JPH0997355A - モデリング方法およびモデリングシステム - Google Patents
モデリング方法およびモデリングシステムInfo
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- JPH0997355A JPH0997355A JP7253056A JP25305695A JPH0997355A JP H0997355 A JPH0997355 A JP H0997355A JP 7253056 A JP7253056 A JP 7253056A JP 25305695 A JP25305695 A JP 25305695A JP H0997355 A JPH0997355 A JP H0997355A
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- Japan
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- image
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Graphics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Software Systems (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Processing Or Creating Images (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】複雑なモデルを実写画像などの２次元画像を利
用して容易に生成することを目的とする。 【解決手段】物体の立体構造情報を含む２次元画像に基
づいて物体の３次元形状のモデルを生成する際に、仮想
３次元空間内に２次元画像と既存モデルとを配置し、２
次元画像中の物体像と既存モデルの投影像とが一致する
ように既存モデルを修正する処理によって、物体の第１
部分のモデルである第１モデルと物体の第２部分のモデ
ルである第２モデルを生成する過程と、第１モデルと第
２モデルとを、それぞれの前記２次元画像に対する投影
状態が実質的に変わらないように結合する過程とを設け
るものである。
用して容易に生成することを目的とする。 【解決手段】物体の立体構造情報を含む２次元画像に基
づいて物体の３次元形状のモデルを生成する際に、仮想
３次元空間内に２次元画像と既存モデルとを配置し、２
次元画像中の物体像と既存モデルの投影像とが一致する
ように既存モデルを修正する処理によって、物体の第１
部分のモデルである第１モデルと物体の第２部分のモデ
ルである第２モデルを生成する過程と、第１モデルと第
２モデルとを、それぞれの前記２次元画像に対する投影
状態が実質的に変わらないように結合する過程とを設け
るものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、３次元コンピュー
タグラフィックスにおける形状モデルを生成するモデリ
ングに関する。
タグラフィックスにおける形状モデルを生成するモデリ
ングに関する。
【０００２】３次元コンピュータグラフィックス（３Ｄ
−ＣＧ）は、実在する物体又は架空の物体をその３次元
形状モデルに基づいて画面上に立体的に表示する技術で
ある。コンピュータの内部に３次元空間を構築すること
で、任意の視点の情景を表示することができる。シミュ
レーション・プレゼンテーション・ゲームは、３Ｄ−Ｃ
Ｇの代表的な用途である。
−ＣＧ）は、実在する物体又は架空の物体をその３次元
形状モデルに基づいて画面上に立体的に表示する技術で
ある。コンピュータの内部に３次元空間を構築すること
で、任意の視点の情景を表示することができる。シミュ
レーション・プレゼンテーション・ゲームは、３Ｄ−Ｃ
Ｇの代表的な用途である。
【０００３】３次元の表示には、形状、表面属性、動き
などのモデルをコンピュータに登録しておく必要があ
る。表示の質はモデルに依存する。実在する物体のモデ
リングを自動化する研究が行われている。しかし現状で
は実用は望めない。本発明は、コンピュータと人間（オ
ペレータ）との対話によるモデリングに適用することが
でき、複数のモデルを組合わせて複雑な形状のモデルを
生成する場合に好適である。
などのモデルをコンピュータに登録しておく必要があ
る。表示の質はモデルに依存する。実在する物体のモデ
リングを自動化する研究が行われている。しかし現状で
は実用は望めない。本発明は、コンピュータと人間（オ
ペレータ）との対話によるモデリングに適用することが
でき、複数のモデルを組合わせて複雑な形状のモデルを
生成する場合に好適である。
【０００４】
【従来の技術】実在する物体（オブジェクト）の３次元
形状のモデルを、その物体を撮影した実写画像を利用し
て生成するモデリング方法が知られている。実写画像に
代えて透視図などの立体構造情報を含む２次元画像を利
用することも可能である。このモデリング方法を適用し
たモデリングシステムは、既存モデルと実写画像とを仮
想３次元空間（グローバル座標空間）に配置し、配置状
態を示すモニター画像を画面上に表示する。既存モデル
は、立方体・円柱・円錐・球などの基本形状のモデル
（基本モデル）、又は未完成状態の物体モデル（対象物
体のモデル）である。モニター画像は、実写画像を含む
面における既存モデルの投影像と実写画像とを合成した
画像である。モデリングシステムのオペレータは、既存
モデルをその投影像が実写画像中の物体と一致するよう
に修正する。例えば、マウスのドラッギング操作で投影
像を変形させる（要領は２次元ＣＡＤでの図形修正と同
様）。作業中において、オペレータは視覚によってモデ
ルを直観することができる。このモデリング方法は、設
計図又は実測データに基づいて物体の外形寸法を入力す
る方法と比べて、作業の手軽さの点で優れている。
形状のモデルを、その物体を撮影した実写画像を利用し
て生成するモデリング方法が知られている。実写画像に
代えて透視図などの立体構造情報を含む２次元画像を利
用することも可能である。このモデリング方法を適用し
たモデリングシステムは、既存モデルと実写画像とを仮
想３次元空間（グローバル座標空間）に配置し、配置状
態を示すモニター画像を画面上に表示する。既存モデル
は、立方体・円柱・円錐・球などの基本形状のモデル
（基本モデル）、又は未完成状態の物体モデル（対象物
体のモデル）である。モニター画像は、実写画像を含む
面における既存モデルの投影像と実写画像とを合成した
画像である。モデリングシステムのオペレータは、既存
モデルをその投影像が実写画像中の物体と一致するよう
に修正する。例えば、マウスのドラッギング操作で投影
像を変形させる（要領は２次元ＣＡＤでの図形修正と同
様）。作業中において、オペレータは視覚によってモデ
ルを直観することができる。このモデリング方法は、設
計図又は実測データに基づいて物体の外形寸法を入力す
る方法と比べて、作業の手軽さの点で優れている。
【０００５】なお、モニター画像中のモデルの変形に関
する開示は、特開平６−３４８８１５号公報（段落番号
００３４，００３５の説明、図７）にある。特開平３−
１３８７８４号公報（４頁，右欄，２〜１４行）には、
複数の既存モデルの中から物体に類似したモデルを選択
して用いることが記述されている。
する開示は、特開平６−３４８８１５号公報（段落番号
００３４，００３５の説明、図７）にある。特開平３−
１３８７８４号公報（４頁，右欄，２〜１４行）には、
複数の既存モデルの中から物体に類似したモデルを選択
して用いることが記述されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】複数のモデルを組み合
わせて対象物体のモデル（以下、物体モデルという）を
生成する手法は、コンピュータグラフィックスにおいて
広く用いられている。
わせて対象物体のモデル（以下、物体モデルという）を
生成する手法は、コンピュータグラフィックスにおいて
広く用いられている。
【０００７】しかし、実写画像を利用するモデリングに
おいて、この手法を適用した例はない。つまり、従来で
は、１つの既存モデルのみの修正によって物体モデルを
生成しなければならないので、複雑な物体モデルの生成
を可能にするには、あらかじめ多種多様の既存モデルを
用意しておく必要があった。
おいて、この手法を適用した例はない。つまり、従来で
は、１つの既存モデルのみの修正によって物体モデルを
生成しなければならないので、複雑な物体モデルの生成
を可能にするには、あらかじめ多種多様の既存モデルを
用意しておく必要があった。
【０００８】本発明は、複雑なモデルを実写画像などの
２次元画像を利用して容易に生成することを目的として
いる。
２次元画像を利用して容易に生成することを目的として
いる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】実写画像を利用するモデ
リングに、複数のモデルを組み合わせる手法を適用す
る。対象物体の形状が複雑である場合に、オペレータ
（作業者）は、対象物体を単純な形状の複数の部分に分
け、部分毎にモデルを生成した後、各部分のモデル（以
下、部分モデルという）を結合する。結合は、仮想３次
元空間での部分モデルどうしの相対位置の変更又は部分
モデルの変形を意味する。
