JPH10340354A - 動作生成装置、動作制御方法、および、これを実行するためのプログラムを記憶した記憶媒体 - Google Patents
動作生成装置、動作制御方法、および、これを実行するためのプログラムを記憶した記憶媒体Info
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- JPH10340354A JPH10340354A JP9148050A JP14805097A JPH10340354A JP H10340354 A JPH10340354 A JP H10340354A JP 9148050 A JP9148050 A JP 9148050A JP 14805097 A JP14805097 A JP 14805097A JP H10340354 A JPH10340354 A JP H10340354A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 人間などの多関節構造体の動作をリアルに表
現し、かつ、指示した位置などの拘束条件を満たす動作
を生成する動作生成装置を提供する。 【解決手段】 動作生成装置100は、各関節の所定時間
ごとの変化を示す基本動作データを保持する基本動作デ
ータ格納部103、基本動作データに基づき決定される、
選択された特定関節の位置と、少なくともモデルの動作
の一部を規定する拘束条件とに基づき、特定関節の補正
位置を算出する補正位置算出部108、算出された補正位
置と特定関節の位置とを一致させるように、および、基
本動作データに基づく位置を初期位置として、各関節の
角度を変更する位置補正部109を備え、変更された各関
節の角度に基づく画像データが生成される。
現し、かつ、指示した位置などの拘束条件を満たす動作
を生成する動作生成装置を提供する。 【解決手段】 動作生成装置100は、各関節の所定時間
ごとの変化を示す基本動作データを保持する基本動作デ
ータ格納部103、基本動作データに基づき決定される、
選択された特定関節の位置と、少なくともモデルの動作
の一部を規定する拘束条件とに基づき、特定関節の補正
位置を算出する補正位置算出部108、算出された補正位
置と特定関節の位置とを一致させるように、および、基
本動作データに基づく位置を初期位置として、各関節の
角度を変更する位置補正部109を備え、変更された各関
節の角度に基づく画像データが生成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多関節を持つモデ
ルの動作をコンピュータグラフィックス（ＣＧ）にて表
現するためのデータを生成する動作生成装置および動作
生成方法に関し、より詳細には、人間などの動作を自然
に、かつ、柔軟に表現するためのデータを得る装置およ
び方法に関する。
ルの動作をコンピュータグラフィックス（ＣＧ）にて表
現するためのデータを生成する動作生成装置および動作
生成方法に関し、より詳細には、人間などの動作を自然
に、かつ、柔軟に表現するためのデータを得る装置およ
び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＣＧにおけるアニメーションの
生成方法には、キーフレーム法と呼ばれる手法が知られ
ている。これは、アニメーションを定義する動作情報
を、時間毎に、或いは、代表的な時間において、定義す
るものである。人間のような多関節構造の体の動きを定
義するためには、動作情報として、各関節の回転角を定
義する必要がある。
生成方法には、キーフレーム法と呼ばれる手法が知られ
ている。これは、アニメーションを定義する動作情報
を、時間毎に、或いは、代表的な時間において、定義す
るものである。人間のような多関節構造の体の動きを定
義するためには、動作情報として、各関節の回転角を定
義する必要がある。
【０００３】一方、人間などの動作をリアルに表現する
技術には、モーションキャプチャと呼ばれる手法が知ら
れている。これは、実際に演技する人間の動作特徴部位
（腕の関節など）に、３次元上の位置および回転を検知
するためのセンサを取り付け、各関節の回転角や、位置
情報を記録する方法である。センサの種類により、磁気
式や、光学式などがある。
技術には、モーションキャプチャと呼ばれる手法が知ら
れている。これは、実際に演技する人間の動作特徴部位
（腕の関節など）に、３次元上の位置および回転を検知
するためのセンサを取り付け、各関節の回転角や、位置
情報を記録する方法である。センサの種類により、磁気
式や、光学式などがある。
【０００４】さらに、多関節の動作生成技術として、ロ
ボットの動作生成などにて利用される機構解析法が知ら
れている。この技術には、関節の先端の位置を決めるこ
とで、途中の関節角を先端位置が満足するように決定す
る逆機構解析などが含まれる。この技術は、論文「シー
グラフ'85コンファレンスプロシーディングスVol.19,N
o.3(1985年)263頁から270頁（SIGGRAPH'85 Conference
Proceedings. Vol.19,No.3, July 1985, pp263-pp27
0）」に詳しく開示されている。
ボットの動作生成などにて利用される機構解析法が知ら
れている。この技術には、関節の先端の位置を決めるこ
とで、途中の関節角を先端位置が満足するように決定す
る逆機構解析などが含まれる。この技術は、論文「シー
グラフ'85コンファレンスプロシーディングスVol.19,N
o.3(1985年)263頁から270頁（SIGGRAPH'85 Conference
Proceedings. Vol.19,No.3, July 1985, pp263-pp27
0）」に詳しく開示されている。
【０００５】或いは、複数の動作を利用し、途中の動作
を生成する技術としては、モーションワーピングという
手法が知られている。この技術は、論文「シーグラフ95
コンファレンスプロシーディングス、コンピュータグラ
フィックスアニュアルコンファレンスシリーズ(1995)10
5頁から108頁（SIGGRAPH95 Conference Proceedings,Co
mputer Graphics Annual Conference Series, 1995, pp
105-pp108）」に詳しく開示されている。
を生成する技術としては、モーションワーピングという
手法が知られている。この技術は、論文「シーグラフ95
コンファレンスプロシーディングス、コンピュータグラ
フィックスアニュアルコンファレンスシリーズ(1995)10
5頁から108頁（SIGGRAPH95 Conference Proceedings,Co
mputer Graphics Annual Conference Series, 1995, pp
105-pp108）」に詳しく開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記キーフレーム法に
おいては、人間の動作など、より複雑な動作を生成しよ
うとする場合、キーフレームの定義作業が膨大となり、
リアルな動作を生成することが難しいという問題点があ
る。
おいては、人間の動作など、より複雑な動作を生成しよ
うとする場合、キーフレームの定義作業が膨大となり、
リアルな動作を生成することが難しいという問題点があ
る。
【０００７】また、モーションキャプチャにおいては、
キーフレーム法を用いて得られたキーフレームのデータ
を、実際の人間の動作に基づき、自動的に生成すること
ができる。このため、キーフレーム法を用いる場合の問
題点はなくなり、よりリアルに動作を表現することが可
能となる。
キーフレーム法を用いて得られたキーフレームのデータ
を、実際の人間の動作に基づき、自動的に生成すること
ができる。このため、キーフレーム法を用いる場合の問
