WO2013154081A1 - 立体形状の立体視画像作成方法、立体形状の立体視表示方法及び立体形状の立体視画像作成プログラム - Google Patents
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Abstract
立体形状の全格子点について一定の標高縮尺を維持する、立体形状の立体視画像の作成方法と、それを用いた立体形状の立体視表示方法、及びそれに用いられる立体形状の立体視画像作成プログラムを提供する。立体形状の立体視画像作成プログラムは、コンピュータを、視差算出手段11f及び画像作成手段11gとして機能させる。視差算出手段11fは、水平距離の縮尺に対する高さ方向の表示縮尺の倍率の指定を受けて、表示の対象となる領域の各点の位置情報及び高さ情報に基いて当該領域の各点の視差を算出する。画像作成手段11gは視差算出手段11fにおいて算出された各点の視差に該当する位置に表現対象の表面特性の情報を記述して、正射投影による右眼用画像及び左眼用画像を作成する。
Description
本発明は、距離縮尺と標高縮尺を一定値に維持するように、地形や物体などの立体形状及びその表面特性を示す立体形状の立体視画像を作成する方法と、この立体視画像を用いた立体形状の立体視表示方法と、立体視画像を作成する際に用いられる立体形状の立体視画像作成プログラムに関する。
従来、立体形状を表示する手法として次のような方法がある。その説明の前提として、図13に示すように、同じ形と色を持つ2つの印(黒丸)BAとBBが距離2dを隔てて描かれた紙面pがあるものとする。ここで、印BAと印BBを結ぶ直線L1の中心をGとする。
図14(a)は、瞳孔距離Pの人が、図13の紙面pを距離Lだけ隔てて見ている状況を示している。Lを紙面距離と呼ぶことにする。また、EL及びERは各々左眼と右眼である。このとき、両眼EL、ERを結ぶ線L2と、紙面上の印BAと印BBを結ぶ線L1は平行しており、中点Gは両眼を結ぶ線の中心の直下にあるとして、左眼ELには中点Gの右側にある印BBのみを見せており、右眼ERには中点Gの左側にある印BAのみを見せているものとする。すると、脳は両眼の視野に写っている同一の色と形を持つ印BAと印BBを一致させるように反応して、印BAと印BBは1つの印として、左眼ELと印BBを結ぶ線LLと右眼ERと印BAを結ぶ線LRの交点T1にあるように紙面pから浮き上がって見えることになる。
図14(b)は、図14(a)と同じ条件下で、左眼ELには点Gの左側にある点BAのみを見せ、右眼ERには点Gの右側にある印BBのみを見せている状況を示している。このとき、印BAと印BBは1つの印として、左眼ELと印BAを結ぶ線LLと、右眼ERと印BBを結ぶ線LRの交点T2にあるように紙面pより沈んで見えることになる。
上述の図14(a)及び(b)を参照して説明した原理に基づき、立体形状の立体視表示は、画素の視差を調整して作成した右眼用画像と左眼用画像を用いて、右眼には右眼用画像のみを、左眼には左眼用画像を見せる方法により実現できるものとなる。
右眼には右眼用画像のみを見せ、左眼には左眼用画像を見せる方法として、両画像をアナグリフ処理して1枚の画像にしたものを青赤メガネで見る方法がある。そのほか、偏光方式、切替シャッター方式、裸眼方式など3D表示装置による方法がある。
ところで、近年、デジタル技術の進歩により、地形を記述する方法として数値標高モデルが普及してきた。この数値標高モデルは、座標系を水平面に設定して、東西方向及び南北方向に一定間隔の網目をはって、格子点の位置情報とその標高値を組にしたデータセットで表現される。図15は数値標高モデルを模式的に示したものである。このように位置情報を水平面上に作図する方法は正射投影図法と呼ばれる。
数値標高モデルの概念は、地形の記述に限定されることなく、一般の立体形状を記述する方法としても適用できる。以後、表現対象とする立体形状とは数値標高モデルで記述された地形及び一般の立体形状を意味するものとする。
式(4)の左辺のH1/(h/S)及び式(5)の左辺のH2/(h/S)は立体視表示における標高縮尺に相当している。しかし、これらの右辺はともにhに依存するものとなっており、立体形状の全格子点について一定の標高縮尺を維持するものとはなっていない。
