WO2021059372A1 - アニメーション制作システム - Google Patents

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WO2021059372A1
WO2021059372A1 PCT/JP2019/037424 JP2019037424W WO2021059372A1 WO 2021059372 A1 WO2021059372 A1 WO 2021059372A1 JP 2019037424 W JP2019037424 W JP 2019037424W WO 2021059372 A1 WO2021059372 A1 WO 2021059372A1
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WO
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character
frame rate
camera
image
user
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PCT/JP2019/037424
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English (en)
French (fr)
Inventor
義仁 近藤
雅人 室橋
Original Assignee
株式会社エクシヴィ
エイベックス・テクノロジーズ株式会社
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Publication date
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Priority to PCT/JP2019/037424 priority patent/WO2021059372A1/ja
Publication of WO2021059372A1 publication Critical patent/WO2021059372A1/ja
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T13/00—Animation
    • G06T13/20—3D [Three Dimensional] animation
    • G06T13/40—3D [Three Dimensional] animation of characters, e.g. humans, animals or virtual beings

Definitions

  • the present invention relates to an animation production system.
  • a virtual camera is placed in the virtual space (see Patent Document 1).
  • the present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide a technique capable of shooting an animation in a virtual space.
  • the main invention of the present invention for solving the above problems is an animation production method, in which a computer arranges a character in a virtual space, and arranges a virtual camera for photographing the character.
  • HMD head-mounted display
  • FIG. 1 It is a figure which shows an example of the virtual space displayed on the head-mounted display (HMD) which a user wears in the animation production system 300 of this embodiment. It is a figure which shows the whole structure example of the animation production system 300 which concerns on one Embodiment of this invention. It is a figure which shows typically the appearance of the HMD 110 which concerns on this embodiment. It is a figure which shows the functional structure example of the HMD 110 which concerns on this embodiment. It is a figure which shows typically the appearance of the controller 210 which concerns on this embodiment. It is a figure which shows the functional structure example of the controller 210 which concerns on this embodiment. It is a figure which shows the functional block diagram of the image generation apparatus 310 which concerns on this embodiment. It is a figure which shows the state which each character 4 is duplicated.
  • the present invention includes, for example, the following configuration.
  • the operation of the other character of the two characters is output at the second frame rate.
  • An animation production method featuring. [Item 3] The animation production method according to item 1 or 2.
  • the second frame rate is lower than the first frame rate.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a virtual space displayed on a head-mounted display (HMD) worn by a user in the animation production system 300 of the present embodiment.
  • a virtual character 4 and a virtual camera 3 are arranged in the virtual space 1, and the character 4 is photographed by using the camera 3.
  • a cameraman 2 photographer character
  • the user can arrange the character 4 and the camera 3 while looking down at the virtual space 1 from a TPV (Third Person View), or can use the FPV as the cameraman 2.
  • TPV Transmissiond Person View
  • a plurality of characters 4 (character 4-1 and character 4-2 in the example of FIG. 1) can be arranged in the virtual space 1, and the user can perform acting while possessing the character 4. it can.
  • the user can also switch the target possessed by each character 4 (for example, characters 4-1 and 4-2). That is, in the animation production system 300 of the present embodiment, one person can play many roles.
  • the cameraman 2 can perform shooting while virtually operating the camera 2, it is possible to realize natural camera work and enrich the expression of the moving image to be shot.
  • FIG. 2 is a diagram showing an overall configuration example of the animation production system 300 according to the embodiment of the present invention.
  • the animation production system 300 can include, for example, an HMD 110, a controller 210, and an image generation device 310 that functions as a host computer.
  • the image generation device 310 can include a display device 311 such as a display and an input device 312 such as a keyboard, a mouse, and a touch panel.
  • An infrared camera (not shown) or the like for detecting the position, orientation, tilt, etc. of the HMD 110 or the controller 210 can be added to the animation production system 300. These devices can be connected to each other by wired or wireless means.
  • each device is equipped with a USB port, and communication can be established by connecting with a cable.
  • HDMI, wired LAN, infrared rays, Bluetooth (registered trademark), WiFi (registered trademark), etc. are wired.
  • communication can be established wirelessly.
  • the image generation device 310 may be any device having a calculation processing function, such as a PC, a game machine, or a mobile communication terminal.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the appearance of the HMD 110 according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing a functional configuration example of the HMD 110 according to the present embodiment.
  • the HMD 110 is attached to the user's head and includes a display panel 120 so as to be arranged in front of the user's left and right eyes.
  • a display panel 120 an optical transmissive type and a non-transmissive type display can be considered, but in the present embodiment, a non-transmissive type display panel capable of providing a more immersive feeling is exemplified.
  • An image for the left eye and an image for the right eye are displayed on the display panel 120, and an image having a stereoscopic effect can be provided to the user by utilizing the parallax of both eyes. If the image for the left eye and the image for the right eye can be displayed, the display for the left eye and the display for the right eye can be provided separately, or an integrated display for the left eye and the right eye can be provided. is there.
  • the housing 130 of the HMD 110 includes a sensor 140.
  • the sensor 140 may include, for example, a magnetic sensor, an acceleration sensor, or a gyro sensor, or a combination thereof, in order to detect movements such as the orientation and tilt of the user's head.
  • the vertical direction of the user's head is the Y-axis, and of the axes orthogonal to the Y-axis, the axis that connects the center of the display panel 120 and the user and corresponds to the front-back direction of the user is the Z-axis, and the Y-axis and the Z-axis.
  • the senor 140 When the axis corresponding to the user's left-right direction is the X-axis, the sensor 140 has a rotation angle around the X-axis (so-called pitch angle), a rotation angle around the Y-axis (so-called yaw angle), and Z. The rotation angle around the axis (so-called roll angle) can be detected.
