JPH11250282A

JPH11250282A - Ｃｇアニメーション画像作成方法及びこの画像作成方法を用いたｃｇアニメーション画像作成装置

Info

Publication number: JPH11250282A
Application number: JP10052138A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Sakaguchi; 嘉之坂口
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1998-03-04
Filing date: 1998-03-04
Publication date: 1999-09-17

Abstract

(57)【要約】【課題】リアリティの高い三次元アニメーション画像
の作成を可能にする。【解決手段】人体モデル画像作成部２０１及び衣服画
像作成部２０２で動作開始時の人体モデル及び衣服の三
次元画像が作成される。人体モデル動画作成部２０３で
動きデータ入力部６から入力された動きデータに基づき
人体モデルの動画が作成される一方、衣服動画作成部２
０４で所定の衝突演算を行って人体モデルの動きに応じ
た衣服の動きを表現する動画が作成される。そして、ア
ニメ画像作成部２０５で衣服と人体モデルの動画を合成
して衣服を着用した人体モデルが所定の動きを行う三次
元アニメーション画像が作成され、表示装置８に表示さ
れる。実際の衝突モデルで人体と衣服との衝突を計算す
ることでリアリティの高い衣服を着た人物モデルの三次
元アニメーション画像の作成を可能にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ・グ
ラフィックス（以下、ＣＧと略称する。）による三次元
アニメーション画像の作成方法及びその装置に係り、特
に衣服を身につけた人物、動物その他の動体の三次元ア
ニメーション画像における当該衣服の変化状態をリアル
に表現し得るＣＧアニメーション画像の作成方法及びそ
の装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、手作業で作成されていたアニメー
ション画像においては、人物等に着せられている衣服
は、当該人物等の胴体と同化して（すなわち、人物と一
体的に）作成され、人物等の動きに伴う衣服の動きのリ
アリティは、あまり考慮されていない。

【０００３】一方、近年、アニメーション産業、映画産
業、広告産業等においては、ＣＧを用いたアニメーショ
ン画像が多様され、リアリティの高い創作画像が市場に
提供されている。しかし、ＣＧによるアニメーション画
像においても、人物等が着ている衣服の当該人物の動き
に応じた動きをリアルに表現することは容易でなく、例
えばドレープ性や皺を有する衣服そのものをモデリング
することで衣服の立体感を演出する試みがなされている
程度で、衣服の動きがリアルに表現されたアニメーショ
ン画像は得られていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、手作業
で作成されるアニメーション画像では、衣服等の画像が
人物等と一体的に作成されるので、衣服自体に立体感が
なく、のっぺりとした感じとなり、その画像に動きを付
けても衣服のドレープや皺等の変化をリアルに表現する
ことは極めて困難であった。

【０００５】また、ＣＧを用いたアニメーション画像の
作成技術においても、静止状態における衣服のドレープ
や皺の発生を表現するに過ぎず、人物等の動きに合わせ
て衣服の外観形状を変形させてもドレープや皺は変化し
ないので、衣服のアニメーション画像はリアリティに欠
けるものであった。

【０００６】なお、リアリティの高い衣服のアニメーシ
ョン画像を作成するに当たり、従来のアニメーション画
像の作成技術が全く利用できないというものではない
が、従来の方法では、数秒のシーンを作成するのに熟練
した技術者の数ケ月に亘る時間と労力とが必要になり、
コスト的にも技術的にも問題が大きく、実際には採用し
難いものである。

【０００７】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、人物等のキャラクタの動きに合わせて衣服のド
レープ、皺、形状等の変化をリアルに表現することので
きるＣＧアニメーション画像作成方法及びその画像作成
方法を用いたＣＧアニメーション画像作成装置を提供す
るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、衣服を着たキ
ャラクタの三次元アニメーション画像の作成を行うＣＧ
アニメーション画像作成方法であって、予め設定された
所定の動作を行うキャラクタの三次元アニメーション画
像を作成する第１の工程と、上記キャラクタのサイズに
関する情報と衣服に関する情報とに基づき、動き開始時
の上記キャラクタに着せ付けられる衣服の三次元画像を
作成する第２の工程と、上記キャラクタの動作に基づく
当該キャラクタと上記衣服との衝突状況を演算すること
により、上記キャラクタの動作中における上記衣服の動
きを表す三次元アニメーション画像を作成する第３の工
程と、上記キャラクタの三次元アニメーション画像と上
記衣服の三次元アニメーション画像とを合成して上記衣
服を着た上記キャラクタの三次元アニメーション画像を
作成する第４の工程とからなるＣＧアニメーション画像
作成方法である（請求項１）。