そこで、本発明の目的は、立体形状の全格子点について一定の標高縮尺を維持する、立体形状の立体視画像の作成方法と、それを用いた立体形状の立体視表示方法、及びそれに用いられる立体形状の立体視画像作成プログラムを提供することである。
上記目的を達成するために、本発明の立体形状の立体視画像作成方法は、表現の対象となる領域の各点の位置情報及び高さ情報から、水平距離の縮尺に対する高さ方向の表示縮尺の倍率を、領域の各点で予め指定された一定の値に維持するように、領域の各点の視差を算出することにより、立体形状の立体視画像を作成するものである。
本発明の立体形状の立体視画像作成方法は、立体形状の立体視画像を作成するに当り、表現の対象となる領域の各点の位置情報及び高さ情報に基いて算出した各点の視差から正射投影による右眼用画像及び左眼用画像を作成するステップを有し、視差が、水平距離の縮尺に対する高さ方向の表示縮尺の倍率を上記領域の各点で予め指定された一定の値に維持するように算出されている。
好ましくは、領域の各点には、高さ情報の他に対象が備える表面特性の情報を有しており、作成した右眼用画像及び左眼用画像中に表面特性の情報が記述されている。
本発明の立体形状の立体視表示方法は、本発明の立体形状の立体視画像作成方法を用いて作成した右眼用画像と左眼用画像をもとに表現対称の立体形状が表示される。
さらに、本発明の立体形状の立体視画像作成プログラムは、水平距離の縮尺に対する高さ方向の表示縮尺の倍率の指定を受けて、表示の対象となる領域の各点の位置情報及び高さ情報に基いて当該領域の各点の視差を算出する視差算出手段、及び、視差算出手段において算出された各点の視差に該当する位置に表現対象の表面特性の情報を記述して、正射投影による右眼用画像及び左眼用画像を作成する画像作成手段、としてコンピュータを機能させる。
地形をはじめ立体形状を立体視表示することは、科学・技術の諸分野、日常生活において重要であり、立体形状が標高縮尺を一定に維持して立体視表示できることは、形状を正確に認識するために重要な意義を持っている。本発明により、表現対象となる立体形状を、距離縮尺及び標高縮尺を一定値に維持した正射投影の立体形状表示として表現することが可能となる。
10:コンピュータのシステム
11:コンピュータ
11A:立体視画像作成装置
11a:ROM
11b:RAM
11c:CPU
11d:入力制御部
11e:出力制御部
11f:視差算出手段
11g:画像作成手段
11h:制御手段
12:入力部
13:出力手段
13a:プリンタ
13b:ディスプレイ装置
14:データベース
11:コンピュータ
11A:立体視画像作成装置
11a:ROM
11b:RAM
11c:CPU
11d:入力制御部
11e:出力制御部
11f:視差算出手段
11g:画像作成手段
11h:制御手段
12:入力部
13:出力手段
13a:プリンタ
13b:ディスプレイ装置
14:データベース
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。
前提として、本発明の実施形態において、表現対象とする立体形状は、数値標高モデルとして与えられているものとしている。図1は、数値標高モデルの座標を模式的に示す図である。図1に示すように、数値標高モデルの座標は、水平面の南北方向をI軸とし、東西方向をJ軸として、一定間隔で配置された格子点(i,j)で指定され、その集合は式(6)で記述される。
以後、立体形状の格子点が定義されている式(6)の領域を表示対象領域と呼ぶことにする。iとjはそれぞれ行番号と列番号と呼ばれる。ここで、i=1及びi=NIは各々立体形状の表示対象領域の南端および北端を意味し、j=1及びj=NJは各々立体形状の表示対象領域の西端及び東端を意味している。
前提として、本発明の実施形態において、表現対象とする立体形状は、数値標高モデルとして与えられているものとしている。図1は、数値標高モデルの座標を模式的に示す図である。図1に示すように、数値標高モデルの座標は、水平面の南北方向をI軸とし、東西方向をJ軸として、一定間隔で配置された格子点(i,j)で指定され、その集合は式(6)で記述される。
