JP3818442B2 - 画像処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置及び方法、記録媒体、並びにプログラムに関し、特に、ディスプレイ上の仮想３次元空間内に表示する３次元オブジェクトを簡単にアニメーション表示させることができるようにした画像処理装置及び方法、記録媒体、並びにプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータグラフィックスにおいて、３次元オブジェクトの形状、位置、角度などを時刻に応じて変化させるアニメーションは、多くのソフトウェアによって実現されている。
【０００３】
従来のこのようなソフトウェアでは、所定の時間区間を数回区切り、各時点における対象の３次元オブジェクトの状態（以下、キーフレームと称する）に対して、ユーザがオブジェクトの形状、位置、角度などを編集するという方法によってアニメーションの設定を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなアニメーション設定の方法では、キーフレーム毎にオブジェクトの形状、位置、角度などを編集しなければならず、アニメーションが複雑になるほど、また同時にアニメーションさせる対象のオブジェクトの数が増えるほど、設定に要する時間が長くなる課題がある。
【０００５】
さらに、各ソフトウェアはそれぞれ異なるインターフェースを持っている上、各ソフトウェアでの操作は直感的ではなく複雑なものばかりである。そのため、短い時間で作業を終えるためには、個々のソフトウェア毎に操作経験を積む必要があり、アニメーションの設定は、誰でも容易に可能な作業とはとても言い難いものであった。
【０００６】
また、同じアニメーションを異なる複数の３次元オブジェクトに設定する場合であっても、対象の３次元オブジェクトのそれぞれについてアニメーションの設定を行わなければならず、効率が非常に悪かった。
【０００７】
また、設定に時間がかかってしまうため、従来の方法では、複数のアニメーションと複数の３次元オブジェクトを、ユーザがインタラクティブに変更してアニメーションさせるといった要求を実現することが困難であった。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、コンシューマレベルのコンピュータを用い、複雑でオブジェクトの数が多い場合でも、ユーザが短時間で簡単に、またインタラクティブに変更して、３次元オブジェクトをアニメーションさせることができるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理装置は、アニメーションが予め登録されているアニメーションオブジェクトや３次元オブジェクトの仮想３次元空間上での位置や姿勢を指定する指定手段と、３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトの交差を判定する第１の判定手段と、第１の判定手段により、３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトが交差していると判定された場合、３次元オブジェクトにアニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションと同じアニメーションが既に設定されているか否かを判定する第２の判定手段と、第２の判定手段により、３次元オブジェクトにアニメーションが設定されていないと判定された場合、３次元オブジェクトに対してアニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションを設定する設定手段と、３次元オブジェクトが設定手段により設定されたアニメーションに対応して表示されるように表示を制御する表示制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
結合を指令する操作手段をさらに備え、結合が指令された場合、前記アニメーションを設定することができる。
【００１１】
第２の判定手段により３次元オブジェクトとアニメーションが設定されていると判定された場合、３次元オブジェクトに対するアニメーションの設定を解除する解除手段をさらに備えることができる。
【００１２】
結合の解除を指令する操作手段をさらに備え、結合の解除が指令された場合、アニメーションの設定を解除することができる。
【００１３】
設定手段は、複数の異なるアニメーションオブジェクトが1つの３次元オブジェクトに対して交差された場合、１つの３次元オブジェクトに対して複数の異なるアニメーションを設定することができる。
【００１４】
複数の異なるアニメーションは、同時または時間的に前後して実行させる
ことができる。
【００１５】
アニメーションオブジェクトは、３次元オブジェクトと接触するか、または３次元オブジェクトの中に入る属性を有することができる。
【００１６】
アニメーションオブジェクトは、交差された３次元オブジェクトをアニメーションオブジェクト化することができる。
【００１７】
本発明の画像処理方法は、画像処理装置が備える指定手段が、アニメーションが予め登録されているアニメーションオブジェクトや３次元オブジェクトの仮想３次元空間上での位置や姿勢を指定する指定ステップと、画像処理装置が備える第１の判定手段が、３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトの交差を判定する第１の判定ステップと、画像処理装置が備える第２の判定手段が、第１の判定ステップの処理により、３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトが交差していると判定された場合、３次元オブジェクトにアニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションと同じアニメーションが既に設定されているか否かを判定する第２の判定ステップと、画像処理装置が備える設定手段が、第２の判定ステップの処理により、３次元オブジェクトにアニメーションが設定されていないと判定された場合、３次元オブジェクトに対してアニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションを設定する設定ステップと、画像処理装置が備える表示制御手段が、３次元オブジェクトが設定ステップの処理により設定されたアニメーションに対応して表示されるように表示を制御する表示制御ステップとを含むことを特徴とする。
【００１８】
本発明の記録媒体のプログラムは、３次元オブジェクトをアニメーション表示する画像処理装置を制御するコンピュータを、アニメーションが予め登録されているアニメーションオブジェクトや３次元オブジェクトの仮想３次元空間上での位置や姿勢を変更する変更手段、３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトの交差を判定する第１の判定手段、第１の判定手段により、３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトが交差していると判定された場合、３次元オブジェクトにアニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションと同じアニメーションが既に設定されているか否かを判定する第２の判定手段、第２の判定手段により、３次元オブジェクトにアニメーションが設定されていないと判定された場合、３次元オブジェクトに対してアニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションを設定する設定手段、３次元オブジェクトが設定手段により設定されたアニメーションに対応して表示されるように表示を制御する表示制御手段として機能させるためのプログラムである。
【００１９】
本発明のプログラムは、３次元オブジェクトをアニメーション表示する画像処理装置を制御するコンピュータを、アニメーションが予め登録されているアニメーションオブジェクトや３次元オブジェクトの仮想３次元空間上での位置や姿勢を変更する変更手段、３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトの交差を判定する第１の判定手段、第１の判定手段により、３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトが交差していると判定された場合、３次元オブジェクトにアニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションと同じアニメーションが既に設定されているか否かを判定する第２の判定手段、第２の判定手段により、３次元オブジェクトにアニメーションが設定されていないと判定された場合、３次元オブジェクトに対してアニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションを設定する設定手段、３次元オブジェクトが設定手段により設定されたアニメーションに対応して表示されるように表示を制御する表示制御手段として機能させるためのプログラムである。
【００２０】
本発明においては、３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトが交差していると判定され、また３次元オブジェクトに、交差されたアニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションと同じアニメーションが既に設定されていないと判定された場合、アニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションを３次元オブジェクトに設定し、そのアニメーションに対応して表示させる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。初めに、本発明の概要について、図面を参照して説明する。図１は、所定のアプリケーションプログラム（以下、画像処理プログラムと記述する）を実行させることにより、本発明を適用した画像処理装置として動作するパーソナルコンピュータの外観の構成を示している。
【００２２】
このパーソナルコンピュータ１は、処理結果の画像等を表示するディスプレイ１２、および、ユーザの操作を検知するポインタセンサ２１並びに３次元オブジェクトセンサ３１を有している。
【００２３】
例えば、ユーザの右手（左手でもよい）で操作されるポインタセンサ２１は、現実空間内における３次元の移動操作を、磁気や超音波などを用いて検知し、自己の現在の位置及び角度（姿勢）を示す移動操作信号をパーソナルコンピュータ１に出力する。この移動操作信号に対応して、ディスプレイ１２に表示される仮想３次元空間内でアニメーションオブジェクト４１の位置と角度が変更される。
【００２４】
またポインタセンサ２１は、トリガボタン２２を有しており、トリガボタン２２に対するユーザの押し下げ操作を検知して、対応する押し下げ操作信号をパーソナルコンピュータ１に出力する。画像処理プログラムは、この押し下げ操作信号に対応して、アニメーション設定モード（後述）である状態と、アニメーション設定モードを解除する状態を交互に切り替える。あるいは、画像処理プログラムは、トリガボタン２２が押し下げられている期間だけアニメーション設定モードとし、押し下げられていない期間はアニメーション設定モードではない状態とするようにしてもよい。
【００２５】
なお、ポインタセンサ２１の形状は、対応するアニメーションオブジェクト４１の形状やテクスチャ（すなわち、登録されているアニメーション）を連想させる形状とすることが望ましいが、必ずしもそのようにする必要はない。
【００２６】
例えば、ユーザの左手（右手でもよい）で操作される３次元オブジェクトセンサ３１は、現実空間内における３次元の移動操作を磁気や超音波などを用いて検知し、自己の現在の位置および角度を示す移動操作信号をパーソナルコンピュータ１に出力する。この移動操作信号に対応して、ディスプレイ１２上に表示される仮想３次元空間内で３次元オブジェクト４２の位置と角度が変更される。
【００２７】
なお、３次元オブジェクトセンサ３１の外観（形状や模様）は、対応する表示された３次元オブジェクト４２の外観（図１の例の場合、円柱形）を連想させるもの（したがって、例えば円柱形状）とするのが望ましいが、必ずしもそのようにする必要はない。
【００２８】
また、ポインタセンサ２１および３次元オブジェクトセンサ３１の代わりに、パーソナルコンピュータ１に通常設けられているキーボード１１やマウス（不図示）、トラックボール１３が用いられるようにしてもよい。
【００２９】
また、アニメーションオブジェクト４１の形状及びテクスチャ情報は、そのオブジェクトに予め登録されているアニメーションの内容を連想させるものであることが望ましいが、必ずしもそのようにする必要はない。図１の例の場合、アニメーションオブジェクト４１は、左回転アニメーションが登録されているので、左回りの矢印の図形が付加されている。
【００３０】
