JP3209196B2 - 多関節物体の表示方法及び表示装置 - Google Patents
多関節物体の表示方法及び表示装置Info
- Publication number
- JP3209196B2 JP3209196B2 JP32556998A JP32556998A JP3209196B2 JP 3209196 B2 JP3209196 B2 JP 3209196B2 JP 32556998 A JP32556998 A JP 32556998A JP 32556998 A JP32556998 A JP 32556998A JP 3209196 B2 JP3209196 B2 JP 3209196B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- basic
- unit
- attribute
- motion
- basic operation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Processing Or Creating Images (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は複数の関節を有する
多関節物体の第1の動作と第2の動作とを合成して表示
する表示方法及び表示装置に関し、特に、容易に合成す
ることができると共に、違和感なく表示することができ
る多関節物体の表示方法及び表示装置に関する。
多関節物体の第1の動作と第2の動作とを合成して表示
する表示方法及び表示装置に関し、特に、容易に合成す
ることができると共に、違和感なく表示することができ
る多関節物体の表示方法及び表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】多関節物体、例えば人間に動作を付与し
てアニメーション表示する場合には、スケルトンと呼ば
れる骨組み構造に形状を付加した後、腰等の基準部位と
なる位置と、関節における骨の回転角を時間の関数とし
て求め、各時刻での多関節物体の形状を順次表示する方
法が使用されている。このような動作を生成するために
は、コンピュータのマウス等を使って対話的に関数を作
成したり、骨格の制約に基づいて計算によって動作を生
成する必要がある。
てアニメーション表示する場合には、スケルトンと呼ば
れる骨組み構造に形状を付加した後、腰等の基準部位と
なる位置と、関節における骨の回転角を時間の関数とし
て求め、各時刻での多関節物体の形状を順次表示する方
法が使用されている。このような動作を生成するために
は、コンピュータのマウス等を使って対話的に関数を作
成したり、骨格の制約に基づいて計算によって動作を生
成する必要がある。
【0003】しかし、上述の表示方法を使用すると、関
数の作成及び計算等の作業量が膨大となる。また、実際
の動作と微妙に異なる点があり、リアルな動作を表現す
ることが困難であるという問題点がある。
数の作成及び計算等の作業量が膨大となる。また、実際
の動作と微妙に異なる点があり、リアルな動作を表現す
ることが困難であるという問題点がある。
【0004】そこで、モーションキャプチャと呼ばれる
方法を利用して、各時刻における各部分の位置及び向き
を現実世界から抽出する方法も使用されている。しか
し、このモーションキャプチャにより得られた動作デー
タは、修正して再利用することが困難である。
方法を利用して、各時刻における各部分の位置及び向き
を現実世界から抽出する方法も使用されている。しか
し、このモーションキャプチャにより得られた動作デー
タは、修正して再利用することが困難である。
【0005】このため、同一人物の2種類の類似した周
期運動(例えば、走る動作と元気に歩く動作)から求め
たパラメータを補間することにより、新しい動作(例え
ば、やや元気に歩く動作)を生成する方法も開示されて
いる(鵜沼 宗利、武内 良三、「CGのための人間の動
作生成手法」、NICOGRAPH92論文集、pp.
136−143、1992)。この方法によると、歩く
動作と走る動作等の2種類の類似した似通った周期運動
を合成しているので、その中間の動作を違和感なく生成
することができる。
期運動(例えば、走る動作と元気に歩く動作)から求め
たパラメータを補間することにより、新しい動作(例え
ば、やや元気に歩く動作)を生成する方法も開示されて
いる(鵜沼 宗利、武内 良三、「CGのための人間の動
作生成手法」、NICOGRAPH92論文集、pp.
136−143、1992)。この方法によると、歩く
動作と走る動作等の2種類の類似した似通った周期運動
を合成しているので、その中間の動作を違和感なく生成
することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
2種類の周期運動からパラメータを補間する従来の表示
方法においては、複雑な動作を合成する場合にパラメー
タを単純に補間して新しい動作を作成するので、一般的
な単純な動作をこの方法で合成すると、奇妙な動作にな
ることがあるという問題点がある。例えば、手を下から
上に上げる動作と、手を上から下に降ろす動作を関節角
において単純に合成すると、手を前に突き出して殆ど動
かない動作表示になることがある。このように、単に合
成により中間の動作を作成するのみでは、所望の動作と
全く異なる奇妙な動作が表示されることがある。
2種類の周期運動からパラメータを補間する従来の表示
方法においては、複雑な動作を合成する場合にパラメー
タを単純に補間して新しい動作を作成するので、一般的
な単純な動作をこの方法で合成すると、奇妙な動作にな
ることがあるという問題点がある。例えば、手を下から
上に上げる動作と、手を上から下に降ろす動作を関節角
において単純に合成すると、手を前に突き出して殆ど動
かない動作表示になることがある。このように、単に合
成により中間の動作を作成するのみでは、所望の動作と
全く異なる奇妙な動作が表示されることがある。
【0007】なお、上記技術の他に、多関節物体をアニ
メーション表示するための種々の方法及び装置等が提案
されている(特開平10−49701号公報、特開平4
−346174号公報、特開平8−212373号公
報)。
メーション表示するための種々の方法及び装置等が提案
されている(特開平10−49701号公報、特開平4
−346174号公報、特開平8−212373号公
報)。
【0008】しかし、これらの従来の技術を使用して
も、2種類の動作を容易に違和感なく合成して表示させ
ることはできない。
も、2種類の動作を容易に違和感なく合成して表示させ
ることはできない。
【0009】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、任意の2種類の動作を容易に違和感なく合
成することができる多関節物体の表示方法及び表示装置
を提供することを目的とする。
のであって、任意の2種類の動作を容易に違和感なく合
成することができる多関節物体の表示方法及び表示装置
を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に係る多関節物体
の表示方法は、多関節物体の第1の動作と第2の動作と
を合成して表示する表示方法において、前記第1の動作
を第1の基本動作とこの第1の基本動作からのずれを表
す第1の属性動作とに分割すると共に、前記第2の動作
を第2の基本動作とこの第2の基本動作からのずれを表
す第2の属性動作とに分割する工程と、前記第1の基本
動作と前記第2の基本動作とを予め設定された第1の割
合で混合すると共に、前記第1の属性動作と前記第2の
属性動作とを予め設定された第2の割合で混合する工程
と、前記混合された基本動作と属性動作とを統合して表
示する工程と、を有することを特徴とする。
の表示方法は、多関節物体の第1の動作と第2の動作と
を合成して表示する表示方法において、前記第1の動作
を第1の基本動作とこの第1の基本動作からのずれを表
す第1の属性動作とに分割すると共に、前記第2の動作
を第2の基本動作とこの第2の基本動作からのずれを表
す第2の属性動作とに分割する工程と、前記第1の基本
動作と前記第2の基本動作とを予め設定された第1の割
合で混合すると共に、前記第1の属性動作と前記第2の
属性動作とを予め設定された第2の割合で混合する工程
と、前記混合された基本動作と属性動作とを統合して表
示する工程と、を有することを特徴とする。
【0011】前記第1及び第2の基本動作は、これを関
節における角度軸と時間軸とでグラフ化した場合に、前
記第1及び第2の動作の開始時刻及び終了時刻におい
て、単位時間の倍数と単位角度の倍数との組み合わせか
らなる座標点を通る関数により表されるものとすること
ができる。
節における角度軸と時間軸とでグラフ化した場合に、前
記第1及び第2の動作の開始時刻及び終了時刻におい
て、単位時間の倍数と単位角度の倍数との組み合わせか
らなる座標点を通る関数により表されるものとすること
ができる。
【0012】また、前記第1の動作及び第2の動作のい
ずれか1方又は両方は、実際の身振りにより取り込まれ
た動作であってもよい。
ずれか1方又は両方は、実際の身振りにより取り込まれ
た動作であってもよい。
【0013】本発明に係る多関節物体の表示装置は、多
関節物体の第1の動作と第2の動作とを合成して表示す