本発明の表現対象としている立体形状の数値標高モデルは、式(6)で記述される格子点に対して、標高値を組み合わせたものとして、式(7)で与えられる。
ここで、hijは格子点(i,j)の標高値である。格子点は水平面上に等間隔で指定されていることから、数値標高モデルは正射投影図として記述されていることになる。
本発明による立体視表示の対象としている立体形状には、表面特性の情報が付加されているものとして、これも数値標高モデルの形式に準拠して、式(8)のような数値表面特性モデルとして与えられているものとする。
ここで、Cijは格子点(i,j)の表面特性を濃度値として、例えば白黒階調値で記述するか、又は色で記述したものである。例えば表面特性を地表斜度としている場合には、Cijは格子点(i,j)における地表の傾斜角度に割り当てられた濃度値を意味しており、表面特性を土地利用種目としている場合には、Cijは格子点(i,j)における土地利用種目に割り当てられた色を意味している。なお、表面特性には標高を用いてもよい。
本発明の実施形態による立体形状の立体視画像を作成し、表示するにあたっては、パラメータとして瞳孔距離P、紙面距離L、距離縮尺1/S、標高縮尺n/S及び基準面標高Bの各値が指定されているものとする。これらのパラメータは次のように定義される。
瞳孔距離Pは人の左眼と右眼との距離であり、人体解剖学的見地から6cm~6.5cmの値が想定される場合が多い。
紙面距離Lは紙面pを直下において眺めるとき、両眼を結ぶ線と紙面pとの距離を意味する。この場合、紙面pを壁に貼って見る場合には、“紙面を垂直に見る”という表現になる。また3D表示装置については、紙面の代わりに“画面”という表現になる。
距離縮尺1/SのSは縮尺分母の値である。標高縮尺n/Sは距離縮尺のn倍として指定される値である。この場合のnは標高倍率と呼ばれる。
基準面標高Bは、立体表示において紙面pに相当している標高を意味する。例えば対象領域の標高の最小値が1000mであるような場合には、紙面に該当する標高を1000mとして立体表示させる方法をとる場合がある。この時は、基準面標高は1000mとしていることになる。ここで、L,S,n,Bの値は任意に指定できる。
瞳孔距離Pは人の左眼と右眼との距離であり、人体解剖学的見地から6cm~6.5cmの値が想定される場合が多い。
紙面距離Lは紙面pを直下において眺めるとき、両眼を結ぶ線と紙面pとの距離を意味する。この場合、紙面pを壁に貼って見る場合には、“紙面を垂直に見る”という表現になる。また3D表示装置については、紙面の代わりに“画面”という表現になる。
距離縮尺1/SのSは縮尺分母の値である。標高縮尺n/Sは距離縮尺のn倍として指定される値である。この場合のnは標高倍率と呼ばれる。
基準面標高Bは、立体表示において紙面pに相当している標高を意味する。例えば対象領域の標高の最小値が1000mであるような場合には、紙面に該当する標高を1000mとして立体表示させる方法をとる場合がある。この時は、基準面標高は1000mとしていることになる。ここで、L,S,n,Bの値は任意に指定できる。
本発明の実施形態では、表現対象とする立体形状の数値標高モデル及び数値表面特性モデルが与えられた下で、瞳孔距離Pの人が、紙面距離をLとして、右眼には右眼用画像のみを見せ、左眼には左眼用画像のみを見せたとき、表現対象とする立体形状の表面特性が距離縮尺1/S及び標高縮尺n/Sを維持して、紙面を基準面標高Bに一致させた正射投影の立体視表示を実現する。
図2は本発明の実施形態に係る立体形状の立体視画像作成方法の流れ図である。
先ず、表現の対象となる領域が指定され、式(7)と式(8)で定義されるように、その領域の数値標高モデルと数値表面特性モデルが与えられる(STEP1A,STEP1B)。
先ず、表現の対象となる領域が指定され、式(7)と式(8)で定義されるように、その領域の数値標高モデルと数値表面特性モデルが与えられる(STEP1A,STEP1B)。