リングに、複数のモデルを組み合わせる手法を適用す
る。対象物体の形状が複雑である場合に、オペレータ
（作業者）は、対象物体を単純な形状の複数の部分に分
け、部分毎にモデルを生成した後、各部分のモデル（以
下、部分モデルという）を結合する。結合は、仮想３次
元空間での部分モデルどうしの相対位置の変更又は部分
モデルの変形を意味する。
【００１０】寸法を変えずに部分モデルを移動させる
と、画面上で部分モデルと実写画像との間にズレが生じ
る。つまり、部分モデルと物体との整合関係が損なわれ
る。正しい物体モデルを得るために、移動後に部分モデ
ルを修正しなければならない。その手間を省くには、結
合に際して整合関係を維持する座標変換を行えばよい。
と、画面上で部分モデルと実写画像との間にズレが生じ
る。つまり、部分モデルと物体との整合関係が損なわれ
る。正しい物体モデルを得るために、移動後に部分モデ
ルを修正しなければならない。その手間を省くには、結
合に際して整合関係を維持する座標変換を行えばよい。
【００１１】請求項１の発明のモデリング方法は、物体
の立体構造情報を含む２次元画像に基づいて前記物体の
３次元形状のモデルを生成する際に、仮想３次元空間内
に前記２次元画像と既存モデルとを配置し、当該２次元
画像中の物体像と当該既存モデルの投影像とが一致する
ように当該既存モデルを修正する処理によって、前記物
体の第１部分のモデルである第１モデルと前記物体の第
２部分のモデルである第２モデルを生成する過程と、前
記第１モデルと前記第２モデルとを、それぞれの前記２
次元画像に対する投影状態が実質的に変わらないように
結合する過程とを設けるものである。
の立体構造情報を含む２次元画像に基づいて前記物体の
３次元形状のモデルを生成する際に、仮想３次元空間内
に前記２次元画像と既存モデルとを配置し、当該２次元
画像中の物体像と当該既存モデルの投影像とが一致する
ように当該既存モデルを修正する処理によって、前記物
体の第１部分のモデルである第１モデルと前記物体の第
２部分のモデルである第２モデルを生成する過程と、前
記第１モデルと前記第２モデルとを、それぞれの前記２
次元画像に対する投影状態が実質的に変わらないように
結合する過程とを設けるものである。
【００１２】請求項２の発明の方法は、前記第１モデル
と前記第２モデルとを、前記仮想３次元空間内で相対的
に移動させて結合するものである。請求項３の発明の方
法は、前記第１モデルを固定し、前記第２モデルを移動
させるものである。
と前記第２モデルとを、前記仮想３次元空間内で相対的
に移動させて結合するものである。請求項３の発明の方
法は、前記第１モデルを固定し、前記第２モデルを移動
させるものである。
【００１３】請求項４の発明の方法は、前記第１モデル
を、点、線、面の順に前記第２モデルと一体化するよう
に移動させるものである。請求項５の発明の方法は、結
合の履歴を記憶し、過去の結合関係を維持しながら結合
を繰り返すものである。
を、点、線、面の順に前記第２モデルと一体化するよう
に移動させるものである。請求項５の発明の方法は、結
合の履歴を記憶し、過去の結合関係を維持しながら結合
を繰り返すものである。
【００１４】請求項６の発明のモデリングシステムは、
物体の立体構造情報を含む２次元画像に基づいて前記物
体の３次元形状のモデルを生成するためのシステムであ
って、前記物体の第１部分のモデルである第１モデル、
前記物体の第２部分のモデルである第２モデル、及び前
記２次元画像の互いの仮想３次元空間での配置関係を画
面上の第１領域内に表示する第１モニター表示制御手段
と、前記第１モデルと前記第２モデルとを、オペレータ
から与えられた結合条件を満たし、且つそれぞれの前記
２次元画像に対する投影状態が実質的に変わらないよう
に結合するモデル結合手段と、を有する。
物体の立体構造情報を含む２次元画像に基づいて前記物
体の３次元形状のモデルを生成するためのシステムであ
って、前記物体の第１部分のモデルである第１モデル、
前記物体の第２部分のモデルである第２モデル、及び前
記２次元画像の互いの仮想３次元空間での配置関係を画
面上の第１領域内に表示する第１モニター表示制御手段
と、前記第１モデルと前記第２モデルとを、オペレータ
から与えられた結合条件を満たし、且つそれぞれの前記
２次元画像に対する投影状態が実質的に変わらないよう
に結合するモデル結合手段と、を有する。
【００１５】請求項７の発明においては、モデリングシ
ステムは、前記結合条件を結合制約データとして蓄積す
る制約生成手段を有し、前記モデル結合手段は、結合制
約データが示す結合条件を満たすように前記第１モデル
と前記第２モデルとを結合する。
ステムは、前記結合条件を結合制約データとして蓄積す
る制約生成手段を有し、前記モデル結合手段は、結合制
約データが示す結合条件を満たすように前記第１モデル
と前記第２モデルとを結合する。
【００１６】請求項８の発明のモデリングシステムは、
前記モデル結合手段によって結合された前記第１モデル
と前記第２モデルとの配置関係を、前記画面上の前記第
１領域と重複しない第２領域に表示する第２モニター表
示制御手段を有する。
前記モデル結合手段によって結合された前記第１モデル
と前記第２モデルとの配置関係を、前記画面上の前記第
１領域と重複しない第２領域に表示する第２モニター表
示制御手段を有する。
【００１７】請求項９の発明のモデリングシステムは、
前記結合条件の指定操作を受け付ける状態において、前
記第１モデル及び第２モデルの部分要素の内の結合部位
選択肢を選択操作が行われる毎に１つずつ順に強調表示
するガイド表示制御手段を有する。
前記結合条件の指定操作を受け付ける状態において、前
記第１モデル及び第２モデルの部分要素の内の結合部位
選択肢を選択操作が行われる毎に１つずつ順に強調表示
するガイド表示制御手段を有する。
【００１８】請求項１０の発明のモデリングシステム
は、互いに情報内容が異なる複数の２次元画像を記憶す
る画像記憶手段と、前記複数の２次元画像を前記画面上
に並べて表示する画像表示手段と、オペレータの指示に
従って前記複数の２次元画像の内の１つを前記第１領域
の表示対象として選択する画像選択手段と、を有する。
は、互いに情報内容が異なる複数の２次元画像を記憶す
る画像記憶手段と、前記複数の２次元画像を前記画面上
に並べて表示する画像表示手段と、オペレータの指示に
従って前記複数の２次元画像の内の１つを前記第１領域
の表示対象として選択する画像選択手段と、を有する。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１はモデリングに利用するハー
ドウェアの一例を示す図である。対話形式のモデリング
には、マンマシンインタフェースを備えたコンピュータ
システムＣＳが必要である。図示のコンピュータシステ
ムＣＳは、グラフィック用回路デバイスを内蔵したコン
ピュータ１０、キーボード２１、マウス２２、ディスプ
レイ３０、補助メモリ装置４０、及び２次元画像情報を
入力するためのイージリーダ５０から構成されている。
コンピュータ１０には、モデリングシステム１の機能を
実現するためのソフトウェアが組み込まれている。マウ
ス２２に代えてトラックボールなどの他のポインティン
グデバイスを用いてもよい。イメージリーダ５０に代え
てビデオカメラを用いて物体の画像情報をコンピュータ
１０に入力してもよい。光ディスクなどの記憶媒体から
画像をコンピュータ１０に供給することも可能である。
ドウェアの一例を示す図である。対話形式のモデリング
には、マンマシンインタフェースを備えたコンピュータ
システムＣＳが必要である。図示のコンピュータシステ
ムＣＳは、グラフィック用回路デバイスを内蔵したコン
ピュータ１０、キーボード２１、マウス２２、ディスプ
レイ３０、補助メモリ装置４０、及び２次元画像情報を
入力するためのイージリーダ５０から構成されている。
コンピュータ１０には、モデリングシステム１の機能を
実現するためのソフトウェアが組み込まれている。マウ
ス２２に代えてトラックボールなどの他のポインティン
グデバイスを用いてもよい。イメージリーダ５０に代え
てビデオカメラを用いて物体の画像情報をコンピュータ
１０に入力してもよい。光ディスクなどの記憶媒体から
画像をコンピュータ１０に供給することも可能である。
【００２０】図２はモデリングシステム１の機能ブロッ
ク図である。モデル管理部１３１は、既存モデル（基本
モデル及び以前に生成された物体モデル）を管理する。
モデルは、３次元形状・大きさ・３次元空間内での位置
のパラメータ群によって定義される。生成途中の物体モ
デル以外のモデルは補助メモリ装置４０に格納される。
ク図である。モデル管理部１３１は、既存モデル（基本
モデル及び以前に生成された物体モデル）を管理する。
モデルは、３次元形状・大きさ・３次元空間内での位置
のパラメータ群によって定義される。生成途中の物体モ
デル以外のモデルは補助メモリ装置４０に格納される。
【００２１】手本画像管理部１３２は、イメージリーダ
５０が出力する画素単位の画像データを管理する。以下
では、モデリング対象の物体を撮影した複数の実写画像
が読み込まれ、手本画像管理部１３２の管理下で記憶さ
れているものとする。
５０が出力する画素単位の画像データを管理する。以下
では、モデリング対象の物体を撮影した複数の実写画像
が読み込まれ、手本画像管理部１３２の管理下で記憶さ
れているものとする。