る表示装置において、前記第1の動作を第1の基本動作
とこの第1の基本動作からのずれを表す第1の属性動作
とに分割する第1データ分割部と、前記第2の動作を第
2の基本動作とこの第2の基本動作からのずれを表す第
2の属性動作とに分割する第2データ分割部と、前記第
1の基本動作と前記第2の基本動作とを混合する第1の
割合及び前記第1の属性動作と前記第2の属性動作とを
混合する第2の割合を設定する割合設定部と、前記割合
設定部により設定された第1及び第2の割合に基づいて
前記第1の基本動作と前記第2の基本動作とを混合する
と共に、前記第1の属性動作と前記第2の属性動作とを
混合する混合部と、前記混合された基本動作と属性動作
とを統合して表示する統合表示部と、を有することを特
徴とする。
関節物体の第1の動作と第2の動作とを合成して表示す
る表示装置において、前記第1の動作を第1の基本動作
とこの第1の基本動作からのずれを表す第1の属性動作
とに分割する第1データ分割部と、前記第2の動作を第
2の基本動作とこの第2の基本動作からのずれを表す第
2の属性動作とに分割する第2データ分割部と、前記第
1の基本動作と前記第2の基本動作とを混合する第1の
割合及び前記第1の属性動作と前記第2の属性動作とを
混合する第2の割合を設定する割合設定部と、前記割合
設定部により設定された第1及び第2の割合に基づいて
前記第1の基本動作と前記第2の基本動作とを混合する
と共に、前記第1の属性動作と前記第2の属性動作とを
混合する混合部と、前記混合された基本動作と属性動作
とを統合して表示する統合表示部と、を有することを特
徴とする。
【0014】前記第1の動作及び第2の動作のいずれか
1方又は両方は、実際の身振りにより取り込まれた動作
であってもよい。また、前記第1データ分割部は分割し
た第1の基本動作と第1の属性動作とを記憶する第1の
記憶部を有し、前記第2データ分割部は分割した第2の
基本動作と第2の属性動作とを記憶する第2の記憶部を
有することが好ましい。
1方又は両方は、実際の身振りにより取り込まれた動作
であってもよい。また、前記第1データ分割部は分割し
た第1の基本動作と第1の属性動作とを記憶する第1の
記憶部を有し、前記第2データ分割部は分割した第2の
基本動作と第2の属性動作とを記憶する第2の記憶部を
有することが好ましい。
【0015】本発明においては、第1の動作、第2の動
作を夫々第1の基本動作と第1の属性動作、第2の基本
動作と第2の属性動作に分割し、これにより得られた分
割データを、基本動作と属性動作とに関して別々に予め
設定された混合割合に基づいて混合している。従って、
基本動作に関する混合割合と属性動作に関する混合割合
とを任意に設定することができ、例えば基本動作につい
ては第1の動作を使用し、属性動作については第1の動
作及び第2の動作を混合したものを使用して、混合によ
り得られた属性動作を基本動作に付加すると、基本的な
動作は第1の動作から変化させることなく属性動作のみ
を変化させることができるので、第1の動作と第2の動
作とを違和感なく合成することができる。
作を夫々第1の基本動作と第1の属性動作、第2の基本
動作と第2の属性動作に分割し、これにより得られた分
割データを、基本動作と属性動作とに関して別々に予め
設定された混合割合に基づいて混合している。従って、
基本動作に関する混合割合と属性動作に関する混合割合
とを任意に設定することができ、例えば基本動作につい
ては第1の動作を使用し、属性動作については第1の動
作及び第2の動作を混合したものを使用して、混合によ
り得られた属性動作を基本動作に付加すると、基本的な
動作は第1の動作から変化させることなく属性動作のみ
を変化させることができるので、第1の動作と第2の動
作とを違和感なく合成することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係る多関
節物体の表示方法について、添付の図面を参照して具体
的に説明する。図1は本発明の第1の実施例に係る多関
節物体の表示装置を示すブロック図である。図1に示す
ように、多関節物体の表示装置はデータ設定部16を有
し、このデータ設定部16から出力されたデータは、割
合記憶部13、第1分割データ記憶部11及び第2分割
データ記憶部12に入力されるようになっている。ま
た、割合記憶部13、第1分割データ記憶部11及び第
2分割データ記憶部12から出力された全てのデータは
混合部14を介して統合表示部15に入力され、この統
合表示部15により表示されるようになっている。
節物体の表示方法について、添付の図面を参照して具体
的に説明する。図1は本発明の第1の実施例に係る多関
節物体の表示装置を示すブロック図である。図1に示す
ように、多関節物体の表示装置はデータ設定部16を有
し、このデータ設定部16から出力されたデータは、割
合記憶部13、第1分割データ記憶部11及び第2分割
データ記憶部12に入力されるようになっている。ま
た、割合記憶部13、第1分割データ記憶部11及び第
2分割データ記憶部12から出力された全てのデータは
混合部14を介して統合表示部15に入力され、この統
合表示部15により表示されるようになっている。
【0017】以下、これらの各部の動作について詳細に
説明する。第1分割データ記憶部11は、多関節物体の
第1の動作を分割して得られた第1の基本動作及び第1
の属性動作からなる第1分割データを記憶する。第1分
割データ記憶部11には1つの分割データを記憶できる
領域しかなくてもよいし、複数の分割データを記憶でき
る領域があってもよい。また、記憶素子としては、一度
だけ書き込みすることができるロム(ROM;Read Onl
y Memory)のように読み取り専用のメモリを使用して
も、ラム(RAM;Ramdom Access Memory)のように自
由に読み書きすることができるメモリを使用してもよ
い。
説明する。第1分割データ記憶部11は、多関節物体の
第1の動作を分割して得られた第1の基本動作及び第1
の属性動作からなる第1分割データを記憶する。第1分
割データ記憶部11には1つの分割データを記憶できる
領域しかなくてもよいし、複数の分割データを記憶でき
る領域があってもよい。また、記憶素子としては、一度
だけ書き込みすることができるロム(ROM;Read Onl
y Memory)のように読み取り専用のメモリを使用して
も、ラム(RAM;Ramdom Access Memory)のように自
由に読み書きすることができるメモリを使用してもよ
い。
【0018】第2分割データ記憶部12は、第1分割デ
ータ記憶部11と同様の方法で、他関節物体の第2の動
作を分割して得られた第2の基本動作及び第2の属性動
作からなる第2分割データを記憶する。割合記憶部13
は、第1分割データと第2分割データとを混合する割合
を記憶する。混合の割合としては、基本動作に関しては
第1分割データ及び第2分割データのいずれか1方を1
として、他方を0となるように設定し、属性動作のパラ
メータに関しては第1分割データと第2分割データとの
合計が1となるような任意の割合を設定できるようにす
ることができる。また、属性動作を強調することができ
るように、第1分割データと第2分割データとの合計が
1以外の値になるように、割合を設定できるようにして
もよい。更に、属性動作の各パラメータに対して、第1
分割データと第2分割データとの混合割合を互いに同じ
値に設定できるようにしても、各混合割合を別々に設定
できるようにしてもよい。更にまた、全ての関節及び基
本位置に対して、第1分割データと第2分割データとに
同じ割合を設定できるようにしてもよく、例えば頭、身
体、腕及び足等の大きく分割した分類毎に関して同じ割
合を設定できるようにしても、各関節の各自由度毎に関
して別の割合を設定できるようにしてもよい。なお、予
め各部位及び各パラメータに関する第1分割データ及び
第2分割データの混合割合の組を登録しておき、その中
から1又は複数の混合割合を選択するようにしてもよ
い。
ータ記憶部11と同様の方法で、他関節物体の第2の動
作を分割して得られた第2の基本動作及び第2の属性動
作からなる第2分割データを記憶する。割合記憶部13
は、第1分割データと第2分割データとを混合する割合
を記憶する。混合の割合としては、基本動作に関しては
第1分割データ及び第2分割データのいずれか1方を1
として、他方を0となるように設定し、属性動作のパラ
メータに関しては第1分割データと第2分割データとの
合計が1となるような任意の割合を設定できるようにす
ることができる。また、属性動作を強調することができ
るように、第1分割データと第2分割データとの合計が
1以外の値になるように、割合を設定できるようにして
もよい。更に、属性動作の各パラメータに対して、第1
分割データと第2分割データとの混合割合を互いに同じ
値に設定できるようにしても、各混合割合を別々に設定
できるようにしてもよい。更にまた、全ての関節及び基
本位置に対して、第1分割データと第2分割データとに
同じ割合を設定できるようにしてもよく、例えば頭、身
体、腕及び足等の大きく分割した分類毎に関して同じ割
合を設定できるようにしても、各関節の各自由度毎に関
して別の割合を設定できるようにしてもよい。なお、予
め各部位及び各パラメータに関する第1分割データ及び
第2分割データの混合割合の組を登録しておき、その中
