(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
注視点を原点とした極座標（視点半径，視点天頂角，視点方位角）により、視点を指定する３次元コンピューター・グラフィックスにおける視点自動化にあたり、次の（６ａ）から（６ｅ）の手段からなることを特徴とする視点自動化システム。
（６ａ）物体データを記憶しておく手段。
（６ｂ）視点半径の代わりに生成画面に対する被写体（被写体は物体から構成される）の被写体占有率を入力する手段。
（６ｃ）視点天頂角，  視点方位角，  注視点を入力する手段。
（６ｄ）手段６ｂで入力された被写体占有率となる視点半径を、手段６ａで記憶された物体データから決定する手段。
（６ｅ）手段６ｄで決定した視点半径と、手段６ｃで入力された視点天頂角，  視点方位角，  注視点から視点を決定する手段。
【請求項２】
視点半径を決定する手段が、次の（７ａ）から（７ｂ）の手段からなることを特徴とする請求項１に記載の視点自動化システム。
（７ａ）注視点（７−５ｔ）を原点、光軸（７−７ｔ）をＺ軸（７−４ｔ）とし、Ｚ軸と直交するＹ軸（７−３ｔ）を、画面の縦と平行に取った座標系（７−１ｔ）を考え
ｄ１ｙ＝物体のＹ座標値の絶対値
ｄ２＝物体のＺ座標値
ｄ３ｙ＝ｄ１ｙ／ｔａｎ（垂直画角／２）／被写体占有率
とし、
注視点を原点、光軸をＺ軸とし、Ｚ軸と直交するＸ軸を、画面の横と平行に取った座標系を考え
ｄ１ｘ＝物体のＸ座標値の絶対値
ｄ２＝物体のＺ座標値
ｄ３ｘ＝ｄ１ｘ／ｔａｎ（水平画角／２）／被写体占有率
としたとき、
すべての物体（７−８ｔａ，ｂ）の中で
ｄ２＋ｄ３ｙ  が最大のものを選別し、その最大値を  ｄｉｓｙ  とし、
ｄ２＋ｄ３ｘ  が最大のものを選別し、その最大値を  ｄｉｓｘ  とする手段。
（７ｂ）手段７ａで求めた  ｄｉｓｘ  と  ｄｉｓｙ  の大きい方，  小さい方，  平均値の何れか１つを視点半径とする手段。
【請求項３】
注視点を原点とした極座標（視点半径，視点天頂角，視点方位角）により、視点を指定する３次元コンピューター・グラフィックスにおける視点自動化にあたり、次の（８ａ）から（８ｇ）の手段からなることを特徴とする視点自動化システム。
（８ａ）物体データを記憶しておく手段。
（８ｂ）視点半径の代わりに生成画面に対する被写体（被写体は物体から構成される）の被写体占有率を入力する手段。
（８ｃ）注視点を入力する手段。
（８ｄ）視点天頂角，  視点方位角を入力する手段。
（８ｅ）手段８ｂで入力された被写体占有率となる視点半径を、手段８ａで記憶された物体データから決定する手段。
（８ｆ）手段８ｃで入力された注視点を補正する手段。
（８ｇ）手段８ｅで求めた視点半径と、手段８ｆで補正した注視点と、手段８ｄで入力された視点天頂角，  視点方位角から視点を求める手段。
【請求項４】
視点半径を決定する手段（８ｅ）と、注視点を補正する手段（８ｆ）が、次の（９ａ）から（９ｇ）の手段からなることを特徴とする請求項３に記載の視点自動化システム。
（９ａ）注視点（９−５ｔ）を原点、光軸（９−７ｔ）をＺ軸（９−４ｔ）とし、Ｚ軸と直交するＹ軸（９−３ｔ）を、画面の縦と平行に取った座標系（９−１ｔ）を考え
ｄ１ｙ＝物体のＹ座標値の絶対値
ｄ２＝物体のＺ座標値
ｋｙ＝ｔａｎ（垂直画角／２）
ｄ３ｙ＝ｄ１ｙ／ｋｙ／被写体占有率
とし、
注視点を原点、光軸をＺ軸とし、Ｚ軸と直交するＸ軸を、画面の横と平行に取った座標系を考え
ｄ１ｘ＝物体のＸ座標値の絶対値
ｄ２＝物体のＺ座標値
ｋｘ＝ｔａｎ（水平画角／２）
ｄ３ｘ＝ｄ１ｘ／ｋｘ／被写体占有率
としたとき、
画面中心より上にあるすべての物体（９−８ｔａ，ｂ，ｃ）について  ｄ２＋ｄ３ｙ  が最大のものを選別し、その最大値を  ｄｉｓｙ１  とし、
画面中心より下にあるすべての物体（９−８ｔｄ    ）について  ｄ２＋ｄ３ｙ  が最大のものを選別し、その最大値を  ｄｉｓｙ２  とし、
画面中心より右にあるすべての物体について  ｄ２＋ｄ３ｘ  が最大のものを選別し、その最大値を  ｄｉｓｘ１  とし、
画面中心より左にあるすべての物体について  ｄ２＋ｄ３ｘ  が最大のものを選別し、その最大値を  ｄｉｓｘ２  とし、
すべての物体（９−８ｔａ，ｂ，ｃ，ｄ）について、
物体が画面中心より上にある場合  ｄ２−ｄ３ｙ  が最大のものを、下にある場合  ｄ２＋ｄ３ｙ  が最大のものを、選別し、その最大値を  ｄｉｓｙ３  とし、
物体が画面中心より上にある場合  ｄ２＋ｄ３ｙ  が最大のものを、下にある場合  ｄ２−ｄ３ｙ  が最大のものを、選別し、その最大値を  ｄｉｓｙ４  とし、
物体が画面中心より右にある場合  ｄ２−ｄ３ｘ  が最大のものを、左にある場合  ｄ２＋ｄ３ｘ  が最大なものを、選別し、その最大値を  ｄｉｓｘ３  とし、
物体が画面中心より右にある場合  ｄ２＋ｄ３ｘ  が最大のものを、左にある場合  ｄ２−ｄ３ｘ  が最大なものを、選別し、その最大値を  ｄｉｓｘ４  とする手段。
（９ｂ）手段９ａで求めた  ｄｉｓｙ１  と  ｄｉｓｙ２  について
等しい場合は
ｄｙ＝０
ｄｉｓｙ＝ｄｉｓｙ１  とし、
ｄｉｓｙ１＞ｄｉｓｙ２  の場合は
ｄｙ＝（ｄｉｓｙ１−ｄｉｓｙ３）／２・ｋｙ
ｄｉｓｙ＝ｄｉｓｙ１  とし、
ｄｉｓｙ１＜ｄｉｓｙ２の場合は
ｄｙ＝−（ｄｉｓｙ２−ｄｉｓｙ４）／２・ｋｙ
ｄｉｓｙ＝ｄｉｓｙ２  とし、
ｄｉｓｘ１とｄｉｓｘ２  について
等しい場合は
ｄｘ＝０
ｄｉｓｘ＝ｄｉｓｘ１  とし、
ｄｉｓｘ１＞ｄｉｓｘ２  の場合は
ｄｘ＝（ｄｉｓｘ１−ｄｉｓｘ３）／２・ｋｘ
ｄｉｓｘ＝ｄｉｓｘ１  とし、
ｄｉｓｘ１＜ｄｉｓｘ２  の場合は
ｄｘ＝−（ｄｉｓｘ２−ｄｉｓｘ４）／２・ｋｘ
ｄｉｓｘ＝ｄｉｓｘ２  とする手段。
（９ｃ）世界座標系原点を回転中心（９−１３）とし、かつ、光軸（９−７）が世界座標系ｚ軸（９−４）と平行になる回転（９−１５）変換を、物体（９−８ａ，ｂ，ｃ，ｄ）に与える手段。
（９ｄ）手段９ｃで回転させた物体（９−１７ａ，ｂ，ｃ，ｄ）に基づいて、ｘｙｚ軸のそれぞれにおける物体分布の最大値最小値から物体群（４−１７ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を囲む直方体（９−１９）の重心位置（９−２０）を求める手段。
（９ｅ）手段９ｄで求めた重心位置（９−２０）のｙ座標値に手段９ｂで求めた  ｄｙ、ｘ座標値に手段９ｂで求めた  ｄｘ  を加算して、重心位置を補正する手段。
（９ｆ）手段９ｅで補正した重心位置（９−２１）を、手段９ｃと逆の回転（９−１６）をさせ、補正した注視点（９−２４）を求める手段。
（９ｇ）手段９ｂで求めた  ｄｉｓｘ  と  ｄｉｓｙ  の大きい方，  小さい方，  平均値の何れか１つを視点半径とする手段。
【請求項５】
請求項４に記載の視点自動化システムであって、手段９ｂが下記の手段１０ｂであることを特徴とする視点自動化システム。
（１０ｂ）手段９ａで求めた  ｄｉｓｙ１  と  ｄｉｓｙ２  について
等しい場合は
ｄｙ＝０
ｄｉｓｙ＝ｄｉｓｙ１  とし、
ｄｉｓｙ１＞ｄｉｓｙ２  の場合は
ｄｙ＝（ｄｉｓｙ１−ｄｉｓｙ３）／２・ｋｙ
ｄｉｓｙ＝ｄｉｓｙ１−（ｄｉｓｙ１−ｄｉｓｙ３）／２  とし、
ｄｉｓｙ１＜ｄｉｓｙ２の場合は
ｄｙ＝−（ｄｉｓｙ２−ｄｉｓｙ４）／２・ｋｙ
ｄｉｓｙ＝ｄｉｓｙ２−（ｄｉｓｙ２−ｄｉｓｙ４）／２  とし、
ｄｉｓｘ１とｄｉｓｘ２  について
等しい場合は
ｄｉｓｘ＝ｄｉｓｘ１
ｄｘ＝０  とし、
ｄｉｓｘ１＞ｄｉｓｘ２  の場合は
ｄｘ＝（ｄｉｓｘ１−ｄｉｓｘ３）／２＊ｋｘ
ｄｉｓｘ＝ｄｉｓｘ１−（ｄｉｓｘ１−ｄｉｓｘ３）／２  とし、
ｄｉｓｘ１＜ｄｉｓｘ２  の場合は
ｄｘ＝−（ｄｉｓｘ２−ｄｉｓｘ４）／２＊ｋｘ
ｄｉｓｘ＝ｄｉｓｘ２−（ｄｉｓｘ２−ｄｉｓｘ４）／２  とする手段。
【請求項６】
視点半径の範囲を与え、与えられた視点半径の範囲に視点半径を納める手段
を含むことを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の視点自動化システム。
【請求項７】
３次元コンピューター・グラフィックスにおける画像生成システムにおいて、
請求項１〜６の何れか１つの視点自動化システムを含むことを特徴とする画像生成システム。
【請求項８】
注視点自動化システム，  画角自動化システムの少なくとも何れか１つを含むことを特徴とする請求項７に記載の画像生成システム。
【請求項９】
被写体占有率を垂直方向と水平方向の別々の計２つ、又は、
被写体占有率を垂直方向の上下と水平方向の左右別々の計４つ与え、
被写体占有率を与えなかった方向に関しては被写体占有を配慮しない手段を含むことを特徴とする請求項７〜８の何れか１つに記載の画像生成システム。
【請求項１０】
被写体と認識する各物体の位置は各物体を囲む直方体の各頂点、又は、
各物体を構成する多角形の各頂点
とすることを特徴とする請求項７〜９の何れか１つに記載の画像生成システム。
【請求項１１】
物体に被写体属性を付ける手段と、
被写体属性が付いた物体だけ被写体を構成する物体として認識する手段
を含むことを特徴とする請求項７〜１０の何れか１つに記載の画像生成システム。
【請求項１２】
画像としては現れないが被写体として認識される、被写体範囲属性を物体に付ける手段と、
被写体範囲属性を処理する手段
を含むことを特徴とする請求項７〜１１の何れか１つに記載の画像生成システム。
【請求項１３】
位置のみで大きさを持たず、画像としては現れないが被写体として認識される物体を処理する手段