  • the housing 130 of the HMD 110 may include a plurality of light sources 150 (for example, infrared light LED, visible light LED).
  • a camera for example, an infrared light camera, a visible light camera
  • the HMD 110 may be provided with a camera for detecting a light source installed in the housing 130 of the HMD 110.
  • the housing 130 of the HMD 110 may also include an eye tracking sensor.
  • Eye tracking sensors are used to detect the gaze direction and gaze point of the user's left and right eyes.
  • Various types of eye tracking sensors can be considered. For example, the position of the reflected light on the cornea formed by irradiating the left eye and the right eye with weak infrared light is used as a reference point, and the position of the pupil with respect to the position of the reflected light is used as a reference point.
  • a method of detecting the line-of-sight direction and detecting the intersection of the line-of-sight directions of the left eye and the right eye as the gazing point can be considered.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing the appearance of the controller 210 according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing a functional configuration example of the controller 210 according to the present embodiment.
  • the controller 210 can support the user to perform a predetermined input in the virtual space.
  • the controller 210 can be configured as a set of controllers for the left hand 220 and the right hand 230.
  • the left-hand controller 220 and the right-hand controller 230 can each have an operation trigger button 240, an infrared LED 250, a sensor 260, a joystick 270, and a menu button 280.
  • the operation trigger button 240 is arranged as 240a and 240b at positions assuming that when the grip 235 of the controller 210 is gripped, an operation such as pulling the trigger with the middle finger and the index finger is performed.
  • a plurality of infrared LEDs 250 are provided on the frame 245 formed in a ring shape downward from both side surfaces of the controller 210, and the positions of these infrared LEDs are detected by a camera (not shown) provided outside the controller. The position, orientation and tilt of the controller 210 in a specific space can be detected.
  • the controller 210 can incorporate a sensor 260 in order to detect movements such as the orientation and tilt of the controller 210.
  • the sensor 260 may include, for example, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a gyro sensor, or a combination thereof.
  • a joystick 270 and a menu button 280 can be provided on the upper surface of the controller 210.
  • the joystick 270 can be moved in the 360-degree direction about the reference point, and it is assumed that the joystick 270 is operated by the thumb when the grip 235 of the controller 210 is gripped. It is assumed that the menu button 280 is also operated with the thumb.
  • the controller 210 may also include a vibrator (not shown) for giving vibration to the hand of the user who operates the controller 210.
  • the controller 210 inputs and outputs in order to output information such as the user's input contents via a button or a joystick and the position, orientation and tilt of the controller 210 via a sensor or the like, and to receive information from the host computer. It has a unit and a communication unit.
  • the system determines the movement and posture of the user's hand based on whether or not the user holds the controller 210 and operates various buttons and joysticks, and the information detected by the infrared LED and the sensor, and pseudo in the virtual space.
  • the user's hand can be displayed and operated.
  • FIG. 7 is a diagram showing a functional configuration diagram of the image generation device 310 according to the present embodiment.
  • the image generator 310 stores user input information transmitted from the HMD 110 or the controller 210, information on the user's head movement and controller movement and operation acquired by a sensor or the like, and performs a predetermined calculation process. Devices such as PCs, game consoles, mobile communication terminals, etc., which have a function for generating images, can be used.
  • the image generation device 310 can include, for example, an input / output unit 320 for establishing a wired connection with peripheral devices such as the HMD 110 and the controller 210, and includes infrared rays, Bluetooth (registered trademark), WiFi (registered trademark), and the like.
  • a communication unit 330 for establishing a wireless connection can be provided.
  • Information regarding the movement of the user's head and the movement and operation of the controller 210 received from the HMD 110, the controller 210, and / or the input device 311 via the input / output unit 320 and / or the communication unit 330 can be obtained from the control unit 340.
  • the character is detected as input contents including movements such as the user's position, line of sight, posture, speech, operation, etc., and by executing a control program stored in the storage unit 350 according to the user's input contents.
  • a process such as performing the control of 4 and generating an image is performed.
  • the user input detection unit 410 can also accept input from an input device 312 such as a keyboard or a mouse.
  • the control unit 340 can be configured by a CPU, but by further providing a GPU specialized for image processing, information processing and image processing can be dispersed and overall processing efficiency can be improved.
  • the image generation device 310 can also communicate with another calculation processing device and have the other calculation processing device share information processing and image processing.
  • the control unit 340 includes a user input detection unit 410 that detects information about the movement of the user's head, a user's speech, and the movement and operation of the controller received from the HMD 110 and / or the controller 210, and a storage unit 350 in advance.
  • the character control unit 420 that executes the control program stored in the control program storage unit 460 with respect to the character 4 stored in the character data storage unit 450, and the virtual space 1 arranged in accordance with the character control. It has a camera control unit 440 that controls the camera 3 and an image generation unit 430 that generates an image of the virtual space 1 taken by the camera 3 based on character control.
  • control of the movement of the character 4 information such as the orientation and inclination of the user's head and the movement of the hand detected via the HMD 110 and the controller 210 is created according to the movement and restrictions of the joints of the human body. It is realized by applying the movement of the bone structure by converting it into the movement of each part of the bone structure and associating the bone structure with the character data stored in advance.
  • the control of the camera 3 is, for example, various settings for the camera 3 according to the movement of the hand of the character 4 (for example, the position of the camera 3 in the virtual space 1, the line-of-sight direction of the camera 3, the focal position, the zoom, etc.). It is done by changing.
  • the storage unit 350 stores the image data of the character 4 and information related to the character 4 such as the attributes of the character 4 in the character data storage unit 450 described above. Further, the control program storage unit 460 stores a program for controlling the movement and facial expression of the character 4 in the virtual space and controlling an object such as the camera 3.