このように、ユーザは、ポインタセンサ２１および３次元オブジェクトセンサ３１の少なくとも一方を現実空間内において操作することにより、ディスプレイ１２に表示される仮想３次元空間内において、アニメーションオブジェクト４１と３次元オブジェクト４２を接触（交差）させ、その状態でトリガボタン２２を押し下げることによって、アニメーションさせる３次元オブジェクトを指定するとともに、対象の３次元オブジェクトに、アニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションのパラメータを設定することができる。
【００３１】
図２はパーソナルコンピュータ１の構成例を示している。このパーソナルコンピュータ１は、CPU（Central Processing Unit）５１を内蔵している。CPU５１にはバス５４を介して、入出力インタフェース５５が接続されている。バス５４には、ROM(Read Only Memory)５２およびRAM(Random Access Memory)５３が接続されている。
【００３２】
入出力インターフェース５５には、ユーザが操作するポインタセンサ２１、３次元オブジェクトセンサ３１、トリガボタン２２の他、キーボード１１、トラックボール１３などの入力デバイスで構成される操作入力部５６、およびディスプレイ１２に表示する映像信号を生成する表示制御部５７が接続されている。さらに、入出力インターフェース５５には、プログラムや３次元オブジェクトなどの各種データを格納するハードディスクドライブなどよりなる記憶部５８、インタネットに代表されるネットワークを介してデータを通信する通信部５９、および磁気ディスク６１、光ディスク６２、光磁気ディスク６３、半導体メモリ６４などの記録媒体に対してデータを読み書きするドライブ６０が接続されている。
【００３３】
このパーソナルコンピュータ１に本発明を適用した画像処理装置としての動作を実行させる画像処理プログラムは、磁気ディスク６１（フロッピディスクを含む）、光ディスク６２(CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)を含む)、光磁気ディスク６３（MD(Mini Disc)を含む）、もしくは半導体メモリ６４に格納された状態でパーソナルコンピュータ１に供給され、ドライブ６０によって読み出されて、記憶部５８に内蔵されるハードディスクドライブにインストールされる。記憶部５８にインストールされた画像処理プログラムは、入力部５６に入力されるユーザからのコマンドに対応するCPU５１の指令によって、記憶部５８からRAM５３にロードされて実行される。
【００３４】
次に、パーソナルコンピュータ１の画像処理プログラムが実行する動作について、図３のフローチャートを参照して説明する。なお、既にディスプレイ１２には、ユーザからの所定の操作により、アニメーションオブジェクト４１および３次元オブジェクト４２が表示されている状態にあるものとする。
【００３５】
ステップＳ１において、画像処理プログラム（CPU５１）は、操作入力部５６からの信号に基づいて、ポインタセンサ２１および３次元オブジェクトセンサ３１に対するユーザの操作を検知する。
【００３６】
ステップＳ２において、画像処理プログラムは、ポインタセンサ２１または３次元オブジェクトセンサ３１に対するユーザの操作に対応して、ディスプレイ１２に表示させた仮想３次元空間内において、アニメーションオブジェクト４１または３次元オブジェクト４２の位置と角度（姿勢）を変更する（移動する）。
【００３７】
ステップＳ３において、画像処理プログラムは、ユーザがトリガボタン２２をオンしたか否かを判定する。トリガボタン２２が操作されたと判定した場合、アニメーション設定モードを設定し、処理をステップＳ４に進める。
【００３８】
ステップＳ４において、画像処理プログラムは、３次元オブジェクト４２とアニメーションオブジェクト４１が交差しているか（少なくともその一部が重なった状態になっているか）否かを判定する。交差していると判定した場合、処理をステップＳ５に進める。交差していないと判定した場合、処理をＳ１０に進める。
【００３９】
交差判定の方法は、３次元オブジェクト４２およびアニメーションオブジェクト４１の構造によって異なる。例えば、３次元オブジェクト４２及びアニメーションオブジェクト４１が幾何学的に表現されているならば、幾何学計算によって判定することができる。例えば、３次元オブジェクト４２及びアニメーションオブジェクト４１が球面で表現されている場合、オブジェクト同士の中心位置の距離が、両方のオブジェクトの半径を足した長さよりも短い時、「交差している」と判定する。また、オブジェクトがポリゴンメッシュモデルで表現されている場合、メッシュモデルの交差判定方法を利用することができる。なお、メッシュモデルの交差判定方法の詳細は、文献「J.T.Klosowski, M.Held, J.S.B.Mitchell, H.Sowizr-al, and K.Zikan,“Efficient collision detection using bounding volume hierarchies of k-DOPs”，IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics 4(1):21-36, 1998」に開示されている。
【００４０】
ステップＳ５において、画像処理プログラムは、アニメーションオブジェクト４１が交差している３次元オブジェクト４２において、アニメーションオブジェクト４１の結合フラグが、オンしているか否かを判定する。結合フラグがオンしていない（オフしている）と判定した場合、処理をステップＳ６に進める。
【００４１】
ステップＳ６において、画像処理プログラムは、オブジェクトの結合フラグをオンにする。すなわち、オブジェクトの接続関係が保存される。この他、オブジェクトの構成自体を完全に結合してもよい。例えば、ポリゴンメッシュモデルを用いている場合は、メッシュの再構成を行って１つのモデルにすることもできる。
【００４２】
このとき、アニメーションオブジェクト４１が３次元オブジェクト４２と結合していることをユーザが認識しやすい表示がなされるとよい。例えば、図４の状態Ａに示されるように、アニメーションオブジェクト４１が３次元オブジェクト４２と離れている状態において、状態Ｂに示されるように、アニメーションオブジェクト４１が３次元オブジェクト４２と交差する位置に移動された場合、アニメーションオブジェクト４１は透過して表示される。これにより、結合状態であることが表示される。
【００４３】
図４の状態Ｂに示されるように、アニメーションオブジェクト４１は、３次元オブジェクト４２の内部に完全に含まれた状態を交差としてもよいし、図５の状態Ｂに示されるように、アニメーションオブジェクト４１の一部分が３次元オブジェクト４２の外部に出た状態を交差としてもよい。
【００４４】
ステップＳ７において、画像処理プログラムは、アニメーションオブジェクト４１に登録されているアニメーションのパラメータを、３次元オブジェクト４２に設定する。図４と図５の例の場合、アニメーションオブジェクト４１には、左回転のアニメーションが登録されている（対応付けられている）ので、３次元オブジェクト４２に、左回転のためのパラメータが設定される。
【００４５】
ステップＳ１０において、画像処理プログラムは、３次元オブジェクト４２に設定されたアニメーションのパラメータに基づいて、３次元オブジェクト４２をアニメーション表示させるための画像データを生成する。
【００４６】
ステップＳ１１において、画像処理プログラムは、ステップＳ１１の処理で生成した画像データを、表示制御部５７に内蔵されているメモリ上にレンダリングする。
【００４７】
ステップＳ１２において、画像処理プログラムは、表示制御部５７を制御して、レンダリングした画像データを読み出し、図１のディスプレイ１２に出力して、表示する。これにより、３次元オブジェクト４２がアニメーション表示される（図４と図５の例の場合、３次元オブジェクト４２が左回転される）。そして、画像処理プログラムは、処理をステップＳ１３に進める。
【００４８】
ステップＳ５において、画像処理プログラムは、オブジェクトの結合フラグがオンしていると判定した場合、対象の３次元オブジェクト４２とアニメーションオブジェクト４１とが結合しているものと判定して、処理をステップＳ８に進める。
【００４９】
ステップＳ８において、画像処理プログラムは、オブジェクトの結合フラグをオフにして、３次元オブジェクト４２とアニメーションオブジェクト４１を分離する。すなわち、３次元オブジェクト４２とアニメーションオブジェクト４１が図６の状態Ａに示されるように、結合状態になっている場合において、状態Ｂに示されるように、アニメーションオブジェクト４１と３次元オブジェクト４２は結合が解除され、両者は分離される。
【００５０】
ステップＳ９において、画像処理プログラムは、３次元オブジェクト４２に静止画像としてのパラメータを設定する（ステップＳ７の処理で設定したパラメータを消去する）。その後、ステップＳ１０乃至Ｓ１２の処理が実行される結果、３次元オブジェクト４２のアニメーション表示は停止される。そして、画像処理プログラムは、処理をステップＳ１３に進める。
【００５１】
ステップＳ１３において、画像処理プログラムは、所定の終了条件が満たされているか否かに基づき、当該アニメーション設定処理を終了するか否かを判定する。ここで、所定の終了条件とは、例えばユーザからの終了コマンドが入力された場合、メモリ（RAM５３）の残量が不足する場合などによるソフトウェアまたはハードウェア上の制約条件などを指す。
【００５２】
所定の終了条件が満たされたと判定した場合、処理を終了するが、満たされていないと判定した場合には、当該アニメーション設定処理を終了しないと判定して、処理をステップＳ１に戻し、以降の処理を繰り返す。すなわち、ユーザのさらなる操作に対応して３次元オブジェクト４２に対するアニメーション設定処理を実行することになる。
【００５３】
ステップＳ３において、画像処理プログラムは、トリガボタン２２が操作されていないと判定した場合、アニメーション設定モードを設定せず、ステップＳ４乃至Ｓ９の処理をスキップして、処理をステップＳ１０に進める。
【００５４】
ステップＳ４において、画像処理プログラムは、３次元オブジェクト４２とアニメーションオブジェクト４１が交差していないと判定した場合、無意味な操作がなされたものと判定して、ステップＳ５乃至ステップＳ７の処理はスキップし、処理をステップＳ１０に進める。
【００５５】
このように、図３のシステム構成例を用いて、図４及び図５に示されるように、３次元オブジェクト４２に対してアニメーションオブジェクト４１を結合させることによって、３次元オブジェクト４１にアニメーションを容易に設定し、実行させることができる。
【００５６】
なお、図３の処理は各アニメーションオブジェクト毎に行われ、複数のアニメーションオブジェクトが１つの３次元オブジェクトに交差された場合、それぞれが結合され、複合したアニメーションが実行される。結合の解除は各アニメーションオブジェクト毎に、独立して行われる。
【００５７】
図１の実施の形態では、２つの３次元センサを３次元オブジェクト操作用とアニメーションオブジェクト操作用に用意している。しかしながら、図７に示されるように、１つのアニメーションオブジェクト操作用のセンサのみを用意してもよいし、図８に示されるように、１つの３次元オブジェクト操作用のセンサのみを用意してもよい。
【００５８】
また、図７の例では、トリガボタン２２はポインタセンサ２１に具備されているが、図８の例では、トリガボタン７１は３次元オブジェクトセンサ３１に具備されている。しかしながら、図１及び図９で示されるように、複数の３次元センサを使用した場合には、少なくとも１つにトリガボタンを具備させてもよい。また、全てのセンサにトリガボタンを具備させずに全く別に、オン・オフ状態を入力するボタンのような入力装置（キーボードのキーなど）を用意してもよい。
【００５９】
操作対象のオブジェクト１つに対して必ずしも操作用３次元センサを１つ用意する必要はなく、オブジェクトの数が増えた場合には、オブジェクト操作用３次元センサの対応関係を入力装置のトリガによって変更することで、３次元センサの操作対象のオブジェクトを逐次変更して操作してもよい。例えば、図１０に示されるような構成では、３次元センサにトリガボタン２２に加えて具備された対応切換えトリガボタン８１の操作によって、操作対象のオブジェクトが切換えられる。
【００６０】
なお、いずれの場合であっても、３次元センサではなく、マウスやタブレットなどの２次元入力装置、またはキーボードのキーなどの複数のオン・オフ入力装置で代用してもよい。
【００６１】
次に、複数の異なるアニメーションオブジェクトを１つの３次元オブジェクトに対して結合、分離させることによって様々なアニメーションを容易に設定することができる例を、図１１を参照して説明する。
【００６２】
図１１の状態Ａに示されるように、左回転アニメーションオブジェクト４１を３次元オブジェクト４２に対して結合させると、図１１の状態Ｂに示されるように、３次元オブジェクト４２がアニメーションオブジェクト４１に設定されている左回転アニメーションを開始する。その後、状態Ｃに示されるように、結合していた左回転アニメーションオブジェクト４１を分離させ、上下往復アニメーションオブジェクト９１を結合させると、図１１の状態Ｄに示されるように、３次元オブジェクト４２はアニメーションオブジェクト９１に設定されている上下往復アニメーションを開始する。そして、状態Ｅのように、結合されている上下往復アニメーションオブジェクト９１を３次元オブジェクト４２から分離させると、上下往復アニメーションは停止する。
