JPH09115002A - Device and method for transforming coordinate - Google Patents

Device and method for transforming coordinate

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JPH09115002A
JPH09115002A JP27226295A JP27226295A JPH09115002A JP H09115002 A JPH09115002 A JP H09115002A JP 27226295 A JP27226295 A JP 27226295A JP 27226295 A JP27226295 A JP 27226295A JP H09115002 A JPH09115002 A JP H09115002A
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JP
Japan
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coordinate system
coordinates
head
arm
local
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Application number
JP27226295A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuaki Honda
康晃 本田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an object from being unnaturally deformed. SOLUTION: When deforming an object, scaling circuits 1, 5 and 6 respectively scale the local coordinates of an arm 2, body and head while using scaling matrixes Sarm2 , Sbody and S. The local coordinates of the arm 2 are scaled by the Sarm2 and transformed into coordinates on a large area coordinate system by three coordinate transforming circuits 2-1, 3-1 and 4-1. At such a time, even when the arm 2 is accompanied with rotations, the scaling is performed while considering the rotations. Thus, even when the arm of the object is rotated, for example, the object is prevented from being unnaturally deformed such as from changing the length of that arm.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、座標変換装置およ
び方法に関し、特に、オブジェクトの変形を行う場合、
階層ごとにスケーリングを行った後、上位階層への座標
変換を行うことにより、オブジェクトが不自然な形にな
らないように座標変換を行う座標変換装置および方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coordinate transformation device and method, and more particularly, when transforming an object,
The present invention relates to a coordinate conversion device and method for performing coordinate conversion so that an object does not have an unnatural shape by performing scaling for each layer and then performing coordinate conversion to an upper layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近のコンピュータグラフィックスの普
及により、例えば、図3(a)に示すような3D(3次
元)のオブジェクトが腕や脚を動かす様子などが、コン
ピュータによって表示されるようになってきている。
2. Description of the Related Art With the recent widespread use of computer graphics, for example, a computer displays a 3D (three-dimensional) object moving an arm or leg as shown in FIG. Is coming.

【0003】このようなオブジェクトの動きを表示する
場合、そのオブジェクトを構成する部分オブジェクトの
局所的な座標系において、その部分オブジェクトの動き
を計算し、各部分オブジェクトの局所座標系からオブジ
ェクト全体の座標系への座標変換を行って、局所座標系
における部分オブジェクトの動作を、オブジェクト全体
の座標系(大域座標系)における動作に変換した後、オ
ブジェクト全体を表示する。
When displaying the movement of such an object, the movement of the partial object is calculated in the local coordinate system of the partial objects constituting the object, and the coordinates of the entire object are calculated from the local coordinate system of each partial object. After the coordinate conversion to the system is performed and the motion of the partial object in the local coordinate system is converted into the motion in the coordinate system of the entire object (global coordinate system), the entire object is displayed.

【0004】さらに、オブジェクトは、部分オブジェク
トによる階層的な構造を有し、部分オブジェクトの局所
座標系からオブジェクト全体の座標系への座標変換は、
下位階層に属する部分オブジェクトの座標系から、上位
階層の部分オブジェクトの座標系への座標変換を、最も
上位の階層の部分オブジェクトの座標系に達するまで行
い、最後に、最も上位の階層の部分オブジェクトの座標
系からオブジェクト全体の座標系への変換を行うことで
実現される。
Further, the object has a hierarchical structure of partial objects, and the coordinate conversion from the local coordinate system of the partial object to the coordinate system of the whole object is
Coordinate conversion from the coordinate system of the partial object belonging to the lower hierarchy to the coordinate system of the partial object of the upper hierarchy is performed until reaching the coordinate system of the partial object of the highest hierarchy, and finally, the partial object of the highest hierarchy. It is realized by converting from the coordinate system of to the coordinate system of the entire object.

【0005】例えば、図3(a)の3Dオブジェクト
は、図3(b)に示す頭、身体、腕1、腕2、脚1およ
び脚2の部分オブジェクトで構成され、頭が一番上の階
層になり、身体が上から二番目の階層になり、腕1、腕
2、脚1および脚2が一番下の階層となる。
For example, the 3D object in FIG. 3A is composed of the partial objects of the head, body, arm 1, arm 2, leg 1 and leg 2 shown in FIG. 3B, and the head is at the top. In the hierarchy, the body is the second hierarchy from the top, and the arm 1, arm 2, leg 1 and leg 2 are the lowest hierarchy.