  • the image data storage unit 470 stores the image generated by the image generation unit 430. In the present embodiment, the image stored in the image data storage unit 470 is assumed to be action data for generating a moving image.
  • the action data includes, for example, 3D data for displaying the character 4 in the virtual space 1, pose data for specifying the state of the bone structure of the 3D data, motion data for specifying the movement of the bone structure, and the like. obtain.
  • the action data is stored for each character 4 (and for each object if an object other than the character 4 exists).
  • timing data is attached to the action data so that the actions of each character 4 (and each object) can be synchronized.
  • the image generation unit 430 may register the moving image generated (rendered) based on the action data in the image data storage unit 470.
  • the image generation unit 430 generates a moving image in which the frame rate is different between the character 4 and an object other than the character 4 (for example, a background image).
  • the image generation unit 430 lowers the frame rate of the character 4 to be lower than that of other objects.
  • the operation of the character 4 is set to 12 to 15 FPS (Frames Per Second), and the background image is set to 30 FPS (frame rate of the camera 3). can do. This makes it possible to create a moving image of a so-called limited animation. It is also possible to make the frame rate of the character 4 higher than the frame rate of other objects.
  • the control unit 340 also includes a moving image reproduction unit 490 that reproduces an image stored in the image data storage unit 470.
  • the moving image reproduction unit 490 can reproduce a moving image based on the action data. As described above, timing data is attached to the action data, and based on this, it is possible to generate a moving image in which each character 4 (and each object) is operated in synchronization.
  • the moving image reproduced by the moving image reproduction unit 490 that is, the moving image viewed by the HMD 110 has the same frame rate as other objects (for example, a background image).
  • the reproduction of the character 4 is also 90 FPS. Therefore, in the present embodiment, each character 4 in the virtual space 1 is duplicated, that is, another character 4 duplicated for each character 4 is arranged.
  • FIG. 8 is a diagram showing a state in which each character 4 is duplicated. In the example of FIG. 8, two characters 4-1 (1) and 4-1 (2) are arranged for the character 4-1. Similarly, for the character 4-2, the character 4-2 (1) is arranged. ) And the character 4-2 (2) are arranged.
  • Character 4-1 (1) and character 4-1 (2) are represented by action data having the same shape and the same operation. Further, the character 4-2 (1) and the character 4-2 (2) are represented by action data having the same shape and the same operation.
  • One of the two characters 4 is used for display on the display panel 120 of the HMD 110, and the other is for display on the display unit 61 or display device 311 of the control panel 6 and / or is stored in the image data storage unit 470. Used for.
  • character 4-1 (1) and character 4-2 (1) are used for display on the display panel 120 of the HMD 110, and character 4-1 (2).
  • the character 4-2 (2) are used for display on the display unit 61 and the display device 311 of the control panel 6 (and / or for storage in the image data storage unit 470).
  • the character 4 also operates in the virtual space 1 based on the action data.
  • the user possesses the character 4 and operates the character 4, so that the movement of the character 4 can be corrected during the reproduction of the moving image.
  • the frame rate of the character 4 is set to a frame rate for recording, and is set to a rate preferable for visual recognition via the HMD 110, and the work in the virtual space 1 is performed. It can be made easier.
  • the image generation unit 430 outputs the final animation movie to the display device 311 or the like
  • the frame rate of the character 4 is the frame rate of another object such as the background image (that is, the camera).
  • the image generation unit 430 can generate an moving image by setting an arbitrary frame rate equal to or lower than the frame rate taken by the camera 3 for each object. For example, the image generation unit 430 can increase the frame rate when the movement of the object is faster than the predetermined high-speed threshold value or when the movement of the object is lower than the predetermined low-speed threshold value. ..
  • the user can operate the camera 3 as the cameraman 2 in the virtual space 1 to shoot a moving image. Therefore, since the camera 3 can be operated and photographed in the same manner as in the real world, it is possible to realize natural camera work, and it is possible to give a richer expression to the animated moving image.
  • the frame rate of the character 4 is made lower than the frame rate of other objects such as the background image, so that it seems to be an animation.
  • the expression can be realized.
  • the character 4 also has the same frame rate as the other objects, so that the discomfort of the work experience in the virtual space 1 can be reduced.
  • each character 4 is duplicated, and one character 4 is used for operation in the virtual space 1 and the other character 4 is used for output as a final animation movie. Therefore, the frame rate can be easily changed.
  • the image generator 310 is assumed to be one computer, but the present invention is not limited to this, and the HMD 110 or the controller 210 may be provided with all or a part of the functions of the image generator 310. Good. Further, another computer communicably connected to the image generator 310 can be provided with some functions of the image generator 310.
  • a virtual space based on virtual reality (VR) is assumed, but the present invention is not limited to this, and is limited to an augmented reality (AR) space or a mixed reality (MR) space. Even if there is, the animation production system 300 of this embodiment can be applied as it is.
  • VR virtual reality
  • AR augmented reality
  • MR mixed reality
  • the grid 31 is divided into three vertically and horizontally, but the dividing lines 32 divided by an arbitrary number can be displayed.
  • the user possessing the cameraman 2 or the character 4 performs an operation such as adjusting the position of the grid 31, but the present invention is not limited to this, and a state in which the virtual space 1 is viewed from a bird's-eye view (user).
  • the position of the grid 31 may be adjusted so that neither the photographer 2 nor the character 4 possesses it. In this case, the user can grasp and move the grid 31.
  • the display device 311 displays an image in the real space, but in addition to the real space or instead of the real space, an augmented reality (AR) space or a mixed reality (MR) space or a mixed reality (MR) ; Mixed Reality) It can also be done in space.