【００６３】
図１２は、１つのアニメーションオブジェクトを複数の３次元オブジェクトに対して結合、分離させる例を表している。
【００６４】
図１２の状態Ａに示されるように、左回転アニメーションオブジェクト４１を１つの３次元オブジェクト４２に結合させると、状態Ｂに示されるように、結合された３次元オブジェクト４２は左回転アニメーションオブジェクト４１に設定されている左回転アニメーションを開始する。その後、状態Ｃに示されるように、結合させていた左回転アニメーションオブジェクト４１を３次元オブジェクト４２から分離して、新しい３次元オブジェクト１０１に結合させると、状態Ｄに示されるように、結合された３次元オブジェクト１０１は左回転アニメーションオブジェクト４１に設定されている左回転アニメーションを開始する。そして、状態Ｅに示されるように、結合されている左回転アニメーションオブジェクト４１が３次元オブジェクト１０１から分離されると、左回転アニメーションは停止する。
【００６５】
なお、３次元オブジェクトに結合されるアニメーションオブジェクトは、他のアニメーションが設定されていてもよい。図１３は、FFD（Free Form Deformat-ion）を用いて、FFDのパラメータを時間と共に変更することにより、３次元オブジェクト４２をある方向に曲がったり戻ったり、逆方向にも曲がったり戻ったりさせる曲げアニメーションの例を表している。
【００６６】
図１４は、図１３と同様に、FFDを用いて、洗濯機のように、３次元オブジェクト４２の回転方向を変えさせる、ねじれアニメーションの例を表している。
【００６７】
図１５は、図１３と同様に、FFDを用いて、３次元オブジェクト４２の全体を、ゴムのように伸び縮みさせるストレッチアニメーションの例を表している。
【００６８】
いずれの場合も、それぞれのアニメーションに対応する曲げアニメーションオブジェクト１１１、ねじれアニメーションオブジェクト１２１、またはストレッチアニメーションオブジェクト１３１を、３次元オブジェクト４２に結合させることで、そのアニメーションが実現される。
【００６９】
次に、対象の３次元オブジェクトが複数結合している場合に、そのうちの１つの３次元オブジェクトに対してアニメーションオブジェクトを結合する第２の実施の形態を、図１６乃至図１８を参照して説明する。
【００７０】
図１６の状態Ａの例では、３次元オブジェクト１４１に３次元オブジェクト１４２が結合され、３次元オブジェクト１４２に３次元オブジェクト１４３が結合されている。そして、３つの３次元オブジェクト１４１乃至１４３は、上から３次元オブジェクト１４１、１４２、１４３の順に、予め順序付けされている。システム構成、フローチャートは第１の実施の形態のそれと全く同様である。
【００７１】
図１６の状態Ａに示されるように、アニメーションオブジェクト４１が、３次元オブジェクト１４２に結合されると、状態Ｂに示されるように、第１の実施の形態と同様に、結合された３次元オブジェクト１４２のみに、左回転アニメーションオブジェクト４１に設定されている左回転アニメーションのパラメータが設定される。図１６の例の場合、結合された３次元オブジェクト１４２のみが左回転アニメーションを実行する。すなわち、この例では、順序（順番）は意味を有していない。
【００７２】
これに対して、図１７は、左回転アニメーションオブジェクト４１が結合された３次元オブジェクト１４２以下の順序の３次元オブジェクト全てに対して、左回転アニメーションのパラメータが設定される例を表している。図１７の状態Ｂの場合、左回転アニメーションのパラメータは、３次元オブジェクト１４２に対して設定され、それより下位の順序の３次元オブジェクト１４３は、３次元オブジェクト１４２の左回転アニメーションに追随する形でアニメーションする。すなわち、３次元オブジェクト１４２は左回転アニメーションオブジェクト４１の中点を中心に左回転し、アニメーションオブジェクト１４３もこれに追随して左回転アニメーションする。このとき、３次元オブジェクト１４２と３次元オブジェクト１４３の相対的な位置関係は変化しない。
【００７３】
なお、より上位の順序の３次元オブジェクトにアニメーションのパラメータを設定するようにしてもよい。この場合、３次元オブジェクト１４１は、３次元オブジェクト１４２の左回転に追随する形でアニメーションする。
【００７４】
図１８は、結合した３次元オブジェクト全体にアニメーションが行われる実施の形態を表している。この場合も、順序付けの有無は考慮されない。図１７の例で、３次元オブジェクト１４３が３次元オブジェクト１４２に追随したように、オブジェクト全体にアニメーションが行われる場合でも、３次元オブジェクト１４２の左回転アニメーションに、他の３次元オブジェクト１４１、１４３が追随する形になる。そして、図１８の状態Ｂに示されるように、３次元オブジェクト１４２を中心に、結合された３次元オブジェクト全体が左回転するアニメーションが実行される。
【００７５】
次に、複数の異なるアニメーションオブジェクトを１つの３次元オブジェクトに結合させ、１つのオブジェクトに対して複数の異なるアニメーションを同時又は連続的に実行するように設定する第３の実施の形態を、図１９及び図２０を参照して説明する。システム構成とフローチャートは、第１の実施の形態のそれと全く同様である。
【００７６】
図１９の実施の形態では、左回転アニメーションと上下往復アニメーションを同時にアニメーションさせるように、１つの３次元オブジェクトに対して設定が行われる。なお、この場合、アニメーションが同時に行われるように、アニメーションのパラメータが予め設定されている。
【００７７】
図１９の状態Ａに示されるように、３次元オブジェクト４２に左回転アニメーションオブジェクト４１を結合させると、状態Ｂに示されるように、３次元オブジェクト４２は左回転のアニメーションを開始する。その後、状態Ｂに示されるように、上下往復アニメーションオブジェクト９１を結合させると、３次元オブジェクト４２に、上下往復アニメーションオブジェクト９１のパラメータがさらに設定され、状態Ｃに示されるように、３次元オブジェクト４２は、左回転アニメーションと上下往復アニメーションの両方を同時に実行する。
【００７８】
図２０の実施の形態では、左回転アニメーションと上下往復アニメーションが連続して実行させるように、１つの３次元オブジェクトに対して設定が行われる。この場合、アニメーションが連続的に行われるように、アニメーションのパラメータが予め設定されている。各アニメーションオブジェクトには、例えば、アニメーションの長さ（時間）が設定されているとともに、その長さのアニメーションが終了したとき、他のアニメーションが設定されていればそのアニメーションに移行し、設定されていなければ、リピートするといった設定が予め行われている。
【００７９】
図２０の状態Ａに示されるように、３次元オブジェクト４２に左回転アニメーションオブジェクト４１が結合されると、３次元オブジェクト４２は左回転アニメーションを開始する。その後、状態Ｂに示されるように、３次元オブジェクト４２に上下往復アニメーションオブジェクト９１が結合されると、状態Ｃに示されるように、３次元オブジェクト４２に上下往復アニメーションオブジェクト９１のパラメータがさらに設定される。そして、３次元オブジェクト４２は、所定の時間の左回転アニメーションが終了した後、状態Ｄに示されるように、上下往復アニメーションを開始する。さらに、所定の時間の上下往復アニメーションが終了した後、状態Ｅに示されるように、３次元オブジェクト４２は、再び左回転アニメーションを開始する。したがって、３次元オブジェクト４２は、左回転アニメーションと上下往復アニメーションを連続して（時間的に前後して）実行する。
【００８０】
同様のことは、複数のアニメーションオブジェクトを結合させて、１つの新たなアニメーションオブジェクトを生成させることでも実現させることができる。すなわち、この場合、ユーザが、３次元オブジェクトとは無関係に複数のアニメーションオブジェクトを結合させることで、１つの新たなアニメーションオブジェクトが生成される。図２１は、この場合の画像処理プログラムの処理を表している。
【００８１】
ステップＳ３１において、画像処理プログラムは、複数のアニメーションオブジェクトが交差しているか否かを判定する。交差していると判定した場合、画像処理プログラムは、処理をステップＳ３２に進める。
【００８２】
ステップＳ３２において、画像処理プログラムは、アニメーションオブジェクトの結合フラグをオンにする。
【００８３】
ステップＳ３３において、画像処理プログラムは、複数のアニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションのパラメータを結合して、１つの新しいアニメーションのパラメータを作成し、処理を終了する。
【００８４】
ステップＳ３１において、画像処理プログラムは、複数のアニメーションオブジェクトが交差していないと判定した場合、この処理は必要ないと判断して、処理を終了する。
【００８５】
図２１に示されているように、複数のアニメーションオブジェクト同士を結合させて、新たなアニメーションオブジェクトを生成させ、その新たなアニメーションオブジェクトを１つの３次元オブジェクトに結合させることによって、１つの３次元オブジェクトに対して、複数の異なるアニメーションを同時又は連続的に実行させるように設定することのできる第４の実施の形態を、図２２を参照して説明する。システム構成及びフローチャートは、第１の実施例のそれと全く同様である。この場合、同時又は連続アニメーションが行われるように、アニメーションのパラメータが設定されている。
【００８６】
図２２の状態Ａに示されているように、左回転アニメーションオブジェクト４１を上下往復アニメーションオブジェクト９１に結合させると、状態Ｂに示されているように、左回転と上下往復のパラメータが設定された新たなアニメーションオブジェクト１５１が生成される。この処理は図２１のフローチャートを参照して説明した通りである。
【００８７】
このとき、新たなアニメーションオブジェクト１５１は、左回転と上下往復の両方のアニメーションが設定されていることをユーザが認識しやすい表示とされる。このため、図２２の例では、左回転の矢印と、上下往復の矢印の両方が表示されている。そして、３次元オブジェクト４２に対して、新たなアニメーションオブジェクト１５１が結合されると、そのパラメータが３次元オブジェクト４２に設定される。
【００８８】
この新しいアニメーションのパラメータが、左回転アニメーションと上下往復アニメーションを同時に実行するように設定されている場合、３次元オブジェクト４２は、図２２の状態Ｃに示されるように、２つのアニメーションが同時に実行される。
【００８９】
これに対して、新しいアニメーションのパラメータが、左回転アニメーションと上下往復アニメーションが連続的に実行するように設定されている場合、状態Ｄに示されるように、所定の時間だけ左回転アニメーションが実行された後、状態Ｅに示されるように、上下往復アニメーションが所定の時間だけ実行される。上下往復アニメーションが終了した後、再び状態Ｄに示されるように左回転アニメーションが実行される。以下、同様の処理が繰り返される。このように、この例では、複数の異なるアニメーションが連続的に（時間的に前後して）実行される。
【００９０】
このようにして、左回転アニメーションオブジェクト４１と上下往復アニメーションオブジェクト９１を結合して生成された１つの新たなアニメーションオブジェクト１５１を、３次元オブジェクトに結合すれば、左回転アニメーションオブジェクト４１と上下往復アニメーションオブジェクト９１が、別々に結合された場合と同様のアニメーションが実現される。
【００９１】
次に、３次元オブジェクトにアニメーションオブジェクトを結合させることにより、３次元オブジェクトにアニメーションを設定するとともに、３次元オブジェクトを新たにアニメーションオブジェクトとして扱うことができる、第５の実施の形態を、図２３を参照して説明する。
【００９２】
この例の場合、図２３の状態Ａに示されるように、３次元オブジェクト１０１に左回転アニメーションオブジェクト４１が結合されると、状態Ｂに示されるように、３次元オブジェクト１０１は左回転アニメーションを開始する。その後、状態Ｂに示されるように、左回転アニメーションを実行している３次元オブジェクト１０１が１つのアニメーションオブジェクト１６１として、３次元オブジェクト４２に結合されると、状態Ｃに示されるように、３次元オブジェクト４２は、３次元オブジェクト１０１と一体化して、左回転アニメーションを実行する。新たな３次元オブジェクト１６１は、１つのアニメーションオブジェクトとしての機能を有していることをユーザが認識しやすい表示とされる。状態Ｂの３次元オブジェクト１６１と状態Ｃの３次元オブジェクト１６１を比較して明らかなように、この例の場合、３次元オブジェクト１６１全体が、アニメーションオブジェクトとしての色または明るさのオブジェクトとされる。
【００９３】
次に、１つのアニメーションオブジェクトを複数の３次元オブジェクトに接触させることにより、複数の３次元オブジェクトを一体的にアニメーションさせることができる、第６の実施の形態を、図２４を参照して説明する。
【００９４】
