JPH08147471A - ３次元データ入力処理方法 - Google Patents
３次元データ入力処理方法Info
- Publication number
- JPH08147471A JPH08147471A JP6312611A JP31261194A JPH08147471A JP H08147471 A JPH08147471 A JP H08147471A JP 6312611 A JP6312611 A JP 6312611A JP 31261194 A JP31261194 A JP 31261194A JP H08147471 A JPH08147471 A JP H08147471A
- Authority
- JP
- Japan
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- laser device
- camera
- dimensional data
- dimensional
- color
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- Pending
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 実物の３次元対象物自体、又はその模型を用
いて、３次元データ入力及びモデリングからレンダリン
グまでを、操作者のデータ入力を必要とせずに簡単に行
う。 【構成】 レーザ装置により対象物のＸＹＺ座標を求め
ると共に、カメラによりこの対象物の各ＸＹ座標におけ
る色及び輝度の少なくとも一方の情報を求める（ステッ
プ５０）。そして、レーザ装置により求めたＸＹＺ座標
から対象物の３次元モデリングを行い、所定形状のポリ
ゴン面によりポリゴン・メッシュを形成する（ステップ
５２）。つぎに、ポリゴン・メッシュの各々の中心座標
においてカメラが求めた情報をポリゴン・メッシュに割
り当てレンダリングを行う（ステップ５４）。
いて、３次元データ入力及びモデリングからレンダリン
グまでを、操作者のデータ入力を必要とせずに簡単に行
う。 【構成】 レーザ装置により対象物のＸＹＺ座標を求め
ると共に、カメラによりこの対象物の各ＸＹ座標におけ
る色及び輝度の少なくとも一方の情報を求める（ステッ
プ５０）。そして、レーザ装置により求めたＸＹＺ座標
から対象物の３次元モデリングを行い、所定形状のポリ
ゴン面によりポリゴン・メッシュを形成する（ステップ
５２）。つぎに、ポリゴン・メッシュの各々の中心座標
においてカメラが求めた情報をポリゴン・メッシュに割
り当てレンダリングを行う（ステップ５４）。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、３次元データ入力処理
方法、特に、コンピュータ・グラフィック分野におい
て、実際の３次元対象物から直接的に３次元データを入
力してレンダリングする方法に関する。
方法、特に、コンピュータ・グラフィック分野におい
て、実際の３次元対象物から直接的に３次元データを入
力してレンダリングする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータ・グラフィックの分野で
は、対象物の３次元データを入力してモデリングし、所
望の色情報を付加してレンダリングすることが行われて
いる。これにより、対象物を３次元表示できると共に、
任意の位置から光を照射した状態や、所望の視点から観
察した表示を自由にできるようになる。
は、対象物の３次元データを入力してモデリングし、所
望の色情報を付加してレンダリングすることが行われて
いる。これにより、対象物を３次元表示できると共に、
任意の位置から光を照射した状態や、所望の視点から観
察した表示を自由にできるようになる。
【０００３】対象物の３次元データを入力する従来方法
の１つでは、対象物の各特徴点の３次元データの数値を
操作者が１つずつキーボードなどにより入力していた。
しかし、この方法では時間がかかるため、アームに取り
付けられたポイントにより実際の対象物をなぞる第２の
方法が提案されている。この第２方法によれば、ポイン
トの動きに応じてアームが動くため、アームの移動量や
移動角度により３次元座標値Ｘ、Ｙ及びＺを入力でき
る。しかし、第２方法でも、操作者が手動によりポイン
トを移動させなければならず面倒であり、入力精度も操
作者の熟練度に影響された。また、機械系を用いている
ため、故障が起こりやすかった。第３方法では、レーザ
を用いて、奥行き、即ち、Ｚ座標値を求めているので、
操作者がポイントを使用する必要がなく、簡単に３次元
入力ができる。
の１つでは、対象物の各特徴点の３次元データの数値を