  • AR augmented reality
  • MR mixed reality
  • MR mixed reality
  • MR mixed reality
  • a user who is looking at the display device 311 replaces the display device 311 or a user who is different from the user who is looking at the display device 311 uses a device such as an AR / MR glass to AR / It can be viewed in MR space.
  • the frame rate of the character 4 is different from the frame rate of objects other than the character 4 (background image, etc., not shown), but the frame rate can be changed for each object including the character 4. You may do it.
  • the frame rate may be set for each type of object, or each object may have its own frame rate.
  • Each object may be duplicated, and one object may be used for operation in the virtual space 1 and the other object may be used for output to an animation movie while having the same shape, the same operation, and the same position.
  • different frame rates may be set according to the timing on the time axis. For example, different frame rates can be set for any object depending on the period so that the time between the time point t1 and the time point t2 is 15 fps and the time point t3 to the time point t4 is 60 fps.
  • This frame rate may be set manually by the user or automatically by the system.
  • the system automatically sets the frame rate for example, when a background sound (BGM) is added to a moving image, the frame rate can be changed according to the rhythm of the BGM. Further, the frame rate can be changed according to the distance between the camera 3 and the character 4 (an object such as).
  • BGM background sound

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Abstract

【課題】仮想空間内でアニメーションを撮影することができるようにする。 【解決手段】アニメーション制作方法において、コンピュータが、仮想空間内にキャラクタを配置するステップと、キャラクタを撮影する仮想的なカメラを配置するステップと、キャラクタの動作を制御するステップと、キャラクタをカメラにより仮想的に撮影した動画像を生成するステップと、を実行し、キャラクタの動作を制御するステップにおける動作に係る第１のフレームレートと、動画像を生成するステップにおける動画像に出力するキャラクタの動作に係る第２のフレームレートとが異なるようにする。

Description

アニメーション制作システム
　本発明は、アニメーション制作システムに関する。
　仮想空間内に仮想カメラを配置することが行われている（特許文献１参照）。
特開２０１７－１４６６５１号公報
　仮想空間内でアニメーションを撮影しようとする取り組みが行われてこなかった。
　本発明はこのような背景を鑑みてなされたものであり、仮想空間内でアニメーションを撮影することのできる技術を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するための本発明の主たる発明は、アニメーション制作方法であって、コンピュータが、仮想空間内にキャラクタを配置するステップと、前記キャラクタを撮影する仮想的なカメラを配置するステップと、前記キャラクタの動作を制御するステップと、前記キャラクタを前記カメラにより仮想的に撮影した動画像を生成するステップと、を実行し、前記キャラクタの動作を制御するステップにおける前記動作に係る第１のフレームレートと、前記動画像を生成するステップにおける前記動画像に出力する前記キャラクタの前記動作に係る第２のフレームレートとが異なることとする。
　その他本願が開示する課題やその解決方法については、発明の実施形態の欄及び図面により明らかにされる。
　本発明によれば、仮想空間内でアニメーションを撮影することができる。
本実施形態のアニメーション制作システム３００においてユーザが装着するヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）に表示される仮想空間の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るアニメーション制作システム３００の全体構成例を示す図である。 本実施形態に係るＨＭＤ１１０の外観を模式的に示す図である。 本実施形態に係るＨＭＤ１１０の機能構成例を示す図である。 本実施形態に係るコントローラ２１０の外観を模式的に示す図である。 本実施形態に係るコントローラ２１０の機能構成例を示す図である。 本実施形態にかかる画像生成装置３１０の機能構成図を示す図である。 各キャラクタ４を二重化した状態を表す図である。