図２４の状態Ａに示されるように、左回転アニメーションオブジェクト４１を３次元オブジェクト１７１に接触させると、状態Ｂに示されるように、３次元オブジェクト１７１は、左回転アニメーションオブジェクト４１を中心に、左回転アニメーションを実行する。そして、もう１つの３次元オブジェクト１７２を左回転アニメーションオブジェクト４１に接触させると、状態Ｃに示されるように、３次元オブジェクト１７１と１７２は、一体となって、左回転アニメーションオブジェクト４１を中心に左回転アニメーションを実行する。
【００９５】
さらに、アニメーションオブジェクトが３次元オブジェクトに接触された場合の他の例を、図２５と図２６を参照して説明する。図２５は、曲げアニメーションオブジェクト１１１に、３次元オブジェクト４２と１８１を接触させた例を表している。この例の場合、３次元オブジェクト４２と１８１は、一体化して、アニメーションオブジェクト１１１と接触している部分を根元として左右に曲がる。
【００９６】
図２６はストレッチアニメーションオブジェクト１３１に、３次元オブジェクト１９１と１９２を接触させた例を表している。この例の場合、３次元オブジェクト１９１と１９２は、一体化して、アニメーションオブジェクト１３１と接触した状態で、ゴムのように伸び縮みする。
【００９７】
このように、この発明では、アニメーションオブジェクトは様々な属性を有している。そこで、次に、アニメーションオブジェクトに設定される属性について、図２７を参照して説明する。なお、表中の数字は、属性を有するか否かを表すフラグの数字であり、「０」は属性を有しないことを意味し、「１」は属性を有することを意味する。
【００９８】
アニメーションオブジェクトは、３次元オブジェクトの中に入るという「中に入る」属性（例えば、図４乃至図６、図１１乃至図２０、図２２及び図２３の例）、または３次元オブジェクトと接触するという「接触する」属性（例えば、図２４乃至図２６の例）を有する。
【００９９】
また、それぞれのアニメーションは、複数設定された場合に、設定された時間だけ同時にアニメーションする「同時」属性（例えば、図１９、及び図２２の状態Ｃの例）、または設定された時間ずつ連続してアニメーションを繰り返す「連続」属性（例えば、図２０の状態Ｃ乃至状態Ｅ、図２２の状態Ｄと状態Ｅの例）を有する。
【０１００】
さらに、それぞれのアニメーションは、結合された複数の優先度が存在する３次元オブジェクトのうちのいずれかに設定された場合、アニメーションが、下位に追随する「下位追随」属性（例えば、図１７の例）、上位に追随する「上位追随」属性、または全体に追随する「全体追随」属性（例えば、図１８の例）を有する。
【０１０１】
また、それぞれのアニメーションは、アニメーションオブジェクトが３次元オブジェクトに結合された場合、新たな１つのアニメーションオブジェクトとして扱われる、「アニメーションオブジェクト化」属性（例えば、図２３の例）を有する。
【０１０２】
そこで、アニメーションオブジェクトの属性設定処理プログラムは、ユーザより、アニメーションオブジェクトの属性設定が指令された場合、図２８のフローチャートに示される処理を実行する。
【０１０３】
ステップＳ４１において、アニメーションオブジェクトの属性設定処理プログラムは、ユーザからの指示に基づいて、アニメーションの種類を選択する。
【０１０４】
ステップＳ４２において、アニメーションオブジェクトの属性設定処理プログラムは、１つの属性（例えば、図２７に示されている「中に入る」属性）を選択する。
【０１０５】
ステップＳ４３において、アニメーションオブジェクトの属性設定処理プログラムは、全ての属性を設定したか否かを判定する。ステップＳ４３において、アニメーションオブジェクトの属性設定処理プログラムは、全ての属性をまだ設定していないと判定した場合、まだ設定していない属性を設定するため、処理をステップＳ４２に戻す。ステップＳ４３において、全ての属性を設定したと判定した場合、アニメーションオブジェクトの属性設定処理プログラムは、処理をステップＳ４４に進める。
【０１０６】
ステップＳ４４において、アニメーションオブジェクトの属性設定処理プログラムは、Ｓ４２の処理で選択された属性に基づき、アニメーションオブジェクトのパラメータを設定し、アニメーションオブジェクトのパラメータ設定処理を終了する。
【０１０７】
このようにして、例えば、図１９に示されるようなアニメーションオブジェクト４１の場合、図２７に示されるように、「中に入る」属性と「同時」属性が設定された左回転アニメーションとされる。
【０１０８】
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるが、ソフトウエアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
【０１０９】
この記録媒体は、図２に示されるように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク６１（フロッピディスクを含む）、光ディスク６２(CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)を含む)、光磁気ディスク６３光磁気ディスク６３（ＭＤ（Mini-Disk）を含む）、もしくは半導体メモリ６４などよりなるパッケージメディアにより構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されているROM５２や、記憶部５８に含まれるハードディスクなどで構成される。
【０１１０】
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０１１１】
また、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
【０１１２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、３次元オブジェクトにアニメーションを設定することができる。またその設定を容易に行うことが可能となる。さらに、複数の３次元オブジェクトに同じアニメーションを設定したり、複数のアニメーションを１つのオブジェクトに設定するなど、３次元オブジェクトに様々なアニメーションを設定することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像処理装置の実施の形態の構成を示す図である。
【図２】図１の画像処理装置の内部の構成を示すブロック図である。
【図３】図１の画像処理装置の動作を説明するフローチャートである。
【図４】３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトの結合の例を示す図である。
【図５】３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトの結合の例を示す他の図である。
【図６】３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトの分離の例を示す図である。
【図７】本発明の画像処理装置の実施の形態の構成を示す図である。
【図８】本発明の画像処理装置の実施の形態の構成を示す図である。
【図９】本発明の画像処理装置の実施の形態の構成を示す図である。
【図１０】本発明の画像処理装置の実施の形態の構成を示す図である。
【図１１】１つの３次元オブジェクトに対して複数の異なるアニメーションを設定する例を示す図である。
【図１２】１つのアニメーションを複数の異なる３次元オブジェクトに設定する例を示す図である。
【図１３】３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトの結合の例を示す図である。
【図１４】３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトの結合の例を示す図である。
【図１５】３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトの結合の例を示す図である。
【図１６】複数の結合された３次元オブジェクトにアニメーションを設定する例を示す図である。
【図１７】複数の結合された３次元オブジェクトにアニメーションを設定する例を示す図である。
【図１８】複数の結合された３次元オブジェクトにアニメーションを設定する例を示す図である。
【図１９】同時アニメーションを設定する例を示す図である。
【図２０】連続アニメーションを設定する例を示す図である。
【図２１】アニメーションオブジェクトの生成処理を説明するフローチャートである。
【図２２】アニメーションを設定する例を示す図である。
【図２３】アニメーションを設定する例を示す図である。
【図２４】３次元オブジェクトをアニメーションオブジェクトに接触させる例を示す図である。
【図２５】３次元オブジェクトをアニメーションオブジェクトに接触させる例を示す図である。
【図２６】３次元オブジェクトをアニメーションオブジェクトに接触させる例を示す図である。
【図２７】アニメーションオブジェクトに設定される属性を説明する図である。
【図２８】アニメーションオブジェクトの属性設定処理を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１ パーソナルコンピュータ， １１ キーボード， １２ ディスプレイ，２１ ポインタセンサ， ２２ トリガボタン， ３１ ３次元オブジェクトセンサ， ４１ 左回転アニメーションオブジェクト， ４２ ３次元オブジェクト， ５１ CPU， ５２ ROM， ５３ RAM， ５４ バス， ５５ 入出力インタフェース， ５６ 操作入力部， ５７ 表示制御部， ５８ 記憶部， ５９ 通信部， ７１ トリガボタン， ８１ 対応切換えトリガボタン，９１ 上下往復アニメーションオブジェクト， １１１ 曲げアニメーションオブジェクト， １２１ ねじりアニメーションオブジェクト， １３１ ストレッチアニメーションオブジェクト
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置及び方法、記録媒体、並びにプログラムに関し、特に、ディスプレイ上の仮想３次元空間内に表示する３次元オブジェクトを簡単にアニメーション表示させることができるようにした画像処理装置及び方法、記録媒体、並びにプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータグラフィックスにおいて、３次元オブジェクトの形状、位置、角度などを時刻に応じて変化させるアニメーションは、多くのソフトウェアによって実現されている。
【０００３】
従来のこのようなソフトウェアでは、所定の時間区間を数回区切り、各時点における対象の３次元オブジェクトの状態（以下、キーフレームと称する）に対して、ユーザがオブジェクトの形状、位置、角度などを編集するという方法によってアニメーションの設定を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなアニメーション設定の方法では、キーフレーム毎にオブジェクトの形状、位置、角度などを編集しなければならず、アニメーションが複雑になるほど、また同時にアニメーションさせる対象のオブジェクトの数が増えるほど、設定に要する時間が長くなる課題がある。
【０００５】
さらに、各ソフトウェアはそれぞれ異なるインターフェースを持っている上、各ソフトウェアでの操作は直感的ではなく複雑なものばかりである。そのため、短い時間で作業を終えるためには、個々のソフトウェア毎に操作経験を積む必要があり、アニメーションの設定は、誰でも容易に可能な作業とはとても言い難いものであった。
【０００６】
また、同じアニメーションを異なる複数の３次元オブジェクトに設定する場合であっても、対象の３次元オブジェクトのそれぞれについてアニメーションの設定を行わなければならず、効率が非常に悪かった。
【０００７】
また、設定に時間がかかってしまうため、従来の方法では、複数のアニメーションと複数の３次元オブジェクトを、ユーザがインタラクティブに変更してアニメーションさせるといった要求を実現することが困難であった。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、コンシューマレベルのコンピュータを用い、複雑でオブジェクトの数が多い場合でも、ユーザが短時間で簡単に、またインタラクティブに変更して、３次元オブジェクトをアニメーションさせることができるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理装置は、アニメーションが予め登録されているアニメーションオブジェクトや３次元オブジェクトの仮想３次元空間上での位置や姿勢を指定する指定手段と、３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトの交差を判定する第１の判定手段と、第１の判定手段により、３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトが交差していると判定された場合、３次元オブジェクトにアニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションと同じアニメーションが既に設定されているか否かを判定する第２の判定手段と、第２の判定手段により、３次元オブジェクトにアニメーションが設定されていないと判定された場合、３次元オブジェクトに対してアニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションを設定する設定手段と、３次元オブジェクトが設定手段により設定されたアニメーションに対応して表示されるように表示を制御する表示制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