を含むことを特徴とする請求項７〜１２の何れか１つに記載の画像生成システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は  ３次元コンピューター・グラフィックス（ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｇｒａｐｈｉｃｓ；以下、ＣＧ  と略す）における視点、注視点および画角の自動化に関する。
《《《  目  次  》》》
従来の技術  ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．  ０００２
発明が解決しようとする課題  ．．．．  ０００８
課題を解決するための手段  ．．．．．．  ００１０
作用  ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．  ００４３
実施例  ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．  ００７１
発明の効果  ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．  ０１１１
【０００２】
【従来の技術】
図２ａに示すように、ＣＧ  では視点（０−５）、注視点（０−６）を指定して、画像生成を行う。これは写真において、カメラ位置と被写体位置が存在するのと同様である。写真ではカメラを構えた位置が視点として必然的に決まり、カメラを向けた被写体の位置が注視点として決まる。
ＣＧ  は仮想の空間であるため、このような必然性はない。しかし、視点と注視点が未定では画像生成が出来ないため、ＣＧシステムは初期状態において、視点と注視点を特定の値にしている。
例えば注視点を世界座標系原点、視点をそこから一定の距離だけ離れた位置に設定してある。ＣＧシステムのユーザーはこの初期状態では満足できる画像を生成できないので、視点や注視点を変更して、画像生成を行うことになる。また、画角を変更することもある。
【０００３】
なお、「視点」とは  ＣＧ用語であり、現実のカメラではレンズの光学的中心である主点（ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ  ｐｏｉｎｔ）をいう。また、「光軸」（ｏｐｔｉｃ  ａｘｉｓ）（０−７）とは写真用語であり、ＣＧ  では視点（０−５）と注視点（０−６）を結ぶ直線である。
「光軸」を「視軸」「視線」（ｖｉｓｕａｌ  ｒａｙ，  ｌｉｎｅ  ｏｆ  ｓｉｇｈｔ）、「視点」（ｖｉｅｗ  ｐｏｉｎｔ，  ｖｉｓｕａｌ  ｐｏｉｎｔ，  ｐｏｉｎｔ  ｏｆ  ｅｙｅ，  ｐｏｉｎｔ  ｏｆ  ｓｉｇｈｔ）を「カメラ位置」（ｐｏｉｎｔ  ｏｆ  ｃａｍｅｒａ）、「注視点」（ｐｏｉｎｔ  ｏｆ  ｔａｒｇｅｔ，  ｌｏｏｋｉｎｇ  ｔｈｅｒｅ）を「参照視点」「注目点」「目標点」「参照点」（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｏｉｎｔ）、「極座標」を「球座標」としている論文があるが、本明細書では使用しない。
極座標系を図４に示す。図中の  ｒ  は半径、θは天頂角、φは方位角である。天頂角ではなく仰角を使用する場合があるが、仰角は  ９０゜−天頂角  であり、本質的な差はない。本明細書では天頂角を用いて解説している。
【０００４】
本明細書で使用する角度の単位は度とし、三角関数も度を扱うものとする。Ａｒｃｔａｎは逆正接の主値とする。
【０００５】
本明細書で使用する座標系は原則として右手座標系である。左手座標系（ａ）と右手座標系（ｂ）の関係を図３に示す。図中で各軸の回転方向を示している。
右手座標系では、右手で親指を各軸の正の方向に伸ばして、軸を握ると握った指の方向が正の回転方向である。つまり、右ネジであり、軸の  ＋方向を目に向けて左廻り（反時計廻り）が正、軸の  −方向を目に向けて右廻り（時計廻り）が正である。
左手座標系では、左手で親指を各軸の正の方向に伸ばして、軸を握ると握った指の方向が正の回転方向である。つまり、左ネジであり、軸の  ＋方向を目に向けて右廻り（時計廻り）が正、軸の  −方向を目に向けて左廻り（反時計廻り）が正である。
【０００６】
本明細書の画面の座標系は図２ｂのとおりである。画面上（０−３１）、画面右（０−３３）が正であり、画面下（０−３２）、画面左（０−３４）が負である。光軸（０−７）は画面中心（０−３５）を通り、画面中心（０−３５）は原点ゼロである。画角は水平画角（０−３６），  垂直画角（０−３７），  対角画角（０−３８）があり、本明細書はこれを使い分けている。
視点（０−５）、注視点（０−６）の関係は光軸（０−７）のベクトルを指定するためのものであり、視点と注視点は、視点と光軸ベクトルとして読み変えることが出来る。本明細書は視点と注視点で完結しているが、視点と光軸ベクトルとして読み変えることも出来る。
【０００７】
本発明で想定している  ３次元ＣＧ  の画像生成手法（レンダリング方法）は特に制限はない。例えばレイ・トレーシング（ｒａｙ  ｔｒａｃｉｎｇ），  Ｚバッファ，  Ａバッファ，  スキャンライン，  ワイヤフレームなどどれでもよい。もっともワイヤフレームに関しては画像生成というより、画像表示，  図形表示というべきものである。従って、本明細書でいう画像生成は画像表示，  図形表示を含むものとする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ＣＧ  では被写体にあたる物体群（０−８ａ，ｄ）を自分で構築するものであり、そのため注視点はある程度決定しているものである。また、構築した全体を見たいのか、あるいは少し近付いて見たいのかと言った程度は決定しているものである。
より突き詰めて言えば、写真においてカメラと被写体の間の関係は構図のために存在するのであって、つまりは画面と被写体の関係が問題なのである。これはＣＧ  においても同様の筈である。
だとしたら画面と被写体の関係を指定することにより、視点，  注視点，  画角は自動化が可能である。もろちん被写体とするもの以外に背景，  前景，  飾りと言った物体が存在するのは写真ならず  ＣＧ  も同様であり、そうしたものを配慮した自動化が必要である。本発明はその実現を目的とするものである。
【０００９】
特に問題としなければならないのは飛行機や船などの乗物の  ＣＧ  を作る場合、その進行方向が空いた構図になるように視点や注視点を微妙に調整しなければならないことである。いかに画像生成が速いシステムであっても、こうした微調整作業を何度も行うことは非効率窮まりなく、アーティストやデザイナー側の負担が大変であり、人間が機械に使われるという人間疎外の状況を作るものである。ＣＧ  が  ＣＧ  である以上、こうした構図上の自動化は是非とも必要であり、それがなければ  ＣＧ  の意義がない。本発明はその完全自動化の実現を目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
まず、注視点を自動決定するシステムの発明として、以下の  Ｈ１〜５  がある。
Ｈ１  の発明のブロック図を図５に示す。
Ｈ４  の発明の原理図を図７、ブロック図を図６に示す。光軸と平行にする軸は世界座標系ｚ軸、空間の任意点は世界座標系原点に取るのが最も適当である。
【００１１】
［Ｈ１］３次元コンピューター・グラフィックスにおける注視点自動化にあたり、次の（１ａ）から（１ｂ）の手段からなることを特徴とする注視点自動化システム。
（１ａ）記憶装置に格納された、物体群（物体群は被写体を構成する）の位置と形状から空間中心位置を求める手段。
（１ｂ）手段１ａで求めた空間中心位置を基準に注視点を決定する手段。
【００１２】
［Ｈ２］空間中心位置を、物体群を包含する直方体の重心とする
ことを特徴とする  Ｈ１  に記載の注視点自動化システム。
【００１３】
［Ｈ３］直方体が光軸と平行な辺を持つ最小の直方体である
ことを特徴とする  Ｈ２  に記載の注視点自動化システム。
【００１４】
［Ｈ４］空間中心位置を求める手段が、次の（４ａ）から（４ｃ）の手段からなることを特徴とする  Ｈ３  に記載の注視点自動化システム。
（４ａ）世界座標系の任意点を回転中心（４−１３）とし、かつ、光軸（４−７）が世界座標系のｘｙｚ軸の何れか１つ（４−４）と平行になる回転（４−１５）変換を、物体（４−８ａ，ｄ）に与える手段。
（４ｂ）手段４ａで回転させた物体（４−１７ａ，ｄ）に基づいて、ｘｙｚ軸のそれぞれにおける物体分布の最大値最小値から物体群（４−１７ａ，ｄ）を囲む直方体（４−１９）の重心位置（４−２０）を求める手段。
（４ｃ）手段４ｂで求めた重心位置（４−２０）を、手段４ａと逆の回転（４−１６）をさせ、空間中心位置（４−１１）を求める手段。
【００１５】
［Ｈ５］空間中心位置を基準に注視点を決定する手段が、
空間中心位置を中心とした極座標で指定し、
極座標の半径が、物体群を包含する直方体の外接球の半径の距離を  １  とした無次元量である
ことを特徴とする  Ｈ１〜５  の何れか１つに記載の注視点自動化システム。
【００１６】
請求項１〜６は視点を自動決定するシステムの発明である。
従来技術として、注視点を原点とした極座標（視点半径，視点天頂角，視点方位角）により、視点を指定する画像生成システムがある。図４に極座標系を示す。図中の  ｒ  は半径、θは天頂角、φは方位角である。
請求項１の発明のブロック図を図９に示す。
