JP6062589B1 - プログラム、情報処理装置、影響度導出方法、画像生成方法及び記録媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する一実施形態は、情報処理装置の一例としての、2次元画像で各々が構成されるパーツ群を変形し、所定のキャラクタに係る3次元的な描画表現を示す出力画像を生成するPCに、本発明を適用した例を説明する。しかし、本発明は、キャラクタに限らず、2次元画像のパーツ群で構成されたオブジェクトについて、パーツを変形することで生成された出力画像により3次元的な回転表現を提示可能な任意の機器に適用可能である。
図1は、本発明の実施形態に係るPC100の機能構成を示すブロック図である。
ここで、所定のキャラクタに係る画像の生成に用いられるキャラクタデータの構成例について図9を用いて説明する。
以下、本実施形態の重み決定部105において用いられる重みの決定方法について、図2を用いて説明する。
として表すことができる。ここでg、hは式(2)を変形すると
との行列式で表すことができるため、三角関数の加法定理を用いて該行列式を解くと
となる。
となり、出力観賞方向に対応するptは、p0、p1及びp2とそれぞれに係る重みu、v、wとを用いた加重加算の式で表すことができる。
であるため、第1の観賞方向、第2の観賞方向、第3の観賞方向の各々に係る重みを
として得ることができる。
と表すことができる。式(3)からも明らかなように、パーツや頂点に依らず共通の重みを用いることができるため、座標導出部106は出力観賞方向について決定された重みを用いて全ての頂点についての加重加算の演算を行い、配置座標を導出できる。
このような構成をもつ本実施形態のPC100で実行される、出力観賞方向に係るキャラクタの出力画像を生成する画像生成処理について、図3のフローチャートを用いて具体的な処理を説明する。該フローチャートに対応する処理は、制御部101が、例えば記録媒体102に記憶されている対応する処理プログラムを読み出し、メモリ103に展開して実行することにより実現することができる。なお、本画像生成処理は、例えばキャラクタ観賞アプリケーションの実行後、観賞方向の変更に係る操作入力がなされた際に開始されるものとして説明する。また本実施形態ではキャラクタ観賞アプリケーションの態様での画像生成処理を説明するため、第1の観賞方向、第2の観賞方向及び第3の観賞方向の各々について、キャラクタに係るパーツ群の各頂点の配置座標が予め設定されているものとする。しかしながら本発明の実施はこのような態様に限られるものでなく、例えば第1の観賞方向、第2の観賞方向、第3の観賞方向のような離散的な観賞方向についてのキャラクタのパーツ配置を定義可能なアプリケーションにおいて、定義のなされていない観賞方向(出力観賞方向)に係るキャラクタの出力画像を表示する際にも利用可能であることは言うまでもない。
で表すことができる。一方、第1の観賞方向、第2の観賞方向及び第3の観賞方向の各々に係るキャラクタの描画表現において、対応付けされる1つの頂点(任意のパーツの二次元画像について定義された1つの頂点)の座標をp0'、p1'、p2'とすると、これらの関係を示す方向ベクトルv0'、v2'も
と表せる。
であるから、これを各成分を要素とする行列としてまとめると、
で表すことができ、各成分が既知であれば
により変換行列Mは一意に定まる。
と変形でき、第1の観賞方向、第2の観賞方向及び第3の観賞方向のキャラクタの描画表現における同一の頂点に係る3つの座標についても同様に、
と表すと、変換行列Mを用いて
となる。
のような行列の合成により示されることになる。この場合は、出力観賞方向の変化に係る該頂点の移動は、観賞方向に対応する楕円上での移動を直線上に写像した軌跡を描くことは言うまでもない。
で示される比率であればよいことは言うまでもない。
上述した実施形態では、式(1)に示したように原点を中心とする単位円の、第1の観賞方向、第2の観賞方向及び第3の観賞方向に対応する円周上の3つの点で規定される3種類のベクトル、p1、p0−p1、p2−p1を用いて、出力観賞方向に対応する点を示すベクトルptを用いて表現するものとしたが、ベクトルptに係る角度θtにより該ベクトルの成分は既知である。このため、単位円に係る座標系の正規直交ベクトルex及びeyをベクトル
を用いて表現すると、図14に示されるように
となる。ここで、第1の観賞方向、第2の観賞方向及び第3の観賞方向を定義する角度θ0、θ1、θ2が既知であるため、係数a、b、c、dは連立方程式を解くことで求めることができる。
であり、同様に点202に係るベクトルp1については
であるから、2式からpcを削除すれば
が得られる。故に、正規直交ベクトルを、判明した係数a、b、c、dを用いたベクトルp0−p1、p2−p1の表現とすることで、結果的に式(2)と同様になり、最終的に