【０００９】また、本発明は、衣服を着たキャラクタの
三次元アニメーション画像の作成を行うＣＧアニメーシ
ョン画像作成装置であって、予め設定された所定の動作
を行うキャラクタの三次元アニメーション画像を作成す
る第１の動画作成手段と、上記第１の動画作成手段で作
成されたキャラクタの三次元アニメーション画像が記憶
された第１の記憶手段と、上記キャラクタの体型に関す
る情報と衣服に関する情報とに基づき、動き開始時の上
記キャラクタに着せ付けられる衣服の三次元画像を作成
する衣服画像作成手段と、上記キャラクタの動作に基づ
く当該キャラクタと上記衣服との衝突状況を演算するこ
とにより、上記キャラクタの動作中における上記衣服の
動きを表す三次元アニメーション画像を作成する第２の
動画作成手段と、上記衣服画像作成手段及び第２の動画
作成手段で作成された衣服の三次元アニメーション画像
を記憶する第２の記憶手段と、上記第１の記憶手段に記
憶されたキャラクタの三次元アニメーション画像と上記
第２の記憶手段に記憶された衣服の三次元アニメーショ
ン画像とを合成して上記衣服を着た上記キャラクタの三
次元アニメーション画像を作成する画像合成手段とを備
えたＣＧアニメーション画像作成装置である（請求項
２）。

【００１０】なお、上記ＣＧアニメーション画像作成装
置において、衣服に関する情報は、少なくとも生地、型
紙及びこの型紙の縫製の情報を含むとよい（請求項
３）。また、上記ＣＧアニメーション画像作成装置にお
いて、第１の動画作成手段は、所定の動作を行う実際の
モデルを撮像して得られる画像データを用いてキャラク
タの三次元アニメーション画像を作成するとよい（請求
項４）。特に、その画像データは、モーションキャプチ
ャシステムにより取り込むようにするとよい（請求項
５）。

【００１１】上記構成によれば、まず、予め設定された
所定の動作を行うキャラクタの三次元アニメーション画
像が作成される。このキャラクタの三次元アニメーショ
ン画像は、例えばモーションキャプチャシステムにより
実際にモデルの動きを撮影して取り込まれた動きを表す
画像データに基づいて作成される。

【００１２】この後、そのキャラクタのサイズに関する
情報と衣服に関する情報（例えば生地、型紙及びこの型
紙の縫製等の情報）とに基づき、動き開始時のキャラク
タ（静止した三次元画像）に着せ付けられる衣服の三次
元画像が作成され、更に、キャラクタの動作に基づく当
該キャラクタと衣服との衝突状況を演算することによ
り、キャラクタの動作中における衣服の動きを表す三次
元アニメーション画像が作成される。

【００１３】そして、この衣服の三次元アニメーション
画像とキャラクタの三次元アニメーション画像とを合成
して衣服を着たキャラクタの三次元アニメーション画像
が作成される。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るＣＧアニメ
ーション画像作成装置の一実施形態を示すブロック構成
図である。

【００１５】同図に示すＣＧアニメーション画像作成装
置１は、人物等のキャラクタの動きに応じて衣服が自然
な感じで変形するような三次元アニメーション画像を作
成するものである。なお、ここにいう三次元アニメーシ
ョン画像とは、時間軸に沿って動きを持つ三次元モデル
を適切なアメラアングルとライティングの下でカメラ撮
影して得られるアニメーションの各コマの画像である。
この三次元アニメーション画像では、例えば人間をモデ
ル化したものを三次元モデルとすると、この人間の動き
が種々の角度から立体的に見ることができるものであ
る。

【００１６】このような三次元アニメーション画像の用
途として、例えば衣服をデザインするアパレル産業界に
おいて、例えば衣服の動特性（人の動きに対する衣服の
自然な動き）をモニタしたり、新作衣装のファッション
ショウを模擬的に表示することが考えられる。また、ア
パレル産業界に限らず、織物をデザインするテキスタイ
ル産業界やその他の繊維産業にも種々の利用性があり、
百貨店やブティック等の通信販売においても衣服の三次
元アニメーション画像によるカタログ等に利用すること
ができるものである。更には、アニメーション産業やＴ
Ｖゲーム業界におけるＣＧを用いた三次元アニメーショ
ン画像の作成技術にも応用することができる。

