JPH0546775A - 画像処理方法および画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ベクトル値関数に基づいて、最適な解像度のテ
クスチャを任意の大きさで生成して、３次元形状にコ−
ディネ−トする。 【構成】３次元画像入力装置（１２１）は、生成する３
次元光景の指定を３次元光景データベ−ス１１より読み
込む。３次元画像生成処理装置（１２３）は、３次元光
景解釈装置（１２１）が解釈した３次元光景の指定の内
容に応じて、被写体の投影像を求め、投影像の大きさよ
りテクスチャの解像度を決定する。２次元画像生成装置
（１２４）は、文字フォントデ−タベ−ス（１５）か
ら、テクスチャパタ−ンを規定するベクトル値関数を読
み出し、決定された解像度のテクスチャを生成する。３
次元画像生成処理装置（１２３）は生成されたテクスチ
ャを被写体上にコ−ディネ−トした、被写体の撮影像を
求める。３次元画像出力装置（１２５）は、求められた
３次元画像をディスプレイ（１４）に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、３次元形状についての
画像を生成する画像生成装置に関し、特に、画像を生成
する３次元形状に模様を与えるテクスチャマッピングの
技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】３次元形状についての画像を生成する場
合、３次元形状をリアルに表現するために、３次元形状
の表面に模様を付した画像を生成することがある。

【０００３】一般に、模様を３次元形状の表面に付する
処理は、２次元の画像として表現されている模様（以
下、「テクスチャ」という）を３次元形状の表面上にコ
−ディネ−トする、テクスチャマッピングの手法により
行なわれている。

【０００４】このようなテクスチャマッピングの技術と
しては、加藤俊明、「ＣＧ映像制作に使用されるさまざ
まな表現手法ーーマッピングを中心にして」、ピクセ
ル、第５１項から第５８項、や、ランス・ウィリアム
ス、ＳＩＧＧＲＡＰＨ８３プロシーディングス、ボリュ
ーム１７、ナンバー３、１９８３年７月(Lance William
s,'Pyramidal Parametrics', SIGGRAPH83 Proceedings,
Vol.17, No.3, July 1983)等に記載されている技術が
知られている。

【０００５】また、従来のテクスチャマッピングの技術
によれば、一旦生成した画像を、繰り返して利用するた
めに、あらかじめ、コンピュ−タグラフィックによって
作成した画像や、写真などを光学的な装置によって読み
込んだ画像を記憶し、この画像を模様として用いてい
る。また、このように、あらかじめ作成した画像を模様
に用いることにより、迅速な３次元形状の画像の生成を
可能にしている。

【０００６】また、３次元形状の表面に模様を与える技
術としては、ダーウィン・アール・ピーチー、ＳＩＧＧ
ＲＡＰＨ８５プロシーディングス、ボリューム１９、ナ
ンバー３、１９８５年７月（Darwyn R. Peachey, 'Soli
d Texturing of Complex Surface', SIGGRAPH85 Procee
dings, Vol.19, No.3, July, 1985)に記載の技術が知ら
れているファンクショナルマッピングの技術が知られて
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のテクスチャ
マッピングの技術によれば、あらかじめ作成した画像を
テクスチャとして使用するので、３次元形状に与える模
様を大きくすると、表示された模様の画質が荒くなると
いった問題があった。

【０００８】すなわち、あらかじめ作成した画像の解像
度は一定であるので、模様を大きくすると、シャギ−等
が生じて画質が荒くなり、輪郭線等が滑らかでなくな
る。一方、輪郭線等を滑らかにするために、平滑フィル
タリング処理等を施せば画質がぼけることになる。

【０００９】この問題は、あらかじめ作成する画像の解
像度を、使用される可能性のある最も大きな模様に合わ
せて高くしておくことにより避けることができる。しか
し、解像度を高くすると画像データ量が増加するという
問題が生じる。

【００１０】また、前記従来のテクスチャマッピングの
技術によれば、模様としてあらかじめ作成した画像デー
タを用いているが、一般に、画像はデータ量が多く、多
種類の模様を使用しようとすると、画像データの記憶に
膨大な容量が必要となるという問題が生じる。

【００１１】なお、前記ファンクショナルマッピングの
技術によれば、文字など不規則な模様や、多種類の模様
を表現することは極めて困難である。

【００１２】そこで、本発明は、少ない量のデータに基
づいて、高画質に、多種類の模様を任意の大きさで、画
像生成対象の３次元形状に与えることのできる画像処理
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】前記目的達成のために、
本発明は、想定したカメラスクリ−ンに撮影されると想
定される、３次元の形状を有する被写体の撮影像を生成
する画像処理方法であって、想定したカメラスクリ−ン
と被写体との相対的な位置関係に応じてテクスチャの解
像度を決定し、２次元平面上のベクトル値関数として規
定されたテクスチャパタ−ンより、決定した解像度のテ
クスチャを生成し、前記カメラスクリ−ンに撮影される
と想定される、生成したテクスチャをコ−ディネ−トし
た前記被写体の撮影像を生成するすることを特徴とする
画像処理方法を提供する。

【００１４】ここで、「コ−ディネ−ト」とは、３次元
形状の表面に２次元の画像を貼付るように付することを
いう。

【００１５】また、特に、本発明に係る画像処理方法の
好適な一実施態様として、本発明に係る画像処理方法に
おいて、前記テクスチャの解像度の決定を、想定したカ
メラスクリ−ンと被写体との相対的な位置関係に応じ
て、想定したカメラスクリ−ン上への被写体の投影像を
求め、求めた被写体の投影像の大きさを算出し、算出し
た投影像の解像度を求め、求めた投影像の解像度と同等
の解像度をテクスチャの解像度として決定することによ
り行なう画像処理方法を提供する。

【００１６】

【作用】本発明に係る画像処理方法によれば、テクスチ
ャを２次元平面上のベクトル値関数として規定されたテ
クスチャパタ−ンより生成する。ベクトル値関数は、画
素データで表現した画像データに比べ少ないデータ量で
形状を表現することができる。したがって、多種類のテ
クスチャを記憶し利用することができる。また、ベクト
ルで形状を規定しているため、形状の大きさによってシ
ャギ−が発生して画質を荒くするようなことがなく、任
意の解像度の画像に対応することができる。

【００１７】また、想定したカメラスクリ−ンと被写体
との相対的な位置関係に応じてテクスチャの解像度を決
定し、２次元平面上のベクトル値関数として規定された
テクスチャパタ−ンより、決定した解像度のテクスチャ
を生成するため、高画質なテクスチャを被写体にコ−デ
ィネ−トすることができる。

【００１８】また、特に、前記テクスチャの解像度の決
定を、想定したカメラスクリ−ンと被写体との相対的な
位置関係に応じて、想定したカメラスクリ−ン上への被
写体の投影像を求め、求めた被写体の投影像の大きさを
算出し、算出した投影像の解像度を求め、求めた投影像
の解像度と同等の解像度をテクスチャの解像度として決
定するようにすれば、テクスチャの解像度を過不足なく
決定することができるので、過剰なデータの発生を防止
でき、本来不必要な処理の発生を排除することができ
る。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例を説明する。

【００２０】まず、本第１実施例に係る画像処理装置の
構成を図１に示す。

【００２１】図示するように、本第１実施例に係る画像
処理装置は、３次元光景データベ−ス１１と、３次元画
像生成装置１２と、画像データベ−ス１３と、ディスプ
レイ１４を有している。

【００２２】また、３次元画像生成装置１２は、３次元
光景入力装置１２１、３次元光景解釈装置１２２、３次
元画像生成処理装置１２３、２次元画像生成装置１２
４、３次元画像出力装置１２５を有している。