次に、変数iをi=0と初期化し(STEP2A)、変数iを1カウントアップし(STEP2B)、変数iがNIを超えていなければ(STEP2CでNo)、変数jをj=0と初期化して(STEP2D)、変数jを1カウントアップして(STEP2E)、変数jがNJを超えていなければ(STEP2FでNo)、次のTEP3及びSTEP4を行う。STEP3では、数値標高モデルにおいて格子点(i、j)の視差の算出を行い、STEP4では、STEP3で算出した視差に従って右眼用画像及び左眼用画像にそれぞれ表面特性情報Cijの書き込みを行う。
STEP3の算出及びSTEP4の書き込みを格子点(1,1)から格子点(1,NJ)まで行い(STEP2FでYes)、さらに、格子点(2,1)から格子点(2,NJ)まで行い、格子点(NI,1)から格子点(NI,NJ)まで行う(STEP2CでYes)。これにより、右眼用画像と左眼用画像とが完成する(STEP5)。
STEP3について具体的に説明する。STEP3では、数値標高モデルにおいて、水平距離の縮尺に対応する高さ方向の表示縮尺の倍率が格子点によらず予め定められた一定の値となるよう、当該格子点(i,j)の視差を算出する(STEP3B,STEP3C)。その際、数値標高モデルにおいて格子点(i,j)の標高値hijが基準面標高Bを超えているか判断し(STEP3A)、標高hijが基準面標高Bを超えていれば(STEP3AでYes)、後述する式(9)により視差udijを算出する。標高hijが基準面標高Bを超えていなければ(STEP3AでNo)、後述する式(11)により視差Ddijを算出する。
STEP4では、STEP3で算出した当該格子点(i,j)の視差に対して、右眼用画像及び左眼用画像にそれぞれ表面特性情報Cijの書き込み(STEP4)を行う。
本発明の実施形態に係る立体形状の立体視画像作成方法においては、STEP3がデータ解析の第1段階となり、STEP4がデータ解析の第2段階となる。以下詳細に説明する。
データ解析の第1段階(STEP3)では、表現対象となる立体形状の数値標高モデルにおいて、基準面標高Bの下で、標高値hとする格子点(i,j)が標高縮尺n/Sとして立体視表示されるための視差dを算出する。視差の算出について、2つの場合に分けて説明する。
ケース1の場合、立体視表示は図14(a)の状況にあるものとして、点BA及び点BBに格子点の表面特性情報Cが書き込まれるものとすると、表面特性情報Cは紙面から浮き上がって見えるものとなり、その高さは式(1)に式(9)を代入して式(10)となる。
ここで、(h-B)/Sは標高hの基準面標高Bより上の高さを縮尺1/Sで記述したものに相当する。従って、高さH1は表面特性情報Cが見えている高さを縮尺1/Sで表示したものをn倍したものとなっている。つまり、表面特性情報Cが標高縮尺n/Sで表示されていることになる。よって、式(9)で視差を求められることが分かる。
ケース2の場合、立体視表示は図14(b)の状況にあるものとして、点BA及び点BBに格子点の表面特性Cが書き込まれるものとすると、表面特性情報Cは紙面から沈んで見えるものとなり、その深さは式(2)に式(11)を代入して式(12)となる。
ここで、(h-B)/Sは標高hの基準面標高Bより下の高さを縮尺1/Sで記述したものに相当し、負の符号を持っている。従って、H2は表面特性情報Cが見えている深さを縮尺1/Sで表示したものをn倍したものとなっている。つまり、表面特性情報Cが標高縮尺n/Sで表示されていることになる。よって、式(11)で視差を求め得ることが理解される。
本発明の実施形態に係る立体形状の立体視画像作成方法におけるデータ解析の第2段階では、式(9)及び式(11)で与えられる視差に基いて、立体視表示のための右眼用画像及び左眼用画像の該当する画素に表面特性値を書き込む。
図3は、本発明の実施形態に係る立体形状の立体視画像のうち、右眼用画像と左眼用画像の画素の座標系を示す図である。右眼用画像及び左眼用画像のために、それぞれ図3に示すような画像空間を用意する。右眼用画像、左眼用画像の各画素には、数値標高モデルと同一の座標系の下に同一の行列の番号が付記されており、画素間の距離は数値標高モデルの格子間距離の1/S倍としている。なお、両画像の領域は、視差を記入するために、数値標高モデルの領域より広く取っている。