と変形することができる。即ち、該計算手法によっても、式(3)と同様の重みu、v、wを得ることができる。
上述した実施形態1では図2に示した第2の観賞方向に対応する円周上の点202から、他の観賞方向に対応する円周上の点201、203にそれぞれ向かうベクトルを用いて、出力観賞方向に対応する円周上の点204を表現することで、重みを導出する方法について説明した。本実施形態では、出力観賞方向に対応する円周上の点を異なる方式で表現し、重みを導出する方法について説明する。なお、本実施形態のPC100は、重み決定部105における重み決定方法が異なる点以外は実施形態1のPC100と同一の構成を有するものとし、各構成の説明は省略する。
以下、本実施形態の重み決定部105において用いられる重みの決定方法について、図7を用いて説明する。図7(a)及び(b)では、図2と同様に原点に中心を有する単位円を示しており、p0、p1、p2は各々、第1の観賞方向、第2の観賞方向、第3の観賞方向に対応する該円周上の点701、702、703を示すベクトルである。またptも、出力観賞方向に対応する該円周上の点704を示すベクトルである。本実施形態の重み決定方法ではθ0<θ1<θ2とし、図7(a)に示されるようにθ0<θt<θ1である場合と、図7(b)に示されるようにθ1<θt<θ2である場合とで、重みの導出方法が異なる。
図7(a)では、点703と点704を結ぶ線分705と、点701と点702を結ぶ線分706との交点707を示すベクトルをpcとしている。図示されるように、交点707は、線分705をj:(1−j)に内分し、線分706をk:(1−k)に内分しているため、
が成り立つ。ここで、j、kは式(5)を変形すると
との行列式で表すことができるため、三角関数の加法定理を用いて該行列式を解くと
となる。
となり、出力観賞方向に対応するptは、実施形態1と同様にp0、p1及びp2とそれぞれに係る重みu、v、wとを用いた加重加算の式で表すことができる。
として得ることができる。即ち、θ0<θt<θ1につき、線分705と706に係る連立方程式を解く方式でも、実施形態1の式(3)と同様の重みを得ることができる。
図7(b)では、点702と点703を結ぶ線分711と、点704と点701を結ぶ線分712との交点713を示すベクトルをpcとしている。図示されるように、交点713は、線分711をa:(1−a)に内分し、線分712をb:(1−b)に内分しているため、
が成り立つ。ここで、a、bは式(7)を変形すると
との行列式で表すことができるため、三角関数の加法定理を用いて該行列式を解くと
となる。
となり、出力観賞方向に対応するptは、実施形態1と同様にp0、p1及びp2とそれぞれに係る重みu、v、wとを用いた加重加算の式で表すことができる。
として得ることができる。即ち、θ1<θt<θ2につき、線分711と712に係る連立方程式を解く方式でも、やはり実施形態1の式(3)と同様の重みを得ることができる。
上述した実施形態1及び2と変形例1では、図5(a)に示したように、1つの仮想平面内に規定されるベクトルに基づき観賞方向を定義する態様、即ち1軸の回転角に係る角度を設定して観賞方向を定義する態様について説明したが、本発明の実施はこれに限られるものではない。
上述した実施形態1及び2と変形例1及び2では、単位円円周上における、予め定義した3種類の観賞方向及び出力観賞方向の各々に係る角度に対応する点の関係に基づいて、出力観賞方向のキャラクタの描画表現に係る重みを導出するものとして説明した。しかしながら、単位円を用いる手法は、特に図10に示したような所定の中心軸と等しい距離を保って回転するような3次元的表現を実現する場合等、任意の頂点が仮想的に定義される3次元空間において、観賞方向の変更に伴い、任意の回転軸を中心とする真円状の軌道を描いて(出力画像(2次元)においては楕円軌道を描いて)遷移する表現を実現せしめるものであるが、本発明はこれに限られない。
として解くことで、真円上の軌道に基づき導出した重みと同様の重みを得ることができる。
上述した実施形態1〜3と変形例1及び2では、2次元画像のパーツ群で構成されたオブジェクトについて3次元的な回転表現を実現する態様について説明したが、本発明の実施は、このような2次元画像群を変形する態様に限られるものではない。
また上述した実施形態1〜3と変形例1及び2では、各パーツについて定められた頂点の配置座標を加重加算により決定するものとして説明したが、本発明はこのような配置座標の決定に係る利用に限られるものではない。各頂点につき深度値を管理する構成では、深度値についても同様の加重加算を行い、例えば遮蔽の有無の判断や陰影の付加有無の判断を行ってもよい。またこのような位置関係を示す値に限らず、例えば観賞方向に応じて変化する輝度や色等の遷移を表現するために、同様の重みを用いて加重加算を行うことで、出力観賞方向に係る頂点の輝度や色を決定することにも利用可能である。