結合を指令する操作手段をさらに備え、結合が指令された場合、前記アニメーションを設定することができる。
【００１１】
第２の判定手段により３次元オブジェクトとアニメーションが設定されていると判定された場合、３次元オブジェクトに対するアニメーションの設定を解除する解除手段をさらに備えることができる。
【００１２】
結合の解除を指令する操作手段をさらに備え、結合の解除が指令された場合、アニメーションの設定を解除することができる。
【００１３】
設定手段は、複数の異なるアニメーションオブジェクトが1つの３次元オブジェクトに対して交差された場合、１つの３次元オブジェクトに対して複数の異なるアニメーションを設定することができる。
【００１４】
複数の異なるアニメーションは、同時または時間的に前後して実行させる
ことができる。
【００１５】
アニメーションオブジェクトは、３次元オブジェクトと接触するか、または３次元オブジェクトの中に入る属性を有することができる。
【００１６】
アニメーションオブジェクトは、交差された３次元オブジェクトをアニメーションオブジェクト化することができる。
【００１７】
本発明の画像処理方法は、画像処理装置が備える指定手段が、アニメーションが予め登録されているアニメーションオブジェクトや３次元オブジェクトの仮想３次元空間上での位置や姿勢を指定する指定ステップと、画像処理装置が備える第１の判定手段が、３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトの交差を判定する第１の判定ステップと、画像処理装置が備える第２の判定手段が、第１の判定ステップの処理により、３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトが交差していると判定された場合、３次元オブジェクトにアニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションと同じアニメーションが既に設定されているか否かを判定する第２の判定ステップと、画像処理装置が備える設定手段が、第２の判定ステップの処理により、３次元オブジェクトにアニメーションが設定されていないと判定された場合、３次元オブジェクトに対してアニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションを設定する設定ステップと、画像処理装置が備える表示制御手段が、３次元オブジェクトが設定ステップの処理により設定されたアニメーションに対応して表示されるように表示を制御する表示制御ステップとを含むことを特徴とする。
【００１８】
本発明の記録媒体のプログラムは、３次元オブジェクトをアニメーション表示する画像処理装置を制御するコンピュータを、アニメーションが予め登録されているアニメーションオブジェクトや３次元オブジェクトの仮想３次元空間上での位置や姿勢を変更する変更手段、３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトの交差を判定する第１の判定手段、第１の判定手段により、３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトが交差していると判定された場合、３次元オブジェクトにアニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションと同じアニメーションが既に設定されているか否かを判定する第２の判定手段、第２の判定手段により、３次元オブジェクトにアニメーションが設定されていないと判定された場合、３次元オブジェクトに対してアニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションを設定する設定手段、３次元オブジェクトが設定手段により設定されたアニメーションに対応して表示されるように表示を制御する表示制御手段として機能させるためのプログラムである。
【００１９】
本発明のプログラムは、３次元オブジェクトをアニメーション表示する画像処理装置を制御するコンピュータを、アニメーションが予め登録されているアニメーションオブジェクトや３次元オブジェクトの仮想３次元空間上での位置や姿勢を変更する変更手段、３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトの交差を判定する第１の判定手段、第１の判定手段により、３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトが交差していると判定された場合、３次元オブジェクトにアニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションと同じアニメーションが既に設定されているか否かを判定する第２の判定手段、第２の判定手段により、３次元オブジェクトにアニメーションが設定されていないと判定された場合、３次元オブジェクトに対してアニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションを設定する設定手段、３次元オブジェクトが設定手段により設定されたアニメーションに対応して表示されるように表示を制御する表示制御手段として機能させるためのプログラムである。
【００２０】
本発明においては、３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトが交差していると判定され、また３次元オブジェクトに、交差されたアニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションと同じアニメーションが既に設定されていないと判定された場合、アニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションを３次元オブジェクトに設定し、そのアニメーションに対応して表示させる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。初めに、本発明の概要について、図面を参照して説明する。図１は、所定のアプリケーションプログラム（以下、画像処理プログラムと記述する）を実行させることにより、本発明を適用した画像処理装置として動作するパーソナルコンピュータの外観の構成を示している。
【００２２】
このパーソナルコンピュータ１は、処理結果の画像等を表示するディスプレイ１２、および、ユーザの操作を検知するポインタセンサ２１並びに３次元オブジェクトセンサ３１を有している。
【００２３】
例えば、ユーザの右手（左手でもよい）で操作されるポインタセンサ２１は、現実空間内における３次元の移動操作を、磁気や超音波などを用いて検知し、自己の現在の位置及び角度（姿勢）を示す移動操作信号をパーソナルコンピュータ１に出力する。この移動操作信号に対応して、ディスプレイ１２に表示される仮想３次元空間内でアニメーションオブジェクト４１の位置と角度が変更される。
【００２４】
またポインタセンサ２１は、トリガボタン２２を有しており、トリガボタン２２に対するユーザの押し下げ操作を検知して、対応する押し下げ操作信号をパーソナルコンピュータ１に出力する。画像処理プログラムは、この押し下げ操作信号に対応して、アニメーション設定モード（後述）である状態と、アニメーション設定モードを解除する状態を交互に切り替える。あるいは、画像処理プログラムは、トリガボタン２２が押し下げられている期間だけアニメーション設定モードとし、押し下げられていない期間はアニメーション設定モードではない状態とするようにしてもよい。
【００２５】
なお、ポインタセンサ２１の形状は、対応するアニメーションオブジェクト４１の形状やテクスチャ（すなわち、登録されているアニメーション）を連想させる形状とすることが望ましいが、必ずしもそのようにする必要はない。
【００２６】
例えば、ユーザの左手（右手でもよい）で操作される３次元オブジェクトセンサ３１は、現実空間内における３次元の移動操作を磁気や超音波などを用いて検知し、自己の現在の位置および角度を示す移動操作信号をパーソナルコンピュータ１に出力する。この移動操作信号に対応して、ディスプレイ１２上に表示される仮想３次元空間内で３次元オブジェクト４２の位置と角度が変更される。
【００２７】
なお、３次元オブジェクトセンサ３１の外観（形状や模様）は、対応する表示された３次元オブジェクト４２の外観（図１の例の場合、円柱形）を連想させるもの（したがって、例えば円柱形状）とするのが望ましいが、必ずしもそのようにする必要はない。
【００２８】
また、ポインタセンサ２１および３次元オブジェクトセンサ３１の代わりに、パーソナルコンピュータ１に通常設けられているキーボード１１やマウス（不図示）、トラックボール１３が用いられるようにしてもよい。
【００２９】
また、アニメーションオブジェクト４１の形状及びテクスチャ情報は、そのオブジェクトに予め登録されているアニメーションの内容を連想させるものであることが望ましいが、必ずしもそのようにする必要はない。図１の例の場合、アニメーションオブジェクト４１は、左回転アニメーションが登録されているので、左回りの矢印の図形が付加されている。
【００３０】
このように、ユーザは、ポインタセンサ２１および３次元オブジェクトセンサ３１の少なくとも一方を現実空間内において操作することにより、ディスプレイ１２に表示される仮想３次元空間内において、アニメーションオブジェクト４１と３次元オブジェクト４２を接触（交差）させ、その状態でトリガボタン２２を押し下げることによって、アニメーションさせる３次元オブジェクトを指定するとともに、対象の３次元オブジェクトに、アニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションのパラメータを設定することができる。
【００３１】
図２はパーソナルコンピュータ１の構成例を示している。このパーソナルコンピュータ１は、CPU（Central Processing Unit）５１を内蔵している。CPU５１にはバス５４を介して、入出力インタフェース５５が接続されている。バス５４には、ROM(Read Only Memory)５２およびRAM(Random Access Memory)５３が接続されている。
【００３２】
入出力インターフェース５５には、ユーザが操作するポインタセンサ２１、３次元オブジェクトセンサ３１、トリガボタン２２の他、キーボード１１、トラックボール１３などの入力デバイスで構成される操作入力部５６、およびディスプレイ１２に表示する映像信号を生成する表示制御部５７が接続されている。さらに、入出力インターフェース５５には、プログラムや３次元オブジェクトなどの各種データを格納するハードディスクドライブなどよりなる記憶部５８、インタネットに代表されるネットワークを介してデータを通信する通信部５９、および磁気ディスク６１、光ディスク６２、光磁気ディスク６３、半導体メモリ６４などの記録媒体に対してデータを読み書きするドライブ６０が接続されている。
【００３３】
このパーソナルコンピュータ１に本発明を適用した画像処理装置としての動作を実行させる画像処理プログラムは、磁気ディスク６１（フロッピディスクを含む）、光ディスク６２(CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)を含む)、光磁気ディスク６３（MD(Mini Disc)を含む）、もしくは半導体メモリ６４に格納された状態でパーソナルコンピュータ１に供給され、ドライブ６０によって読み出されて、記憶部５８に内蔵されるハードディスクドライブにインストールされる。記憶部５８にインストールされた画像処理プログラムは、入力部５６に入力されるユーザからのコマンドに対応するCPU５１の指令によって、記憶部５８からRAM５３にロードされて実行される。
【００３４】
次に、パーソナルコンピュータ１の画像処理プログラムが実行する動作について、図３のフローチャートを参照して説明する。なお、既にディスプレイ１２には、ユーザからの所定の操作により、アニメーションオブジェクト４１および３次元オブジェクト４２が表示されている状態にあるものとする。
【００３５】
ステップＳ１において、画像処理プログラム（CPU５１）は、操作入力部５６からの信号に基づいて、ポインタセンサ２１および３次元オブジェクトセンサ３１に対するユーザの操作を検知する。
【００３６】
ステップＳ２において、画像処理プログラムは、ポインタセンサ２１または３次元オブジェクトセンサ３１に対するユーザの操作に対応して、ディスプレイ１２に表示させた仮想３次元空間内において、アニメーションオブジェクト４１または３次元オブジェクト４２の位置と角度（姿勢）を変更する（移動する）。
【００３７】
ステップＳ３において、画像処理プログラムは、ユーザがトリガボタン２２をオンしたか否かを判定する。トリガボタン２２が操作されたと判定した場合、アニメーション設定モードを設定し、処理をステップＳ４に進める。
【００３８】