図4は、数値標高モデルの格子点(i,j)と、それに該当する右眼用画像及び左眼用画像の第i行の画素(i,j)の列方向、つまり東西方向の近傍画素を示したものである。表面特性値Cijの書き込みは、標高値hが基準面標高Bより小さくない場合と、標高値hが基準面標高Bより小さい場合とに分けて行う。
ケース1の格子点(i,j)の標高値hijが基準面標高Bより小さくない場合、すなわち、hij≧Bの場合には、上述の式(9)を用いて視差Udijを算出し、図14(a)を想定して、図5に示すように、格子点(i,j)の表面特性情報Cijを、右眼用画像には画素(i,j)から西側つまり左側にUdijだけ離れている画素に書き込み、左眼用画像には画素(i,j)の東側にUdijつまり右側だけ離れている画素に書き込む。
ケース2の格子点(i,j)の標高値hijが基準面標高Bより小さい場合、すなわち、hij<0の場合には、上述の式(11)を用いて視差Ddijを算出し、図14(b)を想定して、図6に示すように、格子点(i,j)の表面特性情報Cijを、右眼用画像には画素(i,j)から東側つまり右側にDdijだけ離れている画素に書き込み、左眼用画像には画素(i,j)の西側にDdijつまり左側だけ離れている画素に書き込む。
本発明の実施形態に係る立体形状の立体視画像作成方法では、データ解析の第2段階において、式(9)及び式(11)で与えられる視差Udij,Ddijに基いて立体視表示のための右眼用画像及び左眼用画像の該当する画素に表面特性値を書き込む処理を、数値標高モデルの全ての格子点に行う。こうして、立体視表示のための右眼用画像及び左眼用画像が完成する(STEP5)。
格子点に対する操作の順序は、ライン走査に従うのが効率的である。すなわち最初に(1,1)から列方向に順次(1,2),(1,3),・・・(1,NJ)へと進み、第1行が完了したならば、第2行、第3行へと進み、最終的に第NI行の処理を行う(図2におけるSTEP2B乃至STEP2F)。その際、計算過程で、同一の画素に複数の表面特性値を書き込む状況が生じた場合には、標高の大きいほうを書き込むものとする。
上述の方法による右眼用画像及び左眼用画像の作成は、画素の東西方向に表面特性の書き込みをしていることから、北を上に向けて画像を見ることによって立体視が可能となる。
上述の方法で作成された右眼用画像及び左眼用画像は、図3を参照して説明したように、数値標高モデルと同一の座標系から距離縮尺が1/Sの正射投影図となっており、またデータ解析の第1段階で説明したように、標高縮尺はn/Sとなっている。よって、表現対象とする立体形状の数値標高モデルを用いて、表現対象とする立体形状の立体視表示において、対象領域において標高縮尺をn/Sに維持することができ、立体形状の表面特性を正射投影で立体視表示するための右眼用画像及び左眼用画像が作成される。
図2に示すSTEP2A乃至STEP2Fの変数制御では、画素を行方向、つまり東西方向に沿って移動させながら、表面特性を書き込む。しかし、画素を列方向、つまり南北方向に沿って移動させながら、表面特性を書き込んでもよい。なお、右眼用の視差と左眼用の視差の方向を行方向にとって作成された右眼用画像及び左眼用画像では、それらの画像の北を上に向けてみることにより立体視が可能となり、右眼用の視差と左眼用の視差の方向を列方向にとって作成された右眼用画像及び左眼用画像では、それらの画像の東を上に向けてみることにより立体視が可能となる。
次に、本発明の実施形態に係る立体形状の立体視画像作成プログラムについて説明する。立体形状の立体視画像作成プログラムをコンピュータに格納して実行することにより、立体視画像作成装置を製造することができる。
図7は、本発明の実施形態に係る立体形状の立体視画像作成プログラムを格納するコンピュータのシステムを示すブロック構成図である。コンピュータのシステム10は、コンピュータ11と、キーボードその他の入力部12と、出力手段13としてプリンタ13aやディスプレイ装置13bを備えている。コンピュータ11は、ROM11a、RAM11bと接続するCPU11cと、CPU11cに対し入力部12から入力される指令などをCPU11cに出力制御する入力制御部11dと、CPU11cから出力手段13に対して出力データを出力する出力制御部11eと、を備える。CPU11は、数値標高モデル、数値表面特性モデルを格納したデータベース14に接続される。データベース14とCPU11との接続には、図示しない通信ネットワークを経由してもよい。本発明の実施形態に係る立体形状の立体視画像作成プログラムがROM11aに格納されて、CPU11cがROM11aに格納されている当該プログラムを実行することにより、図8に示すようにコンピュータ11を立体視画像作成装置11Aとして具現化することができる。