から1又は複数の混合割合を選択するようにしてもよ
い。
【0019】データ設定部16は、分割データ及び混合
割合を分割データ記憶部11、分割データ記憶部12及
び割合記憶部13に設定する。この設定の方法として
は、キーボードを使用して直接入力する方法、又はスラ
イダーのようなものを画面上に出力して、それをマウス
等により操作する方法等がある。また、別の記憶装置か
らネットワークや記憶媒体などを使用して転送する方法
も使用することができる。更に、予め複数の分割データ
及び混合割合が分割データ記憶部11、分割データ記憶
部12及び割合記憶部13のいずれかに格納されている
場合には、これらの複数のデータの中から1つを選択す
るためのデータを設定してもよい。
割合を分割データ記憶部11、分割データ記憶部12及
び割合記憶部13に設定する。この設定の方法として
は、キーボードを使用して直接入力する方法、又はスラ
イダーのようなものを画面上に出力して、それをマウス
等により操作する方法等がある。また、別の記憶装置か
らネットワークや記憶媒体などを使用して転送する方法
も使用することができる。更に、予め複数の分割データ
及び混合割合が分割データ記憶部11、分割データ記憶
部12及び割合記憶部13のいずれかに格納されている
場合には、これらの複数のデータの中から1つを選択す
るためのデータを設定してもよい。
【0020】混合部14は、割合記憶部13に記憶され
た混合割合に基づいて、第1分割データと第2分割デー
タとを基本動作と属性動作とに関して別々に混合し、得
られた混合データを出力する。混合の方法は、各関節及
び基準位置における各自由度毎に、基本動作と属性動作
のパラメータを別々に混合割合に基づいて重み付け加算
をして計算する。
た混合割合に基づいて、第1分割データと第2分割デー
タとを基本動作と属性動作とに関して別々に混合し、得
られた混合データを出力する。混合の方法は、各関節及
び基準位置における各自由度毎に、基本動作と属性動作
のパラメータを別々に混合割合に基づいて重み付け加算
をして計算する。
【0021】統合表示部15は、混合データ中の基本動
作と属性動作とを統合して表示する。この統合表示部1
5には、例えば関節間の骨の長さと、必要に応じて骨の
周りの肉に相当する形状データとが格納されているもの
とする。格納の方法としては、予めロム(ROM)のよ
うな読み取り専用のメモリに書き込んでおく方法、又は
設定部16からラム(RAM)のような自由に読み書き
することができるメモリに、必要に応じて書き込む方法
等を使用することができる。形状データとしては、ポリ
ゴンと呼ばれる多角形の集まりでも、その他グラフィッ
クスの分野で使用される他のデータでもよい。
作と属性動作とを統合して表示する。この統合表示部1
5には、例えば関節間の骨の長さと、必要に応じて骨の
周りの肉に相当する形状データとが格納されているもの
とする。格納の方法としては、予めロム(ROM)のよ
うな読み取り専用のメモリに書き込んでおく方法、又は
設定部16からラム(RAM)のような自由に読み書き
することができるメモリに、必要に応じて書き込む方法
等を使用することができる。形状データとしては、ポリ
ゴンと呼ばれる多角形の集まりでも、その他グラフィッ
クスの分野で使用される他のデータでもよい。
【0022】このように構成された第1の実施例に係る
表示装置を使用して多関節物体を表示する方法につい
て、以下に説明する。図2は最も単純な骨格構造を有す
る多関節物体を示す模式図である。本実施例において
は、多関節物体として、図2に示す1関節1自由度モデ
ルを使用し、第1の動作と第2の動作とを合成して表示
する方法について説明する。
表示装置を使用して多関節物体を表示する方法につい
て、以下に説明する。図2は最も単純な骨格構造を有す
る多関節物体を示す模式図である。本実施例において
は、多関節物体として、図2に示す1関節1自由度モデ
ルを使用し、第1の動作と第2の動作とを合成して表示
する方法について説明する。
【0023】図2に示すように、1関節1自由度モデル
は骨P及び骨Qと、骨Pと骨Qとの間の関節Oを有し、
骨P及び骨Qは同一平面上にあるものである。そして、
骨Pと骨Qとがなす角度(関節角Θ)によって、モデル
の姿勢、即ち骨Pと骨Qとの相対位置が決定される。従
って、モデルの動作は関節角Θの時間による変化、即ち
時間関数Θ(t)によって表現される。以下、この時間
関数Θ(t)を動作関数という。
は骨P及び骨Qと、骨Pと骨Qとの間の関節Oを有し、
骨P及び骨Qは同一平面上にあるものである。そして、
骨Pと骨Qとがなす角度(関節角Θ)によって、モデル
の姿勢、即ち骨Pと骨Qとの相対位置が決定される。従
って、モデルの動作は関節角Θの時間による変化、即ち
時間関数Θ(t)によって表現される。以下、この時間
関数Θ(t)を動作関数という。
【0024】図3は縦軸に関節角Θをとり、横軸に時間
tをとって、動作関数Θ(t)を示すグラフ図である。
図3に示すように、関節角Θは時間tの経過に伴って連
続的に変化するので、動作関数Θ(t)は曲線として表
現することができる。本実施例においては、動作関数Θ
(t)を基本動作と属性動作とに分割して処理する。
tをとって、動作関数Θ(t)を示すグラフ図である。
図3に示すように、関節角Θは時間tの経過に伴って連
続的に変化するので、動作関数Θ(t)は曲線として表
現することができる。本実施例においては、動作関数Θ
(t)を基本動作と属性動作とに分割して処理する。
【0025】先ず、動作関数Θ(t)から基本動作を求
める方法について説明する。図4は縦軸に関節角Θをと
り、横軸に時間tをとって、図3に示す動作関数Θ
(t)と、その基本動作関数Φ(t)の1例とを示すグ
ラフ図である。図4に示すように、基本動作関数Φ
(t)は、単位時間の倍数と単位角度の倍数との組み合
わせで表わされる座標値、即ち図中の破線が交叉する格
子点上のいずれかの点を結ぶ曲線又は折れ線によって表
現することができる。以下、基本動作関数Φ(t)が通
過するこれらの格子点を代表点といい、図中に○で示
す。図4においては、単位時間の倍数の全ての時刻に関
して、動作関数Θ(t)に最も近い位置に存在する格子
点を代表点として、この代表点を結ぶ折れ線により基本
動作を表わしている。
める方法について説明する。図4は縦軸に関節角Θをと
り、横軸に時間tをとって、図3に示す動作関数Θ
(t)と、その基本動作関数Φ(t)の1例とを示すグ
ラフ図である。図4に示すように、基本動作関数Φ
(t)は、単位時間の倍数と単位角度の倍数との組み合
わせで表わされる座標値、即ち図中の破線が交叉する格
子点上のいずれかの点を結ぶ曲線又は折れ線によって表
現することができる。以下、基本動作関数Φ(t)が通
過するこれらの格子点を代表点といい、図中に○で示
す。図4においては、単位時間の倍数の全ての時刻に関
して、動作関数Θ(t)に最も近い位置に存在する格子
点を代表点として、この代表点を結ぶ折れ線により基本
動作を表わしている。
【0026】なお、基本動作関数Φ(t)は折れ線によ
り表現する必要はなく、折れ線の代わりにスプライン関
数のような曲線で表現することもできる。また、動作関
数Θ(t)に最も近い位置の格子点を代表点とする必要
はなく、代表点の設定方法については特に制限はない。
即ち、動作関数Θ(t)から基本動作関数Φ(t)を設
定する方法としては一意である必要はなく、格子点を通
る曲線であればどんな曲線でもよい。更に、単位時間の
倍数の全ての時刻に関して、格子点上を通るように基本
動作関数Φ(t)を設定する必要はない。
り表現する必要はなく、折れ線の代わりにスプライン関
数のような曲線で表現することもできる。また、動作関
数Θ(t)に最も近い位置の格子点を代表点とする必要
はなく、代表点の設定方法については特に制限はない。
即ち、動作関数Θ(t)から基本動作関数Φ(t)を設
定する方法としては一意である必要はなく、格子点を通
る曲線であればどんな曲線でもよい。更に、単位時間の
倍数の全ての時刻に関して、格子点上を通るように基本
動作関数Φ(t)を設定する必要はない。
【0027】図5は縦軸に関節角Θをとり、横軸に時間
tをとって、図3に示す動作関数Θ(t)と、その基本
動作関数Φ(t)の他の例とを示すグラフ図である。図
5においては、単位時間の倍数と単位角度の倍数との組
み合わせで表わされる格子点上のいくつかの点を通るよ
うに基本動作関数Φ(t)が設定されており、単位時間
の倍数の全ての時刻に関して、格子点上を通るものでは
ない。即ち、図5においては、動作関数Θ(t)におい
て、動作が開始する端点、接線の傾きの符号が変化する
変極点、及び動作が終了する端点に最も近い単位時間の
倍数と単位角度の倍数との格子点を代表点として基本動
作関数Φ(t)を求めている。このように、基本動作関
数Φ(t)は少なくとも時間tの始め(動作の開始時
刻)と終わり(動作の終了時刻)の両端における2点の
格子点を通るように設定すればよい。
tをとって、図3に示す動作関数Θ(t)と、その基本
動作関数Φ(t)の他の例とを示すグラフ図である。図
5においては、単位時間の倍数と単位角度の倍数との組
み合わせで表わされる格子点上のいくつかの点を通るよ
うに基本動作関数Φ(t)が設定されており、単位時間
の倍数の全ての時刻に関して、格子点上を通るものでは
ない。即ち、図5においては、動作関数Θ(t)におい