【００２３】３次元光景データベース１１は、画像処理
装置が生成する３次元光景に関する各種パラメータを格
納するデータベースである。

【００２４】まず、３次元光景デ−タベ−ス１１につい
て説明する。

【００２５】３次元光景デ−タベ−ス１１に格納されて
いるデータのうち、１つの３次元光景を生成するデータ
を表１に示す。また、図３は、表１に示したデータが表
現する３次元光景を具体的に示したものである。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１に示すデータは、３次元光景を撮影す
るカメラを定義するコマンド、被写体の形状を定義する
コマンド、被写体の属性を定義するコマンドより成り、
これらによって、被写体と、その被写体を照射する光源
と、被写体を写すカメラを指定することにより３次元光
景を指定している。

【００２８】表１に示したデータが指定している被写体
１１１は、図３に示すように、（０、１、０）を中心と
して半径１の球であって、”あいうえお”という文字が
ならんだ模様を有している。また、光源１１２は（５、
５、５）という座標に存在し、光源の放射強度１、光源
の色が（１、１、１）の点光源である。カメラ１１３は
（０、５、０）という座標に存在し、ｙ軸の負の方向を
向き被写体１１１を写している。以下、この図３に示し
た空間を世界空間と呼ぶ。

【００２９】画像処理装置は、このように仮想した世界
空間でカメラによって撮影した被写体の映像を生成する
のであるが、本実施例においては、かかる映像の生成処
理のために、世界空間と各々独立の空間であるカメラ空
間、被写体空間、テクスチャ空間の３つの空間を設定す
る。

【００３０】これらの空間の関係を図２に示す。

【００３１】図中Ａで示す座標系で定義される空間がカ
メラ空間であり、図示する例では、ＺＡ＝０の平面上に
カメラのスクリ−ンを設定している。また、カメラ空間
内の各点が投影されるスクリ−ン上の点は既知であるも
のとする。

【００３２】また、図中Ｂで示す座標計で定義される空
間が被写体空間であり、図示した例では、被写体である
球の中心と被写体空間の原点とを一致させている。

【００３３】図中Ｃで示す座標系で定義される空間がテ
クスチャ空間であり、図示する例では、ＺＣ＝０の平面
上にテクスチャを設定している。また、マッピングの対
象となった場合に、テクスチャ空間内の各点にマッピン
グされるテクスチャ上の点は既知であるものとする。

【００３４】なお、図中Ｗで示す座標系で定義される空
間が前記世界空間である。

【００３５】さて、表１に示すデータは、ポストスクリ
プトと呼ばれる言語によって記述されている。ポストス
クリプトは逆ポーランド記法によって記述されている。
すなわち、コマンドを含むステ−トメントは、パラメー
タと、該パラメータを用いるコマンドの順で記述され
る。たとえば、表１に示すステ−トメント１１０５にお
いて、初めに記述されている”００１”が青色を示すパ
ラメ−タ、”ｃｏｌｏｒ”が表示する色をパラメ−タの
示す青色とするコマンドである。

【００３６】表１に示すデータを記述されている順に説
明する。

【００３７】ステートメント１１０１のＨＲＢｅｇｉｎ
は画像生成開始を宣言している。ステートメント１１０
２の／ｅｍｂｏｓｓは模様を生成する「手続き」の名前
である。

【００３８】／ｅｍｂｏｓｓに続く ”｛” と
”｝” の間、すなわちステートメント１１０２から
１１０８の間が、被写体の模様を生成する手続である。

【００３９】ステートメント１１０３は、模様を特徴付
けるパラメータである。ステートメント１１０４から１
１０７は、模様を生成するためのステ−トメントであ
る。

【００４０】１１０４は表示する文字の種類をゴシック
体にし、文字の大きさを０．０２にするステ−トメント
である。ステートメント１１０５は表示する文字の色を
青色に定義するステ−トメントである。ステートメント
１１０６は表示される文字列の位置を２次元の座標系で
（０．５， ０．５）の位置に表示することを定義する
ステ−トメントである。

【００４１】ステートメント１１０９から１１１５はカ
メラ１１３を定義するステ−トメントである。ステート
メント１１０９は生成される画像の解像度を定義するス
テ−トメントである。ステートメント１１１０はカメラ
のフレームの縦横比を定義するステ−トメントである。
ステートメント１１１１は被写体を写すスクリーンの大
きさを定義するステ−トメントである。ステートメント
１１１３は被写体を写すスクリーンへの投影方法等を定
義するステ−トメントである。ステートメント１１１４
とステートメント１１１５はカメラ配置を定義するステ
−トメントである。

【００４２】ステートメント１１１６から１１２２まで
のステ−トメントは、被写体を定義するステ−トメント
である。ステートメント１１１６は３次元光景に関する
被写体の定義の開始を宣言するステ−トメントである。
ステートメント１１１７は３次元光景を照明する光源を
定義するステ−トメントである。このように、光源も被
写体の定義セクション内で定義される。ステートメント
１１１７は、点光源１１２を定義するステ−トメントで
ある。ステートメント１１１７のパラメータは、光源の
強度、光源の色、光源の位置である。ステートメント１
１１８は被写体１１１の色を定義するステ−トメントで
ある。ステートメント１１１９は被写体１１１の模様を
前もって定義した模様／ｅｍｂｏｓｓにすることを定義
するステ−トメントである。ステートメント１１２０は
被写体１１１の位置を定義するステ−トメントである。
ステートメント１１２１は被写体１１１を半径１の球と
することを定義するステ−トメントである。ステートメ
ント１１２２は３次元光景に関する被写体の定義の終了
を宣言するステ−トメントである。

【００４３】ステートメント１１２３は３次元光景に関
する全てのパラメータ定義の終了を宣言するステ−トメ
ントである。

【００４４】さて、３次元画像生成装置１２は、以上説
明したような３次元光景に関するデータを３次元光景デ
ータベース１１より読み込み、３次元光景の画像を生成
する。そして、生成した画像をディスプレイ１４に表示
する。または、生成した画像を画像データベース１３に
格納する。

【００４５】以下、３次元光景生成装置の画像生成動作
について説明する。

【００４６】３次元光景入力装置１２１は、３次元光景
データベース１１のデータを文字列ごとに読み込み、読
み込んだ文字列を３次元光景解釈装置１２２に送る。

【００４７】ここで、３次元光景解釈装置１２２の構成
を図４に示す。

【００４８】図示するように、３次元光景解釈装置１２
２は、文字列判定装置１２２０、カメラ属性設定処理群
１２２１、被写体属性設定処理群１２２２、形状設定処
理群１２２３、座標変換処理群１２２４、モード制御処
理群１２２５、カメラ属性テーブル１２２６、被写体属
性テーブル１２２７、結果テーブルスタック１２２８、
座標変換スタック１２２９から構成されている。

【００４９】ここで、カメラ属性設定処理群１２２１
は、表１に示したデータ中のステートメント１１０９か
ら１１１５に、それぞれ対応する処理の集合であり、カ
メラ属性テーブル１２２６に、ステ−トメント中のパラ
メ−タによって指定されたカメラ属性を設定する処理の
集合である。

【００５０】被写体属性設定処理群１２２２は、表１に
示したデータ中のステートメント１１１７から１１２０
に、それぞれ対応した処理の集合であり、被写体属性テ
ーブル１２２７に被写体属性を設定する処理の集合であ
る。

【００５１】座標変換処理群１２２４は、表１に示した
データ中のステートメント１１１４、１１１５、１１２
０に、それぞれ対応した処理の集合であり、座標変換の
定義を座標変換スタック１２２９に設定する処理の集合
である。

【００５２】モード制御処理群１２２５は表１に示した
データ中のステートメント１１０１、１１１６、１１２
２、１１２３に、それぞれ対応した処理の集合であり、
現在カメラ属性を設定する処理と、被写体属性を設定す
る処理とを制御する処理である。 また、カメラ属性テ
ーブル１２２６は図５に示すように、解像度１２２６
１、ピクセルアスペクト比１２２６２、スクリ−ンのウ
ィンドウ１２２６３、レタリング領域１２２６４、スク
リ−ンへの投影方法１２２６５、カメラ空間１２２６８
の項目より成る。