【００１７】このように本発明に係る衣服のアニメーシ
ョン画像作成方法及びこの画像作成方法を用いたＣＧア
ニメーション画像作成装置は、多方面に応用の可能性が
あるが、以下の説明では、説明の便宜上、衣服の動特性
を表示するモニタ画像（すなわち、衣服を着た人間（人
体モデル）が所定の動作を行った場合の衣服の動きを表
す三次元アニメーション画像）を例に説明する。

【００１８】同図に示すＣＧアニメーション画像作成装
置１は、画像作成処理を集中制御する制御部２、三次元
アニメーション画像の作成プログラムや初期データが記
憶されたＲＯＭ３、入力情報や画像作成処理における演
算結果等を一時的な記憶するためのＲＡＭ４、所要のデ
ータを入力する入力部５、動きのデータを入力するため
の動きデータ入力装置６、外部記憶装置７及び表示装置
８により構成されている。

【００１９】入力部５は、キーボードやマウスからな
り、衣服の三次元アニメーション画像を作成するために
必要な情報（例えば衣服（三次元画像）を着せる人体モ
デル（三次元画像）の体型に関する情報、衣服の型紙に
関する情報、衣服の生地に関する情報及び衣服の縫製に
関する情報）や各種のコマンドを入力するするものであ
る。

【００２０】動きデータ入力装置６は、衣服を着せ付け
る人体モデルに所定の動きを与えるための所要のデータ
を入力するものである。動きデータ入力装置６として
は、例えばモーションキャプチャシステムを適用するこ
とができるが、ビデオカメラで実際の人物等の動きを撮
影し、その撮影画像から抽出した動きデータを入力する
ようにしてもよい。

【００２１】外部記憶装置７は、種々の情報の書込及び
読出が可能な装置であり、入力部５や動きデータ入力装
置６等を介して入力された種々の情報（上述の動きデー
タや人体モデルの体型情報や衣服の型紙情報、生地情報
及び縫製情報等）、作成された人体モデル及び衣服の三
次元アニメーション画像を記憶するものである。外部記
憶装置７には、予め直立状態の標準人体モデル（図５の
（ａ）参照）の三次元画像が記憶されている。標準人体
モデルの三次元画像は、例えば実際に人物を三次元曲面
形状測定装置等で測定して得られるデータを用いて作成
され、外部記憶装置７には、手、足、頭等の複数のパー
ツの画像に分割して記憶されている。

【００２２】また、表示装置８は、ＣＲＴ、液晶表示デ
バイス、プラズマ表示パネル等の電子ディスプレイデバ
イスから構成され、衣服の三次元アニメーション画像を
作成するために必要な種々の情報（体型情報、衣服に関
する情報その他のＱ＆Ａ方式におけるコマンド）等を入
力するための表示を行うとともに、これらの情報に基づ
いて作成された衣服の三次元アニメーション画像を表示
するものである。

【００２３】制御部１は、外部記憶装置７に記憶されて
いる予め設定された標準人体モデルの三次元画像データ
と入力部５から入力される体型情報（身長、肩幅、胸囲
等のサイズ情報）とに基づいてキャラクタとしての人体
モデルの三次元画像を作成するとともに、この人体モデ
ルの三次元画像と動きデータ入力装置６から入力された
動きデータとに基づいて当該人体モデルが所定の動きを
行う三次元アニメーション画像（以下、人体アニメーシ
ョン画像という。）を生成する。

【００２４】なお、標準人体モデルの三次元画像は直立
状態の画像であるので、標準人体モデルを変形して作成
された人体モデルも直立状態となっており、この直立状
態の人体モデルの画像は人体アニメーション画像の動作
開始時の画像（初期画像）となる。また、標準人体モデ
ルの画像を変形して所望の人体モデルの画像を作成して
いるのは、衣服の形状の自由度を高め、いろいろな種類
の衣服の動特性をモニタできるようにするためである。