て、動作が開始する端点、接線の傾きの符号が変化する
変極点、及び動作が終了する端点に最も近い単位時間の
倍数と単位角度の倍数との格子点を代表点として基本動
作関数Φ(t)を求めている。このように、基本動作関
数Φ(t)は少なくとも時間tの始め(動作の開始時
刻)と終わり(動作の終了時刻)の両端における2点の
格子点を通るように設定すればよい。
【0028】次に、属性動作を求める方法について説明
する。図6は縦軸に関節角Θをとり、横軸に時間tをと
って、動作関数Θ(t)及び基本動作関数Φ(t)と属
性動作の一例とを示すグラフ図である。図6において
は、動作関数Θ(t)の変化点における角度と、この変
化点と同時刻における基本動作関数Φ(t)の角度との
差が予め設定された値以下となるように、一定の関節角
Θを有する基本動作関数Φ(t)を求めている。従っ
て、図6においては、基本動作関数Φ(t)はt軸に平
行な直線により表されるものとする。
する。図6は縦軸に関節角Θをとり、横軸に時間tをと
って、動作関数Θ(t)及び基本動作関数Φ(t)と属
性動作の一例とを示すグラフ図である。図6において
は、動作関数Θ(t)の変化点における角度と、この変
化点と同時刻における基本動作関数Φ(t)の角度との
差が予め設定された値以下となるように、一定の関節角
Θを有する基本動作関数Φ(t)を求めている。従っ
て、図6においては、基本動作関数Φ(t)はt軸に平
行な直線により表されるものとする。
【0029】このように、図6に示す基本動作関数Φ
(t)は、その両端(動作の開始時刻と終了時刻)が単
位時間の倍数と単位角度の倍数との組み合わせで表され
る格子点上にあるので、直線であっても基本動作とする
ことができる。また、動作関数Θ(t)から単位角度の
2倍分を関節角Θの負の方向(下方)に平行移動させた
グラフを関数Ψ(t)とする。このとき、下記数式1に
示す関係が成立する。
(t)は、その両端(動作の開始時刻と終了時刻)が単
位時間の倍数と単位角度の倍数との組み合わせで表され
る格子点上にあるので、直線であっても基本動作とする
ことができる。また、動作関数Θ(t)から単位角度の
2倍分を関節角Θの負の方向(下方)に平行移動させた
グラフを関数Ψ(t)とする。このとき、下記数式1に
示す関係が成立する。
【0030】
【数1】Θ(t)=Φ(t)+Ψ(t)
【0031】即ち、動作関数Θ(t)は基本動作関数Φ
(t)に関数Ψ(t)を加算することにより求めること
ができる。このことから、属性動作は以下に示すように
定義することができる。即ち、基本動作に対してあるパ
ラメータを操作したときに動作関数Θ(t)を導き出す
ことができる場合に、このパラメータと操作の組を属性
動作と定義する。この場合のパラメータは、関数Ψ
(t)を表現するための各時刻における角度であっても
いいし、Ψ(t)が既知の関数の重み付け加算で表現す
ることができる場合には、その係数をパラメータとして
もよい。例えば既知の関数を三角関数とした場合には、
パラメータはその係数であるフーリエスペクトルとな
る。また、動作関数Θ(t)を導き出す操作は、図6に
示す例の場合は加算ということになる。
(t)に関数Ψ(t)を加算することにより求めること
ができる。このことから、属性動作は以下に示すように
定義することができる。即ち、基本動作に対してあるパ
ラメータを操作したときに動作関数Θ(t)を導き出す
ことができる場合に、このパラメータと操作の組を属性
動作と定義する。この場合のパラメータは、関数Ψ
(t)を表現するための各時刻における角度であっても
いいし、Ψ(t)が既知の関数の重み付け加算で表現す
ることができる場合には、その係数をパラメータとして
もよい。例えば既知の関数を三角関数とした場合には、
パラメータはその係数であるフーリエスペクトルとな
る。また、動作関数Θ(t)を導き出す操作は、図6に
示す例の場合は加算ということになる。
【0032】図7は縦軸に関節角Θをとり、横軸に時間
tをとって、動作関数Θ(t)と基本動作関数Φ(t)
及び属性動作の他の例とを示すグラフ図である。図7に
おいては、基本動作関数Φ(t)は代表点A1、A2、
A3及びA4を通る折れ線により表されるものとする。
また、動作関数Θ(t)において、時間tの始めの点を
端点B1、時間tの終わりの点を端点B4、接線の傾き
の符号が変化する点を変極点B2及びB3として、図中
に+で表す。
tをとって、動作関数Θ(t)と基本動作関数Φ(t)
及び属性動作の他の例とを示すグラフ図である。図7に
おいては、基本動作関数Φ(t)は代表点A1、A2、
A3及びA4を通る折れ線により表されるものとする。
また、動作関数Θ(t)において、時間tの始めの点を
端点B1、時間tの終わりの点を端点B4、接線の傾き
の符号が変化する点を変極点B2及びB3として、図中
に+で表す。
【0033】また、図8は縦軸に関節角Θをとり、横軸
に時間tをとって、動作関数Θ(t)、基本動作関数Φ
(t)及び変形基本動作関数Φ1(t)を示すグラフ図
である。なお変形基本動作関数Φ1(t)は、基本動作
関数Φ(t)の代表点が動作関数上に乗るように変形し
たものである。図8を参照して、属性動作のパラメータ
を導き出す方法について以下に説明する。
に時間tをとって、動作関数Θ(t)、基本動作関数Φ
(t)及び変形基本動作関数Φ1(t)を示すグラフ図
である。なお変形基本動作関数Φ1(t)は、基本動作
関数Φ(t)の代表点が動作関数上に乗るように変形し
たものである。図8を参照して、属性動作のパラメータ
を導き出す方法について以下に説明する。
【0034】第1の工程として、基本動作関数Φ(t)
の代表点A2及びA3が、夫々動作関数Θ(t)の変極
点B2及びB3と同じ時刻となるように移動させる。こ
のとき、代表点A2及びA3を時間軸方向に移動させる
距離、即ち時間のずれを、夫々C2及びC3とする。そ
して、代表点A2、A3における時刻をtA2、tA3と表
し、変極点B2、B3における時刻をtB2、tB3と表す
と、C2及びC3は下記数式2により算出される。
の代表点A2及びA3が、夫々動作関数Θ(t)の変極
点B2及びB3と同じ時刻となるように移動させる。こ
のとき、代表点A2及びA3を時間軸方向に移動させる
距離、即ち時間のずれを、夫々C2及びC3とする。そ
して、代表点A2、A3における時刻をtA2、tA3と表
し、変極点B2、B3における時刻をtB2、tB3と表す
と、C2及びC3は下記数式2により算出される。
【0035】
【数2】C2=tB2−tA2 C3=tB3−tA3
【0036】次に、第2の工程として、代表点A1乃至
A4が、夫々端点B1、変極点B2、B3及び端点B4
と同じ角度になるように移動させる。このとき、代表点
A1乃至A4を角度軸方向に移動させる角度、即ち角度
のずれを、夫々D1、D2、D3及びD4とする。そし
て、代表点A1、A2、A3、A4における角度を
Θ A1、ΘA2、ΘA3、ΘA4と表し、端点B1、B4、変極
点B2、B3における角度をΘB1、ΘB4、ΘB2、ΘB3と
表すと、D1乃至D4は下記数式3により算出される。
A4が、夫々端点B1、変極点B2、B3及び端点B4
と同じ角度になるように移動させる。このとき、代表点
A1乃至A4を角度軸方向に移動させる角度、即ち角度
のずれを、夫々D1、D2、D3及びD4とする。そし
て、代表点A1、A2、A3、A4における角度を
Θ A1、ΘA2、ΘA3、ΘA4と表し、端点B1、B4、変極
点B2、B3における角度をΘB1、ΘB4、ΘB2、ΘB3と
表すと、D1乃至D4は下記数式3により算出される。
【0037】
【数3】D1=ΘB1−ΘA1 D2=ΘB2−ΘA2 D3=ΘB3−ΘA3 D4=ΘB4−ΘA4
【0038】上記数式2及び3に基づいて、基本動作関
数Φ(t)をその代表点A1乃至A4が夫々端点B1、
変極点B2、B3及び端点B4と一致するように変形さ
せた関数を変形基本動作関数Φ1(t)とし、動作関数
Θ(t)から変形基本動作関数Φ1(t)を引いた関数
をΘ1(t)とすると、時刻tB1乃至時刻tB4において
は、Θ1(t)の値は0となる。
数Φ(t)をその代表点A1乃至A4が夫々端点B1、
変極点B2、B3及び端点B4と一致するように変形さ
せた関数を変形基本動作関数Φ1(t)とし、動作関数
Θ(t)から変形基本動作関数Φ1(t)を引いた関数
をΘ1(t)とすると、時刻tB1乃至時刻tB4において
は、Θ1(t)の値は0となる。
【0039】第3の工程として、このΘ1(t)を、区
間[tA1,tA2]、[tA2,tA3]、[tA3,tA4]に
分割して、Θ1(t)の各区間におけるフーリエスペク
トルf11乃至f1k、f21乃至f2k及びf31乃至f3kを求
める。このフーリエスペクトルfの1番目の添え字は区
間の番号を表わし、2番目の添え字はフーリエスペクト
ルの周波数に対応する値である。また、kはフーリエス
ペクトルの数である。
間[tA1,tA2]、[tA2,tA3]、[tA3,tA4]に
分割して、Θ1(t)の各区間におけるフーリエスペク
トルf11乃至f1k、f21乃至f2k及びf31乃至f3kを求
める。このフーリエスペクトルfの1番目の添え字は区
間の番号を表わし、2番目の添え字はフーリエスペクト
ルの周波数に対応する値である。また、kはフーリエス
ペクトルの数である。
【0040】図8においては、属性動作のパラメータは
