JPH1074269A

JPH1074269A - 立体ｃｇ動画像生成装置

Info

Publication number: JPH1074269A
Application number: JP9166378A
Authority: JP
Inventors: Kenya Uomori; 謙也魚森; Atsushi Morimura; 森村　　淳
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-06-26
Filing date: 1997-06-23
Publication date: 1998-03-17
Anticipated expiration: 2017-06-23
Also published as: JP3934211B2

Abstract

(57)【要約】【課題】観察者にとってどのような視距離でも、どのよ
うな大きさの画面でも自動的に自然で見やすい立体画像
を生成できない。【解決手段】被写体の３次元形状を記述する３次元構造
情報から、カメラから見た時の２次元投影画像を生成す
る投影変換部１、２と、投影変換部１、２の出力から実
際に観察される画像を計算する複数のレンダリング部
３、４と、投影変換部１、２の投影変換を規定しこれを
変化させることにより動画像を発生できるカメラパラメ
ータを発生するカメラシーケンス発生部５と、３次元構
造情報、投影変換部１、２又はレンダリング部３、４の
出力と、カメラシーケンス発生部５の出力とから、表示
被写体の動き及び／又は運動視差を計算する運動計算部
７と、少なくとも、運動計算部７の出力と、画像表示に
おける画面の大きさと、観察者の視距離とから、表示さ
れる被写体の動き及び／又は運動視差が、観察者の許容
範囲内に収まるように、カメラパラメータを自動的又は
手動的に修正するためのカメラパラメータ修正部９とを
備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３次元ＣＧ動画像
を生成するもので、カメラや被写体の動き、運動視差の
大きさとディスプレイ監視条件により、観察者にとって
適切な動きや奥行き感覚を与えることができる立体ＣＧ
動画像生成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の立体ＣＧ画像生成装置は、例えば
図９に示すようなものがある。これは、被写体の３次元
形状をサーフェスモデルで記述した３次元構造情報（被
写体を複数の小面（ポリゴン）で近似し、各ポリゴンに
含まれる頂点の３次元位置と、各ポリゴンにより合成さ
れる面、稜線とを定義した情報）を入力とし、これで定
義された被写体をワールド座標系に配置する。これを仮
想的なカメラで撮像した時にフイルムに投影される被写
体の２次元位置を投影変換部１，２で計算し、更にレン
ダリング部３，４で各ポリゴン内部の画像の輝度と色
（例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの値）を被写体の材質や光源の種
類、３次元位置により決定する。

【０００３】例えば、図１０（ａ）に示すような多面体
の形状モデルは、図１０（ｂ）に示すように、頂点Ｖ１
〜Ｖ８の３次元座標、形状モデルのデータ構造（面、稜
線の構成）で記述され、この情報で記述される被写体を
図１１（ａ）に示すようなワールド座標系に配置する。

【０００４】すなわち、カメラの視点Ｅから見た被写体
のスクリーン５０に投影される像（頂点）を計算する。
そして、各頂点により構成される面、稜線のスクリーン
上での位置・輝度・色を計算して出力画像を得る。

【０００５】この時、立体画像であるので、少なくとも
２視点での画像を計算する必要があるが、図１１（ｂ）
で示されるように、カメラのパラメータは、カメラＣ
L、ＣRの視点位置、複数のカメラの間隔Ｗc、輻輳撮像
の時はカメラの輻輳点Ｐの３次元座標、カメラの焦点距
離ｆ（または画角（angle of field of view）θ）で
記述される。

【０００６】以上の説明は基本的に静止ＣＧ画像を生成
するものであるが、カメラや被写体が動き、動画ＣＧ画
像を生成する場合には順次カメラ・被写体の動きのパラ
メータを変更することにより、一枚一枚画像を生成して
いく。このシーケンスデータを保存し供給するのがカメ
ラシーケンス発生部５、オブジェクトシーケンス発生部
６である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の立体ＣＧ画像生成装置では、複数のカメラ
の動きパラメータや被写体の動きパラメータは、その値
が不適切だと観察者の視覚機能にマッチしない場合が多
々発生し、観察者に負担をかける場合がある。