【００２５】制御部１は、動き開始時の人体モデルに着
せ付けるべき衣服の三次元画像（初期画像）とこの衣服
の人体モデルの動きに応じた動き（形状変化）を表す三
次元アニメーション画像（以下、衣服アニメーション画
像という。）を生成し、この衣服アニメーション画像と
人体アニメーション画像とを合成して衣服の動特性を表
現する三次元アニメーション画像を生成する。

【００２６】制御部１は、内部に人体モデルの三次元画
像を作成する人体モデル画像作成部２０１、人体モデル
に着せ付ける衣服の三次元画像を作成する衣服画像作成
部２０２、人体アニメーション画像を作成する人体モデ
ル動画作成部２０３、衣服アニメーション画像を作成す
る衣服動画作成部２０４及び人体アニメーション画像と
衣服アニメーション画像とを合成して表示装置８に表示
すべき三次元アニメーション画像（以下、アニメ画像と
いう。）を作成するアニメ画像作成部２０５を備えてい
る。

【００２７】人体モデル画像作成部２０１は、ＲＡＭ４
に外部記憶装置７から標準人体モデルの三次元画像を読
出し、この三次元画像に入力部５から入力された体型情
報に基づいて所要の変形処理を行って人体モデルの三次
元画像を作成する。この人体モデルの三次元画像は、外
部記憶装置７に記憶される。

【００２８】なお、標準人体モデルの三次元画像は、例
えば実際のモデルを三次元曲面形状計測装置で測定して
得られる三次元距離データを用いて作成されている。ま
た、所望の人体モデルの三次元画像は、例えば全体的に
拡大（又は縮小）する場合は、図２に示すように、標準
人体モデルＭの三次元画像を全体的に所定の比率で拡大
（又は縮小）することにより作成され、部分的に拡大
（又は縮小）する場合は、図３に示すように、標準人体
モデルＭの三次元画像の対応する部分を（拡大又は縮
小）するとともに、関連する部位をＦＦＤ法（Free For
m Defomation）により所要のサイズに拡大（又は縮小）
することに行われる。

【００２９】なお、図２は、標準人体モデルＭの身長１
６０ｃｍを１８０ｃｍに変更して人体モデルＭstを作成
する場合の例で、標準人体モデルＭのｙ軸方向の長さＴ
が１．１２５（＝１８０／１６０）倍の長さに変更され
るとともに、両腕、両足、バスト、ウェスト、ビップの
各部位のサイズが１．１２５倍される。また、図３は、
標準自体モデルＭの肩幅を６０ｃｍから１００ｃｍに拡
大して人体モデルＭstを作成する場合の例で、肩の両端
の制御点Ａ，Ｂ（ＡＢ間の長さは６０ｃｍに相当）が制
御点Ａ′，Ｂ′（Ａ′Ｂ′間の長さは１００ｃｍに相
当）に変更されるとともに、胸部の制御点Ｃ，ＤがＦＦ
Ｄ法によって算出される制御点Ｃ′，Ｄ′に変更され
る。

【００３０】衣服画像作成部２０２は、例えば特開平８
−４４７８５号（衣服の立体形状形成方法）に開示され
た方法で衣服の三次元画像を作成する。この画像作成方
法の詳細説明は省略するが、その概要は、衣服を構成す
る複数個の型紙をモデルの周囲の対応位置に配置し、各
型紙をモデルに押し付けるようにして衣服の仮の立体形
状を形成した後、各型紙同士を縫製して衣服を作成する
手順をシミュレートする方法で衣服の三次元画像を生成
するものである。

【００３１】衣服画像作成部２０２は、入力部５から入
力された衣服の種類（ワンピース、ツーピース等の衣服
の形状の種類）に基づきＲＡＭ４に外部記憶装置７から
対応する衣服の型紙（複数枚のパーツからなる）の画像
データを読み出すとともに、人体モデルの三次元の画像
データが読み出す。そして、メモリ空間上で人体の三次
元画像の回りの所定位置に各型紙を配置し、所定のバネ
力で当該バネ力が所定の閾値以下となるまで各型紙を互
いに引き寄せて人体モデルを包み込み、この状態で型紙
同士を縫製するように画像処理を行って衣服の三次元画
像を作成する。この画像処理においては、各型紙は、入
力部５から入力された生地情報に基づき変形され、縫製
情報に基づいて縫製処理が行われる。衣服の三次元画像
も外部記憶装置７に記憶される。