　本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明は、たとえば以下のような構成を備える。
［項目１］
　コンピュータが、
　仮想空間内にキャラクタを配置するステップと、
　前記キャラクタを撮影する仮想的なカメラを配置するステップと、
　前記キャラクタの動作を制御するステップと、
　前記キャラクタを前記カメラにより仮想的に撮影した動画像を生成するステップと、
　を実行し、
　前記キャラクタの動作を制御するステップにおける前記動作に係る第１のフレームレートと、前記動画像を生成するステップにおける前記動画像に出力する前記キャラクタの前記動作に係る第２のフレームレートとが異なること、
　を特徴とするアニメーション制作方法。
［項目２］
　項目１に記載のアニメーション制作方法であって、
　前記キャラクタを配置するステップにおいて、二重化した２つの前記キャラクタを配置し、
　前記制御するステップにおいて、前記２つのキャラクタのうちの一方の前記キャラクタの動作を前記第１のフレームレートで表示し、
　前記動画像を生成するステップにおいて、前記２つのキャラクタのうちの他方の前記キャラクタの動作を前記第２のフレームレートで出力すること、
　を特徴とするアニメーション制作方法。
［項目３］
　項目１または２に記載のアニメーション制作方法であって、
　前記第２のフレームレートは前記第１のフレームレートよりも低いこと、
　を特徴とするアニメーション制作方法。
　本発明の一実施形態に係るアニメーション制作システム３００の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
＜概要＞
　図１は、本実施形態のアニメーション制作システム３００においてユーザが装着するヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）に表示される仮想空間の一例を示す図である。本実施形態のアニメーション制作システム３００では、仮想空間１に仮想的なキャラクタ４と仮想的なカメラ３とを配置し、カメラ３を用いてキャラクタ４を撮影する。また、仮想空間１にはカメラマン２（撮影者キャラクタ）が配置され、カメラマン２によりカメラ３が仮想的に操作される。本実施形態のアニメーション制作システム３００では、ユーザは、図１に示すように仮想空間１をＴＰＶ（Third Person View；三人称視点）で俯瞰しながらキャラクタ４やカメラ３を配置したり、カメラマン２としてＦＰＶ（First Person View；一人称視点）でキャラクタ４を撮影したり、ＦＰＶでキャラクタ４の演技を行ったりしながら、アニメーションを制作していく。また、仮想空間１内には複数のキャラクタ４（図１の例では、キャラクタ４－１およびキャラクタ４－２）を配置することができ、ユーザは、キャラクタ４に憑依しながら演技を行うことができる。複数のキャラクタ４が配置されている場合には、ユーザは、各キャラクタ４（たとえば、キャラクタ４－１および４－２）に憑依する対象を切り替えることもできる。すなわち、本実施形態のアニメーション制作システム３００では、一人が何役もの役割（ロール）を果たすことができる。また、カメラマン２としてカメラ２を仮想的に操作しながら撮影を行うことができるので、自然なカメラワークを実現することが可能となり、撮影される動画の表現を豊かにすることができる。
＜全体構成＞
　図２は、本発明の一実施形態に係るアニメーション制作システム３００の全体構成例を示す図である。アニメーション制作システム３００は、例えば、ＨＭＤ１１０、コントローラ２１０及びホストコンピュータとして機能する画像生成装置３１０を含んで構成することができる。画像生成装置３１０は、ディスプレイなどの表示装置３１１と、キーボードやマウス、タッチパネルなどの入力装置３１２とを備えることができる。アニメーション制作システム３００には、ＨＭＤ１１０やコントローラ２１０の位置、向き及び傾き等を検出するための赤外線カメラ（図示せず）等を追加することもできる。これらの装置は、相互に、有線又は無線手段により接続することができる。例えば、各々の装置にＵＳＢポートを備え、ケーブルで接続することで通信を確立することもできるし、他に、ＨＤＭＩ、有線ＬＡＮ、赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＦｉ（登録商標）等の有線又は無線により通信を確立することもできる。画像生成装置３１０は、ＰＣ、ゲーム機、携帯通信端末等、計算処理機能を有する装置であればよい。
＜ＨＭＤ１１０＞
　図３は、本実施形態に係るＨＭＤ１１０の外観を模式的に示す図である。図４は、本実施形態に係るＨＭＤ１１０の機能構成例を示す図である。
　ＨＭＤ１１０はユーザの頭部に装着され、ユーザの左右の眼前に配置されるよう表示パネル１２０を備える。表示パネル１２０としては、光学透過型と非透過型のディスプレイが考えられるが、本実施形態では、より没入感を提供可能な非透過型の表示パネルを例示する。表示パネル１２０には、左目用画像と右目用画像とが表示され、両目の視差を利用することにより立体感のある画像をユーザに提供することができる。左目用画像と右目用画像とを表示することができれば、左目用ディスプレイと右目用ディスプレイとを個別に備えることも可能であるし、左目用及び右目用の一体型のディスプレイを備えることも可能である。
　ＨＭＤ１１０の筐体部１３０は、センサ１４０を備える。センサ１４０は、ユーザの頭部の向きや傾きといった動きを検出するために、図示しないが、例えば、磁気センサ、加速度センサ、もしくはジャイロセンサのいずれか、またはこれらの組み合わせを備えることができる。ユーザの頭部の垂直方向をＹ軸とし、Ｙ軸と直交する軸のうち、表示パネル１２０の中心とユーザとを結ぶ、ユーザの前後方向に相当する軸をＺ軸とし、Ｙ軸及びＺ軸と直交し、ユーザの左右方向に相当する軸をＸ軸とするとき、センサ１４０は、Ｘ軸まわりの回転角（いわゆる、ピッチ角）、Ｙ軸まわりの回転角（いわゆる、ヨー角）、Ｚ軸まわりの回転角（いわゆる、ロール角）を検出することができる。