【００５３】被写体属性テーブル１２２７は、図６に示
すように、被写体の全属性パラメータを定義するテーブ
ルである。図６に示すように、被写体属性テーブルは色
１２２７１、光源１２２７２、模様を定義する手続きの
配列１２２７３、「手続き」用パラメータ１２２７４、
テクスチャマッピング空間１２２７５、艶１２２７６、
及び被写体座標１２２７７の項目から構成されている。

【００５４】文字列判定装置１２２０は３次元光景入力
装置１２１から文字列を受け取ると、受け取った文字列
がコマンドに渡すパラメータであるか、コマンドである
かを判定する。そして、受け取った文字列が、パラメー
タであれば、結果テーブルスタック１２２８にパラメー
タをスタックする。

【００５５】一方、受け取った文字列が、コマンドなら
ば、カメラ属性設定処理群１２２１もしくは被写体属性
設定処理群１２２２もしくは形状設定処理群１２２３も
しくは座標変換処理群１２２４もしくはモード制御処理
群１２２５内の、受け取ったコマンドに対応する処理を
実行する。

【００５６】また、文字列判定装置１２２１は”｛”が
入力されると、それ以降 ”｝”が入力されるまでの
文字列についてはコマンドであっても処理を実行せず
に、パラメ−タとして解釈結果テーブルスタック１２２
５にスタックする。

【００５７】以下、表１に示すデータを受け取った３次
元光景解釈装置１２２の動作を説明する。

【００５８】まず、ステ−トメント１１０１を受け取る
と、文字判定装置１２２０は、コマンドと判定し、ステ
ートメント１１０１に対応するモード制御処理群１２２
５内の処理を実行する。このステートメント１１０１に
対応する処理は、３次元生成処理装置を初期化し、モー
ドをカメラ属性設定モードに設定する。また、このと
き、座標変換スタック１２２９には、前記カメラ空間を
世界空間座標に変換する空間変換行列が格納される。本
実施例では、カメラ空間の各座標軸ＺＡ、ＹＡ、ＸＡ
が、対応する世界空間の各座標軸座標ＺＷ、ＹＷ、ＸＷ
に変換されるような線形のカメラ空間変換行列を格納す
る（図２参照）。

【００５９】次に、文字判定装置１２２０は、入力され
たステ−トメント１１０２〜１１０８をパラメ−タとし
て、結果テ−ブルスタック１２２８に格納する。

【００６０】そして、ステ−トマント１１０９が入力さ
れると、文字判定装置１２２０は、前半部に記述された
パラメ−タ”６４０、４８０、１．０”を、結果テ−ブ
ルスタック１２２８に格納し、後半部に記述されたコマ
ンド”ＨＲＦｏｒｍａｔ”に対応したカメラ属性設定処
理群１２２１内の処理を起動する。ＨＲＦｏｒｍａｔ”
に対応した処理は、モ−ドがカメラ属性設定モ−ドにあ
ることを確認した後、カメラ属性テーブル１２２６の画
像解像度１２２６１が、文字列判定装置１２２０が結果
テーブルスタック１２２８に格納した、ステートメント
１１０９中の３つのパラメータ６４０、４８０、１．０
に設定する。

【００６１】続いて入力されるステ−トメント１１１０
から１１１３についても同様に処理し、カメラ属性テー
ブル１２２６のピクセルアスペクト比１２２６２、スク
リ−ンのウィンドウ１２２６３、レタリング領域１２２
６４、スクリ−ンへの投影方法１２２６５の各項目を設
定する。

【００６２】続いてステ−トメント１１１４が入力され
ると、ステートメント１１１４に対応する座標変換処理
群１２２４内の処理を行ない、次式のような変換行列を
作成し、座標変換スタック１２２８に格納されているカ
メラ空間変換行列との積をとり、結果を、変換行列とし
て座標変換スタック１２２８に格納する。

【００６３】

【数１】

【００６４】ここで、θはステートメント１１１４の第
一パラメータの９０．０、ｘは第二パラメータの１．
０、ｙは第三パラメータの０．０、ｚは第四パラメータ
の０．０である。

【００６５】続いてステ−トメント１１１５が入力され
ると、ステートメント１１１５に対応する座標変換処理
群１２２４内の処理を行ない、式１において、ステート
メント１１１５の第１パラメータ０．０をｘ、第２パラ
メータ５．０をｙ、第３パラメータ０．０をｚとした変
換行列を作成し、座標変換スタック１２２８内の変換行
列との積をとり、積を取った結果の変換行列を、新たな
変換行列として座標変換スタック１２２９に格納する。
この変換行列は、カメラ空間を、世界空間内のカメラ位
置を原点とする図２中ａで示す位置の空間に変換する変
換行列である。

【００６６】続いて、ステ−トメント１１１６が入力さ
れると、文字判定装置１２２０は、コマンド１１１６に
対応したモード制御処理群１２２５内の処理を実行し、
カメラ属性テーブル１２２６のカメラ空間１２２６８
に、座標変換スタック１２２９に格納されている変換行
列を設定し、モ−ドを被写体設定モードに変更する。ま
た、このとき、座標変換スタック１２２９には、前記被
写体空間を世界空間座標に変換する被写体空間変換行列
が格納される。本実施例では、被写体空間の各座標軸Ｚ
Ｂ、ＹＢ、ＸＢが、対応する世界空間の各座標軸座標Ｚ
Ｗ、ＹＷ、ＸＷに変換されるような線形の被写体空間変
換行列を格納する（図２参照）。また、座標変換スタッ
ク１２２９には、前記テクチャ空間を世界空間座標に変
換するテクチャ空間変換行列も格納される。本実施例で
は、テクスチャ空間の各座標軸ＺＣ、ＹＣ、ＸＣが、対
応する世界空間の各座標軸座標ＺＷ、ＹＷ、ＸＷに変換
されるような線形のテクスチャ空間変換行列を格納する
（図２参照）。

【００６７】次に、文字判定装置１２２０は、入力され
たステ−トメント１１１７内のパラメ−タを結果テ−ブ
ルスタック１２２８に格納する。そして、モ−ドが被写
体属性設定モ−ドにあることを確認した後、ステ−トメ
ント１１１７内のコマンドに対応した被写体属性設定処
理群１２２３内の処理を実行し、被写体属性テーブル１
２２７の光源１２２７２に、結果テ−ブルスタックに一
旦格納したステートメント１１０９中のパラメータを設
定する。

【００６８】また、同様に、ステ−トメント１１１８が
入力されると、文字判定装置１２２０は、被写体属性処
理群１２２２内のステートメント１１１８に対応した処
理を実行し、被写体属性テーブル１２２７の色１２２７
１を、結果テーブルスタック１２２８に一旦格納したス
テートメント１１１８中のパラメ−タ”１．０ １．０
１．０”を設定する。

【００６９】次に、ステ−トメント１１１９が入力され
ると、文字判定装置１２２０は、まず、第１パラメ−タ
として、”ｅｍｂｏｓｓ”を、第２パラメ−タとして”
Ｋｍ０．５”を結果テーブルスタック１２２８に格納す
る。そして、次に、コマンド”ＨＲ Ｔｅｘｔｕｒｅ”
に対応する被写体属性処理群１２２２内の処理を実行す
る。すなわち、結果テーブルスタック１２２８に格納さ
れている第一パラメータを判定し、被写体属性テ−ブル
１２２７の模様定義「手続き」１２２７４を、第１パラ
メ−タと同じ文字列”／ｅｍｂｏｓｓ”と共に、先に結
果テ−ブルスタック１２２８に格納したステ−トメント
１１０２〜１１０８の配列に変更する。