【０００８】たとえば、人間が違和感なく画面の動きを
知覚できるためには、対象物の速度はある程度の速さ以
下が望ましい。また、運動視差（複数対象物間の相対的
速度）による奥行き感覚が適切に得られるためには、相
対速度にも制限がある。この条件は、表示する画像の大
きさや視距離にも関係する。これらが常に適切に設定さ
れないと、違和感や疲労感、ひいては眼精疲労を誘発す
るような不適切な画像を生成してしまう、という問題点
があった。

【０００９】本発明は、従来のこのような立体ＣＧ画像
生成装置の課題を考慮し、観察者にとってどのような視
距離でも、どのような大きさの画面でも自動的に自然で
見やすい立体画像を生成できる立体ＣＧ動画像生成装置
を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、被写体の３次
元形状を記述する３次元構造情報から、カメラから見た
時の２次元投影画像を生成する投影変換部と、前記投影
変換部の出力から実際に観察される画像を計算する複数
のレンダリング部と、前記投影変換部の投影変換を規定
しこれを変化させることにより動画像を発生できるカメ
ラパラメータを発生するカメラシーケンス発生部と、前
記３次元構造情報、前記投影変換部又は前記レンダリン
グ部の出力と、前記カメラシーケンス発生部の出力とか
ら、表示被写体の動き及び／又は運動視差を計算する運
動計算部と、少なくとも、前記運動計算部の出力と、画
像表示における画面の大きさと、観察者の視距離とか
ら、表示される被写体の動き及び／又は運動視差が、観
察者の許容範囲内に収まるように、カメラパラメータを
自動的又は手動的に修正するためのカメラパラメータ修
正部と、を備える。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明をその実施の形態
を示す図面に基づいて説明する。

【００１２】図１は、本発明の第１の実施の形態におけ
る立体ＣＧ画像生成装置の構成図を示すものである。図
１において、１、２は、３次元構造情報を入力し、変換
を行う投影変換部、３、４はその投影変換部１、２から
の出力をレンダリングするレンダリング部、５はカメラ
シーケンス発生部、６はオブジェクトシーケンス発生部
であり、これらは従来の立体ＣＧ画像生成装置のものと
同じものである。

【００１３】本実施の形態が従来の立体ＣＧ画像生成装
置と異なる点は、運動視差計算部７、運動視差判断部
８、カメラパラメータ修正部９、オブジェクト動作修正
部１０が存在する点である。

【００１４】以上のように構成された本実施の形態の立
体ＣＧ動画像生成装置について、以下その動作を説明す
る。

【００１５】まず、被写体の３次元形状をサーフェスモ
デルで記述した３次元構造情報が投影変換部１、２と運
動視差計算部７に入力される。ＣＧ制作者は、レンダリ
ング部３、４に接続された立体画像表示装置１００を見
て出力画像を確認し、且つ被写体と仮想カメラの位置関
係を表示する画面１０１も見ながら、好みに合わせて、
被写体と仮想カメラ（左右カメラの位置の中点）をワー
ルド座標系の適当な位置に配置し、それらの方向を決定
する。また、カメラを移動させてシーンをダイナミック
に表現する場合にはカメラの移動データ（カメラ位置と
方向の時間的変化データ）をカメラシーケンス発生部５
に記憶させる。また、被写体が運動する場合にはオブジ
ェクトシーケンスデータ発生部６に被写体の動き情報な
どを記憶させる（図３参照）。

【００１６】ここで左右のカメラ位置は、仮想カメラ位
置Ｖを中心としてＸ軸方向に±Ｗc／２の位置に配置さ
れる（図２参照）。カメラの焦点距離ｆ、参照点Ｐｒと
併せてカメラシーケンスデータとして記憶される（図２
(a)、輻輳撮影の場合）。カメラが平行撮影の場合は、
図２(b) に示すように、仮想カメラ位置Ｖが参照点Ｐｒ
を向き、これに左右のカメラが平行になるように設定さ
れる。カメラシーケンスデータの一例を図３に示す。仮
想視点Ｖ、参照点Ｐｒ、レンズの焦点距離ｆ、カメラ間
隔Ｗｃの各時刻ｔiにおける値が定義されている。