【００３２】人体モデル動画作成部２０３は、外部記憶
装置７から人体モデルの三次元画像をＲＡＭ４に読み出
し、この三次元画像に動きデータ入力装置６から入力さ
れた動きデータに基づいて回転、移動等を施して、例え
ば１２５コマ／秒の人体アニメーション画像を生成し、
再度、外部記憶装置７に記憶する。なお、人体モデルの
三次元画像は、複数のパーツに分割されているので、各
パーツを木構造で連結し、上位パーツの回転量、移動量
に応じて下位パーツの回転量、移動量を調整すること
で、図４に示すように、人体モデルの各パーツ毎に各時
相のコマ画像（三次元画像）が作成され、この複数枚の
コマ画像が外部記憶装置７に記憶される。

【００３３】衣服動画作成部２０４は、外部記憶装置７
に人体モデル及び衣服の三次元画像を読み出し、図５に
示すように、人体モデルＭstに衣服Ｃstを着せ付け、こ
の状態から人体モデルＭstを所定の動作させたとき、衣
服Ｃstと人体モデルＭstとの衝突によって衣服Ｃstに生
じる変形をシミュレートする方法で、衣服アニメーショ
ン画像を作成する。

【００３４】人体モデルＭstの三次元画像に衣服Ｃstの
三次元画像を着せ付ける処理は、人体モデルＭstの表面
における法線と衣服Ｃstの表面における法線とを比較
し、両法線方向が同一方向の場合にのみ人体モデルＭst
の画像データと衣服Ｃstの画像データとで所定の衝突処
理（半透過的衝突処理）を行うことにより行われる。

【００３５】また、人体モデルＭstとの衝突による衣服
Ｃstの変位のシミュレーション方法は、例えば特開平９
−２２３２４７号（衣服の動きのシミュレーション方
法）に示される方法で行われる。

【００３６】このシミュレーション方法は、衣服Ｃstの
表面を分割して多数の微小な質点で表現する一方、人体
モデルＭstの表面を複数の三角パッチで表現し、衣服Ｃ
stの各質点が人体モデルＭstに衝突したとき、どのよう
に跳ね返されるかを計算した後、各質点間の布の自己形
状を保持する制約を与えて衣服Ｃstの変位を決定するも
のである。

【００３７】このシミュレーションにおける衝突の計算
は、衝突位置を検出する衝突検出とその衝突位置におけ
る布の跳ね返り方を算出する衝突処理とに分けられる。
衝突検出は、各質点の交差可能性判定と交点計算により
行われる。衝突処理は、衝突の物理モデルと幾何モデル
とを段階的に併用して衝突モデルによる計算により行わ
れる。

【００３８】衝突の物理モデルによる衣服の動きの計算
は、(1)人体の動きに伴い、人体と衣服との衝突が生じ
る、(2)人体との衝突で変化した衣服の形状に保持力が
作用する、(3)衣服の動きに伴い、更に衣服と人体との
衝突が生じる、の繰返しを行うものである。一方、衝突
の幾何モデルによる衣服の動きの計算は、(1)人体の運
動部位と同一運動系に属する衣服部分とを対応付ける、
(2)人体の運動部位と対応する衣服部分の動きを同一に
する、の繰返しを計算するものである。

【００３９】物理モデルによる衣服の動き計算では、人
体と衣服との相対速度が大きくなると、衝突検出が困難
になるという問題を有し、幾何モデルによる衣服の動き
計算では、人体と衣服との対応関係が変化しない限り、
衣服は人体と同じように変化し、リアリティが低下する
という問題を有しているので、両モデルを段階的に併用
することで、両モデルの欠点を補完するようにしてい
る。

【００４０】物理モデルと幾何モデルとを段階的に併用
した衝突モデルによる衝突計算は、(1)人体に近い距離
にある衣服部分は、その衣服部分と人体部分とに対応関
係があると見做し、両者は瞬時的に同一運動系に属する
と考えて幾何モデルにより衣服を変化させ、(2)この
後、人体は静止したものと考えて物理モデルにより衣服
から人体への衝突の演算を行うものである。