C1乃至C4、D1乃至D4、並びにfi1乃至fik(i
=1, 2 ,3)である。Θ1(t)の各区間は端点
が0であるので、各区間は周期関数の一部となり、その
フーリエ級数は各区間でΘ1(t)に収束することは数
学的に公知の定理である。このとき、正確にはkは無限
個となるが、有限個で近似しても実用上の問題はない。
従って、第1乃至第3の各工程において逆の操作を実施
することにより、動作関数Θ(t)を求めることができ
る。即ち、第1の工程として、基本動作関数Φ(t)の
代表点A1乃至A4を、夫々C1乃至C4の値で時間軸
方向に伸縮させる。次に、第2の工程として、伸縮させ
た基本動作関数Φ(t)の代表点A1乃至A4を、夫々
D1乃至D4の値で角度軸方向に伸縮させて、変形基本
動作関数Φ1(t)を求める。その後、第3の工程とし
て、フーリエスペクトルfi1乃至fik (i=1,2,
3)からフーリエ逆変換によりΘ1(t)を求めて、こ
のΘ1(t)をΦ1(t)に加算することにより、動作関
数Θ(t)を求めることができる。
C1乃至C4、D1乃至D4、並びにfi1乃至fik(i
=1, 2 ,3)である。Θ1(t)の各区間は端点
が0であるので、各区間は周期関数の一部となり、その
フーリエ級数は各区間でΘ1(t)に収束することは数
学的に公知の定理である。このとき、正確にはkは無限
個となるが、有限個で近似しても実用上の問題はない。
従って、第1乃至第3の各工程において逆の操作を実施
することにより、動作関数Θ(t)を求めることができ
る。即ち、第1の工程として、基本動作関数Φ(t)の
代表点A1乃至A4を、夫々C1乃至C4の値で時間軸
方向に伸縮させる。次に、第2の工程として、伸縮させ
た基本動作関数Φ(t)の代表点A1乃至A4を、夫々
D1乃至D4の値で角度軸方向に伸縮させて、変形基本
動作関数Φ1(t)を求める。その後、第3の工程とし
て、フーリエスペクトルfi1乃至fik (i=1,2,
3)からフーリエ逆変換によりΘ1(t)を求めて、こ
のΘ1(t)をΦ1(t)に加算することにより、動作関
数Θ(t)を求めることができる。
【0041】図9は多関節物体の一例として人体の骨格
構造モデルを示す模式図であり、図10は関節における
回転の自由度を示す模式図である。図9に示すように、
人体の骨格構造は、例えば17個の関節O並びに各関節
O間及び端部の骨Pによりモデル化することができる。
関節Oを図10に示す原点0とすると、X軸上の物体S
が回転する方向は、原理的にはX軸を軸として回転する
u方向と、Y軸を軸として回転するv方向と、Z軸を軸
として回転するw方向との3方向の自由度があり、これ
らを組み合わせて任意の回転が実現できる。但し、人体
の骨格構造における各関節Oにおいては、首のように3
自由度に屈曲する関節もあるが、全ての関節が3自由度
で回転するわけではなく、肘、膝及び股関節のように1
自由度又は2自由度で屈曲する箇所もある。
構造モデルを示す模式図であり、図10は関節における
回転の自由度を示す模式図である。図9に示すように、
人体の骨格構造は、例えば17個の関節O並びに各関節
O間及び端部の骨Pによりモデル化することができる。
関節Oを図10に示す原点0とすると、X軸上の物体S
が回転する方向は、原理的にはX軸を軸として回転する
u方向と、Y軸を軸として回転するv方向と、Z軸を軸
として回転するw方向との3方向の自由度があり、これ
らを組み合わせて任意の回転が実現できる。但し、人体
の骨格構造における各関節Oにおいては、首のように3
自由度に屈曲する関節もあるが、全ての関節が3自由度
で回転するわけではなく、肘、膝及び股関節のように1
自由度又は2自由度で屈曲する箇所もある。
【0042】一般に多関節物体における外界からの相対
的な姿勢を表わすには、このような各関節Oにおける角
度以外に、その多関節物体の基準部位の位置及び方向を
指定する必要がある。人体の場合においては、例えば世
界座標系から見た腰のx、y及びz座標値と、図10に
示す3自由度に屈曲する腰の向きを決める必要がある。
即ち、多関節物体の動作を表現するためには、基準部位
の座標値、3自由度の向きを表わす関数、及び各関節の
各自由度毎の動作関数を与えればよい。
的な姿勢を表わすには、このような各関節Oにおける角
度以外に、その多関節物体の基準部位の位置及び方向を
指定する必要がある。人体の場合においては、例えば世
界座標系から見た腰のx、y及びz座標値と、図10に
示す3自由度に屈曲する腰の向きを決める必要がある。
即ち、多関節物体の動作を表現するためには、基準部位
の座標値、3自由度の向きを表わす関数、及び各関節の
各自由度毎の動作関数を与えればよい。
【0043】多関節物体における分割データのデータ構
造の一例を下記表1に示す。但し、下記表1において
は、各関節における角度、基準部位の位置及び方向の各
自由度毎に、図8に示す方法で属性動作を求める場合の
データを示している。
造の一例を下記表1に示す。但し、下記表1において
は、各関節における角度、基準部位の位置及び方向の各
自由度毎に、図8に示す方法で属性動作を求める場合の
データを示している。
【0044】
【表1】
【0045】上記表1に示すように、自由度の総数をn
個とすると、n個の各自由度毎に代表点の個数m個分だ
け基本動作と属性動作のパラメータがある。基本動作
は、次の代表点までの時間Δtと、角度Θ又は位置によ
り表わされる。また、属性動作のパラメータは時間t方
向のずれCと、角度Θ又は位置方向のずれDと、k個の
フーリエスペクトルにより表わされる。なお、属性動作
を求める方法については、図8に示す場合のように一意
的に決まっている場合には、特に記述する必要はない。
個とすると、n個の各自由度毎に代表点の個数m個分だ
け基本動作と属性動作のパラメータがある。基本動作
は、次の代表点までの時間Δtと、角度Θ又は位置によ
り表わされる。また、属性動作のパラメータは時間t方
向のずれCと、角度Θ又は位置方向のずれDと、k個の
フーリエスペクトルにより表わされる。なお、属性動作
を求める方法については、図8に示す場合のように一意
的に決まっている場合には、特に記述する必要はない。
【0046】次に、基本動作と属性動作とを統合する方
法について説明する。前述の如く、先ず、属性動作パラ
メータを予め指定された操作に基づいて基本動作に施す
ことにより動作関数Θ(t)を求める。次に、得られた
動作関数Θ(t)から、各時刻における関節角度並びに
基準部位に対する位置及び向きを求める。そうすると、
求められた関節角度並びに基準部位に対する位置及び向
きから、各骨の世界座標系における位置及び向きを求め
ることができる。その方法としては、各関節間の角度及
び予め格納された骨の長さに基づいて、グラフィックス
の分野で公知の方法で、隣接する骨の座標系間の4×4
変換行列を求めることができる。また、基準部位の位置
及び向きに基づいて、基準部位に対する座標系から世界
座標系への4×4変換行列を求めることもできる。
法について説明する。前述の如く、先ず、属性動作パラ
メータを予め指定された操作に基づいて基本動作に施す
ことにより動作関数Θ(t)を求める。次に、得られた
動作関数Θ(t)から、各時刻における関節角度並びに
基準部位に対する位置及び向きを求める。そうすると、
求められた関節角度並びに基準部位に対する位置及び向
きから、各骨の世界座標系における位置及び向きを求め
ることができる。その方法としては、各関節間の角度及
び予め格納された骨の長さに基づいて、グラフィックス
の分野で公知の方法で、隣接する骨の座標系間の4×4
変換行列を求めることができる。また、基準部位の位置
及び向きに基づいて、基準部位に対する座標系から世界
座標系への4×4変換行列を求めることもできる。
【0047】そして、所定の骨の座標系から世界座標系
における座標値は、これらの4×4変換行列を所定の骨
から基準部位の位置まで順次乗算することにより求める
ことができる。各骨は端点の座標値で表わされ、その周
りの肉についてもポリゴン等の複数の頂点により表現さ
れる。従って、これらの座標値を同次座標という4次元
ベクトルで表現し、これに対して前述の4×4変換行列
を実施することにより、世界座標系における座標値を求
めることができる。その後、グラフィックスの分野で公
知であるレンダリング法により、これらの骨及び肉を画
面上に表示することができる。
における座標値は、これらの4×4変換行列を所定の骨
から基準部位の位置まで順次乗算することにより求める
ことができる。各骨は端点の座標値で表わされ、その周
りの肉についてもポリゴン等の複数の頂点により表現さ
れる。従って、これらの座標値を同次座標という4次元
ベクトルで表現し、これに対して前述の4×4変換行列
を実施することにより、世界座標系における座標値を求
めることができる。その後、グラフィックスの分野で公
知であるレンダリング法により、これらの骨及び肉を画
面上に表示することができる。
【0048】即ち、本実施例においては、必要に応じ
て、データ設定部16により第1分割データ記憶部11
と第2分割データ記憶部12に分割データを設定すると
共に、割合記憶部13に混合割合を設定する。そして、
第1分割データ記憶部11、第2分割データ記憶部12
及び割合記憶部13とに必要なデータが揃うか、又は選
択すべきデータが決定されると、混合部14は第1分割
データ記憶部11、第2分割データ記憶部12及び割合
