38は、最終的なメッシュデータに基づく三角形と、適合メッシュデータに基づく三角形との間の差異を最小化することで、拘束された頂点の与えられたx−y座標に対する、拘束された頂点以外の自由な頂点の最終的なx−y座標を算出する(図4(d)参照)。ここでは、適合メッシュデータ48のみが利用され、中間的メッシュデータ46は利用されないことに留意すべきである。
次いで、関数Eの自由変数uによる、偏微分∇EV(t)を0にする。
Gstep2’が固定値であり、Bstep2’がマニピュレーションの間に変化するため、インタラクションの冒頭で、Gstep2’の逆関数を算出しておくことで、単なる行列の乗算によって、uを算出することができる。実際には、Gstep2’のLU分解が算出され、記憶装置40に記憶される。
[実際の処理]
図8および図9は、本実施の形態にかかる画像処理システム10において実行される処理を示すフローチャートである。画像処理システム10のレジストレーション処理部32、コンパイレーション処理部34、第1のメッシュ生成部36および第2のメッシュ生成部38は、処理に必要なデータを記憶装置40から読み出し、また、処理で生成されたデータを、記憶装置40に記憶する。
Gstep1=
{
{a0,b0,c0,d0},
{a1,b1,c1,d1},
{a2,b2,c2,d2},
{a3,b3,c3,d3},
}
v={v0x,v0y,v1x,v1y}
このときに、v1を除けば、
Gstep1’=
{
{a0,b0},
{a1,b1},
}
となる。
図11は、表示装置の画面上に表示された曲線を編集する例を示す図である。本発明のように、第1のメッシュ生成部および第2のメッシュ生成部における処理が実行された場合には、曲線は、あたかも剛性を有しているように振舞う。その一方、たとえば、第1のメッシュ生成部における処理のみが実行された場合には、曲線が勝手に拡大、縮小してしまう。図11の上図において、ハンドル(図中、人間の手で示されている)を移動している。図11の左側の図は、第1のメッシュ生成部による処理のみを施した場合(比較例)を示し、右側の図は、第1のメッシュ生成部および第2のメッシュ生成部の双方の処理を施した場合(実施例)を示す。比較例では、引き伸ばされた領域が増大し、押しつぶされた領域が縮小している。その一方、本発明を適用した例(実施例)によれば、より自然な結果を得られている。
12 入力装置
14 表示装置
30 初期メッシュ生成部
32 レジストレーション処理部
34 コンパイレーション処理部
36 第1のメッシュ生成部
38 第2のメッシュ生成部
40 記憶装置
52 画像生成部
Claims (14)
- 変形すべきオブジェクトを構成する三角形メッシュのデータからなるオリジナル形状データが記憶された記憶装置を有する画像処理システムにおいて、
入力装置からの、画像中の前記三角形メッシュにおける固定すべき点および移動される点を含む、複数のハンドル位置を示す情報に基づいて、前記オリジナル形状データを前記記憶装置から読み出して、当該オリジナル形状データが示すそれぞれのオリジナル三角形メッシュについて、その回転および拡大/縮小を許容しつつ、オリジナル三角形メッシュと、処理後の中間的な三角形メッシュとの間の差異を表現した2次の誤り計量が最小となるような、中間的な三角形メッシュのデータからなる中間的メッシュデータを生成し、前記記憶装置に記憶する第1のメッシュ生成手段と、
前記中間的メッシュデータが示すそれぞれの中間的な三角形メッシュについて、その回転および平行移動を許容しつつ、不均一な歪、伸縮および拡大/縮小を許容しない状態で、前記中間的な三角形メッシュと、最終的な三角形メッシュとの間の差異を表現した誤り計量が最小となるような、最終的な三角形メッシュのデータからなる最終メッシュデータを生成し、前記記憶装置に記憶する第2のメッシュ生成手段と、を備えたことを特徴とする画像処理システム。 - 前記第2のメッシュ生成手段が、前記オリジナル形状データが示すオリジナル三角形メッシュのそれぞれを回転および平行移動させて、中間的メッシュデータが示す対応する中間的な三角形メッシュとの間の2次の誤り計量を最小化させる、適合化された三角形メッシュのデータからなる適合メッシュデータを生成し、かつ、前記記憶装置に記憶し、
前記適合メッシュデータが示す三角形メッシュと、対応する最終的な三角形メッシュとの間の、三角形の辺を表すベクトルの差を示す2次の誤り計量が最小となるような、最終的な三角形メッシュのデータからなる最終メッシュデータを生成し、かつ、前記記憶装置に記憶するように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の画像処理システム。 - さらに、前記記憶装置に記憶されたオリジナル形状データ、或いは、最終メッシュデータを読み出して、読み出されたデータに基づくオブジェクトを含む画像を生成する画像生成手段を備えたことを特徴とする請求項2に記載の画像処理システム。
- さらに、オリジナル形状データが前記記憶装置に記憶されると、
(a)前記オリジナル形状データが示すそれぞれのオリジナル三角形メッシュの頂点座標に基づいて、