　センサ１４０に代えて、またはセンサ１４０に加えて、ＨＭＤ１１０の筐体部１３０は、複数の光源１５０（例えば、赤外光ＬＥＤ、可視光ＬＥＤ）を備えることもできる。ＨＭＤ１１０の外部（例えば、室内等）に設置されたカメラ（例えば、赤外光カメラ、可視光カメラ）がこれらの光源を検出することで、特定の空間におけるＨＭＤ１１０の位置、向き、傾きを検出することができる。または、同じ目的で、ＨＭＤ１１０に、ＨＭＤ１１０の筐体部１３０に設置された光源を検出するためのカメラを備えることもできる。
　ＨＭＤ１１０の筐体部１３０は、アイトラッキング・センサを備えることもできる。アイトラッキング・センサは、ユーザの左目及び右目の視線方向及び注視点を検出するために用いられる。アイトラッキング・センサとしては様々な方式が考えられるが、例えば、左目および右目に弱い赤外光を照射してできる角膜上の反射光の位置を基準点とし、反射光の位置に対する瞳孔の位置により視線方向を検出し、左目及び右目の視線方向の交点を注視点として検出する方法などが考えられる。
＜コントローラ２１０＞
　図５は、本実施形態に係るコントローラ２１０の外観を模式的に示す図である。図６は、本実施形態に係るコントローラ２１０の機能構成例を示す図である。
　コントローラ２１０により、仮想空間内において、ユーザが所定の入力を行うことをサポートすることができる。コントローラ２１０は、左手用２２０及び右手用２３０のコントローラのセットとして構成することができる。左手用コントローラ２２０及び右手用コントローラ２３０は、各々操作用トリガーボタン２４０、赤外線ＬＥＤ２５０、センサ２６０、ジョイスティック２７０、メニューボタン２８０を有することができる。
　操作用トリガーボタン２４０は、コントローラ２１０のグリップ２３５を把持したときに、中指及び人差し指でトリガーを引くような操作を行うことを想定した位置に２４０ａ、２４０ｂとして配置される。コントローラ２１０の両側面から下方にリング状に形成されるフレーム２４５には、複数の赤外線ＬＥＤ２５０が備えられ、コントローラ外部に備えられるカメラ（図示せず）により、これらの赤外線ＬＥＤの位置を検出することで、特定の空間におけるコントローラ２１０の位置、向き及び傾きを検出することができる。
　また、コントローラ２１０は、コントローラ２１０の向きや傾きといった動きを検出するために、センサ２６０を内蔵することができる。センサ２６０として、図示しないが、例えば、磁気センサ、加速度センサ、もしくはジャイロセンサのいずれか、またはこれらの組み合わせを備えることができる。さらに、コントローラ２１０の上面には、ジョイスティック２７０及びメニューボタン２８０を備えることができる。ジョイスティック２７０は、基準点を中心に３６０度方向に動かすことができ、コントローラ２１０のグリップ２３５を把持したときに、親指で操作されることが想定される。メニューボタン２８０もまた同様に、親指で操作されることが想定される。さらに、コントローラ２１０は、コントローラ２１０を操作するユーザの手に振動を与えるためのバイブレータ（図示せず）を内蔵することもできる。ボタンやジョイスティックを介したユーザの入力内容やセンサ等を介したコントローラ２１０の位置、向き及び傾きといった情報を出力するため、また、ホストコンピュータからの情報を受信するために、コントローラ２１０は、入出力部及び通信部を有する。
　ユーザがコントローラ２１０を把持し、各種ボタンやジョイスティックを操作することの有無、及び赤外線ＬＥＤやセンサにより検出される情報によって、システムはユーザの手の動きや姿勢を決定し、仮想空間内において擬似的にユーザの手を表示させ、動作させることができる。
＜画像生成装置３１０＞
　図７は、本実施形態にかかる画像生成装置３１０の機能構成図を示す図である。画像生成装置３１０としては、ＨＭＤ１１０やコントローラ２１０から送信された、ユーザ入力情報やセンサ等により取得されたユーザの頭部動きやコントローラの動きや操作に関する情報を記憶し、所定の計算処理を行い、画像を生成するための機能を有する、ＰＣ、ゲーム機及び携帯通信端末等といった装置を使用することができる。画像生成装置３１０は、例えば、ＨＭＤ１１０やコントローラ２１０等の周辺装置との有線による接続を確立するための入出力部３２０を備えることができ、赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＷｉＦｉ（登録商標）等無線による接続を確立するための通信部３３０を備えることができる。入出力部３２０及び／又は通信部３３０を介して、ＨＭＤ１１０、コントローラ２１０、及び／又は入力装置３１１から受信された、ユーザの頭部の動きやコントローラ２１０の動きや操作に関する情報は、制御部３４０において、ユーザの位置、視線、姿勢等の動作、発話、操作等を含めた入力内容として検出され、ユーザの入力内容に応じて、記憶部３５０に格納された制御プログラムを実行することで、キャラクタ４の制御を行い、画像を生成するといった処理がなされる。また、ユーザ入力検出部４１０は、キーボードやマウスなどの入力装置３１２からの入力を受け付けることもできる。制御部３４０は、ＣＰＵで構成することもできるが、画像処理に特化したＧＰＵをさらに設けることで、情報処理と画像処理を分散化し、全体の処理の効率化を図ることもできる。画像生成装置３１０はまた、他の計算処理装置と通信を行い、他の計算処理装置に情報処理や画像処理を分担させることもできる。
　制御部３４０は、ＨＭＤ１１０及び／又はコントローラ２１０から受信された、ユーザの頭部の動きやユーザの発話、また、コントローラの動きや操作に関する情報を検出するユーザ入力検出部４１０と、予め記憶部３５０のキャラクタデータ格納部４５０に格納されたキャラクタ４に対して、制御プログラム格納部４６０に格納された制御プログラムを実行するキャラクタ制御部４２０と、キャラクタ制御に応じて、仮想空間１に配置された仮想的なカメラ３の制御を行うカメラ制御部４４０と、キャラクタ制御に基づいてカメラ３が仮想空間１を撮影した画像を生成する画像生成部４３０とを有する。ここでキャラクタ４の動きの制御については、ＨＭＤ１１０やコントローラ２１０を介して検出されたユーザ頭部の向きや傾き、手の動きといった情報を、人間の身体の関節の動きや制約に則って作成されたボーン構造の各部の動きに変換し、予め格納されたキャラクタデータに対して、ボーン構造を関連付けることで、ボーン構造の動きを適用させることで実現される。カメラ３の制御は、たとえば、キャラクタ４の手の動きに応じて、カメラ３についての各種設定（たとえば、カメラ３の仮想空間１内での位置、カメラ３の視線方向、焦点位置、ズームなど）を変更することにより行われる。