【００２２】手本画像選択部１２４は、複数の実写画像
をディスプレイ３０の画面３１上に並べて表示し、オペ
レータに実写画像の選択を促す。手本画像表示部１２５
は、オペレータが選択した１つの実写画像をモデリング
の手本画像として表示する。
をディスプレイ３０の画面３１上に並べて表示し、オペ
レータに実写画像の選択を促す。手本画像表示部１２５
は、オペレータが選択した１つの実写画像をモデリング
の手本画像として表示する。
【００２３】モデル表示部１２１は、オペレータが指定
したモデルを手本画像に投影する。画面３１上には、３
次元空間内での手本画像とモデルとの配置関係を示すモ
ニター画像が表示される。
したモデルを手本画像に投影する。画面３１上には、３
次元空間内での手本画像とモデルとの配置関係を示すモ
ニター画像が表示される。
【００２４】入力解析部１２２は、入力デバイス（キー
ボード２１又はマウス２２）の操作の内容を解析し、オ
ペレータの指示をモデル生成部１２３に伝える。加え
て、必要に応じて操作の便宜を図るための強調表示を行
う。
ボード２１又はマウス２２）の操作の内容を解析し、オ
ペレータの指示をモデル生成部１２３に伝える。加え
て、必要に応じて操作の便宜を図るための強調表示を行
う。
【００２５】モデル生成部１２３は、オペレータの指示
に従ってモデルを更新する。更新に呼応して、モデル表
示部１２１は、更新前のモデルの投影像を消去し、更新
後のモデルの投影像を手本画像に重ねて表示する。
に従ってモデルを更新する。更新に呼応して、モデル表
示部１２１は、更新前のモデルの投影像を消去し、更新
後のモデルの投影像を手本画像に重ねて表示する。
【００２６】以上の各部の機能を活用することにより、
オペレータは物体のモデルを完成することができる。す
なわち、画面３１上で手本画像中の物体（厳密には物体
像）とモデルとが一致するように適切な修正操作（移動
・回転・拡大・縮小・変形）を行う。複雑な物体モデル
を生成する場合には、物体の一部とモデルとを一致させ
る作業を繰り返して複数の部分モデルを生成する。
オペレータは物体のモデルを完成することができる。す
なわち、画面３１上で手本画像中の物体（厳密には物体
像）とモデルとが一致するように適切な修正操作（移動
・回転・拡大・縮小・変形）を行う。複雑な物体モデル
を生成する場合には、物体の一部とモデルとを一致させ
る作業を繰り返して複数の部分モデルを生成する。
【００２７】結合部１２６は、２つの部分モデルの結合
を担う。後述の座標変換を適用することにより、各部分
モデルと手本画像との整合関係をほぼ維持することがで
きる。結合制約生成部１２７は、モデルの修正（結合を
含む）にそれ以前の結合の結果を反映させるための結合
制約データを生成する。結合制約データは、結合制約記
憶部１３３内で蓄積される。モデル生成部１２３による
修正は結合制約データによって拘束される。
を担う。後述の座標変換を適用することにより、各部分
モデルと手本画像との整合関係をほぼ維持することがで
きる。結合制約生成部１２７は、モデルの修正（結合を
含む）にそれ以前の結合の結果を反映させるための結合
制約データを生成する。結合制約データは、結合制約記
憶部１３３内で蓄積される。モデル生成部１２３による
修正は結合制約データによって拘束される。
【００２８】例えば、一方の部分モデルの面と他方の部
分モデルの面とを一致させる第１の結合を行い、その後
に辺と辺とを一致させる第２の結合を行う場合、第２の
結合によって第１の結合で一体化した２つの面が離れて
はいけない。面の結合状態を維持しつつ辺を一致させる
ために、結合制約データが活用される。なお、結合制約
データの管理をモデル管理部１３１に委ねてもよい。
分モデルの面とを一致させる第１の結合を行い、その後
に辺と辺とを一致させる第２の結合を行う場合、第２の
結合によって第１の結合で一体化した２つの面が離れて
はいけない。面の結合状態を維持しつつ辺を一致させる
ために、結合制約データが活用される。なお、結合制約
データの管理をモデル管理部１３１に委ねてもよい。
【００２９】結合モデル管理部１３４は、結合作業の開
始から終了までの間、結合後のモデルを一時的に記憶す
る。そして、結合作業の終了指示に呼応して、最新の結
合で得られたモデルを、最新の物体モデルとしてモデル
管理部１３１に送る。モデル管理部１３１は物体モデル
を更新する。
始から終了までの間、結合後のモデルを一時的に記憶す
る。そして、結合作業の終了指示に呼応して、最新の結
合で得られたモデルを、最新の物体モデルとしてモデル
管理部１３１に送る。モデル管理部１３１は物体モデル
を更新する。
【００３０】結合モデル表示部１２８は、手本画像と物
体モデルの投影像とを合成した画像の表示領域と重なら
ないように、結合対象の２つの部分モデルの配置状態を
画面３１上に表示する。つまり、物体モデル（この場合
は結合前の部分モデル群）のモニター用のウインドウと
は別に、結合作業用のウインドウを開く。
体モデルの投影像とを合成した画像の表示領域と重なら
ないように、結合対象の２つの部分モデルの配置状態を
画面３１上に表示する。つまり、物体モデル（この場合
は結合前の部分モデル群）のモニター用のウインドウと
は別に、結合作業用のウインドウを開く。
【００３１】オペレータは、結合作業用のウインドウ内
で物体モデルを自由に回転させることができ、部分モデ
ルの配置関係を確認することができる。また、回転によ
って結合部位の指定をしやすくすることができる。手本
画像と一致した物体モデルがモデル管理部１２１によっ
て保持されているので、回転による手本画像と物体モデ
ルとの位置ズレを気にする必要がない。
で物体モデルを自由に回転させることができ、部分モデ
ルの配置関係を確認することができる。また、回転によ
って結合部位の指定をしやすくすることができる。手本
画像と一致した物体モデルがモデル管理部１２１によっ
て保持されているので、回転による手本画像と物体モデ
ルとの位置ズレを気にする必要がない。
【００３２】図３は結合の演算内容を説明するための図
である。図３（Ａ）は２つのモデルＭ１，Ｍ２の配置と
画面３１上の投影像との関係を示している。図３（Ｂ）
はｙｚ平面への正写像を示している。
である。図３（Ａ）は２つのモデルＭ１，Ｍ２の配置と
画面３１上の投影像との関係を示している。図３（Ｂ）
はｙｚ平面への正写像を示している。
【００３３】画面３１上ではモデルＭ１の上にモデルＭ
２がのっており、点Ｐ1 と点Ｐ2 とが一致している。し
かし、３次元空間ではモデルＭ１，Ｍ２は離れている。
モデルＭ１，Ｍ２の大きさは等しいが、画面３１上では
モデルＭ２がモデルＭ１よりも小さい。
２がのっており、点Ｐ1 と点Ｐ2 とが一致している。し
かし、３次元空間ではモデルＭ１，Ｍ２は離れている。
モデルＭ１，Ｍ２の大きさは等しいが、画面３１上では
モデルＭ２がモデルＭ１よりも小さい。
【００３４】３次元空間に直交座標系をあてはめる。視
点Ｐｖを原点、視点Ｐｖから画面３１に向かう方向（奥
行き方向）をｚ軸、画面３１をｘｙ平面とする。視点Ｐ
ｖと画面３１との距離をｆ、点Ｐ1 の座標を（ｘ1 ，ｙ
1 ，ｚ1 ）、点Ｐ2 の座標を（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ）とす
る。
点Ｐｖを原点、視点Ｐｖから画面３１に向かう方向（奥
行き方向）をｚ軸、画面３１をｘｙ平面とする。視点Ｐ
ｖと画面３１との距離をｆ、点Ｐ1 の座標を（ｘ1 ，ｙ
1 ，ｚ1 ）、点Ｐ2 の座標を（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ）とす
る。
【００３５】点Ｐ1 ，Ｐ2 をそれぞれ画面３１へ投影し
た点の座標（Ｘ1 ，Ｙ1 ）（Ｘ2 ，Ｙ2 ）は、 Ｘ1 ＝ｆ（ｘ1 ／ｚ1 ） Ｙ1 ＝ｆ（ｙ1 ／ｚ1 ） Ｘ2 ＝ｆ（ｘ2 ／ｚ2 ） Ｙ2 ＝ｆ（ｙ2 ／ｚ2 ） となる。
た点の座標（Ｘ1 ，Ｙ1 ）（Ｘ2 ，Ｙ2 ）は、 Ｘ1 ＝ｆ（ｘ1 ／ｚ1 ） Ｙ1 ＝ｆ（ｙ1 ／ｚ1 ） Ｘ2 ＝ｆ（ｘ2 ／ｚ2 ） Ｙ2 ＝ｆ（ｙ2 ／ｚ2 ） となる。
【００３６】点Ｐ1 と点Ｐ2 とを一致させる。ただし、
モデルＭ１を固定とし、モデルＭ２のみを移動させる。
原点と点Ｐ2 とを通る直線ｌ2 の方程式は、 （ｘ／ｘ2 ）＝（ｙ／ｙ2 ）＝（ｚ／ｚ2 ） である。この直線ｌ2 に点Ｐ1 からおろした垂線（図示
せず）と直線ｌ2 との交点Ｐ3 の座標（ｘ3 ，ｙ3 ，ｚ
3 ）は、 ｘ3 ＝ｘ2 （ｘ1 ｘ2 ＋ｙ1 ｙ2 ＋ｚ1 ｚ2 ）／（ｘ2 2＋ｙ2 2＋ｚ2 2） ｙ3 ＝ｙ2 （ｘ1 ｘ2 ＋ｙ1 ｙ2 ＋ｚ1 ｚ2 ）／（ｘ2 2＋ｙ2 2＋ｚ2 2） ｚ3 ＝ｚ2 （ｘ1 ｘ2 ＋ｙ1 ｙ2 ＋ｚ1 ｚ2 ）／（ｘ2 2＋ｙ2 2＋ｚ2 2） となる。まず、点Ｐ2 を点Ｐ3 へ移し、次に点Ｐ1 へ並
行移動をする変換を行う。同様の変換をモデルＭ２の全
ての頂点に対して行うことにより、画面３１上での移動
距離を最小限に抑えてモデルＭ１とモデルＭ２とを結合
することができる。結合を式で表すと、次のようにな
る。
モデルＭ１を固定とし、モデルＭ２のみを移動させる。
原点と点Ｐ2 とを通る直線ｌ2 の方程式は、 （ｘ／ｘ2 ）＝（ｙ／ｙ2 ）＝（ｚ／ｚ2 ） である。この直線ｌ2 に点Ｐ1 からおろした垂線（図示
せず）と直線ｌ2 との交点Ｐ3 の座標（ｘ3 ，ｙ3 ，ｚ