請求項２の発明の原理図を図１１に示し、ブロック図を図１０に示す。ただし、図１１では被写体占有率は  １  を想定している。
請求項３の発明のブロック図を図１に示す。
請求項４〜５の発明の原理図を図１４，  １５に示し、ブロック図を図１３に示す。ただし、図１４では被写体占有率は  １  を想定している。
請求項６の発明は視点半径の範囲についての発明である。
【００１７】
請求項１の発明は、注視点を原点とした極座標（視点半径，視点天頂角，視点方位角）により、視点を指定する３次元コンピューター・グラフィックスにおける視点自動化にあたり、次の（６ａ）から（６ｅ）の手段からなることを特徴とする視点自動化システムの発明である。
（６ａ）物体データを記憶しておく手段。
（６ｂ）視点半径の代わりに生成画面に対する被写体（被写体は物体から構成される）の被写体占有率を入力する手段。
（６ｃ）視点天頂角，  視点方位角，  注視点を入力する手段。
（６ｄ）手段６ｂで入力された被写体占有率となる視点半径を、手段６ａで記憶された物体データから決定する手段。
（６ｅ）手段６ｄで決定した視点半径と、手段６ｃで入力された視点天頂角，  視点方位角，  注視点から視点を決定する手段。
【００１８】
ここで被写体占有率について図８を使って説明する。被写体占有率は、生成画面における被写体が占有する比率のことである。
被写体は１つ以上の物体から構成される。逆に物体または物体群は被写体を構成する。１つの物体が複数の物体から成り立っているものある。何れにしても本明細書で言っている被写体とは１つ以上の物体から構成されるものをいう。
この図では被写体が１つの物体で成り立っていると考えてもよいし、複数の物体から成り立っていると考えてもよい。例えばメタボールならば、このような物体を作るのは比較的簡単である。
この図では画面の上下と被写体の関係が問題になっている。図では左右については考えないものとする。言い換えれば被写体の縦の長さが問題であり、横は無関係である。
被写体占有率は
（ａ）１    のとき  １００％被写体が占有し画面に空きはない。
（ｂ）０．５  のとき  ５０％  の空きが出来る。
（ｃ）１．５  のとき被写体の  ６６．６％  しか画面に表示されない。
（ｄ）２    のとき被写体の  ５０％  しか画面に表示されない。
被写体占有率が  ０  では何も表示されないことになる。一般に被写体占有率は０を越える値を取り、値が小さいほど画面の空きが多い。
（ａ）で「空きがない」という表現を使用したが、この被写体はいびつなので、現実には空きがある（もちろん、左右は考えず、上下だけについてである）。しかし、画面と被写体が接しているところがあれば、これは空きはないと表現する。
これは次のような理由からである。もし人物を被写体占有率１  で写真撮影した場合、おなかだけしか写らないでは意味がない。直立している人物ならば頭と足がぎりぎり画面に入るのを被写体占有率１  とするのが正答である。
以上は以下の発明においても共通の事項である。本明細書ではすべてこの条件で説明しているが、数々の変形が考えられる。例えば値を  １００倍し、被写体占有率１００％  のとき、１００％被写体が占有し画面に空きはないようにしてもよい。また、あまり勧められないが（ｂ）と（ｃ）の関係を逆にすることも出来る。
【００１９】
請求項２の発明は、視点半径を決定する手段が、次の（７ａ）から（７ｂ）の手段からなることを特徴とする請求項１に記載の視点自動化システムの発明である。
（７ａ）注視点（７−５ｔ）を原点、光軸（７−７ｔ）をＺ軸（７−４ｔ）とし、Ｚ軸と直交するＹ軸（７−３ｔ）を、画面の縦と平行に取った座標系（７−１ｔ）を考え
ｄ１ｙ＝物体のＹ座標値の絶対値
ｄ２＝物体のＺ座標値
ｄ３ｙ＝ｄ１ｙ／ｔａｎ（垂直画角／２）／被写体占有率
とし、
注視点を原点、光軸をＺ軸とし、Ｚ軸と直交するＸ軸を、画面の横と平行に取った座標系を考え
ｄ１ｘ＝物体のＸ座標値の絶対値
ｄ２＝物体のＺ座標値
ｄ３ｘ＝ｄ１ｘ／ｔａｎ（水平画角／２）／被写体占有率
としたとき、
すべての物体（７−８ｔａ，ｂ）の中で
ｄ２＋ｄ３ｙ  が最大のものを選別し、その最大値を  ｄｉｓｙ  とし、
ｄ２＋ｄ３ｘ  が最大のものを選別し、その最大値を  ｄｉｓｘ  とする手段。
（７ｂ）手段７ａで求めた  ｄｉｓｘ  と  ｄｉｓｙ  の大きい方，  小さい方，  平均値の何れか１つを視点半径とする手段。
【００２０】
なお、明細書最後の「符号の説明」における「注視点座標系」というのは注視点を原点とし、光軸をＺ軸とした座標系のことである。この座標系は手段７ａで使用している。また、符号の末尾に  ｔ  が付いているものは注視点座標系でのものを示し、世界座標系のものと区別している。ｔ  は  ｔａｒｇｅｔ（目標）の意味である。
注視点座標系と、物体が本来存在する世界座標系とは相対的なものである。図２３の実施例では物体を回転させているが、これは注視点座標系で物体を見るのと同じである。
画面の縦とは図２の  ０−２９、画面の横とは図２の  ０−３０  のことである。あるいは手段７ａの  Ｙ軸とは図２の  Ｙ軸と、手段７ａ  の  Ｘ軸とは図２の  Ｘ軸と平行と解釈してもよい。垂直画角，  水平画角についても図２で説明している。
被写体占有率は請求項９，  Ｈ２３  の発明では、垂直方向と水平方向の別々に与えられる。その場合、被写体占有率を与えなかった方向に関しては  ｄｉｓｙ，  ｄｉｓｘ  は計算しない。
【００２１】
請求項３の発明は、注視点を原点とした極座標（視点半径，視点天頂角，視点方位角）により、視点を指定する３次元コンピューター・グラフィックスにおける視点自動化にあたり、次の（８ａ）から（８ｇ）の手段からなることを特徴とする視点自動化システムの発明である。
（８ａ）物体データを記憶しておく手段。
（８ｂ）視点半径の代わりに生成画面に対する被写体（被写体は物体から構成される）の被写体占有率を入力する手段。
（８ｃ）注視点を入力する手段。
（８ｄ）視点天頂角，  視点方位角を入力する手段。
（８ｅ）手段８ｂで入力された被写体占有率となる視点半径を、手段８ａで記憶された物体データから決定する手段。
（８ｆ）手段８ｃで入力された注視点を補正する手段。
（８ｇ）手段８ｅで求めた視点半径と、手段８ｆで補正した注視点と、手段８ｄで入力された視点天頂角，  視点方位角から視点を求める手段。
【００２２】
請求項４の発明は、視点半径を決定する手段（８ｅ）と、注視点を補正する手段（８ｆ）が、次の（９ａ）から（９ｇ）の手段からなることを特徴とする請求項３に記載の視点自動化システムの発明である。
（９ａ）注視点（９−５ｔ）を原点、光軸（９−７ｔ）をＺ軸（９−４ｔ）とし、Ｚ軸と直交するＹ軸（９−３ｔ）を、画面の縦と平行に取った座標系（９−１ｔ）を考え
ｄ１ｙ＝物体のＹ座標値の絶対値
ｄ２＝物体のＺ座標値
ｋｙ＝ｔａｎ（垂直画角／２）
ｄ３ｙ＝ｄ１ｙ／ｋｙ／被写体占有率
とし、
注視点を原点、光軸をＺ軸とし、Ｚ軸と直交するＸ軸を、画面の横と平行に取った座標系を考え
ｄ１ｘ＝物体のＸ座標値の絶対値
ｄ２＝物体のＺ座標値
ｋｘ＝ｔａｎ（水平画角／２）
ｄ３ｘ＝ｄ１ｘ／ｋｘ／被写体占有率
としたとき、
画面中心より上にあるすべての物体（９−８ｔａ，ｂ，ｃ）について  ｄ２＋ｄ３ｙ  が最大のものを選別し、その最大値を  ｄｉｓｙ１  とし、
画面中心より下にあるすべての物体（９−８ｔｄ    ）について  ｄ２＋ｄ３ｙ  が最大のものを選別し、その最大値を  ｄｉｓｙ２  とし、
画面中心より右にあるすべての物体について  ｄ２＋ｄ３ｘ  が最大のものを選別し、その最大値を  ｄｉｓｘ１  とし、
画面中心より左にあるすべての物体について  ｄ２＋ｄ３ｘ  が最大のものを選別し、その最大値を  ｄｉｓｘ２  とし、
すべての物体（９−８ｔａ，ｂ，ｃ，ｄ）について、
物体が画面中心より上にある場合  ｄ２−ｄ３ｙ  が最大のものを、下にある場合  ｄ２＋ｄ３ｙ  が最大のものを、選別し、その最大値を  ｄｉｓｙ３  とし、
物体が画面中心より上にある場合  ｄ２＋ｄ３ｙ  が最大のものを、下にある場合  ｄ２−ｄ３ｙ  が最大のものを、選別し、その最大値を  ｄｉｓｙ４  とし、
物体が画面中心より右にある場合  ｄ２−ｄ３ｘ  が最大のものを、左にある場合  ｄ２＋ｄ３ｘ  が最大なものを、選別し、その最大値を  ｄｉｓｘ３  とし、
物体が画面中心より右にある場合  ｄ２＋ｄ３ｘ  が最大のものを、左にある場合  ｄ２−ｄ３ｘ  が最大なものを、選別し、その最大値を  ｄｉｓｘ４  とする手段。
（９ｂ）手段９ａで求めた  ｄｉｓｙ１  と  ｄｉｓｙ２  について
等しい場合は
ｄｙ＝０
ｄｉｓｙ＝ｄｉｓｙ１  とし、
ｄｉｓｙ１＞ｄｉｓｙ２  の場合は
ｄｙ＝（ｄｉｓｙ１−ｄｉｓｙ３）／２・ｋｙ
ｄｉｓｙ＝ｄｉｓｙ１  とし、
ｄｉｓｙ１＜ｄｉｓｙ２の場合は
ｄｙ＝−（ｄｉｓｙ２−ｄｉｓｙ４）／２・ｋｙ
ｄｉｓｙ＝ｄｉｓｙ２  とし、
ｄｉｓｘ１とｄｉｓｘ２  について
等しい場合は
ｄｘ＝０
ｄｉｓｘ＝ｄｉｓｘ１  とし、
ｄｉｓｘ１＞ｄｉｓｘ２  の場合は
ｄｘ＝（ｄｉｓｘ１−ｄｉｓｘ３）／２・ｋｘ
ｄｉｓｘ＝ｄｉｓｘ１  とし、
ｄｉｓｘ１＜ｄｉｓｘ２  の場合は
ｄｘ＝−（ｄｉｓｘ２−ｄｉｓｘ４）／２・ｋｘ
ｄｉｓｘ＝ｄｉｓｘ２  とする手段。
（９ｃ）世界座標系原点を回転中心（９−１３）とし、かつ、光軸（９−７）が世界座標系ｚ軸（９−４）と平行になる回転（９−１５）変換を、物体（９−８ａ，ｂ，ｃ，ｄ）に与える手段。