【００１７】次に、運動視差計算部７は表示される被写
体の動きおよび運動視差を計算する。これについて、図
４の例を用いて説明する。図４（ａ）において、カメラ
１１が速度Vで右方向に運動し、被写体A,B,Cを撮影して
いるとする。この時、カメラでとらえられた画像は図４
（ｂ）のようになる。即ち、被写体A,B,Cは画面上で左
方向に運動する。この時、それぞれの被写体の速度はそ
れぞれＶa、Ｖb、Ｖcであり、カメラから遠い被写体ほ
ど速度が小さい。これらの速度は、３次元構造情報とカ
メラシーケンス発生部５に記憶されたカメラシーケンス
データ、さらに、被写体も運動する場合にはオブジェク
トシーケンス発生部６に記憶されたオブジェクトデータ
により公知のＣＧデータ計算手法によって計算される。

【００１８】すなわち、３次元構造情報は頂点座標の情
報があるので、これらとカメラパラメータの時間変化で
あるカメラシーケンスデータから、各頂点の動きを直接
計算することができる（図４参照）。また、各ポリゴン
の重心位置でのデータで記述することもできる。また、
３次元構造情報を用いず、投影変換部１、２またはレン
ダリング部３、４の出力画像から、既存の画像処理技術
（勾配法、マッチング法など）を用いて計算することも
可能である。

【００１９】このようにして得られた３次元情報中の各
頂点または各ポリゴンの速度ヒストグラムを計算する
と、一般的には図５(a)のようになる。この時、被写体
自身の動きや回転がある場合があり、そのため速度分布
は少し広がりをもつ。これらのピーク位置を計算し、そ
れぞれがほぼ前述のＶa、Ｖb、Ｖcとなる。これらの値
は各被写体毎に記述される。一般的にはヒストグラムの
ピークのみの情報では被写体毎の速度ピークを分離する
ことは難しいので、あらかじめ３次元構造情報で与えら
えれた被写体情報を元に、頂点データを被写体毎に分け
ておいて、それらの中で速度分布のピークを求めるか、
図５(a)のヒストグラム分布から、分布の山を群化し、
被写体毎の速度度数ピークを求めてもよい。また、得ら
れた被写体毎の速度Ｖa、Ｖb、Ｖcを元にしてそれぞれ
の被写体間の相対速度（運動視差）を計算する。計算結
果は図５(b)のようになり、各被写体間の相対速度分布
が得られる。

【００２０】このようにして、図５(a)、(b)のデータを
得るために、画像を構成するポリゴンを単位に計算した
が、３次元構造情報を用いて、各被写体の動きを、各被
写体の中心位置の動きで代表させて計算することもでき
る。この場合、更に計算量を削減できる。

【００２１】次に、得られた速度ヒストグラムと画像観
察条件（視距離、表示画面の大きさ）に基づいて、図１
における運動視差判断部８は、生成される動画像の動き
と相対運動の大きさが観察者にとって適切かどうか判断
する。

【００２２】ここで、被写体の動き速度と人間の動き知
覚との関係を、図６（ａ）に、また、複数の被写体間の
相対速度と人間の奥行き知覚量の関係を図６（ｂ）に示
す。

【００２３】すなわち、図６(a)は人間の動き知覚特性
を、表示される画像の速度と知覚される動き量として示
したものである。０から速度が増加すると、知覚される
速度は線形に増加するが、表示被写体速度がＶeaを越え
ると減少する。これは人間の運動知覚の限界を示してお
り、表示被写体速度がＶeaを越えると、人間はもはや正
しい速度を知覚できなくなっていることを示している。
更に速度をあげていくと、速度Ｖebでは観察者は表示画
像が動いていることは知覚できるが、どの程度の速度な
のかわからない状態となる。

【００２４】他方、図６(b)は相対速度に対する人間の
奥行き知覚の大きさ特性である。相対速度が０から増加
するに従って知覚される奥行き量も線形に増加するが、
相対速度がＶecを越えた後は逆に減少し、最終的にはほ
とんど知覚される奥行き量は０に近くなってしまう。ま
た、図６（ａ）、（ｂ）の特性は、表示条件（観察者の
表示領域の視野角）によって変化する。視野角が大きい
方が許容限界も大きい。これらの特性は、使用者が観察
条件を入力することにより選択される。

【００２５】以上の人間の知覚特性を考慮し、運動視差
判断部８は表示される画像の動きや運動視差が人間に許
容されるように、カメラの速度、カメラから見たときの
被写体間の距離を調整するべきかどうか判断する。