ステップＳ４において、画像処理プログラムは、３次元オブジェクト４２とアニメーションオブジェクト４１が交差しているか（少なくともその一部が重なった状態になっているか）否かを判定する。交差していると判定した場合、処理をステップＳ５に進める。交差していないと判定した場合、処理をＳ１０に進める。
【００３９】
交差判定の方法は、３次元オブジェクト４２およびアニメーションオブジェクト４１の構造によって異なる。例えば、３次元オブジェクト４２及びアニメーションオブジェクト４１が幾何学的に表現されているならば、幾何学計算によって判定することができる。例えば、３次元オブジェクト４２及びアニメーションオブジェクト４１が球面で表現されている場合、オブジェクト同士の中心位置の距離が、両方のオブジェクトの半径を足した長さよりも短い時、「交差している」と判定する。また、オブジェクトがポリゴンメッシュモデルで表現されている場合、メッシュモデルの交差判定方法を利用することができる。なお、メッシュモデルの交差判定方法の詳細は、文献「J.T.Klosowski, M.Held, J.S.B.Mitchell, H.Sowizr-al, and K.Zikan,“Efficient collision detection using bounding volume hierarchies of k-DOPs”，IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics 4(1):21-36, 1998」に開示されている。
【００４０】
ステップＳ５において、画像処理プログラムは、アニメーションオブジェクト４１が交差している３次元オブジェクト４２において、アニメーションオブジェクト４１の結合フラグが、オンしているか否かを判定する。結合フラグがオンしていない（オフしている）と判定した場合、処理をステップＳ６に進める。
【００４１】
ステップＳ６において、画像処理プログラムは、オブジェクトの結合フラグをオンにする。すなわち、オブジェクトの接続関係が保存される。この他、オブジェクトの構成自体を完全に結合してもよい。例えば、ポリゴンメッシュモデルを用いている場合は、メッシュの再構成を行って１つのモデルにすることもできる。
【００４２】
このとき、アニメーションオブジェクト４１が３次元オブジェクト４２と結合していることをユーザが認識しやすい表示がなされるとよい。例えば、図４の状態Ａに示されるように、アニメーションオブジェクト４１が３次元オブジェクト４２と離れている状態において、状態Ｂに示されるように、アニメーションオブジェクト４１が３次元オブジェクト４２と交差する位置に移動された場合、アニメーションオブジェクト４１は透過して表示される。これにより、結合状態であることが表示される。
【００４３】
図４の状態Ｂに示されるように、アニメーションオブジェクト４１は、３次元オブジェクト４２の内部に完全に含まれた状態を交差としてもよいし、図５の状態Ｂに示されるように、アニメーションオブジェクト４１の一部分が３次元オブジェクト４２の外部に出た状態を交差としてもよい。
【００４４】
ステップＳ７において、画像処理プログラムは、アニメーションオブジェクト４１に登録されているアニメーションのパラメータを、３次元オブジェクト４２に設定する。図４と図５の例の場合、アニメーションオブジェクト４１には、左回転のアニメーションが登録されている（対応付けられている）ので、３次元オブジェクト４２に、左回転のためのパラメータが設定される。
【００４５】
ステップＳ１０において、画像処理プログラムは、３次元オブジェクト４２に設定されたアニメーションのパラメータに基づいて、３次元オブジェクト４２をアニメーション表示させるための画像データを生成する。
【００４６】
ステップＳ１１において、画像処理プログラムは、ステップＳ１１の処理で生成した画像データを、表示制御部５７に内蔵されているメモリ上にレンダリングする。
【００４７】
ステップＳ１２において、画像処理プログラムは、表示制御部５７を制御して、レンダリングした画像データを読み出し、図１のディスプレイ１２に出力して、表示する。これにより、３次元オブジェクト４２がアニメーション表示される（図４と図５の例の場合、３次元オブジェクト４２が左回転される）。そして、画像処理プログラムは、処理をステップＳ１３に進める。
【００４８】
ステップＳ５において、画像処理プログラムは、オブジェクトの結合フラグがオンしていると判定した場合、対象の３次元オブジェクト４２とアニメーションオブジェクト４１とが結合しているものと判定して、処理をステップＳ８に進める。
【００４９】
ステップＳ８において、画像処理プログラムは、オブジェクトの結合フラグをオフにして、３次元オブジェクト４２とアニメーションオブジェクト４１を分離する。すなわち、３次元オブジェクト４２とアニメーションオブジェクト４１が図６の状態Ａに示されるように、結合状態になっている場合において、状態Ｂに示されるように、アニメーションオブジェクト４１と３次元オブジェクト４２は結合が解除され、両者は分離される。
【００５０】
ステップＳ９において、画像処理プログラムは、３次元オブジェクト４２に静止画像としてのパラメータを設定する（ステップＳ７の処理で設定したパラメータを消去する）。その後、ステップＳ１０乃至Ｓ１２の処理が実行される結果、３次元オブジェクト４２のアニメーション表示は停止される。そして、画像処理プログラムは、処理をステップＳ１３に進める。
【００５１】
ステップＳ１３において、画像処理プログラムは、所定の終了条件が満たされているか否かに基づき、当該アニメーション設定処理を終了するか否かを判定する。ここで、所定の終了条件とは、例えばユーザからの終了コマンドが入力された場合、メモリ（RAM５３）の残量が不足する場合などによるソフトウェアまたはハードウェア上の制約条件などを指す。
【００５２】
所定の終了条件が満たされたと判定した場合、処理を終了するが、満たされていないと判定した場合には、当該アニメーション設定処理を終了しないと判定して、処理をステップＳ１に戻し、以降の処理を繰り返す。すなわち、ユーザのさらなる操作に対応して３次元オブジェクト４２に対するアニメーション設定処理を実行することになる。
【００５３】
ステップＳ３において、画像処理プログラムは、トリガボタン２２が操作されていないと判定した場合、アニメーション設定モードを設定せず、ステップＳ４乃至Ｓ９の処理をスキップして、処理をステップＳ１０に進める。
【００５４】
ステップＳ４において、画像処理プログラムは、３次元オブジェクト４２とアニメーションオブジェクト４１が交差していないと判定した場合、無意味な操作がなされたものと判定して、ステップＳ５乃至ステップＳ７の処理はスキップし、処理をステップＳ１０に進める。
【００５５】
このように、図３のシステム構成例を用いて、図４及び図５に示されるように、３次元オブジェクト４２に対してアニメーションオブジェクト４１を結合させることによって、３次元オブジェクト４１にアニメーションを容易に設定し、実行させることができる。
【００５６】
なお、図３の処理は各アニメーションオブジェクト毎に行われ、複数のアニメーションオブジェクトが１つの３次元オブジェクトに交差された場合、それぞれが結合され、複合したアニメーションが実行される。結合の解除は各アニメーションオブジェクト毎に、独立して行われる。
【００５７】
図１の実施の形態では、２つの３次元センサを３次元オブジェクト操作用とアニメーションオブジェクト操作用に用意している。しかしながら、図７に示されるように、１つのアニメーションオブジェクト操作用のセンサのみを用意してもよいし、図８に示されるように、１つの３次元オブジェクト操作用のセンサのみを用意してもよい。
【００５８】
また、図７の例では、トリガボタン２２はポインタセンサ２１に具備されているが、図８の例では、トリガボタン７１は３次元オブジェクトセンサ３１に具備されている。しかしながら、図１及び図９で示されるように、複数の３次元センサを使用した場合には、少なくとも１つにトリガボタンを具備させてもよい。また、全てのセンサにトリガボタンを具備させずに全く別に、オン・オフ状態を入力するボタンのような入力装置（キーボードのキーなど）を用意してもよい。
【００５９】
操作対象のオブジェクト１つに対して必ずしも操作用３次元センサを１つ用意する必要はなく、オブジェクトの数が増えた場合には、オブジェクト操作用３次元センサの対応関係を入力装置のトリガによって変更することで、３次元センサの操作対象のオブジェクトを逐次変更して操作してもよい。例えば、図１０に示されるような構成では、３次元センサにトリガボタン２２に加えて具備された対応切換えトリガボタン８１の操作によって、操作対象のオブジェクトが切換えられる。
【００６０】
なお、いずれの場合であっても、３次元センサではなく、マウスやタブレットなどの２次元入力装置、またはキーボードのキーなどの複数のオン・オフ入力装置で代用してもよい。
【００６１】
次に、複数の異なるアニメーションオブジェクトを１つの３次元オブジェクトに対して結合、分離させることによって様々なアニメーションを容易に設定することができる例を、図１１を参照して説明する。
【００６２】
図１１の状態Ａに示されるように、左回転アニメーションオブジェクト４１を３次元オブジェクト４２に対して結合させると、図１１の状態Ｂに示されるように、３次元オブジェクト４２がアニメーションオブジェクト４１に設定されている左回転アニメーションを開始する。その後、状態Ｃに示されるように、結合していた左回転アニメーションオブジェクト４１を分離させ、上下往復アニメーションオブジェクト９１を結合させると、図１１の状態Ｄに示されるように、３次元オブジェクト４２はアニメーションオブジェクト９１に設定されている上下往復アニメーションを開始する。そして、状態Ｅのように、結合されている上下往復アニメーションオブジェクト９１を３次元オブジェクト４２から分離させると、上下往復アニメーションは停止する。
【００６３】
図１２は、１つのアニメーションオブジェクトを複数の３次元オブジェクトに対して結合、分離させる例を表している。
【００６４】
図１２の状態Ａに示されるように、左回転アニメーションオブジェクト４１を１つの３次元オブジェクト４２に結合させると、状態Ｂに示されるように、結合された３次元オブジェクト４２は左回転アニメーションオブジェクト４１に設定されている左回転アニメーションを開始する。その後、状態Ｃに示されるように、結合させていた左回転アニメーションオブジェクト４１を３次元オブジェクト４２から分離して、新しい３次元オブジェクト１０１に結合させると、状態Ｄに示されるように、結合された３次元オブジェクト１０１は左回転アニメーションオブジェクト４１に設定されている左回転アニメーションを開始する。そして、状態Ｅに示されるように、結合されている左回転アニメーションオブジェクト４１が３次元オブジェクト１０１から分離されると、左回転アニメーションは停止する。
【００６５】
なお、３次元オブジェクトに結合されるアニメーションオブジェクトは、他のアニメーションが設定されていてもよい。図１３は、FFD（Free Form Deformat-ion）を用いて、FFDのパラメータを時間と共に変更することにより、３次元オブジェクト４２をある方向に曲がったり戻ったり、逆方向にも曲がったり戻ったりさせる曲げアニメーションの例を表している。
【００６６】
図１４は、図１３と同様に、FFDを用いて、洗濯機のように、３次元オブジェクト４２の回転方向を変えさせる、ねじれアニメーションの例を表している。
【００６７】
図１５は、図１３と同様に、FFDを用いて、３次元オブジェクト４２の全体を、ゴムのように伸び縮みさせるストレッチアニメーションの例を表している。
【００６８】
いずれの場合も、それぞれのアニメーションに対応する曲げアニメーションオブジェクト１１１、ねじれアニメーションオブジェクト１２１、またはストレッチアニメーションオブジェクト１３１を、３次元オブジェクト４２に結合させることで、そのアニメーションが実現される。
【００６９】
次に、対象の３次元オブジェクトが複数結合している場合に、そのうちの１つの３次元オブジェクトに対してアニメーションオブジェクトを結合する第２の実施の形態を、図１６乃至図１８を参照して説明する。
【００７０】
図１６の状態Ａの例では、３次元オブジェクト１４１に３次元オブジェクト１４２が結合され、３次元オブジェクト１４２に３次元オブジェクト１４３が結合されている。そして、３つの３次元オブジェクト１４１乃至１４３は、上から３次元オブジェクト１４１、１４２、１４３の順に、予め順序付けされている。システム構成、フローチャートは第１の実施の形態のそれと全く同様である。
【００７１】
図１６の状態Ａに示されるように、アニメーションオブジェクト４１が、３次元オブジェクト１４２に結合されると、状態Ｂに示されるように、第１の実施の形態と同様に、結合された３次元オブジェクト１４２のみに、左回転アニメーションオブジェクト４１に設定されている左回転アニメーションのパラメータが設定される。図１６の例の場合、結合された３次元オブジェクト１４２のみが左回転アニメーションを実行する。すなわち、この例では、順序（順番）は意味を有していない。
【００７２】