（９ｄ）手段９ｃで回転させた物体（９−１７ａ，ｂ，ｃ，ｄ）に基づいて、ｘｙｚ軸のそれぞれにおける物体分布の最大値最小値から物体群（４−１７ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を囲む直方体（９−１９）の重心位置（９−２０）を求める手段。
（９ｅ）手段９ｄで求めた重心位置（９−２０）のｙ座標値に手段９ｂで求めた  ｄｙ、ｘ座標値に手段９ｂで求めた  ｄｘ  を加算して、重心位置を補正する手段。
（９ｆ）手段９ｅで補正した重心位置（９−２１）を、手段９ｃと逆の回転（９−１６）をさせ、補正した注視点（９−２４）を求める手段。
（９ｇ）手段９ｂで求めた  ｄｉｓｘ  と  ｄｉｓｙ  の大きい方，  小さい方，  平均値の何れか１つを視点半径とする手段。
【００２３】
図１４のように光軸と平行にするは世界座標系ｚ軸に、空間の任意点は世界座標系原点に取るのが最も適当である。
図１４では物体は  ９−８ｔａ，  ９−８ｔｂ，  ９−８ｔｃ，  ９−８ｔｄ  の４つ、図１５ａ  では物体は９−８ａ，  ９−８ｂ，  ９−８ｃ，  ９−８ｄ  の４つ、図１５ｂ  では  ９−１７ａ，  ９−１７ｂ，  ９−１７ｃ，  ９−１７ｄ  の４つある。共通して  ｄ  だけが画面中心より下にある。
本明細書では原則として  ｄ  は画面中心より下にあるものとする。また、９−８ｔａ，ｂ  は  ９−８ｔａ，  ９−８ｔｂ  を意味する。
図１３のブロック図からわかるとおり、視点半径を決定する手段（８ｅ）と、注視点を補正する手段（８ｆ）は、共通部分  ９ａ，  ９ｂ  を持っている。
【００２４】
請求項５の発明は、請求項４に記載の視点自動化システムであって、手段９ｂが下記の手段１０ｂであることを特徴とする視点自動化システムの発明である。
（１０ｂ）手段９ａで求めた  ｄｉｓｙ１  と  ｄｉｓｙ２  について
等しい場合は
ｄｙ＝０
ｄｉｓｙ＝ｄｉｓｙ１  とし、
ｄｉｓｙ１＞ｄｉｓｙ２  の場合は
ｄｙ＝（ｄｉｓｙ１−ｄｉｓｙ３）／２・ｋｙ
ｄｉｓｙ＝ｄｉｓｙ１−（ｄｉｓｙ１−ｄｉｓｙ３）／２  とし、
ｄｉｓｙ１＜ｄｉｓｙ２の場合は
ｄｙ＝−（ｄｉｓｙ２−ｄｉｓｙ４）／２・ｋｙ
ｄｉｓｙ＝ｄｉｓｙ２−（ｄｉｓｙ２−ｄｉｓｙ４）／２  とし、
ｄｉｓｘ１とｄｉｓｘ２  について
等しい場合は
ｄｉｓｘ＝ｄｉｓｘ１
ｄｘ＝０  とし、
ｄｉｓｘ１＞ｄｉｓｘ２  の場合は
ｄｘ＝（ｄｉｓｘ１−ｄｉｓｘ３）／２・ｋｘ
ｄｉｓｘ＝ｄｉｓｘ１−（ｄｉｓｘ１−ｄｉｓｘ３）／２  とし、
ｄｉｓｘ１＜ｄｉｓｘ２  の場合は
ｄｘ＝−（ｄｉｓｘ２−ｄｉｓｘ４）／２・ｋｘ
ｄｉｓｘ＝ｄｉｓｘ２−（ｄｉｓｘ２−ｄｉｓｘ４）／２  とする手段。
【００２５】
請求項６は、視点半径の範囲を与え、与えられた視点半径の範囲に視点半径を納める手段
を含むことを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の視点自動化システムの発明である。
【００２６】
続いて、画角を自動決定するシステムの発明として、以下の  Ｈ１２〜１８  がある。
Ｈ１３  は画角を決定する手段の発明である。Ｈ１３  の発明の原理図を図１８に、ブロック図を図１６に示す。
Ｈ１４  は注視点を補正する手段を含んだ画角自動化システムの発明である。
Ｈ１５〜１６  は画角を決定する手段と、注視点を補正する手段の発明である。Ｈ１５〜１６  の発明の原理図を図１９，  ２０に、ブロック図を図１７に示す。
Ｈ１７  は画角の範囲についての発明である。
【００２７】
［Ｈ１２］３次元コンピューター・グラフィックスにおける画角自動化にあたり、次の（１２ａ）から（１２ｃ）の手段からなることを特徴とする画角自動化システム。
（１２ａ）物体データを記憶しておく手段。
（１２ｂ）画角の代わりに生成画面に対する被写体の被写体占有率を入力する手段。
（１２ｃ）手段１２ｂで入力された被写体占有率となる画角を、手段１２ａで記憶された物体データから決定する手段。
【００２８】
［Ｈ１３］画角を決定する手段が、次の（１３ａ）から（１３ｂ）の手段からなることを特徴とする  Ｈ１２  に記載の画角自動化システム。
（１３ａ）注視点（１３−５ｔ）を原点、光軸（１３−７ｔ）をＺ軸（１３−４ｔ）とし、Ｚ軸と直交するＹ軸（１３−３ｔ）を、画面の縦と平行に取った座標系（１３−１ｔ）を考え
ｄ＝視点のＺ座標値
ｄ１ｙ＝物体のＹ座標値の絶対値
ｄ２＝物体のＺ座標値
ｄ３＝ｄ−ｄ２
とし、
注視点を原点、光軸をＺ軸とし、Ｚ軸と直交するＸ軸を、画面の横と平行に取った座標系を考え
ｄ＝視点のＺ座標値
ｄ１ｘ＝物体のＸ座標値の絶対値
ｄ２＝物体のＺ座標値
ｄ３＝ｄ−ｄ２
としたとき、
すべての物体（１３−８ｔａ，ｂ）の中で
２・Ａｒｃｔａｎ（ｄ１ｙ／ｄ３／被写体占有率）  が最大のものを選別し、その最大値を  θｙとし、
２・Ａｒｃｔａｎ（ｄ１ｘ／ｄ３／被写体占有率）  が最大のものを選別し、その最大値を  θｘとする手段。
（１３ｂ）手段１３ａで求めた  θｘ  と  θｙ  をそれぞれを画像生成システムの画角に変換し、変換後の  θｘ  と  θｙ  の大きい方，  小さい方，  平均値の何れか１つを画角とする手段。
【００２９】
ちなみに
画角＝２・Ａｒｃｔａｎ（ｄ１／（ｄ−ｄ２）／被写体占有率）
という式は  Ｈ７  の式
ｄ＝ｄ１／ｔａｎ（画角／２）／被写体占有率＋ｄ２
から
ｄ−ｄ２＝ｄ１／ｔａｎ（画角／２）／被写体占有率
ｔａｎ（画角／２）＝ｄ１／（ｄ−ｄ２）／被写体占有率
画角／２＝Ａｒｃｔａｎ（ｄ１／（ｄ−ｄ２）／被写体占有率）
を経て導かれる。
【００３０】
［Ｈ１４］注視点を補正する手段
を含むことを特徴とする  Ｈ１２  又は  Ｈ１３  に記載の画角自動化システム。
【００３１】
［Ｈ１５］画角を決定する手段と、注視点を補正する手段が、次の（１５ａ）から（１５ｄ）の手段からなることを特徴とする  Ｈ１４  に記載の画角自動化システム。
（１５ａ）注視点（１５−５ｔ）を原点、光軸（１５−７ｔ）をＺ軸（１５−４ｔ）とし、Ｚ軸と直交するＹ軸（１５−３ｔ）を、画面の縦と平行に取った座標系（１５−１ｔ）を考え
ｄ＝視点のＺ座標値
ｄ１ｙ＝物体のＹ座標値の絶対値
ｄ２＝物体のＺ座標値
ｄ３＝ｄ−ｄ２
とし、
注視点を原点、光軸をＺ軸とし、Ｚ軸と直交するＸ軸を、画面の横と平行に取った座標系を考え
ｄ＝視点のＺ座標値
ｄ１ｘ＝物体のＸ座標値の絶対値
ｄ２＝物体のＺ座標値
ｄ３＝ｄ−ｄ２
としたとき、
画面中心より上にあるすべての物体（１５−８ｔａ，ｂ，ｃ）について  ２・Ａｒｃｔａｎ（ｄ１ｙ／ｄ３／被写体占有率）  が最大のものを選別し、その最大値を  θｙ１  とし、
画面中心より下にあるすべての物体（１５−８ｔｄ    ）について  ２・Ａｒｃｔａｎ（ｄ１ｙ／ｄ３／被写体占有率）  が最大のものを選別し、その最大値を  θｙ２  とし、
画面中心より右にあるすべての物体について  ２・Ａｒｃｔａｎ（ｄ１ｘ／ｄ３／被写体占有率）
が最大のものを選別し、その最大値を  θｘ１  とし、
画面中心より左にあるすべての物体について  ２・Ａｒｃｔａｎ（ｄ１ｘ／ｄ３／被写体占有率）
が最大のものを選別し、その最大値を  θｘ２  とする手段。
（１５ｂ）手段１５ａで求めた  θｙ１  と  θｙ２  について
等しい場合は
ｄθｙ＝０
θｙ＝θｙ１  とし、
θｙ１＞θｙ２  の場合は
ｄθｙ＝（θｙ１−θｙ２）／４
θｙ＝θｙ１  とし、
θｙ１＜θｙ２の場合は
ｄθｙ＝（θｙ１−θｙ２）／４
θｙ＝θｙ２  とし、
θｘ１とθｘ２  について
等しい場合は
ｄθｘ＝０
θｘ＝θｘ１  とし、
θｘ１＞θｘ２  の場合は
ｄθｘ＝（θｘ１−θｘ２）／４
θｘ＝θｘ１  とし、
θｘ１＜θｘ２  の場合は
ｄθｘ＝（θｘ１−θｘ２）／４
θｘ＝θｘ２  とする手段。
（１５ｃ）視点を中心とし、画面の縦と平行な軸で手段１５ｂで求めたｄθｘ、横と平行な軸で手段１５ｂで求めたｄθｙだけ、注視点を回転させて注視点を補正する手段。
（１５ｄ）手段１５ｂで求めた  θｘ  と  θｙ  のそれぞれを画像生成システムの画角に変換し、変換後のθｘとθｙの大きい方，  小さい方，  平均値の何れか１つを画角とする手段。
【００３２】
［Ｈ１６］Ｈ１５  に記載の画角自動化システムであって、手段１５ｂが下記の手段１６ｂであることを特徴とする視点自動化システム。
（１６ｂ）手段１５ａで求めた  θｙ１  と  θｙ２  について
等しい場合は
ｄθｙ＝０
θｙ＝θｙ１  とし、
θｙ１＞θｙ２  の場合は
ｄθｙ＝（θｙ１−θｙ２）／４
θｙ＝（θｙ１＋θｙ２）／２  とし、
θｙ１＜θｙ２の場合は
ｄθｙ＝（θｙ１−θｙ２）／４
θｙ＝（θｙ１＋θｙ２）／２  とし、
θｘ１とθｘ２  について
等しい場合は
θｘ＝θｘ１
ｄθｘ＝０  とし、
θｘ１＞θｘ２  の場合は
ｄθｘ＝（θｘ１−θｘ２）／４
θｘ＝（θｘ１＋θｘ２）／２  とし、
θｘ１＜θｘ２  の場合は
ｄθｘ＝（θｘ１−θｘ２）／４
θｘ＝（θｘ１＋θｘ２）／２  とする手段。
【００３３】
［Ｈ１７］画角の範囲を与え、与えられた画角の範囲に画角を納める手段
を含むことを特徴とする  Ｈ１２〜１６  の何れか１つに記載の画角自動化システム。
【００３４】
請求項７〜１３は画像生成システムの発明である。
【００３５】
請求項７の発明は、３次元コンピューター・グラフィックスにおける画像生成システムにおいて、
請求項１〜６の何れか１つの視点自動化システムを含むことを特徴とする画像生成システムの発明である。
【００３６】