本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。また本発明に係る情報処理装置は、1以上のコンピュータを該情報処理装置として機能させるプログラムによっても実現可能である。該プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されることにより、あるいは電気通信回線を通じて、提供/配布することができる。
Claims (18)
- コンピュータに、第1の観賞方向、第2の観賞方向及び第3の観賞方向を含む、少なくとも3種類の観賞方向の各々につき定義された対象オブジェクトの描画表現に基づき、該対象オブジェクトの出力観賞方向に係る描画表現を生成する際の、前記少なくとも3種類の観賞方向のそれぞれに係る描画表現への影響度を導出する処理を実行させるプログラムであって、
前記第1の観賞方向、前記第2の観賞方向、前記第3の観賞方向及び前記出力観賞方向の各々につき、観賞方向に係る角度を示す情報を取得する取得処理と、
前記対象オブジェクトの回転の基準として予め定められた曲線であって、観賞方向に係る角度に対応する線上の点が定められた曲線に基づき、前記第1の観賞方向、前記第2の観賞方向及び前記第3の観賞方向の各々に係る前記対象オブジェクトの描画表現の、前記出力観賞方向に係る前記対象オブジェクトの描画表現への影響度を導出する導出処理と、を有する
ことを特徴とするプログラム。 - 前記曲線には基準座標が定められ、
前記導出処理は、前記基準座標から前記出力観賞方向に係る角度に対応する前記曲線上の点に向かう出力ベクトルを、前記基準座標から前記第1の観賞方向に係る角度に対応する前記曲線上の点に向かう第1のベクトル、前記基準座標から前記第2の観賞方向に係る角度に対応する前記曲線上の点に向かう第2のベクトル、及び前記基準座標から前記第3の観賞方向に係る角度に対応する前記曲線上の点に向かう第3のベクトルで表現した際の、前記第1のベクトル、前記第2のベクトル及び前記第3のベクトルの各係数を、前記影響度として導出する
ことを特徴とする請求項1に記載のプログラム。 - 前記曲線は、前記基準座標について正の曲率を有する曲線であることを特徴とする請求項2に記載のプログラム。
- 前記曲線は、曲率が正である曲線を近似した折れ線を含むことを特徴とする請求項3に記載のプログラム。
- 前記曲線は、曲率の最大値、変化率及び変化幅の少なくともいずれかが制限されて規定された曲線であることを特徴とする請求項3または4に記載のプログラム。
- 前記第1の観賞方向、前記第2の観賞方向及び前記第3の観賞方向は、前記対象オブジェクトにつき定義された第1の仮想平面において、前記対象オブジェクトに向かう方向に基づき定義されるものであり、
前記第1の観賞方向、前記第2の観賞方向及び前記第3の観賞方向の各々に係る角度は、前記第1の仮想平面における、各観賞方向に対応する方向ベクトルと、前記対象オブジェクトについて定められた基準ベクトルとのなす角度である
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のプログラム。 - 前記少なくとも3種類の観賞方向は、前記第1の仮想平面と交差する第2の仮想平面において前記対象オブジェクトに向かう方向に基づき定義された3種類の観賞方向をさらに含み、
前記取得処理は、前記出力観賞方向につき、前記第1の仮想平面及び前記第2の仮想平面に基づく2軸の角度を示す情報を取得し、
前記導出処理は、前記第1の仮想平面について導出された、前記出力観賞方向の前記2軸の角度の一部の角度成分に係る前記対象オブジェクトの描画表現への影響度と、前記第2の仮想平面について導出された、前記出力観賞方向の前記2軸の角度の他の一部の角度成分に係る前記対象オブジェクトの描画表現への影響度とを合成して、前記少なくとも3種類の観賞方向の各々に係る前記対象オブジェクトの描画表現の影響度を導出する
ことを特徴とする請求項6に記載のプログラム。 - 第1の観賞方向、第2の観賞方向及び第3の観賞方向を含む、少なくとも3種類の観賞方向の各々につき定義された対象オブジェクトの描画表現に基づき、該対象オブジェクトの出力観賞方向に係る描画表現を生成する際の、前記少なくとも3種類の観賞方向のそれぞれに係る描画表現への影響度を導出する情報処理装置であって、
前記第1の観賞方向、前記第2の観賞方向、前記第3の観賞方向及び前記出力観賞方向の各々につき、観賞方向に係る角度を示す情報を取得する取得手段と、
前記対象オブジェクトの回転の基準として予め定められた曲線であって、観賞方向に係る角度に対応する線上の点が定められた曲線に基づき、前記第1の観賞方向、前記第2の観賞方向及び前記第3の観賞方向の各々に係る前記対象オブジェクトの描画表現の、前記出力観賞方向に係る前記対象オブジェクトの描画表現への影響度を導出する導出手段と、を有する