3 ）は、 ｘ3 ＝ｘ2 （ｘ1 ｘ2 ＋ｙ1 ｙ2 ＋ｚ1 ｚ2 ）／（ｘ2 2＋ｙ2 2＋ｚ2 2） ｙ3 ＝ｙ2 （ｘ1 ｘ2 ＋ｙ1 ｙ2 ＋ｚ1 ｚ2 ）／（ｘ2 2＋ｙ2 2＋ｚ2 2） ｚ3 ＝ｚ2 （ｘ1 ｘ2 ＋ｙ1 ｙ2 ＋ｚ1 ｚ2 ）／（ｘ2 2＋ｙ2 2＋ｚ2 2） となる。まず、点Ｐ2 を点Ｐ3 へ移し、次に点Ｐ1 へ並
行移動をする変換を行う。同様の変換をモデルＭ２の全
ての頂点に対して行うことにより、画面３１上での移動
距離を最小限に抑えてモデルＭ１とモデルＭ２とを結合
することができる。結合を式で表すと、次のようにな
る。
【００３７】
【数１】
【００３８】図４は結合モードにおける概略のシステム
動作を示すフローチャートである。入力解析部１２２が
オペレータの操作を受け付け（＃４１）、結合部１２６
がオペレータの指定した部位どうしを一致させるための
変換行列演算を行う（＃４２）。続いて、結合部１２６
は、結合モデル管理部１３４が記憶している結合対象の
２つの部分モデルに対して、変換行列演算の結果を適用
する（＃４４）。結合モデル表示部１２８は結合後の部
分モデルを表示する（＃４４）。結合終了の指示がある
と、モデル管理部１３１が物体モデルを結合結果に基づ
いて更新し（＃４６）、更新された物体モデルをモデル
表示部１２１が手本画像に重ねて表示する（＃４７）。
回転の指示があった場合には、結合部１２６は、結合対
象に対する視点を変えるための演算を行う。
動作を示すフローチャートである。入力解析部１２２が
オペレータの操作を受け付け（＃４１）、結合部１２６
がオペレータの指定した部位どうしを一致させるための
変換行列演算を行う（＃４２）。続いて、結合部１２６
は、結合モデル管理部１３４が記憶している結合対象の
２つの部分モデルに対して、変換行列演算の結果を適用
する（＃４４）。結合モデル表示部１２８は結合後の部
分モデルを表示する（＃４４）。結合終了の指示がある
と、モデル管理部１３１が物体モデルを結合結果に基づ
いて更新し（＃４６）、更新された物体モデルをモデル
表示部１２１が手本画像に重ねて表示する（＃４７）。
回転の指示があった場合には、結合部１２６は、結合対
象に対する視点を変えるための演算を行う。
【００３９】図５は段階的な結合の一例を示す図、図６
は図５に対応した結合制約データＤ１２７の内容を示す
模式図である。図５（Ａ）において、モデルＭ１とモデ
ルＭ２とは、上下方向及び奥行き方向に離れている。こ
の状態から、最終的に図５（Ｄ）のように、モデルＭ２
の上にモデルＭ１がのっており、且つモデルＭ１の辺Ｅ
４がモデルＭ２の辺Ｅ６と一致した状態を得る。仮に最
初にモデルＭ１の底面Ｓ２をモデルＭ２の上面Ｓ３と一
致させた場合、必ずしも辺Ｅ４と辺Ｅ６とが一致すると
は限らない。段階的に結合を行う必要がある。
は図５に対応した結合制約データＤ１２７の内容を示す
模式図である。図５（Ａ）において、モデルＭ１とモデ
ルＭ２とは、上下方向及び奥行き方向に離れている。こ
の状態から、最終的に図５（Ｄ）のように、モデルＭ２
の上にモデルＭ１がのっており、且つモデルＭ１の辺Ｅ
４がモデルＭ２の辺Ｅ６と一致した状態を得る。仮に最
初にモデルＭ１の底面Ｓ２をモデルＭ２の上面Ｓ３と一
致させた場合、必ずしも辺Ｅ４と辺Ｅ６とが一致すると
は限らない。段階的に結合を行う必要がある。
【００４０】まず、モデルＭ１の頂点Ｐ４をモデルＭ２
の辺Ｅ６と一致させる〔図５（Ｂ）〕。このとき、図６
のように、モデルＭ１（番号０）の点番号４にモデルＭ
２（番号１）の辺番号６を対応づけ、モデルＭ２の辺番
号６にモデルＭ１の点番号４を対応づける結合制約デー
タＤ１２７が生成される。つまり、結合制約生成部１２
７は、モデル毎に設けたデータ構造体（点・辺・面の結
合状態を表す配列）の該当する番号にポインタを記述す
る。初期状態では全ての番号にＮＵＬＬが記述されてい
る。ＮＵＬＬはその部位がどこにも結合されていないこ
とを示す。
の辺Ｅ６と一致させる〔図５（Ｂ）〕。このとき、図６
のように、モデルＭ１（番号０）の点番号４にモデルＭ
２（番号１）の辺番号６を対応づけ、モデルＭ２の辺番
号６にモデルＭ１の点番号４を対応づける結合制約デー
タＤ１２７が生成される。つまり、結合制約生成部１２
７は、モデル毎に設けたデータ構造体（点・辺・面の結
合状態を表す配列）の該当する番号にポインタを記述す
る。初期状態では全ての番号にＮＵＬＬが記述されてい
る。ＮＵＬＬはその部位がどこにも結合されていないこ
とを示す。
【００４１】次に、辺Ｅ４を辺Ｅ６と一致させる〔図５
（Ｃ）〕。このとき、今回の結合条件（辺Ｅ４と辺Ｅ６
とが一致する）と、結合制約データＤ１２７が示す前回
の結合条件（頂点Ｐ４と辺Ｅ６とが一致する）とを満足
する変換行列演算が行われる。結合制約データＤ１２７
には、モデルＭ１の辺番号４とモデルＭ２の辺番号６と
を相互に結び付けるデータが追加される。
（Ｃ）〕。このとき、今回の結合条件（辺Ｅ４と辺Ｅ６
とが一致する）と、結合制約データＤ１２７が示す前回
の結合条件（頂点Ｐ４と辺Ｅ６とが一致する）とを満足
する変換行列演算が行われる。結合制約データＤ１２７
には、モデルＭ１の辺番号４とモデルＭ２の辺番号６と
を相互に結び付けるデータが追加される。
【００４２】最後に底面Ｓ２と上面Ｓ３とを一致させる
〔図５（Ｄ）〕。この結合も以前の結合時の結合条件に
拘束される。結合制約データＤ１２７には、モデルＭ１
の面番号２とモデルＭ２の面番号３とを相互に結び付け
るデータが追加される。
〔図５（Ｄ）〕。この結合も以前の結合時の結合条件に
拘束される。結合制約データＤ１２７には、モデルＭ１
の面番号２とモデルＭ２の面番号３とを相互に結び付け
るデータが追加される。
【００４３】なお、モデリングシステム１では、結合対
象の２つのモデルの内、オペレータが先に結合部位（頂
点、辺、又は面）を指定したモデルを移動させる結合が
行われる。そのとき、オペレータが後に結合部位を指定
したモデルは固定される。
象の２つのモデルの内、オペレータが先に結合部位（頂
点、辺、又は面）を指定したモデルを移動させる結合が
行われる。そのとき、オペレータが後に結合部位を指定
したモデルは固定される。
【００４４】図７は入力解析部１２２の機能ブロック
図、図８は部分要素検出部２２２の動作のフローチャー
トである。図７のカーソル位置取得部２２１は、マウス
２２の動きに追従するカーソル位置を検出し、検出した
座標を部分要素検出部２２２に伝える。
図、図８は部分要素検出部２２２の動作のフローチャー
トである。図７のカーソル位置取得部２２１は、マウス
２２の動きに追従するカーソル位置を検出し、検出した
座標を部分要素検出部２２２に伝える。
【００４５】部分要素検出部２２２は、画面３１上でカ
ーソルとモデルが重なっているか否かをチェックする。
カーソル位置に対応する部分要素（モデルの点、辺、又
は面）があれば、対応する部分要素を特定する情報を強
調表示部２２３に送る。カーソル位置に複数の部分要素
が対応する場合には、それらの内の１つの情報を強調表
示部２２３へ送る。スイッチ解析部２２４からの選択要
素の変更命令の入力毎に、カーソル位置に対応する複数
の部分要素を点→辺→面の順序で１つずつ強調表示部２
２３に伝える。
ーソルとモデルが重なっているか否かをチェックする。
カーソル位置に対応する部分要素（モデルの点、辺、又
は面）があれば、対応する部分要素を特定する情報を強
調表示部２２３に送る。カーソル位置に複数の部分要素
が対応する場合には、それらの内の１つの情報を強調表
示部２２３へ送る。スイッチ解析部２２４からの選択要
素の変更命令の入力毎に、カーソル位置に対応する複数
の部分要素を点→辺→面の順序で１つずつ強調表示部２
２３に伝える。
【００４６】強調表示部２２３は、部分要素検出部２２
２が指定した部分要素を強調して表示する。色変更、輝
度変更、点滅、及びこれらの組み合わせなどによって部
分要素を強調することができる。
２が指定した部分要素を強調して表示する。色変更、輝
度変更、点滅、及びこれらの組み合わせなどによって部
分要素を強調することができる。
【００４７】スイッチ解析部２２４は、入力デバイスか
らの信号を解析する。決定信号が入力された場合は、強
調されている部分要素をオペレータが選択した旨を部分
要素決定部２２５に伝える。変更信号が入力された場合
は、変更命令を部分要素検出部２２２に与える。部分要
素決定部２２５は、スイッチ解析部２２４から受けた情
報をモデル生成部１２３に引き渡す。
らの信号を解析する。決定信号が入力された場合は、強
調されている部分要素をオペレータが選択した旨を部分
要素決定部２２５に伝える。変更信号が入力された場合
は、変更命令を部分要素検出部２２２に与える。部分要
素決定部２２５は、スイッチ解析部２２４から受けた情
報をモデル生成部１２３に引き渡す。
【００４８】以上の各部の連系動作によって、マウス２
２の動きに合わせてカーソル位置に対応した部分要素が
次々に強調されるので、オペレータは容易に指定対象を
確認することができる。また、部分要素どうしの奥行き
方向の配置関係が画面３１上では判りにくい場合であっ
ても、所望の部分要素が強調されるまでクリック操作を
繰り返すことによって部分要素を選択することができる
ので、必ずしもモデルの姿勢を変えて指定対象を確認す
る必要がなく、効率的に作業を進めることができる。