請求項８の発明は、注視点自動化システム，  画角自動化システムの少なくとも何れか１つを含むことを特徴とする請求項７に記載の画像生成システムの発明である。
【００３７】
請求項９の発明は、被写体占有率についての発明である。被写体占有率を垂直方向と水平方向の別々の計２つ、又は、被写体占有率を垂直方向の上下と水平方向の左右別々の計４つ与え、被写体占有率を与えなかった方向に関しては被写体占有を配慮しない手段を含むことを特徴とする。被写体占有率を与えない場合、被写体占有率をゼロ以下の値にして識別するとよい。
【００３８】
請求項１０は物体位置のサンプリングについての発明である。被写体と認識する各物体の位置は各物体を囲む直方体の各頂点、又は、物体を構成する多角形の各頂点とすることを特徴とする。
【００３９】
請求項１１〜１３は被写体認識についての発明である。
【００４０】
請求項１１の発明は物体に被写体属性を付ける手段と、被写体属性が付いた物体だけ被写体を構成する物体として認識する手段を含むことを特徴とする。
【００４１】
請求項１２の発明は画像としては現れないが被写体として認識される、被写体範囲属性を物体に付ける手段と、被写体認識属性を処理する手段を含むことを特徴とする。
【００４２】
請求項１３の発明は位置のみで大きさを持たず、画像としては現れないが被写体として認識される物体を処理する手段を含むことを特徴とする。
なお、画像生成システムの発明として、以下の  Ｈ１８〜２７  もある。
［Ｈ１８］３次元コンピューター・グラフィックスにおける画像生成システムにおいて、
注視点自動化システムを含むことと、
注視点からの相対位置で視点を指定する
ことを特徴とする画像生成システム。
［Ｈ１９］視点からの相対位置が極座標である
ことを特徴とする  Ｈ１８  に記載の画像生成システム。
［Ｈ２０］注視点自動化システムが  Ｈ１〜５  の何れか１つであることを特徴とする  Ｈ１８〜１９  の何れか１つに記載の画像生成システム。
［Ｈ２１］３次元コンピューター・グラフィックスにおける画像生成システムにおいて、注視点自動化システム，  視点自動化システム，  画角視点自動化システムの少なくとも何れか１つを含むことを特徴とする画像生成システム。
［Ｈ２２］注視点自動化システムが  Ｈ１〜５  の何れか１つ、視点自動化システムが請求項１〜６の何れか１つ、画角自動化システムが  Ｈ１２〜１５  の何れか１つであることを特徴とする  Ｈ２１  に記載の画像生成システム。
［Ｈ２３］被写体占有率を垂直方向と水平方向の別々の計２つ、又は、被写体占有率を垂直方向の上下と水平方向の左右別々の計４つ与え、被写体占有率を与えなかった方向に関しては被写体占有を配慮しない手段を含むことを特徴とする  Ｈ２１〜２２  に記載の画像生成システム。
［Ｈ２４］被写体と認識する各物体の位置は各物体を囲む直方体の各頂点、又は、各物体を構成する多角形の各頂点とすることを特徴とする  Ｈ１８〜２３  の何れか１つに記載の画像生成システム。
［Ｈ２５］物体に被写体属性を付ける手段と、被写体属性が付いた物体だけ被写体を構成する物体として認識する手段を含むことを特徴とする  Ｈ１８〜２４  の何れか１つに記載の画像生成システム。
［Ｈ２６］画像としては現れないが被写体として認識される、被写体範囲属性を物体に付ける手段と、被写体範囲属性を処理する手段を含むことを特徴とする  Ｈ１８〜２５  の何れか１つに記載の画像生成システム。
［Ｈ２７］位置のみで大きさを持たず、画像としては現れないが被写体として認識される物体を処理する手段を含むことを特徴とする  Ｈ１８〜２６  の何れか１つに記載の画像生成システム。
【００４３】
【作用】
Ｈ１〜５  の発明の作用。ＣＧ  は世界座標系原点を中心に物体を構築するのが一般的であり、物体群が単純なうちは注視点に関しては初期状態である世界座標系原点で間に合うこともある。しかし、物体群が複雑になると空間の中心は必ずしも世界座標原点とは限らない。
【００４４】
そこで  Ｈ１  の発明では、物体群の分布から空間中心を求める。また注視点は必ずしも空間中心と一致している需要だけとは限らないので、空間中心を基準に注視点を決定する。
【００４５】
Ｈ２  の発明では物体群を直方体で近似して空間中心が決定される。
さらに  Ｈ３  の発明では光軸に平行な辺を持つことにより、的確な空間中心を求めることが出来る。これについて図２７を用いて説明する。
図２７には物体（３−８ａ，ｂ）が２つある。この２つの物体からなる物体群を見る方向として２つの光軸（３−７ａ，ｂ）があり、この２つの光軸に基づいて物体群を囲む直方体（３−１２ａ，ｂ）、空間中心（３−１２ａ，ｂ）が２ずつある。なお、物体の  ａｂ  と、光軸，  直方体，  空間中心の  ａｂ  とは別物で連動はしていない。
３−７ｂ  の光軸から見た場合に、空間中心が  ３−１１ａ  ではまずく、３−１１ｂ  でなければならないことがわかる。逆に  ３−７ａ  の光軸から見た場合に、空間中心が  ３−１１ｂ
ではまずく、３−１１ａ  でなければならないことがわかる。
そのため、物体群を囲む直方体（３−１２ａ，ｂ）は光軸（３−７ａ，ｂ）に平行な辺を持てばよい。これが本発明の主題である。
すべての物体に外接する球から、中心位置を求めるのは一見いいようであるが、物体群の並びが半球状であった場合を考えれば必ずしもベストではないことが分かる。
【００４６】
Ｈ４  の発明では、図７ａの空間中心（４−１１）が求められる。空間中心（４−１１）を直接求めるのは困難である。そこで本発明では、手段４ａで図７ａから図７ｂの状態にし、手段４ｂで重心（４−２０）を求め、手段４ｃで図７ａの状態に戻すことにより、空間中心（４−１１）を求める。
【００４７】
Ｈ５  の発明では半径０  で空間中心、半径１  で物体群を包含する直方体の外接球の半径、半径２  でその  ２倍の距離を指定できる。距離のベクトルは天頂角と方位角で指定できる。天頂角は  ９０゜−仰角  である。
【００４８】
請求項１〜６の発明の作用。視点を自動化する場合、上から見るか斜めからみるか程度は最低限与えなければ自動化の意味はない。
【００４９】
そこで請求項１の発明では、視点は極座標で指定することにし、視点天頂角と視点方位角は指定するが視点半径は未定で、これは被写体占有率に基づいて自動決定される。
被写体占有率は図８で示すように、画面ぎりぎりに被写体を表示させたいのであれば  １  とすればよい（図８ａ）。一般には  １未満、例えば  ０．５〜０．８程度の値にし、画面に空きを作るのが普通である（図８ｂ）。逆に被写体の一部を拡大したいのであれば  １  を越える値にすればよい（図８ｃ，ｄ）。
被写体からの距離を指定するのではなく、画面と被写体の関係を指定する。これが本発明の主題である。写真においても被写体とカメラの間の距離は構図のために存在するのであって、距離自体が問題なのではなく、画面と被写体の関係が問題なのである。
【００５０】
請求項２の発明では物体群を被写体として視点半径が決定される。発明の原理図である図１１は被写体占有率は  １  を想定している。この図において、物体（７−８ｔｂ）は物体（７−８ｔａ）より光軸（７−７ｔ）から離れた距離にあるが、視点から離れた位置にあるので、視点半径を決めるのは物体（７−８ｔａ）の方である。
単に光軸（７−７ｔ）から離れた距離（ｄ１ｙ）が最大である物体（７−８ｔｂ）を基準に、視点半径を求めたならば物体（７−８ｔａ）は画面から消えるか、欠けるかしてしまう。基準とするのは、物体を被写体占有率に納める注視点からの距離（ｄｉｓｙ）が最大となる物体である。これが本発明の主題である。
図では光軸より上つまり画面中心より上にしか、物体を表示していないが、画面中心より下にも物体はあるものである。また、この図では画面の上下についてであるが、画面の左右も同様に考えることが出来る。上下では  ｄｉｓｙ、左右では  ｄｉｓｘ  が求められる。
視点半径を  ｄｉｓｘ  と  ｄｉｓｙ  の大きい方を取ればすべての物体を画面に納めることが出来る。これは図８の状態と同じである。
小さい方を取った場合は画面上下，  画面左右のどちらかが優先される。被写体占有率１ならば画面枠近辺にある物体は、上下，  左右のどちらかが画面から消えるか欠けるかする。
平均値の場合は、上下左右に関わらず、画面から消えたり欠けたりする物体が出ることになる。しかし、極端な空きがでることはなく、平均化される。
【００５１】
請求項３の発明では物体群を被写体として視点半径が決定されることに加え、画面のアンバランスな空きを補正できる。画面の空きは注視点が例え空間中心にあったとしても、近くの物体は大きく、遠くの物体は小さく見ることに起因して出来てしまう。
【００５２】
請求項４の前に請求項５の作用を説明する。請求項５の発明では注視点の位置の移動、視点半径の短縮という２つの補正によって、画面の空きを除く。
図１４で分かるとおり、この２つの補正の組み合わせは、画角の線にそって視点を移動させることになる。そのため、注視点および視点を移動しても、補正前の視点（９−５ｔ）近くにあった物体が画面から消える（視界から消える）ことはない。
この補正の状況を図１２に示す。画面の空きは元々、注視点が例え空間中心にあったとしても、注視点の位置に無理があったためであり、注視点を移動して、バランスを取る必要がある。この補正では被写体占有率が１でも画面の空きは残る（図１２ｂ）。
これに注視点の短縮という補正が加わると実質的な被写体占有率を得ることが出来る（図１２ｃ）。
【００５３】
図１４において、ｄｉｓｙ３  は  ｄｉｓｙ２  と同じ長さである。この場合、補正値  ｄｙ  は