題点はなくなり、よりリアルに動作を表現することが可
能となる。
【０００８】しかしながら、モーションキャプチャにお
いても、記録した動作データに基づく動作以外を表現で
きないという問題点がある。たとえば、手を伸ばす動作
を、記録した場合には、始点および終点が決定され、決
定された始点から終点まで手を伸ばすことができるにす
ぎない。これを解決するためには、あらゆる動作を記録
しておく必要があるが、データ量の問題などから実用的
ではない。
いても、記録した動作データに基づく動作以外を表現で
きないという問題点がある。たとえば、手を伸ばす動作
を、記録した場合には、始点および終点が決定され、決
定された始点から終点まで手を伸ばすことができるにす
ぎない。これを解決するためには、あらゆる動作を記録
しておく必要があるが、データ量の問題などから実用的
ではない。
【０００９】その一方、機構解析法においては、機構学
的に動作を求めるため、指示された任意の位置へ手を伸
ばすといった動作を生成することができる。しかしなが
ら、多関節構造体の動作を得るために、先端の位置のみ
を定義しているため、その条件を満たす関節角の解を複
数得ることができ、このため、解析を行う初期位置の与
えかたや、解析の方法によって、人間の動作としては不
自然となってしまう場合がある。また、人間の動作特性
や、揺らぎなどが入っていないために、不自然な動作と
なってしまうという問題点もある。
的に動作を求めるため、指示された任意の位置へ手を伸
ばすといった動作を生成することができる。しかしなが
ら、多関節構造体の動作を得るために、先端の位置のみ
を定義しているため、その条件を満たす関節角の解を複
数得ることができ、このため、解析を行う初期位置の与
えかたや、解析の方法によって、人間の動作としては不
自然となってしまう場合がある。また、人間の動作特性
や、揺らぎなどが入っていないために、不自然な動作と
なってしまうという問題点もある。
【００１０】また、モーションキャプチャによって得ら
れる動作が、限定的である点を解決するための、モーシ
ョンワーピングにおいては、代表的な動作から複数の動
作を作成することが可能であるが、単純に関節の角度を
補間したにすぎないため、たとえば、手の先を所望の位
置に持っていくということができない。
れる動作が、限定的である点を解決するための、モーシ
ョンワーピングにおいては、代表的な動作から複数の動
作を作成することが可能であるが、単純に関節の角度を
補間したにすぎないため、たとえば、手の先を所望の位
置に持っていくということができない。
【００１１】さらに、モーションキャプチャの他の問題
点として、演技した人間の骨格とプロポーションが大き
く異なったＣＧキャラクタには、その動作を割り当てる
事ができないことも挙げられる。つまり、同じ定義デー
タを再生しても、腕の長さが違うと希望した位置に腕が
伸ばせないといった点も問題点である。
点として、演技した人間の骨格とプロポーションが大き
く異なったＣＧキャラクタには、その動作を割り当てる
事ができないことも挙げられる。つまり、同じ定義デー
タを再生しても、腕の長さが違うと希望した位置に腕が
伸ばせないといった点も問題点である。
【００１２】本発明の目的は、人間などの多関節構造体
の動作をリアルに表現し、かつ、指示した位置などの拘
束条件を満たす動作を生成する動作生成装置および動作
生成方法を提供することにある。
の動作をリアルに表現し、かつ、指示した位置などの拘
束条件を満たす動作を生成する動作生成装置および動作
生成方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、複数の
関節からなるモデルを、各関節の角度変化により動作さ
せた画像を示す画像データを生成する動作生成装置にお
いて、各関節の所定時間ごとの変化を示す基本動作デー
タを保持する基本動作データ格納手段と、前記基本動作
データに基づき決定される、前記関節から選択された特
定関節の位置と、少なくともモデルの動作の一部を規定
する拘束条件とに基づき、特定関節の補正位置を算出す
る補正位置算出手段と、算出された補正位置と特定関節
の位置とを一致させるように、基本動作データに基づく
位置を初期位置として、各関節の角度を変更する位置補
正手段とを備え、位置補正手段により変更された各関節
の角度に基づく画像データを生成するように構成された
ことを特徴とする動作生成装置により達成される。
関節からなるモデルを、各関節の角度変化により動作さ
せた画像を示す画像データを生成する動作生成装置にお
いて、各関節の所定時間ごとの変化を示す基本動作デー
タを保持する基本動作データ格納手段と、前記基本動作
データに基づき決定される、前記関節から選択された特
定関節の位置と、少なくともモデルの動作の一部を規定
する拘束条件とに基づき、特定関節の補正位置を算出す
る補正位置算出手段と、算出された補正位置と特定関節
の位置とを一致させるように、基本動作データに基づく
位置を初期位置として、各関節の角度を変更する位置補
正手段とを備え、位置補正手段により変更された各関節
の角度に基づく画像データを生成するように構成された
ことを特徴とする動作生成装置により達成される。
【００１４】本発明によれば、モーションキャプチャや
キーフレーム法などにより定義された基本動作データ
に、拘束条件にしたがった補正を加えることにより、よ
り自然で柔軟な動作を生成することが可能である。
キーフレーム法などにより定義された基本動作データ
に、拘束条件にしたがった補正を加えることにより、よ
り自然で柔軟な動作を生成することが可能である。
【００１５】また、本発明の目的は、複数の関節からな
るモデルを、各関節の角度変化により動作させた画像を
示す画像データを生成する動作生成装置であって、モデ
ルが動作する際の時間を計測するタイマと、タイマによ
り計測された時間に基づき、画像データを生成させるた
めの指示を与える制御手段と、各関節の所定時間ごとの
変化を示す基本動作データを保持する基本動作データ格
納手段と、動作させるべきモデルの形状を示す形状デー
タ、各関節の角度を示す角度データ、および、関節間の
長さを示す長さデータを保持するモデルデータ格納手段
と、前記制御手段より与えられた指示に応答して、基本
動作データ格納部に格納された基本動作データを読み出
し、これに基づき、モデルの各関節の角度データを算出
して、前記モデルデータ格納手段に与える動作再生手段
と、前記制御手段により与えられた指示に応答して、基
本動作モデルデータに基づき、現在の状態のモデルを描
画する描画手段とを備えた動作生成装置において、モデ
ルの動作の少なくとも一部を規定する拘束条件を保持す
る拘束データ格納手段と、前記制御手段からの指示に応
答して、該拘束条件および当該拘束条件が適用される、
前記関節から選択された代表関節の位置に基づき、当該
代表関節の補正位置を求める補正位置算出手段と、算出
された補正位置と、長さデータおよび角度データとに基
づき、代表関節の位置が補正位置に合致するように、各
関節の角度データを補正し、補正された角度データに
て、モデルデータ格納手段中のデータを更新する位置補
正手段とを備えたことを特徴とする動作生成装置によっ
ても達成される。
るモデルを、各関節の角度変化により動作させた画像を
示す画像データを生成する動作生成装置であって、モデ
ルが動作する際の時間を計測するタイマと、タイマによ
り計測された時間に基づき、画像データを生成させるた
めの指示を与える制御手段と、各関節の所定時間ごとの
変化を示す基本動作データを保持する基本動作データ格
納手段と、動作させるべきモデルの形状を示す形状デー
タ、各関節の角度を示す角度データ、および、関節間の
長さを示す長さデータを保持するモデルデータ格納手段
と、前記制御手段より与えられた指示に応答して、基本