２の動きに合わせてカーソル位置に対応した部分要素が
次々に強調されるので、オペレータは容易に指定対象を
確認することができる。また、部分要素どうしの奥行き
方向の配置関係が画面３１上では判りにくい場合であっ
ても、所望の部分要素が強調されるまでクリック操作を
繰り返すことによって部分要素を選択することができる
ので、必ずしもモデルの姿勢を変えて指定対象を確認す
る必要がなく、効率的に作業を進めることができる。
【００４９】図８において、変数ｃｏｕｎｔは、カーソ
ル位置に対応する１つ又は複数の部分要素の内の注目し
ている１つの要素が、３次元空間内で画面側から数えて
何番目の要素であるかを示している。変数ｓｅｌｅｃｔ
は、カーソル位置に対応する１つ又は複数の部分要素の
内の目的の要素が画面側から数えて何番目の要素である
かを示している。
ル位置に対応する１つ又は複数の部分要素の内の注目し
ている１つの要素が、３次元空間内で画面側から数えて
何番目の要素であるかを示している。変数ｓｅｌｅｃｔ
は、カーソル位置に対応する１つ又は複数の部分要素の
内の目的の要素が画面側から数えて何番目の要素である
かを示している。
【００５０】カーソル位置が変更されると、部分要素検
出部２２２は、変数ｃｏｕｎｔをクリアする（＃８１
０）。表示されているモデルの全ての頂点を対象に１つ
ずつ順に画面上の座標を算定し、座標がカーソル位置と
一致しているかを調べる（＃８１２、＃８１３）。全て
の頂点がカーソル位置と一致しない場合は、辺を対象に
同様の処理を行う（＃８１７→＃８１２→＃８２１〜８
２３）。１つの頂点がカーソル位置と一致し、且つその
頂点が目的の要素（ｃｏｕｎｔ＝ｓｅｌｅｃｔ）であれ
ば、その頂点を検出結果として出力する（＃８１４、＃
８１５）。目的の要素でなければ（ｃｏｕｎｔ＜ｓｅｌ
ｅｃｔ）、変数ｃｏｕｎｔをインクリメントして処理を
続ける（＃８１６）。
出部２２２は、変数ｃｏｕｎｔをクリアする（＃８１
０）。表示されているモデルの全ての頂点を対象に１つ
ずつ順に画面上の座標を算定し、座標がカーソル位置と
一致しているかを調べる（＃８１２、＃８１３）。全て
の頂点がカーソル位置と一致しない場合は、辺を対象に
同様の処理を行う（＃８１７→＃８１２→＃８２１〜８
２３）。１つの頂点がカーソル位置と一致し、且つその
頂点が目的の要素（ｃｏｕｎｔ＝ｓｅｌｅｃｔ）であれ
ば、その頂点を検出結果として出力する（＃８１４、＃
８１５）。目的の要素でなければ（ｃｏｕｎｔ＜ｓｅｌ
ｅｃｔ）、変数ｃｏｕｎｔをインクリメントして処理を
続ける（＃８１６）。
【００５１】１つの辺がカーソル位置と一致し、且つそ
の辺が目的の要素であれば、その辺を検出結果として出
力する（＃８２４、＃８２５）。目的の要素でなければ
変数ｃｏｕｎｔをインクリメントして処理を続ける（＃
８２６）。
の辺が目的の要素であれば、その辺を検出結果として出
力する（＃８２４、＃８２５）。目的の要素でなければ
変数ｃｏｕｎｔをインクリメントして処理を続ける（＃
８２６）。
【００５２】全ての辺もカーソル位置と一致しない場合
は、頂点及び辺と同様に面を対象とした処理を行う（＃
８２７→＃８２２→＃８３１〜８３３）。全ての部分要
素がカーソル位置と一致しない場合は、その旨を強調表
示部２２３に伝える（＃８４１、＃８４２）。他の場合
はｓｅｌｅｃｔ＝０とし（＃８４３）て処理を始めから
繰り返す。
は、頂点及び辺と同様に面を対象とした処理を行う（＃
８２７→＃８２２→＃８３１〜８３３）。全ての部分要
素がカーソル位置と一致しない場合は、その旨を強調表
示部２２３に伝える（＃８４１、＃８４２）。他の場合
はｓｅｌｅｃｔ＝０とし（＃８４３）て処理を始めから
繰り返す。
【００５３】選択要素の変更命令が与えられると、変数
ｓｅｌｅｃｔをインクリメントして始めから処理を行
う。これによって、画面３１に対する奥行き方向に並ぶ
部分要素（カーソル位置に対応する）が順に強調され
る。
ｓｅｌｅｃｔをインクリメントして始めから処理を行
う。これによって、画面３１に対する奥行き方向に並ぶ
部分要素（カーソル位置に対応する）が順に強調され
る。
【００５４】以下、モデリングシステム１によるモデリ
ングの具体例を説明する。図９は手本画像Ｇ１を示す図
である。ここでは、略直方体の建物８０がモデリング対
象の物体である。建物８０は、水平方向に長い直方体状
の本体８１と、垂直方向に長い直方体状の非常階段部
（以下、階段と略す）８１とから構成されている。
ングの具体例を説明する。図９は手本画像Ｇ１を示す図
である。ここでは、略直方体の建物８０がモデリング対
象の物体である。建物８０は、水平方向に長い直方体状
の本体８１と、垂直方向に長い直方体状の非常階段部
（以下、階段と略す）８１とから構成されている。
【００５５】建物８０の物体モデル（３次元形状モデ
ル）を手本画像Ｇ１を利用して生成する。手本画像Ｇ１
は、本体８１の階段８１のある外面Ｓ８１に向かって右
側の位置から建物８０を撮影した写真である。手本画像
Ｇ１では外面Ｓ８１の一部が欠けている。つまり、手本
画像Ｇ１のみでは、完全な物体モデルは得られない。そ
のため、実際には手本画像Ｇ１によって生成した物体モ
デルを、手本画像Ｇ１と異なる位置で撮影した写真を利
用して修正する作業が必要である。
ル）を手本画像Ｇ１を利用して生成する。手本画像Ｇ１
は、本体８１の階段８１のある外面Ｓ８１に向かって右
側の位置から建物８０を撮影した写真である。手本画像
Ｇ１では外面Ｓ８１の一部が欠けている。つまり、手本
画像Ｇ１のみでは、完全な物体モデルは得られない。そ
のため、実際には手本画像Ｇ１によって生成した物体モ
デルを、手本画像Ｇ１と異なる位置で撮影した写真を利
用して修正する作業が必要である。
【００５６】図１０及び図１１は部分モデルの生成手順
を説明するための図である。これらの図においては、手
本画像Ｇ１を簡略化してある。オペレータは、本体８１
のモデルと階段８２のモデルとを生成して結合するとい
う手順の作業を行う。
を説明するための図である。これらの図においては、手
本画像Ｇ１を簡略化してある。オペレータは、本体８１
のモデルと階段８２のモデルとを生成して結合するとい
う手順の作業を行う。
【００５７】図１０（Ａ）において、画面３１の第１モ
ニター領域Ａ１に手本画像Ｇ１と、立方体のモデル（基
本モデル）Ｍ０がワイヤフレーム形式で表示されてい
る。モデリングシステム１では、基本モデルとして、立
方体、円柱、角柱、円錐、角錐、球、正ｎ面体などのモ
デルが用意されている。オペレータは、これらの形状の
名称又はシンボル図形を一覧表示させた後、適当なモデ
ルを選ぶ。図１０（Ａ）は、モデル選択の直後の表示内
容を示している。
ニター領域Ａ１に手本画像Ｇ１と、立方体のモデル（基
本モデル）Ｍ０がワイヤフレーム形式で表示されてい
る。モデリングシステム１では、基本モデルとして、立
方体、円柱、角柱、円錐、角錐、球、正ｎ面体などのモ
デルが用意されている。オペレータは、これらの形状の
名称又はシンボル図形を一覧表示させた後、適当なモデ
ルを選ぶ。図１０（Ａ）は、モデル選択の直後の表示内
容を示している。
【００５８】図１０（Ａ）の段階では、モデルＭ０は画
面３１に対して真正面に位置している。図中のモデルＭ
０における外側の正方形は画面３１に対する前面を示
し、内側の正方形は画面３１に対する背面を示してい
る。
面３１に対して真正面に位置している。図中のモデルＭ
０における外側の正方形は画面３１に対する前面を示
し、内側の正方形は画面３１に対する背面を示してい
る。
【００５９】オペレータは、建物８０に一致させるよう
にモデルＭ０を修正する。例えば、モデルＭ０を直方体
に修正する場合には、１つの面をピックしてドラッギン
グを行うことによって、ピックした面と直交する４辺を
伸縮させる。モデル生成部１２３が修正操作を受け付け
る修正モードでは、図１０（Ｂ）のように、モデルの配
置状態の理解を容易にするための球のワイヤフレームモ
デル（ガイドポリゴン）９０が第１モニター領域Ａ１に
表示される。
にモデルＭ０を修正する。例えば、モデルＭ０を直方体
に修正する場合には、１つの面をピックしてドラッギン
グを行うことによって、ピックした面と直交する４辺を
伸縮させる。モデル生成部１２３が修正操作を受け付け
る修正モードでは、図１０（Ｂ）のように、モデルの配
置状態の理解を容易にするための球のワイヤフレームモ
デル（ガイドポリゴン）９０が第１モニター領域Ａ１に
表示される。
【００６０】図１０（Ｂ）の段階では、モデルＭ０を回
転させたモデルＭ８１が生成されている。図１０（Ｃ）
の段階では、本体８１と一致したモデル（部分モデル）
Ｍ８１が生成されている。
転させたモデルＭ８１が生成されている。図１０（Ｃ）
の段階では、本体８１と一致したモデル（部分モデル）
Ｍ８１が生成されている。
【００６１】部分モデルＭ８１が完成すると、オペレー
タは、一旦、部分モデルＭ８１を登録する。その後、階
段８２のモデルを生成するために、再びモデルＭ０を呼
び出す。本体８１に対する作業を同様に修正を行う。図
１１は階段８２のモデル（部分モデル）Ｍ８２が完成し
た状態を示している。
タは、一旦、部分モデルＭ８１を登録する。その後、階
段８２のモデルを生成するために、再びモデルＭ０を呼
び出す。本体８１に対する作業を同様に修正を行う。図
１１は階段８２のモデル（部分モデル）Ｍ８２が完成し
た状態を示している。
【００６２】図１２は結合作業の開始時点のディスプレ