記憶部13から分割データと混合割合とを読み出して、
第1分割データと第2分割データとを設定された混合割
合で混合し、この混合データを統合記憶部15に供給す
る。統合表示部15は供給された混合データを画像とし
て表示する。
て、データ設定部16により第1分割データ記憶部11
と第2分割データ記憶部12に分割データを設定すると
共に、割合記憶部13に混合割合を設定する。そして、
第1分割データ記憶部11、第2分割データ記憶部12
及び割合記憶部13とに必要なデータが揃うか、又は選
択すべきデータが決定されると、混合部14は第1分割
データ記憶部11、第2分割データ記憶部12及び割合
記憶部13から分割データと混合割合とを読み出して、
第1分割データと第2分割データとを設定された混合割
合で混合し、この混合データを統合記憶部15に供給す
る。統合表示部15は供給された混合データを画像とし
て表示する。
【0049】このように、本実施例においては、第1の
動作及び第2の動作を夫々基本動作と属性動作とに分割
し、これにより得られた第1及び第2分割データを、基
本動作と属性動作とに関して別々に混合割合に基づいて
混合している。従って、例えば基本動作については第1
の動作を使用し、属性動作については第1の動作及び第
2の動作を混合したものを使用して、混合により得られ
た属性動作を基本動作に付加すると、基本的な動作を変
化させることなく属性動作のみを変化させることがで
き、第1の動作と第2の動作とを違和感なく合成するこ
とができる。
動作及び第2の動作を夫々基本動作と属性動作とに分割
し、これにより得られた第1及び第2分割データを、基
本動作と属性動作とに関して別々に混合割合に基づいて
混合している。従って、例えば基本動作については第1
の動作を使用し、属性動作については第1の動作及び第
2の動作を混合したものを使用して、混合により得られ
た属性動作を基本動作に付加すると、基本的な動作を変
化させることなく属性動作のみを変化させることがで
き、第1の動作と第2の動作とを違和感なく合成するこ
とができる。
【0050】なお、本実施例においては、基本動作と属
性動作とに分割した分割データを設定するデータ設定部
16とこれらの分割データを記憶する第1及び第2分割
データ記憶部11及び12とを有する表示装置について
説明しているが、本発明においては、データ設定部16
並びに第1及び第2分割データ記憶部11及び12の代
わりに、基本動作と属性動作とに分割した後にこれらの
分割データを記憶する第1及び第2データ分割部を有し
ていてもよい。また、混合割合を設定するデータ設定部
16及び割合記憶部13の代わりに、混合割合を設定し
た後にこの混合割合を記憶する割合設定部を有していて
もよい。
性動作とに分割した分割データを設定するデータ設定部
16とこれらの分割データを記憶する第1及び第2分割
データ記憶部11及び12とを有する表示装置について
説明しているが、本発明においては、データ設定部16
並びに第1及び第2分割データ記憶部11及び12の代
わりに、基本動作と属性動作とに分割した後にこれらの
分割データを記憶する第1及び第2データ分割部を有し
ていてもよい。また、混合割合を設定するデータ設定部
16及び割合記憶部13の代わりに、混合割合を設定し
た後にこの混合割合を記憶する割合設定部を有していて
もよい。
【0051】更に、本発明においては、第1及び第2の
動作のいずれか1方又は両方の動作を身振りから取り込
み、その動作を第1の実施例と同様に基本動作と属性動
作とに分割して処理することもできる。
動作のいずれか1方又は両方の動作を身振りから取り込
み、その動作を第1の実施例と同様に基本動作と属性動
作とに分割して処理することもできる。
【0052】図11は本発明の第2の実施例に係る多関
節物体の表示装置を示すブロック図である。但し、第2
の実施例は、第1の実施例における第2の動作のみを身
振りから取り込んで処理するものである。図11に示す
ように、多関節物体の表示装置はデータ設定部26及び
身振り入力部27を有し、データ設定部26から出力さ
れたデータは、割合記憶部23及び分割データ記憶部2
1に入力されるようになっており、身振り入力部27か
ら出力されたデータはデータ分割部28に入力されるよ
うになっている。また、割合記憶部23、分割データ記
憶部21及びデータ分割部28から出力された全てのデ
ータは混合部24を介して統合表示部25に入力され、
この統合表示部25により表示されるようになってい
る。
節物体の表示装置を示すブロック図である。但し、第2
の実施例は、第1の実施例における第2の動作のみを身
振りから取り込んで処理するものである。図11に示す
ように、多関節物体の表示装置はデータ設定部26及び
身振り入力部27を有し、データ設定部26から出力さ
れたデータは、割合記憶部23及び分割データ記憶部2
1に入力されるようになっており、身振り入力部27か
ら出力されたデータはデータ分割部28に入力されるよ
うになっている。また、割合記憶部23、分割データ記
憶部21及びデータ分割部28から出力された全てのデ
ータは混合部24を介して統合表示部25に入力され、
この統合表示部25により表示されるようになってい
る。
【0053】以下、これらの各部の動作について詳細に
説明する。第1の実施例における第1分割データ11と
同様に、分割データ記憶部21は第1の動作を分割して
得られた基本動作及び属性動作からなる第1分割データ
を記憶する。身振り入力部27は第2の動作である身振
りを取り込んで、第2の動作データを出力する。身振り
の取り込み方法としては、例えばモーションキャプチャ
装置を使用する方法がある。モーションキャプチャ装置
としては、テレビカメラにより多関節物体の画像を取り
込んでその動作関数を計算によって求める光学式の装置
と、磁気センサを多関節物体の各部位に取り付けてその
動作関数を計算によって求める磁気式の装置と、加速度
センサ又はジャイロセンサ等を多関節物体の各部位に取
り付けてその動作関数を計算によって求める方式の装置
等がある。また、光学式の装置としては、多関節物体に
光の反射板などを取り付けて動作関数を求める装置と、
反射板等を使用せずに動作関数を求める装置とがある。
本実施例においては、動作関数を入力することができる
ものであれば、上述のいずれの方式の装置を使用しても
よい。
説明する。第1の実施例における第1分割データ11と
同様に、分割データ記憶部21は第1の動作を分割して
得られた基本動作及び属性動作からなる第1分割データ
を記憶する。身振り入力部27は第2の動作である身振
りを取り込んで、第2の動作データを出力する。身振り
の取り込み方法としては、例えばモーションキャプチャ
装置を使用する方法がある。モーションキャプチャ装置
としては、テレビカメラにより多関節物体の画像を取り
込んでその動作関数を計算によって求める光学式の装置
と、磁気センサを多関節物体の各部位に取り付けてその
動作関数を計算によって求める磁気式の装置と、加速度
センサ又はジャイロセンサ等を多関節物体の各部位に取
り付けてその動作関数を計算によって求める方式の装置
等がある。また、光学式の装置としては、多関節物体に
光の反射板などを取り付けて動作関数を求める装置と、
反射板等を使用せずに動作関数を求める装置とがある。
本実施例においては、動作関数を入力することができる
ものであれば、上述のいずれの方式の装置を使用しても
よい。
【0054】データ分割部28は身振り入力部27から
入力された第2の動作データを基本動作と属性動作とに
分割して、第2分割データとして出力する。動作関数か
ら基本動作を求める方法としては、種々の方法を使用す
ることができる。例えば、第1の実施例における図5に
示す方法と同様に、動作関数Θ(t)において、動作が
開始する端点、動作の接線の傾きの符号が変化する変極
点、及び動作が終了する端点を合わせて変化点として、
これらの変化点に最も近い単位時間の倍数と単位角度の
倍数との格子点を代表点として基本動作関数Φ(t)を
求める方法がある。
入力された第2の動作データを基本動作と属性動作とに
分割して、第2分割データとして出力する。動作関数か
ら基本動作を求める方法としては、種々の方法を使用す
ることができる。例えば、第1の実施例における図5に
示す方法と同様に、動作関数Θ(t)において、動作が
開始する端点、動作の接線の傾きの符号が変化する変極
点、及び動作が終了する端点を合わせて変化点として、
これらの変化点に最も近い単位時間の倍数と単位角度の
倍数との格子点を代表点として基本動作関数Φ(t)を
求める方法がある。
【0055】また、基本動作関数の角度又は位置と、動
作関数Θ(t)の変化点における角度又は位置との差が
予め定めた値以下となるように、連続した時間区間を求
め、その区間の両端点に最も近い単位時間の倍数と単位
角度の倍数との格子点を代表点として基本動作関数Φ
(t)を求める方法を使用してもよい。このような方法
を使用しても、第1の実施例における図5に示す基本動
作関数Φ(t)が得られる。各場合における属性動作
は、第1の実施例と同様の方法で求めることができる。
なお、割合記憶部23、混合部24及び統合表示部25
の動作は、夫々第1の実施例に示す割合記憶部13、混
合部14及び統合表示部15の動作と同様である。デー
タ設定部26の動作についても、第1の実施例における