（ｄｉｓｙ１−ｄｉｓｙ３）／２・ｔａｎ（垂直画角／２）
でも
（ｄｉｓｙ１−ｄｉｓｙ２）／２・ｔａｎ（垂直画角／２）
でも同じである。しかし、物体（８−８ｔｄ）の位置がもっと遠く（物体（８−８ｔｄ）のＺ座標がもっとマイナス方向）にあった場合は、ｄｉｓｙ３  は  ｄｉｓｙ３’  になり、ｄｉｓｙ３  の基準は物体（８−８ｔｄ）ではなく物体（８−８ｔｃ）になる。もちろん、ｄｉｓｙ２  は  ｄｉｓｙ３  より小さな値となる。この場合、補正値  ｄｙ  は
（ｄｉｓｙ１−ｄｉｓｙ３）／２・ｔａｎ（垂直画角／２）
でなければならず
（ｄｉｓｙ１−ｄｉｓｙ２）／２・ｔａｎ（垂直画角／２）
であってはならない。単に  ｄｉｓｙ１  と  ｄｉｓｙ２  から、つまり物体（９−８ｔａ）と物体（９−８ｔｄ）の情報から、注視点の位置を補正すると、視点近くにある物体（９−８ｔｃ）の情報はないのであるから、物体（９−８ｔｃ）は画面から消えてしまう。
ｄｉｓｙ１  は画面中心より上にある物体についての最大値という情報、ｄｉｓｙ２  は画面中心より下にある物体についての最大値という情報であり、これだけでは、その間にある物体の情報がない。それを埋めるのが  ｄｉｓｙ３  である。これが本発明の主題である。
【００５４】
図１５は注視点と空間中心が一致している場合を示している。図１５ａの注視点（９−６）を直接補正して、補正後の注視点（９−２４）を求めるのは困難である。そこで本発明では、手段９ｃで図１５ａから図１５ｂの状態にし、手段９ｄで重心（９−２０）を求め、手段９ｅで重心（９−２０）を  ｄｙ  で補正（９−２１）し、手段９ｆで図１５ａの状態に戻すことにより、補正後の注視点（９−２４）を求める。
図１５ｂでは  ９−２０  が  ９−２１  に補正され、９−２４  に回転移動している状況を示している。
【００５５】
一方、請求項４の発明では注視点の位置の移動のみの補正（９−２２）で、視点半径の短縮はない。従って、注視点の補正が行われた場合の画面の空きは残ったままである。この２つの発明は必要に応じて使い分けるとよい。
【００５６】
請求項６の発明では視点半径の範囲を指定できる。視点が極端に遠方、極端に近くになっては困る場合があり、視点の範囲を指定することで、これを解消する。
【００５７】
Ｈ１２〜１７  の発明の作用。画角を自動化する場合、視点と注視点は決まっているものである。
【００５８】
そこで  Ｈ１２  の発明では、画角の代わりに生成画面に対する被写体の被写体占有率を与えば画角が決定される。
【００５９】
Ｈ１３  の発明では物体群を被写体として画角が決定される。発明の原理図である図１８は被写体占有率は  １  を想定している。この図において、物体（１３−８ｔｂ）は物体（１３−８ｔａ）より光軸（１３−７ｔ）から離れた距離にあるが、視点から離れた位置にあるので、画角を決めるのは物体（１３−８ｔａ）の方である。
単に光軸（１３−７ｔ）から離れた距離（ｄ１ｙ）が最大である物体（１３−８ｔｂ）を基準に、視点半径を求めたならば物体（１３−８ｔａ）は画面から消えるか、欠けるかしてしまう。基準とするのは、物体を被写体占有率に納める注視点からの距離（ｄｉｓｙ）が最大となる物体である。これが本発明の主題である。
図では光軸より上つまり画面中心より上にしか、物体を表示していないが、画面中心より下にも物体はあるものである。また、この図は画面の上下についてであるが、画面の左右も同様に考えることが出来る。上下では  θｙ、左右では  θｘ
が求められる。
θｘ  は水平画角／２，  θｙ  は垂直画角／２  であり、画像生成システムの画角はまた別のものである。従って、θｘ  とθｙ  を画像生成システムの画角、例えば対角画角に変換する必要がある。
変換後のθｘ  と  θｙ  の大きい方を取ればすべての物体を画面に納めることが出来る。
小さい方を取った場合は画面上下，  画面左右のどちらかが優先される。被写体占有率１ならば画面枠近辺にある物体は、上下，  左右のどちらかが画面から消えるか欠けるかする。
平均値の場合は、上下左右に関わらず、画面から消えたり欠けたりする物体が出ることになる。しかし、極端な空きがでることはなく、平均化される。
【００６０】
Ｈ１４  の発明では物体群を被写体として画角が決定されることに加え、画面のアンバランスな空きを補正できる。画面の空きは近くの物体は大きく、遠くの物体は小さく見ることに起因する。
【００６１】
Ｈ１５  の前に  Ｈ１６  の作用を説明する。Ｈ１６  の発明では注視点の位置の移動、画角の縮小という２つの補正によって、画面の空きを除く。
【００６２】
一方、Ｈ１５  の発明では注視点の位置の移動のみで、画角の縮小はない。従って、注視点の補正が行われた場合の画面の空きは残ったままである。この２つの発明は必要に応じて使い分けるとよい。
【００６３】
Ｈ１７  の発明では画角の範囲を指定できる。画角が極端に広角、極端に望遠になっては困る場合があり、画角の範囲を指定することで、これを解消する。また、これにより、実際のカメラのズームレンズをシミュレートすることが出来る。
【００６４】
Ｈ１８〜２０  の発明では注視点を自動化し、注視点からの相対位置で視点を指定できる。Ｈ１９  の発明では相対位置を極座標で指定できる。
【００６５】
請求項７〜８，  Ｈ２１〜２２  の発明では注視点，  視点，  画角の何れか１つを自動化して画像生成できる。
【００６６】
請求項９，  Ｈ２３  の発明では被写体占有率を垂直方向と水平方向の別々、或は被写体占有率を上下左右の４つで指定できる。例えば垂直方向を与えなければ水平方向だけで、視点や画角が決定される。
【００６７】
請求項１０，  Ｈ２４  の発明は物体を直方体近似して、或は物体を構成する多角形の各頂点のついてサンプリングをして視点や画角、注視点が決定される。
【００６８】
請求項１１，  Ｈ２５  の発明では被写体を構成する物体を指定できる。すべての物体を動員して視点や画角、注視点を求める必要がないことがあり、この場合は本発明が有効である。
視点や画角、注視点の自動決定は被写体属性が付いた物体のみ対象にして行われるので、背景，  前景，  飾りと言った被写体本体でない物体を対象から外すことが出来る。
図２１は被写体占有率が１の状態を示し、（ａ）は本発明を実施した場合、（ｂ）は実施しない場合を示す。
【００６９】
請求項１２，  Ｈ２６  の発明では、視点や画角、注視点の決定のみに作用する物体を指定できる。これにより、例えば飛行機や船の  ＣＧ  を作る場合、その進行方向に、この属性を持つ物体を置くことにより、進行方向を自動的に空けることが出来る。
図２２は被写体占有率が  １  の状態を示す。点線で示す被写体範囲属性が付いた物体は画像生成されない。
【００７０】
請求項１３，  Ｈ２７  の発明では位置のみで大きさを持たず、画像としては現れないが被写体として認識される物体を指定できる。これにより、大きさの指定がいらないので、被写体全体の大きさによって物体の大きさを変える必要がなくなる。
【００７１】
【実施例】
Ｈ１〜５  の発明の発明の実施例を図２３を使用して説明する。Ｓ１−１〜Ｓ１−９  までが中心位置を求める手段であり、Ｓ１−１０  が注視点を決定する手段である。
この実施例ではまず空間の大きさを直方体として求め、そこから中心位置を求めている。Ｓ１−１  の前に物体のデータ，  視点，  注視点などは入力されているものとする。
【００７２】
Ｓ１−１  で２つの回転行列を作成する。ここで使用する行列は数学上は  ４×４行列であるが、行列積を工夫すれば  ３×４行列でも用は果たせる。
Ｓ１−４  で使用する行列は  ｚ軸を光軸と平行になるように、世界座標系原点中心に回転させる変換である。その変換は
ｙ軸回転（−視点方位角）→ｘ軸回転（−視点天頂角＋９０゜）→ｚ軸回転（−光軸角）
という一連の操作で達成される。従って、回転行列は行列を単位行列で初期化してから、今の操作と逆順にそれぞれの変換行列を掛けていけばよい。
Ｓ１−８  で使用する行列は  Ｓ１−４  と逆のもので、
ｚ軸回転（光軸角）→ｘ軸回転（視点天頂角−９０゜）→ｙ軸回転（視点方位角）
という一連の操作のためのものである。従って、回転行列は行列を初期化してから、今の操作と逆順にそれぞれの変換行列を掛けていけばよい。
なお、光軸角とはカメラ（あるいは画面）の傾きを意味し、偏心を意味するものではない。通常はゼロである。光軸角も  Ｓ１−１  の前に入力されているものとする。
視点天頂角は  視点仰角＝９０゜−視点天頂角  という関係があるので  ｘ軸回転（−視点天頂角＋９０゜）  は  ｘ軸回転（視点仰角）、ｘ軸回転（視点天頂角−９０゜）  は  ｘ軸回転（−視点仰角）でも同様である。
視点仰角も視点方位角も、視点と注視点の関係から導くことが出来る。直交座標から極座標への変換は文献［１］に開示されている。
［１］平林雅英『Ｃ言語による最新プログラム事典  第１巻』（株）技術評論社，  １９９２年，  ｐ．１８５〜１８７
【００７３】
Ｓ１−２  で空間の最大最小値を初期化する。最大値はマイナス無限大、最小値はプラス無限大で初期化する。ただし、これは数学上の話でＣ言語を用いる場合、ＤＢＬ＿ＭＡＸマクロを利用するとよい。ＨＵＧＥ＿ＶＡＬマクロの使用は処理系によっては問題が起きることがある。
【００７４】
Ｓ１−３  では中心位置決定に関係のある物体かどうか判定する。ない場合は以後の処理対象から外す。関係がない物体とは負の濃度を持つメタボールである。無限の平面、曲面など大きさを特定できないものも処理から外す。