操作者が１つずつキーボードなどにより入力していた。
しかし、この方法では時間がかかるため、アームに取り
付けられたポイントにより実際の対象物をなぞる第２の
方法が提案されている。この第２方法によれば、ポイン
トの動きに応じてアームが動くため、アームの移動量や
移動角度により３次元座標値Ｘ、Ｙ及びＺを入力でき
る。しかし、第２方法でも、操作者が手動によりポイン
トを移動させなければならず面倒であり、入力精度も操
作者の熟練度に影響された。また、機械系を用いている
ため、故障が起こりやすかった。第３方法では、レーザ
を用いて、奥行き、即ち、Ｚ座標値を求めているので、
操作者がポイントを使用する必要がなく、簡単に３次元
入力ができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】コンピュータ・グラフ
ィックでは、３次元データを入力した後、このデータに
から対象物の立体の形状データをコンピュータ内で構
成、即ち、モデリングし、視点や、表示面、光源などを
設定して、画像を形成、即ち、レンダリングする。この
際、所定形状のポリゴン面を複数個用いて、モデリング
した対象物の表面を連続的に分割して、ポリゴン・メッ
シュを形成する。各ポリゴン・メッシュには、色及び／
又は輝度情報を割り当てて、レンダリングを行う。
ィックでは、３次元データを入力した後、このデータに
から対象物の立体の形状データをコンピュータ内で構
成、即ち、モデリングし、視点や、表示面、光源などを
設定して、画像を形成、即ち、レンダリングする。この
際、所定形状のポリゴン面を複数個用いて、モデリング
した対象物の表面を連続的に分割して、ポリゴン・メッ
シュを形成する。各ポリゴン・メッシュには、色及び／
又は輝度情報を割り当てて、レンダリングを行う。
【０００５】ポリゴン・メッシュの数は非常に多いの
で、レンダリングの際に、各ポリゴン・メッシュ用の色
及び／又は輝度情報を計算して、計算結果を各ポリゴン
・メッシュに割り当てるには、非常に時間がかかる。上
述の従来例では、実物の３次元対象物自体、又はその模
型から３次元データを入力してモデリングまでを簡略化
したにも関わらず、レンダリングが不便であった。
で、レンダリングの際に、各ポリゴン・メッシュ用の色
及び／又は輝度情報を計算して、計算結果を各ポリゴン
・メッシュに割り当てるには、非常に時間がかかる。上
述の従来例では、実物の３次元対象物自体、又はその模
型から３次元データを入力してモデリングまでを簡略化
したにも関わらず、レンダリングが不便であった。
【０００６】したがって、本発明の目的は、実物の３次
元対象物自体、又はその模型を用いて、３次元データ入
力及びモデリングからレンダリングまでを簡単に行える
３次元データ入力処理方法の提供にある。
元対象物自体、又はその模型を用いて、３次元データ入
力及びモデリングからレンダリングまでを簡単に行える
３次元データ入力処理方法の提供にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の３次元データ入
力処理方法によれば、レーザ装置により対象物のＸＹＺ
座標を求めると共に、カメラによりこの対象物の各ＸＹ
座標における色及び輝度の少なくとも一方の情報を求め
る。そして、レーザ装置により求めたＸＹＺ座標から対
象物の３次元モデリングを行い、所定形状のポリゴン面
によりポリゴン・メッシュを形成する。つぎに、ポリゴ
ン・メッシュの各々の中心座標においてカメラが求めた
情報をポリゴン・メッシュに割り当てレンダリングを行
う。
力処理方法によれば、レーザ装置により対象物のＸＹＺ
座標を求めると共に、カメラによりこの対象物の各ＸＹ
座標における色及び輝度の少なくとも一方の情報を求め
る。そして、レーザ装置により求めたＸＹＺ座標から対
象物の３次元モデリングを行い、所定形状のポリゴン面
によりポリゴン・メッシュを形成する。つぎに、ポリゴ
ン・メッシュの各々の中心座標においてカメラが求めた
情報をポリゴン・メッシュに割り当てレンダリングを行
う。
【０００８】
【実施例】以下、添付図を参照して本発明の好適な実施
例を説明する。図２は、本発明を用いる３次元データ入
力処理装置の模式的な構成図である。キャビネット１０
内には、カラー・ビデオ・カメラ１２を設け、ハーフ・
ミラー１４、レンズ１６を介して、実際又は模型の対象
物１８を撮影する。この際、所望の位置に光源を設置
し、対象物１８を照明しておけば、後処理が一層簡単に
なる。また、対象物１８が模型の場合も、実際と同じ色
であるのが好ましい。よって、カメラ１２は、対象物１
８の輝度及び色情報の両方を求めることができる。
例を説明する。図２は、本発明を用いる３次元データ入