【0006】そして、このオブジェクトにおいて、腕
1、腕2、脚1および脚2の各局所座標系から大域座標
系への変換を行う場合、最初に、腕1、腕2、脚1もし
くは脚2の局所座標系から身体の局所座標系への変換を
行い、次に、身体の局所座標系から頭の局所座標系への
変換が行われる。そして、最後に、頭の局所座標系から
大域座標系への変換が行われる。
In this object, when the local coordinate system of the arm 1, the arm 2, the leg 1 and the leg 2 is converted to the global coordinate system, first, the arm 1, the arm 2, the leg 1 or the leg 2 is converted. The local coordinate system of is transformed to the local coordinate system of the body, and then the local coordinate system of the body is transformed to the local coordinate system of the head. Then, finally, conversion from the local coordinate system of the head to the global coordinate system is performed.

【0007】また、身体の局所座標系から大域座標系へ
の変換を行う場合、最初に、身体の局所座標系から頭の
局所座標系への変換が行われる。そして、頭の局所座標
系から大域座標系への変換が行われる。
Further, when the transformation from the local coordinate system of the body to the global coordinate system is performed, first, the transformation from the local coordinate system of the body to the local coordinate system of the head is performed. Then, the conversion from the local coordinate system of the head to the global coordinate system is performed.

【0008】これらの局所座標系(ベクトルで表現され
る)は、図3(b)に示すような所定の座標変換行列
(Mhead、Mbodyなど)により、その部分オブジェクト
を含む親オブジェクトの座標系(大域座標系)に変換さ
れる。
These local coordinate systems (represented by vectors) are coordinated by a predetermined coordinate transformation matrix (M head , M body, etc.) as shown in FIG. Converted to the system (global coordinate system).

【0009】例えば、腕2の局所座標系Parm2から大域
座標系P’への変換は、図3(b)に示す座標変換行列
を用いて、次式のようにして行う。 P’=Mhead・Mbody・Marm2・Parm2
For example, the transformation from the local coordinate system P arm2 of the arm 2 to the global coordinate system P'is performed by using the coordinate transformation matrix shown in FIG. P '= M head , M body , M arm2 , P arm2

【0010】この座標変換においては、最初に、行列M
arm2で腕2の座標が身体の座標系に変換され、次に、行
列Mbodyによって頭の座標系に変換される。そして、最
後に、頭の座標系に変換された腕2の局所座標を、行列
headで大域座標系に変換する。
In this coordinate transformation, first, the matrix M
The coordinates of the arm 2 are converted to the body coordinate system by arm2 , and then to the head coordinate system by the matrix M body . Then, finally, the local coordinates of the arm 2 converted into the coordinate system of the head are converted into the global coordinate system by the matrix M head .

【0011】以上のようにして、局所座標系から大域座
標系への座標変換を行う。このようなオブジェクトを変
形させて表示する場合、局所座標系から大域座標系へ座
標を変換する途中で、座標に非一様スケーリングを施す
ことによって、オブジェクトを変形させることができ
る。
The coordinate conversion from the local coordinate system to the global coordinate system is performed as described above. When such an object is deformed and displayed, the object can be deformed by performing non-uniform scaling on the coordinates while converting the coordinates from the local coordinate system to the global coordinate system.

【0012】図4は、そのような非一様スケーリングを
含む座標変換を行う座標変換装置の一構成例を示す。こ
の構成例は、座標系回転回路21を有し、座標系回転回
路21は、腕2における局所座標を変換行列Rで変換
し、腕2の回転を表現する。
FIG. 4 shows an example of the configuration of a coordinate conversion device for performing coordinate conversion including such non-uniform scaling. This configuration example has a coordinate system rotation circuit 21, and the coordinate system rotation circuit 21 transforms the local coordinates of the arm 2 with a transformation matrix R to express the rotation of the arm 2.

【0013】回転を伴った腕2の局所座標を大域座標に
変換する場合、最初に腕2の局所座標は、座標系回転回
路21に入力され、座標系回転回路21は、回転の変換
行列Rと入力された座標(ベクトル)との積を計算し、
その積(ベクトル)を腕2から身体への座標変換回路2
−2に出力する。
When the local coordinates of the arm 2 accompanied by rotation are converted into global coordinates, first, the local coordinates of the arm 2 are input to the coordinate system rotation circuit 21, and the coordinate system rotation circuit 21 uses the rotation conversion matrix R. And the input coordinates (vector) are calculated,
The product (vector) of the coordinate conversion circuit 2 from the arm 2 to the body
-2.