イ３０の要部の表示内容を示す図である。実際の画面３
１にはアイコン、メッセージ、座標などを表示する領域
が存在する。
イ３０の要部の表示内容を示す図である。実際の画面３
１にはアイコン、メッセージ、座標などを表示する領域
が存在する。
【００６３】オペレータが結合を指定すると、第１モニ
ター領域Ａ１にはモデル表示部１２１によって、２つの
部分モデルＭ８１，Ｍ８２の集合（複合モデル）である
現時点の物体モデルＭ８０ｓが手本画像Ｇ１と重ねて表
示され、第２モニター領域Ａ２には結合モデル表示部１
２８によって、物体モデルＭ８０ｓが結合対象として表
示される。第２モニター領域Ａ２は結合作業用のウイン
ドウである。ここで、符号の「ｓ」は物体モデルが結合
以前のモデルであることを示す。第１モニター領域Ａ１
の物体モデルＭ８０ｓは手本画像Ｇ１と一致している。
ター領域Ａ１にはモデル表示部１２１によって、２つの
部分モデルＭ８１，Ｍ８２の集合（複合モデル）である
現時点の物体モデルＭ８０ｓが手本画像Ｇ１と重ねて表
示され、第２モニター領域Ａ２には結合モデル表示部１
２８によって、物体モデルＭ８０ｓが結合対象として表
示される。第２モニター領域Ａ２は結合作業用のウイン
ドウである。ここで、符号の「ｓ」は物体モデルが結合
以前のモデルであることを示す。第１モニター領域Ａ１
の物体モデルＭ８０ｓは手本画像Ｇ１と一致している。
【００６４】なお、画面３１の下半部には、イメージリ
ーダ５０によって読み取られた４つの手本画像Ｇ１〜４
が並べられている。画像Ｇ２〜４も建物８０を撮影した
写真である。
ーダ５０によって読み取られた４つの手本画像Ｇ１〜４
が並べられている。画像Ｇ２〜４も建物８０を撮影した
写真である。
【００６５】図１３はカーソル位置と部分要素との位置
関係を示す図、図１４は強調表示の切り換わりを示す図
である。図１３（Ａ）において、画面３１内の矢印がカ
ーソル位置を示している。仮想の視点Ｐｖとカーソル位
置とを結ぶ直線上に存在する部分要素が順番に強調され
る。
関係を示す図、図１４は強調表示の切り換わりを示す図
である。図１３（Ａ）において、画面３１内の矢印がカ
ーソル位置を示している。仮想の視点Ｐｖとカーソル位
置とを結ぶ直線上に存在する部分要素が順番に強調され
る。
【００６６】画面３１上では物体モデルＭ８０ｓは完成
しているように見受けられる。しかし、部分モデルＭ８
１と部分モデルＭ８２の位置関係は、建物８０と整合し
ていない。図１３の例では部分モデルＭ８２が部分モデ
ルＭ８１の内部に存在する。
しているように見受けられる。しかし、部分モデルＭ８
１と部分モデルＭ８２の位置関係は、建物８０と整合し
ていない。図１３の例では部分モデルＭ８２が部分モデ
ルＭ８１の内部に存在する。
【００６７】カーソル位置に対応する部分要素は、部分
モデルＭ８１の面Ｓ１４、部分モデルＭ８２の面Ｓ２
４，Ｓ２５、及び部分モデルＭ８１の面Ｓ１５である。
これらの内で画面３１に最も近い面Ｓ１４が最初に強調
される〔図１４（Ａ）〕。図１４では強調部分を太い線
で示したが、実際には強調部分が他の部分と異なる色で
表示される。面Ｓ１４に全域にハッチングを付してもよ
い。
モデルＭ８１の面Ｓ１４、部分モデルＭ８２の面Ｓ２
４，Ｓ２５、及び部分モデルＭ８１の面Ｓ１５である。
これらの内で画面３１に最も近い面Ｓ１４が最初に強調
される〔図１４（Ａ）〕。図１４では強調部分を太い線
で示したが、実際には強調部分が他の部分と異なる色で
表示される。面Ｓ１４に全域にハッチングを付してもよ
い。
【００６８】最初に面Ｓ１４が強調された時点で、オペ
レータは物体モデルＭ８０ｓが未完成であることを把握
することができる。仮に物体モデルＭ８０ｓが完成して
いれば、最初に面Ｓ２４（階段８２の外面）が強調され
るはずである。
レータは物体モデルＭ８０ｓが未完成であることを把握
することができる。仮に物体モデルＭ８０ｓが完成して
いれば、最初に面Ｓ２４（階段８２の外面）が強調され
るはずである。
【００６９】オペレータがクリックすると、面Ｓ１４に
代えて面Ｓ２４が強調される〔図１４（Ｂ）〕。カーソ
ル位置を変えずにクリックを繰り返すと、クリック毎に
面Ｓ２４→面Ｓ２５→面Ｓ１５→面Ｓ１４の順に強調部
位が切り換わる。
代えて面Ｓ２４が強調される〔図１４（Ｂ）〕。カーソ
ル位置を変えずにクリックを繰り返すと、クリック毎に
面Ｓ２４→面Ｓ２５→面Ｓ１５→面Ｓ１４の順に強調部
位が切り換わる。
【００７０】カーソル位置を変更すると、変更後のカー
ソル位置に対応した部分要素が強調される。例えば図１
４（Ｅ）では、物体モデルＭ８２の辺Ｅ２５が強調され
ている。
ソル位置に対応した部分要素が強調される。例えば図１
４（Ｅ）では、物体モデルＭ８２の辺Ｅ２５が強調され
ている。
【００７１】図１５は結合の操作手順を示す図である。
結合モードの指定に呼応して第２モニター領域Ａ２に物
体モデルＭ８０ｓが表示される〔図１５（Ａ）〕。物体
モデルＭ８０ｓの回転（姿勢変更）を行う、部分モデル
Ｍ８１，Ｍ８２の配置関係がよくわかる〔図１５
（Ｂ）〕。
結合モードの指定に呼応して第２モニター領域Ａ２に物
体モデルＭ８０ｓが表示される〔図１５（Ａ）〕。物体
モデルＭ８０ｓの回転（姿勢変更）を行う、部分モデル
Ｍ８１，Ｍ８２の配置関係がよくわかる〔図１５
（Ｂ）〕。
【００７２】必要に応じて結合部位を指定しやすいよう
に物体モデルＭ８０ｓの姿勢を変更し、第１の結合部位
を指定する〔図１５（Ｃ）〕。上述したようにモデリン
グシステム１は、先に結合部位を指定した部分モデルを
移動させる結合を行う。部分モデルＭ８１，Ｍ８２のど
ちらを移動側とするかは任意である。ただし、多くの場
合には、手本画像Ｇ１内で大きい面積を占める部分のモ
デルを固定する方が、結合によってモデルが手本画像Ｇ
１とずれたとしても目立ちにくい。図１５（Ｃ）の例で
は、第１の結合部位として部分モデルＭ８２の面Ｓ２５
が指定されている。指定された結合部位は、指定以前の
選択段階の強調の表示色と異なる色で強調される。
に物体モデルＭ８０ｓの姿勢を変更し、第１の結合部位
を指定する〔図１５（Ｃ）〕。上述したようにモデリン
グシステム１は、先に結合部位を指定した部分モデルを
移動させる結合を行う。部分モデルＭ８１，Ｍ８２のど
ちらを移動側とするかは任意である。ただし、多くの場
合には、手本画像Ｇ１内で大きい面積を占める部分のモ
デルを固定する方が、結合によってモデルが手本画像Ｇ
１とずれたとしても目立ちにくい。図１５（Ｃ）の例で
は、第１の結合部位として部分モデルＭ８２の面Ｓ２５
が指定されている。指定された結合部位は、指定以前の
選択段階の強調の表示色と異なる色で強調される。
【００７３】続いて、第２の結合部位を指定する〔図１
５（Ｄ）〕。図の例では部分モデルＭ８１の面Ｓ１４が
指定されている。第２の結合部位の指定に呼応して結合
演算が実行され、物体モデルＭ８０ｃが生成される〔図
１５（Ｅ）〕。符号の「ｃ」は物体モデルが結合後のモ
デルであることを示す。結合に上述した変換行列を適用
するので、第２モニター領域Ａ２に表示される物体モデ
ルＭ８０ｃの姿勢は、結合前の姿勢に係わらず、第１モ
ニター領域Ａ１に表示されている結合前の物体モデルＭ
８０ｓとほとんど変わらない。
５（Ｄ）〕。図の例では部分モデルＭ８１の面Ｓ１４が
指定されている。第２の結合部位の指定に呼応して結合
演算が実行され、物体モデルＭ８０ｃが生成される〔図
１５（Ｅ）〕。符号の「ｃ」は物体モデルが結合後のモ
デルであることを示す。結合に上述した変換行列を適用
するので、第２モニター領域Ａ２に表示される物体モデ
ルＭ８０ｃの姿勢は、結合前の姿勢に係わらず、第１モ
ニター領域Ａ１に表示されている結合前の物体モデルＭ
８０ｓとほとんど変わらない。
【００７４】第２モニター領域Ａ２で物体モデルＭ８０
ｃを回転させると、部分モデルＭ８１と部分モデルＭ８
２とが正しく配置されていることがわかる〔図１５
（Ｆ）〕。なお、ここでは、１回の結合で物体モデルＭ
８０ｃを生成する例を挙げたが、実際にはオペレータは
段階的に部分モデルＭ８１と部分モデルＭ８２とを結合
する作業を実施するのが望ましい。
ｃを回転させると、部分モデルＭ８１と部分モデルＭ８
２とが正しく配置されていることがわかる〔図１５
（Ｆ）〕。なお、ここでは、１回の結合で物体モデルＭ
８０ｃを生成する例を挙げたが、実際にはオペレータは
段階的に部分モデルＭ８１と部分モデルＭ８２とを結合
する作業を実施するのが望ましい。
【００７５】図１６は結合後の第１モニター領域Ａ１の
表示例を示す図である。結合作業を終了すると、モデル
管理部１３１が物体モデルＭ８０ｓを物体モデルＭ８０
ｃに更新する。そして、モデル表示部１２１は、物体モ
デルＭ８０ｃを最新のモデルとして、第１モニター領域
Ａ１に手本画像Ｇ１と重ねて表示する。
表示例を示す図である。結合作業を終了すると、モデル
管理部１３１が物体モデルＭ８０ｓを物体モデルＭ８０
ｃに更新する。そして、モデル表示部１２１は、物体モ
デルＭ８０ｃを最新のモデルとして、第１モニター領域
Ａ１に手本画像Ｇ１と重ねて表示する。
【００７６】
【発明の効果】請求項１乃至請求項５の発明によれば、
複雑なモデルを実写画像などの２次元画像を利用して容
易に生成することができる。
複雑なモデルを実写画像などの２次元画像を利用して容
易に生成することができる。
【００７７】請求項５の発明によれば、より少ない回数