【００７０】結果テーブルスタック１２２８の第二パラ
メータはパラメータとして手続き用パラメータ１２２７
４に格納する。

【００７１】そして、テクスチャマッピング空間１２２
７５に、座標変換スタック１２２９に格納されているテ
クスチャ空間変換行列を設定する。

【００７２】続いてステ−トメント１１２０が入力され
ると、ステートメント１１１４に対応する座標変換処理
群１２２４内の処理を行ない、式１において、ステート
メント１１２０５の第１パラメータ０．０をｘ、第２パ
ラメータ１．０をｙ、第３パラメータ０．０をｚとした
変換行列を作成し、座標変換スタック１２２８内の被写
体空間変換行列との積をとり、積を取った結果の変換行
列を、被写体変換行列として座標変換スタック１２２９
に格納する。この、被写体変換行列は、被写体空間を世
界空間内の座標（０、１、０）原点とする図２中ｂで示
す位置の空間に変換する変換行列である。

【００７３】次に、ステートメント１１２１が入力され
ると、文字判定装置１２２０は、コマンド”ＨＲＳｐｈ
ｅｒｅ”に対応する形状設定処理群１２２３内の処理を
行ない、座標変換スタック１２２９に格納された被写体
変換行列を、被写体属性テ−ブル１２２７の被写体空間
１２２７７に設定する。

【００７４】そして、カメラ属性テーブル１２２６、被
写体属性テーブル１２２７、結果テーブルスタック１２
２８に格納されたステートメント１１２１中のパラメー
タと、球を表現する形状識別子を３次元画像生成処理装
置１２３に送る。

【００７５】次に、ステートメント１１２２が入力され
ると、文字列判定装置１２２０は、対応するモード制御
処理群１２２５内の処理により、モードをカメラ属性設
定モードにする。

【００７６】ステートメント１１２３が入力されると、
文字列判定装置１２２０は、対応するモード制御処理群
１２２５内の処理により、３次元光景解釈装置の処理を
終了させる。

【００７７】次に、３次元光景解釈装置１２２から、カ
メラ属性テーブル１２２６、被写体属性テーブル１２２
７と結果テーブルスタック１２２８に格納されたパラメ
ータと球を表現する形状識別子とを受け取った３次元画
像生成処理装置１２３について説明する。

【００７８】３次元画像生成処理装置１２３は、３次元
光景解釈装置１２２から送られてきた形状識別子と、ス
テ−トメント１１２１のパラメータと、カメラ属性テー
ブル１２２６と被写体属性テーブル１２２７の内容を基
に３次元画像を３次元画像メモリ１２３６上に作成し、
３次元画像メモリ１２３６の内容を３次元画像出力装置
１２５に出力する装置である。

【００７９】３次元画像生成処理装置１２３の構成を図
７に示す。

【００８０】３次元画像生成処理装置１２３は、投影処
理装置１２３１と模様設定処理装置１２３２と３次元サ
ンプリング処理装置１２３３とテクスチャマッピング処
理装置１２３４と模様画像メモリ１２３５と３次元画像
メモリ１２３６から構成される。

【００８１】３次元画像生成処理装置１２３において、
投影処理装置１２３１は、被写体のカメラスクリーン上
への投影像を求める投影処理を行なう。

【００８２】投影処理は、以下のように行なう。

【００８３】まず、投影処理装置１２３１は、３次元光
景解釈装置１２２から送られてきた形状識別子をもと
に、結果テーブルスタック１２２８に格納されているパ
ラメータを解釈する。

【００８４】本実施例では、表１のステートメント１１
２１に対応して、結果テーブルスタック１２２８に１．
０、１．０、−１．０、３６０．０というパラメータが
格納されている。投影処理装置１２３１は、受け取った
形状識別子が球を示している場合、結果テーブルスタッ
ク１２２８に格納されている第１パラメータを半径、第
２パラメータを下方カット面値、第３パラメータを上方
カット面値、第４パラメータをスィープ角と解釈する。
こうして、解釈された被写体球は、被写体空間におい
て、原点を中心とする球である（図２Ｂ参照）。

【００８５】そこで、この被写体空間上の球のカメラ空
間上の位置を求め、被写体のカメラスクリ−ン上への投
影像を求める。

【００８６】すなわち、球に対し、被写体属性テーブル
１２２７の被写体空間１２２７６に格納された被写体変
換行列を施し球のパラメ−タを世界空間上のパラメ−タ
に変換し、得られて世界空間上の球のパラメ−タにカメ
ラ属性テーブル１２２６のカメラ空間１２２６６に格納
されたカメラ変換行列の逆行列を施してカメラ空間上の
球のパラメ−タを求める。ただし、被写体属性テーブル
１２２７の被写体空間１２２７６に格納された被写体変
換行列とカメラ属性テーブル１２２６のカメラ空間１２
２６６に格納されたカメラ変換行列の逆行列との積を球
に施して、直接被写体空間上のパラメ−タからカメラ空
間上のパラメ−タに変換するようにしてもよい。

【００８７】こうして球のカメラ空間上のパラメ−タが
求まれば、これをカメラ空間におけるカメラスクリ−ン
への投影を求めることにより、被写体のカメラスクリ−
ン上への投影像のパラメ−タを求めることができる。カ
メラスクリ−ンに投影された球の投影像のパラメ−タは
円のパラメ−タとなる。

【００８８】一方、模様設定装置１２３２は、模様の解
像度を決定する。

【００８９】模様の解像度の決定は、以下のように行な
う。

【００９０】まず、投影処理装置１２３１が求めたカメ
ラ空間におけるカメラスクリ−ン上に投影された、被写
体の投影像の領域を求める。そして、求めた領域の大き
さより、模様の解像度を決定し、被写体属性テーブル１
２２７に格納されている模様を生成する「手続き」の配
列１２２７３と共に、求めた模様の解像度を２次元画像
生成装置１２４（図１参照）に送る。

【００９１】模様の解像度の求め方を図８を用いて説明
する。

【００９２】図８は、カメラスクリーンを図示したもの
である。

【００９３】カメラ属性テ−ブル１２２６の解像度１２
２６１の内容より、カメラスクリーン１１３の大きさは
横６４０縦４８０である。

【００９４】スクリーンの座標系は、図８中に示すよう
に左上を原点とし、右下を（６４０、４８０）とした座
標系で定義されている。

【００９５】このとき、被写体球の投影像１１１Ｂは、
先に投影処理装置１２３１が求めた円のパラメ−タより
求まる。

【００９６】次に、球が投影された領域（図中波線で示
した領域）を含む矩形領域を求めると、対角線上の頂点
が（２７２、１９２）と（３６８、２８８）の領域にな
る。

【００９７】よって、投影された球が占有する領域は縦
９６×横９６の領域になるので、模様設定装置１３３２
は求められた領域から模様の解像度を式２によって求め
る。

【００９８】 Ｔｒｅｓ ＝ ｒｅｇｉｏｎ × ２ −− 式２ ここで、Ｔｒｅｓは求められる模様の解像度であり、投
影像を含む矩形領域形状の占有領域ｒｅｇｉｏｎの２
倍、すなわち、縦方向に１９２、横方向に１９２の解像
度となる。

【００９９】ナイキストの定理より、被写体の模様は、
スクリーンの解像度によって決る空間周波数の２倍の空
間周波数持った画像（すなわち解像度をもった画像）と
すれば十分であるので、式２により模様の解像度を求め
れば、模様は鮮明で、かつ、過不足ない解像度をもった
画像を生成することができる。

【０１００】模様設定処理装置１２３２は、こうして求
めた解像度を、被写体属性テ−ブル１２２７の模様の
「手続」１２２７３と「手続」用パラメ−タと共に、２
次元画像生成装置に渡す。

【０１０１】なお、被写体の大きさと、被写体とカメラ
スクリ−ンの距離から、単純に模様の解像度を求めるよ
うにしても、過不足ない解像度に近い値を得ることがで
きるので、さほど、高画質を要求されない場合は、被写
体の大きさと、被写体とカメラスクリ−ンの距離から、
単純に模様の解像度を求めるようにしてもよい。