【0014】次に、腕2から身体への座標変換回路2−
2は、変換行列Marm2と入力された腕2の座標(ベクト
ル)との積を計算し、その積を身体での局所座標系とし
て身体から頭への座標変換回路3−2に出力する。身体
から頭への座標変換回路3−2は、変換行列Mbodyによ
り、その座標を頭の局所座標系での座標に変換した後、
スケーリング回路6に出力する。
Next, the coordinate conversion circuit 2-from the arm 2 to the body 2
2 calculates the product of the transformation matrix M arm2 and the input coordinates (vector) of the arm 2 and outputs the product to the coordinate transformation circuit 3-2 from the body to the head as a local coordinate system in the body. The body-to-head coordinate conversion circuit 3-2 uses the conversion matrix M body to convert the coordinates into coordinates in the local coordinate system of the head, and then
Output to the scaling circuit 6.

【0015】スケーリング回路6は、その座標(ベクト
ル)と非一様スケーリング行列Sとの積を計算し、その
スケーリングされた座標(ベクトル)を、頭から大域座
標系への座標変換回路4−2に出力する。頭から大域座
標系への座標変換回路4−2は、その座標と変換行列M
headの積(ベクトル)を計算し、その積を大域座標系で
の座標として出力する。従って、腕2の局所座標系P
arm2から大域座標系P’への変換は、次式のようにな
る。 P’=Mhead・S・Mbody・Marm2・R・Parm2
The scaling circuit 6 calculates the product of the coordinates (vector) and the non-uniform scaling matrix S, and converts the scaled coordinates (vector) from the head to the global coordinate system 4-2. Output to. The coordinate conversion circuit 4-2 from the head to the global coordinate system calculates the coordinates and the conversion matrix M.
Calculates the product (vector) of head and outputs the product as coordinates in the global coordinate system. Therefore, the local coordinate system P of the arm 2 is
The conversion from arm2 to the global coordinate system P'is as follows. P '= M head , S, M body , M arm2 , R, P arm2

【0016】身体の局所座標を大域座標に変換する場
合、身体の局所座標は、身体から頭への座標変換回路3
−2、スケーリング回路6、および頭から大域座標系へ
の座標変換回路4−2において、それぞれ、行列
body、S、およびMheadを適用され、大域座標系での
座標に変換される。従って、身体の局所座標系Pbody
ら大域座標系P’への変換は、次式のようになる。 P’=Mhead・S・Mbody・Pbody
When the local coordinates of the body are converted into global coordinates, the local coordinates of the body are converted from the body to the head by the coordinate conversion circuit 3.
-2, the scaling circuit 6, and the coordinate conversion circuit 4-2 from the head to the global coordinate system apply the matrices M body , S, and M head , respectively, and convert the coordinates into the coordinates in the global coordinate system. Therefore, the conversion from the local coordinate system P body of the body to the global coordinate system P ′ is as follows. P '= M head , S, M body , P body

【0017】同様に、頭の局所座標を大域座標に変換す
る場合、頭の局所座標は、スケーリング回路6および頭
から大域座標系への座標変換回路4−2において、それ
ぞれ、行列SおよびMheadを適用され、大域座標系での
座標に変換され、頭の局所座標系Pheadから大域座標系
P’への変換は、次式のようになる。 P’=Mhead・S・Phead
Similarly, when the local coordinates of the head are converted into the global coordinates, the local coordinates of the head are calculated in the scaling circuit 6 and the coordinate conversion circuit 4-2 from the head to the global coordinate system, respectively, in the matrices S and M head. Is applied to the coordinates in the global coordinate system, and the conversion from the head local coordinate system P head to the global coordinate system P ′ is given by the following equation. P '= M head , S, P head

【0018】このようにして、各局所座標は、上記式に
示すように大域座標系における座標に変換されて、オブ
ジェクトの動作の表現などに利用される。
In this way, each local coordinate is converted into a coordinate in the global coordinate system as shown in the above equation, and is used for expressing the motion of the object.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記変
換式によるParm2からP’への座標変換においては、回
転に関する変換行列Rが、非一様スケーリング行列Sよ
り先に適用されるので、腕2は、回転された後にスケー
リングされ、大域座標系において不自然な形に変換され
てしまうという課題を有している。
However, in the coordinate conversion from P arm2 to P ′ according to the above conversion formula, the conversion matrix R regarding rotation is applied before the non-uniform scaling matrix S, so that the arm 2 Has the problem of being scaled after being rotated and transformed into an unnatural shape in the global coordinate system.