【００２６】カメラパラメータ修正部９とオブジェクト
動作修正部１０における、画像の動きの修正方法は、次
のとうりである。例えば運動視差計算部７による計算結
果と人間の運動知覚特性が図５(a)のようになっている
場合を考える。点線は図６（ａ）である。この場合、人
間の特性は速度で表示され、その単位は角度deg/sであ
り、運動視差計算部７はドットで表された画像上での動
き、運動視差を計算するため、その出力は表示位置座標
の速度（ドット数／ｓまたは仮想的座標値／ｓ）であら
わされる。ドットによる速度を実際の観察条件における
角度／秒に変換するために、観察者の視距離、画面の大
きさのデータが用いられる。画面の上でのドット数相当
の長さが視角でいくらになるかが計算される。

【００２７】図５（ａ）の場合、被写体Ｂの速度がＶea
を越えているため、ほとんど観察者は被写体Ｂの動きは
速すぎて見えない状態である。

【００２８】（Ａ）カメラ修正の場合：これを防ぐため
に、カメラパラメータ修正部９はカメラの移動速度を下
げ、ＶBがＶea以下になるように修正し、これをカメラ
シーケンス発生部５に記憶させる。なお、この時、速度
が下がるため、最初に記憶された通りの位置までカメラ
が移動するのに多く時間がかかる。

【００２９】また、図１に示されるように修正前後のカ
メラシーケンスを操作端末などに表示し、どこがどのよ
うに修正されたかを示せば、制作者に使いやすいシステ
ムになる。

【００３０】なお、カメラの速度をどこまで下げるか
は、画像制作者の好みの問題もあるため、制作者が速度
・運動視差調整データを入力し、基準値であるＶeaの方
の大きさを変更することにより修正されたカメラの速度
が適宜変更され、好みの設定が得られるようにもでき
る。すなわち、カメラ修正部により修正後のカメラの速
度が変化し、画像の速度が変わる。

【００３１】一方、運動視差については、図５(b)に示
すようになっている場合、運動視差ＶB−ＶCがＶecを越
えないように、カメラの速度を落とす。

【００３２】なお、カメラの速度をどこまで下げるか
は、画像制作者の好みの問題もあるため、制作者が速度
・運動視差調整データを入力し、基準値であるＶecの方
の大きさを変更することにより修正されたカメラの速度
が適宜変更され、好みの設定が得られるようにもでき
る。すなわち、カメラ修正部により修正後のカメラの速
度が変化し、画像の相対速度が変わる。

【００３３】（Ｂ）オブジェクトシーケンス修正の場
合：また、表示される被写体自身の動き量が速く、これ
が人間の許容範囲を越える場合にはオブジェクト動作修
正部１０がオブジェクトの動き速度の最大値ＶBがＶea
を越えないようにオブジェクトの速さを変更し、その結
果をオブジェクトシーケンス発生部６に記憶させる。更
に、表示される被写体Ｂ，Ｃのカメラからの距離が大き
く変化する場合には、それらの被写体の移動量や速度が
小さくなるようにそれら被写体の位置（被写体間の距
離）や移動速度を修正し、これをオブジェクトシーケン
ス発生部６に記憶する。

【００３４】また、オブジェクト動作修正部１０が、修
正前後のオブジェクトシーケンスを表示し、どこがどの
ように修正されたかを示し、また、このままでは適切な
動き・運動視差を表示できないオブジェクトシーケンス
部分を表示すれば、制作者にとって使いやすいシステム
が実現される。

【００３５】また、図７(a)に示されるように、被写体
Ｒ、Ｓが２個あるとき、カメラがＰaからＰfまで移動す
る際、常に被写体Ｓの方向にカメラが向いているような
場合を考える。このような場合でも、被写体の運動・運
動視差成分を計算し、これが観察者の許容量を超えてい
る場合にはカメラの移動速度を遅くすることにより観察
者の視覚特性に合った動画像を生成できる。この場合に
は運動成分は被写体Ｒのみが問題となり、被写体Ｓの運
動成分は小さくなる。このような場合に、カメラ中心で
はない被写体Ｒに対して本発明は有効になる。

【００３６】更に、同図（ｂ）のようにカメラは移動し
ないがカメラがパンニングする場合もある。この場合に
は生成される画像の運動成分のみが主に発生するが、こ
れが観察者の許容限界を越える場合にはカメラのパンニ
ングの速度を遅くすることによって生成される動画像が
観察者の視覚特性に合わせることができる。