ＣＳＧ（Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  Ｓｏｌｉｄ  Ｇｅｏｍｅｔｒｙ）の場合は差に関しては引かれる物体のみ関係し、引く物体は関係しない。積などに関しても同様に考える。ただし、引かれる物体が無限平面などあった場合は、引く物体の方は大きさが分かっているのであるから、処理から外さない方がよい。またバウンディング・ボリューム（ｂｏｕｎｄｉｎｇ  ｖｏｌｕｍｅ）の内部は考えなくてもよい。
【００７５】
請求項１１，  Ｈ２５  の発明ではこれに加え、属性がある場合を関係があるとし、ない場合は関係がないとする。これにより、例えば背景，  前景，  飾りと言った被写体本体でない物体を対象から外すことが出来る。
【００７６】
Ｓ１−４  で世界座標系の  ｚ軸が光軸と平行になる回転を物体に与える。回転の中心とするのは世界座標系原点である。方法としては  Ｓ１−１  で作成した回転行列に各物体の世界座標化変換行列を掛ける。
【００７７】
Ｓ１−５  で物体の範囲を  ｘ軸，  ｙ軸，  ｚ軸について求める。その  ｘｙｚ値が空間の最大値より大きい場合は最大値を更新し、最小値より小さい場合は最小値を更新する。物体の範囲は物体を直方体で近似し、その各頂点をサンプルとするか、多角形の各頂点をサンプルとする。
直方体で近似した場合は物体座標系で  ６面の各中心点を求め、この  ６点を世界座標化してから、頂点の  ８点を合成して求めるとよい。
【００７８】
物体がメタボールである場合は有効半径ではなく、閾半径の範囲でサンプルを行う。メタボールの大きさは有効半径から閾半径の間になるが、閾半径を考えた方が誤差が少ない。
閾半径は
濃度の閾値＝１
ｒｒ＝メタボール中心からの距離／有効半径
としたとき、その位置の濃度が
ｒｒ＜１／３  のとき
濃度＝（１−３・ｒｒ・ｒｒ）・中心濃度
１／３≦ｒｒ＜１  のとき
濃度＝１．５・（１−ｒｒ）・（１−ｒｒ）・中心濃度
ｒｒ≧１  のとき
濃度＝０
定義される場合は
濃度＜１．５  のとき
閾半径＝有効半径・√（３／（１−１／中心濃度））
濃度≧１．５  のとき
閾半径＝有効半径／（１−√（１／１．５／中心濃度））
で算出できる。
なお、メタボールに関しての文献としては次の［２］［３］［４］がある。
［２］平井誠＋西村仁志＋河田享＋白川力＋大村晧一『物体の分布関数による表現と効率的画像生成の一手法』テレビジョン学会技術報告  ＩＰＤ８１−５，  ＶＶＩ  ６０−５，  ＩＰＡ  ６７−５，  １９８３年，  ｐ．２１〜２６
［３］西村仁志＋平井誠＋河合利章＋河田享＋白川力＋大村晧一『分布関数による物体モデリングと画像生成の一手法』電子通信学会論文誌，  Ｖｏｌ．Ｊ６８−Ｄ，  Ｎｏ．４，  １９８５年，  ｐ．７１８〜７２５
［４］平林雅英『メタ言語としてのメタボール』，  映像研究特別論文集コンピュータ・イメージとハイビジョン，  日本映像学会，  ＶＯＬ．２，  １９９２年３月，  ｐ．１４６〜１５７
【００７９】
以上の  Ｓ１−３〜Ｓ１−６  のステップをすべての物体について行う。
【００８０】
Ｓ１−７  で  ｘ，  ｙ，  ｚ  の各軸の最大値と最小値の平均値から重心位置を求める。現実にはこの時点で物体が１つもないなどの理由により、重心位置が求められないことがある。その場合は世界座標系原点を空間中心として決定する。
【００８１】
求めた重心位置は光軸を基準にしたものであるので、Ｓ１−４  と逆回転させる必要がある。これを  Ｓ１−８  で行い、Ｓ１−９  で中心位置とする。
【００８２】
Ｓ１−１０  は中心位置を基準に注視点を求める。この場合もっとも単純なのは中心位置を、そのまま注視点として採用することである。それで間に合うこともあるが、変更したいこともある。
【００８３】
そこで  Ｈ５  の発明では予め空間中心から極座標で指定しておくと、そこに注視点が決定される。この場合、０  ならば中心に一致、１  ならば空間直方体の外接球の半径とするとよい。
【００８４】
なお、Ｓ１−１０  で  Ｈ１８〜２０  の発明を実施すれば、決定された注視点を基準にして、予め指定された相対位置で視点が決まる。
【００８５】
請求項１〜８，  Ｈ２１〜２２  の発明の実施例を図２４を使用して説明する。
【００８６】
図１３のブロック図との対応関係は  Ｓ２−１〜Ｓ２−７  が「ｄｉｓｘ１，  ｄｉｓｘ２，  ｄｉｓｘ３，  ｄｉｓｘ４，  ｄｉｓｙ１，  ｄｉｓｙ２，  ｄｉｓｙ３，  ｄｉｓｙ４  決定手段」（９ａ）、Ｓ２−８  が「ｄｘ，  ｄｙ，  ｄｉｓｘ，  ｄｉｓｙ  決定手段」（９ｂ，  １０ｂ）、Ｓ２−９  が「物体回転手段」（９ｃ）と「重心位置決定手段」（９ｄ）、Ｓ２−１０  が「ｄｘ，  ｄｙ  加算手段」（９ｅ）、Ｓ２−１１  が「逆回転手段（注視点補正）」（９ｆ）、Ｓ−１２  が「視点決定手段」（９ｇ）である。
【００８７】
Ｓ２−１  のデータ入力では物体のデータ，  注視点，  画角，  被写体占有率，  視点天頂角，  視点方位角など必要なデータがすべて入力される。ただし、注視点は図３の実施例で自動決定されたものとする。この際に入力された画角を垂直画角と水平画角に変換する。
【００８８】
Ｓ２−２  で回転行列を作成する。ここで使用する行列は数学上は  ４×４行列であるが、行列積を工夫すれば  ３×４行列でも用は果たせる。
【００８９】
Ｓ２−４  で使用する行列は注視点を原点に移動し、Ｚ軸が光軸と一致するように、注視点を中心に回転させる変換である。その変換は
平行移動（−注視点）→ｙ軸回転（−視点方位角）→ｘ軸回転（−視点天頂角＋９０゜）→ｚ軸回転（−光軸角）
という一連の操作で達成される。従って、回転行列は行列を単位行列で初期化してから、今の操作と逆順にそれぞれの変換行列を掛けていけばよい。
平行移動（−注視点）は原点への移動である。もし、ｚ軸回転の次に平行移動（注視点）の操作、つまり注視点に戻す移動があれば単に注視点を中心に回転させる回転であり、ｚ軸は必ずしも光軸と一致はせず、平行になるのみである。
【００９０】
Ｓ２−３  で  ｄｉｓｘ１，  ｄｉｓｘ２，  ｄｉｓｘ３，  ｄｉｓｘ４，  ｄｉｓｙ１，  ｄｉｓｙ２，  ｄｉｓｙ３，  ｄｉｓｙ４  を初期化する。値としてはゼロである。
【００９１】
Ｓ２−４  では視点位置決定に関係ある物体かどうか判定する。内容としては  Ｓ１−３と同様である。請求項１１，  Ｈ２５  の発明ではこれに加え、被写体属性がある場合を関係があるとし、ない場合は関係がないとする。これにより、例えば背景，  前景，  飾りと言った被写体本体でない物体を対象から外すことが出来る。
【００９２】
Ｓ２−５  で注視点を原点に移動し、Ｚ軸が光軸と一致するように、注視点を中心に物体を回転させる。方法としては  Ｓ２−２  で作成した回転行列に各物体の世界座標化変換行列を掛ける。
【００９３】
Ｓ２−６  で  ｄｉｓｘ１，  ｄｉｓｘ２，  ｄｉｓｘ３，  ｄｉｓｘ４，  ｄｉｓｙ１，  ｄｉｓｙ２，  ｄｉｓｙ３，  ｄｉｓｙ４  を更新する。物体の位置は物体を直方体で近似し、その各頂点をサンプルとするか、多角形の各頂点をサンプルとする。物体がメタボールである場合は有効半径ではなく、閾半径の範囲でサンプルを行う。Ｓ２−４〜Ｓ２−７  のステップをすべての物体について行う。
【００９４】
Ｓ２−８  で求めた  ｄｉｓｘ１，  ｄｉｓｘ２，  ｄｉｓｘ３，  ｄｉｓｘ４，  ｄｉｓｙ１，  ｄｉｓｙ２，  ｄｉｓｙ３，  ｄｉｓｙ４  から、ｄｘ，  ｄｙ，  ｄｉｓｘ，  ｄｉｓｙ  を決定する。
【００９５】
Ｓ２−９  の重心の決定とは  Ｓ１−７  で求めた重心そのもので、それをそのまま使えばよい。Ｓ２−１０  でこの重心位置に  ｄｘ，  ｄｙ  を加えて補正する。Ｓ２−１１  では  Ｓ１−８  の逆回転を行い補正注視点を得る。
【００９６】
Ｓ２−１２  はその注視点に基づく視点の決定である。視点半径は  ｄｉｓｘ，  ｄｉｓｙ  のどちらか、或は平均値になるが、視点天頂角，  視点方位角は予め入力されているので、このデータから注視点を中心とする極座標で視点が決定できる。
【００９７】
また、Ｓ２−１２  で請求項６の発明を実施すれば視点半径を指定された範囲に納めることが出来る。
【００９８】
請求項７〜８，  Ｈ２１〜２２  の発明では以上のステップにより決定された視点、補正された注視点を元に画像生成が出来る。
【００９９】
Ｈ１２〜１７，  ２１〜２２，  請求項８の発明の実施例を図２５を使用して説明する。
【０１００】
Ｓ３−１  のデータ入力では物体のデータ，  視点，  注視点，  被写体占有率など必要なデータがすべて入力される。ただし、注視点は図３の実施例で自動決定されたものとする。
【０１０１】
Ｓ３−２  で回転行列を作成する。この行列は  Ｓ３−５  で使用する行列であり、内容としては  Ｓ２−２  で作成するものと同様である。
【０１０２】
Ｓ３−３  でθｘ１，  θｘ２，  θｙ１，  θｙ２  を初期化する。値としてはゼロである。
【０１０３】
Ｓ３−４  では視点位置決定に関係ある物体かどうか判定する。内容としては  Ｓ１−４と同様である。請求項１１，  Ｈ２５  の発明ではこれに加え、被写体属性がある場合を関係があるとし、ない場合は関係がないとする。これにより、例えば背景，  前景，  飾りと言った被写体本体でない物体を対象から外すことが出来る。
【０１０４】
Ｓ３−５  で注視点を原点に移動し、Ｚ軸が光軸と一致するように、注視点を中心に物体を回転させる。方法としては  Ｓ３−２  で作成した回転行列に各物体の世界座標化変換行列を掛ける。