【0020】例えば、図5(a)のようなオブジェクト
を縦方向に2倍にスケーリングする場合、腕の回転が伴
わなければ、オブジェクトは、図5(b)に示すように
スケーリングされるが、腕の回転が伴うと、スケーリン
グされる前に腕の回転が行われるため、その腕は、図5
(c)に示すように2倍の長さに、不自然に長くなって
しまう(この場合、図5(d)に示すように、腕が同じ
長さのまま回転することが好ましい)。
For example, when an object as shown in FIG. 5 (a) is vertically scaled by a factor of 2, if the arm is not rotated, the object is scaled as shown in FIG. 5 (b). When the arm is rotated, the arm is rotated before being scaled.
As shown in (c), the length unnaturally becomes double (in this case, as shown in FIG. 5D, it is preferable that the arm rotates with the same length).

【0021】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たもので、腕などの部分オブジェクトごとに回転を考慮
したスケーリングを行った後、上位階層(例えば腕2の
場合は、身体が上位階層となる)への座標変換を行うこ
とで、オブジェクトが不自然な形に変換されることを防
止するものである。
The present invention has been made in view of such a situation, and after performing scaling considering rotation for each partial object such as an arm, the upper layer (for example, in the case of arm 2, the body is an upper layer). The object is prevented from being transformed into an unnatural shape by performing coordinate transformation to ().

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の画像変
換装置は、局所座標に対して階層ごとにスケーリングを
行う演算手段と、スケーリングを施された局所座標に対
して、階層ごとに上位階層への座標変換を行う座標変換
手段とを備えることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an image conversion apparatus, wherein an arithmetic means for scaling local coordinates for each layer and a higher rank for each layer with respect to the scaled local coordinates. Coordinate conversion means for performing coordinate conversion into a hierarchy is provided.

【0023】請求項2に記載の画像変換方法は、局所座
標に対して階層ごとにスケーリングを行い、スケーリン
グを施された局所座標に対して、階層ごとに上位階層へ
の座標変換を行うことを特徴とする。
In the image conversion method according to the second aspect, scaling is performed on the local coordinates for each layer, and the scaled local coordinates are converted to the upper layer for each layer. Characterize.

【0024】請求項1に記載の画像変換装置において
は、演算手段は、局所座標に対して階層ごとにスケーリ
ングを行い、座標変換手段は、スケーリングを施された
局所座標に対して、階層ごとに上位階層への座標変換を
行う。
According to another aspect of the image conversion device of the present invention, the calculation means scales the local coordinates layer by layer, and the coordinate conversion means scales the scaled local coordinates layer by layer. Performs coordinate conversion to the upper layer.

【0025】請求項2に記載の画像変換方法において
は、局所座標に対して階層ごとにスケーリングを行い、
スケーリングを施された局所座標に対して、階層ごとに
上位階層への座標変換を行う。
In the image conversion method according to the second aspect, scaling is performed on the local coordinates for each layer,
With respect to the scaled local coordinates, coordinate conversion to an upper layer is performed for each layer.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の座標変換装置の
一実施例の構成例を示している。この実施例は、3個の
座標変換回路2−1,3−1,4−1(座標変換手段)
と、3個のスケーリング回路1,5,6(演算手段)を
備える。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an example of the configuration of an embodiment of a coordinate conversion device of the present invention. This embodiment has three coordinate conversion circuits 2-1, 3-1 and 4-1 (coordinate conversion means).
And three scaling circuits 1, 5 and 6 (calculation means).

【0027】腕2から身体への座標変換回路2−1は、
スケーリング回路1から行列Sarm2によりスケーリング
および回転の処理を施した腕2の局所座標を供給され、
その座標を変換行列Marm2”により、スケーリング後の
身体の局所座標系での座標に変換する。
The coordinate conversion circuit 2-1 from the arm 2 to the body is
The local coordinates of the arm 2 that has been subjected to scaling and rotation processing by the matrix S arm2 are supplied from the scaling circuit 1.
The coordinates are converted into coordinates in the local coordinate system of the body after scaling by the conversion matrix M arm2 ″.