Estep1{v}=vTGstep1v
を満たす行列Gstep1、および、
Estep2{v}=vTGstep2v
を満たす行列Gstep2
(ただし、
Estep1は、2n個の変数vox,voy,v1x,v1y,・・・,vnx,vnyによる2次式で表された、第1のメッシュ生成手段における2次の誤り計量を表す関数
Estep2は、2n個の変数vox,voy,v1x,v1y,・・・,vnx,vnyによる2次式で表された、第2のメッシュ生成手段による、適合メッシュデータが示す三角形メッシュおよび最終的な三角形メッシュの差異を表現した2次の誤り計量を表す関数)
を算出し、
(b)∇Efitting{w}=Gfittingw+Bfitting=0
であるような、行列Gfitting、および、当該Gfittingの逆行列Gfitting−1
(ただし、
Efittingは、前記第2のメッシュ生成手段における、前記オリジナル形状データが示す三角形メッシュおよび中間的な三角形メッシュに関する2次の誤り計量を示す関数)
を算出するように構成されたレジストレーション手段と、
前記入力装置からの情報により、ある位置にハンドルが配置、追加され、あるいは、ある位置のハンドルが削除されると、
(c)前記Gstep1およびGstep2に関して、ハンドルにより拘束される頂点の成分を除去することにより、行列Gstep1’およびGstep2’を算出し、
(d)前記行列Gstep1’およびGstep2’の逆行列Gstep1’−1およびGstep2‘−1を算出するコンパイレーション手段と、を備えたことを特徴とする請求項2または3に記載の画像処理システム。 - 前記入力装置からの情報により、いずれかの位置のハンドルが移動されると、
前記第1のメッシュ生成手段が、
(e)前記ハンドルの移動に伴って、三角形メッシュにおける拘束された頂点の更新された位置を用いて、ベクトルBstep1
(ただし、∇Estep1{u}=Gstep1’+Bstep1=0
∇Estep1{v}は、Estep1{v}=vTGstep1vの偏微分)
を算出し、
(f)前記行列Gstep1‘−1と前記Bstep1とを乗じて、三角形メッシュにおける自由な頂点に関する座標を含む、中間的なメッシュ三角形の中間的メッシュデータを生成するように構成され、かつ、
前記第2のメッシュ生成手段が、
(g)前記中間的メッシュデータに基づいて、前記ベクトルBfittingを算出し、
(h)前記行列Gfitting−1とBfittingとを乗じて、前記適合化された三角形の適合メッシュデータを生成し、
(i)前記適合メッシュデータに基づき、ベクトルBstep2’
(ただし、∇Estep2{u}=Gstep2’u+Bstep2’=0
∇Estep2{v}は、Estep2{v}=vTGstep2v+Bstep2vの偏微分)
を算出し、
(j)前記行列Gstep2’−1とベクトルBstep2’とを乗じて、最終的な三角形メッシュの最終メッシュデータを生成するように構成されたことを特徴とする請求項4に記載の画像処理システム。 - 前記変形すべきオブジェクトが、前記三角形メッシュにより構成される2次元オブジェクトであることを特徴とする請求項1ないし5の何れか一項に記載の画像処理システム。
- 前記変形すべきオブジェクトが曲線であり、前記曲線を示すポリラインのデータから、前記ラインを構成する頂点の近接する3点ずつを結んで構成される三角形メッシュを生成し、当該三角形メッシュのデータを、記憶装置に記憶する初期三角形メッシュ生成手段を備えたことを特徴とする請求項1ないし5の何れか一項に記載の画像処理システム。
- 変形すべきオブジェクトを構成する三角形メッシュのデータからなるオリジナル形状データが記憶された記憶装置を有するコンピュータにより読み出し可能な、画像処理プログラムであって、前記コンピュータに、
入力装置からの、画像中の前記三角形メッシュにおける固定すべき点および移動される点を含む、複数のハンドル位置を示す情報に基づいて、前記オリジナル形状データを前記記憶装置から読み出して、当該オリジナル形状データが示すそれぞれのオリジナル三角形メッシュについて、その回転および拡大/縮小を許容しつつ、オリジナル三角形メッシュと、処理後の中間的な三角形メッシュとの間の差異を表現した2次の誤り計量が最小となるような、中間的な三角形メッシュのデータからなる中間的メッシュデータを生成し、前記記憶装置に記憶する第1のメッシュ生成ステップと、
前記中間的メッシュデータが示すそれぞれの中間的な三角形メッシュについて、その回転および平行移動を許容しつつ、不均一な歪、伸縮および拡大/縮小を許容しない状態で、前記中間的な三角形メッシュと、最終的な三角形メッシュとの間の差異を表現した誤り計量が最小となるような、最終的な三角形メッシュのデータからなる最終メッシュデータを生成し、前記記憶装置に記憶する第2のメッシュ生成ステップと、を実行させることを特徴とする画像処理プログラム。 - 前記第2のメッシュ生成ステップにおいて、前記コンピュータに、