図8は図7により実現される立体形状の立体視画像作成システムのブロック構成図である。図7と同一又は対応する要素には同一の符号を付している。立体形状の立体視画像作成プログラムは、ROM11a、RAM11b及びCPU11cを、図8に示すように、視差算出手段11f、画像作成手段11g及び制御手段11hとして機能させる。
視差算出手段11fは、入力部12から入力制御部11dを経由して、水平距離の縮尺に対する高さ方向の表示縮尺の倍率の指定を受け、表示の対象となる領域の各格子点の位置情報及び高さ情報に基いて当該領域の各格子点の視差を算出する。
画像作成手段11gは、視差算出手段11fにおいて算出された各格子点の視差に該当する位置に表現対象の表面特性の情報を記述して、正射投影による右眼用画像及び左眼用画像を作成する。作成した右眼用画像、左眼用画像のデータはROM11a、RAM11bなどのメモリに格納される。
制御手段11gは、図2に示すSTEP2A乃至STEP2Fの処理を行う。また、制御手段11gは視差算出手段11f及び画像作成手段11gを制御し、出力制御部11eを経由して出力手段13によって出力表示されたり印刷出力されたりする。
立体視画像作成装置11Aを用いて立体視画像を作成する方法及び立体視画像を表示する方法について説明する。
先ず、入力部12から入力制御部11dを経由して制御手段11hに対し、立体形状の立体視画像として表現の対象となる領域が指定される。これにより、STEP1A,1Bとして、数値表面特定モデルと数値標高モデルとが選定される。
次に、制御手段11hは、変数iを1~NIまで、変数jを1~NJまで、それぞれ1ずつカウントアップしながら、格子点(i,j)の標高hijが基準面標高Bより高いかを判定し、視差算出手段11fにより格子点(i,j)の視差を算出し、画像作成手段11gにより右眼用画像及び左眼用画像にそれぞれ表面特性情報Cijを記述する。
このようにして作成された右眼用画像と左眼用画像とは、画像作成手段11gによりRAM11aやROM11bなどのメモリに格納される。よって、出力手段13としてのプリンタ13aやディスプレイ装置13bに対して、メモリに格納されている右眼用画像と左眼用画像を出力することにより、立体形状を表示することができる。なお、プリンタ13aに出力するには、右眼用画像と左眼用画像にアナグリフ処理を適用しなければならない。
図9は、図8により出力手段13に出力された立体視画像を見ている状況を模式的に示しており、(a)は標高値hが基準面標高Bよりも高い場合を示しており、(b)は標高値hが基準面標高Bよりも低い場合を示している。ER,EL、dについては図14(a)及び(b)に示すものと同じである。
図9(a)及び(b)は、式(9)及び式(11)で求めた視差を用いて、紙面距離αL(α>0)を見ている状況を示している。つまり、0<α<1の場合にはLより近くで見た場合に相当しており、1<αの場合にはLより遠くで見た場合に相当している。
この場合には、図14を参照して、視差d及び瞳孔距離Pは変化しないで、紙面距離のみαLとなることから、H1及びH2は単にα倍されて、各々αH1及びαH2の高さに見える。これを式(10)のH1及び式(12)のH2について記述すると、αn(h-B)/Sの値は、図9(a)では紙面pからuHαで示す高さ、図9(b)では紙面pからDHαで示す深さに相当する。つまり、紙面距離Lとして作成された立体視画像を紙面距離αLで眺めた場合の標高縮尺は、αに比例してαn/Sとなることを意味している。この性質は、本発明で作成される立体形状図の他の1つの特徴であると言える。