【0028】身体から頭への座標変換回路3−1は、ス
ケーリング回路5から行列Sbodyによりスケーリング処
理を施した身体の局所座標、もしくは腕2から身体への
座標変換回路2−1が出力した座標を供給され、その座
標を変換行列Mbody”により、スケーリング後の頭の局
所座標系での座標に変換する。
The body-to-head coordinate conversion circuit 3-1 is output from the scaling circuit 5 with the local coordinates of the body subjected to scaling processing by the matrix S body , or from the arm 2 to body coordinate conversion circuit 2-1. The coordinates are supplied, and the coordinates are converted into the coordinates in the local coordinate system of the head after scaling by the conversion matrix M body ″.

【0029】頭から大域座標系への座標変換回路4−1
は、スケーリング回路6から行列Sによりスケーリング
処理を施した頭の局所座標、もしくは身体から頭への座
標変換回路3−1が出力した座標を供給され、その座標
を変換行列Mheadにより、大域座標系での座標に変換す
る。
Coordinate conversion circuit 4-1 from head to global coordinate system
Is supplied from the scaling circuit 6 with the local coordinates of the head that has been subjected to scaling processing by the matrix S, or the coordinates output from the body-to-head coordinate conversion circuit 3-1. The coordinates are converted into global coordinates by the conversion matrix M head. Convert to system coordinates.

【0030】腕2の局所座標系Parm2から大域座標系
P’への変換は、従来の方法においては、Mhead・S・
body・Marm2・Rで表現されるが、本実施例において
は、アフィン変換により、座標変換部分Mhead
body”・Marm2”と回転およびスケーリング部分S
arm2に分離し、次式のような座標変換で表現される。 P’=Mhead・Mbody”・Marm2”・Sarm2・Parm2
The transformation from the local coordinate system P ARM2 arm 2 to the global coordinate system P 'is, in the conventional method, M head · S ·
It is expressed by M body , M arm2, and R, but in this embodiment, the coordinate conversion portion M head
M body "/ M arm2 " and rotation and scaling part S
It is separated into arm2 and expressed by coordinate conversion as shown below. P '= M head , M body ", M arm2 ", S arm2 , P arm2

【0031】そして、身体の局所座標系Pbodyから大域
座標系P’への変換も、同様に、座標変換部分とスケー
リング部分に分離し、次式のような座標変換を行う。 P’=Mhead・Mbody”・Sbody・Pbody
Similarly, the transformation from the local coordinate system P body of the body to the global coordinate system P'is also divided into the coordinate transformation part and the scaling part, and the coordinate transformation as in the following equation is performed. P '= M head , M body ", S body , P body

【0032】頭の局所座標系Pheadから大域座標系P’
への変換は、従来より分離されているため、そのまま次
式のように変換を行う。 P’=Mhead・S・Phead
From the local coordinate system P head of the head to the global coordinate system P '
Since the conversion to is conventionally separated, the conversion is performed as it is as in the following equation. P '= M head , S, P head

【0033】なお、身体の局所座標系Pbodyから大域座
標系P’への座標変換は、従来の方法においてはMhead
・S・Mbodyで行われているが、本実施例においては、
座標変換部分Mbody’とスケーリング部分Sbodyに分離
して、次式のように行われる。 P’=Mbody’・Sbody・Pbody
Incidentally, the coordinate conversion from the local coordinate system P body of the body to the global coordinate system P'is performed by M head in the conventional method.
-Although it is performed by S / M body , in the present embodiment,
The coordinate conversion part M body 'and the scaling part S body are separated and performed as in the following equation. P '= M body ', S body , P body

【0034】本実施例においては、スケーリング回路5
(Sbody)、身体から頭への座標変換回路3−1(M
body”)、および頭から大域座標系への座標変換回路4
−1(Mhead)により、身体の局所座標系から大域座標
系へ座標変換するので、上記式のMbody’・Sbodyは、
head・Mbody”・Sbodyと等しく、身体の局所座標系
から頭の局所座標系への座標変換行列Mbody”(身体か
ら頭への座標変換回路3−1で用いられる)は、次式の
ようになる。 Mbody”=Mhead -1・Mbody
In the present embodiment, the scaling circuit 5
(S body ), body-to-head coordinate conversion circuit 3-1 (M
body "), and coordinate conversion circuit 4 from head to global coordinate system
Since the coordinate conversion from the local coordinate system of the body to the global coordinate system is performed by −1 (M head ), M body ′ · S body in the above equation is
The coordinate transformation matrix M body ″ (used in the body-to-head coordinate transformation circuit 3-1) which is equal to M head · M body ″ · S body and which is the local coordinate system of the body to the local coordinate system of the head is It becomes like a formula. M body ”= M head -1 · M body '