データ設定部16の動作と実質的には同じであり、第1
の分割データ及び第1の分割データと第2の分割データ
との混合割合を分割データ記憶部21及び割合記憶部2
3に設定する。
作関数Θ(t)の変化点における角度又は位置との差が
予め定めた値以下となるように、連続した時間区間を求
め、その区間の両端点に最も近い単位時間の倍数と単位
角度の倍数との格子点を代表点として基本動作関数Φ
(t)を求める方法を使用してもよい。このような方法
を使用しても、第1の実施例における図5に示す基本動
作関数Φ(t)が得られる。各場合における属性動作
は、第1の実施例と同様の方法で求めることができる。
なお、割合記憶部23、混合部24及び統合表示部25
の動作は、夫々第1の実施例に示す割合記憶部13、混
合部14及び統合表示部15の動作と同様である。デー
タ設定部26の動作についても、第1の実施例における
データ設定部16の動作と実質的には同じであり、第1
の分割データ及び第1の分割データと第2の分割データ
との混合割合を分割データ記憶部21及び割合記憶部2
3に設定する。
【0056】このように構成された第2の実施例におい
ては、身振り入力部27により取り込まれた身振りの動
作データ(第2の動作)がデータ分割部28に供給され
ると、このデータ分割部28が動作データを基本動作と
属性動作とに分離して、これらを混合部24に供給す
る。また、必要に応じて、分割データ記憶部21に分割
データを設定すると共に、割合記憶部23に混合割合を
設定する。分割データ記憶部21と割合記憶部23に必
要なデータが揃うか、又は選択すべきデータが決定する
と、混合部24は分割データ記憶部21と割合記憶部2
3とから分割データと混合割合とを読み出して、データ
分割部28から供給された動作データと分割データとを
設定された混合割合で混合し、この混合データを統合記
憶部25に供給する。統合表示部25は供給された混合
データを画像として表示する。
ては、身振り入力部27により取り込まれた身振りの動
作データ(第2の動作)がデータ分割部28に供給され
ると、このデータ分割部28が動作データを基本動作と
属性動作とに分離して、これらを混合部24に供給す
る。また、必要に応じて、分割データ記憶部21に分割
データを設定すると共に、割合記憶部23に混合割合を
設定する。分割データ記憶部21と割合記憶部23に必
要なデータが揃うか、又は選択すべきデータが決定する
と、混合部24は分割データ記憶部21と割合記憶部2
3とから分割データと混合割合とを読み出して、データ
分割部28から供給された動作データと分割データとを
設定された混合割合で混合し、この混合データを統合記
憶部25に供給する。統合表示部25は供給された混合
データを画像として表示する。
【0057】このように、第2の実施例においても、第
1の動作と身振りにより入力された第2の動作とを夫々
基本動作と属性動作とに分割し、これにより得られた第
1及び第2分割データを、基本動作と属性動作とに関し
て別々に混合割合に基づいて混合している。従って、第
1の実施例と同様に、第1の動作と第2の動作とを違和
感なく合成することができる。
1の動作と身振りにより入力された第2の動作とを夫々
基本動作と属性動作とに分割し、これにより得られた第
1及び第2分割データを、基本動作と属性動作とに関し
て別々に混合割合に基づいて混合している。従って、第
1の実施例と同様に、第1の動作と第2の動作とを違和
感なく合成することができる。
【0058】また、第2の実施例においては、身振りに
より第2の動作を取り込んで基本動作と属性動作とに分
割し、この第2の動作の分割データと予め記憶してある
第1の動作の分割データとを混合することができるの
で、ユーザの身振により直接的に動作を作成することが
できる。
より第2の動作を取り込んで基本動作と属性動作とに分
割し、この第2の動作の分割データと予め記憶してある
第1の動作の分割データとを混合することができるの
で、ユーザの身振により直接的に動作を作成することが
できる。
【0059】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
第1の動作、第2の動作を夫々第1の基本動作と第1の
属性動作、第2の基本動作と第2の属性動作に分割し、
これにより得られた分割データを、基本動作と属性動作
とに関して別々に予め設定された混合割合に基づいて混
合した後、混合により得られた基本動作と属性動作とを
統合するので、第1の動作と第2の動作とを容易に違和
感なく合成することができる。
第1の動作、第2の動作を夫々第1の基本動作と第1の
属性動作、第2の基本動作と第2の属性動作に分割し、
これにより得られた分割データを、基本動作と属性動作
とに関して別々に予め設定された混合割合に基づいて混
合した後、混合により得られた基本動作と属性動作とを
統合するので、第1の動作と第2の動作とを容易に違和
感なく合成することができる。
【図1】本発明の第1の実施例に係る多関節物体の表示
装置を示すブロック図である。
装置を示すブロック図である。
【図2】最も単純な骨格構造を有する多関節物体を示す
模式図である。
模式図である。
【図3】縦軸に関節角Θをとり、横軸に時間tをとっ
て、動作関数Θ(t)を示すグラフ図である。
て、動作関数Θ(t)を示すグラフ図である。
【図4】縦軸に関節角Θをとり、横軸に時間tをとっ
て、図3に示す動作関数Θ(t)と、その基本動作関数
Φ(t)の1例とを示すグラフ図である。
て、図3に示す動作関数Θ(t)と、その基本動作関数
Φ(t)の1例とを示すグラフ図である。
【図5】縦軸に関節角Θをとり、横軸に時間tをとっ
て、図3に示す動作関数Θ(t)と、その基本動作関数
Φ(t)の他の例とを示すグラフ図である。
て、図3に示す動作関数Θ(t)と、その基本動作関数
Φ(t)の他の例とを示すグラフ図である。
【図6】縦軸に関節角Θをとり、横軸に時間tをとっ
て、動作関数Θ(t)及び基本動作関数Φ(t)と属性
動作の一例とを示すグラフ図である。
て、動作関数Θ(t)及び基本動作関数Φ(t)と属性
動作の一例とを示すグラフ図である。
【図7】縦軸に関節角Θをとり、横軸に時間tをとっ
て、動作関数Θ(t)と基本動作関数Φ(t)及び属性
動作の他の例とを示すグラフ図である。
て、動作関数Θ(t)と基本動作関数Φ(t)及び属性
動作の他の例とを示すグラフ図である。
【図8】縦軸に関節角Θをとり、横軸に時間tをとっ
て、動作関数Θ(t)、基本動作関数Φ(t)及び変形
基本動作関数Φ1(t)を示すグラフ図である。
て、動作関数Θ(t)、基本動作関数Φ(t)及び変形
基本動作関数Φ1(t)を示すグラフ図である。
【図9】多関節物体の一例として人体の骨格構造モデル
を示す模式図であり、図10は関節における回転の自由
度を示す模式図である。
を示す模式図であり、図10は関節における回転の自由
度を示す模式図である。
【図10】関節における回転の自由度を示す模式図であ
る。
る。
【図11】本発明の第2の実施例に係る多関節物体の表
示装置を示すブロック図である。
示装置を示すブロック図である。
11;第1分割データ記憶部 12;第2分割データ記憶部 13,23;割合記憶部 14,24;混合部 15,25;統合表示部 16,26;データ設定部 21;分割データ記憶部 27;身振り入力部 28;データ分割部 O;関節 P,Q;骨 S;物体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−71078(JP,A) 鵜沼宗利,武内良三、“コンピュータ アニメーションにおける感情を伴った人 間の歩行動作の生成方法”、電子情報通 信学会論文誌D−2、電子情報通信学 会、平成5年8月、Vol.J76−D− 2、No.8、p.1822−1831 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06T 1/00 G06T 11/60 - 17/50 JICSTファイル(JOIS)
Claims (8)
- 【請求項1】 多関節物体の第1の動作と第2の動作と
を合成して表示する表示方法において、前記第1の動作
を第1の基本動作とこの第1の基本動作からのずれを表
す第1の属性動作とに分割すると共に、前記第2の動作
を第2の基本動作とこの第2の基本動作からのずれを表
す第2の属性動作とに分割する工程と、前記第1の基本
動作と前記第2の基本動作とを予め設定された第1の割
合で混合すると共に、前記第1の属性動作と前記第2の
属性動作とを予め設定された第2の割合で混合する工程
と、前記混合された基本動作と属性動作とを統合して表
示する工程と、を有することを特徴とする多関節物体の
表示方法。 - 【請求項2】 前記第1及び第2の基本動作は、これを
関節における角度軸と時間軸とでグラフ化した場合に、
前記第1及び第2の動作の開始時刻及び終了時刻におい
て、単位時間の倍数と単位角度の倍数との組み合わせか
らなる座標点を通る関数により表されるものであること
を特徴とする請求項1に記載の多関節物体の表示方法。 - 【請求項3】 前記第1の動作及び第2の動作のいずれ
か1方又は両方は、実際の身振りにより取り込まれた動
作であることを特徴とする請求項1又は2に記載の多関
節物体の表示方法。 - 【請求項4】 前記第1の割合と前記第2の割合とは互
いに異なる値であることを特徴とする請求項1乃至3の