力処理装置の模式的な構成図である。キャビネット１０
内には、カラー・ビデオ・カメラ１２を設け、ハーフ・
ミラー１４、レンズ１６を介して、実際又は模型の対象
物１８を撮影する。この際、所望の位置に光源を設置
し、対象物１８を照明しておけば、後処理が一層簡単に
なる。また、対象物１８が模型の場合も、実際と同じ色
であるのが好ましい。よって、カメラ１２は、対象物１
８の輝度及び色情報の両方を求めることができる。
【０００９】キャビネット１０内には、赤外線レーザ装
置２０及び回転するポリゴン・ミラー２２も設置する。
レーザ装置２０から発射された赤外線レーザ・ビーム
は、筒状ポリゴン・ミラー２２及びハーフ・ミラー１４
により反射され、レンズ１６を介して、対象物１８に到
達する。到達した赤外線レーザ・ビームは、対象物によ
り反射されて、レンズ１６を介し、ハーフ・ミラー１４
及びポリゴン・ミラー２２に反射されて、レーザ装置２
０に戻る。レーザ装置２０では、出力ビームと反射（戻
り）ビームの位相差から、対象物１８までの距離、即ち
奥行き情報であるＺ値を求める。すなわち、このレーザ
装置２０は、レーダーとして働く。なお、この実施例で
は、レンズ１６をカメラ１２及びレーザ装置２０の両方
に共用しているが、これは単に説明のためのみであり、
カメラ１２及びレーザ装置２０の夫々の焦点や、レーザ
装置２０の走査条件等を考慮して別々のレンズを設けた
方が実施が容易になる。また、ハーフ・ミラー１４は、
戻りのレーザ・ビームを反射するために、このレーザの
波長のみを反射する構造である。
置２０及び回転するポリゴン・ミラー２２も設置する。
レーザ装置２０から発射された赤外線レーザ・ビーム
は、筒状ポリゴン・ミラー２２及びハーフ・ミラー１４
により反射され、レンズ１６を介して、対象物１８に到
達する。到達した赤外線レーザ・ビームは、対象物によ
り反射されて、レンズ１６を介し、ハーフ・ミラー１４
及びポリゴン・ミラー２２に反射されて、レーザ装置２
０に戻る。レーザ装置２０では、出力ビームと反射（戻
り）ビームの位相差から、対象物１８までの距離、即ち
奥行き情報であるＺ値を求める。すなわち、このレーザ
装置２０は、レーダーとして働く。なお、この実施例で
は、レンズ１６をカメラ１２及びレーザ装置２０の両方
に共用しているが、これは単に説明のためのみであり、
カメラ１２及びレーザ装置２０の夫々の焦点や、レーザ
装置２０の走査条件等を考慮して別々のレンズを設けた
方が実施が容易になる。また、ハーフ・ミラー１４は、
戻りのレーザ・ビームを反射するために、このレーザの
波長のみを反射する構造である。
【００１０】また、ポリゴン・ミラー２２は回転してい
るので、レーザ・ビームが対象物１８をＸ及びＹ軸の一
方に沿って走査することになる。また、レーザ装置２０
は、図２の紙面に対して垂直方向にも繰り返し移動する
ので、レーザ・ビームが対象物１８のＸ及びＹ軸の他方
に沿って走査することになる。よって、レーザ装置２０
により、対象物の各ＸＹ座標値におけるＺ値を求めるこ
とができる。カメラ１２からの映像信号（ＸＹ座標にお
ける色及び輝度情報）と、レーザ装置２０からのＸＹＺ
座標値とは、コンピュータ２４に入力される。
るので、レーザ・ビームが対象物１８をＸ及びＹ軸の一
方に沿って走査することになる。また、レーザ装置２０
は、図２の紙面に対して垂直方向にも繰り返し移動する
ので、レーザ・ビームが対象物１８のＸ及びＹ軸の他方
に沿って走査することになる。よって、レーザ装置２０
により、対象物の各ＸＹ座標値におけるＺ値を求めるこ
とができる。カメラ１２からの映像信号（ＸＹ座標にお
ける色及び輝度情報）と、レーザ装置２０からのＸＹＺ
座標値とは、コンピュータ２４に入力される。
【００１１】次に、図１の流れ図を参照して、本発明の
動作を説明する。まず、レーザ装置２０の走査によるＸ
Ｙ座標値と、カメラ１２の映像信号のＸＹ座標値とを対
応させる必要がある。これは、凸部が特定の色である既
知の対象物１８を用いて、レーザ装置２０から求めた凸
部のＸＹ座標と、カメラ１２の色情報から求めた凸部の
ＸＹ座標とが一致するように、カメラ１２の位置又はレ
ーザ装置２０の位置を調整することにより達成できる。
しかし、この場合、コンピュータ２４がカメラ１２又は
レーザ装置２０に対するＸＹ座標値をオフセットしても
等価的に同じであるので、この方がＸＹ座標一致調整が
簡単となる。
動作を説明する。まず、レーザ装置２０の走査によるＸ
Ｙ座標値と、カメラ１２の映像信号のＸＹ座標値とを対
応させる必要がある。これは、凸部が特定の色である既
知の対象物１８を用いて、レーザ装置２０から求めた凸
部のＸＹ座標と、カメラ１２の色情報から求めた凸部の
ＸＹ座標とが一致するように、カメラ１２の位置又はレ