【0035】また、腕2の局所座標系Parm2から大域座
標系への座標変換は、従来、Mhead・S・Mbody・M
arm2・Rで行われているが、本実施例においては、座標
変換部分Marm2’と回転およびスケーリング部分Sarm2
に分離して次式のように行われる。 P’=Marm2’・Sarm2・Parm2
Further, the coordinate conversion from the local coordinate system P arm2 of the arm 2 to the global coordinate system is conventionally performed by M head , S, M body , M.
Although it is carried out by arm2.R , in this embodiment, the coordinate conversion part M arm2 'and the rotation and scaling part S arm2.
Is performed and is performed as follows. P '= M arm2 ', S arm2 , P arm2

【0036】本実施例においては、スケーリング回路1
(Sarm2)、腕2から身体への座標変換回路2−1(M
arm2”)、身体から頭への座標変換回路3−1
(Mbody”)、および頭から大域座標系への座標変換回
路4−1(Mhead)により、腕2の局所座標系から大域
座標系へ座標変換しているので、上記式のMarm2’・S
arm2は、Mhead・Mbody”・Marm2”・Sarm2と等し
く、腕2の局所座標系から身体の局所座標系への座標変
換行列Marm2”(腕2から身体への座標変換回路2−1
で用いられる)は、次式のようになる。 Marm2”=Mbody-1・Mhead -1・Marm2
In the present embodiment, the scaling circuit 1
(S arm2 ), the coordinate conversion circuit 2-1 from the arm 2 to the body (M
arm2 "), body-to-head coordinate transformation circuit 3-1
(M body "), and the coordinate transformation circuit 4-1 to the global coordinate system (M head) from head, since the coordinate transformation to the global coordinate system from the local coordinate system of the arm 2, in the formula M ARM2 '・ S
arm2 is equal to M head , M body ", M arm2 ", and S arm2, and the coordinate conversion matrix M arm2 "from the local coordinate system of the arm 2 to the local coordinate system of the body (the coordinate conversion circuit 2 from the arm 2 to the body 2 -1
Used in) becomes as follows. M arm2 ”= M body-1 , M head -1 , M arm2 '

【0037】以上のように、スケーリング行列S、S
body、およびSarm2で局所座標系ごとにスケーリングを
行った後、変換行列Mhead、Mbody”、およびMarm2
で、局所座標を大域座標に変換するので、例えば、腕2
が回転を伴う場合でも、回転を考慮したスケーリングが
スケーリング回路1で行われ、オブジェクトの不自然な
変形を防ぐことができ、図5(d)に示すように、自然
な変形を行うことができる。
As described above, the scaling matrices S, S
After scaling for each local coordinate system with body and S arm2 , transformation matrices M head , M body ″, and M arm2 ″ are obtained.
Since local coordinates are converted into global coordinates, for example, arm 2
Even when is accompanied by rotation, scaling considering rotation is performed by the scaling circuit 1 to prevent unnatural deformation of the object, and natural deformation can be performed as shown in FIG. 5D. .

【0038】次に、図2のフローチャートを参照して、
上記実施例の動作について説明する。
Next, referring to the flowchart of FIG.
The operation of the above embodiment will be described.

【0039】最初に、ステップS1において、変換する
座標が、頭の局所座標系のものである否かを判断し、頭
の局所座標系のものでない場合、ステップS2に進み、
変換する座標が、身体の局所座標系のものである否かを
判断する。
First, in step S1, it is determined whether or not the coordinates to be converted are in the head's local coordinate system. If not, the process proceeds to step S2.
It is determined whether the coordinates to be transformed are in the local coordinate system of the body.

【0040】変換する座標が身体の局所座標系のもので
ない(即ち、腕2の局所座標系のものである)場合、ス
テップS3に進み、スケーリング回路1にその局所座標
を入力し、スケーリング回路1は、スケーリング行列S
arm2により、入力された座標を、回転を考慮してスケー
リングした後、腕2から身体への座標変換回路2−1に
出力する。
If the coordinate to be converted is not in the local coordinate system of the body (that is, in the local coordinate system of the arm 2), the process proceeds to step S3, the local coordinate is input to the scaling circuit 1, and the scaling circuit 1 Is the scaling matrix S
The arm 2 scales the input coordinates in consideration of the rotation, and then outputs the coordinates to the body-to-body coordinate conversion circuit 2-1.