これに対して、図１７は、左回転アニメーションオブジェクト４１が結合された３次元オブジェクト１４２以下の順序の３次元オブジェクト全てに対して、左回転アニメーションのパラメータが設定される例を表している。図１７の状態Ｂの場合、左回転アニメーションのパラメータは、３次元オブジェクト１４２に対して設定され、それより下位の順序の３次元オブジェクト１４３は、３次元オブジェクト１４２の左回転アニメーションに追随する形でアニメーションする。すなわち、３次元オブジェクト１４２は左回転アニメーションオブジェクト４１の中点を中心に左回転し、アニメーションオブジェクト１４３もこれに追随して左回転アニメーションする。このとき、３次元オブジェクト１４２と３次元オブジェクト１４３の相対的な位置関係は変化しない。
【００７３】
なお、より上位の順序の３次元オブジェクトにアニメーションのパラメータを設定するようにしてもよい。この場合、３次元オブジェクト１４１は、３次元オブジェクト１４２の左回転に追随する形でアニメーションする。
【００７４】
図１８は、結合した３次元オブジェクト全体にアニメーションが行われる実施の形態を表している。この場合も、順序付けの有無は考慮されない。図１７の例で、３次元オブジェクト１４３が３次元オブジェクト１４２に追随したように、オブジェクト全体にアニメーションが行われる場合でも、３次元オブジェクト１４２の左回転アニメーションに、他の３次元オブジェクト１４１、１４３が追随する形になる。そして、図１８の状態Ｂに示されるように、３次元オブジェクト１４２を中心に、結合された３次元オブジェクト全体が左回転するアニメーションが実行される。
【００７５】
次に、複数の異なるアニメーションオブジェクトを１つの３次元オブジェクトに結合させ、１つのオブジェクトに対して複数の異なるアニメーションを同時又は連続的に実行するように設定する第３の実施の形態を、図１９及び図２０を参照して説明する。システム構成とフローチャートは、第１の実施の形態のそれと全く同様である。
【００７６】
図１９の実施の形態では、左回転アニメーションと上下往復アニメーションを同時にアニメーションさせるように、１つの３次元オブジェクトに対して設定が行われる。なお、この場合、アニメーションが同時に行われるように、アニメーションのパラメータが予め設定されている。
【００７７】
図１９の状態Ａに示されるように、３次元オブジェクト４２に左回転アニメーションオブジェクト４１を結合させると、状態Ｂに示されるように、３次元オブジェクト４２は左回転のアニメーションを開始する。その後、状態Ｂに示されるように、上下往復アニメーションオブジェクト９１を結合させると、３次元オブジェクト４２に、上下往復アニメーションオブジェクト９１のパラメータがさらに設定され、状態Ｃに示されるように、３次元オブジェクト４２は、左回転アニメーションと上下往復アニメーションの両方を同時に実行する。
【００７８】
図２０の実施の形態では、左回転アニメーションと上下往復アニメーションが連続して実行させるように、１つの３次元オブジェクトに対して設定が行われる。この場合、アニメーションが連続的に行われるように、アニメーションのパラメータが予め設定されている。各アニメーションオブジェクトには、例えば、アニメーションの長さ（時間）が設定されているとともに、その長さのアニメーションが終了したとき、他のアニメーションが設定されていればそのアニメーションに移行し、設定されていなければ、リピートするといった設定が予め行われている。
【００７９】
図２０の状態Ａに示されるように、３次元オブジェクト４２に左回転アニメーションオブジェクト４１が結合されると、３次元オブジェクト４２は左回転アニメーションを開始する。その後、状態Ｂに示されるように、３次元オブジェクト４２に上下往復アニメーションオブジェクト９１が結合されると、状態Ｃに示されるように、３次元オブジェクト４２に上下往復アニメーションオブジェクト９１のパラメータがさらに設定される。そして、３次元オブジェクト４２は、所定の時間の左回転アニメーションが終了した後、状態Ｄに示されるように、上下往復アニメーションを開始する。さらに、所定の時間の上下往復アニメーションが終了した後、状態Ｅに示されるように、３次元オブジェクト４２は、再び左回転アニメーションを開始する。したがって、３次元オブジェクト４２は、左回転アニメーションと上下往復アニメーションを連続して（時間的に前後して）実行する。
【００８０】
同様のことは、複数のアニメーションオブジェクトを結合させて、１つの新たなアニメーションオブジェクトを生成させることでも実現させることができる。すなわち、この場合、ユーザが、３次元オブジェクトとは無関係に複数のアニメーションオブジェクトを結合させることで、１つの新たなアニメーションオブジェクトが生成される。図２１は、この場合の画像処理プログラムの処理を表している。
【００８１】
ステップＳ３１において、画像処理プログラムは、複数のアニメーションオブジェクトが交差しているか否かを判定する。交差していると判定した場合、画像処理プログラムは、処理をステップＳ３２に進める。
【００８２】
ステップＳ３２において、画像処理プログラムは、アニメーションオブジェクトの結合フラグをオンにする。
【００８３】
ステップＳ３３において、画像処理プログラムは、複数のアニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションのパラメータを結合して、１つの新しいアニメーションのパラメータを作成し、処理を終了する。
【００８４】
ステップＳ３１において、画像処理プログラムは、複数のアニメーションオブジェクトが交差していないと判定した場合、この処理は必要ないと判断して、処理を終了する。
【００８５】
図２１に示されているように、複数のアニメーションオブジェクト同士を結合させて、新たなアニメーションオブジェクトを生成させ、その新たなアニメーションオブジェクトを１つの３次元オブジェクトに結合させることによって、１つの３次元オブジェクトに対して、複数の異なるアニメーションを同時又は連続的に実行させるように設定することのできる第４の実施の形態を、図２２を参照して説明する。システム構成及びフローチャートは、第１の実施例のそれと全く同様である。この場合、同時又は連続アニメーションが行われるように、アニメーションのパラメータが設定されている。
【００８６】
図２２の状態Ａに示されているように、左回転アニメーションオブジェクト４１を上下往復アニメーションオブジェクト９１に結合させると、状態Ｂに示されているように、左回転と上下往復のパラメータが設定された新たなアニメーションオブジェクト１５１が生成される。この処理は図２１のフローチャートを参照して説明した通りである。
【００８７】
このとき、新たなアニメーションオブジェクト１５１は、左回転と上下往復の両方のアニメーションが設定されていることをユーザが認識しやすい表示とされる。このため、図２２の例では、左回転の矢印と、上下往復の矢印の両方が表示されている。そして、３次元オブジェクト４２に対して、新たなアニメーションオブジェクト１５１が結合されると、そのパラメータが３次元オブジェクト４２に設定される。
【００８８】
この新しいアニメーションのパラメータが、左回転アニメーションと上下往復アニメーションを同時に実行するように設定されている場合、３次元オブジェクト４２は、図２２の状態Ｃに示されるように、２つのアニメーションが同時に実行される。
【００８９】
これに対して、新しいアニメーションのパラメータが、左回転アニメーションと上下往復アニメーションが連続的に実行するように設定されている場合、状態Ｄに示されるように、所定の時間だけ左回転アニメーションが実行された後、状態Ｅに示されるように、上下往復アニメーションが所定の時間だけ実行される。上下往復アニメーションが終了した後、再び状態Ｄに示されるように左回転アニメーションが実行される。以下、同様の処理が繰り返される。このように、この例では、複数の異なるアニメーションが連続的に（時間的に前後して）実行される。
【００９０】
このようにして、左回転アニメーションオブジェクト４１と上下往復アニメーションオブジェクト９１を結合して生成された１つの新たなアニメーションオブジェクト１５１を、３次元オブジェクトに結合すれば、左回転アニメーションオブジェクト４１と上下往復アニメーションオブジェクト９１が、別々に結合された場合と同様のアニメーションが実現される。
【００９１】
次に、３次元オブジェクトにアニメーションオブジェクトを結合させることにより、３次元オブジェクトにアニメーションを設定するとともに、３次元オブジェクトを新たにアニメーションオブジェクトとして扱うことができる、第５の実施の形態を、図２３を参照して説明する。
【００９２】
この例の場合、図２３の状態Ａに示されるように、３次元オブジェクト１０１に左回転アニメーションオブジェクト４１が結合されると、状態Ｂに示されるように、３次元オブジェクト１０１は左回転アニメーションを開始する。その後、状態Ｂに示されるように、左回転アニメーションを実行している３次元オブジェクト１０１が１つのアニメーションオブジェクト１６１として、３次元オブジェクト４２に結合されると、状態Ｃに示されるように、３次元オブジェクト４２は、３次元オブジェクト１０１と一体化して、左回転アニメーションを実行する。新たな３次元オブジェクト１６１は、１つのアニメーションオブジェクトとしての機能を有していることをユーザが認識しやすい表示とされる。状態Ｂの３次元オブジェクト１６１と状態Ｃの３次元オブジェクト１６１を比較して明らかなように、この例の場合、３次元オブジェクト１６１全体が、アニメーションオブジェクトとしての色または明るさのオブジェクトとされる。
【００９３】
次に、１つのアニメーションオブジェクトを複数の３次元オブジェクトに接触させることにより、複数の３次元オブジェクトを一体的にアニメーションさせることができる、第６の実施の形態を、図２４を参照して説明する。
【００９４】
図２４の状態Ａに示されるように、左回転アニメーションオブジェクト４１を３次元オブジェクト１７１に接触させると、状態Ｂに示されるように、３次元オブジェクト１７１は、左回転アニメーションオブジェクト４１を中心に、左回転アニメーションを実行する。そして、もう１つの３次元オブジェクト１７２を左回転アニメーションオブジェクト４１に接触させると、状態Ｃに示されるように、３次元オブジェクト１７１と１７２は、一体となって、左回転アニメーションオブジェクト４１を中心に左回転アニメーションを実行する。
【００９５】
さらに、アニメーションオブジェクトが３次元オブジェクトに接触された場合の他の例を、図２５と図２６を参照して説明する。図２５は、曲げアニメーションオブジェクト１１１に、３次元オブジェクト４２と１８１を接触させた例を表している。この例の場合、３次元オブジェクト４２と１８１は、一体化して、アニメーションオブジェクト１１１と接触している部分を根元として左右に曲がる。
【００９６】
図２６はストレッチアニメーションオブジェクト１３１に、３次元オブジェクト１９１と１９２を接触させた例を表している。この例の場合、３次元オブジェクト１９１と１９２は、一体化して、アニメーションオブジェクト１３１と接触した状態で、ゴムのように伸び縮みする。
【００９７】
このように、この発明では、アニメーションオブジェクトは様々な属性を有している。そこで、次に、アニメーションオブジェクトに設定される属性について、図２７を参照して説明する。なお、表中の数字は、属性を有するか否かを表すフラグの数字であり、「０」は属性を有しないことを意味し、「１」は属性を有することを意味する。
【００９８】
アニメーションオブジェクトは、３次元オブジェクトの中に入るという「中に入る」属性（例えば、図４乃至図６、図１１乃至図２０、図２２及び図２３の例）、または３次元オブジェクトと接触するという「接触する」属性（例えば、図２４乃至図２６の例）を有する。
【００９９】
また、それぞれのアニメーションは、複数設定された場合に、設定された時間だけ同時にアニメーションする「同時」属性（例えば、図１９、及び図２２の状態Ｃの例）、または設定された時間ずつ連続してアニメーションを繰り返す「連続」属性（例えば、図２０の状態Ｃ乃至状態Ｅ、図２２の状態Ｄと状態Ｅの例）を有する。
【０１００】
さらに、それぞれのアニメーションは、結合された複数の優先度が存在する３次元オブジェクトのうちのいずれかに設定された場合、アニメーションが、下位に追随する「下位追随」属性（例えば、図１７の例）、上位に追随する「上位追随」属性、または全体に追随する「全体追随」属性（例えば、図１８の例）を有する。
【０１０１】
また、それぞれのアニメーションは、アニメーションオブジェクトが３次元オブジェクトに結合された場合、新たな１つのアニメーションオブジェクトとして扱われる、「アニメーションオブジェクト化」属性（例えば、図２３の例）を有する。
【０１０２】
そこで、アニメーションオブジェクトの属性設定処理プログラムは、ユーザより、アニメーションオブジェクトの属性設定が指令された場合、図２８のフローチャートに示される処理を実行する。
【０１０３】
ステップＳ４１において、アニメーションオブジェクトの属性設定処理プログラムは、ユーザからの指示に基づいて、アニメーションの種類を選択する。
【０１０４】
ステップＳ４２において、アニメーションオブジェクトの属性設定処理プログラムは、１つの属性（例えば、図２７に示されている「中に入る」属性）を選択する。
【０１０５】