【０１０５】
Ｓ３−６  でθｘ１，  θｘ２，  θｙ１，  θｙ２  を更新する。物体の位置は物体を直方体で近似し、その各頂点をサンプルとするか、多角形の各頂点をサンプルとする。物体がメタボールである場合は有効半径ではなく、閾半径の範囲でサンプルを行う。Ｓ３−４〜Ｓ３−７  のステップをすべての物体について行う。
【０１０６】
Ｓ３−８  で  ｄθｘ，  ｄθｙ，  θｘ，  θｙ  を決定する。
【０１０７】
Ｓ３−９  で補正注視点決定する。
【０１０８】
Ｓ３−１０  でθｘ  と  θｙ  のそれぞれを画像生成システムの画角に変換する。例えば画面の対角線，  水平，  垂直と言った種類がある。そして変換後のθｘ  とθｙ  の大きい方，  小さい方，  平均値の何れか１つを画角とする。
また、Ｓ２−１０  で  Ｈ１７  の発明を実施すれば画角を指定された範囲に納めることが出来る。
【０１０９】
Ｈ２１〜２２，  請求項８の発明では以上のステップにより決定された画角、補正された注視点を元に画像生成が出来る。
【０１１０】
請求項１２，  Ｈ２６  の発明の実施例を図２６に示す。まず、記憶装置（Ｂ１−１）に物体データとして、各物体に被写体範囲属性のあるなしを与えておく。画像生成の際に被写体範囲属性のない物体のみを選別（Ｂ１−２）し、画像生成（Ｂ１−３）を行う。
ただし、注視点は注視点自動化システム（Ｂ１−４）、視点は視点自動化システム（Ｂ１−５）で決定されたもの使用する。
【０１１１】
【発明の効果】
Ｈ１〜５  の発明の効果。第一に座標系を意識する必要がなくなる。本発明実施以前は注視点はどこにあってもよく、どこに指定してもよいと言っても、結局のところ世界座標系原点に注視点を置き、それを基準もしくは中心にして物体を配置するという作り方をせざるを得なかった。
本発明では注視点は常に被写体の中心にあり、配置は原点を基準にする必要がなくなる。視点を指定するとしたら、相対的な位置指定すればよい。
人間の生活空間には緯度や経度は確かにあるが、テーブルに物を置いたりするのに、座標原点を考え置く者はいない。座標系の存在は機械の都合であり、これが消滅することは  ＣＧ  の制作過程をより自由にする。
【０１１２】
請求項１〜６の発明の効果。本発明実施以前は視点の位置を指定するのは画面に被写体を適当な割合で、つまり被写体占有率で画像生成させたいためであり、視点の位置はなかば試行錯誤的に手作業で決定されているのが現状であった。
本発明では本来的な被写体占有率で指定するので、試行錯誤は解消される。さらに注視点の自動化と組み合わせることにより、視点と注視点の微妙な関係を調整する作業もなくなる。これは、写真において画面と被写体の関係を保つために、カメラと被写体の間の関係を人間が調整している作業を、自動化することにあたる。
被写体の大きさは一般に数百のオーダーで表現することが多いが、本発明では仮に  １未満のオーダーでも、数万のオーダーでも指定する値、すなわち被写体占有率の値は変わらない。
特に、カオスやフラクタルのようなある一定のアルゴリズムで物体を配置する場合は被写体の大きさがまったく予測不可能な場合がある。このような場合、本発明実施以前は物体の配置はアルゴリズムにより自動的に行われるが、視点の設定は人手に頼るという  ちぐはぐなことになっていた。
これは画像生成システムにインテリジェント機能がないためであり、人間が機械の隙間を埋めている状況であった。本発明は被写体の大きさに無関係に被写体占有率を指定するのみであり、これを解決する。
アニメーションにおいては物体群で構成される被写体の向き，  大きさ，  形状，  数が変化しても一定の被写体占有率で画像生成できる。このようなことは本発明実施以前は不可能であった。
また、得られた視点や注視点を対話的に修正して最終的な視点や注視点を決定することも可能である。まず、システム側が代表的な値を提示し、これに基づき最終的な視点や注視点を決定すればよい。
【０１１３】
Ｈ１２〜１７  の発明の効果。視点と注視点が固定された条件で画角を自動決定できる。
さらに注視点の自動化と組み合わせることにより、面倒な作業はなくなる。例えばアニメーションにおいて視点がある一定の経路を進む場合、被写体がある方向にカメラが自動的に向き、画角を自動設定して画像生成が出来る。
【０１１４】
Ｈ１７  の発明の効果。画角の範囲が指定できるので、実際のカメラのズームレンズを自動的にシミュレートすることが出来る。
【０１１５】
請求項１１，  Ｈ２５  の発明の効果。背景，  前景，  飾りと言った被写体本体でない物体を除き、被写体本体だけに基づいて構図を自動的に決めることが出来る。
【０１１６】
請求項１２，  Ｈ２６  の発明の効果。飛行機や船などの乗物の  ＣＧ  を作る場合、その進行方向を自動的に空けることが出来る。これは人物の  ＣＧ  の場合も同様で、画面の端に鼻先がくるような不自然な構図になることを自動的に避けることが出来る。
【０１１７】
請求項１３，  Ｈ２７  の発明の効果。請求項１２に関連し、３次元ＣＧ  ではその概念が存在しなかった位置のみで大きさを持たない物体を指定できる。
【０１１８】
以上のように本発明は、画像生成システムに構図上のインテリジェント機能を持たせることにより、アーティストやデザイナーが本来目的とする画像を簡便かつ正確に生成するシステムを提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項３の発明のブロック図（視点自動化システム）。
【図２】３次元コンピューター・グラフィックスの概要を示す図。
【図３】３次元直交座標系を示す図。
【図４】３次元極座標系を示す図。
【図５】Ｈ１  の発明のブロック図（注視点自動化システム）。
【図６】Ｈ４  の発明のブロック図（注視点自動化システム）。
【図７】Ｈ４  の発明の原理図（注視点自動化システム）。
【図８】被写体占有率の説明図。
【図９】請求項１の発明のブロック図（視点自動化システム）。
【図１０】請求項２の発明のブロック図（視点自動化システム）。
【図１１】請求項２の発明の原理図（視点自動化システム）。
【図１２】注視点補正の説明図。
【図１３】請求項４〜５の発明のブロック図（視点自動化システム）。
【図１４】請求項４〜５の発明の原理図（視点自動化システム）。
【図１５】請求項４〜５の発明の原理図（視点自動化システム）。
【図１６】Ｈ１３  の発明のブロック図（画角自動化システム）。
【図１７】Ｈ１５〜１６  の発明のブロック図（画角自動化システム）。
【図１８】Ｈ１３  の発明の原理図（画角自動化システム）。
【図１９】Ｈ１５〜１６  の発明の原理図（画角自動化システム）。
【図２０】Ｈ１５〜１６  の発明の原理図（画角自動化システム）。
【図２１】請求項１１，  Ｈ２５  の発明の作用（被写体属性）を示す図。
【図２２】請求項１２，  Ｈ２６  の発明の作用（被写体範囲属性）を示す図。
【図２３】Ｈ１〜５  の発明の実施例を示すフローチャート。
【図２４】請求項１〜８，  Ｈ２１〜２２  の発明の実施例を示すフローチャート。
【図２５】Ｈ１２〜１７，  ２１〜２２，  請求項８の発明の実施例を示すフローチャート。
【図２６】請求項１２，  Ｈ２６  の発明の実施例を示すブロック図。
【図２７】Ｈ３  の発明の原理図。
【符号の説明】
ｄ      視点のＺ座標値
ｄ１ｙ    物体のＹ座標値の絶対値
ｄ２    物体のＺ座標値
ｄ３ｙ    ｄ１ｙ／ｔａｎ（垂直画角／２）／被写体占有率
＊−１    世界座標系
＊−２    ｘ軸（世界座標系）
＊−３    ｙ軸（世界座標系）
＊−４    ｚ軸（世界座標系）
＊−５    視点（世界座標系）
＊−６    注視点（世界座標系）
＊−７    光軸（世界座標系）
＊−８    物体（世界座標系）
＊−１ｔ  注視点座標系
＊−２ｔ  Ｘ軸（注視点世界座標系）
＊−３ｔ  Ｙ軸（注視点世界座標系）
＊−４ｔ  Ｚ軸（注視点世界座標系）
＊−５ｔ  視点（注視点座標系）
＊−６ｔ  注視点（注視点座標系）
＊−７ｔ  光軸（注視点座標系）
＊−８ｔ  物体（注視点座標系）
＊−９    垂直画角
＊−１０  垂直画角／２
＊−１１  空間中心
＊−１２  物体群を囲む直方体
＊−１３  回転中心
＊−１４  回転角
＊−１５  回転方向１
＊−１６  回転方向２
＊−１７  回転後の物体
＊−１８  回転後の光軸
＊−１９  回転後の物体群を囲む直方体
＊−２０  直方体の重心
＊−２１  補正後の直方体の重心
＊−２２  補正後の視点（注視点補正後）
＊−２２ｔ  補正後の視点（注視点補正後，  視点座標系）
＊−２３  補正後の視点（視点半径短縮後）
＊−２３ｔ  補正後の視点（視点半径短縮後，  視点座標系）
＊−２４  補正後の注視点
＊−２４ｔ  補正後の注視点（視点座標系）
＊−２５  補正後の光軸
＊−２５ｔ  補正後の光軸（視点座標系）
＊−２６  補正後の画角
＊−２７  補正後の画角／２
＊−２８  画面
＊−２９  画面縦
＊−３０  画面横
＊−３１  画面上
＊−３２  画面下
＊−３３  画面右
＊−３４  画面左
＊−３５  画面中心
＊−３６  水平画角
＊−３７  垂直画角
＊−３８  対角画角
ただし  ＊  は数字列。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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