の結合で目的のモデルを生成することができる。請求項
６乃至請求項１０の発明によれば、複雑なモデルを実写
画像などの２次元画像を利用して容易に生成するための
作業環境を実現することができる。
の結合で目的のモデルを生成することができる。請求項
６乃至請求項１０の発明によれば、複雑なモデルを実写
画像などの２次元画像を利用して容易に生成するための
作業環境を実現することができる。
【００７８】請求項７の発明によれば、より少ない回数
の結合で目的のモデルを生成するための作業環境を実現
することができる。請求項８の発明によれば、結合部位
の指定を容易化することができる。
の結合で目的のモデルを生成するための作業環境を実現
することができる。請求項８の発明によれば、結合部位
の指定を容易化することができる。
【００７９】請求項９の発明によれば、結合部位の指定
を効率化することができる。請求項１０の発明によれ
ば、複数の２次元画像を順に利用してモデルの完成度を
高める作業を迅速に進めることができる。
を効率化することができる。請求項１０の発明によれ
ば、複数の２次元画像を順に利用してモデルの完成度を
高める作業を迅速に進めることができる。
【図１】モデリングに利用するハードウェアの一例を示
す図である。
す図である。
【図２】モデリングシステムの機能ブロック図である。
【図３】結合の演算内容を説明するための図である。
【図４】結合モードにおける概略のシステム動作を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図５】段階的な結合の一例を示す図である。
【図６】図５に対応した結合制約データの内容を示す模
式図である。
式図である。
【図７】入力解析部の機能ブロック図である。
【図８】部分要素検出部の動作のフローチャートであ
る。
る。
【図９】手本画像を示す図である。
【図１０】部分モデルの生成手順を説明するための図で
ある。
ある。
【図１１】部分モデルの生成手順を説明するための図で
ある。
ある。
【図１２】結合作業の開始時点のディスプレイの要部の
表示内容を示す図である。
表示内容を示す図である。
【図１３】カーソル位置と部分要素との位置関係を示す
図である。
図である。
【図１４】強調表示の切り換わりを示す図である。
【図１５】結合の操作手順を示す図である。
【図１６】結合後の第１モニター領域の表示例を示す図
である。
である。
１ モデリングシステム ３１ 画面 ８０ 建物（物体） ８１ 本体（第１部分） ８２ 非常階段部（第２部分） １２１ モデル表示部（第１モニター表示制御手段） １２２ 入力解析部（ガイド表示制御手段） １２４ 手本画像選択部（画像選択手段） １２５ 手本画像表示部（画像表示手段） １２６ 結合部（モデル結合手段） １２７ 結合制約生成部（制約生成手段） １２８ 結合モデル表示部（第２モニター表示制御手
段） １３２ 手本画像管理部（画像記憶手段） Ａ１ 第１モニター領域（第１領域） Ａ２ 第２モニター領域（第２領域） Ｄ１２７ 結合制約データ Ｇ１ 手本画像（立体構造情報を含む２次元画像） Ｍ０ 基本モデル（既存モデル） Ｍ８０ｃ 物体モデル（物体の３次元形状のモデル） Ｍ８１ 部分モデル（第１モデル） Ｍ８２ 部分モデル（第２モデル） Ｓ１４ 面（部分要素） Ｓ１５ 面（部分要素） Ｓ２４ 面（部分要素） Ｓ２５ 面（部分要素）
段） １３２ 手本画像管理部（画像記憶手段） Ａ１ 第１モニター領域（第１領域） Ａ２ 第２モニター領域（第２領域） Ｄ１２７ 結合制約データ Ｇ１ 手本画像（立体構造情報を含む２次元画像） Ｍ０ 基本モデル（既存モデル） Ｍ８０ｃ 物体モデル（物体の３次元形状のモデル） Ｍ８１ 部分モデル（第１モデル） Ｍ８２ 部分モデル（第２モデル） Ｓ１４ 面（部分要素） Ｓ１５ 面（部分要素） Ｓ２４ 面（部分要素） Ｓ２５ 面（部分要素）
Claims (10)
- 【請求項１】物体の立体構造情報を含む２次元画像に基
づいて前記物体の３次元形状のモデルを生成するモデリ
ング方法であって、 仮想３次元空間内に前記２次元画像と既存モデルとを配
置し、当該２次元画像中の物体像と当該既存モデルの投
影像とが一致するように当該既存モデルを修正する処理
によって、前記物体の第１部分のモデルである第１モデ
ルと前記物体の第２部分のモデルである第２モデルを生
成する過程と、 前記第１モデルと前記第２モデルとを、それぞれの前記
２次元画像に対する投影状態が実質的に変わらないよう
に結合する過程と、 を含むことを特徴とするモデリング方法。 - 【請求項２】前記第１モデルと前記第２モデルとを、前
記仮想３次元空間内で相対的に移動させて結合する請求
項１記載のモデリング方法。 - 【請求項３】前記第１モデルを固定し、前記第２モデル
を移動させる請求項２記載のモデリング方法。 - 【請求項４】前記第１モデルを、点、線、面の順に前記
第２モデルと一体化するように移動させる請求項３記載
のモデリング方法。 - 【請求項５】結合の履歴を記憶し、過去の結合関係を維
持しながら結合を繰り返す請求項４記載のモデリング方
法。 - 【請求項６】物体の立体構造情報を含む２次元画像に基
づいて前記物体の３次元形状のモデルを生成するための
モデリングシステムであって、 前記物体の第１部分のモデルである第１モデル、前記物
体の第２部分のモデルである第２モデル、及び前記２次
元画像の互いの仮想３次元空間での配置関係を画面上の
第１領域内に表示する第１モニター表示制御手段と、 前記第１モデルと前記第２モデルとを、オペレータから
与えられた結合条件を満たし、且つそれぞれの前記２次
元画像に対する投影状態が実質的に変わらないように結
合するモデル結合手段と、 を有したことを特徴とするモデリングシステム。 - 【請求項７】前記結合条件を結合制約データとして蓄積
する制約生成手段を有し、 前記モデル結合手段は、結合制約データが示す結合条件
を満たすように、前記第１モデルと前記第２モデルとを
結合する請求項６記載のモデリングシステム。 - 【請求項８】前記モデル結合手段によって結合された前
記第１モデルと前記第２モデルとの配置関係を、前記画
面上の前記第１領域と重複しない第２領域に表示する第
２モニター表示制御手段を有した請求項６又は請求項７
記載のモデリングシステム。 - 【請求項９】前記結合条件の指定操作を受け付ける状態
において、前記第１モデル及び第２モデルの部分要素の
内の結合部位選択肢を選択操作が行われる毎に１つずつ
順に強調表示するガイド表示制御手段を有した請求項６
乃至請求項８のいずれかに記載のモデリングシステム。 - 【請求項１０】互いに情報内容が異なる複数の２次元画
像を記憶する画像記憶手段と、 前記複数の２次元画像を前記画面上に並べて表示する画
像表示手段と、 オペレータの指示に従って前記複数の２次元画像の内の
１つを、前記第１領域の表示対象として選択する画像選
択手段と、 を有した請求項６乃至請求項９のいずれかに記載のモデ
リングシステム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25305695A JP3245336B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | モデリング方法およびモデリングシステム |
| US08/640,438 US6040836A (en) | 1995-09-29 | 1996-04-30 | Modelling method, modelling system, and computer memory product of the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25305695A JP3245336B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | モデリング方法およびモデリングシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0997355A true JPH0997355A (ja) | 1997-04-08 |
| JP3245336B2 JP3245336B2 (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=17245876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25305695A Expired - Fee Related JP3245336B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | モデリング方法およびモデリングシステム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6040836A (ja) |
| JP (1) | JP3245336B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001076182A (ja) * | 1999-09-02 | 2001-03-23 | Mixed Reality Systems Laboratory Inc | ユーザインタフェース方法、ユーザインタフェース装置、空間描画装置、ワークステーション装置およびプログラム記憶媒体 |
| US6559841B2 (en) | 1998-02-27 | 2003-05-06 | Fujitsu Limited | Three-dimensional shape extracting method, apparatus and computer memory product |
| JP2008191891A (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Fujifilm Corp | 電磁解析装置およびそのプログラム |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4061697B2 (ja) * | 1998-03-12 | 2008-03-19 | 株式会社セガ | 画像表示方法及びそれを実行する画像表示装置 |
| US6271855B1 (en) * | 1998-06-18 | 2001-08-07 | Microsoft Corporation | Interactive construction of 3D models from panoramic images employing hard and soft constraint characterization and decomposing techniques |
| US6918095B1 (en) * | 1999-06-10 | 2005-07-12 | Dassault Systemes | Dimension generation filter and analysis |
| ATE353460T1 (de) * | 1999-09-02 | 2007-02-15 | Canon Kk | Progressive anzeige von zielobjekten |
| US20060079142A1 (en) * | 2004-10-12 | 2006-04-13 | I Chao Chen | Mesh structure and its manufacturing method |
| US8207990B1 (en) * | 2008-01-04 | 2012-06-26 | Spaceclaim Corporation, Inc. | Systems and methods for merging and splitting intersecting solids and surfaces |
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| US8670606B2 (en) * | 2010-01-18 | 2014-03-11 | Disney Enterprises, Inc. | System and method for calculating an optimization for a facial reconstruction based on photometric and surface consistency |
| CN101976454A (zh) * | 2010-09-26 | 2011-02-16 | 浙江大学 | 一种三维人脸表情的去除方法 |
| TW201237801A (en) * | 2011-03-11 | 2012-09-16 | J Touch Corp | Method for processing three-dimensional image vision effects |
| CN104966318B (zh) * | 2015-06-18 | 2017-09-22 | 清华大学 | 具有图像叠加和图像特效功能的增强现实方法 |
| US10586377B2 (en) | 2017-05-31 | 2020-03-10 | Verizon Patent And Licensing Inc. | Methods and systems for generating virtual reality data that accounts for level of detail |
| US10347037B2 (en) * | 2017-05-31 | 2019-07-09 | Verizon Patent And Licensing Inc. | Methods and systems for generating and providing virtual reality data that accounts for level of detail |
| US10311630B2 (en) | 2017-05-31 | 2019-06-04 | Verizon Patent And Licensing Inc. | Methods and systems for rendering frames of a virtual scene from different vantage points based on a virtual entity description frame of the virtual scene |
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| JPH0785271B2 (ja) * | 1986-06-27 | 1995-09-13 | 株式会社日立製作所 | 形状モデリング方法 |
| US4935879A (en) * | 1987-08-05 | 1990-06-19 | Daikin Industries, Ltd. | Texture mapping apparatus and method |
| US5379371A (en) * | 1987-10-09 | 1995-01-03 | Hitachi, Ltd. | Displaying method and apparatus for three-dimensional computer graphics |
| KR920006291B1 (ko) * | 1988-04-07 | 1992-08-03 | 마쓰시다 덴끼 산교오 가부시끼가이샤 | 솔리드. 모델링(Solid. modeling)방법 |
| JP2892360B2 (ja) * | 1988-12-02 | 1999-05-17 | 株式会社日立製作所 | ３次元カーソル制御装置 |
| US5265197A (en) * | 1988-12-23 | 1993-11-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Geometric modeling apparatus |
| JP2832463B2 (ja) * | 1989-10-25 | 1998-12-09 | 株式会社日立製作所 | ３次元モデルの再構成方法および表示方法 |
| JPH03278095A (ja) * | 1990-03-28 | 1991-12-09 | Koudo Eizou Gijutsu Kenkyusho:Kk | 画像合成装置および画像合成方法 |
| JPH06348815A (ja) * | 1993-06-04 | 1994-12-22 | Hitachi Ltd | Ｃｇシステムにおける建物の景観の３次元モデルの設定方法 |
| US5598515A (en) * | 1994-01-10 | 1997-01-28 | Gen Tech Corp. | System and method for reconstructing surface elements of solid objects in a three-dimensional scene from a plurality of two dimensional images of the scene |
-
1995
- 1995-09-29 JP JP25305695A patent/JP3245336B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-04-30 US US08/640,438 patent/US6040836A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
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| US6559841B2 (en) | 1998-02-27 | 2003-05-06 | Fujitsu Limited | Three-dimensional shape extracting method, apparatus and computer memory product |
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| JP2008191891A (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Fujifilm Corp | 電磁解析装置およびそのプログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6040836A (en) | 2000-03-21 |
| JP3245336B2 (ja) | 2002-01-15 |
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