【００３７】また、カメラの動きと被写体の動き両方を
修正することも可能である。この場合、２つの動きの修
正量の組み合わせの割合は、操作者が決定する。たとえ
ば、カメラの動きの制限を本来の５０％に押さえ、後は
被写体の動きを修正することにより、画像の動き、運動
視差の最大の大きさを目標値以下になるようにすること
が出来る。

【００３８】以上のように、本実施の形態によれば、カ
メラの動き、被写体の位置・動きを修正することによ
り、観察者に対して画像の動き・運動視差が観察者の視
覚特性に適合し、違和感のない動画像を生成することが
できる。

【００３９】図８は、本発明の第２の実施の形態におけ
る立体ＣＧ画像生成装置の構成図を示すものである。図
８において、１、２は投影変換部、３、４はレンダリン
グ部、５はカメラシーケンス発生部、６はオブジェクト
シーケンス発生部、７は運動視差計算部、８は運動視差
判断部、９はカメラパラメータ修正部、１０はオブジェ
クト動作修正部であり、これらは本発明の第１の実施の
形態の立体ＣＧ画像生成装置のものと同じものである。
本実施の形態が第１の実施の形態の立体ＣＧ動画像生成
装置と異なる点は、両眼視差計算部１１、両眼視差判断
部１２が追加されている点である。

【００４０】以上のように構成された本実施の形態の立
体ＣＧ動画像生成装置について、以下その動作を説明す
る。

【００４１】基本的な動作は本発明の第１の実施の形態
の動作と同じである。

【００４２】まず、被写体の３次元形状をサーフェスモ
デルで記述した３次元構造情報が投影変換部１、２と距
離情報抽出部５に入力される。ＣＧ制作者は、カメラの
移動データ（カメラ位置と方向の時間的変化データ）を
カメラシーケンス発生部５に記憶させる。また、被写体
が運動する場合にはオブジェクトシーケンスデータ発生
部６に被写体の動き情報などを記憶させる（図３参
照）。

【００４３】次に、運動視差計算部７は表示される被写
体の動きおよび運動視差を計算する。これについて、図
４の例を用いて説明する。図４（ａ）において、カメラ
１１が速度Ｖで右方向に運動し、被写体A,B,Cを撮影し
ている。この時、カメラでとらえられた画像は図４
（ｂ）のようになる。この時の３次元情報中の各頂点ま
たは各ポリゴンの速度ヒストグラムを計算すると、一般
的には図５(a)のようになる。これらのピーク位置を計
算し、それぞれがほぼ前述のＶa、Ｖb、Ｖcとなる。こ
れらの値は各被写体毎に記述される。次に、得られた被
写体毎の速度Ｖa、Ｖb、Ｖcを元にしてそれぞれの被写
体間の相対速度を計算する。計算結果は図５(b)のよう
になり、各被写体間の相対速度分布が得られる。

【００４４】得られた速度ヒストグラムと画像観察条件
（視距離、表示画面の大きさ）を元に運動視差判断部８
は表示される画像の動きや運動視差が人間に許容される
ように、カメラの速度、カメラから見たときの被写体間
の距離を調整するべきかどうか判断し、カメラパラメー
タ修正部９は、被写体の動きの修正を行う。図５（ａ）
の場合、被写体Ｂの速度がＶeaを越えているため、ほと
んど観察者は被写体Ｂの動きは速すぎて見えない状態で
ある。これを防ぐために、カメラパラメータ修正部９は
カメラの移動速度を下げ、ＶBがＶea以下になるように
修正し、これをカメラシーケンス発生部５に記憶させ
る。また、運動視差の条件においては、図５(b)に示す
ようになっている場合、運動視差ＶB−ＶCがＶecを越え
ないように、カメラの移動速度を下げるか、又は、被写
体Ｂと被写体Ｃのカメラからの距離が小さくなるように
修正する。すなわち、カメラの移動速度を下げるか、ま
たは被写体の位置を変えても良い場合には、被写体Ｂ、
Ｃの距離を小さくしてＢＣ間の運動視差を小さくするこ
とが出来る。カメラの移動速度は画像の運動、相対運動
に影響し、被写体間距離は相対速度（運動視差に影響す
る）。