本発明の実施形態による立体形状の表現には、陰影などによる方法を用いていない。したがって、表現対象としている立体形状の性質を、本発明による立体視表示で判読する際には、光源位置による影響は受けない。
立体形状の表面特性には多種多様のものがある。地形に関しては、特性値が数値で与えられている例として、斜度図、地上開度図、地下開度図などがあり、特性値が分類種目で与えられている例として、土地利用図、植生図、地質図などがある。
図10、図11、図12は、それぞれ、図2に示すフローに従って作成した富士山周辺の斜度(地表傾斜角)図の右眼用画像、左眼用画像、及びそれらから合成したアナグリフ画像である。つまり、表面特性情報として地表の傾斜の度合いを用いたものであり、斜度が大きいほど暗く表現している。表面特性情報として標高値を例にしたものである。
以上説明したように、本発明の実施形態では、立体視表示のための右眼用画像及び左眼用画像が、表現対象の立体形状の数値標高モデル及び数値表面特性モデルとパラメータとして指定された瞳孔距離P、紙面距離L、距離縮尺1/S、標高縮尺n/S及び標準面標高Bの各値を用い、各格子点(i,j)において、式(9)及び式(11)に沿って視差を算出し、右眼用画素、左眼用画素に対してその視差に基いて当該格子点(i,j)の表面特性情報Cijが書き込まれることにより作成される。
つまり、第1段階では、数値標高モデルの中の指定された格子点について標高縮尺をn/Sに維持する視差を算出する。そして、第2段階では、数値標高モデルの中の指定された格子点について、第1段階で算出された視差に基づいて、右眼用画像及び左眼用画像の中の画素に表面特性値を記入する。これを数値標高モデルの全ての格子点について実施すれば、表現対象となる立体形状の立体視表示のための右眼用画像及び左眼用画像が完成する。このようにして完成した右眼用画像及び左眼用画像は、アナグリフ画像に合成して青赤メガネで見る方法、又は3D表示装置を用いて表示する方法により、立体形状が認識される。
本発明の実施形態では、数値標高モデルが領域の各点を等間隔に区分した格子点で位置情報と高さ情報とを備えているため、格子点毎に視差を算出しているが、等間隔でなく、例えば南北方向と東西方向とで間隔が異なる場合には、その間隔で区分した各点においてそれぞれ視差を算出する。特に、地形ではなく三次元物体の形状を3Dで示す場合、高さの値が或る方向とこれに交差する方向とで異なる場合には、値の変化が大きい方向の間隔を狭くし、それに交差する方向の間隔を広くしてもよい。
Claims (5)
- 立体形状の立体視画像を作成するに当り、
表現の対象となる領域の各点の位置情報及び高さ情報から、水平距離の縮尺に対する高さ方向の表示縮尺の倍率を、上記領域の各点で予め指定された一定の値に維持するように、上記領域の各点の視差を算出する、立体形状の立体視画像作成方法。 - 立体形状の立体視画像を作成するに当り、
表現の対象となる領域の各点の位置情報及び高さ情報に基いて算出した各点の視差から正射投影による右眼用画像及び左眼用画像を作成するステップを有し、
上記視差が、水平距離の縮尺に対する高さ方向の表示縮尺の倍率を上記領域の各点で予め指定された一定の値に維持するように算出されている、立体形状の立体視画像作成方法。 - 前記領域の各点には、高さ情報の他に対象が備える表面特性の情報を有しており、
作成した右眼用画像及び左眼用画像中に上記表面特性の情報が記述されている、請求項2に記載の立体形状の立体視画像作成方法。 - 請求項2又は3に記載の立体形状の立体視画像作成方法を用いて作成した右眼用画像と左眼用画像をもとに表現対称の立体形状を表示する、立体形状の立体視表示方法。
- 水平距離の縮尺に対する高さ方向の表示縮尺の倍率の指定を受けて、表示の対象となる領域の各点の位置情報及び高さ情報に基いて当該領域の各点の視差を算出する、視差算出手段、及び
上記視差算出手段において算出された各点の視差に該当する位置に表現対象の表面特性の情報を記述して、正射投影による右眼用画像及び左眼用画像を作成する、画像作成手段、としてコンピュータを機能させるための立体形状の立体視画像作成プログラム。
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