【0041】次に、ステップS4において、腕2から身
体への座標変換回路2−1は、行列Sarm2でスケーリン
グされた局所座標を、変換行列Marm2”で変換した後、
身体から頭への座標変換回路3−1に出力する。
Next, in step S4, the arm 2 to body coordinate conversion circuit 2-1 converts the local coordinates scaled by the matrix S arm2 by the conversion matrix M arm2 ″,
It outputs to the body-to-head coordinate conversion circuit 3-1.

【0042】そして、ステップS5において、身体から
頭への座標変換回路3−1は、腕2から身体への座標変
換回路2−1から入力された座標を、変換行列Mbody
で変換し、変換後の座標を、頭から大域座標系への座標
変換回路4−1に出力する。次に、ステップS6におい
て、頭から大域座標系への座標変換回路4−1は、M
body”で変換された座標を、さらに、Mheadで大域座標
系に変換し、変換後の座標を出力する。
Then, in step S5, the body-to-head coordinate conversion circuit 3-1 converts the coordinates input from the arm 2 to body coordinate conversion circuit 2-1 into a conversion matrix M body ″.
And outputs the converted coordinates to the coordinate conversion circuit 4-1 from the head to the global coordinate system. Next, in step S6, the coordinate conversion circuit 4-1 from the head to the global coordinate system outputs M
The coordinates converted by " body " are further converted into a global coordinate system by M head , and the converted coordinates are output.

【0043】また、ステップS2において、変換する座
標が、身体の局所座標系のものであると判断された場
合、ステップS7に進み、スケーリング回路5にその座
標を入力する。スケーリング回路5は、その座標を、ス
ケーリング行列Sbodyでスケーリングした後、身体から
頭への座標変換回路3−1に出力する。
If it is determined in step S2 that the coordinates to be converted are in the local coordinate system of the body, the process proceeds to step S7 and the coordinates are input to the scaling circuit 5. The scaling circuit 5 scales the coordinates with the scaling matrix S body and then outputs the coordinates to the body-to-head coordinate conversion circuit 3-1.

【0044】次に、ステップS5において、身体から頭
への座標変換回路3−1は、Sbodyでスケーリングされ
た局所座標を、変換行列Mbody”で変換した後、頭から
大域座標系への座標変換回路4−1に出力する。そし
て、ステップS6において、頭から大域座標系への座標
変換回路4−1は、Mbody”で変換された座標を、さら
に、Mheadで大域座標系に変換し、変換後の座標を大域
座標系での座標として出力する。
Next, in step S5, the body-to-head coordinate conversion circuit 3-1 converts the local coordinates scaled by S body by the conversion matrix M body ″, and then moves from the head to the global coordinate system. Then, in step S6, the head-to-global coordinate system coordinate conversion circuit 4-1 outputs the coordinates converted by M body ″ to the global coordinate system by M head. Convert and output the converted coordinates as coordinates in the global coordinate system.

【0045】ステップS1において、変換する座標が頭
の局所座標系のものであると判断された場合、ステップ
S8に進み、スケーリング回路6にその局所座標を入力
し、スケーリング回路6は、スケーリング行列Sによ
り、入力された座標を変換した後、頭から大域座標系へ
の座標変換回路4−1に出力する。そして、ステップS
6において、頭から大域座標系への座標変換回路4−1
は、Mbody”で変換された座標を、さらに、Mheadで大
域座標系に変換し、変換後の座標を大域座標系での座標
として出力する。
When it is determined in step S1 that the coordinate to be converted is in the head local coordinate system, the process proceeds to step S8, the local coordinate is input to the scaling circuit 6, and the scaling circuit 6 causes the scaling matrix S to be input. After converting the input coordinates, it outputs to the coordinate conversion circuit 4-1 from the head to the global coordinate system. And step S
6, the coordinate conversion circuit 4-1 from the head to the global coordinate system
Further converts the coordinates converted by M body ″ into a global coordinate system by M head , and outputs the converted coordinates as coordinates in the global coordinate system.