ーザ装置２０の位置を調整することにより達成できる。
しかし、この場合、コンピュータ２４がカメラ１２又は
レーザ装置２０に対するＸＹ座標値をオフセットしても
等価的に同じであるので、この方がＸＹ座標一致調整が
簡単となる。
【００１２】ステップ５０にて、レーザ装置２０により
対象物１８のＸＹＺ座標値を求めると共に、カメラ１２
により対象物１８の各ＸＹ座標における色及び輝度の情
報を求める。これらＸＹＺ座標値と、色及び輝度情報と
は、コンピュータ２４内のメモリに記憶される。つぎ
に、ステップ５２において、コンピュータ２４は、レー
ザ装置２０により求めたＸＹＺ座標値から対象物１８の
３次元モデリングを行う。すなわち、対象物１８の立体
の形状データを、コンピュータ２４内に構成する。そし
て、コンピュータ２４は、所定形状、例えば、三角形で
あるポリゴン面により、立体形状を分割して、ポリゴン
・メッシュを形成する。このアルゴリズムには、一定間
隔で頂点を間引く方法と、条件を設定して頂点を非一様
に除去する方法とがあるが、当業者には周知なので説明
を省略する。
対象物１８のＸＹＺ座標値を求めると共に、カメラ１２
により対象物１８の各ＸＹ座標における色及び輝度の情
報を求める。これらＸＹＺ座標値と、色及び輝度情報と
は、コンピュータ２４内のメモリに記憶される。つぎ
に、ステップ５２において、コンピュータ２４は、レー
ザ装置２０により求めたＸＹＺ座標値から対象物１８の
３次元モデリングを行う。すなわち、対象物１８の立体
の形状データを、コンピュータ２４内に構成する。そし
て、コンピュータ２４は、所定形状、例えば、三角形で
あるポリゴン面により、立体形状を分割して、ポリゴン
・メッシュを形成する。このアルゴリズムには、一定間
隔で頂点を間引く方法と、条件を設定して頂点を非一様
に除去する方法とがあるが、当業者には周知なので説明
を省略する。
【００１３】ステップ５４にて、コンピュータ２４は、
求めたポリゴン・メッシュの各々の中心座標を求める。
この中心座標は、三角形の重心でもよい。さらに、コン
ピュータ２４は、各中心座標におけるカメラが求めた色
及び輝度情報を抽出し、この情報をポリゴン・メッシュ
の各々に割り当てる。よって、レンダリングが行われた
ことになる。この際、対象物には、所望の光源から光が
照射されているので、光源の位置による光の具合を新た
に計算する必要がない。ここまでの過程で、操作者が、
個々のデータを入力する必要がない点に留意されたい。
求めたポリゴン・メッシュの各々の中心座標を求める。
この中心座標は、三角形の重心でもよい。さらに、コン
ピュータ２４は、各中心座標におけるカメラが求めた色
及び輝度情報を抽出し、この情報をポリゴン・メッシュ
の各々に割り当てる。よって、レンダリングが行われた
ことになる。この際、対象物には、所望の光源から光が
照射されているので、光源の位置による光の具合を新た
に計算する必要がない。ここまでの過程で、操作者が、
個々のデータを入力する必要がない点に留意されたい。
【００１４】上述は本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明の要旨を逸脱することなく種々の変形及
び変更が可能である。例えば、カメラ１２は、モノクロ
・ビデオ・カメラでもよい。この際は、対象物の各ＸＹ
座標における輝度情報のみが得られる。また、カメラ
は、静止画像を対象とするので、カラー又はモノクロの
電子式写真機でもよい。また、ハーフ・ミラーを用いず
に、レーザ装置からの赤外線ビームを対象物に直接当て
てもよい。この際、赤外線ビームの波長のみを反射する
特別なハーフ・ミラー１４が不要になる。
したが、本発明の要旨を逸脱することなく種々の変形及
び変更が可能である。例えば、カメラ１２は、モノクロ
・ビデオ・カメラでもよい。この際は、対象物の各ＸＹ
座標における輝度情報のみが得られる。また、カメラ
は、静止画像を対象とするので、カラー又はモノクロの
電子式写真機でもよい。また、ハーフ・ミラーを用いず
に、レーザ装置からの赤外線ビームを対象物に直接当て
てもよい。この際、赤外線ビームの波長のみを反射する
特別なハーフ・ミラー１４が不要になる。
【００１５】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、レーザ装置
を用いるので、実物の３次元対象物自体、又はその模型
を用いて、３次元データ入力及びモデリングを自動的に
行える。さらに、カメラの撮影出力を用いて、モデリン
グした各ポリゴン・メッシュに色及び輝度情報の少なく
とも一方を自動的に割り付けてレンダリングすることが
出来る。よって、３次元データ入力からレンダリングま
でを、操作者のデータ入力を必要とせずに簡単に行え