【００４５】以上の動作は、本発明の第1の実施の形態
と同じであるが、第２の実施の形態では、以下の動作が
付加される。

【００４６】カメラが被写体に対して奥行き方向に運動
する場合、人間の奥行き方向の運動知覚は、運動視差の
変化により影響を受けるが、それよりも両眼視差の変化
による大きく影響を受ける。この場合には、両眼視差が
過度に大きく変化するので、観察者が、奥行き知覚しづ
らくなる。これを防ぐために、両眼視差計算部１１が３
次元構造情報とカメラシーケンスデータとオブジェクト
シーケンスデータから被写体の両眼視差の変化を計算
し、その計算結果を利用して、両眼視差判断部１２が、
画像観察条件（視距離、表示画面の大きさ）も加味して
実際に表示される画像の両眼視差の変化が、ある所定の
値（制作者が入力する）よりも大きい場合には、カメラ
の奥行き方向の動きを小さくする。その結果、生成され
る立体ＣＧ動画像が見やすくなる。

【００４７】また、両眼視差調整データを両眼視差判断
部１３とカメラパラメータ修正部９に入力することによ
り、両眼視差の変化をいくらまで許容するかを指定す
る。これにより、制作者が両眼視差の大きさを故意に大
きくするなどの特殊な用途にも対応できる。

【００４８】なお、両眼視差計算部１２は、投影変換部
１、２、レンダリング部３、４の出力を用いて既存の画
像処理技術（勾配法、マッチング法など）を用いて両眼
視差を計算しても良い。

【００４９】更に、被写体が大きく奥行き方向に運動す
る場合も同様に、両眼視差計算部１２が計算した両眼視
差の変化が許容範囲よりも大きい場合には、オブジェク
トシーケンスデータを修正して被写体の動きを小さくす
ることにより、見やすい立体ＣＧ画像を生成することが
出来る。また、この許容範囲は観察条件（表示領域の視
野角）によって変化する。視野角が大きいほど許容範囲
も大きい。この許容範囲のデータを両眼視差判断部１３
は保有しており、使用者が予め観察条件を入力し、それ
に対応した許容範囲特性が使用される。

【００５０】また、被写体がカメラの光軸方向に運動す
る場合、被写体の運動や運動視差も生じるが、２つのカ
メラで撮像された被写体が左右の画面上で対称に運動す
るようになる。この場合は特に運動視差の変化よりも、
両眼視差の変化により、奥行き方向の知覚が影響を受け
る。このような場合を両眼視差判断部１３は検出し、両
眼視差の変化が、ある所定値よりも小さくなるように被
写体の動きやカメラの動きを修正する。これによって、
１つのカメラからの視点では動き、運動視差としてとら
えてしまうような状況においても、これを両眼視差の変
化と判断し、適切なカメラシーケンス、オブジェクトシ
ーケンスデータを生成することが出来る。

【００５１】また、カメラパラメータ修正部９とオブジ
ェクト動作修正部１０は、カメラシーケンスやオブジェ
クトシーケンスのうち、両眼視差の変化の関係から、不
適切と判断し修正した部分について、これを制作者に端
末等を通じて表示する。このようにすればさらに編集作
業のしやすいシステムとなる。

【００５２】以上のように、本実施の形態によれば、運
動視差の変化のみならず両眼視差の変化を適正な範囲に
抑えることができるので、観察者の視覚特性に最適であ
り、違和感のない、立体動画像を生成することができ
る。

【００５３】なお、本発明の第１、２の実施の形態にお
いて、画像の動き、運動視差、両眼視差の計算は、３次
元構造情報、カメラシーケンス、オブジェクトシーケン
ス発生部の出力を用いたが、投影変換部やレンダリング
部の出力を用いて、既存の画像処理技術（マッチング処
理や勾配法を用いる方法）によりこれらを計算しても良
い。

【００５４】また、本発明の第１、２の実施の形態は、
２眼の立体ＣＧ動画像を生成するようになっているが、
これを更に画像数の多い多眼立体画像にするために、投
影変換部１、２とレンダリング部３、４を増加させても
よい。この場合、カメラシーケンス発生部５には投影変
換部の数に対応した数のカメラパラメータが記述され
る。

【００５５】また、立体ＣＧ画像を例にとって説明した
が、カメラ１台の従来の単眼の３次元ＣＧ動画像につい
ても本発明は適用される。

【００５６】また、本発明の第１、２の実施の形態にお
いて、被写体の動き、運動視差の計算は、２眼立体画像
の場合、仮想視点Ｖ（図２）のパラメータで計算しても
良いし、右または左カメラ視点どちらかでのパラメータ
で計算してもいいし、両方計算してその平均値を用いて
も良い。