ことを特徴とする情報処理装置。 - 第1の観賞方向、第2の観賞方向及び第3の観賞方向を含む、少なくとも3種類の観賞方向の各々につき定義された対象オブジェクトの描画表現に基づき、該対象オブジェクトの出力観賞方向に係る描画表現を生成する際の、前記少なくとも3種類の観賞方向のそれぞれに係る描画表現への影響度を導出する影響度導出方法であって、
前記第1の観賞方向、前記第2の観賞方向、前記第3の観賞方向及び前記出力観賞方向の各々につき、観賞方向に係る角度を示す情報を取得する取得工程と、
前記対象オブジェクトの回転の基準として予め定められた曲線であって、観賞方向に係る角度に対応する線上の点が定められた曲線に基づき、前記第1の観賞方向、前記第2の観賞方向及び前記第3の観賞方向の各々に係る前記対象オブジェクトの描画表現の、前記出力観賞方向に係る前記対象オブジェクトの描画表現への影響度を導出する導出工程と、を有する
ことを特徴とする影響度導出方法。 - コンピュータに、対象オブジェクトの出力観賞方向に係る描画表現の出力画像を生成する処理を実行させるプログラムであって、
出力画像を生成する前記出力観賞方向を決定する決定処理と、
請求項9に記載の影響度導出方法により導出された影響度と、前記第1の観賞方向、前記第2の観賞方向及び前記第3の観賞方向の各々に係る描画表現とに基づき、前記出力画像を生成する生成処理と、を有する
ことを特徴とするプログラム。 - 各観賞方向に係る描画表現は、前記対象オブジェクトを構成するパーツに係る複数の特徴点の情報により定義され、
前記生成処理は、前記第1の観賞方向、前記第2の観賞方向及び前記第3の観賞方向の各々について定義された前記複数の特徴点の情報を、前記影響度に基づいて加重加算することにより、前記出力画像を生成する
ことを特徴とする請求項10に記載のプログラム。 - 各観賞方向に係る描画表現は、前記対象オブジェクトを構成するパーツに係る複数の特徴点を、該観賞方向につき定義された配置位置に各々配置することで、2次元画像として提供されるものであり、
前記生成処理は、前記第1の観賞方向、前記第2の観賞方向及び前記第3の観賞方向の各々につき定義された各特徴点の配置位置を前記影響度に基づいて加重加算し、該加重加算により得られた位置に該特徴点が配置されるように前記対象オブジェクトを構成するパーツを変形することで、前記出力画像を生成する
ことを特徴とする請求項10または11に記載のプログラム。 - 前記対象オブジェクトを構成するパーツの各々は、2次元画像であり、複数の特徴点が定義されていることを特徴とする請求項12に記載のプログラム。
- 前記生成処理は、前記対象オブジェクトを構成するパーツに係る複数の特徴点の全てについて、同一の前記影響度に基づいて加重加算を行うことを特徴とする請求項12または13に記載のプログラム。
- 前記生成処理は、前記出力観賞方向につき前記影響度導出方法により導出された前記影響度が存在しない場合に、複数の観賞方向につき前記影響度導出方法により導出された前記影響度を合成して、前記出力画像の生成に用いることを特徴とする請求項10乃至14のいずれか1項に記載のプログラム。
- 対象オブジェクトの出力観賞方向に係る描画表現の出力画像を生成する情報処理装置であって、
出力画像を生成する前記出力観賞方向を決定する決定手段と、
請求項9に記載の影響度導出方法により導出された影響度と、前記第1の観賞方向、前記第2の観賞方向及び前記第3の観賞方向の各々に係る描画表現とに基づき、前記出力画像を生成する生成手段と、を有する
ことを特徴とする情報処理装置。 - 対象オブジェクトの出力観賞方向に係る描画表現の出力画像を生成する画像生成方法であって、
出力画像を生成する前記出力観賞方向を決定する決定工程と、
請求項9に記載の影響度導出方法により導出された影響度と、前記第1の観賞方向、前記第2の観賞方向及び前記第3の観賞方向の各々に係る描画表現とに基づき、前記出力画像を生成する生成工程と、を有する
ことを特徴とする画像生成方法。 - 請求項1乃至7及び請求項10乃至15のいずれか1項に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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JPN6016035793; 向川康博,中村裕一,大田友一: '複数の顔画像の組合わせによる任意方向・任意表情の顔画像の生成' 電子情報通信学会論文誌 第J80-D-II巻,第6号, 19970625, p1555-1562, 社団法人電子情報通信学会 * |
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