【０１０２】ここで、一旦３次元画像生成処理装置１２
３の説明を離れ、２次元画像生成装置１２４の模様生成
動作を説明する。

【０１０３】まず、図９に２次元画像生成装置の構成を
示す。

【０１０４】図示するように、２次元画像生成装置１２
４は、データ判定装置１２４０と２次元属性設定処理群
１２４１と文字展開処理１２４２と画像展開処理１２４
３と２次元サンプリング処理装置１２４４と２次元図形
属性テーブル１２４５とワークメモリ１２４６とパラメ
ータスタックメモリ１２４７と文字フォントデータベー
ス１２４８と画像データベース１２４９から構成され
る。

【０１０５】２次元画像生成装置１２４が受け取る被写
体属性テ−ブル１２２７の模様「手続き」１２２７３に
は、表１に示したデータ中のステ−トメント１１０３〜
１１０７が格納されている。そこで、２次元画像生成装
置１２４の、データ判定装置１２４０は、被写体属性テ
−ブル１２２７の模様「手続き」の配列１２２７３を受
け取ると、配列内の文字列を順に読み込み、コマンドに
渡すパラメータであるか、コマンドであるかを判定し、
パラメータであれば、パラメータスタックメモリ１２４
７に格納する。また、被写体属性テ−ブル１２２７の
「手続き」用パラメ−タ１２２７４を、２次元図形属性
テーブル１２４５に格納する。

【０１０６】また、コマンドであれば、２次元属性設定
処理群１２４１または文字展開処理群１２４２または画
像展開処理群１２４３内の読み込んだコマンドに対応す
る処理を実行する。

【０１０７】被写体属性テ−ブル１２２７の模様「手続
き」１２２７３より、ステ−トメント１１０３が入力さ
れると、データ判定装置１２４０は、ステ−トメント１
１０３中のパラメ−タ”Ｋｍ１．０”をパラメ−タスタ
ックメモリ１２４７に格納した後、コマンド”ｐａｒａ
ｍｄｅｆ”に対応する２次元属性設定処理群１２４１内
の処理を実行し、パラメ−タ”Ｋｍ１．０”１２２７４
を、２次元図形属性テーブル１２４５に格納する。

【０１０８】ステートメント１１０４と１１０５と１１
０６についても、同様にして、それぞれ各ステ−トメン
ト中のパラメータである文字フォントの種類とフォント
の大きさと文字の色と文字の配置位置とを２次元図形属
性テーブル１２４５に設定する。

【０１０９】なお、表１に本実施例では、フォントの種
類をゴシック体、フォントの大きさを０．０２、文字列
の開始位置を０．５，０．５としている。

【０１１０】次に、ステ−トメント１２０７が入力され
ると、ステ−トメント１２０７のパラメ−タ”あいうえ
お”をパラメ−タスタックメモリ１２４７に格納した
後、コマンド”ｓｈｏｗ”に対応する文字展開処理群１
２４２内の処理を行なう。

【０１１１】文字展開処理群１２４２内の処理は、パラ
メータスタックメモリ１２４７にスタックされた文字列
を構成する文字コードと２次元図形属性テーブル１２４
５のフォントの種類とを基に、文字フォントデータベー
ス１２４８から文字外形線データをとり出し、文字外形
線データを模様定義空間上の文字外形線データに変換す
る処理である。

【０１１２】文字外形線データは文字外形を構成する曲
線を示すベクトル値関数である。２次元上の曲線を表す
ベクトル値関数は、一般に、Ｐｕ＝｛Ｘ（ｕ）、Ｙ
（ｕ）｝で表され、たとえば、半径１の円を表すベクト
ル値関数はＰｕ＝｛ｃｏｓ（ｕ）、ｓｉｎ（ｕ）｝、で
ある。このようなベクトル値関数によって規定された形
状は、シャギ−の発生等を伴わずに拡大することができ
る。たとえば、原点を中心とする半径１の円を規定する
ベクトル値関数Ｐｕ＝｛ｃｏｓ（ｕ）、ｓｉｎ（ｕ）｝
より、半径Ｋの円を表すベクトル値関数Ｐｕ＝｛Ｋｃｏ
ｓ（ｕ）、Ｋｓｉｎ（ｕ）｝を得ることができ、このベ
クトル値関数Ｐｕ＝｛Ｋｃｏｓ（ｕ）、Ｋｓｉｎ
（ｕ）｝に従い、曲線を描けばシャギ−の発生等を伴わ
ずに、半径Ｋの円を得ることができる。

【０１１３】なお、このようなベクトル値関数を用い
て、形状を規定する方法としては、ベツィエ法によるも
のや、スプライン法によるものが知られている。

【０１１４】模様定義空間は、原点（０．０、０．０）
と座標（１．０、１．０）を対角線の頂点とする矩形の
２次元空間である。。

【０１１５】模様定義空間上の文字外形線データへの変
換は、次のように行なう。

【０１１６】すなわち、３次元画像生成処理装置１２３
より受け取った文字フォントデータベース１２４８から
取りだした文字外形線データを、模様定義空間上、各文
字フォントの大きさが０．０２となり、各文字の位置が
座標（０．５、０．５）より順次フォントの大きさだけ
横にずれた位置となるように変換する。変換された模様
定義空間上の文字外形線データもベクトル値関数であ
る。変換された模様定義空間上の文字外形線データはワ
−クメモリ１２４６に格納される。

【０１１７】模様定義空間上の文字外形線データがワ−
クメモリ１２４６に格納されたら、２次元サンプリング
処理装置１２４４が、ワークメモリ１２４６に格納され
ている模様定義空間上の文字外形線データをテクスチャ
空間に展開し、文字外形線に囲まれた画素を、先に２次
元図形属性テーブル１２４５に格納した文字の色属性で
色づけする処理を行なう。

【０１１８】模様定義空間上の文字外形線データをテク
スチャ空間への展開は次のように行なう。

【０１１９】まず、３次元画像生成処理装置１２３より
受け取った解像度、縦１９２、横１８２に基づいて、テ
クスチャ空間のＸＣ−ＹＣ平面（図２参照）上に、対角
線の頂点を（０．０、０．０）と（１９２．０、１９
２．０）とする矩形の画像領域を想定する。

【０１２０】そして、つぎに、模様定義空間上の文字外
形線データを、テクスチャ空間上の文字外形線データに
変換する。変換は、模様定義空間がテクスチャ空間上に
想定した矩形の画像領域とが可能な限り同じ大きさで重
なるように模様定義空間を変換する線形変換によって行
なう。本実施例の場合、この変換は単純な拡大変換とな
る。

【０１２１】そして、このようにして、求めたテクスチ
ャ空間上の文字外形線データに基づいて、テクスチャ空
間のＸＣ−ＹＣ平面をワ−クメモリに設定し、ＸＣ−Ｙ
Ｃ平面上で文字外形線で込まれた領域内の点のワ−クメ
モリ上の画素の値を、先に２次元図形属性テーブル１２
４５に格納した文字の色属性に従って設定するのであ
る。

【０１２２】図１１は、表１によって定義された模様の
「手続き」を２次元画像生成装置によって生成した画像
である。生成された画像は縦１９２横１９２の解像度で
ある。図に示すように定義された”あいうえお”という
文字列が縦９６横９６の位置から横に表示されている。

【０１２３】以上で２次元画像生成装置１２４の説明を
終え、３次元画像生成処理装置１２３の説明に戻る。

【０１２４】さて、３次元画像生成処理装置１２３の３
次元サンプリング処理装置１２３３は、３次元画像メモ
リ上に、模様を付した被写体のカメラスクリ−ンへの投
影像の画像を生成する。

【０１２５】３次元サンプリング処理装置１２３３の処
理手順を図１２に示す。

【０１２６】まず、３次元サンプリング処理装置１２３
３は、３次元画像メモリ１２３６上に、カメラ空間のカ
メラスクリ−ン平面を設定する。

【０１２７】次に、被写体球のカメラスクリ−ン上への
投影像の内部の点を、先に求めたカメラスクリ−ン上の
円のパラメ−タより求める。

【０１２８】そして、以下の処理を、求めたカメラスク
リ−ン上の投影像の内部の各点（図６中ハッチング部
分）について行なう１２３３１。いま処理対象としてい
るカメラスクリ−ン上の投影像の内部の点を処理点とい
う。

【０１２９】まず、処理点に投影された被写体上の点を
求める１２３３２。この処理は、投影像を求めたときと
同様にして被写体のカメラ空間上の位置を求め、処理点
に投影される被写体上の点を求めればよい。

【０１３０】次に、求めたカメラ空間上の被写体上の点
のテクスチャ空間上の位置を求める１２３３３。この処
理は、カメラ属性設定テ−ブル１２２６のカメラ空間１
２２６６に設定されたカメラ変換行列の逆行列と被写体
属性テーブル１２２７のテクスチャマッピング空間１２
２７４に設定されたテクスチャ空間変換行列との積を求
め、求まった行列によってカメラ空間上の被写体上の点
を変換することにより求まる。求まった位置はテクスチ
ャ空間上に存在する。

【０１３１】処理１２３３４はテクスチャマッピング処
理装置１２３４を起動する処理である。テクスチャマッ
ピング処理装置１２３４を起動する際、処理１２３３４
は処理１２３３３によって求まった被写体上の点のテク
スチャ空間上の位置を渡す。

【０１３２】テクスチャマッピング処理装置１２３４
は、処理１２３３４から渡された被写体上の点のテクス
チャ空間上の位置から、当該被写体上の点に付される模
様の色を求める。求めた色は、当該被写体上の点が投影
されたカメラスリ−ン上の点の色である。

【０１３３】テクスチャ空間上の位置から、被写体上の
点に付される模様の色を求める処理は、以下のように行
なう。

【０１３４】まず、求めた被写体上の点のテクスチャ空
間上の位置のＸＣ座標と、ＹＣ座標を抽出する。いま抽
出したＸＣ座標をＱ、ＹＣ座標をＰとする。そして、ワ
−クメモリ１２４６上に設定したテクスチャ空間のＸＣ
−ＹＣ平面上の座標（ＸＣ＝Ｑ、ＹＣ＝Ｐ、ＺＣ＝０）
に対応するワ−クメモリ上の画素の値を求める。そし
て、求めた画素の値を被写体上の点に付される模様の色
とする。

【０１３５】ところで、以上の処理では、テクスチャ空
間において、ＸＣ−ＹＣ平面上の模様の領域と、被写体
が存在するＸＣ座標の範囲と、ＹＣ座標の範囲がずれて
いる場合、被写体上の点に模様が付されないことにな
る。そこで、このような場合、テクスチャマッピング処
理装置１２３４は、テクスチャ空間上で被写上の点の位
置を移動し、ＸＣ−ＹＣ平面上の模様の領域のＸＣ座標
の範囲とＹＣ座標の範囲が、それぞれ、被写体を存在す
るＸＣ座標の範囲とＹＣ座標の範囲の内に収まるように
して、被写体上の点に付される模様の色を求めるように
する。

【０１３６】または、表１に示すデータ中に、テクスチ
ャ空間が変換される世界空間上の位置を指定するステ−
トメントを設け、前記３次元光景解釈装置１２２が、こ
のステ−トメントに応じて作成した変換行列を、被写体
属性テ−ブル１２２７のテクスチャマッピング空間に設
定するようにしてもよい。

【０１３７】また、以上の処理では、被写体上の点のテ
クスチャ空間におけるＺＣ方向の位置を考慮していない
ので、模様は幾分ゆがんで被写体にコ−ディネ−トされ
ることになる。このゆがみは、後処理によって補正す
る。

【０１３８】さて、テクスチャマッピング処理装置は、
こうして求めた被写体上の点の色を処理１２３３５に渡
す。

【０１３９】処理１２３３５は、テクスチャマッピング
処理装置１２３４から戻された色を、処理点の色とし、
３次元画像メモリ１２３６上のカメラスクリ−ン平面の
対応する画素の値を求めた色に設定する。

【０１４０】以上の処理を、カメラスクリ−ン上の投影
像の内部の各点について終了したならば、３次元出力装
置１２５を起動して処理を終了する。

【０１４１】３次元出力装置１２５は、３次元画像生成
処理装置１２３内の３次元画像メモリ１２３６に作成さ
れたカメラスクリ−ン平面の画像を外部の画像データベ
ース１３やディスプレイ装置１４に出力する。

【０１４２】以上の処理を実行することにより、３次元
光景に関する被写体の模様を表示することが可能であ
る。

【０１４３】なお、本実施例では、説明を簡単にするた
めに３次元光景の被写体として球を取り扱ったが、その
他の形状に関しても同様に取り扱うことができる。

【０１４４】また、本実施例では、パラメ−タによって
形状が規定される被写体について説明したが、３次元の
ドットデータにより直接形状が規定される被写体であっ
ても同様に処理することができる。

【０１４５】また、本実施例では、処理の高速化を優先
し、被写体上の点のテクスチャ空間におけるＺＣ方向の
位置を考慮せずに、テクスチャを被写体上にコ−ディネ
−トしたが、差ほど処理の高速性を問われない場合に
は、被写体上の点のテクスチャ空間におけるＺＣ方向の
位置や、被写体の曲面形状を考慮したコ−ディネ−トを
行ない、模様のゆがみを軽減するのが望ましい。

【０１４６】以下、前記第１実施例で説明した画像処理
装置を利用した映像制作システムを第２の実施例として
説明する。

【０１４７】映像製作システムは、ユ−ザの指示に応じ
て、アニメ−ション等の映像を制作するシステムであ
る。

【０１４８】まず、本第２実施例に係る映像製作システ
ムの構成を図１３に示す。

【０１４９】図示するように、本実施例に係る映像製作
システムは、３次元光景を作成編集する３次元光景制作
システム２１と、３次元画像生成装置２２と、作成され
た画像を録画編集する映像編集システム２３と、マウス
２５と、キーボード２６と、写真などの画像を取り込む
イメージスキャナ２７と、３次元光景データベース２８
と文字フォントデータベース２９と画像データベース３
０とディスプレイ装置３１から構成される。

【０１５０】３次元光景制作システム２１は、形状を作
成編集する形状編集システム２１１と、作成された形状
に光学的な属性や模様などの属性を定義する属性定義シ
ステム２１２と、被写体の模様を作成編集するペイント
システム２１３と、作成された形状に動作を定義する動
作定義システム２１４から構成されている。

【０１５１】３次元画像生成装置２２と３次元光景デー
タベース２８と文字フォントデータベース２９と画像デ
ータベース３０とディスプレイ装置３１が、前記第１実
施例に係る画像処理装置を構成する。

【０１５２】映像製作システムの動作の概要を説明す
る。

【０１５３】３次元光景製作システム２１は、入力用画
面をディスプレイ３１に表示し、被写体や被写体の動作
や被写体の模様等の入力を受付ける。

【０１５４】ユーザは、キ−ボ−ド２６、マウス２５、
イメ−ジスキャナ２７より、被写体や被写体の動作や被
写体の模様等を入力する。

【０１５５】３次元光景制作システム２１は入力された
内容に応じて、実施例１で表１を用いて示したデータを
作成し、３次元光景データベース２８に書き込む。

【０１５６】３次元画像生成装置２２は３次元光景デー
タベース２８を読み込み、３次元光景データベースの内
容を解釈し画像を作成する。そして、３次元画像生成装
置２２は作成した画像を画像データベース３０に格納す
る。もしくは、作成した画像を接映像編集システム２３
に送る。

【０１５７】映像編集システム２３は、画像データベー
ス３０または直接送られてくる画像を編集し、アニメー
ションまたは最終画像を生成する。

【０１５８】次に、３次元光景生成システムの動作の詳
細について説明する。

【０１５９】３次元光景制作システム２１は、起動され
ると、図１４に示す入力用画面を表示する。

【０１６０】図１４中、領域２１１１は被写体の配置を
入力するための領域である。

【０１６１】領域２１１２は、形状編集システム２１１
の起動指示を受付ける領域である。領域２１１３は被写
体の属性定義システム２１２の起動指示を受付ける領域
である。領域２１１４は動作定義システム２１３の起動
指示を受付ける領域である。領域２１１５は入力した処
理の取り消しを行なう処理の起動指示を受付ける領域で
ある。領域２１１６は入力作業の終了処理の起動を受付
ける領域である。これらの領域がマウス２５によってピ
ックされた場合に、指定された領域に対応するシステム
が起動される。

【０１６２】また、図１４中、形状２１１７と２１１８
は入力された３次元形状である。

【０１６３】形状編集システム２１１は、３次元の形状
を定義編集するシステムである。形状編集システム２１
１は、被写体の形状として、２次曲面や、制御点によっ
て定義される自由曲面などを受付ける。形状編集システ
ム２１１の処理が終了したら、３次元光景生成システム
２１の図１４に示した入力用画面に戻る。

【０１６４】属性定義システム２１２は、図１５に示す
入力用画面をディスプレイ３１に表示し、被写体の光学
的な属性として、色、艶、模様のパラメ−タの入力を受
付けるシステムである。 図１５中、領域２１２１と領
域２１２２と領域２１２３は色のパラメータを設定を受
付けるスライダである。領域２１２４は艶のパラメータ
の設定を受付けるスライダである。 ユ−ザは、スライ
ダの領域をマウス２５によってピックしたまま上下する
ことによってスライダの位置を移動する。属性定義シス
テム２１２は、移動されたスライダの位置に応じて決る
値をパラメータとして受付ける。

【０１６５】領域２１２５は模様を設定するペイントシ
ステム２１４の起動を受付ける領域である。領域２１２
５が、マウス２５によってピックされた場合に、属性定
義システム２１は、ペイントシステムに処理を渡す。ペ
イントシステム２１４は、後述する処理を行ない、模様
のデータを属性定義システム２１２に戻す。属性定義シ
ステム２１２は戻された模様のデータを模様属性として
受付ける。領域２１２６は設定した属性の取り消しを行
なう処理の起動を受付ける領域である。領域２１２７は
属性を定義システムを終了する処理の起動を受付ける領
域である。。属性定義システム２１２の処理が終了した
ら、３次元光景生成システム２１の図１４に示した入力
用画面に戻る。

【０１６６】ペイントシステム２１４は、図１６に示す
入力用画面をディスプレイ３１に表示し、被写体の模様
とする２次元の図形や画像や文字の入力を受付けるステ
ムである。

【０１６７】図１６中、領域２１４１はユ−ザが入力作
業を行なう領域である。この領域上で入力された文字や
図形や画像の移動、編集、変形などの処理が行なわれ
る。領域２１４２はイメージスキャナ２７によって写真
などの画像を取り込む処理や、画像を画像データベース
３０から取り出す処理の起動を受付ける領域である。領
域２１４３は文字列や文字の入力を受付ける処理の起動
を受付ける領域である。領域２１４４は２次元の図形を
定義する処理の起動を受付ける領域である。領域２１４
５は、いままでのペイントシステム２１４での入力の内
容を取消し、属性定義システムに戻る処理の起動を受付
ける領域である。ペイントシステム２１４を終了し、属
性定義システムに戻る処理の起動を受付ける領域であ
る。領域２１４６は全ての入力作業が終了した時に属性
定義システムに戻る処理を起動する領域である。

【０１６８】さて、ペイントシステム２１４において、
入力された図形や文字や画像は生成された順に登録す
る。このとき、図形については、その図形のベクトルデ
ータと属性を直接登録する。また、文字については、そ
の文字の属性と文字のコードを登録する。画像について
は、画素情報を画像データベース２７に格納し、格納し
た画像の名前と属性を登録する。ペイントシステム２１
４は領域２１４６がピックされると登録した文字、図
形、画像のデータを属性定義システム２１２に返し、処
理を終了する。なお、図１６中の文字２１４７は本ペイ
ントシステム２１４によって入力された文字列、図形２
１４８は図形である。である。文字列はキーボード２６
によって入力する。図形はマウス２５によって入力され
る。図形は矩形、円、自由曲線などである。

【０１６９】動作定義システム２１３は、定義された３
次元の形状の動作を受付ける。動作は動作を定義する動
作定義データによって入力される。

【０１７０】このような、３次元光景制作システム２１
による編集作業が終了すると、３次元光景制作システム
２１は、３次元光景制作システム２１は、受付けた登録
された被写体の形状と属性を解析しながら、前記第１実
施例で表１を用いて説明した３次元光景データベースの
データ形式のデータを作成し、３次元光景データベース
２２に格納し処理を終了する。なお、格納する際、模様
に関するデータも前述したような「手続き」としてデー
タベースに格納される。

【０１７１】３次元画像生成装置２２は、３次元光景デ
ータベース２８に格納されたデータを読み込み、画像を
生成する。このとき、模様が画像の場合、３次元光景デ
ータベース２８から読み込んだデータ中には画像の定義
の名前の情報しかないので、この名前を基に画像データ
ベース３０を検索し、画像を取り込み、模様とする。文
字、図形については、第１実施例の画像背性装置と同様
に処理する。そして、最終的に生成した画像を画像デー
タベース３０に格納、もしくは、映像編集システム２３
に渡し、処理を終了する。

【０１７２】映像編集システム２３は、３次元画像生成
装置２２によって、作成された画像を編集し、アニメー
ションを作成するシステムである。

【０１７３】図１７に映像編集システム２３の構成を示
す。図示するように、映像編集システム２３は、ＶＴＲ
編集システム２３１と音声編集システム２３２とフレー
ムバッファ２３３とＶＴＲ２３４より構成される。

【０１７４】フレームバッファ２３３は画像を一時的に
蓄えるメモリである。ＶＴＲ２３４は画像を記録する装
置である。ＶＴＲ編集システム２３１は、フレームバッ
ファ２４１に画像データベース３０から画像をフレーム
バッファ２３３に取り込み、取り込んだ画像を順次、Ｖ
ＴＲ２３４に録画する。

【０１７５】音声編集システム２３２はＶＴＲ２３４に
記録した映像に音を加えるシステムである。音声編集シ
ステム２３２によって生成された音声は、ＶＴＲ録画シ
ステム２３１の制御下でＶＴＲ２３４に録音される。

【０１７６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、少ない
量のデータに基づいて、高画質に、多種類の模様を任意
の大きさで、画像生成対象の３次元形状に与えることの
できる画像処理方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る画像処理装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例において、画像生成処理のた
めに用いる空間を示す説明図である。

【図３】本発明の一実施例における生成画像の定義の方
式を示す説明図である。

【図４】本発明の一実施例に係る３次元光景解釈装置の
構成を示すブロック図である。

【図５】本発明の一実施例において用いるカメラ属性テ
−ブルの構成を示す説明図である。

【図６】本発明の一実施例において用い入る被写体属性
テ−ブルの構成を示す説明図である。

【図７】本発明の一実施例に係る３次元画像生成処理装
置の構成を示すブロック図である。

【図８】本発明の一実施例における被写体のカメラスク
リ−ンへの投影像を示す説明図である。

【図９】本発明の一実施例に係る２次元画像生成装置の
構成を示すブロック図である。

【図１０】本発明の一実施例における模様の定義空間と
模様の生成空間を示す説明図である。

【図１１】本発明の一実施例において生成した模様を示
す説明図である。

【図１２】本発明の一実施例に係る３次元サンプリング
処理装置の処理を示すフロ−チャ−トである。

【図１３】本発明の一実施例に係る映像製作システムの
構成を示すブロック図である。

【図１４】本発明の一実施例に係る映像製作システムが
生成する入力用画面を示す説明図である。

【図１５】本発明の一実施例に係る属性定義システムが
生成する入力用画面を示す説明図である。本発明の

【図１６】本発明の一実施例に係るペイントシステムが
生成する入力用画面を示す説明図である。

【図１７】本発明の一実施例に係る映像編集システムの
構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１１ ３次元光景データベ−ス １２ ３次元画像生成装置 １３ 画像データベ−ス １４ ディスプレイ １２１ ３次元光景入力装置 １２２ ３次元光景解釈装置 １２３ ３次元画像生成処理装置 １２４ ２次元画像生成装置 １２５ ３次元画像出力装置 ２１ ３次元光景制作システム ２２ ３次元画像生成装置 ２３ 映像編集システム ２５ マウス ２６ キーボード ２７ イメージスキャナ ２８ ３次元光景データベース ２９ 文字フォントデータベース ３０ 画像データベース ３１ ディスプレイ装置 ２１１ 形状編集システム ２１２ 属性定義システム ２１３ ペイントシステム ２１４ 動作定義システム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富田 次男 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 坂元 昭弘 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】想定したカメラスクリ−ンに撮影されると
   想定される、３次元の形状を有する被写体の撮影像を生
   成する画像処理方法であって、 想定したカメラスクリ−ンと被写体との相対的な位置関
   係に応じてテクスチャの解像度を決定し、２次元平面上
   のベクトル値関数として規定されたテクスチャパタ−ン
   より、決定した解像度のテクスチャを生成し、生成した
   テクスチャをコ−ディネ−トした前記被写体の、前記カ
   メラスクリ−ンに撮影されると想定される撮影像を生成
   することを特徴とする画像処理方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の画像処理方法であって、前
   記テクスチャの解像度の決定を、想定したカメラスクリ
   −ンと被写体との相対的な位置関係に応じて、想定した
   カメラスクリ−ン上への被写体の投影像を求め、求めた
   被写体の投影像の大きさを算出し、算出した投影像の解
   像度を求め、求めた投影像の解像度と同等の解像度をテ
   クスチャの解像度として決定することにより行なうこと
   を特徴とする画像処理方法。
3. 【請求項３】想定したカメラスクリ−ンに撮影されると
   想定される、３次元の形状を有する被写体の撮影像を生
   成する画像処理装置であって、 ２次元のテクスチャパタ−ンを規定するベクトル値関数
   を記憶するテクスチャデータ記憶手段と、被写体の３次
   元の形状を規定する被写体データを記憶する被写体デー
   タ記憶手段と、前記カメラスクリ−ンと前記被写体の相
   対的な位置関係の指定を受付ける入力手段と、前記被写
   体データ記憶手段より読みだした被写体データと前記入
   力手段が受付けた前記相対的位置関係とに応じてテクス
   チャの解像度を決定し、前記テクスチャデ−タ記憶手段
   に記憶されている前記ベクトル値関数より、決定した解
   像度のテクスチャを生成するテクスチャ供給部と、前記
   カメラスクリ−ンに撮影されると想定される、生成した
   テクスチャをコ−ディネ−トした前記被写体の撮影像を
   生成するテクスチャマッピング手段を有することを特徴
   とする画像処理装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の画像処理装置であって、 前記テクスチャ供給部は、前記被写体データ記憶手段に
   記憶されてる被写体データと前記入力手段が受付けた前
   記相対的位置関係とに応じて、前記カメラスクリ−ン上
   への前記被写体の投影像を求める投影像算出手段と、投
   影像算出手段が求めた投影像の大きさを算出して投影像
   の解像度を求める投影像解像度算出手段と、前記投影像
   解像度算出手段が求めた投影像の解像度に応じて、前記
   テクスチャデ−タ記憶手段に記憶されている前記ベクト
   ル値関数より、前記投影像解像度算出手段が求めた投影
   像の解像度と同等の解像度のテクスチャを生成するテク
   スチャ生成手段とを有することを特徴とする画像処理装
   置。
5. 【請求項５】請求項３もしくは４記載の画像処理装置で
   あって、 前記テクスチャデータ記憶手段は、複数のテクスチャパ
   タ−ンをそれぞれ規定する、複数のベクトル値関数を記
   憶し、前記入力手段は、テクスチャとして使用するテク
   スチャパタ−ンの指定と生成するテクスチャの属性の指
   定を含むテクスチャ生成手続を受付け、前記テクスチャ
   供給部は、前記入力手段が受付けたテクスチャ生成手続
   によって指定されたテクスチャパタ−ンを規定するベク
   トル値関数を前記テクスチャデ−タ記憶手段より読み出
   し、テクスチャ生成手続によって指定された属性でテク
   スチャを生成することを特徴とする画像処理装置。
6. 【請求項６】請求項５記載の画像処理装置であって、 前記テクスチャデータ記憶手段の記憶する複数のテクス
   チャパタ−ンは、複数の文字の文字フォントであって、
   前記テクスチャ生成手続によるテクスチャとして使用す
   るテクスチャパタ−ンの指定は、テクスチャとして使用
   する文字フォントの文字のキャラクタコ−ドによる指定
   であることを特徴とする画像処理装置。
7. 【請求項７】請求項５記載の画像処理装置と、画像編集
   装置と、画像出力装置とを備え、 前記画像編集装置は、テクスチャとして使用するテクス
   チャパタ−ンの指定と、生成するテクスチャの属性の指
   定とを対話的に受付けるユ−ザインタフェ−ス部と、ユ
   −ザインタフェ−ス部が受付けたテクスチャパタ−ンの
   指定とテクスチャの属性の指定を含むテクスチャ生成手
   続を作成する手続作成部とを有し、 前記画像処理装置の入力手段は、前記画像編集装置の手
   続作成部が作成したテクスチャ生成手続を受付け、テク
   スチャ生成手続によって指定されたテクスチャパタ−ン
   を規定するベクトル値関数を前記テクスチャデ−タ記憶
   手段より読み出し、テクスチャ生成手続によって指定さ
   れた属性でテクスチャを生成し、 前記画像出力装置は、前記画像処理装置のテクスチャマ
   ッピングが生成した前記被写体の撮影像を出力すること
   を特徴とする３次元光景生成システム。
8. 【請求項８】請求項７記載の３次元光景生成システムで
   あって、 前記画像編集装置のユ−ザインタフェ−ス部は、テクス
   チャとして使用するテクスチャパタ−ンの指定と生成す
   るテクスチャの属性の指定とに加え、前記カメラスクリ
   −ンと前記被写体の相対的な位置関係の指定と、被写体
   の３次元形状の指定を対話的に受付け、前記手続作成部
   は、作成した前記テクスチャ生成手続と、ユ−ザインタ
   フェ−ス部が受付けた前記カメラスクリ−ンと前記被写
   体の相対的な位置関係の指定と被写体の３次元形状の指
   定とを含む３次元光景生成手続を作成し、 前記画像処理装置の入力手段は、前記画像編集装置に手
   続作成部が作成した３次元光景生成手続を受付け、前記
   テクスチャ供給部は前記入力手段が受付けた３次元光景
   生成手続で指定された３次元形状の指定に従い前記被写
   体データ記憶手段より前記被写体データを読みだし、読
   みだした被写体データと、３次元光景生成手続で指定さ
   れた前記カメラスクリ−ンと前記被写体の相対的な位置
   関係の指定に応じて、テクスチャの解像度を決定し、テ
   クスチャ生成手続によって指定されたテクスチャパタ−
   ンを規定するベクトル値関数を前記テクスチャデ−タ記
   憶手段より読み出し、テクスチャ手続命令によって指定
   された属性で、決定した解像度のテクスチャを生成する
   ことを特徴とする３次元光景生成システム。
9. 【請求項９】請求項７記載の３次元光景生成システムで
   あって、 前記テクスチャデータ記憶手段の記憶する複数のテクス
   チャパタ−ンは、複数の文字の文字フォントであって、
   前記画像編集装置のユ−ザインタフェ−ス部は、テクス
   チャとして使用する文字フォントの指定を文字の指定に
   より受付けることを特徴とする画像処理装置。
10. 【請求項１０】請求項７記載の３次元光景生成システム
    であって、前記画像編集装置のユ−ザインタフェ−ス部
    の受付けた指定に基づいた、画像の生成および画像の出
    力を、リアルタイムに実行することを特徴とする３次元
    光景生成システム。