【００５７】また、多眼立体ＣＧ動画像の場合には、カ
メラ列の中心の視点のパラメータでの計算を行ってもよ
いし、もっとも中心に近いカメラのパラメータを用いて
も良いし、複数のカメラパラメータで計算し、それらの
平均値、最大値、最小値、中間値を用いても良い。

【００５８】また、本発明の第１、２の実施の形態にお
いて、被写体の動き、運動視差、両眼視差等の変化が、
観察者の運動、奥行き知覚特性の許容範囲よりもかなり
大きくなってもよいとし、観察者の眼は追従しないが何
か動いている印象を与えたい場合には、画像制作者が運
動視差判断部８またはカメラパラメータ修正部９または
オブジェクト動作修正部１０の動作を一時止めて、カメ
ラパラメータやオブジェクトパラメータを自由に設定で
きるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における第１の実施の形態の立体ＣＧ動
画像生成装置の構成図である。

【図２】本発明におけるＣＧ空間でのカメラパラメータ
を示す図である。

【図３】本発明におけるカメラシーケンス、データを説
明する図である。

【図４】本発明におけるカメラの動きと生成される画像
の関係を示した図である。

【図５】本発明における動き、運動視差計算結果例を示
す図である。

【図６】本発明における動き、運動視差に対する人間の
視覚特性を示す図である。

【図７】本発明におけるカメラの動きの説明図である。

【図８】本発明における第１の実施の形態の立体ＣＧ動
画像生成装置の構成図である。

【図９】従来の立体ＣＧ画像生成装置の構成図である。

【図１０】同図（ａ）は、３次元構造情報を説明するた
めの形状モデル例を示す図、同図（ｂ）は、その形状モ
デルのデータ構造を示す図である。

【図１１】同図（ａ）は、ワールド座標系と投影変換を
説明する図、同図（ｂ）は、カメラパラメータを説明す
る図である。

【符号の説明】

１投影変換部（右目用）２投影変換部（左目用）３レンダリング部（右目用）４レンダリング部（左目用）５カメラシーケンス発生部６オブジェクトシーケンス発生部７運動視差計算部８運動視差判断部９カメラパラメータ修正部１０オブジェクト動作修正部１２両眼視差計算部１３両眼視差判断部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体の３次元形状を記述する３次元構造
情報から、カメラから見た時の２次元投影画像を生成す
る投影変換部と、前記投影変換部の出力から実際に観察される画像を計算
する複数のレンダリング部と、前記投影変換部の投影変換を規定しこれを変化させるこ
とにより動画像を発生できるカメラパラメータを発生す
るカメラシーケンス発生部と、前記３次元構造情報、前記投影変換部又は前記レンダリ
ング部の出力と、前記カメラシーケンス発生部の出力と
から、表示被写体の動き及び／又は運動視差を計算する
運動計算部と、少なくとも、前記運動計算部の出力と、画像表示におけ
る画面の大きさと、観察者の視距離とから、表示される
被写体の動き及び／又は運動視差が、観察者の許容範囲
内に収まるように、カメラパラメータを自動的又は手動
的に修正するためのカメラパラメータ修正部と、を備えたことを特徴とする立体ＣＧ動画像生成装置。
【請求項２】前記カメラは複数個有り、また前記投影
変換部も複数個あり、前記運動計算部は、前記複数のカ
メラの中心位置の視点若しくはそれに近い視点で投影変
換された被写体の動き及び／又は運動視差を計算するこ
とを特徴とする請求項１記載の立体ＣＧ動画像生成装
置。
【請求項３】前記カメラは複数個有り、また前記投影
変換部も複数個あり、前記運動計算部は、前記複数のカ
メラのうちの一部又は全部の位置の視点で投影変換され
た被写体の動き及び／又は運動視差を計算し、それらの
平均値、最大値、又は最小値を出力することを特徴とす
る請求項１記載の立体ＣＧ動画像生成装置。
【請求項４】両眼視差を計算する両眼視差計算部と、
その両眼視差に基づいて、両眼視差の変化程度を判断す
る両眼視差判断部とを備え、前記カメラパラメータ修正
部は、前記両眼視差の変化が所定の範囲に収まるように