【００４１】この計算方法での幾何モデルにおいては、
(1)人体モデルＭstと衣服Ｃstとの対応関係の演算と、
(2)人体モデルＭstの動きによる衣服対応点の座標移動
の演算とが行われる。具体的には、衣服Ｃstの各質点か
ら衣服の内側方向（すなわち、人体モデルＭstの方向）
に、人体モデルＭstの単位時間当たりの最大の移動距離
に余裕分を加えた範囲を探索して人体モデルＭstの対応
する三角パッチを検出し、衣服Ｃstの各質点の座標を対
応する人体モデルＭstの三角パッチの単位時間中の移動
距離に従って移動させる。

【００４２】また、物理モデルにおいては、人体モデル
Ｍstと衣服Ｃstとの衝突演算と衣服Ｃstの自己衝突の演
算とが行われる。幾何モデルの演算により人体モデルＭ
stの動きが衣服Ｃstの動きに反映され、人体モデルＭst
と衣服Ｃstとの相対速度は小さくなっていると考えられ
るので、物理モデルでの衝突演算では、人体モデルＭst
を動きがないものとして扱われる。

【００４３】なお、この衝突の計算方法は、上記特開平
９−２２３２４７号（衣服の動きのシミュレーション方
法）に詳述されているので、ここでは、詳細説明を省略
する。

【００４４】アニメ画像作成部２０５は、人体モデル動
画作成部２０３で作成された人体アニメーション画像と
衣服動画作成部２０４で作成された衣服アニメーション
画像とを各時相毎に合成して衣服を着た人体モデルが所
定の動作を行うアニメ画像を作成するものである。

【００４５】このアニメ画像は表示装置８に出力され、
例えば図６に示すような、三次元アニメーション画像が
表示される。なお、図６は、ワンピースの衣服Ｃstを着
用した人体モデルＭstが歩行している状態のアニメーシ
ョン画像である。アニメ画像作成部２０５は、各コマ毎
に、例えばＺバッファ法により人体モデルＭstの三次元
画像と衣服Ｃstの三次元画像とを合成して衣服Ｃstを着
用した人体モデルＭstの三次元画像を作成し、その画像
データを順次、表示装置８に出力する。

【００４６】次に、ＣＧアニメーション画像作成装置１
のアニメ画像作成手順について、図７に示すフローチャ
ートに従って説明する。なお、図７のフローチャートで
は、人体モデルの三次元画像の作成及びその動きデータ
の取込みは既に終了し、人体モデル及び衣服の三次元ア
ニメーション画像を作成する部分について、説明する。

【００４７】人体モデル及び衣服の三次元アニメーショ
ン画像の作成プロセスでは、初期化が行われた後（＃
１）、コマ数カウンタのカウント値ｎが「１」に設定さ
れ（＃２）、続いて、法線計算が行われる（＃３）。こ
の法線計算は、人体モデルＭstの各三角パッチ及び衣服
Ｃstの各質点の法線ベクトルを算出するものである。続
いて、外力計算が行われた後（＃４）、人体モデルＭst
の動作計算が行われる（＃５）。

【００４８】この人体モデルＭstの動作計算は、人体モ
デルＭstが初期状態（直立状態）から１コマ分動作した
ときの変化画像を算出するものである。例えば図６のア
ニメーション画像において、人体モデルＭstにＴ秒間の
歩行動作を行わせる場合、そのアニメーション画像の総
コマ数をＮとすると、立直状態（図６の右端状態）から
Δｔ（＝Ｔ／Ｎ）秒後の人体モデルＭstの変化画像が算
出される。すなわち、立直状態から変化した画像のコマ
番号を順次、１，２，…Ｎとすると、コマ番号１の人体
モデルＭstの変化画像が算出される。この場合、変化画
像は、人体モデルＭstの手、足、胴体等の各パーツ毎に
算出される。

【００４９】続いて、上述した幾何モデルにおける人体
モデルＭstの動作に基づく当該人体モデルＭstと衣服Ｃ
stとの衝突が計算され（＃６）、この計算結果に基づき
コマ番号１の衣服Ｃstの変位画像（三次元画像）が算出
される（＃７）。なお、衣服Ｃstは複数の型紙の三次元
画像で構成されているので、衣服Ｃstの変位画像は、複
数の型紙の変位画像として算出される。