る。
を用いるので、実物の３次元対象物自体、又はその模型
を用いて、３次元データ入力及びモデリングを自動的に
行える。さらに、カメラの撮影出力を用いて、モデリン
グした各ポリゴン・メッシュに色及び輝度情報の少なく
とも一方を自動的に割り付けてレンダリングすることが
出来る。よって、３次元データ入力からレンダリングま
でを、操作者のデータ入力を必要とせずに簡単に行え
る。
【図１】本発明の動作を説明する流れ図である。
【図２】本発明を用いる３次元データ入力処理装置の模
式的な構成図である。
式的な構成図である。
１０ キャビネット １２ カメラ １４ ハーフ・ミラー １６ レンズ １８ 対象物 ２０ レーザ装置 ２２ ポリゴン・ミラー ２４ コンピュータ
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザ装置により対象物のＸＹＺ座標値
を求めると共に、カメラにより上記対象物の各ＸＹ座標
における色及び輝度の少なくとも一方の情報を求め、 上記レーザ装置により求めた上記ＸＹＺ座標値から上記
対象物の３次元モデリングを行い、所定形状のポリゴン
面によりポリゴン・メッシュを形成し、 上記ポリゴン・メッシュの各々の中心座標において上記
カメラが求めた情報を上記ポリゴン・メッシュに割り当
てレンダリングを行うことを特徴とする３次元データ処
理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6312611A JPH08147471A (ja) | 1994-11-22 | 1994-11-22 | ３次元データ入力処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6312611A JPH08147471A (ja) | 1994-11-22 | 1994-11-22 | ３次元データ入力処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08147471A true JPH08147471A (ja) | 1996-06-07 |
Family
ID=18031293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6312611A Pending JPH08147471A (ja) | 1994-11-22 | 1994-11-22 | ３次元データ入力処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08147471A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100371132B1 (ko) * | 1999-06-22 | 2003-02-05 | 한국전자통신연구원 | 실시간 측정오차 검증방법 및 장치 |
| KR100379948B1 (ko) * | 2000-11-15 | 2003-04-16 | 이희만 | 3차원 형상 측정방법 |
| KR20030040701A (ko) * | 2001-11-15 | 2003-05-23 | 엘지전자 주식회사 | 3차원 다면체 표면의 변형 추정 방법 |
| JP2012518844A (ja) * | 2009-02-25 | 2012-08-16 | ディメンジョナル フォトニクス インターナショナル，インコーポレイテッド | 三次元計測システムのための輝度およびカラー表示 |
-
1994
- 1994-11-22 JP JP6312611A patent/JPH08147471A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100371132B1 (ko) * | 1999-06-22 | 2003-02-05 | 한국전자통신연구원 | 실시간 측정오차 검증방법 및 장치 |
| KR100379948B1 (ko) * | 2000-11-15 | 2003-04-16 | 이희만 | 3차원 형상 측정방법 |
| KR20030040701A (ko) * | 2001-11-15 | 2003-05-23 | 엘지전자 주식회사 | 3차원 다면체 표면의 변형 추정 방법 |
| JP2012518844A (ja) * | 2009-02-25 | 2012-08-16 | ディメンジョナル フォトニクス インターナショナル，インコーポレイテッド | 三次元計測システムのための輝度およびカラー表示 |
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