前記カメラパラメータを修正することを特徴とする請求
項１記載の立体ＣＧ動画像生成装置。
【請求項５】前記カメラパラメータ修正部は、被写体
の動き、運動視差、又は両眼視差の変化の設定が悪いカ
メラシーケンスの部分あるいはその悪い部分が修正され
た部分と、他のシーケンスの部分とを識別可能なように
して出力表示することを特徴とする請求項１記載の立体
ＣＧ動画像生成装置。
【請求項６】被写体の３次元形状を記述する３次元構
造情報から、カメラから見た時の２次元投影画像を生成
する投影変換部と、前記投影変換部の出力から実際に観察される画像を計算
する複数のレンダリング部と、前記３次元構造情報を規定し、これを変化させることに
より被写体の動きを表し、動画像を発生できるオブジェ
クトシーケンス発生部と、前記３次元構造情報、前記投影変換部又は前記レンダリ
ング部の出力と、前記オブジェクトシーケンス発生部の
出力とから、表示被写体の動き及び／又は運動視差を計
算する運動計算部と、少なくとも、前記運動計算部の出力と、画像表示におけ
る画面の大きさと、観察者の視距離とから、表示される
被写体の動き及び／又は運動視差が、観察者の許容範囲
内に収まるように、前記オブジェクトシーケンスを自動
的又は手動的に修正するためのオブジェクト動作修正部
と、を備えたことを特徴とする立体ＣＧ動画像生成装置。
【請求項７】前記カメラは複数個有り、また前記投影
変換部も複数個あり、前記運動計算部は、前記複数のカ
メラの中心位置の視点若しくはそれに近い視点で投影変
換された被写体の動き及び／又は運動視差を計算するこ
とを特徴とする請求項６記載の立体ＣＧ動画像生成装
置。
【請求項８】前記カメラは複数個有り、また前記投影
変換部も複数個あり、前記運動計算部は、前記複数のカ
メラのうちの一部又は全部の位置の視点で投影変換され
た被写体の動き及び／又は運動視差を計算し、それらの
平均値、最大値、又は最小値を出力することを特徴とす
る請求項６記載の立体ＣＧ動画像生成装置。
【請求項９】両眼視差を計算する両眼視差計算部と、
その両眼視差に基づいて、両眼視差の変化程度を判断す
る両眼視差判断部とを備え、前記オブジェクト動作修正
部は、前記両眼視差の変化が所定の範囲に収まるように
前記オブジェクトシーケンスを修正することを特徴とす
る請求項６記載の立体ＣＧ動画像生成装置。
【請求項１０】前記カメラパラメータ修正部は、被写
体の動き、運動視差、又は両眼視差の変化の設定が悪い
カメラシーケンスの部分あるいはその悪い部分が修正さ
れた部分と、他のシーケンスの部分とを識別可能なよう
にして出力表示することを特徴とする請求項６記載の立
体ＣＧ動画像生成装置。
【請求項１１】被写体の３次元形状を記述する３次元
構造情報から、カメラから見た時の２次元投影画像を生
成する投影変換部と、前記投影変換部の出力から実際に観察される画像を計算
する複数のレンダリング部と、前記投影変換部の投影変換を規定しこれを変化させるこ
とにより動画像を発生できるカメラパラメータを発生す
るカメラシーケンス発生部と、前記３次元構造情報を規定し、これを変化させることに
より被写体の動きを表し動画像を発生できるオブジェク
トシーケンス発生部と、前記３次元構造情報、前記投影変換部又は前記レンダリ
ング部の出力と、前記カメラシーケンス発生部の出力
と、前記オブジェクトシーケンス発生部の出力とから、
表示被写体の動き及び／又は運動視差を計算する運動計
算部と、少なくとも、前記運動計算部の出力と、画像表示におけ
る画面の大きさと、観察者の視距離とから、表示される
被写体の動き及び／又は運動視差が、観察者の許容範囲
内に収まるように、カメラパラメータを自動的又は手動
的に修正するためのカメラパラメータ修正部と、少なくとも、前記運動計算部の出力と、画像表示におけ
る画面の大きさと、観察者の視距離とから、表示される
被写体の動き及び／又は運動視差が、観察者の許容範囲
内に収まるように、前記オブジェクトシーケンスシーケ
ンスを自動的又は手動的に修正するためのオブジェクト
動作修正部と、を備えたことを特徴とする立体ＣＧ動画像生成装置。