【0046】以上のようにして、頭、身体、腕2の局所
座標系の座標に対して、それぞれスケーリング行列S,
body,Sarm2でスケーリングを行った後、頭、身体、
腕2の局所座標系から大域座標系への座標変換を行う。
従って、図5(a)に示すオブジェクトを縦方向に拡大
し、その腕を回転させても、図5(c)に示すようには
ならず、図5(d)に示すようになる。
As described above, with respect to the coordinates of the head, body, and arm 2 in the local coordinate system, the scaling matrix S,
After scaling with S body and S arm2 ,
Coordinate conversion from the local coordinate system of the arm 2 to the global coordinate system is performed.
Therefore, even if the object shown in FIG. 5 (a) is enlarged in the vertical direction and its arm is rotated, it will not be as shown in FIG. 5 (c) but as shown in FIG. 5 (d).

【0047】なお、本実施例においては、腕2の局所座
標を大域座標に変換しているが、腕1、脚1、および脚
2の局所座標を大域座標に変換することができるように
することもできる。その場合、腕1、腕2、脚1および
脚2のそれぞれに、スケーリング行列を用意して、各部
分オブジェクトの回転などを表現することができる。
In this embodiment, the local coordinates of the arm 2 are converted into global coordinates, but the local coordinates of the arm 1, leg 1, and leg 2 can be converted into global coordinates. You can also In that case, a scaling matrix can be prepared for each of the arm 1, the arm 2, the leg 1, and the leg 2 to express the rotation of each partial object.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上のように、本発明の座標変換装置お
よび方法によれば、階層構造を有するオブジェクトでの
座標変換において、階層ごとにスケーリングを行った
後、上位階層への座標変換を行うようにしたので、スケ
ーリングによってオブジェクトが不自然な形に変換され
ることを防止することができる。
As described above, according to the coordinate conversion device and method of the present invention, in the coordinate conversion of an object having a hierarchical structure, scaling is performed for each layer and then the coordinate conversion to a higher layer is performed. By doing so, it is possible to prevent the object from being transformed into an unnatural shape due to scaling.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の座標変換装置の一実施例の構成例を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an embodiment of a coordinate conversion device of the present invention.

【図2】図1の実施例の動作を説明するフローチャート
である。
FIG. 2 is a flowchart illustrating the operation of the embodiment of FIG.

【図3】座標変換を行うオブジェクトの階層構造の一例
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a hierarchical structure of objects for which coordinate conversion is performed.

【図4】従来の座標変換装置の一構成例を示すブロック
図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a conventional coordinate conversion device.

【図5】スケーリングされたオブジェクトの例を示す図
である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a scaled object.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スケーリング回路 2−1,2−2 腕2から身体への座標変換回路 3−1,3−2 身体から頭への座標変換回路 4−1,4−2 頭から大域座標系への座標変換回路 5,6 スケーリング回路 21 座標系回転回路 1 Scaling circuit 2-1 and 2-2 Coordinate conversion circuit from arm 2 to body 3-1 and 3-2 Coordinate conversion circuit from body to head 4-1 and 4-2 Coordinate conversion from head to global coordinate system Circuit 5,6 Scaling circuit 21 Coordinate system rotation circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 階層構造を有するオブジェクトにおける
各階層の局所座標から大域座標への座標変換を行う座標
変換装置において、 前記局所座標に対して前記階層ごとにスケーリングを行
う演算手段と、 前記スケーリングを施された前記局所座標に対して、前
記階層ごとに上位階層への座標変換を行う座標変換手段
とを備えることを特徴とする座標変換装置。
1. A coordinate transformation device for performing coordinate transformation from local coordinates of each layer to global coordinates in an object having a hierarchical structure, comprising: computing means for scaling the local coordinates for each layer; A coordinate conversion device, comprising: coordinate conversion means for converting the applied local coordinates into an upper layer for each layer.
【請求項2】 階層構造を有するオブジェクトにおける
各階層の局所座標から大域座標への座標変換を行う座標
変換方法において、 前記局所座標に対して階層ごとにスケーリングを行い、 前記スケーリングを施された前記局所座標に対して、前
記階層ごとに上位階層への座標変換を行うことを特徴と
する座標変換方法。
2. A coordinate conversion method for performing coordinate conversion from local coordinates of each layer to global coordinates in an object having a hierarchical structure, wherein the local coordinates are scaled for each layer, and the scaling is performed. A coordinate conversion method, wherein local coordinates are converted to an upper layer for each layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011523323A (en) * 2008-06-12 2011-08-04 スォング,ヨンソック Video conversion method and apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011523323A (en) * 2008-06-12 2011-08-04 スォング,ヨンソック Video conversion method and apparatus

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