　記憶部３５０は、上述のキャラクタデータ格納部４５０に、キャラクタ４のイメージデータのほか、キャラクタ４の属性等キャラクタ４に関連する情報を格納する。また、制御プログラム格納部４６０は、仮想空間におけるキャラクタ４の動作や表情を制御し、カメラ３などのオブジェクトを制御するためのプログラムを格納する。画像データ格納部４７０は、画像生成部４３０で生成された画像を格納する。本実施形態では、画像データ格納部４７０に格納される画像は、動画像を生成するためのアクションデータであるものとする。アクションデータには、たとえば、キャラクタ４を仮想空間１に表示するための３Ｄデータや、３Ｄデータのボーン構造の状態を特定するためのポーズデータ、ボーン構造の動きを特定するモーションデータなどが含まれ得る。アクションデータは、キャラクタ４ごとに（また、キャラクタ４以外のオブジェクトが存在する場合にはオブジェクトごとに）格納される。また、アクションデータには、各キャラクタ４（および各オブジェクト）の動作が同期できるように、タイミングデータが付帯される。画像生成部４３０は、アクションデータに加えて、アクションデータに基づいて生成（レンダリング）した動画像を画像データ格納部４７０に登録するようにしてもよい。ここで画像生成部４３０は、キャラクタ４と、キャラクタ４以外のオブジェクト（たとえば背景画像など）とでフレームレートを異なるようにした動画像を生成する。画像生成部４３０は、キャラクタ４のフレームレートを他のオブジェクトよりも低くし、たとえば、キャラクタ４の動作については、１２ないし１５ＦＰＳ（Frames Per Second）、背景画像は３０ＦＰＳ（カメラ３のフレームレート）とすることができる。これにより、いわゆるリミテッドアニメーションの動画像を作成することができる。なお、キャラクタ４のフレームレートを他のオブジェクトのフレームレートよりも高くすることも可能である。
＜動画の再生＞
　制御部３４０はまた、画像データ格納部４７０に格納された画像を再生する動画再生部４９０を備える。動画再生部４９０は、アクションデータに基づいて動画像を再生することができる。上述したようにアクションデータにはタイミングデータが付帯され、これに基づいて各キャラクタ４（および各オブジェクト）を同期しながら動作させた動画像を生成することができる。
　ここで、動画再生部４９０により再生される動画像、すなわち、ＨＭＤ１１０で視聴する動画像については、他のオブジェクト（たとえば背景画像など）と同じフレームレートとする。たとえば、ＨＭＤ１１０で表示される動画像が９０ＦＰＳである場合には、キャラクタ４の再生も９０ＦＰＳとする。このために、本実施形態では、仮想空間１内の各キャラクタ４を二重化する、すなわち、各キャラクタ４について複製したキャラクタ４をもう１つ配置する。図８は、各キャラクタ４を二重化した状態を表す図である。図８の例では、キャラクタ４－１について、キャラクタ４－１（１）とキャラクタ４－１（２）との２つが配置されており、同様にキャラクタ４－２について、キャラクタ４－２（１）とキャラクタ４－２（２）との２つが配置されている。キャラクタ４－１（１）とキャラクタ４－１（２）とは同じ形状および同じ動作を行うアクションデータにより表現される。また、キャラクタ４－２（１）とキャラクタ４－２（２）とは同じ形状および同じ動作を行うアクションデータにより表現される。２つのキャラクタ４のうち一方は、ＨＭＤ１１０の表示パネル１２０への表示用に用いられ、他方は制御パネル６の表示部６１や表示装置３１１への表示用、および／または画像データ格納部４７０に格納用に用いられる。たとえば、図１、図８の例では、キャラクタ４－１（１）およびキャラクタ４－２（１）は、ＨＭＤ１１０の表示パネル１２０への表示用に用いられており、キャラクタ４－１（２）およびキャラクタ４－２（２）は、制御パネル６の表示部６１および表示装置３１１への表示用（および／または画像データ格納部４７０への格納用）に用いられている。
　動画の再生時には、アクションデータに基づいて仮想空間１内においてキャラクタ４も動作することになる。動画の再生時に、ユーザがキャラクタ４に憑依してキャラクタ４を操作することにより、動画の再生中にキャラクタ４の動きを修正することができる。ここで動画再生部４９０が動画を再生する場合には、キャラクタ４のフレームレートは、録画用のフレームレートとし、ＨＭＤ１１０を介して視認するのに好ましいレートに設定して仮想空間１での作業をし易くすることができる。その一方で、画像生成部４３０が、表示装置３１１等への最終的なアニメーション動画としての出力を行う場合には、キャラクタ４のフレームレートは、背景画像等の他のオブジェクトのフレームレート（すなわちカメラー３のフレームレート）とは異なるように表現することができる。また、キャラクタ４によってフレームレートを変えるようにすることもできる。すなわち、画像生成部４３０は、カメラ３により撮影されたフレームレート以下の任意のフレームレートを、オブジェクトごとに設定して動画を生成することが可能である。たとえば、画像生成部４３０は、オブジェクトの動きが所定の高速閾値よりも速い場合、あるいは、オブジェクトの動きが所定の低速閾値よりも低い場合に、フレームレートを高くするようにすることも可能である。
　このように、本実施形態のアニメーション制作システム３００によれば、仮想空間１内においてユーザがカメラマン２としてカメラ３を操作して、動画を撮影することができる。したがって、現実世界と同様にカメラ３を操作して撮影を行うことができるので、自然なカメラワークを実現することが可能となり、アニメーション動画により豊かな表現を与えることができる。
　また、本実施形態のアニメーション制作システム３００によれば、最終的なアニメーションとしての動画像においては、キャラクタ４のフレームレートを背景画像等の他のオブジェクトのフレームレートよりも低くすることで、アニメーションらしい表現を実現することができる。その一方で、ＨＭＤ１１０で視認する画像については、キャラクタ４も他のオブジェクトと同じフレームレートとすることで、仮想空間１における作業体験の違和感を低減することができる。