前記オリジナル形状データが示すオリジナル三角形メッシュのそれぞれを回転および平行移動させて、中間的メッシュデータが示す対応する中間的な三角形メッシュとの間の2次の誤り計量を最小化させる、適合化された三角形メッシュのデータからなる適合メッシュデータを生成し、かつ、前記記憶装置に記憶するステップと、
前記適合メッシュデータが示す三角形メッシュと、対応する最終的な三角形メッシュとの間の、三角形の辺を表すベクトルの差を示す2次の誤り計量が最小となるような、最終的な三角形メッシュのデータからなる最終メッシュデータを生成し、かつ、前記記憶装置に記憶するステップとを、実行させることを特徴とする請求項8に記載の画像処理プログラム。 - 前記コンピュータに、さらに、前記記憶装置に記憶されたオリジナル形状データ、或いは、最終メッシュデータを読み出して、読み出されたデータに基づくオブジェクトを含む画像を生成する画像生成ステップを、実行させることを特徴とする請求項9に記載の画像処理プログラム。
- さらに、オリジナル形状データが前記記憶装置に記憶されると、
(a)前記オリジナル形状データが示すそれぞれのオリジナル三角形メッシュの頂点座標に基づいて、
Estep1{v}=vTGstep1v
を満たす行列Gstep1、および、
Estep2{v}=vTGstep2v
を満たす行列Gstep2
(ただし、
Estep1は、2n個の変数vox,voy,v1x,v1y,・・・,vnx,vnyによる2次式で表された、第1のメッシュ生成ステップにおける2次の誤り計量を表す関数
Estep2は、2n個の変数vox,voy,v1x,v1y,・・・,vnx,vnyによる2次式で表された、第2のメッシュ生成ステップによる、適合メッシュデータが示す三角形メッシュおよび最終的な三角形メッシュの差異を表現した2次の誤り計量を表す関数)
を算出するステップと、
(b)∇Efitting{w}=Gfittingw+Bfitting=0
であるような、行列Gfitting、および、当該Gfittingの逆行列G fitting−1
(ただし、
Efittingは、前記第2のメッシュ生成ステップにおける、前記オリジナル形状データが示す三角形メッシュおよび中間的な三角形メッシュに関する2次の誤り計量を示す関数)
を算出するステップと、を前記コンピュータに実行させ、さらに、
前記入力装置からの情報により、ある位置にハンドルが配置、追加され、あるいは、ある位置のハンドルが削除されると、
(c)前記Gstep1およびGstep2に関して、ハンドルにより拘束される頂点の成分を除去することにより、行列Gstep1’およびGstep2’を算出するステップと、
(d)前記行列Gstep1’およびGstep2’の逆行列Gstep1’−1およびGstep2‘−1を算出するステップと、を前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項9または10に記載の画像処理プログラム。 - 前記入力装置からの情報により、いずれかの位置のハンドルが移動されると、
前記第1のメッシュ生成ステップにおいて、
(e)前記ハンドルの移動に伴って、三角形メッシュにおける拘束された頂点の更新された位置を用いて、ベクトルBstep1
(ただし、∇Estep1{u}=Gstep1’+Bstep1=0
∇Estep1{v}は、Estep1{v}=vTGstep1vの偏微分)
を算出するステップと、
(f)前記行列Gstep1‘−1と前記Bstep1とを乗じて、三角形メッシュにおける自由な頂点に関する座標を含む、中間的なメッシュ三角形の中間的メッシュデータを生成するステップと、を前記コンピュータに実行させ、かつ、
前記第2のメッシュ生成ステップにおいて、
(g)前記中間的メッシュデータに基づいて、前記ベクトルBfittingを算出するステップと、
(h)前記行列Gfitting−1とBfittingとを乗じて、前記適合化された三角形の適合メッシュデータを生成するステップと、
(i)前記適合メッシュデータに基づき、ベクトルBstep2’
(ただし、∇Estep2{u}=Gstep2’u+Bstep2’=0
∇Estep2{v}は、Estep2{v}=vTGstep2v+Bstep2vの偏微分)
を算出するステップと、
(j)前記行列Gstep2’−1とベクトルBstep2’とを乗じて、最終的な三角形メッシュの最終メッシュデータを生成するステップと、を前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項11に記載の画像処理プログラム。 - 前記変形すべきオブジェクトが、前記三角形メッシュにより構成される2次元オブジェクトであることを特徴とする請求項8ないし12の何れか一項に記載の画像処理プログラム。
- 前記変形すべきオブジェクトが曲線であり、さらに、前記コンピュータに、
前記曲線を示すポリラインのデータから、前記ラインを構成する頂点の近接する3点ずつを結んで構成される三角形メッシュを生成し、当該三角形メッシュのデータを、記憶装置に記憶する初期三角形メッシュ生成ステップを実行させることを特徴とする請求項8ないし12の何れか一項に記載の画像処理プログラム。
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