【００５０】そして、更にコマ番号１の衣服Ｃstの三次
元画像について、上述した物理モデルおける人体モデル
Ｍstと衣服Ｃstとの衝突が計算され、これにより衣服Ｃ
stのよりリアルに変化する三次元画像が算出され（＃
８）、コマ番号１の人体モデルＭst及び衣服Ｃstの三次
元画像のデータは外部記憶装置７に時相２に相当するメ
モリ領域（図４参照）に記憶される（＃９）。

【００５１】続いて、カウント値ｎを１だけインクリメ
ントとした後（＃１０）、カウント値ｎが総コマ数Ｎを
超えたか否かが判別され（＃１１）、超えていなければ
（＃１１でＮＯ）、次のコマ番号の人体モデルＭst及び
衣服Ｃstの三次元画像を作成するべくステップ＃３に戻
る。今回は、ｎ＝２となっているので、ステップ＃３に
戻り、上述の手順でコマ番号２について人体モデルＭst
及び衣服Ｃstの三次元画像を作成される。

【００５２】以下、同様の手順を繰り返し（＃３〜＃１
１のループ）、総コマ数Ｎについての人体モデルＭst及
び衣服Ｃstの三次元画像の作成が終了すると（＃１１で
ＹＥＳ）、アニメ画像の作成処理を終了する。

【００５３】なお、上記実施の形態では、１個の制御部
１でアニメ画像の演算処理を行うようにしているが、処
理速度の高速化を図るため、複数個の演算部による並列
処理によりアニメ画像の作成を行うようにするとよい。
例えば図７のフローチャートにおいては、ステップ＃１
（法線計算）、ステップ＃２（外力計算）、ステップ＃
６（幾何的衝突計算）〜＃８（物理的衝突計算）を並列
的に処理することができ、４個の演算回路（ＣＰＵ）で
処理した場合、処理速度を約２．５倍にすることができ
る。なお、並列処理を行う場合は、ステップ＃１、ステ
ップ＃６及びステップ＃８の各処理は各演算回路の演算
が同時に終了するように同期を取る必要がある。

【００５４】上記実施の形態では、衣服の動特性のモニ
タ画像を作成する場合について説明したが、本発明に係
るＣＧアニメーション画像作成方法は、任意のキャラク
タ画像に対するアニメーション画像を作成する場合にも
適用することができる。すなわち、任意の三次元のキャ
ラクタ画像にモーションキャプチャシステム等で取り込
んだ動きデータに基づき所定の動きを与えて三次元のア
ニメーション画像を作成するとともに、当該キャラクタ
画像に所望の衣服の三次元画像を着せ付け、キャラクタ
の動きに伴う当該キャラクタと衣服との衝突計算を行う
ことで、リアリティの高い衣服の三次元アニメーション
画像を作成することができる。

【００５５】なお、上記実施の形態では、人物の動きに
応じて衣服が動く場合を例に説明したが、本発明は、人
物以外の任意の動体に衣服が装着されたアニメーション
画像に適用することができる。また、人物等を包み込む
衣服に限られず、例えばショールやマントのように人物
等が羽織ったり、体に付加したりする布帛にも適用する
ことができる。

【００５６】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、キャラクタの三次元画像に衣服の三次元画像を当該
衣服の生地、型紙及び縫製等の情報に基づき着せ付け、
予め設定された所定の動きを行うキャラクタの三次元画
像を作成するとともに、このキャラクタの動きに伴う衣
服の動きをキャラクタと衣服との衝突状況を演算して当
該衣服の三次元アニメーション画像を作成し、キャラク
タ及び衣服の三次元アニメーション画像を合成して衣服
を着用したキャラクタの三次元アニメーション画像を作
成するようにしたので、リアリティの高い三次元アニメ
ーション画像を作成することができる。

【００５７】特に、生地、型紙及び縫製等の情報に基づ
き衣服の三次元画像を作成するようにしているので、実
際に存在する布帛の特徴を活かしたリアルな動きを表現
することができる。

【００５８】また、モーションキャプチャシステム等に
より実在する人物、動物等の動体の動きのデータに基づ
いてキャラクタの三次元画像を動かすようにしているの
で、衣服を着用したキャラクタ画像のリアルな表現が可
能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る衣服のアニメーション画像作成シ
ステムの一実施形態を示すブロック構成図である。