　また、本実施形態のアニメーション制作システム３００によれば、各キャラクタ４を二重化させ、一方のキャラクタ４を仮想空間１における操作用、他方のキャラクタ４を最終的なアニメーション動画としての出力用に用いることにより、フレームレートの変更を容易に実現することができる。
　以上、本実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。
　たとえば、本実施形態では、画像生成装置３１０は１台のコンピュータであるものとしたが、これに限らず、ＨＭＤ１１０またはコントローラ２１０に画像生成装置３１０の全部または一部の機能を備えるようにしてもよい。また、画像生成装置３１０と通信可能に接続する他のコンピュータに画像生成装置３１０の一部の機能を備えるようにすることができる。
　また、本実施形態では、仮想現実（ＶＲ；Virtual Reality）による仮想空間を想定していたが、これに限らず、拡張現実（ＡＲ；Augumented Reality）空間あるいは複合現実（ＭＲ；Mixed Reality）空間であっても本実施形態のアニメーション制作システム３００はそのまま適用可能である。
　また、本実施形態では、グリッド３１は縦横３分割されるものとしたが、任意の数で分割する分割線３２を表示ようにすることができる。
　また、本実施形態では、カメラマン２またはキャラクタ４に憑依したユーザがグリッド３１の位置を調整するような操作を行うものとしたが、これに限らず、仮想空間１を俯瞰している状態（ユーザがカメラマン２にもキャラクタ４にも憑依していない状態）に、グリッド３１の位置を調整するようにしてもよい。この場合、ユーザがグリッド３１を把持して移動させるようにすることができる。
　また、本実施形態では、表示装置３１１は現実空間において映像を表示するものとしたが、現実空間に加えて、または現実空間に代えて、拡張現実（ＡＲ；Augmented Reality）空間や複合現実（ＭＲ；Mixed Reality）空間で行うようにすることもできる。この場合、表示装置３１１を見ていたユーザが表示装置３１１に代えて、または表示装置３１１を見ていたユーザとは異なるユーザが、ＡＲ／ＭＲグラスなどのデバイスを用いて、画面７をＡＲ／ＭＲ空間において閲覧することができる。
　また、本実施形態では、キャラクタ４のフレームレートがキャラクタ４以外のオブジェクト（背景画像等、不図示）のフレームレートとは異なることだけを説明したが、キャラクタ４を含むオブジェクトごとにフレームレートを可変にしてもよい。この場合、オブジェクトの種類ごとにフレームレートを設定するようにしてもよいし、１つ１つのオブジェクトに独自のフレームレートを設定するようにしてもよい。各オブジェクトを二重化し、同じ形状、同じ動作、同じ位置としながら、一方のオブジェクトを仮想空間１での操作用とし、他方のオブジェクトをアニメーション動画への出力用に用いればよい。
　また、時間軸でのタイミングに応じて異なるフレームレートを設定するようにしてもよい。たとえば、ある時点ｔ１から時点ｔ２までの間は１５ｆｐｓとし、時点ｔ３から時点ｔ４までの６０ｆｐｓとするように、期間に応じて異なるフレームレートを任意のオブジェクトに対して設定することができる。このフレームレートは、ユーザが手動で設定するようにしてもよいし、システムが自動で設定するようにしてもよい。システムが自動でフレームレートを設定する場合、たとえば、動画に背景音（ＢＧＭ）を加えたときに、ＢＧＭのリズムに応じてフレームレートを変えることができる。また、カメラ３とキャラクタ４（などのオブジェクト）との間の距離に応じてフレームレートを変えることもできる。
　　１　　　仮想空間
　　２　　　カメラマン
　　３　　　カメラ
　　４　　　キャラクタ
　　６　　　制御パネル
　　７　　　画面
　　３１　　グリッド
　　３２　　分割線
　　６１　　表示部
　　６２　　再生ボタン
　　７１　　表示部
　　７２　　再生ボタン
　　１１０　ＨＭＤ
　　１２０　表示パネル
　　１３０　筐体部
　　１４０　センサ
　　１５０　光源
　　２１０　コントローラ
　　２２０　左手用コントローラ
　　２３０　右手用コントローラ
　　２３５　グリップ
　　２４０　トリガーボタン
　　２５０　赤外線ＬＥＤ
　　２６０　センサ
　　２７０　ジョイスティック
　　２８０　メニューボタン
　　３００　アニメーション制作システム
　　３１０　画像生成装置
　　３１１　表示装置
　　３１２　入力装置
　　３２０　入出力部
　　３３０　通信部
　　３４０　制御部
　　３５０　記憶部
　　４１０　ユーザ入力検出部
　　４２０　キャラクタ制御部
　　４３０　画像生成部
　　４４０　カメラ制御部
　　４５０　キャラクタデータ格納部
　　４６０　プログラム格納部
　　４７０　画像データ格納部
　　４９０　動画再生部
 

Claims (3)

  1. 　コンピュータが、
    　仮想空間内にキャラクタを配置するステップと、
    　前記キャラクタを撮影する仮想的なカメラを配置するステップと、
    　前記キャラクタの動作を制御するステップと、
    　前記キャラクタを前記カメラにより仮想的に撮影した動画像を生成するステップと、
    　を実行し、
    　前記キャラクタの動作を制御するステップにおける前記動作に係る第１のフレームレートと、前記動画像を生成するステップにおける前記動画像に出力する前記キャラクタの前記動作に係る第２のフレームレートとが異なること、
    　を特徴とするアニメーション制作方法。
  2. 　請求項１に記載のアニメーション制作方法であって、
    　前記キャラクタを配置するステップにおいて、二重化した２つの前記キャラクタを配置し、
    　前記制御するステップにおいて、前記２つのキャラクタのうちの一方の前記キャラクタの動作を前記第１のフレームレートで表示し、
    　前記動画像を生成するステップにおいて、前記２つのキャラクタのうちの他方の前記キャラクタの動作を前記第２のフレームレートで出力すること、
    　を特徴とするアニメーション制作方法。
  3. 　請求項１または２に記載のアニメーション制作方法であって、
    　前記第２のフレームレートは前記第１のフレームレートよりも低いこと、
    　を特徴とするアニメーション制作方法。
     
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