JPH1040418A - ３次元骨格構造の動き送受信装置、および動き送受信方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ネットワークを基本とした骨格構造を持つＣ
Ｇキャラクタの動き情報を送受信できるようにするこ
と。 【解決手段】 ＣＧキャラクタの動きを３次元軌跡情報
をもとに動きの始点位置、動きの終点位置、動きの始点
位置から終点位置との間の経過点情報、および接続方法
に分解し、動きデータを圧縮、および復元して転送する
ことで、インタラクティブなＣＧキャラクタアニメーシ
ョンを生成する。動きデータを圧縮する場合、３次元仮
想空間を考え、この３次元仮想空間を分割したサブ３次
元仮想空間を用いて、人間の運動を定義する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インターネットな
どのネットワークをベースとした３次元コンピュータグ
ラフィックス（以下、「３ＤＣＧ：three dimensional
computer graphics 」という。）を制作、あるいは商用
的に利用する際に、例えば、人間などの複雑な骨格構造
を持つキャラクタの自然な動きを効率良く送受信するた
めの３次元骨格構造の動き送受信装置、および動き送受
信方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、３ＤＣＧの利用分野として、ＷＷ
Ｗ(World Wide Web)などのインターネット上での仮想商
店(Virtual Mall)や、各種ホームページなどが注目され
ている。特に、インターネットの急速な発達によって、
ゲームや映画などの３ＤＣＧを家庭内で手軽に扱う環境
が整いつつある。

【０００３】従来のＷＷＷなどでは、インターネットを
介して、パーソナルコンピュータやワークステーション
などのサーバと呼ばれるマシンに、パーソナルコンピュ
ータなどの複数のクライアントと呼ぶマシンが接続され
ており、クライアントからの要求に応じるべく、必要に
応じて、サーバが提供する画像、音声、テキスト、およ
び配置の情報などのデータをダウンロードし、クライア
ント側で再構築することで、必要な情報を得ることがで
きるようになっている。このサーバーとクライアントと
の間の通信には、ＴＣＰ／ＩＰ(Tranamission Control
Protocol/Internet Protocol) に基づく通信方法が採用
されている。

【０００４】従来、サーバ側から提供されるデータは、
主として、テキストデータ、および画像データのみであ
ったが、最近では、ＶＲＭＬ(Virtual Reality Modelin
g Language) や、ＶＲＭＬのブラウザの標準化が進み、
形状、シーンなどの３ＤＣＧデータそのものを転送しよ
うとする動きがある。

【０００５】ここで、上記ＶＲＭＬついて簡単に説明す
る。ＨＭＴＬ(Hyper Text Markup Language)などのよう
に、画像、およびテキストを主体とする従来のデータ形
式では、画像データ、特に、動画データを転送するのに
膨大な転送時間と転送コストとが必要である。そのた
め、現状のシステムでは、ネットワークトラフィックの
制約がある。これに対し、従来の３ＤＣＧでは、形状を
含めて、視点情報や、光源情報などの全てを３次元デー
タで処理していた。コンピュータグラフィックス（以
下、「ＣＧ：computer graphics 」という。）技術が進
歩するにつれて、ＣＧで作成した画像の画質が急速に向
上し、ＣＧデータをそのまま転送する方がデータ量の点
からも非常に効率が良くなっている。通常、同等の画像
データを送る場合の１／１００以上の圧縮率である。そ
こで、ネットワークを介した３ＤＣＧデータの転送方法
を標準化する動きが起こりつつある。その１つの取り組
みとして、ＶＲＭＬと呼ぶ３ＤＣＧデータの標準化が提
案されている（ＶＲＭＬ Ver.2.0）。ＶＲＭＬ Ver.2.0
では、プリミティブと呼ぶ形状データ、および各種の光
源データ、視点データ、テクスチャデータなどのデータ
フォーマット、ならびに剛体の移動の指定方法などを規
定している。

【０００６】一方、従来のＣＧ分野で最近注目されてい
るのが、リアルタイムで画像を作っているアニメーショ
ン、いわゆるリアルアニメーションである。このリアル
アニメーションを採用することにより、ＣＭ(commercia
l message)や、映画を中心にＣＧキャラクタのリアルな
動きを再現する工夫がなされている。その１つとして、
人間などの複雑な形状を骨格構造で表し、時々刻々変化
する骨格の関節の移動量を定義することで、複雑な動き
を自然に再現するキネマティックス法と呼ぶ方法があ
る。

【０００７】上記キネマティックス法は、ロボット工学
を中心に開発された技術である。かかるキネマティック
ス法は、、直鎖リンク構造を持つ骨格モデル（リンクと
ジョイント（間接）とから構成されている。）のジョイ
ント部分のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向における回転角度とＸ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向における移動量（位置）とを設定す
ることによって、骨格モデルの姿勢を決定するものであ
る。

【０００８】このキネマティックス法をＣＧで作成した
任意の骨格構造のキャラクタに適用することで、従来の
ポリゴンをベースとしたアニメーション（キーフレーム
法などとの併用により生成される。）に比べて、データ
量の削減が図れると同時に、人間や恐竜などの自然な動
きを再現することが可能になりつつある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＶＲＭ
Ｌを中心とする従来のインターネット上での３ＤＣＧモ
デリング言語では、物体の連続した時系列的な動きを定
義する方法などが考慮されていないのが実情である。ま
た、人間などの複雑な形状の動き、換言すると、例え
ば、手足の自然な姿勢などを定義する方法も無いのが実
情である。

【００１０】さらに、キネマティックス法を基本とした
従来のアニメーションを生成する場合において、滑らか
な動きを生成するためには、モーションデータ量が多く
必要となる。そのため、ネットワークへの応用を考えた
場合、トラフィックの問題を解消するまでに至っていな
いのが実情である。

【００１１】かかる現状に対処するために、本願発明者
等は、人間などの複雑な構造を骨格構造で定義し、指定
された骨格の基準位置（以下、「ルート」という。）
と、骨格の各関節位置の動き情報とを圧縮、および復元
して送受信するための機構と、骨格構造の階層関係、骨
格構造の初期状態、骨格構造の制約条件（例えば、各関
節の回転の自由度や回転の範囲など）、骨格に対応付け
られる形状データ、および骨格構造との対応関係データ
を含む初期情報に付加する骨格構造の動きデータを３次
元仮想空間内での動きの代表的な要素データ（以下、
「基本動作」という。）に分解し、この分解された基本
動作を当該基本動作の代表的な動きの接続方法とともに
伝送する、または復元する機構と、送受信されたアニメ
ーション情報をもとに必要となる骨格構造の姿勢を決定
する機構と、送受信されるアバタの動き情報をもとに操
作する、ユーザの指示に従って、例えば、動きの方向や
基本の動作のシーケンスなどの動きの操作をインタラク
ティブに変更する機構とを含むようにすれば、人間のよ
うな複雑な構造を持つキャラクタの３次元での動きを送
受信する場合、人間の階層を骨格構造で定義し、定義さ
れた骨格構造の一部の関節の３次元仮想空間内での移動
量を、時系列的に送受信する、または代表的な動きの要
素にこの代表的な動きの要素の接続方法を付加して送受
信することができる結果、ネットワークをベースとした
送受信系でのキャラクタの自然で滑らかな運動を送受信
でき、転送時のデータ量も大幅に削減できるのではない
かと着想した。

【００１２】本発明は、上記着想に基づきなされたもの
で、インターネットに接続されたクライアントとサーバ
との間で、骨格構造（階層構造）を持つ人間のような複
雑な形状（アバタ）と、アバタの基本となる動きデータ
とを送受信し、ネットワーク上の３次元仮想空間内でア
バタをインタラクティブに操作し合うことを可能にする
３次元骨格構造の動き送受信装置、および動き送受信方
法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明にかかる３次元骨格構造の動
き送受信装置は、送信側から３次元コンピュータグラフ
ィックスにおける骨格構造の動きデータを受信側に送信
し、受信側で送信されてきた骨格構造の動きデータをも
とにアニメーションを生成するための装置であって、上
記受信側からの要求に応じて、上記骨格構造の階層関係
を定義する階層データ、この階層データの初期状態、骨
格の関節の制約条件、骨格に対応付ける形状データ、上
記骨格構造との対応関係データを含む初期情報に付加し
て、上記骨格構造の動きデータを、時系列データとして
送信するか、３次元仮想空間内での動きの特徴となる要
素データに分解し、この分解された要素データに当該要
素データの接続方法を付加したデータとして送信するか
否かを決定し、この決定された送信態様で上記初期情報
に上記骨格構造の動きデータを付加して送信するための
送信手段と、送信側コンピュータ上にある送信ブロクラ
ムと受信側コンピュータ上にある受信プログラムとによ
って、上記初期情報に上記骨格構造の動きデータを付加
したコンピュータグラフィックスアニメーションデータ
を送信側コンピュータから受信側コンピュータに伝送す
るための伝送手段と、上記伝送手段から伝送されてきた
上記コンピュータグラフィックスアニメーションデータ
を受信し、この受信した上記コンピュータグラフィック
スアニメーションデータの送信態様を判別し、上記初期
情報に付加される上記骨格構造の動きデータが時系列的
データとして送信されてきたと判別したときには、上記
初期情報、および時系列的データとして送信されてきた
上記骨格構造の動きデータを解釈し、運動学に基づいて
上記骨格構造の姿勢を決定する一方、上記初期情報に付
加される上記骨格構造の動きデータが３次元仮想空間内
での動きの特徴となる要素データに分解され、この分解
された要素データに当該要素データの接続方法が付加さ
れたデータとして送信されてきたと判別されたときに
は、上記初期情報、および分解された要素データにこの
要素データの接続方法が付加されたデータとして送信さ
れてきた上記骨格構造の動きデータを解釈し、運動学に
基づいて上記骨格構造の姿勢を決定するための受信手段
とを含むことを特徴とするものである。

【００１４】請求項２に記載の発明にかかる３次元骨格
構造の動き送受信装置は、送信側から３次元コンピュー
タグラフィックスにおける骨格構造の動きデータを受信
側に送信し、受信側で送信されてきた骨格構造の動きデ
ータをもとにアニメーションを生成するための装置であ
って、上記受信側からの要求に応じて、上記骨格構造の
階層関係を定義する階層データ、この階層データの初期
状態、骨格の関節の制約条件、骨格に対応付ける形状デ
ータ、上記骨格構造との対応関係データ、上記形状デー
タの一部に対して動画マッピングする動画データ列、お
よびマッピング方法を含む初期情報に付加して、上記骨
格構造の動きデータを、時系列データとして送信する
か、３次元仮想空間内での動きの特徴となる要素データ
に分解し、この分解された要素データに当該要素データ
の接続方法を付加したデータとして送信するか否かを決
定し、この決定された送信態様で上記初期情報に上記骨
格構造の動きデータを付加して送信するための送信手段
と、送信側コンピュータ上にある送信プログラムと受信
側コンピュータ上にある受信プログラムとによって、上
記初期情報に上記骨格構造の動きデータを付加したコン
ピュータグラフィックスアニメーションデータを送信側
コンピュータから受信側コンピュータに伝送するための
伝送手段と、上記伝送手段から伝送されてきた上記コン
ピュータグラフィックスアニメーションデータを受信
し、この受信した上記コンピュータグラフィックスアニ
メーションデータの送信態様を判別し、上記初期情報に
付加される上記骨格構造の動きデータが時系列的データ
として送信されてきたと判別したときには、上記初期情
報、および時系列的データとして送信されてきた上記骨
格構造の動きデータを解釈し、運動学に基づいて上記骨
格構造の姿勢を決定する一方、上記初期情報に付加され
る上記骨格構造の動きデータが３次元仮想空間内での動
きの特徴となる要素データに分解され、この分解された
要素データに当該要素データの接続方法が付加されたデ
ータとして送信されてきたと判別されたときには、上記
初期情報、および分解された要素データにこの要素デー
タの接続方法が付加されたデータとして送信されてきた
上記骨格構造の動きデータを解釈し、運動学に基づいて
上記骨格構造の姿勢を決定するための受信手段とを含む
ことを特徴とするものである。

【００１５】請求項３に記載の発明にかかる３次元骨格
構造の動き送受信装置は、請求項１または２に記載の３
次元骨格構造の動き送受信装置において、上記送信手段
は、上記骨格構造を定義し、この定義された骨格構造デ
ータを初期情報として送信するための手段と、上記骨格
構造の予め定める部分の運動の３次元仮想空間での軌跡
を基に代表的な要素データに分解し、この分解された要
素データに当該要素データの接続方法を付加して送信す
るための手段とを含み、上記受信手段は、伝送されてき
た骨格構造データを初期情報として復元するための手段
と、初期状態として復元された骨格構造データに対応付
ける形状データを上記骨格構造に割り付けるための手段
と、伝送されてきた要素データ、および伝送されてきた
要素データの接続方法から上記骨格構造の姿勢を決定す
るための手段とを含むことを特徴とするものである。

【００１６】請求項４に記載の発明にかかる３次元骨格
構造の動き送受信装置は、請求項１または２に記載の３
次元骨格構造の動き送受信装置において、上記送信手段
は、上記骨格構造、およびこの骨格構造の動き情報を送
信するための手段と、上記骨格構造の一部に対応付ける
動画像データ列を圧縮し、この圧縮された動画像データ
列に上記骨格構造の運動に応じて動画像を変更する方法
を付加して送信するための手段とを含み、上記受信手段
は、伝送されてきた上記骨格構造、およびこの骨格構造
の動き情報を復元するための手段と、伝送されてきた上
記骨格構造の一部に対応付ける動画像データ列を復元
し、伝送されてきた上記骨格構造の運動に応じて動画像
を変更する方法を用いることによって、上記骨格構造の
姿勢を決定するための手段とを含むことを特徴とするも
のである。