【図２】標準人体モデルの画像を全体的に拡大して所望
の人体モデルの画像を作成する方法を説明するための図
である。

【図３】標準人体モデルの画像の一部に拡大して所望の
人体モデルの画像を作成する方法を説明するための図で
ある。

【図４】人体モデル及び衣服のアニメーション画像のデ
ータ構成を示す図である。

【図５】衣服の三次元画像の作成方法を説明するための
図で、（ａ）は人体モデルの三次元画像を示す図であ
り、（ｂ）は人体モデルに着せ付けた衣服の三次元画像
を示す図である。

【図６】ワンピースを着た人体モデルが歩行している状
態を示す三次元アニメーション画像の一例を示す図であ
る。

【図７】人体モデル及び衣服の三次元アニメーション画
像の作成手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ＣＧアニメーション画像作成装置２制御部２０１人体モデル画像作成部２０２衣服画像作成部（衣服画像作成手段）２０３人体モデル動画作成部（第１の動画作成手段）２０４衣服動画作成部（第２の動画作成手段）２０５アニメ画像作成部（画像合成手段）３ＲＯＭ４ＲＡＭ５入力部６動きデータ入力装置７外部記憶装置（第１、第２の記憶手段）８表示装置Ｍ標準人体モデル（三次元画像）Ｍst 人体モデル（三次元画像）Ｃst 衣服（三次元画像）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】衣服を着たキャラクタの三次元アニメー
ション画像の作成を行うＣＧアニメーション画像作成方
法であって、予め設定された所定の動作を行うキャラク
タの三次元アニメーション画像を作成する第１の工程
と、上記キャラクタのサイズに関する情報と衣服に関す
る情報とに基づき、動き開始時の上記キャラクタに着せ
付けられる衣服の三次元画像を作成する第２の工程と、
上記キャラクタの動作に基づく当該キャラクタと上記衣
服との衝突状況を演算することにより、上記キャラクタ
の動作中における上記衣服の動きを表す三次元アニメー
ション画像を作成する第３の工程と、上記キャラクタの
三次元アニメーション画像と上記衣服の三次元アニメー
ション画像とを合成して上記衣服を着た上記キャラクタ
の三次元アニメーション画像を作成する第４の工程とか
らなることを特徴とするＣＧアニメーション画像作成方
法。
【請求項２】衣服を着たキャラクタの三次元アニメー
ション画像の作成を行うＣＧアニメーション画像作成装
置であって、予め設定された所定の動作を行うキャラク
タの三次元アニメーション画像を作成する第１の動画作
成手段と、上記第１の動画作成手段で作成されたキャラ
クタの三次元アニメーション画像が記憶された第１の記
憶手段と、上記キャラクタの体型に関する情報と衣服に
関する情報とに基づき、動き開始時の上記キャラクタに
着せ付けられる衣服の三次元画像を作成する衣服画像作
成手段と、上記キャラクタの動作に基づく当該キャラク
タと上記衣服との衝突状況を演算することにより、上記
キャラクタの動作中における上記衣服の動きを表す三次
元アニメーション画像を作成する第２の動画作成手段
と、上記衣服画像作成手段及び第２の動画作成手段で作
成された衣服の三次元アニメーション画像を記憶する第
２の記憶手段と、上記第１の記憶手段に記憶されたキャ
ラクタの三次元アニメーション画像と上記第２の記憶手
段に記憶された衣服の三次元アニメーション画像とを合
成して上記衣服を着た上記キャラクタの三次元アニメー
ション画像を作成する画像合成手段とを備えたことを特
徴とするＣＧアニメーション画像作成装置。
【請求項３】請求項２記載のＣＧアニメーション画像
作成装置において、衣服に関する情報は、少なくとも生
地、型紙及びこの型紙の縫製の情報を含むものであるこ
とを特徴とするＣＧアニメーション画像作成装置。
【請求項４】請求項２又は３記載のＣＧアニメーショ
ン画像作成装置において、第１の動画作成手段は、所定
の動作を行う実際のモデルを撮像して得られる画像デー
タを用いてキャラクタの三次元アニメーション画像を作
成することを特徴とするＣＧアニメーション画像作成装
置。
【請求項５】請求項４記載のＣＧアニメーション画像
作成装置において、画像データは、モーションキャプチ
ャシステムにより取り込まれたものであることを特徴と
するＣＧアニメーション画像作成装置。