ステップＳ４３において、アニメーションオブジェクトの属性設定処理プログラムは、全ての属性を設定したか否かを判定する。ステップＳ４３において、アニメーションオブジェクトの属性設定処理プログラムは、全ての属性をまだ設定していないと判定した場合、まだ設定していない属性を設定するため、処理をステップＳ４２に戻す。ステップＳ４３において、全ての属性を設定したと判定した場合、アニメーションオブジェクトの属性設定処理プログラムは、処理をステップＳ４４に進める。
【０１０６】
ステップＳ４４において、アニメーションオブジェクトの属性設定処理プログラムは、Ｓ４２の処理で選択された属性に基づき、アニメーションオブジェクトのパラメータを設定し、アニメーションオブジェクトのパラメータ設定処理を終了する。
【０１０７】
このようにして、例えば、図１９に示されるようなアニメーションオブジェクト４１の場合、図２７に示されるように、「中に入る」属性と「同時」属性が設定された左回転アニメーションとされる。
【０１０８】
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるが、ソフトウエアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
【０１０９】
この記録媒体は、図２に示されるように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク６１（フロッピディスクを含む）、光ディスク６２(CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)を含む)、光磁気ディスク６３光磁気ディスク６３（ＭＤ（Mini-Disk）を含む）、もしくは半導体メモリ６４などよりなるパッケージメディアにより構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されているROM５２や、記憶部５８に含まれるハードディスクなどで構成される。
【０１１０】
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０１１１】
また、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
【０１１２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、３次元オブジェクトにアニメーションを設定することができる。またその設定を容易に行うことが可能となる。さらに、複数の３次元オブジェクトに同じアニメーションを設定したり、複数のアニメーションを１つのオブジェクトに設定するなど、３次元オブジェクトに様々なアニメーションを設定することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像処理装置の実施の形態の構成を示す図である。
【図２】図１の画像処理装置の内部の構成を示すブロック図である。
【図３】図１の画像処理装置の動作を説明するフローチャートである。
【図４】３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトの結合の例を示す図である。
【図５】３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトの結合の例を示す他の図である。
【図６】３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトの分離の例を示す図である。
【図７】本発明の画像処理装置の実施の形態の構成を示す図である。
【図８】本発明の画像処理装置の実施の形態の構成を示す図である。
【図９】本発明の画像処理装置の実施の形態の構成を示す図である。
【図１０】本発明の画像処理装置の実施の形態の構成を示す図である。
【図１１】１つの３次元オブジェクトに対して複数の異なるアニメーションを設定する例を示す図である。
【図１２】１つのアニメーションを複数の異なる３次元オブジェクトに設定する例を示す図である。
【図１３】３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトの結合の例を示す図である。
【図１４】３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトの結合の例を示す図である。
【図１５】３次元オブジェクトとアニメーションオブジェクトの結合の例を示す図である。
【図１６】複数の結合された３次元オブジェクトにアニメーションを設定する例を示す図である。
【図１７】複数の結合された３次元オブジェクトにアニメーションを設定する例を示す図である。
【図１８】複数の結合された３次元オブジェクトにアニメーションを設定する例を示す図である。
【図１９】同時アニメーションを設定する例を示す図である。
【図２０】連続アニメーションを設定する例を示す図である。
【図２１】アニメーションオブジェクトの生成処理を説明するフローチャートである。
【図２２】アニメーションを設定する例を示す図である。
【図２３】アニメーションを設定する例を示す図である。
【図２４】３次元オブジェクトをアニメーションオブジェクトに接触させる例を示す図である。
【図２５】３次元オブジェクトをアニメーションオブジェクトに接触させる例を示す図である。
【図２６】３次元オブジェクトをアニメーションオブジェクトに接触させる例を示す図である。
【図２７】アニメーションオブジェクトに設定される属性を説明する図である。
【図２８】アニメーションオブジェクトの属性設定処理を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１ パーソナルコンピュータ， １１ キーボード， １２ ディスプレイ，２１ ポインタセンサ， ２２ トリガボタン， ３１ ３次元オブジェクトセンサ， ４１ 左回転アニメーションオブジェクト， ４２ ３次元オブジェクト， ５１ CPU， ５２ ROM， ５３ RAM， ５４ バス， ５５ 入出力インタフェース， ５６ 操作入力部， ５７ 表示制御部， ５８ 記憶部， ５９ 通信部， ７１ トリガボタン， ８１ 対応切換えトリガボタン，９１ 上下往復アニメーションオブジェクト， １１１ 曲げアニメーションオブジェクト， １２１ ねじりアニメーションオブジェクト， １３１ ストレッチアニメーションオブジェクト
Claims (11)
- ３次元オブジェクトをアニメーション表示する画像処理装置において、
アニメーションが予め登録されているアニメーションオブジェクトや前記３次元オブジェクトの仮想３次元空間上での位置や姿勢を指定する指定手段と、
前記３次元オブジェクトと前記アニメーションオブジェクトの交差を判定する第１の判定手段と、
前記第１の判定手段により、前記３次元オブジェクトと前記アニメーションオブジェクトが交差していると判定された場合、前記３次元オブジェクトに前記アニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションと同じアニメーションが既に設定されているか否かを判定する第２の判定手段と、
第２の判定手段により、前記３次元オブジェクトに前記アニメーションが設定されていないと判定された場合、前記３次元オブジェクトに対して前記アニメーションオブジェクトに登録されている前記アニメーションを設定する設定手段と、
前記３次元オブジェクトが前記設定手段により設定された前記アニメーションに対応して表示されるように表示を制御する表示制御手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 結合を指令する操作手段をさらに備え、
結合が指令された場合、前記アニメーションを設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。 - 前記第２の判定手段により前記３次元オブジェクトに前記アニメーションが設定されていると判定された場合、前記３次元オブジェクトに対する前記アニメーションの設定を解除する解除手段
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。 - 結合の解除を指令する操作手段をさらに備え、
結合の解除が指令された場合、前記アニメーションの設定を解除する
ことを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。 - 前記設定手段は、複数の異なる前記アニメーションオブジェクトが１つの前記３次元オブジェクトに対して交差された場合、１つの前記３次元オブジェクトに対して複数の異なる前記アニメーションを設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。 - 複数の異なる前記アニメーションは、同時または時間的に前後して実行される
ことを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。 - 前記アニメーションオブジェクトは、前記３次元オブジェクトと接触するか、または前記３次元オブジェクトの中に入る属性を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。 - 前記アニメーションオブジェクトは、交差された前記３次元オブジェクトをアニメーションオブジェクト化する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。 - ３次元オブジェクトをアニメーション表示する画像処理装置の画像処理方法において、
前記画像処理装置が備える指定手段が、アニメーションが予め登録されているアニメーションオブジェクトや前記３次元オブジェクトの仮想３次元空間上での位置や姿勢を指定する指定ステップと、
前記画像処理装置が備える第１の判定手段が、前記３次元オブジェクトと前記アニメーションオブジェクトの交差を判定する第１の判定ステップと、
前記画像処理装置が備える第２の判定手段が、前記第１の判定ステップの処理により、前記３次元オブジェクトと前記アニメーションオブジェクトが交差していると判定された場合、前記３次元オブジェクトに前記アニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションと同じアニメーションが既に設定されているか否かを判定する第２の判定ステップと、
前記画像処理装置が備える設定手段が、前記第２の判定ステップの処理により、前記３次元オブジェクトに前記アニメーションが設定されていないと判定された場合、前記３次元オブジェクトに対して前記アニメーションオブジェクトに登録されている前記アニメーションを設定する設定ステップと、
前記画像処理装置が備える表示制御手段が、前記３次元オブジェクトが前記設定ステップの処理により設定された前記アニメーションに対応して表示されるように表示を制御する表示制御ステップと
を含むことを特徴とする画像処理方法。 - ３次元オブジェクトをアニメーション表示する画像処理装置を制御するコンピュータを、
アニメーションが予め登録されているアニメーションオブジェクトや前記３次元オブジェクトの仮想３次元空間上での位置や姿勢を変更する変更手段、
前記３次元オブジェクトと前記アニメーションオブジェクトの交差を判定する第１の判定手段、
前記第１の判定手段により、前記３次元オブジェクトと前記アニメーションオブジェクトが交差していると判定された場合、前記３次元オブジェクトに前記アニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションと同じアニメーションが既に設定されているか否かを判定する第２の判定手段、
前記第２の判定手段により、前記３次元オブジェクトに前記アニメーションが設定されていないと判定された場合、前記３次元オブジェクトに対して前記アニメーションオブジェクトに登録されている前記アニメーションを設定する設定手段、
前記３次元オブジェクトが前記設定手段により設定された前記アニメーションに対応して表示されるように表示を制御する表示制御手段
として機能させるためのプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体。 - ３次元オブジェクトをアニメーション表示する画像処理装置を制御するコンピュータを、
アニメーションが予め登録されているアニメーションオブジェクトや前記３次元オブジェクトの仮想３次元空間上での位置や姿勢を変更する変更手段、
前記３次元オブジェクトと前記アニメーションオブジェクトの交差を判定する第１の判定手段、
前記第１の判定手段により、前記３次元オブジェクトと前記アニメーションオブジェクトが交差していると判定された場合、前記３次元オブジェクトに前記アニメーションオブジェクトに登録されているアニメーションと同じアニメーションが既に設定されているか否かを判定する第２の判定手段、
前記第２の判定手段により、前記３次元オブジェクトに前記アニメーションが設定されていないと判定された場合、前記３次元オブジェクトに対して前記アニメーションオブジェクトに登録されている前記アニメーションを設定する設定手段、
前記３次元オブジェクトが前記設定手段により設定された前記アニメーションに対応して表示されるように表示を制御する表示制御手段
として機能させるためのプログラム。
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