【００１７】請求項５に記載の発明にかかる３次元骨格
構造の動き送受信装置は、請求項１または２に記載の３
次元骨格構造の動き送受信装置において、上記送信部手
段は、送信する上記骨格構造における３次元仮想空間内
での動きデータに関する要素データを決定するべく、送
信の対象となるＣＧキャラクタに対して、このキャラク
タの主要位置にローカル座標系を設定するための手段
と、ローカル座標系が設定された上記キャラクタが動き
得る稼働範囲を包含するような３次元仮想空間を考え、
３次元仮想空間をこの３次元仮想空間に相似するサブ３
次元仮想空間に分割し、このサブ３次元仮想空間をさら
に階層的に分割して、サブ３次元仮想空間の大きさ、サ
ブ３次元仮想空間の分割サイズ、上記キャラクタの移動
に伴うローカル座標系での回転移動行列、および階層化
されたサブ３次元仮想空間の位置に関連する情報から、
上記キャラクタの骨格構造の現在注目する部分が３次元
仮想空間内のどの位置に存在するかを表すための手段と
を含み、上記受信手段は、伝送されてきた上記骨格構造
における３次元仮想空間内での動きデータに関する要素
データをもとに上記骨格構造の姿勢を決定するべく、伝
送されてきた上記キャラクタの動き得る稼働範囲を包含
するような３次元仮想空間を考え、３次元仮想空間をこ
の３次元仮想空間に相似するサブ３次元仮想空間に分割
し、このサブ３次元仮想空間をさらに階層的に分割し
て、サブ３次元仮想空間の大きさ、サブ３次元仮想空間
の分割サイズ、上記キャラクタの移動に伴うローカル座
標系での回転移動行列、および階層化されたサブ３次元
仮想空間の位置に関連する情報から、上記キャラクタの
骨格構造の現在注目する部分が３次元仮想空間内のどの
位置に存在するかを復元するための手段を含むことを特
徴とするものである。

【００１８】請求項６に記載の発明にかかる３次元骨格
構造の動き送受信装置は、請求項１または２に記載の３
次元骨格構造の動き送受信装置において、上記送信部手
段は、送信する上記骨格構造における３次元仮想空間内
での動きデータに関する要素データを決定するべく、送
信の対象となるＣＧキャラクタに対して、このキャラク
タの主要位置にローカル座標系を設定するための手段
と、ローカル座標系が設定された上記キャラクタが動き
得る稼働範囲を包含するような３次元仮想空間を考え、
３次元仮想空間をこの３次元仮想空間に相似するサブ３
次元仮想空間に分割し、このサブ３次元仮想空間をさら
に階層的に分割し、サブ３次元仮想空間の大きさ、サブ
３次元仮想空間の分割サイズ、上記キャラクタの移動に
伴うローカル座標系での回転移動行列、および階層化さ
れたサブ３次元仮想空間の位置に関連する情報から、上
記キャラクタの骨格構造の現在注目する部分が３次元仮
想空間内のどの位置に存在するかを表すための手段と、
３次元仮想空間内での上記キャラクタの骨格構造の現在
注目する部分の位置が離れていることを条件として、上
記コンピュータグラフィックスアニメーションデータに
互いに離れているブロック同士を空間的に補間する補間
情報を付加するための手段とを含み、上記受信手段は、
伝送されきた上記骨格構造における３次元仮想空間内で
の動きデータに関する要素データをもとに上記骨格構造
の姿勢を決定するべく、伝送されてきた上記キャラクタ
の動き得る稼働範囲を包含するような３次元仮想空間を
考え、３次元仮想空間をこの３次元仮想空間に相似する
サブ３次元仮想空間に分割し、このサブ３次元仮想空間
をさらに階層的に分割して、サブ３次元仮想空間の大き
さ、サブ３次元仮想空間の分割サイズ、上記キャラクタ
の移動に伴うローカル座標系での回転移動行列、および
階層化されたサブ３次元仮想空間の位置に関連する情報
から、上記キャラクタの骨格構造の現在注目する部分が
３次元仮想空間内のどの位置に存在するかを復元するた
めの手段と、３次元仮想空間内での上記キャラクタの骨
格構造の現在注目する部分の位置が離れていることを条
件として、伝送されてきた補間情報をもとに互いに離れ
ているブロック同士を空間的に補間することによって、
上記キャラクタの骨格構造の連続的な姿勢を復元するた
めの手段とを含むことを特徴とするものである。

【００１９】請求項７に記載の発明にかかる３次元骨格
構造の動き送受信装置は、請求項１または２に記載の３
次元骨格構造の動き送受信装置において、上記送信手段
は、送信する上記骨格構造における３次元仮想空間内で
の動きデータに関する要素データを決定するべく、送信
の対象となるＣＧキャラクタに対して、このキャラクタ
の主要位置にローカル座標系を設定するための手段と、
ローカル座標系が設定された上記キャラクタが動き得る
稼働範囲を包含するような３次元仮想空間を考え、３次
元仮想空間をこの３次元仮想空間に相似するサブ３次元
仮想空間に分割し、このサブ３次元仮想空間を階層的に
さらに分割して、サブ３次元仮想空間の大きさ、サブ３
次元仮想空間の分割サイズ、上記キャラクタの移動に伴
うローカル座標系での回転移動行列、および階層化され
たサブ３次元仮想空間の位置に関連する情報から、上記
キャラクタの骨格構造の現在注目する部分が３次元仮想
空間内のどの位置に存在するかを表すための手段と、上
記キャラクタの骨格構造における任意に指定する部分の
３次元角度情報を上記コンピュータグラフィックスアニ
メーションデータに付加するための手段とを含み、上記
受信手段は、伝送されてきた上記骨格構造における３次
元仮想空間内での動きデータに関する要素データをもと
に上記骨格構造の姿勢を決定するべく、伝送されてきた
上記キャラクタの動き得る稼働範囲を包含するような３
次元仮想空間を考え、３次元仮想空間をこの３次元仮想
空間に相似するサブ３次元仮想空間に分割し、このサブ
３次元仮想空間をさらに階層的に分割して、サブ３次元
仮想空間の大きさ、サブ３次元仮想空間の分割サイズ、
上記キャラクタの移動に伴うローカル座標系での回転移
動行列、および階層化されたサブ３次元仮想空間の位置
に関連する情報から、上記キャラクタの骨格構造の現在
注目する部分が３次元仮想空間内のどの位置に存在する
かを復元するための手段と、上記キャラクタの骨格構造
における任意に指定する部分の３次元角度情報から上記
キャラクタの骨格構造の姿勢、および形状を復元するた
めの手段とを含むことを特徴とするものである。

【００２０】請求項８に記載の発明にかかる３次元骨格
構造の動き送受信装置は、請求項１または２に記載の３
次元骨格構造の動き送受信装置において、上記受信手段
は、伝送されてきた上記骨格構造の３次元仮想空間内で
の動きの衝突を検出するべく、伝送されてきたＣＧキャ
ラクタの動き得る稼働範囲を包含するような３次元仮想
空間を考え、３次元仮想空間をこの３次元仮想空間に相
似するサブ３次元仮想空間に分割し、このサブ３次元仮
想空間をさらに階層的に分割して、サブ３次元仮想空間
の大きさ、サブ３次元仮想空間の分割サイズ、上記キャ
ラクタの移動に伴うローカル座標系での回転移動行列、
階層化されたサブ３次元仮想空間の位置に関連する情報
から、上記キャラクタの骨格構造の現在注目する部分が
他の対象物と衝突するかどうかの判定を分割されたサブ
３次元仮想空間同士で行なうための手段を含むことを特
徴とするものである。

【００２１】請求項９に記載の発明にかかる３次元骨格
構造の動き送受信装置は、請求項１または２に記載の３
次元骨格構造の動き送受信装置において、上記送信手段
は、送信する上記骨格構造の３次元仮想空間内での動き
位置を設定するべく、送信の対象となるＣＧキャラクタ
の３次元仮想空間内での位置を、当該キャラクタが動き
得る稼働範囲を包含するような３次元仮想空間、および
この３次元仮想空間を分割したサブ３次元仮想空間のう
ちいずれか一方の位置に関連する情報で指定するための
手段と、上記キャラクタの３次元仮想空間内での位置を
変更することを条件として、サブ３次元仮想空間に隣接
するサブ３次元仮想の位置に関連する情報を上記キャラ
クタの骨格構造に与えることによって、上記キャラクタ
の３次元仮想区間内での位置を変更するための手段とを
含み、上記受信手段は、伝送されてきた上記骨格構造の
３次元仮想空間内での動き位置を設定するべく、受信の
対象となる上記キャラクタの３次元仮想空間内での位置
を、伝送された上記キャラクタが動き得る稼働範囲を包
含するような３次元仮想空間、およびこの３次元仮想空
間を分割したサブ３次元仮想空間のいずれか一方の位置
に関連する情報で決定するための手段と、上記送信手段
側で上記キャラクタの３次元仮想空間内での位置が変更
されたことを条件として、伝送されてきたサブ３次元仮
想空間に隣接するサブ３次元仮想空間の位置に関連する
情報をもとに上記キャラクタの３次元仮想区間内での位
置を変更するための手段とを含むことを特徴とするもの
である。

【００２２】請求項１０に記載の発明にかかる３次元骨
格構造の動き送受信方法は、送信側から３次元コンピュ
ータグラフィックスにおける骨格構造の動きデータを受
信側に送信し、受信側で送信されてきた骨格構造の動き
データをもとにアニメーションを生成するための方法で
あって、上記受信側からの要求に応じて、上記骨格構造
の階層関係を定義する階層データ、この階層データの初
期状態、骨格の関節の制約条件、骨格に対応付ける形状
データ、上記骨格構造との対応関係データを含む初期情
報に付加して、上記骨格構造の動きデータを、時系列デ
ータとして送信するか、３次元仮想空間内での動きの特
徴となる要素データに分解し、この分解された要素デー
タに当該要素データの接続方法を付加したデータとして
送信するか否かを決定し、この決定された送信態様で上
記初期情報に上記骨格構造の動きデータを付加して送信
するための送信ステップと、送信側コンピュータ上にあ
る送信プログラムと受信側コンピュータ上にある受信プ
ログラムとによって、上記初期情報に上記骨格構造の動
きデータを付加したコンピュータグラフィックスアニメ
ーションデータを送信側コンピュータから受信側コンピ
ュータに伝送するための伝送ステップと、上記伝送ステ
ップから伝送されてきた上記コンピュータグラフィック
スアニメーションデータを受信し、この受信した上記コ
ンピュータグラフィックスアニメーションデータの送信
態様を判別し、上記初期情報に付加される上記骨格構造
の動きデータが時系列的データとして送信されてきたと
判別したときには、上記初期情報、および時系列的デー
タとして送信されてきた上記骨格構造の動きデータを解
釈し、運動学に基づいて上記骨格構造の姿勢を決定する
一方、上記初期情報に付加される上記骨格構造の動きデ
ータが３次元仮想空間内での動きの特徴となる要素デー
タに分解され、この分解された要素データに当該要素デ
ータの接続方法が付加されたデータとして送信されてき
たと判別されたときには、上記初期情報、および分解さ
れた要素データにこの要素データの接続方法が付加され
たデータとして送信されてきた上記骨格構造の動きデー
タを解釈し、運動学に基づいて上記骨格構造の姿勢を決
定するための受信ステップとを含むことを特徴とするも
のである。

【００２３】請求項１１に記載の発明にかかる３次元骨
格構造の動き送受信方法は、送信側から３次元コンピュ
ータグラフィックスにおける骨格構造の動きデータを受
信側に送信し、受信側で送信されてきた骨格構造の動き
データをもとにアニメーションを生成するための方法で
あって、上記受信側からの要求に応じて、上記骨格構造
の階層関係を定義する階層データ、この階層データの初
期状態、骨格の関節の制約条件、骨格に対応付ける形状
データ、上記骨格構造との対応関係データ、上記形状デ
ータの一部に対して動画マッピングする動画データ列、
およびマッピング方法を含む初期情報に付加して、上記
骨格構造の動きデータを、時系列データとして送信する
か、３次元仮想空間内での動きの特徴となる要素データ
に分解し、この分解された要素データに当該要素データ
の接続方法を付加したデータとして送信するか否かを決
定し、この決定された送信態様で上記初期情報に上記骨
格構造の動きデータを付加して送信するための送信ステ
ップと、送信側コンピュータ上にある送信プログラムと
受信側コンピュータ上にある受信プログラムとによっ
て、上記初期情報に上記骨格構造の動きデータを付加し
たコンピュータグラフィックスアニメーションデータを
送信側コンピュータから受信側コンピュータに伝送する
ための伝送ステップと、上記伝送ステップから伝送され
てきた上記コンピュータグラフィックスアニメーション
データを受信し、この受信した上記コンピュータグラフ
ィックスアニメーションデータの送信態様を判別し、上
記初期情報に付加される上記骨格構造の動きデータが時
系列的データとして送信されてきたと判別したときに
は、上記初期情報、および時系列的データとして送信さ
れてきた上記骨格構造の動きデータを解釈し、運動学に
基づいて上記骨格構造の姿勢を決定する一方、上記初期
情報に付加される上記骨格構造の動きデータが３次元仮
想空間内での動きの特徴となる要素データに分解され、
この分解された要素データに当該要素データの接続方法
が付加されたデータとして送信されてきたと判別された
ときには、上記初期情報、および分解された要素データ
にこの要素データの接続方法が付加されたデータとして
送信されてきた上記骨格構造の動きデータを解釈し、運
動学に基づいて上記骨格構造の姿勢を決定するための受
信ステップとを含むことを特徴とするものである。

【００２４】請求項１２に記載の発明にかかる３次元骨
格構造の動き送受信方法は、請求項１０または１１に記
載の３次元骨格構造の動き送受信方法において、上記送
信ステップは、上記骨格構造を定義し、この定義された
骨格構造データを初期情報として送信するステップと、
上記骨格構造の予め定める部分の運動の３次元仮想空間
での軌跡を基に代表的な要素データに分解し、この分解
された要素データに当該要素データの接続方法を付加し
て送信するステップとを含み、上記受信ステップは、伝
送されてきた骨格構造データを初期情報として復元する
ステップと、初期状態として復元された骨格構造データ
に対応付ける形状データを上記骨格構造に割り付けるス
テップと、伝送されてきた要素データ、および伝送され
てきた要素データの接続方法から上記骨格構造の姿勢を
決定するステップとを含むことを特徴とするものであ
る。

【００２５】請求項１３に記載の発明にかかる３次元骨
格構造の動き送受信方法は、請求項１０または１１に記
載の３次元骨格構造の動き送受信方法において、上記送
信ステップは、上記骨格構造、およびこの骨格構造の動
き情報を送信するステップと、上記骨格構造の一部に対
応付ける動画像データ列を圧縮し、この圧縮された動画
像データ列に上記骨格構造の運動に応じて動画像を変更
する方法を付加して送信するステップとを含み、上記受
信ステップは、伝送されてきた上記骨格構造、およびこ
の骨格構造の動き情報を復元するステップと、伝送され
てきた上記骨格構造の一部に対応付ける動画像データ列
を復元し、伝送されてきた上記骨格構造の運動に応じて
動画像を変更する方法を用いることによって、上記骨格
構造の姿勢を決定するステップとを含むことを特徴とす
るものである。

【００２６】請求項１４に記載の発明にかかる３次元骨
格構造の動き送受信方法は、請求項１０または１１に記
載の３次元骨格構造の動き送受信方法において、上記送
信部ステップは、送信する上記骨格構造における３次元
仮想空間内での動きデータに関する要素データを決定す
るべく、送信の対象となるＣＧキャラクタに対して、こ
のキャラクタの主要位置にローカル座標系を設定するス
テップと、ローカル座標系が設定された上記キャラクタ
が動き得る稼働範囲を包含するような３次元仮想空間を
考え、３次元仮想空間をこの３次元仮想空間に相似する
サブ３次元仮想空間に分割し、このサブ３次元仮想空間
をさらに階層的に分割して、サブ３次元仮想空間の大き
さ、サブ３次元仮想空間の分割サイズ、上記キャラクタ
の移動に伴うローカル座標系での回転移動行列、および
階層化されたサブ３次元仮想空間の位置に関連する情報
から、上記キャラクタの骨格構造の現在注目する部分が
３次元仮想空間内のどの位置に存在するかを表すステッ
プとを含み、上記受信ステップは、伝送されてきた上記
骨格構造における３次元仮想空間内での動きデータに関
する要素データをもとに上記骨格構造の姿勢を決定する
べく、伝送されてきた上記キャラクタの動き得る稼働範
囲を包含するような３次元仮想空間を考え、３次元仮想
空間をこの３次元仮想空間に相似するサブ３次元仮想空
間に分割し、このサブ３次元仮想空間をさらに階層的に
分割して、サブ３次元仮想空間の大きさ、サブ３次元仮
想空間の分割サイズ、上記キャラクタの移動に伴うロー
カル座標系での回転移動行列、および階層化されたサブ
３次元仮想空間の位置に関連する情報から、上記キャラ
クタの骨格構造の現在注目する部分が３次元仮想空間内
のどの位置に存在するかを復元するステップを含むこと
を特徴とするものである。

【００２７】請求項１５に記載の発明にかかる３次元骨
格構造の動き送受信方法は、請求項１０または１１に記
載の３次元骨格構造の動き送受信方法において、上記送
信部ステップは、送信する上記骨格構造における３次元
仮想空間内での動きデータに関する要素データを決定す
るべく、送信の対象となるＣＧキャラクタに対して、こ
のキャラクタの主要位置にローカル座標系を設定するス
テップと、ローカル座標系が設定された上記キャラクタ
が動き得る稼働範囲を包含するような３次元仮想空間を
考え、３次元仮想空間をこの３次元仮想空間に相似する
サブ３次元仮想空間に分割し、このサブ３次元仮想空間
をさらに階層的に分割し、サブ３次元仮想空間の大き
さ、サブ３次元仮想空間の分割サイズ、上記キャラクタ
の移動に伴うローカル座標系での回転移動行列、および
階層化されたサブ３次元仮想空間の位置に関連する情報
から、上記キャラクタの骨格構造の現在注目する部分が
３次元仮想空間内のどの位置に存在するかを表すステッ
プと、３次元仮想空間内での上記キャラクタの骨格構造
の現在注目する部分の位置が離れていることを条件とし
て、上記コンピュータグラフィックスアニメーションデ
ータに互いに離れているブロック同士を空間的に補間す
る補間情報を付加するステップとを含み、上記受信ステ
ップは、伝送されてきた上記骨格構造における３次元仮
想空間内での動きデータに関する要素データをもとに上
記骨格構造の姿勢を決定するべく、伝送されてきた上記
キャラクタの動き得る稼働範囲を包含するような３次元
仮想空間を考え、３次元仮想空間をこの３次元仮想空間
に相似するサブ３次元仮想空間に分割し、このサブ３次
元仮想空間をさらに階層的に分割して、サブ３次元仮想
空間の大きさ、サブ３次元仮想空間の分割サイズ、上記
キャラクタの移動に伴うローカル座標系での回転移動行
列、および階層化されたサブ３次元仮想空間の位置に関
連する情報から、上記キャラクタの骨格構造の現在注目
する部分が３次元仮想空間内のどの位置に存在するかを
復元するステップと、３次元仮想空間内での上記キャラ
クタの骨格構造の現在注目する部分の位置が離れている
ことを条件として、伝送されてきた補間情報をもとに互
いに離れているブロック同士を空間的に補間することに
よって、上記キャラクタの骨格構造の連続的な姿勢を復
元するステップとを含むことを特徴とするものである。

【００２８】請求項１６に記載の発明にかかる３次元骨
格構造の動き送受信方法は、請求項１０または１１に記
載の３次元骨格構造の動き送受信方法において、上記送
信ステップは、送信する上記骨格構造における３次元仮
想空間内での動きデータに関する要素データを決定する
べく、送信の対象となるＣＧキャラクタに対して、この
キャラクタの主要位置にローカル座標系を設定するステ
ップと、ローカル座標系が設定された上記キャラクタが
動き得る稼働範囲を包含するような３次元仮想空間を考
え、３次元仮想空間をこの３次元仮想空間に相似するサ
ブ３次元仮想空間に分割し、このサブ３次元仮想空間を
階層的にさらに分割して、サブ３次元仮想空間の大き
さ、サブ３次元仮想空間の分割サイズ、上記キャラクタ
の移動に伴うローカル座標系での回転移動行列、および
階層化されたサブ３次元仮想空間の位置に関連する情報
から、上記キャラクタの骨格構造の現在注目する部分が
３次元仮想空間内のどの位置に存在するかを表すステッ
プと、上記キャラクタの骨格構造における任意に指定す
る部分の３次元角度情報を上記コンピュータグラフィッ
クスアニメーションデータに付加するステップとを含
み、上記受信ステップは、伝送されてきた上記骨格構造
における３次元仮想空間内での動きデータに関する要素
データをもとに上記骨格構造の姿勢を決定するべく、伝
送されてきた上記キャラクタの動き得る稼働範囲を包含
するような３次元仮想空間を考え、３次元仮想空間をこ
の３次元仮想空間に相似するサブ３次元仮想空間に分割
し、このサブ３次元仮想空間をさらに階層的に分割し
て、サブ３次元仮想空間の大きさ、サブ３次元仮想空間
の分割サイズ、上記キャラクタの移動に伴うローカル座
標系での回転移動行列、および階層化されたサブ３次元
仮想空間の位置に関連する情報から、上記キャラクタの
骨格構造の現在注目する部分が３次元仮想空間内のどの
位置に存在するかを復元するステップと、上記キャラク
タの骨格構造における任意に指定する部分の３次元角度
情報から上記キャラクタの骨格構造の姿勢、および形状
を復元するステップとを含むことを特徴とするものであ
る。

【００２９】請求項１７に記載の発明にかかる３次元骨
格構造の動き送受信方法は、請求項１０または１１に記
載の３次元骨格構造の動き送受信方法において、上記受
信ステップは、伝送されてきた上記骨格構造の３次元仮
想空間内での動きの衝突を検出するべく、伝送されてき
たＣＧキャラクタの動き得る稼働範囲を包含するような
３次元仮想空間を考え、３次元仮想空間をこの３次元仮
想空間に相似するサブ３次元仮想空間に分割し、このサ
ブ３次元仮想空間をさらに階層的に分割して、サブ３次
元仮想空間の大きさ、サブ３次元仮想空間の分割サイ
ズ、上記キャラクタの移動に伴うローカル座標系での回
転移動行列、階層化されたサブ３次元仮想空間の位置に
関連する情報から、上記キャラクタの骨格構造の現在注
目する部分が他の対象物と衝突するかどうかの判定を分
割されたサブ３次元仮想空間同士で行なうステップを含
むことを特徴とするものである。

【００３０】請求項１８に記載の発明にかかる３次元骨
格構造の動き送受信方法は、請求項１０または１１に記
載の３次元骨格構造の動き送受信方法において、上記送
信ステップは、送信する上記骨格構造の３次元仮想空間
内での動き位置を設定するべく、送信の対象となるＣＧ
キャラクタの３次元仮想空間内での位置を、当該キャラ
クタが動き得る稼働範囲を包含するような３次元仮想空
間、およびこの３次元仮想空間を分割したサブ３次元仮
想空間のうちいずれか一方の位置に関連する情報で指定
するステップと、上記キャラクタの３次元仮想空間内で
の位置を変更することを条件として、サブ３次元仮想空
間に隣接するサブ３次元仮想の位置に関連する情報を上
記キャラクタの骨格構造に与えることによって、上記キ
ャラクタの３次元仮想区間内での位置を変更するステッ
プとを含み、上記受信ステップは、伝送されてきた上記
骨格構造の３次元仮想空間内での動き位置を設定するべ
く、受信の対象となる上記キャラクタの３次元仮想空間
内での位置を、伝送された上記キャラクタが動き得る稼
働範囲を包含するような３次元仮想空間、およびこの３
次元仮想空間を分割したサブ３次元仮想空間のいずれか
一方の位置に関連する情報で決定するステップと、上記
送信ステップで上記キャラクタの３次元仮想空間内での
位置が変更されたことを条件として、伝送されてきたサ
ブ３次元仮想空間に隣接するサブ３次元仮想空間の位置
に関連する情報をもとに上記キャラクタの３次元仮想区
間内での位置を変更するステップとを含むことを特徴と
するものである。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を添
付図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明の一実施
の形態にかかる３次元骨格構造の動き送受信装置の構成
を示すブロック図である。図１を参照して、本実施の形
態の３次元骨格構造の動き送受信装置は、送信側から３
ＤＣＧにおける骨格構造の動きデータを受信側に送信
し、受信側で送信されてきた骨格構造の動きデータをも
とにアニメーションを生成するためのものであって、Ｃ
Ｇアニメーションデータ送信部１、ＣＧアニメーション
データ伝送部２、およびＣＧアニメーションデータ受信
部３を備えている。

【００３２】図２はＣＧアニメーションデータ送信部の
構成の一例を示すブロック図である。図２を参照して、
ＣＧアニメーションデータ送信部１は、骨格構造定義部
１１、動きデータ定義部１２、および動きデータ要素分
解部１３を備えており、受信側からの要求に応じて、骨
格構造の階層関係を定義する階層データ、この階層デー
タの初期状態、骨格の関節の制約条件、骨格に対応付け
る形状データ、骨格構造との対応関係データ、形状デー
タの一部に対して動画マッピングする動画データ列、お
よびマッピング方法を含む初期情報に付加して、骨格構
造の動きデータを、時系列データとして送信するか、３
次元仮想空間内での動きの特徴となる基本動作に分解
し、この分解された基本動作に当該基本動作の接続方法
を付加したデータとして送信するか否かを決定し、この
決定された送信態様で初期情報に骨格構造の動きデータ
を付加して送信するようになっている。

【００３３】再び、図１を参照して、ＣＧアニメーショ
ンデータ伝送部２は、送信側コンピュータ上にある送信
プログラムと受信側コンピュータ上にある受信プログラ
ムとによって、初期情報に骨格構造の動きデータを付加
したＣＧアニメーションデータを送信側コンピュータか
ら受信側コンピュータに伝送するようになっている。

【００３４】図３はＣＧアニメーションデータ受信部の
構成の一例を示すブロック図である。図３を参照して、
ＣＧアニメーションデータ受信部３は、骨格構造定義部
３１、形状データ対応付け部３２、動きデータ定義部３
３、姿勢決定部３４、動き要素データ接続部３５、およ
び動き接続部３６を備えており、ＣＧアニメーションデ
ータ伝送部２から伝送されてきたＣＧアニメーションデ
ータを受信し、この受信したＣＧアニメーションデータ
の送信態様を判別し、初期情報に付加される骨格構造の
動きデータが時系列的データとして送信されてきたと判
別したときには、初期情報、および時系列的データとし
て送信されてきた骨格構造の動きデータを解釈し、運動
学に基づいて骨格構造の姿勢を決定する一方、初期情報
に付加される骨格構造の動きデータが３次元仮想空間内
での動きの特徴となる基本動作に分解され、この分解さ
れた基本動作に当該基本動作の接続方法が付加されたデ
ータとして送信されてきたと判別されたときには、初期
情報、および分解された基本動作にこの基本動作の接続
方法が付加されたデータとして送信されてきた骨格構造
の動きデータを解釈し、運動学に基づいて骨格構造の姿
勢を決定するようになっている。

【００３５】ここで、上記３次元骨格構造の動き送受信
装置の動作について説明する。ＣＧアニメーションデー
タ送信部１は、受信側からの要求に応じて、骨格構造の
階層関係を定義する階層データ、この階層データの初期
状態、骨格の関節の制約条件、骨格に対応付ける形状デ
ータ、骨格構造との対応関係データ、形状データの一部
に対して動画マッピングする動画データ列、およびマッ
ピング方法を含む初期情報に付加して、骨格構造の動き
データを、時系列データとして送信するか、３次元仮想
空間内での動きの特徴となる基本動作に分解し、この分
解された基本動作に当該基本動作の接続方法を付加した
データとして送信するか否かを決定し、この決定された
送信態様で初期情報に骨格構造の動きデータを付加して
送信する。

【００３６】このとき、骨格構造定義部１１は、送信の
対象となるＣＧキャラクタ（人間などの複雑な骨格を持
つものである。）を骨格構造で定義し、この定義された
骨格構造は、階層構造の最も親になる位置にルート（計
算の基準位置）が設定される。ここで、骨格構造は、通
常の人間の場合、図４、および図１０（ａ）に示すよう
な階層構造を持っている。一方、ルートは、例えば、両
足の付け根などのように、通常、体の中心位置に設定
し、この位置にＣＧキャラクタのローカル座標系（以下
では、Ｚトップの右手系とする。）の原点を置く。

【００３７】図４において、四角で囲った部分は、骨格
構造の関節、またはジョイントと呼ばれるものであっ
て、各ジョイントを繋ぐ直線は、腕や足などの部分に対
応しており、リンク、またはセグメントと呼ばれるもの
である。さらに、太い四角で囲った部分は、エンドサイ
トと呼ばれる手先や足先の先端部分である。図４では、
基本的な骨格を示したが、必要に応じて、骨格構造の階
層を変更する。例えば、図４の骨格構造において、手の
階層をもっと詳しく表現したい場合、左右の手首の下に
５本の指の階層と、この各階層にそれぞれ含まれる指の
関節とを設ければ良い。

【００３８】骨格構造には、上記ジョイントの階層関係
以外に、階層の初期状態が設定される。例えば、腕や足
の長さ、および腕や足の長さの初期方向が設定される。
加えて、骨格構造には、各ジョイントの可動範囲が設定
される。例えば、右肘がローカル座標系ＸＹＺ軸回りの
回転でそれぞれ何度から何度まで回転可能かなどが設定
される。

【００３９】図５は骨格構造のデータ形式の一例を示す
図であって、図５（ａ）は骨格の階層を示している。図
５（ａ）を参照して、例えば、人間の肘の部分を例にと
れば、セグメントが上腕や前腕に対応しており、セグメ
ントの両端にサイトと呼ぶ部分がある。さらに、肘など
の関節部分（上腕のサイトと前腕のサイトとで定義され
ている。）がジョイントである。一方、図５（ｂ）は骨
格構造の定義の一例を示している。図５（ｂ）の骨格構
造の定義例では、セグメント、サイト、およびジョイン
トには、識別子として、Neck、およびNeckBaseなどの各
部の名称が付加されており、サイトには、３次元座標位
置（-p）、および回転角度（-r）が、それぞれ、３成分
ずつ設定されている。サイトの座標は、各セグメントの
親サイトの位置にローカル座標の原点を置くようになっ
ている。ジョイントに関しては、SkullBase などの識別
名、および階層関係（-c: どの親サイトとどの子サイト
が接続しているかの親子関係）が設定されている。さら
に、必要に応じて、回転の自由度（Ballの場合は、ＸＹ
Ｚの３軸回りの回転）、および可動範囲（-l：角度）が
設定される。

【００４０】動きデータ定義部１２は、骨格構造定義部
１１で設定された骨格構造の主要部分の動きデータを設
定する。ここで、主要部分とは、骨格の動かしたい部分
であって、例えば、体全体であれば、体全体に含まれる
骨格の関節の３次元座標位置または関節角度データを時
系列データとして与えることにより得られる。動きデー
タのフォーマットは、通常、フレーム番号などの時間デ
ータと実体データとからなり、それぞれ、ジョイントの
名称、角度データか座標データかを識別するための識別
子、および３要素（ＸＹＺ軸の成分）のデータで構成さ
れる。

【００４１】動き要素データ分解部１３は、必要に応じ
て、上述の時系列の動きデータ列をもとに、骨格の運動
を表現するのに必要な基準点や経過情報などに分解す
る。なお、この分解方法などについては、後で詳しく説
明することにする。

【００４２】ＣＧアニメーションデータ伝送部２は、送
信側コンピュータ上にある送信プログラムと受信側コン
ピュータ上にある受信プログラムとによって、初期情報
に骨格構造の動きデータを付加したＣＧアニメーション
データを送信側コンピュータから受信側コンピュータに
伝送する。つまり、ＣＧアニメーションデータ送信部１
で圧縮された骨格構造、および動きのデータをＴＣＰ／
ＩＰに従ってサーバーとクライアントとの間で伝送す
る。

【００４３】ＣＧアニメーションデータ受信部３は、Ｃ
Ｇアニメーションデータ伝送部２から伝送されてきたＣ
Ｇアニメーションデータを受信し、この受信したＣＧア
ニメーションデータの送信態様を判別し、初期情報に付
加される骨格構造の動きデータが時系列的データとして
送信されてきたと判別したときには、初期情報、および
時系列的データとして送信されてきた骨格構造の動きデ
ータを解釈し、運動学に基づいて骨格構造の姿勢を決定
する一方、初期情報に付加される骨格構造の動きデータ
が３次元仮想空間内での動きの特徴となる基本動作に分
解され、この分解された基本動作に当該基本動作の接続
方法が付加されたデータとして送信されてきたと判別さ
れたときには、初期情報、および分解された基本動作に
この基本動作の接続方法が付加されたデータとして送信
されてきた骨格構造の動きデータを解釈し、運動学に基
づいて骨格構造の姿勢を決定する。このとき、骨格構造
定義部３１は、骨格構造定義部１１で定義される人間の
骨格構造データ（図４参照）を受信し、この受信した骨
格構造データを解釈する。

【００４４】形状データ対応付け部３２は、処理対象と
なる骨格構造のどのセグメントと、予め伝送された形状
データのどの部分とが対応するかをグループ分けする。
ここで、形状データというのは、ＣＧキャラクタの骨格
に貼り付ける皮膚（「スキン」とも呼ぶ。）の部分であ
って、通常は、ポリゴン列、またはメッシュデータの集
合である。このポリゴン列やメッシュデータから上腕に
対応するグループや足に対応するグループなどを分類
し、分類されたデータグループがどのように骨格構造の
上腕や足と対応するのかを予め定義しておく。通常、形
状と骨格との対応関係は、骨格構造のセグメントの親側
のサイトにそのセグメントのローカル座標系の原点を置
き、原点からどの方向（方向ベクトルと回転ベクトルと
で指定する。）にどれくらいのスケールでスキンを割り
付けるかを設定することによって決定される。骨格のセ
グメントは、複数の形状グループの中心に配置され、各
形状グループから最短距離で対応付けられる。

【００４５】さらに、形状を自然に見せるためには、関
節部分でスキンが破れたりしないように設定する必要が
ある。この場合、関節部分の形状グループに対して、新
たな形状グループ（「フレクサ」と呼ぶ。）を設定し、
関節の曲げ角度に応じて、親側のセグメント、および子
側のセグメントからの曲げ角度に応じた影響を重み係数
で設定し、フレクサに含まれる形状グループを変形する
ことで実現される。

【００４６】動きデータ定義部３３は、動きデータ定義
部１２、または動き要素データ分解部１３から送信され
る動きデータを受信し、必要に応じて、受信した動きデ
ータを復元する。動き要素データ接続部３５は、動きデ
ータ定義部３３で復元された動きデータの基本動作同士
を滑らかに接続する。

【００４７】姿勢決定部３４は、骨格構造定義部３１か
ら送られる骨格構造データと、形状データ対応付け部３
２から送られる骨格ごとにグループ分けされた形状デー
タと、動きデータ定義部３３から送られる動きデータと
を用いて、任意の時刻における骨格の姿勢を決定する。
また、姿勢決定部３４は、必要に応じて、動き要素デー
タ接続部３５から送られてくる滑らかに基本動作同士が
接続された動きデータをも加味して、任意の時刻におけ
る骨格の姿勢を決定する。動き接続部３６は、姿勢決定
部３４で決定された骨格の姿勢を接続する。

【００４８】次に、骨格構造の姿勢の決定法について説
明する。図４の骨格構造の任意の時刻（フレーム）にお
ける姿勢の決定方法には、動きデータの形式によって異
なるが、基本的には、ロボット工学を中心に開発された
キネマティックス（「運動学」とも呼ぶ。）法を用いる
（「ロボットの力学と制御''（有本著、朝倉書店）」な
どを参照）。キネマティックス法は、直鎖リンクで接続
された関節構造の初期位置に、各関節の角度データの時
間変化量を与え、親から順にジョイントの位置を決定す
ることで、直鎖の姿勢を決定する方法である。

【００４９】図４に示した人間の骨格の場合、通常、ル
ートから左右の足先、ルートから左右の手先、ルートか
ら頭頂の合計５本の直鎖（例えば、右腕や右足など）に
ついて、個別に姿勢を決定する必要がある。

【００５０】今、動きデータ定義部３３から送られるデ
ータが各関節の角度データの場合を考える。一般に、図
４の必要なジョイントの角度データ全てが姿勢決定部３
４に与えられるので、各直鎖の姿勢は、一意的に決定さ
れる。このように、骨格構造の初期状態と、任意の時刻
におけるジョイントの角度データ（ローカル座標系での
初期位置からの回転角度）とから、骨格の姿勢を決定す
る方法をダイレクトキネマティックス（順運動学）法と
呼ぶ。

【００５１】ダイレクトキネマティックス法の場合、姿
勢決定部３４では、骨格構造定義部３１から入力される
骨格の初期値データに対して、ルートに近い関節から順
に計算する。例えば、図５に示した骨格の親側のサイ
ト、およびセグメントの長さに対して、動きデータ定義
部３３から与えられる親サイトの回転角度で決める回転
行列（３＊４行列）を作用させる。その結果、子側のサ
イト位置が決まる。上記骨格の親側のサイト、およびセ
グメントの長さに対して、上記回転行列を作用させる操
作は、ジョイントの数だけ繰り返される。

【００５２】ダイレクトキネマティックス法以外の姿勢
決定法として、インバースキネマティックス法が挙げら
れる。かかるインバースキネマティックスでは、図４の
骨格構造に対し計算する範囲（骨格を動かす影響範囲の
ことで、「ハンドル」と呼ぶ。）を設定する必要があ
る。図４では、例えば、右襟から右手先にハンドルを設
定する。さらに、この設定されたハンドルに対して、動
きデータ定義部３３からハンドルの先端部分、つまり、
この例では、右手先の３次元仮想空間での軌跡の時系列
データが与えられる。軌跡データは、先端部の３次元座
標（ＸＹＺ軸成分）と回転角度（ＸＹＺ軸回りの回転成
分）との最大６要素を設定できるが、通常は、どちらか
３成分づつを別々に姿勢決定部３４に与える。

【００５３】上記インバースキネマティックス法を採用
して、ハンドルの先端部分の軌跡から骨格（ハンドルの
範囲）の姿勢を数式を用いて解く場合、拘束条件が無い
と、解が複数存在し得る。つまり、３次元仮想空間内の
骨格の姿勢が一意的に決まらない。そこで、通常は、ハ
ンドルに含まれる全ての関節角度の微小変化量の自乗和
が最小になるような評価関数（エネルギ最小化）に基づ
いて計算する。具体的な計算は、上述したダイレクトキ
ネマティックスで用いる関節角度と、先端位置の関係を
示す行列式（「ヤコビ行列」と呼び、一意的に決ま
る。）の逆行列とを計算する。この逆行列は、関節の数
がＮ個の場合、６＊Ｎの行列（６は先端部の最大自由度
である。）となり、そのままでは逆行列が存在しない。
そこで、上記の拘束条件の下、疑似ヤコビ逆行列を掃き
だし法などで計算する（「ロボット工学（広瀬著、裳華
房）」など参照）。

【００５４】姿勢決定部３４では、上記インバースキネ
マティックスとダイレクトキネマティックスとの両方の
アルゴリズムを用途に応じて使い分けられる。さらに、
姿勢決定部３４では、必要に応じて、骨格構造定義部３
１から入力される任意の関節の可動範囲データをもと
に、キネマティックスで決まる関節角度に対し設定され
た可動範囲と比較することで、関節の姿勢に制限を加え
る。つまり、キネマティックスで姿勢計算した結果、あ
る関節の角度が可動範囲を越えれば、姿勢計算で求めた
値にセットする条件判定処理を加える。上述のキネマテ
ィックス法を用いることで、骨格構造を持つキャラクタ
の姿勢が決定できる。

【００５５】次に、骨格の姿勢にスキンを割り付ける方
法について説明する。上述したように、３ＤＣＧでは、
スキンデータは、ポリゴングループ、または自由曲面グ
ループで、通常、スキンの形状のモデリングには、汎用
の３ＤＣＧモデリングツールを用いる。このツールの出
力データ形式は、Ｄｘｆ(AUTO DESK社製作の商品名AUTO
CADのファイルフォーマット）や、Ｏｂｊ(SGI社製作の
商品名Wave FRONTのファイルフォーマット) などの標準
フォーマットを利用する。

【００５６】形状データ対応付け部３２では、ポリゴン
グループに対して、骨格構造定義部３１で定義される骨
格構造のどのセグメントを対応付けるかを設定する。例
えば、人間の上腕の形状グループが骨格の上腕のセグメ
ントと対応する場合、形状グループのモデリング座標の
原点（重心位置など）と、セグメントの親サイトの座標
原点とを一致させ、そこからのオフセット（ＸＹＺ軸方
向３成分）と形状のスケール（ＸＹＺ軸方向の拡大率）
とで配置関係を微調整する。

【００５７】上述のキネマティックス法を用いて、骨格
の姿勢が決定されれば、注目するセグメントの親サイト
の位置と方向とが決まるので、上記求めた移動回転行列
をそのまま各セグメントと対応するグループの形状デー
タ（ポリゴンの頂点座標）に作用させれば、骨格の動き
に連動してスキンが移動する。

【００５８】以上が基本的な骨格構造を持つＣＧキャラ
クタのアニメーション生成法の説明である。上述の例で
は、動きデータは、各関節の角度データ（ダイレクトキ
ネマティックスの場合）、あるいは先端部分の軌跡デー
タ（インバースキネマティックスの場合）であり、さら
に、各関節の角度データ、および先端部分の軌跡データ
の時系列データを動きデータ定義部３３から順次入力す
る必要がある。一般に、インターネットで接続された、
図１に示すＣＧアニメーションデータの送受信系では、
ＣＧアニメーションデータ伝送部１における通信トラフ
ィックを極力少なく押える必要がある。

【００５９】つづいて、動きデータの圧縮方法について
説明する。圧縮率は、伝送路の転送性能や、送受信側の
マシンの描画性能に合わせて、階層的に圧縮率を制御で
きる必要がある。図６は骨格構造の動きの分割方法を説
明するための図である。図６を参照して、ＣＧキャラク
タの動きデータは、（１）骨格構造の各関節の動き、な
らびに（２）体全体が３次元仮想空間内での位置、およ
び方向のデータで決定される。以下では、前者をローカ
ル情報と呼び、後者をワールド情報と呼ぶことにする。

【００６０】通常のＣＧキャラクタアニメーションで
は、ワールド情報を図４で示した骨格構造のルートの情
報として定義し、さらにローカル情報を各関節情報とす
る。

【００６１】まず、図６に示すようなＣＧキャラクタが
動き得る範囲を取り囲む３次元仮想空間を考える。この
３次元仮想空間の基準座標と、骨格構造のルート位置
（図６では、人間のヘソの位置）とを一致させ、ローカ
ル座標系の原点を設定する。このローカル座標系の原点
に対して、各Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に仮想動作空間を設
定する。この仮想動作空間は、ＸＹＺ軸方向の大きさを
設定することで、全体のサイズが決まる。さらに、体の
移動に伴うワールド座標系での仮想動作空間の移動は、
キャラクタの平行移動と回転のマトリックスとで定義す
ることができる。仮想動作空間は、ＣＧキャラクタの移
動（ワールド情報）に従って、回転または移動するもの
であり、定性的には、仮想動作空間は、ローカル座標系
でのＣＧキャラクタの手や足が移動し得る最大の範囲で
ある。図６では、仮想動作空間として、直方体を例に挙
げたが、ＣＧキャラクタを中心とする球体を選んでも良
い。この場合、以下に説明する分割は、極座標系で与え
る方が都合が良い。

【００６２】次に、３次元仮想空間に対し、この３次元
仮想空間を分割するようなサブ３次元仮想空間を考え
る。このサブ３次元仮想空間は、仮想動作空間を均等に
分割するものであって、そのサイズは、ローカル座標系
でのＸＹＺ軸方向の分割ピッチdx,dy,dz、またはＸＹＺ
軸方向の分割数（l,m,n)で量子化数を決定する。

【００６３】３次元仮想空間内でＣＧキャラクタの動き
を設定する場合、骨格構造の各関節位置、あるいは先端
位置の軌跡を設定する必要がある。軌跡は、サブ３次元
仮想空間の識別番号、あるいは座標位置で定義する。な
お、サブ３次元仮想空間の分割ピッチを大きくとれば、
骨格構造の各関節位置、あるいは先端位置の量子化レベ
ルが下がり、データ量を削減することができる。

【００６４】サブ３次元仮想空間は、送受信側のハード
ウエア、あるいは伝送系の性能に合わせて、図７に示す
ように、さらに階層的に分割した後、合成する。３次元
仮想空間内でのＣＧキャラクタの連続した運動の軌跡を
符号化するには、図８に示す３次元仮想空間での運動の
経過点をサブ３次元仮想空間で指定する。また、動きを
再生するのに最低限必要な情報には、動きの始点のサブ
３次元仮想空間の位置（または識別番号）、終点のサブ
３次元仮想空間の位置（または識別番号）、および動き
の始点と終点との間の補間方法の情報（直線補間、スプ
ライン補間など）である。なお、図８に示す経過点の情
報を増やせば増やすほど、運動を滑らかに再現できるも
のの、データ量は増えることになる。サブ３次元仮想空
間の識別番号が与えられたときに、受信側で、３次元仮
想空間内の座標に変換するには、例えば、サブ３次元仮
想空間の重心位置、およびローカル座標の原点からの相
対位置を用いて変換する。この場合、サブ３次元仮想空
間のサイズ分の量子化誤差が生じる。

【００６５】図１で示したＣＧキャラクタの骨格データ
の送受信系における上述のデータの流れを整理すると、
まず、動き要素データ分解部１３において、伝送したい
ＣＧキャラクタに対し、３次元仮想空間のワールド座標
系での位置、および方向（ワールド情報）を表す移動回
転マトリックス、図６の仮想的な動作空間のサイズ、お
よびサブ３次元仮想空間への分割ピッチ（dx,dy,dz）を
伝送する。次に、必要に応じて、動きのデータとして、
ＣＧキャラクタの腕や足の単位で、腕や足の骨格が移動
する３次元軌跡の始点と終点とのサブ３次元仮想空間の
位置、または識別番号、経過点のサブ空間位置または経
過点情報、および３次元軌跡の始点と終点との間の接続
方法を必要に応じて転送する。そうすると、受信側の動
きデータ要素接続部３５では、上記転送データを解釈
（復元）して、図６に示すＣＧキャラクタの３次元軌跡
を補間することで、ＣＧキャラクタの動きを再生する。

【００６６】なお、上記の説明では、説明を簡素化する
ために、先端部分の軌跡のみを設定する方法を例に挙げ
て説明したが、姿勢決定部３４において、ダイレクトキ
ネマティックスを採用して、姿勢を決定する場合も同様
に、必要な骨格の全ての関節の経過位置から求めた角度
情報をサブ３次元仮想空間の情報で転送すれば良い。

【００６７】次に、サブ３次元仮想空間が姿勢決定部３
４に与えられた場合、送信、あるいは受信側で関節の角
度データを求める方法を図９に示す。図９を参照して、
関節の位置の初期位置（図９の球の中心位置）は、骨格
構造定義部１１、および骨格構造定義部３１で設定され
る。次に、ある時刻でのサブ３次元仮想空間内の位置、
あるいは識別番号が姿勢決定部３４に与えられた場合、
サブ３次元仮想空間の重心位置座標が計算できる。サブ
３次元仮想空間内の位置、あるいは識別番号、およびサ
ブ３次元仮想空間の大きさと、既に知られているセグメ
ントの長さとをもとにローカル座標系での各軸回りの回
転角度（θx ,θy , θz ）を計算する。この場合回転
の順序（Ｘ−Ｙ−Ｚなど）は予め決めておく必要があ
る。

【００６８】姿勢決定部３４で、インバースキネマティ
ックス法を採用して、姿勢を決定する場合、図ＣＧアニ
メーションデータ送信部１では、骨格構造のハンドル情
報と、骨格の先端位置での軌跡情報とを動き要素データ
分解部１３から転送する。

【００６９】ここまでの説明では、骨格の捻れ（ローカ
ル座標系でのＺ軸回りの回転）の情報は、正確に規定し
ていなかった。関節の定義部分（図５（ｂ）のJoint 情
報）で、関節の自由度がBallの場合は、ＸＹＺ軸の３軸
回りに回転可能であって、もし捻れを制限する場合は、
Ｚ軸回りの回転を無視する。ところが、人間などでは、
腰、首、および手首などの関節は捻れが姿勢に大きく影
響し、特に、ＣＧキャラクタは、手首が返っているかな
どの情報を正確に表現する必要がある。この場合、上記
の説明とは別に、捻れの情報（Ｚ軸回りの回転角度）を
サブ３次元仮想空間情報に付加して、別途、送受信する
必要がある。例えば、図１１（ａ）に示す例では、時刻
toでの手首の捻れ角度がθo 、時刻t1での捻れ角度がθ
₁ を送受信し、姿勢決定部３４で決まる骨格の関節角度
のうち、捻れが必要な部分のみ、θo からθ₁ までの間
を補間した角度データに置き換える。

【００７０】次に、基本の動作（「右手を上げる」と
か、「手を振る」などの連続した動作）同士を接続する
方法について説明する。例えば、ＣＧキャラクタの基本
動作として、（１）右手を体の左下の仮想的な動作空間
から体の中心の仮想的な動作空間を通過し、右上方の仮
想的な動作空間へ移動する動きと、（２）右上方の仮想
的な動作空間から体の前方方向の仮想的な動作空間に手
を伸ばす動作を繋ぐ場合とを例に挙げる。

【００７１】図１１（ａ）は２つの基本動作の接続を説
明する概念図である。図１１（ａ）を参照して、時刻t0
から時刻t1の間の動きが上記（１）の基本動作に、また
時刻t2から時刻t3までの動きが上記（２）の基本動作
に、それぞれ、対応するものとする。動き要素データ分
解部１２で、仮想的な動作空間情報に分解し、始点のサ
ブ３次元仮想空間情報、および終点のサブ３次元仮想空
間情報、あるいは必要に応じて、始点と終点との間の経
過点のサブ３次元仮想空間情報を補間方法とともに転送
する。ＣＧアニメーションデータ受信部３では、動き要
素接続部３５において、サブ３次元仮想空間を解釈し、
基本動作ごとの軌跡情報を復元する。さらに、動き要素
データ接続部３５で、基本動作（１）と基本動作（２）
とを接続する。

【００７２】図１１（ｂ）は時間軸を基準に通常の基本
動作同士の接続状態を表した図である。図１１（ｂ）を
参照して、時刻t1での動作空間情報から基本動作（１）
の終点位置を復元できる。これを右手の関節のエンドサ
イト（右手の先端）の位置、または関節角度データに変
換したのが図１１（ｂ）のグラフである。また、同様
に、時刻t2での動作空間位置から時刻t2における右手先
の角度、あるいは座標値が復元できる。これらの基本動
作を接続するための接続情報として、基本動作（１）の
時刻負方向にどれだけ遡るか（時刻負方向の値）の情
報、例えば、t1′と、基本動作（２）の時刻正方向にど
れだけ経過するか、例えば、t2′とを設定する必要があ
る。なお、この値は、送受信側で固定値をデフォルトと
して持たせてもよい。これらの情報を用いて、図１１の
時刻t1′，t1，t2，t2′における右手先端部の座標値を
用いて、補間処理を行なう。なお、図１１（ｂ）の白丸
は、一般に、これらの値はＸＹＺ軸の３成分を持つが、
ここでは説明の簡略化のために、１成分のみを示してい
る。

【００７３】また、これらの点の補間法として、直線補
間、あるいはスプライン補間などの情報を送受信側で予
め設定しておく。さらに、接続を滑らかに行なうには、
必要に応じて、時刻t1と時刻t2との間に補間情報となる
サブ３次元仮想空間情報を転送する（図１１の時刻t1と
t2との間の点）。上述の例では、姿勢決定部３４で、イ
ンバースキネマティックス法を採用して、骨格の姿勢を
決定する場合を例に挙げて説明したが、ダイレクトキネ
マティックス法による姿勢決定の場合も、各関節の情報
が姿勢決定部３４に与えられるだけで、基本動作の接続
に関しては、全く同じ原理である。

【００７４】以上の方法を用いることで、予め転送され
た複数の基本動作をもとに複数の基本動作を繋ぎ合わせ
たり、新たな仮想的な動作空間情報、および補間情報の
みを送ることで、基本動作を変更した新たな動きを極め
て少ないデータ量で生成することができる。

【００７５】つづいて、上述の基本動作の始点や終点、
あるいはキーとなる経過点情報の作成方法について説明
する。３次元仮想空間内でのＣＧキャラクタの基本動作
は、上述のように、注目するＣＧキャラクタが３次元仮
想空間内のどのあたりを、どのような軌跡に沿って移動
しているか（ワールド情報）と、注目するＣＧキャラク
タの軌跡上のある時刻において、ＣＧキャラクタの手や
足がどのような姿勢（運動）を取るか（ローカル情報）
とに分けられる。前者は、任意の時刻における図４の骨
格構造のルートの平行移動量（Xtrans, Ytrans, Ztran
s）、および方向（Xrot, Yrot, Zrot）で定義できる。
一方、後者は、各関節、または先端部分の角度（Xrot,
Yrot, Zrot）、あるいは３次元座標（Xtrans, Ytrans,
Ztrans）で定義される。これらの情報は、共に時系列の
データ、あるいは上述した仮想的な動作空間情報とし
て、送信系から受信系に送られる。

【００７６】基本動作そのものを設定する場合、通常
は、モーションキャプチャと呼ばれる手法を用いる。以
下では、まず、モーションキャプチャを用いた動きデー
タの作成方法を説明する。モーションキャプチャは、体
の関節部分に光を反射するマーカを取り付けたモデルに
所望の動きをさせながら、複数のカメラで撮影する。２
台以上のカメラで撮影したあるマーカの２次元画像をも
とに、そのマーカの３次元座標、または骨格構造に対応
させたときの角度データを算出する（特願平７−３１２
００５号などを参照）。モーションキャプチャされたＣ
Ｇキャラクタの動きは、図４に示した骨格構造の各関節
の角度データ（時系列）である。このデータは、図１１
（ａ）の例では、時刻t0から時刻t1までの運動の軌跡１
や、時刻t2から時刻t3までの運動の軌跡２に対応する。

【００７７】上記骨格構造の各関節の角度データをそれ
ぞれ基本動作として、動きデータ定義部１２から、時系
列データでＣＧアニメーションデータ伝送部２に送り、
動きデータ定義部３３で、解釈するのが基本の動き送受
信方法である。これに対し、動きのデータ量を削減した
い場合、軌跡上の経過点情報をサンプリングし、サンプ
リングされた軌跡上の経過点情報を接続方法とともに送
受信する方法がある。

【００７８】さらに、送受信データを圧縮して再利用す
る必要がある場合は、図６に示した仮想的な動作空間デ
ータに分解する必要がある。この場合、モーションキャ
プチャした軌跡データをもとに、動き要素データ分解部
１３で、図６のＣＧキャラクタの仮想的な動作空間に量
子化（ベクトル量子化）し、仮想的な動作空間データの
位置、または識別番号に分解する。動き要素データ接続
部３５では、受信した仮想的な動作空間データから接続
方法の情報を用いてモーションキャプチャされた動きの
軌跡を復元する。

【００７９】次に、モーションキャプチャなどを用いる
ことなく、動きデータを作成する方法を簡単に説明す
る。図６に示したＣＧキャラクタの骨格構造と、仮想的
な動作空間を設定する。ＣＧキャラクタの初期状態は、
図１０に示したものとなる。仮想的な動作空間をサブ３
次元仮想空間に分割し、この分割されたサブ３次元仮想
空間の識別番号などで位置を指定していく。

【００８０】図１２に簡単な右手の姿勢の設定例を示
す。図１２を参照して、まず、ステップ１として、右手
先の始点位置を決める。例えば、始点を顔の右前とする
と、顔の右前近傍のサブ３次元仮想空間の番号を設定す
る。その結果を、例えば、インバースキネマティックス
法を採用して、右手の姿勢を決定して表示する。なお、
この場合、簡単なブラウザとして、キネマティックと表
示系とが必要である。右手の位置が思いのものと異なる
場合は、現在のブロック番号、あるいは位置から、移動
させたいＸＹＺ軸方向（ローカル座標系）のサブ３次元
仮想空間のステップ数を設定することで、新たなサブ３
次元仮想空間を設定する（ステップ２）。ステップ２の
操作を繰り返すことで、所望の位置を設定できる。この
指定法の利点は、例えば、もう少し右や後ろなどと、人
間が動作の振付けを行なう要領で、大体の位置の設定が
できるところにある。この指定を必要な始点位置、終点
位置、および経過点のサブ３次元仮想空間に対して設定
する（ステップｎ、ステップｎ＋１など）。

【００８１】ここまでの説明では、主に骨格の動きの設
定を中心に説明した。ＣＧキャラクタとして、実際に欲
しいのは、上記の骨格の姿勢にバインドされたスキン情
報である。既に説明したように、スキン形状と骨格のセ
グメントとは、ローカル座標位置を共用することで割り
付けることができる。キネマティックス法では、動かす
必要がある部分に骨格を設定する必要がある。図４、あ
るいは図１０に示したのが一般に使われる骨格の階層関
係である。ところが、例えば、手が開いているとか指の
曲げ具合いなど人間の指先の形を設定したい場合は、同
様に、指の骨格を定義すれば良いが、単に、指の骨格を
定義しただけでは、データ量が増加してしまう。

【００８２】そこで、データ量を削減するべく、手の形
状を固定にして、必要に応じて所望の形状データを入れ
換える方法について説明する。図４に示した階層構造の
右手や左手のジョイントにバインドする形状データとし
て、例えば、手を広げた形状や握った形状などを予め用
意する。さらに、図１１で示したように、右手の動きが
与えられたときに、動き要素データ分解部１３でサブ３
次元仮想空間の情報とともに、手首にバインドする形状
データの種類、および捻れ情報を付加して転送する。動
き要素データ接続部３５では、サブ３次元仮想空間空間
情報で動きの軌跡を復元し、同時に、手首の捻れと、手
首にバインドされる形状とがどのようなものかを判断
し、この判断に基づいて切替えて表示することで、手先
の形状を正確に再生できる。

【００８３】次に、ＣＧキャラクタの再生において、重
要となる表情の表現法について説明する。表情をリアル
に表現する場合、図４に示す階層の首に対応するジョイ
ントに頭の形状をバインドさせることができるが、体の
動きに同期させて、「笑ったり」、「怒ったり」といっ
た表情を再現するのは難しい。そこで、表情は、実写の
動画を頭の形状にマッピングする方法を用いる。

【００８４】図１０は表情のマッピングを説明するため
の概念図である。図１０を参照して、マッピングを施す
場合の頭の形状は、球や円柱が基本で、必要に応じて、
顔の凹凸を再現した形状データを用いる。この形状にマ
ッピング座標、または投影方向などのマッピング方法を
設定する。さらに、首が右を向いたり、左を向いたりし
て骨格の首が回る場合を考慮して、マッピングデータと
して、人間の顔を複数（通常は顔を取り囲む円上）のカ
メラ位置から見たときの表情の動画列（ＭＰＥＧ２(Mot
ion Picture Experts Group phase2) 圧縮画像）を用意
する。首の方向が決まると、表情のマッピングデータを
どの動画列（視点に依存するデータである。）から選ぶ
かが決まり、必要に応じて、複数の動画列から対応する
時間の画像データの対応する画素同士を対応する画素に
対して視線からの角度で重み付け、いわゆるマージして
表示する。例えば、ＣＧキャラクタを観察する視点が図
１０（ｂ）に示すＡとＢの間の場合、動画列データとし
て、Ａ，Ｂを選択し、Ａ，Ｂ、および視点からキャラク
タの重心を見たときの角度の隔たりに応じた重み（角度
差に比例する。）を決定する。

【００８５】ＣＧアニメーションデータ送信部１では、
表情の動画列をＭＰＥＧ２などを用いて、圧縮したデー
タとカメラ位置とを転送する機構が必要である。一方、
ＣＧアニメーションデータ受信部２では、圧縮して転送
された動画列を復元し、カメラの位置をもとにどの視点
の画像かを選択してマッピングする機構が必要である。
なお、動画のマッピング法については、「Foley & Van
Dam et. al.,: Computer Graphics Principles and Pra
ctice II, Addison Wesley」を参照されたい。

【００８６】図１３は右手、左手、および頭の３本のハ
ンドルに対する動きのスクリプト表記の一例を示す図で
ある。図１３を参照して、軌跡情報として、始点、終
点、および経過点のサブ３次元仮想空間の番号を設定
し、実際の再現時間を付加情報として転送する。この例
では、補間方法として、スプラインを指定している。

【００８７】図１４はＣＧ骨格構造の動きデータの送受
信法の一例を示す図である。図１４を参照して、ＣＧア
ニメーションデータ送信部１とＣＧアニメーションデー
タ送信部２との間で、サブ３次元仮想空間で表現した動
きのデータの実体と、動きの記述言語（例えば１３図）
とを送受信することで、種々の計算、および描画等の性
能、ならびにＯＳ(Operating System)などのハードウエ
アに依存しない、ＣＧアニメーションデータの送受信が
可能になる。

【００８８】最後に、ＣＧキャラクタが複数存在する場
合、複数のＣＧキャラクタのうち２者の衝突チェックを
行なう方法について簡単に説明する。図６に示したよう
に、サブ３次元仮想空間で動きを表現する利点の１つに
衝突チェックの計算の簡易化がある。例えば、一方の腕
と他方の手とが衝突するかどうかを大雑把に判定する場
合、まず、一方のキャラクタの注目する腕に含まれるセ
グメントのバウンダリを考える。バウンダリは、図４に
示す骨格構造の腕の親サイト、および子サイトで決まる
直方体とする。直方体の底面積は、スキンのサイズで決
まり、通常の人間では、体格に合わせて固定の値であ
る。このバウンダリと、他方のキャラクタのサブ３次元
仮想空間（直方体）との衝突判定を行なえば、簡単に大
まかな判定が可能になる。さらに、衝突を詳しく判定し
たい場合は、上記のバウンダリに含まれる形状データ
（ポリゴングループの全頂点）について衝突判定をすれ
ば良い。このサブ３次元仮想空間での衝突判定（バウン
ダリと注目点との内外判定）をすることで、衝突チェッ
クの計算の大幅な簡略化（高速化）が実現される。な
お、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、本発明の請求の範囲内での種々の設計変更、および
修正を加え得ることは勿論である。

【００８９】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、人間のような複雑な構造を持つキャラクタの３
次元の動きを送受信する場合、人間の階層を骨格構造で
定義し、その構造を一部の間接の３次元仮想空間内での
移動量を時系列または代表的な動きの要素とその接続方
法を付加して送受信することで、ネットワークをベース
とした送受信系でのキャラクタの自然で滑らかな運動を
送受信でき、転送時のデータ量も大幅に減少できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態にかかる３次元骨格構造
の動き送受信装置の構成を示すブロック図である。

【図２】ＣＧアニメーションデータ送信部の構成の一例
を示すブロック図である。

【図３】ＣＧアニメーションデータ受信部の構成の一例
を示すブロック図である。

【図４】人間の骨格構造の階層関係の一例を示す図であ
る。

【図５】骨格構造のデータ形式の一例を示す図である。

【図６】骨格構造の動きの分割方法を説明するための図
である。

【図７】動きの分割サブ３次元仮想空間を説明するため
の図である。

【図８】動きの分割サブ３次元仮想空間から運動の軌跡
への復元を説明するための図である。

【図９】サブ３次元仮想空間が与えられたときに関節の
角度に変更する方法を説明するための図である。

【図１０】人間の基本的な骨格と顔の形状とにマッピン
グする方法の一例を示す図である。

【図１１】基本的な動きの同士の接続を説明するための
図である。

【図１２】人間の運動から動きデータを生成するシーケ
ンスの一例を説明するための図である。

【図１３】ＣＧ骨格構造の動きデータのスクリプト表現
の一例を説明するための図である。

【図１４】ＣＧ骨格構造の動きデータの送受信法の一例
を示す図である。

【符号の説明】

１ ＣＧアニメーションデータ送信部 ２ ＣＧアニメーションデータ伝送部 ３ ＣＧアニメーションデータ受信部 １１ 骨格構造定義部 １２ 動きデータ定義部 １３ 動き要素データ分解部 ３１ 骨格構造定義部 ３２ 形状データ対応付け部 ３３ 動きデータ定義部 ３４ 姿勢決定部 ３５ 動きデータ接続部 ３６ 動き接続部

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信側から３次元コンピュータグラフィ
   ックスにおける骨格構造の動きデータを受信側に送信
   し、受信側で送信されてきた骨格構造の動きデータをも
   とにアニメーションを生成するための装置であって、 上記受信側からの要求に応じて、上記骨格構造の階層関
   係を定義する階層データ、この階層データの初期状態、
   骨格の関節の制約条件、骨格に対応付ける形状データ、
   上記骨格構造との対応関係データを含む初期情報に付加
   して、上記骨格構造の動きデータを、時系列データとし
   て送信するか、３次元仮想空間内での動きの特徴となる
   要素データに分解し、この分解された要素データに当該
   要素データの接続方法を付加したデータとして送信する
   か否かを決定し、この決定された送信態様で上記初期情
   報に上記骨格構造の動きデータを付加して送信するため
   の送信手段と、 送信側コンピュータ上にある送信ブロクラムと受信側コ
   ンピュータ上にある受信プログラムとによって、上記初
   期情報に上記骨格構造の動きデータを付加したコンピュ
   ータグラフィックスアニメーションデータを送信側コン
   ピュータから受信側コンピュータに伝送するための伝送
   手段と、 上記伝送手段から伝送されてきた上記コンピュータグラ
   フィックスアニメーションデータを受信し、この受信し
   た上記コンピュータグラフィックスアニメーションデー
   タの送信態様を判別し、上記初期情報に付加される上記
   骨格構造の動きデータが時系列的データとして送信され
   てきたと判別したときには、上記初期情報、および時系
   列的データとして送信されてきた上記骨格構造の動きデ
   ータを解釈し、運動学に基づいて上記骨格構造の姿勢を
   決定する一方、上記初期情報に付加される上記骨格構造
   の動きデータが３次元仮想空間内での動きの特徴となる
   要素データに分解され、この分解された要素データに当
   該要素データの接続方法が付加されたデータとして送信
   されてきたと判別されたときには、上記初期情報、およ
   び分解された要素データにこの要素データの接続方法が
   付加されたデータとして送信されてきた上記骨格構造の
   動きデータを解釈し、運動学に基づいて上記骨格構造の
   姿勢を決定するための受信手段とを含むことを特徴とす
   る３次元骨格構造の動き送受信装置。
2. 【請求項２】 送信側から３次元コンピュータグラフィ
   ックスにおける骨格構造の動きデータを受信側に送信
   し、受信側で送信されてきた骨格構造の動きデータをも
   とにアニメーションを生成するための装置であって、 上記受信側からの要求に応じて、上記骨格構造の階層関
   係を定義する階層データ、この階層データの初期状態、
   骨格の関節の制約条件、骨格に対応付ける形状データ、
   上記骨格構造との対応関係データ、上記形状データの一
   部に対して動画マッピングする動画データ列、およびマ
   ッピング方法を含む初期情報に付加して、上記骨格構造
   の動きデータを、時系列データとして送信するか、３次
   元仮想空間内での動きの特徴となる要素データに分解
   し、この分解された要素データに当該要素データの接続
   方法を付加したデータとして送信するか否かを決定し、
   この決定された送信態様で上記初期情報に上記骨格構造
   の動きデータを付加して送信するための送信手段と、 送信側コンピュータ上にある送信ブロクラムと受信側コ
   ンピュータ上にある受信プログラムとによって、上記初
   期情報に上記骨格構造の動きデータを付加したコンピュ
   ータグラフィックスアニメーションデータを送信側コン
   ピュータから受信側コンピュータに伝送するための伝送
   手段と、 上記伝送手段から伝送されてきた上記コンピュータグラ
   フィックスアニメーションデータを受信し、この受信し
   た上記コンピュータグラフィックスアニメーションデー
   タの送信態様を判別し、上記初期情報に付加される上記
   骨格構造の動きデータが時系列的データとして送信され
   てきたと判別したときには、上記初期情報、および時系
   列的データとして送信されてきた上記骨格構造の動きデ
   ータを解釈し、運動学に基づいて上記骨格構造の姿勢を
   決定する一方、上記初期情報に付加される上記骨格構造
   の動きデータが３次元仮想空間内での動きの特徴となる
   要素データに分解され、この分解された要素データに当
   該要素データの接続方法が付加されたデータとして送信
   されてきたと判別されたときには、上記初期情報、およ
   び分解された要素データにこの要素データの接続方法が
   付加されたデータとして送信されてきた上記骨格構造の
   動きデータを解釈し、運動学に基づいて上記骨格構造の
   姿勢を決定するための受信手段とを含むことを特徴とす
   る３次元骨格構造の動き送受信装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の３次元骨格構
   造の動き送受信装置において、 上記送信手段は、 上記骨格構造を定義し、この定義された骨格構造データ
   を初期情報として送信するための手段と、 上記骨格構造の予め定める部分の運動の３次元仮想空間
   での軌跡を基に代表的な要素データに分解し、この分解
   された要素データに当該要素データの接続方法を付加し
   て送信するための手段とを含み、 上記受信手段は、 伝送されてきた骨格構造データを初期情報として復元す
   るための手段と、 初期状態として復元された骨格構造データに対応付ける
   形状データを上記骨格構造に割り付けるための手段と、 伝送されてきた要素データ、および伝送されてきた要素
   データの接続方法から上記骨格構造の姿勢を決定するた
   めの手段とを含むことを特徴とする３次元骨格構造の動
   き送受信装置。
4. 【請求項４】 請求項１または２に記載の３次元骨格構
   造の動き送受信装置において、 上記送信手段は、 上記骨格構造、およびこの骨格構造の動き情報を送信す
   るための手段と、 上記骨格構造の一部に対応付ける動画像データ列を圧縮
   し、この圧縮された動画像データ列に上記骨格構造の運
   動に応じて動画像を変更する方法を付加して送信するた
   めの手段とを含み、 上記受信手段は、 伝送されてきた上記骨格構造、およびこの骨格構造の動
   き情報を復元するための手段と、 伝送されてきた上記骨格構造の一部に対応付ける動画像
   データ列を復元し、伝送されてきた上記骨格構造の運動
   に応じて動画像を変更する方法を用いることによって、
   上記骨格構造の姿勢を決定するための手段とを含むこと
   を特徴とする３次元骨格構造の動き送受信装置。
5. 【請求項５】 請求項１または２に記載の３次元骨格構
   造の動き送受信装置において、 上記送信部手段は、 送信する上記骨格構造における３次元仮想空間内での動
   きデータに関する要素データを決定するべく、 送信の対象となるＣＧキャラクタに対して、このキャラ
   クタの主要位置にローカル座標系を設定するための手段
   と、 ローカル座標系が設定された上記キャラクタが動き得る
   稼働範囲を包含するような３次元仮想空間を考え、３次
   元仮想空間をこの３次元仮想空間に相似するサブ３次元
   仮想空間に分割し、このサブ３次元仮想空間をさらに階
   層的に分割して、サブ３次元仮想空間の大きさ、サブ３
   次元仮想空間の分割サイズ、上記キャラクタの移動に伴
   うローカル座標系での回転移動行列、および階層化され
   たサブ３次元仮想空間の位置に関連する情報から、上記
   キャラクタの骨格構造の現在注目する部分が３次元仮想
   空間内のどの位置に存在するかを表すための手段とを含
   み、 上記受信手段は、 伝送されてきた上記骨格構造における３次元仮想空間内
   での動きデータに関する要素データをもとに上記骨格構
   造の姿勢を決定するべく、 伝送されてきた上記キャラクタの動き得る稼働範囲を包
   含するような３次元仮想空間を考え、３次元仮想空間を
   この３次元仮想空間に相似するサブ３次元仮想空間に分
   割し、このサブ３次元仮想空間をさらに階層的に分割し
   て、サブ３次元仮想空間の大きさ、サブ３次元仮想空間
   の分割サイズ、上記キャラクタの移動に伴うローカル座
   標系での回転移動行列、および階層化されたサブ３次元
   仮想空間の位置に関連する情報から、上記キャラクタの
   骨格構造の現在注目する部分が３次元仮想空間内のどの
   位置に存在するかを復元するための手段を含むことを特
   徴とする３次元骨格構造の動き送受信装置。
6. 【請求項６】 請求項１または２に記載の３次元骨格構
   造の動き送受信装置において、 上記送信部手段は、 送信する上記骨格構造における３次元仮想空間内での動
   きデータに関する要素データを決定するべく、 送信の対象となるＣＧキャラクタに対して、このキャラ
   クタの主要位置にローカル座標系を設定するための手段
   と、 ローカル座標系が設定された上記キャラクタが動き得る
   稼働範囲を包含するような３次元仮想空間を考え、３次
   元仮想空間をこの３次元仮想空間に相似するサブ３次元
   仮想空間に分割し、このサブ３次元仮想空間をさらに階
   層的に分割し、サブ３次元仮想空間の大きさ、サブ３次
   元仮想空間の分割サイズ、上記キャラクタの移動に伴う
   ローカル座標系での回転移動行列、および階層化された
   サブ３次元仮想空間の位置に関連する情報から、上記キ
   ャラクタの骨格構造の現在注目する部分が３次元仮想空
   間内のどの位置に存在するかを表すための手段と、 ３次元仮想空間内での上記キャラクタの骨格構造の現在
   注目する部分の位置が離れていることを条件として、上
   記コンピュータグラフィックスアニメーションデータに
   互いに離れているブロック同士を空間的に補間する補間
   情報を付加するための手段とを含み、 上記受信手段は、 伝送されきた上記骨格構造における３次元仮想空間内で
   の動きデータに関する要素データをもとに上記骨格構造
   の姿勢を決定するべく、 伝送されてきた上記キャラクタの動き得る稼働範囲を包
   含するような３次元仮想空間を考え、３次元仮想空間を
   この３次元仮想空間に相似するサブ３次元仮想空間に分
   割し、このサブ３次元仮想空間をさらに階層的に分割し
   て、サブ３次元仮想空間の大きさ、サブ３次元仮想空間
   の分割サイズ、上記キャラクタの移動に伴うローカル座
   標系での回転移動行列、および階層化されたサブ３次元
   仮想空間の位置に関連する情報から、上記キャラクタの
   骨格構造の現在注目する部分が３次元仮想空間内のどの
   位置に存在するかを復元するための手段と、 ３次元仮想空間内での上記キャラクタの骨格構造の現在
   注目する部分の位置が離れていることを条件として、伝
   送されてきた補間情報をもとに互いに離れているブロッ
   ク同士を空間的に補間することによって、上記キャラク
   タの骨格構造の連続的な姿勢を復元するための手段とを
   含むことを特徴とする３次元骨格構造の動き送受信装
   置。
7. 【請求項７】 請求項１または２に記載の３次元骨格構
   造の動き送受信装置において、 上記送信手段は、 送信する上記骨格構造における３次元仮想空間内での動
   きデータに関する要素データを決定するべく、 送信の対象となるＣＧキャラクタに対して、このキャラ
   クタの主要位置にローカル座標系を設定するための手段
   と、 ローカル座標系が設定された上記キャラクタが動き得る
   稼働範囲を包含するような３次元仮想空間を考え、３次
   元仮想空間をこの３次元仮想空間に相似するサブ３次元
   仮想空間に分割し、このサブ３次元仮想空間を階層的に
   さらに分割して、サブ３次元仮想空間の大きさ、サブ３
   次元仮想空間の分割サイズ、上記キャラクタの移動に伴
   うローカル座標系での回転移動行列、および階層化され
   たサブ３次元仮想空間の位置に関連する情報から、上記
   キャラクタの骨格構造の現在注目する部分が３次元仮想
   空間内のどの位置に存在するかを表すための手段と、 上記キャラクタの骨格構造における任意に指定する部分
   の３次元角度情報を上記コンピュータグラフィックスア
   ニメーションデータに付加するための手段とを含み、 上記受信手段は、 伝送されてきた上記骨格構造における３次元仮想空間内
   での動きデータに関する要素データをもとに上記骨格構
   造の姿勢を決定するべく、 伝送されてきた上記キャラクタの動き得る稼働範囲を包
   含するような３次元仮想空間を考え、３次元仮想空間を
   この３次元仮想空間に相似するサブ３次元仮想空間に分
   割し、このサブ３次元仮想空間をさらに階層的に分割し
   て、サブ３次元仮想空間の大きさ、サブ３次元仮想空間
   の分割サイズ、上記キャラクタの移動に伴うローカル座
   標系での回転移動行列、および階層化されたサブ３次元
   仮想空間の位置に関連する情報から、上記キャラクタの
   骨格構造の現在注目する部分が３次元仮想空間内のどの
   位置に存在するかを復元するための手段と、 上記キャラクタの骨格構造における任意に指定する部分
   の３次元角度情報から上記キャラクタの骨格構造の姿
   勢、および形状を復元するための手段とを含むことを特
   徴とする３次元骨格構造の動き送受信装置。
8. 【請求項８】 請求項１または２に記載の３次元骨格構
   造の動き送受信装置において、 上記受信手段は、 伝送されてきた上記骨格構造の３次元仮想空間内での動
   きの衝突を検出するべく、 伝送されてきたＣＧキャラクタの動き得る稼働範囲を包
   含するような３次元仮想空間を考え、３次元仮想空間を
   この３次元仮想空間に相似するサブ３次元仮想空間に分
   割し、このサブ３次元仮想空間をさらに階層的に分割し
   て、サブ３次元仮想空間の大きさ、サブ３次元仮想空間
   の分割サイズ、上記キャラクタの移動に伴うローカル座
   標系での回転移動行列、階層化されたサブ３次元仮想空
   間の位置に関連する情報から、上記キャラクタの骨格構
   造の現在注目する部分が他の対象物と衝突するかどうか
   の判定を分割されたサブ３次元仮想空間同士で行なうた
   めの手段を含むことを特徴とする３次元骨格構造の動き
   送受信装置。
9. 【請求項９】 請求項１または２に記載の３次元骨格構
   造の動き送受信装置において、 上記送信手段は、 送信する上記骨格構造の３次元仮想空間内での動き位置
   を設定するべく、 送信の対象となるＣＧキャラクタの３次元仮想空間内で
   の位置を、当該キャラクタが動き得る稼働範囲を包含す
   るような３次元仮想空間、およびこの３次元仮想空間を
   分割したサブ３次元仮想空間のうちいずれか一方の位置
   に関連する情報で指定するための手段と、 上記キャラクタの３次元仮想空間内での位置を変更する
   ことを条件として、サブ３次元仮想空間に隣接するサブ
   ３次元仮想の位置に関連する情報を上記キャラクタの骨
   格構造に与えることによって、上記キャラクタの３次元
   仮想区間内での位置を変更するための手段とを含み、 上記受信手段は、 伝送されてきた上記骨格構造の３次元仮想空間内での動
   き位置を設定するべく、 受信の対象となる上記キャラクタの３次元仮想空間内で
   の位置を、伝送された上記キャラクタが動き得る稼働範
   囲を包含するような３次元仮想空間、およびこの３次元
   仮想空間を分割したサブ３次元仮想空間のいずれか一方
   の位置に関連する情報で決定するための手段と、 上記送信手段側で上記キャラクタの３次元仮想空間内で
   の位置が変更されたことを条件として、伝送されてきた
   サブ３次元仮想空間に隣接するサブ３次元仮想空間の位
   置に関連する情報をもとに上記キャラクタの３次元仮想
   区間内での位置を変更するための手段とを含むことを特
   徴とする３次元骨格構造の動き送受信装置。
10. 【請求項１０】 送信側から３次元コンピュータグラフ
    ィックスにおける骨格構造の動きデータを受信側に送信
    し、受信側で送信されてきた骨格構造の動きデータをも
    とにアニメーションを生成するための方法であって、 上記受信側からの要求に応じて、上記骨格構造の階層関
    係を定義する階層データ、この階層データの初期状態、
    骨格の関節の制約条件、骨格に対応付ける形状データ、
    上記骨格構造との対応関係データを含む初期情報に付加
    して、上記骨格構造の動きデータを、時系列データとし
    て送信するか、３次元仮想空間内での動きの特徴となる
    要素データに分解し、この分解された要素データに当該
    要素データの接続方法を付加したデータとして送信する
    か否かを決定し、この決定された送信態様で上記初期情
    報に上記骨格構造の動きデータを付加して送信するため
    の送信ステップと、 送信側コンピュータ上にある送信ブロクラムと受信側コ
    ンピュータ上にある受信プログラムとによって、上記初
    期情報に上記骨格構造の動きデータを付加したコンピュ
    ータグラフィックスアニメーションデータを送信側コン
    ピュータから受信側コンピュータに伝送するための伝送
    ステップと、 上記伝送ステップから伝送されてきた上記コンピュータ
    グラフィックスアニメーションデータを受信し、この受
    信した上記コンピュータグラフィックスアニメーション
    データの送信態様を判別し、上記初期情報に付加される
    上記骨格構造の動きデータが時系列的データとして送信
    されてきたと判別したときには、上記初期情報、および
    時系列的データとして送信されてきた上記骨格構造の動
    きデータを解釈し、運動学に基づいて上記骨格構造の姿
    勢を決定する一方、上記初期情報に付加される上記骨格
    構造の動きデータが３次元仮想空間内での動きの特徴と
    なる要素データに分解され、この分解された要素データ
    に当該要素データの接続方法が付加されたデータとして
    送信されてきたと判別されたときには、上記初期情報、
    および分解された要素データにこの要素データの接続方
    法が付加されたデータとして送信されてきた上記骨格構
    造の動きデータを解釈し、運動学に基づいて上記骨格構
    造の姿勢を決定するための受信ステップとを含むことを
    特徴とする３次元骨格構造の動き送受信方法。
11. 【請求項１１】 送信側から３次元コンピュータグラフ
    ィックスにおける骨格構造の動きデータを受信側に送信
    し、受信側で送信されてきた骨格構造の動きデータをも
    とにアニメーションを生成するための方法であって、 上記受信側からの要求に応じて、上記骨格構造の階層関
    係を定義する階層データ、この階層データの初期状態、
    骨格の関節の制約条件、骨格に対応付ける形状データ、
    上記骨格構造との対応関係データ、上記形状データの一
    部に対して動画マッピングする動画データ列、およびマ
    ッピング方法を含む初期情報に付加して、上記骨格構造
    の動きデータを、時系列データとして送信するか、３次
    元仮想空間内での動きの特徴となる要素データに分解
    し、この分解された要素データに当該要素データの接続
    方法を付加したデータとして送信するか否かを決定し、
    この決定された送信態様で上記初期情報に上記骨格構造
    の動きデータを付加して送信するための送信ステップ
    と、 送信側コンピュータ上にある送信プログラムと受信側コ
    ンピュータ上にある受信プログラムとによって、上記初
    期情報に上記骨格構造の動きデータを付加したコンピュ
    ータグラフィックスアニメーションデータを送信側コン
    ピュータから受信側コンピュータに伝送するための伝送
    ステップと、 上記伝送ステップから伝送されてきた上記コンピュータ
    グラフィックスアニメーションデータを受信し、この受
    信した上記コンピュータグラフィックスアニメーション
    データの送信態様を判別し、上記初期情報に付加される
    上記骨格構造の動きデータが時系列的データとして送信
    されてきたと判別したときには、上記初期情報、および
    時系列的データとして送信されてきた上記骨格構造の動
    きデータを解釈し、運動学に基づいて上記骨格構造の姿
    勢を決定する一方、上記初期情報に付加される上記骨格
    構造の動きデータが３次元仮想空間内での動きの特徴と
    なる要素データに分解され、この分解された要素データ
    に当該要素データの接続方法が付加されたデータとして
    送信されてきたと判別されたときには、上記初期情報、
    および分解された要素データにこの要素データの接続方
    法が付加されたデータとして送信されてきた上記骨格構
    造の動きデータを解釈し、運動学に基づいて上記骨格構
    造の姿勢を決定するための受信ステップとを含むことを
    特徴とする３次元骨格構造の動き送受信方法。
12. 【請求項１２】 請求項１０または１１に記載の３次元
    骨格構造の動き送受信方法において、 上記送信ステップは、 上記骨格構造を定義し、この定義された骨格構造データ
    を初期情報として送信するステップと、 上記骨格構造の予め定める部分の運動の３次元仮想空間
    での軌跡を基に代表的な要素データに分解し、この分解
    された要素データに当該要素データの接続方法を付加し
    て送信するステップとを含み、 上記受信ステップは、 伝送されてきた骨格構造データを初期情報として復元す
    るステップと、 初期状態として復元された骨格構造データに対応付ける
    形状データを上記骨格構造に割り付けるステップと、 伝送されてきた要素データ、および伝送されてきた要素
    データの接続方法から上記骨格構造の姿勢を決定するス
    テップとを含むことを特徴とする３次元骨格構造の動き
    送受信方法。
13. 【請求項１３】 請求項１０または１１に記載の３次元
    骨格構造の動き送受信方法において、 上記送信ステップは、 上記骨格構造、およびこの骨格構造の動き情報を送信す
    るステップと、 上記骨格構造の一部に対応付ける動画像データ列を圧縮
    し、この圧縮された動画像データ列に上記骨格構造の運
    動に応じて動画像を変更する方法を付加して送信するス
    テップとを含み、 上記受信ステップは、 伝送されてきた上記骨格構造、およびこの骨格構造の動
    き情報を復元するステップと、 伝送されてきた上記骨格構造の一部に対応付ける動画像
    データ列を復元し、伝送されてきた上記骨格構造の運動
    に応じて動画像を変更する方法を用いることによって、
    上記骨格構造の姿勢を決定するステップとを含むことを
    特徴とする３次元骨格構造の動き送受信方法。
14. 【請求項１４】 請求項１０または１１に記載の３次元
    骨格構造の動き送受信方法において、 上記送信部ステップは、 送信する上記骨格構造における３次元仮想空間内での動
    きデータに関する要素データを決定するべく、 送信の対象となるＣＧキャラクタに対して、このキャラ
    クタの主要位置にローカル座標系を設定するステップ
    と、 ローカル座標系が設定された上記キャラクタが動き得る
    稼働範囲を包含するような３次元仮想空間を考え、３次
    元仮想空間をこの３次元仮想空間に相似するサブ３次元
    仮想空間に分割し、このサブ３次元仮想空間をさらに階
    層的に分割して、サブ３次元仮想空間の大きさ、サブ３
    次元仮想空間の分割サイズ、上記キャラクタの移動に伴
    うローカル座標系での回転移動行列、および階層化され
    たサブ３次元仮想空間の位置に関連する情報から、上記
    キャラクタの骨格構造の現在注目する部分が３次元仮想
    空間内のどの位置に存在するかを表すステップとを含
    み、 上記受信ステップは、 伝送されてきた上記骨格構造における３次元仮想空間内
    での動きデータに関する要素データをもとに上記骨格構
    造の姿勢を決定するべく、 伝送されてきた上記キャラクタの動き得る稼働範囲を包
    含するような３次元仮想空間を考え、３次元仮想空間を
    この３次元仮想空間に相似するサブ３次元仮想空間に分
    割し、このサブ３次元仮想空間をさらに階層的に分割し
    て、サブ３次元仮想空間の大きさ、サブ３次元仮想空間
    の分割サイズ、上記キャラクタの移動に伴うローカル座
    標系での回転移動行列、および階層化されたサブ３次元
    仮想空間の位置に関連する情報から、上記キャラクタの
    骨格構造の現在注目する部分が３次元仮想空間内のどの
    位置に存在するかを復元するステップを含むことを特徴
    とする３次元骨格構造の動き送受信方法。
15. 【請求項１５】 請求項１０または１１に記載の３次元
    骨格構造の動き送受信方法において、 上記送信部ステップは、 送信する上記骨格構造における３次元仮想空間内での動
    きデータに関する要素データを決定するべく、 送信の対象となるＣＧキャラクタに対して、このキャラ
    クタの主要位置にローカル座標系を設定するステップ
    と、 ローカル座標系が設定された上記キャラクタが動き得る
    稼働範囲を包含するような３次元仮想空間を考え、３次
    元仮想空間をこの３次元仮想空間に相似するサブ３次元
    仮想空間に分割し、このサブ３次元仮想空間をさらに階
    層的に分割し、サブ３次元仮想空間の大きさ、サブ３次
    元仮想空間の分割サイズ、上記キャラクタの移動に伴う
    ローカル座標系での回転移動行列、および階層化された
    サブ３次元仮想空間の位置に関連する情報から、上記キ
    ャラクタの骨格構造の現在注目する部分が３次元仮想空
    間内のどの位置に存在するかを表すステップと、 ３次元仮想空間内での上記キャラクタの骨格構造の現在
    注目する部分の位置が離れていることを条件として、上
    記コンピュータグラフィックスアニメーションデータに
    互いに離れているブロック同士を空間的に補間する補間
    情報を付加するステップとを含み、 上記受信ステップは、 伝送されきた上記骨格構造における３次元仮想空間内で
    の動きデータに関する要素データをもとに上記骨格構造
    の姿勢を決定するべく、 伝送されてきた上記キャラクタの動き得る稼働範囲を包
    含するような３次元仮想空間を考え、３次元仮想空間を
    この３次元仮想空間に相似するサブ３次元仮想空間に分
    割し、このサブ３次元仮想空間をさらに階層的に分割し
    て、サブ３次元仮想空間の大きさ、サブ３次元仮想空間
    の分割サイズ、上記キャラクタの移動に伴うローカル座
    標系での回転移動行列、および階層化されたサブ３次元
    仮想空間の位置に関連する情報から、上記キャラクタの
    骨格構造の現在注目する部分が３次元仮想空間内のどの
    位置に存在するかを復元するステップと、 ３次元仮想空間内での上記キャラクタの骨格構造の現在
    注目する部分の位置が離れていることを条件として、伝
    送されてきた補間情報をもとに互いに離れているブロッ
    ク同士を空間的に補間することによって、上記キャラク
    タの骨格構造の連続的な姿勢を復元するステップとを含
    むことを特徴とする３次元骨格構造の動き送受信方法。
16. 【請求項１６】 請求項１０または１１に記載の３次元
    骨格構造の動き送受信方法において、 上記送信ステップは、 送信する上記骨格構造における３次元仮想空間内での動
    きデータに関する要素データを決定するべく、 送信の対象となるＣＧキャラクタに対して、このキャラ
    クタの主要位置にローカル座標系を設定するステップ
    と、 ローカル座標系が設定された上記キャラクタが動き得る
    稼働範囲を包含するような３次元仮想空間を考え、３次
    元仮想空間をこの３次元仮想空間に相似するサブ３次元
    仮想空間に分割し、このサブ３次元仮想空間を階層的に
    さらに分割して、サブ３次元仮想空間の大きさ、サブ３
    次元仮想空間の分割サイズ、上記キャラクタの移動に伴
    うローカル座標系での回転移動行列、および階層化され
    たサブ３次元仮想空間の位置に関連する情報から、上記
    キャラクタの骨格構造の現在注目する部分が３次元仮想
    空間内のどの位置に存在するかを表すステップと、 上記キャラクタの骨格構造における任意に指定する部分
    の３次元角度情報を上記コンピュータグラフィックスア
    ニメーションデータに付加するステップとを含み、 上記受信ステップは、 伝送されてきた上記骨格構造における３次元仮想空間内
    での動きデータに関する要素データをもとに上記骨格構
    造の姿勢を決定するべく、 伝送されてきた上記キャラクタの動き得る稼働範囲を包
    含するような３次元仮想空間を考え、３次元仮想空間を
    この３次元仮想空間に相似するサブ３次元仮想空間に分
    割し、このサブ３次元仮想空間をさらに階層的に分割し
    て、サブ３次元仮想空間の大きさ、サブ３次元仮想空間
    の分割サイズ、上記キャラクタの移動に伴うローカル座
    標系での回転移動行列、および階層化されたサブ３次元
    仮想空間の位置に関連する情報から、上記キャラクタの
    骨格構造の現在注目する部分が３次元仮想空間内のどの
    位置に存在するかを復元するステップと、 上記キャラクタの骨格構造における任意に指定する部分
    の３次元角度情報から上記キャラクタの骨格構造の姿
    勢、および形状を復元するステップとを含むことを特徴
    とする３次元骨格構造の動き送受信方法。
17. 【請求項１７】 請求項１０または１１に記載の３次元
    骨格構造の動き送受信方法において、 上記受信ステップは、 伝送されてきた上記骨格構造の３次元仮想空間内での動
    きの衝突を検出するべく、 伝送されてきたＣＧキャラクタの動き得る稼働範囲を包
    含するような３次元仮想空間を考え、３次元仮想空間を
    この３次元仮想空間に相似するサブ３次元仮想空間に分
    割し、このサブ３次元仮想空間をさらに階層的に分割し
    て、サブ３次元仮想空間の大きさ、サブ３次元仮想空間
    の分割サイズ、上記キャラクタの移動に伴うローカル座
    標系での回転移動行列、階層化されたサブ３次元仮想空
    間の位置に関連する情報から、上記キャラクタの骨格構
    造の現在注目する部分が他の対象物と衝突するかどうか
    の判定を分割されたサブ３次元仮想空間同士で行なうス
    テップを含むことを特徴とする３次元骨格構造の動き送
    受信方法。
18. 【請求項１８】 請求項１０または１１に記載の３次元
    骨格構造の動き送受信方法において、 上記送信ステップは、 送信する上記骨格構造の３次元仮想空間内での動き位置
    を設定するべく、 送信の対象となるＣＧキャラクタの３次元仮想空間内で
    の位置を、当該キャラクタが動き得る稼働範囲を包含す
    るような３次元仮想空間、およびこの３次元仮想空間を
    分割したサブ３次元仮想空間のうちいずれか一方の位置
    に関連する情報で指定するステップと、 上記キャラクタの３次元仮想空間内での位置を変更する
    ことを条件として、サブ３次元仮想空間に隣接するサブ
    ３次元仮想の位置に関連する情報を上記キャラクタの骨
    格構造に与えることによって、上記キャラクタの３次元
    仮想区間内での位置を変更するステップとを含み、 上記受信ステップは、 伝送されてきた上記骨格構造の３次元仮想空間内での動
    き位置を設定するべく、 受信の対象となる上記キャラクタの３次元仮想空間内で
    の位置を、伝送された上記キャラクタが動き得る稼働範
    囲を包含するような３次元仮想空間、およびこの３次元
    仮想空間を分割したサブ３次元仮想空間のいずれか一方
    の位置に関連する情報で決定するステップと、 上記送信ステップで上記キャラクタの３次元仮想空間内
    での位置が変更されたことを条件として、伝送されてき
    たサブ３次元仮想空間に隣接するサブ３次元仮想空間の
    位置に関連する情報をもとに上記キャラクタの３次元仮
    想区間内での位置を変更するステップとを含むことを特
    徴とする３次元骨格構造の動き送受信方法。