動作データ格納部に格納された基本動作データを読み出
し、これに基づき、モデルの各関節の角度データを算出
して、前記モデルデータ格納手段に与える動作再生手段
と、前記制御手段により与えられた指示に応答して、基
本動作モデルデータに基づき、現在の状態のモデルを描
画する描画手段とを備えた動作生成装置において、モデ
ルの動作の少なくとも一部を規定する拘束条件を保持す
る拘束データ格納手段と、前記制御手段からの指示に応
答して、該拘束条件および当該拘束条件が適用される、
前記関節から選択された代表関節の位置に基づき、当該
代表関節の補正位置を求める補正位置算出手段と、算出
された補正位置と、長さデータおよび角度データとに基
づき、代表関節の位置が補正位置に合致するように、各
関節の角度データを補正し、補正された角度データに
て、モデルデータ格納手段中のデータを更新する位置補
正手段とを備えたことを特徴とする動作生成装置によっ
ても達成される。
【００１６】また、上記構成を実現する方法、および、
当該方法を実行するためのプログラムを記憶した記憶媒
体によっても、本発明の目的が達成される。
当該方法を実行するためのプログラムを記憶した記憶媒
体によっても、本発明の目的が達成される。
【００１７】本発明の好ましい実施態様においては、前
記基本動作データ格納手段が、予め複数の拘束条件を備
えた基本動作データを有し、さらに、動作生成装置は、
前記拘束データ格納手段中の拘束条件にしたがって、複
数の拘束条件付き基本動作データのうちの少なくとも一
つ以上を選択して、選択された基本動作データに基づ
き、補間された基本動作データを生成する動作選択／補
間手段を備えている。
記基本動作データ格納手段が、予め複数の拘束条件を備
えた基本動作データを有し、さらに、動作生成装置は、
前記拘束データ格納手段中の拘束条件にしたがって、複
数の拘束条件付き基本動作データのうちの少なくとも一
つ以上を選択して、選択された基本動作データに基づ
き、補間された基本動作データを生成する動作選択／補
間手段を備えている。
【００１８】このように、補間された基本動作データを
用いて、位置補正を行うことにより、より自然で柔軟な
動作を生成することが可能となる。
用いて、位置補正を行うことにより、より自然で柔軟な
動作を生成することが可能となる。
【００１９】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記拘束条件が、動作開始点、動作終了点、およ
び、動作通過点の関節位置の少なくとも一つである。動
作通過点は、動作開始点から動作終了点に至るまでの関
節の軌跡上の任意の点である。
は、前記拘束条件が、動作開始点、動作終了点、およ
び、動作通過点の関節位置の少なくとも一つである。動
作通過点は、動作開始点から動作終了点に至るまでの関
節の軌跡上の任意の点である。
【００２０】また、前記位置補正部における補正方法
は、従来例で説明した、逆機構解析処理で行うことが可
能である。これは、解析を行う各関節の角度情報の初期
値が自然な動作を行った結果のデータであるためであ
る。つまり、位置補正の割合が極端に大きくならない範
囲であれば、自然な補正処理を行うことが可能となる。
は、従来例で説明した、逆機構解析処理で行うことが可
能である。これは、解析を行う各関節の角度情報の初期
値が自然な動作を行った結果のデータであるためであ
る。つまり、位置補正の割合が極端に大きくならない範
囲であれば、自然な補正処理を行うことが可能となる。
【００２１】以上の手段により、モーションキャプチャ
や、キーフレーム法により定義された動作を、目標点な
どの拘束条件に従って、動作の特徴を保ったまま、拘束
条件を満たすように補正することが可能となり、自然な
動作を柔軟に生成することが可能となる。
や、キーフレーム法により定義された動作を、目標点な
どの拘束条件に従って、動作の特徴を保ったまま、拘束
条件を満たすように補正することが可能となり、自然な
動作を柔軟に生成することが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態につき詳細に説明を加える。図１は、本
発明の実施の形態にかかる動作生成装置の構成を示すブ
ロックダイヤグラムである。この実施の形態において
は、最終的に得られた動作が、ディスプレイ（図示せ
ず）に与えられ、当該ディスプレイの画面上に、キャラ
クタが動くような動画像を得ることができるようになっ
ている。
明の実施の形態につき詳細に説明を加える。図１は、本
発明の実施の形態にかかる動作生成装置の構成を示すブ
ロックダイヤグラムである。この実施の形態において
は、最終的に得られた動作が、ディスプレイ（図示せ
ず）に与えられ、当該ディスプレイの画面上に、キャラ
クタが動くような動画像を得ることができるようになっ
ている。
【００２３】図１に示すように、この動作生成装置１０
０は、装置全体を制御するように、動作のタイミング制
御、モデルデータへの動作情報設定制御、動作補正制
御、描画制御を実行する制御部１０１と、モデルが動作
する際の時間を与えるタイマ１０２と、動作に関するデ
ータ、たとえば、単位時間ごと或いは代表的な時間ごと
の、モデルの各関節の回転角を示す基本動作データを予
め記憶している基本動作データ格納部１０３と、基本動
作データ格納部１０３に記憶されたデータを受け入れ
て、受け入れたデータ、および、制御部１０１を介して
与えられたタイマ１０２からの時間情報に基づき、関節
ごとの角度を、モデルデータ格納部１０５に与える動作
生成部１０４とを有している。また、動作生成装置１０
０は、後述する拘束データ格納部１０７などに拘束条件
を入力し、或いは、制御部１０１に、動作生成の開始を
指示するための入力装置（図示せず）を備えている。
０は、装置全体を制御するように、動作のタイミング制
御、モデルデータへの動作情報設定制御、動作補正制
御、描画制御を実行する制御部１０１と、モデルが動作
する際の時間を与えるタイマ１０２と、動作に関するデ
ータ、たとえば、単位時間ごと或いは代表的な時間ごと
の、モデルの各関節の回転角を示す基本動作データを予
め記憶している基本動作データ格納部１０３と、基本動
作データ格納部１０３に記憶されたデータを受け入れ
て、受け入れたデータ、および、制御部１０１を介して
与えられたタイマ１０２からの時間情報に基づき、関節
ごとの角度を、モデルデータ格納部１０５に与える動作
生成部１０４とを有している。また、動作生成装置１０
０は、後述する拘束データ格納部１０７などに拘束条件
を入力し、或いは、制御部１０１に、動作生成の開始を
指示するための入力装置（図示せず）を備えている。
【００２４】すなわち、制御部１０１は、時間情報をタ
イマ１０２から入手し、この時間情報が、モデルを動作
させる時間を示すと、動作再生部１０４に、時間を指示
して、モデルデータ格納部への基本動作データの設定を
指示する。動作生成部１０４は、制御部１０１からの指
示に応答して、指示された時間に対応する基本動作デー
タを、基本動作データ格納部１０３から読み出し、読み
出した基本動作データを、モデルデータ格納部１０５に
出力する。なお、基本動作データ格納部１０３には、モ
ーションキャプチャ或いはキーフレーム法を用いること
により、予め、所定のデータを記憶することが可能であ
る。
イマ１０２から入手し、この時間情報が、モデルを動作
させる時間を示すと、動作再生部１０４に、時間を指示
して、モデルデータ格納部への基本動作データの設定を
指示する。動作生成部１０４は、制御部１０１からの指
示に応答して、指示された時間に対応する基本動作デー
タを、基本動作データ格納部１０３から読み出し、読み
出した基本動作データを、モデルデータ格納部１０５に
出力する。なお、基本動作データ格納部１０３には、モ
ーションキャプチャ或いはキーフレーム法を用いること
により、予め、所定のデータを記憶することが可能であ
る。
【００２５】図５は、モデルデータ格納部１０５に記憶
されたデータの構造を示す図である。図５に示すよう
に、モデルデータ格納部１０５においては、動作する関
節ごとの関節データの組５０１が保持される。各関節デ
ータの組５０１は、それぞれ、親子関係リンク５０２が
設けられ、これにより、関節間のつながりが表わされ
る。各関節データの組５０１には、親関節からの相対位
置を示す位置データ５０３、親関節からの相対回転角を
示す回転角データ５０４、関節のモデル形状を示す形状
データ５０５が含まれる。モデルにおける、ある関節の
絶対的な位置は、最上位の親関節から、当該関節まで、
順次、その相対位置と回転とを作用させることによって
特定することができる。
されたデータの構造を示す図である。図５に示すよう
に、モデルデータ格納部１０５においては、動作する関
節ごとの関節データの組５０１が保持される。各関節デ
ータの組５０１は、それぞれ、親子関係リンク５０２が
設けられ、これにより、関節間のつながりが表わされ
る。各関節データの組５０１には、親関節からの相対位
置を示す位置データ５０３、親関節からの相対回転角を
示す回転角データ５０４、関節のモデル形状を示す形状
データ５０５が含まれる。モデルにおける、ある関節の
絶対的な位置は、最上位の親関節から、当該関節まで、
順次、その相対位置と回転とを作用させることによって
特定することができる。
【００２６】さらに、本実施の形態にかかる動作生成装
置は、モデルデータに基づき、ディスプレイの画面上に
表示するための画像データを生成する描画部１０６を有
している。描画部１０６は、各関節データ５０１の組に
基づき、これらの親子関係をたどることにより、指定さ
れた位置、回転角を備えた画像データを得る。
置は、モデルデータに基づき、ディスプレイの画面上に
表示するための画像データを生成する描画部１０６を有
している。描画部１０６は、各関節データ５０１の組に
基づき、これらの親子関係をたどることにより、指定さ
れた位置、回転角を備えた画像データを得る。
【００２７】上記構成のみによっても、モーションキャ
プチャの手法により、ディスプレイ（図示せず）の画面
上には、アニメーション（動画像）を表示することはで
きる。しかしながら、この構成によれば、予め定義され
た動作のみが再生できるにすぎない。したがって、本実
施の形態においては、動作生成装置は、拘束データ格納
部１０７、補正位置算出部１０８および位置補正部１０
９を備え、所望の拘束条件に合致した動作を生成するこ
とができるようになっている。ここに、拘束条件とは、
拘束条件とは、動作する一部の関節（以下、「代表関
節」と称する。）の、動作開始点位置、動作通過位置お
よび動作終了位置の全て又はその一部を示す。一般に、
代表関節は、腕など体の部位の先端部などが選択される
が、肘やひざなど、途中の関節であってもよい。たとえ
ば、代表関節として、腕の先端部が選択された場合に
は、目標の位置に腕を伸ばすなどの動作が可能となる。
プチャの手法により、ディスプレイ（図示せず）の画面
上には、アニメーション（動画像）を表示することはで
きる。しかしながら、この構成によれば、予め定義され
た動作のみが再生できるにすぎない。したがって、本実
施の形態においては、動作生成装置は、拘束データ格納
部１０７、補正位置算出部１０８および位置補正部１０
９を備え、所望の拘束条件に合致した動作を生成するこ
とができるようになっている。ここに、拘束条件とは、
拘束条件とは、動作する一部の関節（以下、「代表関
節」と称する。）の、動作開始点位置、動作通過位置お
よび動作終了位置の全て又はその一部を示す。一般に、
代表関節は、腕など体の部位の先端部などが選択される
が、肘やひざなど、途中の関節であってもよい。たとえ
ば、代表関節として、腕の先端部が選択された場合に
は、目標の位置に腕を伸ばすなどの動作が可能となる。
【００２８】補正位置算出部１０８は、制御部１０１か
ら時間情報を受け入れ、代表関節の補正位置を、受け入
れた時間に対応させて制御部１０１に与える。より詳細
には、補正位置算出部１０８は、後述する拘束データ格
納部１０７に記憶された拘束データと、受け入れた時間
に対応する、モデルデータ格納部１０５中の代表関節の
位置データとに基づき、補正位置を計算する。この補正
位置の計算には、以下の手法を用いることができる。
ら時間情報を受け入れ、代表関節の補正位置を、受け入
れた時間に対応させて制御部１０１に与える。より詳細
には、補正位置算出部１０８は、後述する拘束データ格
納部１０７に記憶された拘束データと、受け入れた時間
に対応する、モデルデータ格納部１０５中の代表関節の
位置データとに基づき、補正位置を計算する。この補正
位置の計算には、以下の手法を用いることができる。
【００２９】まず、基本動作データ格納部１０３に記憶
されたデータを参照して、代表関節の移動軌跡を調べ、
これを、一群のトレースデータＰ［ｔ］として、一時的
に保持する。ここに、Ｐ[0]は動作開始点のデータ、Ｐ
[T−1]は動作終了点のデータ、ｔは、動作時間を示す。
拘束データ格納部１０７においては、ある代表関節に関
する動作開始点（位置）を示すデータ、動作通過位置を
示すデータおよび動作終了点（位置）を示すデータのう
ちの少なくとも一つ以上からなるデータの組が記憶され
ている。したがって、拘束データ格納部１０７に記憶さ
れたデータの組に基づき、ある代表関節の動作開始点お
よび動作終了点が与えられた場合には、各時間ｔにおけ
る補正位置Ｐ’は、以下のように求めることができる。
されたデータを参照して、代表関節の移動軌跡を調べ、
これを、一群のトレースデータＰ［ｔ］として、一時的
に保持する。ここに、Ｐ[0]は動作開始点のデータ、Ｐ
[T−1]は動作終了点のデータ、ｔは、動作時間を示す。
拘束データ格納部１０７においては、ある代表関節に関
する動作開始点（位置）を示すデータ、動作通過位置を
示すデータおよび動作終了点（位置）を示すデータのう
ちの少なくとも一つ以上からなるデータの組が記憶され
ている。したがって、拘束データ格納部１０７に記憶さ
れたデータの組に基づき、ある代表関節の動作開始点お
よび動作終了点が与えられた場合には、各時間ｔにおけ
る補正位置Ｐ’は、以下のように求めることができる。
【００３０】拘束データ格納部１０７のデータにより与
えられた代表関節の動作開始点および動作終了点の位置
は、それぞれ、Ｐ’[0]、Ｐ’[T−1]となる。そこで、
Ｐ[0]が、Ｐ’[0]と一致するように、軌跡Ｐ全体を平行
移動し、次いで、平行移動した後のＰ[T−1]がＰ’[T−
1]と一致するように、軌跡Ｐ全体を回転および拡大／縮
小する。このようにして平行移動、拡大および拡大／縮
小により得られた軌跡を、新たな軌跡Ｐ’と決定する。
これにより、モーションキャプチャを用いて記録された
関節の移動軌跡の形を保ちつつ、軌跡を変更することが
可能となる。
えられた代表関節の動作開始点および動作終了点の位置
は、それぞれ、Ｐ’[0]、Ｐ’[T−1]となる。そこで、
Ｐ[0]が、Ｐ’[0]と一致するように、軌跡Ｐ全体を平行
移動し、次いで、平行移動した後のＰ[T−1]がＰ’[T−
1]と一致するように、軌跡Ｐ全体を回転および拡大／縮
小する。このようにして平行移動、拡大および拡大／縮
小により得られた軌跡を、新たな軌跡Ｐ’と決定する。
これにより、モーションキャプチャを用いて記録された
関節の移動軌跡の形を保ちつつ、軌跡を変更することが
可能となる。
【００３１】或いは、他の手法として、以下の手法によ
っても、補正位置を求めることができる。たとえば、Ｐ
[0]からＰ[T−1]までの直線Lを考える。この直線Ｌを、
時間Ｔにて等分し、等分された線分の各端点と、点Ｐ
[ｔ]との間の変位を、それぞれ算出する。次いで、上述
した手法と同様に、直線Ｌを、Ｐ’[0]，Ｐ’[T−1]に
マッピングし、直線Ｌ’を求める。得られたマッピング
パラメータを用いて、上記変位分も座標変換する。その
後に、座標変換した変位分を、Ｌ’上の各点に与える。
変位分を与えられた各点を結ぶことにより、新たな軌跡
Ｐ’を求めることができる。なお、変位分を拡大／縮小
することにより、動作をより大きくし、或いは、より小
さくすることもできる。この場合に、拡大／縮小率は、
拘束データ格納部１０７に記憶された拘束条件を示すデ
ータに含まれる。
っても、補正位置を求めることができる。たとえば、Ｐ
[0]からＰ[T−1]までの直線Lを考える。この直線Ｌを、
時間Ｔにて等分し、等分された線分の各端点と、点Ｐ
[ｔ]との間の変位を、それぞれ算出する。次いで、上述
した手法と同様に、直線Ｌを、Ｐ’[0]，Ｐ’[T−1]に
マッピングし、直線Ｌ’を求める。得られたマッピング
パラメータを用いて、上記変位分も座標変換する。その
後に、座標変換した変位分を、Ｌ’上の各点に与える。
変位分を与えられた各点を結ぶことにより、新たな軌跡
Ｐ’を求めることができる。なお、変位分を拡大／縮小
することにより、動作をより大きくし、或いは、より小
さくすることもできる。この場合に、拡大／縮小率は、
拘束データ格納部１０７に記憶された拘束条件を示すデ
ータに含まれる。
【００３２】さらに、本実施の形態にかかる動作生成装
置は、補正位置算出部１０８により算出された補正位置
に、代表関節の位置を整合させるための計算を実行する
位置補正部１０９を有している。位置補正部１０９は、
制御部１０１から補正位置を与えられることに応答して
起動される。より詳細には、位置補正部１０９は、モデ
ルデータ格納部１０５にて保持されたデータを参照し
て、指示された代表関節を、指定された位置に移動する
補正処理を実行する。補正処理は、モデルデータ格納部
１０５に保持されたモデルのデータ、すなわち、モデル
の基本動作のデータを初期値として、各関節の角度を補
正して位置合わせをすることにより実現される。関節の
角度を補正するためには、逆機構解析を用いればよい。
この方法は、前述したように、多関節構造をもつモデル
データに対して、先端の関節の位置の移動に伴い、途中
の関節角の角度を解析的に求めるための良く知られた手
法であり、たとえば、上述した論文「シーグラフ'85コ
ンファレンスプロシーディングスVol.19, No.3(1985年)
263頁から270頁（SIGGRAPH'85 Conference Proceeding
s. Vol.19, No.3, July 1985, pp263-pp270）」に詳し
く開示されており、本明細書において、その説明は省略
する。このようにして、位置補正部１０９により得られ
た、各代表関節の角度を示すデータは、モデルデータ格
納部１０５の対応する関節に関する関節データの組（図
５の符号５０１参照）に記憶される。
置は、補正位置算出部１０８により算出された補正位置
に、代表関節の位置を整合させるための計算を実行する
位置補正部１０９を有している。位置補正部１０９は、
制御部１０１から補正位置を与えられることに応答して
起動される。より詳細には、位置補正部１０９は、モデ
ルデータ格納部１０５にて保持されたデータを参照し
て、指示された代表関節を、指定された位置に移動する
補正処理を実行する。補正処理は、モデルデータ格納部
１０５に保持されたモデルのデータ、すなわち、モデル
の基本動作のデータを初期値として、各関節の角度を補
正して位置合わせをすることにより実現される。関節の
角度を補正するためには、逆機構解析を用いればよい。
この方法は、前述したように、多関節構造をもつモデル
データに対して、先端の関節の位置の移動に伴い、途中
の関節角の角度を解析的に求めるための良く知られた手
法であり、たとえば、上述した論文「シーグラフ'85コ
ンファレンスプロシーディングスVol.19, No.3(1985年)
263頁から270頁（SIGGRAPH'85 Conference Proceeding
s. Vol.19, No.3, July 1985, pp263-pp270）」に詳し
く開示されており、本明細書において、その説明は省略
する。このようにして、位置補正部１０９により得られ
た、各代表関節の角度を示すデータは、モデルデータ格
納部１０５の対応する関節に関する関節データの組（図
５の符号５０１参照）に記憶される。
【００３３】上述したように、モデルデータ格納部１０
５に記憶された所定の代表関節に対応する関節データの
組が、位置補正部１０９により補正された後に、制御部
１０１は、補正されたモデルデータに基づき、画像デー
タを生成するように、描画部１０１に指示を与える。こ
れにより、アニメーション画像の一こま分の画像が得ら
れる。
５に記憶された所定の代表関節に対応する関節データの
組が、位置補正部１０９により補正された後に、制御部
１０１は、補正されたモデルデータに基づき、画像デー
タを生成するように、描画部１０１に指示を与える。こ
れにより、アニメーション画像の一こま分の画像が得ら
れる。
【００３４】このような処理を、タイマ１０２から得ら
れた時間情報にしたがって、所定のタイミングで繰り返
すことにより、拘束条件にしたがってアニメーション画
像（動画像）を、ディスプレイ（図示せず）の画面上に
得ることができる。
れた時間情報にしたがって、所定のタイミングで繰り返
すことにより、拘束条件にしたがってアニメーション画
像（動画像）を、ディスプレイ（図示せず）の画面上に
得ることができる。
【００３５】図２（Ａ）は、本実施の形態にかかる動作
生成装置により、腕のみに拘束条件を与えて、モデルを
動作させた状態を模式的に示す図である。図２（Ａ）に
おいては、肩関節２０１、肘関節２０２、手首関節２０
３の位置、および、回転角を示すデータが、モーション
キャプチャを用いて、基本動作データとして、基本動作
データ格納部１０３に予め格納されている。たとえば、
代表関節が手首関節２０３であり、図２に示すように、
基本動作データに基づく代表関節の動作開始点がａ、動
作終了点がｂ、動作軌跡がＰ[a,e,b]であると考える。
その一方、モデルの初期状態での手首関節位置（動作開
始点）がｃ、最終状態での手首関節位置（動作終了点）
がｄであるように、拘束条件が与えられているとする。
基本動作データに基づく動作通過位置であるｅにおい
て、各関節の位置および角度が、点２０１、２０４およ
び２０５により決定されているとすると、補正位置算出
部１０８の演算により、通過位置ｅに対応する補正位置
が、点ｆ（符号２０７）として求まり、さらに、位置補
正部１０９の演算により、点２０１、２０４および２０
５により決定される状態を初期状態として、逆機構解析
が実行されて、補正後の各関節の位置および回転角が、
点２０１、２０６および２０７により決定される。軌跡
Ｐ上の他の点に関しても、上述した演算をすることによ
り、補正された軌跡Ｐ’を求めることができ、また、肘
関節の補正位置をも求めることができる。これにより、
自然な動作のアニメーション画像を求めることが可能と
なる。
生成装置により、腕のみに拘束条件を与えて、モデルを
動作させた状態を模式的に示す図である。図２（Ａ）に
おいては、肩関節２０１、肘関節２０２、手首関節２０
３の位置、および、回転角を示すデータが、モーション
キャプチャを用いて、基本動作データとして、基本動作
データ格納部１０３に予め格納されている。たとえば、
代表関節が手首関節２０３であり、図２に示すように、
基本動作データに基づく代表関節の動作開始点がａ、動
作終了点がｂ、動作軌跡がＰ[a,e,b]であると考える。
その一方、モデルの初期状態での手首関節位置（動作開
始点）がｃ、最終状態での手首関節位置（動作終了点）
がｄであるように、拘束条件が与えられているとする。
基本動作データに基づく動作通過位置であるｅにおい
て、各関節の位置および角度が、点２０１、２０４およ
び２０５により決定されているとすると、補正位置算出
部１０８の演算により、通過位置ｅに対応する補正位置
が、点ｆ（符号２０７）として求まり、さらに、位置補
正部１０９の演算により、点２０１、２０４および２０
５により決定される状態を初期状態として、逆機構解析
が実行されて、補正後の各関節の位置および回転角が、
点２０１、２０６および２０７により決定される。軌跡
Ｐ上の他の点に関しても、上述した演算をすることによ
り、補正された軌跡Ｐ’を求めることができ、また、肘
関節の補正位置をも求めることができる。これにより、
自然な動作のアニメーション画像を求めることが可能と
なる。
【００３６】或いは、図２（Ｂ）に示すように、モーシ
ョンキャプチャのデータが、全身動作である場合には、
全身の各関節に対応付けられた動作データについて、拘
束条件を加えたい部分の関節に対応付けられたデータの
みを、上記方法により拘束することも可能である。これ
によって、全身の動作を伴った、拘束条件付きの自然な
動作生成を行うことができる。
ョンキャプチャのデータが、全身動作である場合には、
全身の各関節に対応付けられた動作データについて、拘
束条件を加えたい部分の関節に対応付けられたデータの
みを、上記方法により拘束することも可能である。これ
によって、全身の動作を伴った、拘束条件付きの自然な
動作生成を行うことができる。
【００３７】上述した例においては、基本動作が一つで
あり、一つの基本動作を示すデータに基づき、動作を補
正しているが、基本動作自体が複数ある場合が考えられ
る。以下、基本動作が複数ある場合につき、簡単に説明
を加える。図３は、本実施の形態にかかる動作生成装置
によりモデルを動作させた状態の他の例を模式的に示す
図である。図３に示すように、この例においては、点３
０１、３０２および３０３により決定される腕を、上部
で水平移動した基本動作（符号３１１参照）と、下部で
水平移動した基本動作３１２が、基本動作として定義さ
れ、かつ、拘束条件として、その途中の位置を腕が移動
する場合を考える。この場合には、移動すべき高さの位
置にて、２つの基本動作の二つの高さを結ぶ線分を内分
し、各関節の角度を、その内分割合にしたがって合成す
ることにより、新たな動作（符号３１３）を得ることが
できる。しかしながら、この動作は、関節角度を単純に
内分割合により合成して得ているにすぎないため、目的
とする位置（符号３１４参照）を満足するとは限らな
い。そこで、動作３１３を新たな基本動作として、補正
位置算出部１０８、位置補正部１０９により処理を施す
ことにより、所望の位置を得ることが可能となる。
あり、一つの基本動作を示すデータに基づき、動作を補
正しているが、基本動作自体が複数ある場合が考えられ
る。以下、基本動作が複数ある場合につき、簡単に説明
を加える。図３は、本実施の形態にかかる動作生成装置
によりモデルを動作させた状態の他の例を模式的に示す
図である。図３に示すように、この例においては、点３
０１、３０２および３０３により決定される腕を、上部
で水平移動した基本動作（符号３１１参照）と、下部で
水平移動した基本動作３１２が、基本動作として定義さ
れ、かつ、拘束条件として、その途中の位置を腕が移動
する場合を考える。この場合には、移動すべき高さの位
置にて、２つの基本動作の二つの高さを結ぶ線分を内分
し、各関節の角度を、その内分割合にしたがって合成す
ることにより、新たな動作（符号３１３）を得ることが
できる。しかしながら、この動作は、関節角度を単純に
内分割合により合成して得ているにすぎないため、目的
とする位置（符号３１４参照）を満足するとは限らな
い。そこで、動作３１３を新たな基本動作として、補正
位置算出部１０８、位置補正部１０９により処理を施す
ことにより、所望の位置を得ることが可能となる。
【００３８】図４は、図３に示す動作を得るための動作
生成装置、すなわち、第２の実施の形態にかかる動作生
成装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。図４
に示すように、この動作生成装置は、図１に示す構成
に、複数の、拘束条件付き基本動作データ格納部４０１
と、所望の拘束条件にもっとも合致する一以上の拘束条
件付き基本動作データを選択して、これらデータを、分
配合成することにより、所望の拘束条件にある程度合致
した基本動作データを生成して、これを基本動作データ
格納部１０３に記憶する動作選択／補間部４０２とが付
加されている。
生成装置、すなわち、第２の実施の形態にかかる動作生
成装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。図４
に示すように、この動作生成装置は、図１に示す構成
に、複数の、拘束条件付き基本動作データ格納部４０１
と、所望の拘束条件にもっとも合致する一以上の拘束条
件付き基本動作データを選択して、これらデータを、分
配合成することにより、所望の拘束条件にある程度合致
した基本動作データを生成して、これを基本動作データ
格納部１０３に記憶する動作選択／補間部４０２とが付
加されている。
【００３９】動作選択／補間部４０２は、代表関節の高
さ、目標点の高さ、各関節間の長さ、初期の関節角の状
態などを評価基準として、基本動作データを選択する。
これにより、一以上の拘束条件つきの基本動作データを
選択して、目標となる拘束条件との関連性から、基本動
作データのデータ値に重み付けをして、重み付けられた
データ値を合成する。
さ、目標点の高さ、各関節間の長さ、初期の関節角の状
態などを評価基準として、基本動作データを選択する。
これにより、一以上の拘束条件つきの基本動作データを
選択して、目標となる拘束条件との関連性から、基本動
作データのデータ値に重み付けをして、重み付けられた
データ値を合成する。
【００４０】このように、基本動作データ格納部１０３
に与えられるデータを、動作選択／補間部４０２にて作
成することにより、たとえば、棚を開ける動作に関し
て、種々の高さに位置する種々の大きさの棚を開けるた
めの多数の基本動作を、モーションキャプチャなどを用
いて記録、定義しておく必要がなく、たとえば、上部、
中央および下部に位置する棚を開けるための動作のみを
記録するにもかかわらず、適応的に拘束条件に合致した
動作を生成することが可能となる。
に与えられるデータを、動作選択／補間部４０２にて作
成することにより、たとえば、棚を開ける動作に関し
て、種々の高さに位置する種々の大きさの棚を開けるた
めの多数の基本動作を、モーションキャプチャなどを用
いて記録、定義しておく必要がなく、たとえば、上部、
中央および下部に位置する棚を開けるための動作のみを
記録するにもかかわらず、適応的に拘束条件に合致した
動作を生成することが可能となる。
【００４１】本発明は、以上の実施の形態に限定される
ことなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内
で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内
に包含されるものであることは言うまでもない。
ことなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内
で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内
に包含されるものであることは言うまでもない。
【００４２】たとえば、前記実施の形態においては、動
作するモデルに対する拘束条件が一つであったが、本発
明はこれに限定されるものではなく、複数の拘束条件を
与えてモデルの動作を生成することも可能である。たと
えば、腕の先端位置を拘束するとともに、肘の関節位置
を拘束する場合を考える。この場合には、関節間の位置
関係、関節間の距離、拘束条件などに関して、矛盾する
条件が設定されることが考えられるが、以下の手法によ
り、これを回避することが可能である。
作するモデルに対する拘束条件が一つであったが、本発
明はこれに限定されるものではなく、複数の拘束条件を
与えてモデルの動作を生成することも可能である。たと
えば、腕の先端位置を拘束するとともに、肘の関節位置
を拘束する場合を考える。この場合には、関節間の位置
関係、関節間の距離、拘束条件などに関して、矛盾する
条件が設定されることが考えられるが、以下の手法によ
り、これを回避することが可能である。
【００４３】第１の手法として、拘束条件、設定される
関節に優先度を付ければ良い。この場合に、満たすこと
ができない矛盾した拘束条件が設定されると、優先度の
より高い拘束条件をまず採用して、矛盾が生じない範囲
で、優先度のより低い拘束条件を採用する。或いは、第
２の手法として、拘束条件を満たさない場合に、その満
たさない度合いにしたがってペナルティを与え、ペナル
ティの最も低い条件を求めても良い。たとえば、拘束条
件に位置が含まれる場合には、上記ペナルティを、拘束
される位置と拘束すべき関節の実際の位置との間の距離
を評価基準として決定する。このような手法を用いるこ
とにより、複数の拘束条件を設定し、これらの間に矛盾
が存在する場合であっても、意図した拘束により近い動
作を生成することが可能となる。
関節に優先度を付ければ良い。この場合に、満たすこと
ができない矛盾した拘束条件が設定されると、優先度の
より高い拘束条件をまず採用して、矛盾が生じない範囲
で、優先度のより低い拘束条件を採用する。或いは、第
２の手法として、拘束条件を満たさない場合に、その満
たさない度合いにしたがってペナルティを与え、ペナル
ティの最も低い条件を求めても良い。たとえば、拘束条
件に位置が含まれる場合には、上記ペナルティを、拘束
される位置と拘束すべき関節の実際の位置との間の距離
を評価基準として決定する。このような手法を用いるこ
とにより、複数の拘束条件を設定し、これらの間に矛盾
が存在する場合であっても、意図した拘束により近い動
作を生成することが可能となる。
【００４４】また、前記第１の実施の形態においては、
個々の基本動作データを、独立に取り扱っているが、こ
れに限定されるものではない。たとえば、基本動作デー
タ格納部１０３の基本動作データと、補正位置算出部１
０８の補正位置を算出するためのプログラムとを組み合
わせておいても良い。これは、「ドアを開ける」、「腕
を伸ばす」、「蹴る」或いは「歩く」などの基本動作ご
とに、必要な処理を、対応付けておくことにより、動作
ごとに必要なプログラムの選択を、利用者に意識させる
ことなく処理を実行することが好ましいことによる。同
様に、前記第２の実施の形態について、拘束条件付き基
本動作データ記憶部４０１の基本動作データと、動作選
択／補間部４０２のプログラムと、補正位置算出部１０
８のプログラムとを組み合わせておいても良い。これに
より、基本的な制御機構を変更することなく、動作デー
タを入れ替えるだけで、最適なプログラムを展開し、各
種の動作を生成することが可能となる。
個々の基本動作データを、独立に取り扱っているが、こ
れに限定されるものではない。たとえば、基本動作デー
タ格納部１０３の基本動作データと、補正位置算出部１
０８の補正位置を算出するためのプログラムとを組み合
わせておいても良い。これは、「ドアを開ける」、「腕
を伸ばす」、「蹴る」或いは「歩く」などの基本動作ご
とに、必要な処理を、対応付けておくことにより、動作
ごとに必要なプログラムの選択を、利用者に意識させる
ことなく処理を実行することが好ましいことによる。同
様に、前記第２の実施の形態について、拘束条件付き基
本動作データ記憶部４０１の基本動作データと、動作選
択／補間部４０２のプログラムと、補正位置算出部１０
８のプログラムとを組み合わせておいても良い。これに
より、基本的な制御機構を変更することなく、動作デー
タを入れ替えるだけで、最適なプログラムを展開し、各
種の動作を生成することが可能となる。
【００４５】さらに、上記実施の形態において、データ
および各構成部分を作動させるためのプログラムは、フ
ロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記憶
しておいても良いし、或いは、ネットワークを介して、
利用者の装置に与えられても良い。
および各構成部分を作動させるためのプログラムは、フ
ロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記憶
しておいても良いし、或いは、ネットワークを介して、
利用者の装置に与えられても良い。
【００４６】なお、本発明により実現できる動作には、
たとえば、高さの異なる棚の開閉動作、ノブの位置の異
なるドアの開閉動作、高さや傾斜の異なる階段や坂道の
昇り降り、到達点の異なる動作（たとえば、手を伸ばし
たり、殴る蹴るなどの動作）が含まれる。また、腕の長
さや足の長さなどプロポーションの異なるキャラクタの
動作も生成することが可能となる。これにより、動作の
自由度の高いゲームシステムや、機器の操作シミュレー
ションシステム、或いは、建築、景観シミュレーション
システムに、本発明を適用することができる。
たとえば、高さの異なる棚の開閉動作、ノブの位置の異
なるドアの開閉動作、高さや傾斜の異なる階段や坂道の
昇り降り、到達点の異なる動作（たとえば、手を伸ばし
たり、殴る蹴るなどの動作）が含まれる。また、腕の長
さや足の長さなどプロポーションの異なるキャラクタの
動作も生成することが可能となる。これにより、動作の
自由度の高いゲームシステムや、機器の操作シミュレー
ションシステム、或いは、建築、景観シミュレーション
システムに、本発明を適用することができる。
【００４７】また、本明細書において、手段とは必ずし
も物理的手段を意味するものではなく、各手段の機能
が、ソフトウェアによって実現される場合も包含する。
さらに、一つの手段或いは部材の機能が、二つ以上の物
理的手段或いは部材により実現されても、若しくは、二
つ以上の手段或いは部材の機能が、一つの手段或いは部
材により実現されてもよい。
も物理的手段を意味するものではなく、各手段の機能
が、ソフトウェアによって実現される場合も包含する。
さらに、一つの手段或いは部材の機能が、二つ以上の物
理的手段或いは部材により実現されても、若しくは、二
つ以上の手段或いは部材の機能が、一つの手段或いは部
材により実現されてもよい。
【００４８】
【発明の効果】本発明によれば、希望する動作全てに関
して、動作データをあらかじめ登録しておく必要がな
く、限定された数の代表的な動作を基本動作データとし
て登録するだけで、拘束条件に合った動作を、基本動作
の動きを保ったまま、生成することができる。
して、動作データをあらかじめ登録しておく必要がな
く、限定された数の代表的な動作を基本動作データとし
て登録するだけで、拘束条件に合った動作を、基本動作
の動きを保ったまま、生成することができる。
【００４９】すなわち、本発明によれば、人間などの多
関節構造体の動作をリアルに表現し、かつ、指示した位
置などの拘束条件を満たす動作を生成する動作生成装置
を提供することが可能となる。
関節構造体の動作をリアルに表現し、かつ、指示した位
置などの拘束条件を満たす動作を生成する動作生成装置
を提供することが可能となる。
【図１】 図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる
動作生成装置の構成を示すブロックダイヤグラムであ
る。
動作生成装置の構成を示すブロックダイヤグラムであ
る。
【図２】 図２は、第１の実施の形態にかかる動作生成
装置により、モデルを動作させた状態を模式的に示す図
である。
装置により、モデルを動作させた状態を模式的に示す図
である。
【図３】 図３は、本発明の第２の実施の形態にかかる
動作生成装置により、モデルを動作させた状態を模式的
に示す図である。
動作生成装置により、モデルを動作させた状態を模式的
に示す図である。
【図４】 図４は、本発明の第２の実施の形態にかかる
動作生成装置の構成を示すブロックダイヤグラムであ
る。
動作生成装置の構成を示すブロックダイヤグラムであ
る。
【図５】 図５は、モデルデータ格納部に記憶されたデ
ータの構造を示す図である。
ータの構造を示す図である。
１００ 動作生成装置 １０１ 制御部 １０２ タイマ １０３ 基本動作データ格納部 １０４ 動作生成部 １０５ モデルデータ格納部 １０６ 描画部 １０７ 拘束データ格納部 １０８ 補正位置算出部 １０９ 位置補正部
Claims (7)
- 【請求項１】 複数の関節からなるモデルを、各関節の
角度変化により動作させた画像を示す画像データを生成
する動作生成装置において、 各関節の所定時間ごとの変化を示す基本動作データを保
持する基本動作データ格納手段と、 前記基本動作データに基づき決定される、前記関節から
選択された特定関節の位置と、少なくともモデルの動作
の一部を規定する拘束条件とに基づき、特定関節の補正
位置を算出する補正位置算出手段と、 算出された補正位置と特定関節の位置とを一致させるよ
うに、基本動作データに基づく位置を初期位置として、
各関節の角度を変更する位置補正手段とを備え、位置補
正手段により変更された各関節の角度に基づく画像デー
タを生成するように構成されたことを特徴とする動作生
成装置。 - 【請求項２】 複数の関節からなるモデルを、各関節の
角度変化により動作させた画像を示す画像データを生成
する動作生成装置であって、モデルが動作する際の時間
を計測するタイマと、タイマにより計測された時間に基
づき、画像データを生成させるための指示を与える制御
手段と、各関節の所定時間ごとの変化を示す基本動作デ
ータを保持する基本動作データ格納手段と、動作させる
べきモデルの形状を示す形状データ、各関節の角度を示
す角度データ、および、関節間の長さを示す長さデータ
を保持するモデルデータ格納手段と、前記制御手段より
与えられた指示に応答して、基本動作データ格納部に格
納された基本動作データを読み出し、これに基づき、モ
デルの各関節の角度データを算出して、前記モデルデー
タ格納手段に与える動作再生手段と、前記制御手段によ
り与えられた指示に応答して、基本動作モデルデータに
基づき、現在の状態のモデルを描画する描画手段とを備
えた動作生成装置において、 モデルの動作の少なくとも一部を規定する拘束条件を保
持する拘束データ格納手段と、 前記制御手段からの指示に応答して、該拘束条件および
当該拘束条件が適用される、前記関節から選択された代
表関節の位置に基づき、当該代表関節の補正位置を求め
る補正位置算出手段と、 算出された補正位置と、長さデータおよび角度データと
に基づき、代表関節の位置が補正位置に合致するよう
に、各関節の角度データを補正し、補正された角度デー
タにて、モデルデータ格納手段中のデータを更新する位
置補正手段とを備えたことを特徴とする動作生成装置。 - 【請求項３】 前記基本動作データ格納手段が、予め複
数の拘束条件を備えた基本動作データを有し、 さらに、前記拘束データ格納手段中の拘束条件にしたが
って、複数の拘束条件付き基本動作データのうちの少な
くとも一つ以上を選択して、選択された基本動作データ
に基づき、補間された基本動作データを生成する動作選
択／補間手段を備えたことを特徴とする請求項１または
２に記載の動作生成装置。 - 【請求項４】 前記拘束条件が、動作開始点、動作終了
点、および、動作通過点の関節位置の少なくとも一つで
あることを特徴とする請求項１、２または３に記載の動
作生成装置。 - 【請求項５】 前記位置補正部が、逆機構解析により、
各関節の変位分を求めることを特徴とする請求項１ない
し４の何れか一項に記載の動作生成装置。 - 【請求項６】 複数の関節からなるモデルを、各関節の
角度変化により動作させた画像を示す画像データを生成
する動作生成方法において、 各関節の所定時間ごとの変化を示す基本動作データを保
持し、 前記基本動作データに基づき決定される、前記関節から
選択された特定関節の位置と、少なくともモデルの動作
の一部を規定する拘束条件の位置とに基づき、特定関節
の補正位置を算出し、 算出された補正位置と特定関節の位置とを一致させるよ
うに、基本動作データに基づく位置を初期位置として、
各関節の角度を変更し、 位置変更手段により変更された各関節の角度に基づく画
像データを生成するように構成された動作生成方法。 - 【請求項７】 複数の関節からなるモデルを、各関節の
角度変化により動作させた画像を示す画像データを生成
する動作生成方法を実行させるためのプログラムを記憶
したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、 各関節の所定時間ごとの変化を示す基本動作データを保
持し、 前記基本動作データに基づき決定される、前記関節から
選択された特定関節の位置と、少なくともモデルの動作
の一部を規定する拘束条件の位置とに基づき、特定関節
の補正位置を算出し、 算出された補正位置と特定関節の位置とを一致させるよ
うに、基本動作データに基づく位置を初期位置として、
各関節の角度を変更し、 位置変更手段により変更された各関節の角度に基づく画
像データを生成するように構成された動作生成方法を実
行させるプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可
能な記憶媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9148050A JPH10340354A (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | 動作生成装置、動作制御方法、および、これを実行するためのプログラムを記憶した記憶媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9148050A JPH10340354A (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | 動作生成装置、動作制御方法、および、これを実行するためのプログラムを記憶した記憶媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10340354A true JPH10340354A (ja) | 1998-12-22 |
Family
ID=15444035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9148050A Pending JPH10340354A (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | 動作生成装置、動作制御方法、および、これを実行するためのプログラムを記憶した記憶媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10340354A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-06-05 JP JP9148050A patent/JPH10340354A/ja active Pending
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