いずれか1項に記載の多関節物体の表示方法。 - 【請求項5】 多関節物体の第1の動作と第2の動作と
を合成して表示する表示装置において、前記第1の動作
を第1の基本動作とこの第1の基本動作からのずれを表
す第1の属性動作とに分割する第1データ分割部と、前
記第2の動作を第2の基本動作とこの第2の基本動作か
らのずれを表す第2の属性動作とに分割する第2データ
分割部と、前記第1の基本動作と前記第2の基本動作と
を混合する第1の割合及び前記第1の属性動作と前記第
2の属性動作とを混合する第2の割合を設定する割合設
定部と、前記割合設定部により設定された第1及び第2
の割合に基づいて前記第1の基本動作と前記第2の基本
動作とを混合すると共に、前記第1の属性動作と前記第
2の属性動作とを混合する混合部と、前記混合された基
本動作と属性動作とを統合して表示する統合表示部と、
を有することを特徴とする多関節物体の表示装置。 - 【請求項6】 前記第1及び第2の基本動作は、これを
関節における角度軸と時間軸とでグラフ化した場合に、
前記第1及び第2の動作の開始時刻及び終了時刻におい
て、単位時間の倍数と単位角度の倍数との組み合わせか
らなる座標点を通る関数により表されるものであること
を特徴とする請求項5に記載の多関節物体の表示装置。 - 【請求項7】 前記第1の動作及び第2の動作のいずれ
か1方又は両方は、実際の身振りにより取り込まれた動
作であることを特徴とする請求項5又は6に記載の多関
節物体の表示装置。 - 【請求項8】 前記第1データ分割部は分割した第1の
基本動作と第1の属性動作とを記憶する第1の記憶部を
有し、前記第2データ分割部は分割した第2の基本動作
と第2の属性動作とを記憶する第2の記憶部を有するこ
とを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1項に記載の
多関節物体の表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32556998A JP3209196B2 (ja) | 1998-11-16 | 1998-11-16 | 多関節物体の表示方法及び表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32556998A JP3209196B2 (ja) | 1998-11-16 | 1998-11-16 | 多関節物体の表示方法及び表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000149056A JP2000149056A (ja) | 2000-05-30 |
JP3209196B2 true JP3209196B2 (ja) | 2001-09-17 |
Family
ID=18178360
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32556998A Expired - Fee Related JP3209196B2 (ja) | 1998-11-16 | 1998-11-16 | 多関節物体の表示方法及び表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3209196B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3790126B2 (ja) * | 2001-05-30 | 2006-06-28 | 株式会社東芝 | 時空間領域情報処理方法及び時空間領域情報処理システム |
JP2005337983A (ja) * | 2004-05-28 | 2005-12-08 | Spice:Kk | モーションキャプチャー方法及びシステム |
JP2008015713A (ja) * | 2006-07-04 | 2008-01-24 | Kyushu Institute Of Technology | 動作変形システム及びその方法 |
JP5035972B2 (ja) * | 2007-06-13 | 2012-09-26 | 任天堂株式会社 | 情報処理プログラム、情報処理装置、情報処理システムおよび情報処理方法 |
EP4205912A4 (en) * | 2020-09-10 | 2024-04-03 | Sony Group Corporation | MOVING BODY, MOVING BODY CONTROL METHOD AND INFORMATION PROCESSING APPARATUS |
-
1998
- 1998-11-16 JP JP32556998A patent/JP3209196B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
鵜沼宗利,武内良三、"コンピュータアニメーションにおける感情を伴った人間の歩行動作の生成方法"、電子情報通信学会論文誌D−2、電子情報通信学会、平成5年8月、Vol.J76−D−2、No.8、p.1822−1831 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000149056A (ja) | 2000-05-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7515155B2 (en) | Statistical dynamic modeling method and apparatus | |
US7307633B2 (en) | Statistical dynamic collisions method and apparatus utilizing skin collision points to create a skin collision response | |
Kennaway | Synthetic animation of deaf signing gestures | |
US6208360B1 (en) | Method and apparatus for graffiti animation | |
US7570264B2 (en) | Rig baking | |
US6163322A (en) | Method and apparatus for providing real-time animation utilizing a database of postures | |
US20060061574A1 (en) | Joint component framework for modeling complex joint behavior | |
US8180613B1 (en) | Wrinkles on fabric software | |
US7259764B2 (en) | Defrobulated angles for character joint representation | |
Nedel et al. | Anatomic modeling of deformable human bodies | |
JP3209196B2 (ja) | 多関節物体の表示方法及び表示装置 | |
KR100426313B1 (ko) | 영상 제작에서 관절형 객체 자세 변경 방법 | |
JPH10340354A (ja) | 動作生成装置、動作制御方法、および、これを実行するためのプログラムを記憶した記憶媒体 | |
Schneider et al. | Hybrid anatomically based modelling of animals | |
JP4358752B2 (ja) | 統計力学的衝突の方法と装置 | |
JP2770711B2 (ja) | 人体動作視覚化システム | |
Nedel | Anatomic modeling of human bodies using physically-based muscle simulation | |
CN117853320B (zh) | 一种基于多媒体操控的图像映射方法、***及存储介质 | |
Yeşil | Realistic rendering of a multi-layered human body model | |
Barre et al. | Three-dimensional visualization system as an aid for facial surgical planning | |
JP6069152B2 (ja) | 仕草生成装置、仕草生成方法およびコンピュータプログラム | |
Lowe et al. | Auslan jam: a graphical sign language display system | |
Lee et al. | Multiresolution motion analysis and synthesis | |
Badler et al. | Computer Graphics Research Laboratory Quarterly Progress Report Number 49, July-September 1993 | |
JPH0773343A (ja) | 曲面データ生成方法およびアニメ−ション制作方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |