(57)【要約】【課題】  ３次元アニメーションを２次元画像に変換し、３次元アニメーションを適切に表示することができる画像表示装置を提供する。【解決手段】  ３Ｄアニメーション解析部１ａが３Ｄアニメーションデータ記憶部２から３Ｄアニメーションデータを読み出し、３Ｄアニメーションデータを解析する（ステップＳ２０１）。次に、３Ｄアニメーション解析部１ａにおいて３Ｄアニメーションの再生に必要なデータが抽出される、該データはパーツ動作算出部１ｂに転送され、パーツ動作算出部１ｂによって３Ｄアニメーションに含まれる３次元形状モデルを構成する各パーツの連続的な動作を抽出する。パーツ動作算出部１ｂにおいて、各パーツの連続的な動作が抽出されると、静止画像抽出部１ｃにおいて各パーツの連続的な動作は静止画像として抽出される（ステップＳ２０２）。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元動画像を２次元の静止画像に変換する画像変換装置において、
前記３次元動画像に表現される３次元形状モデルの動作を抽出し、前記静止画像に変換する静止画像抽出手段を有することを特徴とする画像変換装置。
【請求項２】
前記静止画像抽出手段は、
前記３次元形状モデルの動作を適切に表現するフレームを抽出するフレーム抽出手段を有し、
前記フレーム抽出手段によって抽出された前記フレームに基づいて前記３次元動画像を前記静止画像に変換することを特徴とする請求項１記載の画像変換装置。
【請求項３】
前記静止画像抽出手段は、
前記３次元形状モデルの動作を適切に表現される視点を算出する適正視点抽出部を有し、
前記適正視点抽出部によって算出された視点から前記３次元形状モデルの動作を抽出し、前記静止画像に変換することを特徴とする請求項１又は２記載の画像変換装置。
【請求項４】
前記静止画像抽出手段は、前記フレーム内において前記３次元形状モデルの動作が適切に表現される位置に前記３次元形状モデルを配置するモデル配置手段を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の画像変換装置。
【請求項５】
前記３次元形状モデルの動作の軌跡を抽出する軌跡抽出手段と、
前記軌跡抽出手段によって抽出された軌跡に基づいて前記３次元形状モデルの動作を表現する補助要素を算出する補助要素算出手段と、
前記補助要素算出手段によって算出された補助要素を前記静止画像に合成する補助要素描画手段とを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の画像変換装置。
【請求項６】
前記補助要素算出手段は、前記軌跡抽出手段によって抽出された軌跡及び前記３次元形状モデルの動作に応じて前記補助要素の形状を変更することを特徴とする請求項５記載の画像変換装置。
【請求項７】
前記補助要素が矢印であることを特徴とする請求項５又は６記載の画像変換装置。
【請求項８】
前記補助要素が前記軌跡抽出手段によって抽出された前記３次元形状モデルの軌跡であることを特徴とする請求項５又は６記載の画像変換装置。
【請求項９】
前記３次元動画像のメタデータを抽出するメタデータ抽出手段を有することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載の画像変換装置。
【請求項１０】
前記メタデータ抽出手段によって抽出された前記メタデータから前記３次元形状モデルの動作を表す情報を抽出し、前記静止画像に合成する注記描画手段とを有することを特徴とする請求項９記載の画像変換装置。
【請求項１１】
前記３次元形状モデルの動作を表す情報がモデルの名称、作業手順であることを特徴とする請求項１０記載の画像変換装置。
【請求項１２】
前記メタデータ抽出手段によって抽出された前記メタデータに基づいて前記３次元形状モデルの一部の拡大図を生成し、前記拡大図を前記静止画像に合成する拡大画像作成手段を有することを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項記載の画像変換装置。
【請求項１３】
前記メタデータ抽出手段によって抽出された前記メタデータに基づいてシェーディング部、又はワイヤフレームの全体又は一部分の表示形式を変更する強調稜線描画手段を有することを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項記載の画像変換装置。
【請求項１４】
前記表示形式が表示色であることを特徴とする請求項１３記載の画像変換装置。
【請求項１５】
前記表示形式がマテリアルであることを特徴とする請求項１３記載の画像変換装置。
【請求項１６】
前記表示形式が線の太さであることを特徴とする請求項１３記載の画像変換装置。
【請求項１７】
前記メタデータ抽出手段によって抽出された前記メタデータに基づいて前記３次元形状モデルの一部分を簡略化した静止画像とする非強調部簡略表示手段を有することを特徴とする請求項９から１６のいずれか１項記載の画像変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像変換装置に関し、特に、３次元アニメーションを２次元画像に変換し、３次元アニメーションを適切に表示することができる画像変換置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近来、３次元グラフィックス、マルチメディア、インターネット等の技術の発展により、３次元で動きのあるデータ（以下、３次元アニメーションとする）及び３次元アニメーションが埋め込まれた電子文書をＰＣ等のディスプレイ上で再生・視聴することが普及しつつある。
【０００３】
ここで、３次元アニメーションの一般的な制作方法について図１９を用いて説明する。
【０００４】
３次元アニメーションを制作用のソフト（以下、３次元アニメーション制作ソフトとする）は、３次元空間上で複数のパーツから構成される３次元形状モデルを表示させながら、一部のパーツの移動、視点情報の変更、表示属性の変更といった処理を行う機能を具備している。これらの処理を加えることにより、３次元形状モデルの状態を１つのフレームに対応させ、順次記録することにより、３次元アニメーションは作成される。
【０００５】
具体的には、まず、３次元アニメーション制作ソフトは、３次元アニメーションデータから対象となる３次元形状モデルの形状に係るデータを読み込む（ステップＳ１９０１）。次に、３次元アニメーションデータに含まれる代表的な静止画像を抽出する（ステップＳ１９０２）。静止画像を抽出する際、ユーザは３次元形状モデルを形成するパーツの位置、３次元形状モデルを記録する視点、表示形式等に変更を加えることができる（ステップＳ１９０３）。パーツの位置、３次元形状モデルを記録する視点、表示形式等の変更が完了すると（ステップＳ１９０４／ＹＥＳ）、抽出した静止画像を１つのフレームに対応させて順次記録する（ステップＳ１９０５）。最後に、各フレームをＰＣ等の記憶部に格納する（ステップＳ１９０６）。
【０００６】
また、３次元アニメーションを視聴する方法としては、２次元の動画形式のファイル（ＡＶＩ形式など）を動画再生ソフト（Windows（登録商標） Media Player 等）、３次元アニメーション形式のファイルに対応する再生ソフトを用いて視聴する方法がある。
【０００７】
ここで、３次元アニメーション形式のファイルに対応する再生ソフトを用いて３次元アニメーションを視聴する方法について図２０を用いて説明する。
【０００８】
まず、３次元アニメーション形式のファイルを読み込む（ステップＳ２００１）。次に、３次元アニメーションデータに含まれる代表的な静止画像を抽出する（ステップＳ２００２）。静止画像を抽出する際、ユーザは３次元形状モデルを形成するパーツの位置、３次元形状モデルを記録する視点、表示形式等の情報を記録しておき、アニメーションは該情報に基づいて再生される（ステップＳ２００３）。具体的には、アニメーションを構成するフレーム（ｉ，・・・，Ｎ）を順次表示する（ステップＳ２００４から２００７）。そして、Ｎ番目のフレームの表示が完了すると（ステップＳ２００７／ＹＥＳ）、アニメーションの再生が終了する（ステップＳ２００８）。
【０００９】
特許文献１では、ユーザが入力された３次元アニメーションデータの中から所望のフレームを選択し、出力形式及び画像を生成する際のパラメータを設定することにより、３次元アニメーションを構成する静止画像を生成・表示する画像生成システム、画像生成装置、サーバ、プログラム、及び記録媒体が提案されている。
【００１０】
特許文献２では、複数の静止画像を該静止画像に付随する関係情報と共に時間的又は論理的なつながりに基に並べて表示することにより、複数の映像及びその付加情報の表示効率を向上させた画像表示方法が提案されている。
【００１１】
特許文献３では、スポーツの試合におけるボールの移動軌跡を認識しやすいフォーメーションアニメを容易に作成することができるフォーメーションアニメ作成方法及びその方法をコンピュータが実行するためのプログラムが提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１０２６０５号公報
【特許文献２】特開平８−３２９２８１号公報
【特許文献３】特開２００３−３０８５４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、上記の発明は以下の問題を有している。
【００１３】
特許文献１記載の画像生成システム、画像生成装置、サーバ、プログラム、及び記録媒体は、入力された３次元動画像データの中から所望のフレームをユーザが指定し、かつ出力形式や画像生成時のパラメータを入力させることにより、静止画像を生成しているが３次元画像を生成することはできない。
【００１４】
特許文献２記載の画像表示方法は、３次元動画像から抽出した静止画像を関連付けて、かつ立体的に表示できるが、３次元アニメーションの中で特徴的なフレームを抽出することができない。
【００１５】
特許文献３記載のフォーメーションアニメ作成方法およびその方法をコンピュータが実行するためのプログラムは、スポーツの試合を表現するコンテンツにおいて、ボールおよび選手の位置情報に基づいてボールの動きを矢印で描画することができるが、３次元のアニメーションデータの動きを抽出することはできない。
【００１６】
また、従来の技術においては、ある形状が移動する軌跡を静止画に変換する際、軌道上に障害物がある場合、視点を調整することによってフレームを再計算するが、３次元のアニメーションを把握する上で特徴的なフレームを抽出することはできない。
【００１７】
また、３次元アニメーションデータの視聴の利用範囲は、製造業における作業指示書や手順書、マニュアルなどにおいても進みつつある。そのため、３次元アニメーションを表示するＰＣ等がない場所でも閲覧したいケースがある。しかし、一般に普及している３次元アニメーションを含むアプリケーションにおいては、このように印刷して携行する際の利便性が考慮されておらず、アニメーションにて表現されている形状の動作に係る情報を適切に出力することができない。
【００１８】
そこで、本発明は、３次元アニメーションに含まれる動きの情報を抽出し、２次元画像に変換する過程で欠落する情報を補うことにより、３次元アニメーションを２次元画像に適切に変換することができる画像変換装置を提案することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
請求項１記載の発明は、３次元動画像を２次元の静止画像に変換する画像変換装置において、前記３次元動画像に表現される３次元形状モデルの動作を抽出し、前記静止画像に変換する静止画像抽出手段を有することを特徴とする。
【００２０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像変換装置において、前記静止画像抽出手段は、前記３次元形状モデルの動作を適切に表現するフレームを抽出するフレーム抽出手段を有し、前記フレーム抽出手段によって抽出された前記フレームに基づいて前記３次元動画像を前記静止画像に変換することを特徴とする。
【００２１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の画像変換装置において、前記静止画像抽出手段は、前記３次元形状モデルの動作を適切に表現される視点を算出する適正視点抽出部を有し、前記適正視点抽出部によって算出された視点から前記３次元形状モデルの動作を抽出し、前記静止画像に変換することを特徴とする。
【００２２】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の画像変換装置において、前記静止画像抽出手段は、前記フレーム内において前記３次元形状モデルの動作が適切に表現される位置に前記３次元形状モデルを配置するモデル配置手段を有することを特徴とする。
【００２３】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項記載の画像変換装置において、前記３次元形状モデルの動作の軌跡を抽出する軌跡抽出手段と、前記軌跡抽出手段によって抽出された軌跡に基づいて前記３次元形状モデルの動作を表現する補助要素を算出する補助要素算出手段と、前記補助要素算出手段によって算出された補助要素を前記静止画像に合成する補助要素描画手段とを有することを特徴とする。
【００２４】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の画像変換装置において、前記補助要素算出手段は、前記軌跡抽出手段によって抽出された軌跡及び前記３次元形状モデルの動作に応じて前記補助要素の形状を変更することを特徴とする。
【００２５】
請求項７記載の発明は、請求項５又は６記載の画像変換装置において、前記補助要素が矢印であることを特徴とする。
【００２６】
請求項８記載の発明は、請求項５又は６記載の画像変換装置において、前記補助要素が前記軌跡抽出手段によって抽出された前記３次元形状モデルの軌跡であることを特徴とする。
【００２７】
請求項９記載の発明は、請求項１から９のいずれか１項記載の画像変換装置において、前記３次元動画像のメタデータを抽出するメタデータ抽出手段を有することを特徴とする。
【００２８】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の画像変換装置において、前記メタデータ抽出手段によって抽出された前記メタデータから前記３次元形状モデルの動作を表す情報を抽出し、前記静止画像に合成する注記描画手段とを有することを特徴とする。
【００２９】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の画像変換装置において、前記３次元形状モデルの動作を表す情報がモデルの名称、作業手順であることを特徴とする。
【００３０】
請求項１２記載の発明は、請求項９から１１のいずれか１項記載の画像変換装置において、前記メタデータ抽出手段によって抽出された前記メタデータに基づいて前記３次元形状モデルの一部の拡大図を生成し、前記拡大図を前記静止画像に合成する拡大画像作成手段を有することを特徴とする。
【００３１】
請求項１３記載の発明は、請求項９から１２のいずれか１項記載の画像変換装置において、前記メタデータ抽出手段によって抽出された前記メタデータに基づいてシェーディング部、又はワイヤフレームの全体又は一部分の表示形式を変更する強調稜線描画手段を有することを特徴とする。
【００３２】
請求項１４記載の発明は、請求項１３記載の画像変換装置において、前記表示形式が表示色であることを特徴とする。
【００３３】
請求項１５記載の発明は、請求項１３記載の画像変換装置において、前記表示形式がマテリアルであることを特徴とする。
【００３４】
請求項１６記載の発明は、請求項１３記載の画像変換装置において、前記表示形式が線の太さであることを特徴とする。
【００３５】
請求項１７記載の発明は、請求項９から１６のいずれか１項記載の画像変換装置において、前記メタデータ抽出手段によって抽出された前記メタデータに基づいて前記３次元形状モデルの一部分を簡略化した静止画像とする非強調部簡略表示手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３６】
本発明は、３次元アニメーションに含まれる動きの情報を抽出し、２次元画像に変換する過程で欠落する情報を補うことにより、３Ｄのアニメーションの全フレームを３次元の静止画像として取得し、アニメーションによって表現されているモデルの形状、配置、動きといった情報を損なうことなく２次元の静止画像に変換することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下に本発明の画像変換装置を有する画像表示装置について説明する。
【００３８】
まず、本実施形態に係る画像表示装置の構成について図１を用いて説明する。
【００３９】
本実施形態に係る画像システムは、３Ｄアニメーションデータ等の画像データを記憶する外部記憶装置、及び画像表示装置を有して構成される。
【００４０】
外部記憶装置は、本実施形態に係る画像表示システムにおいて静止画像を抽出する３次元アニメーションデータを保持している。
【００４１】
本実施形態に係る画像表示装置は、３次元アニメーションデータから静止画像を抽出する静止画像抽出部１ｃ、及び静止画像抽出部１ｃで抽出された静止画像を表示する表示部４に大別される。
【００４２】
より、具体的には、画像合成部１ｋ、補助要素描画部１ｄ、強調稜線描画部１ｆ、拡大画像作成部１ｇ、注記描画部１ｈ、パーツ動作算出部１ｂ、３Ｄアニメーション解析部１ａ、メタ情報抽出部１ｉ、及び手順解析部１ｊを有して構成される。
【００４３】
さらに、静止画像抽出部１ｃは、モデル配置部、適正視点抽出部、及びフレーム抽出部を有して構成される。
【００４４】
一方、外部記憶装置は、３次元アニメーションデータを記憶する３Ｄアニメーションデータ記憶部２、及び手順書データを記憶する手順書データ記憶部３を有して構成される。
【００４５】
３Ｄアニメーション解析部１ａは、外部記憶装置から読み出された３Ｄアニメーションデータに対し、３Ｄアニメーション解析部１ａの機能により、３Ｄアニメーションに記録されているアニメーションの各フレームに相当する３Ｄデータを画像表示装置内において再現する。
【００４６】
パーツ動作算出部１ｂは、３Ｄアニメーション解析部１ａにおいて再現された３Ｄデータから３Ｄアニメーションに含まれる３次元形状モデルを構成するパーツの連続的な動きを抽出する。
【００４７】
手順解析部１ｊは、外部記憶装置に格納されている、手順書に係るデータ（以下、手順書データとする）を読み出し、解析する。
【００４８】
メタ情報抽出部１ｉは、手順解析部１ｊにおいて解析・抽出された手順書データから所定の形式（ＸＭＬ等）のメタ情報を抽出する。メタ情報は、作業手順の説明文、手順番号、作業対象のパーツ情報、注目しなければならないパーツの名称等の情報が３Ｄアニメーションデータと連携する形で記録されている。メタ情報抽出部１ｉにおいて抽出されたメタ情報は、別途、作成された静止画像に対して、付加される。
【００４９】
フレーム抽出部は、パーツ動作算出部１ｂによって抽出された各パーツの連続的な動作から、予め設定されている抽出法則を適用することにより、パーツの動作をより適切に表現することができるフレームを抽出する。例えば、図１１に示すような箱の扉を開く連続的な動作の場合、扉を開く動作の中間を最適なフレームとして抽出する。また、図１１に示すようなある媒体からパーツを抜き取る連続的な動作の場合、最後のフレームを最適フレームとして抽出する。
【００５０】
適正視点抽出部は、パーツ動作算出部１ｂによって各パーツの連続的な動作を抽出した結果、パーツがフレームからはみ出した場合、画面の中央からずれた場合、パーツの移動方向が視線方向と一致しパーツの移動が認識しにくい場合等に、パーツを観察する視点を移動し、適切な視点を抽出する。例えば、図１２に示すように媒体Ａから媒体Ｂを矢印方向に向かって移動させる場合、に示す視点においては媒体Ｂの移動を認識するのが困難である。よって、適正視点抽出部は、に示す視点から媒体Ａ及び媒体Ｂを観察する視点へと変更する。
【００５１】
モデル配置部は、パーツ動作算出部１ｂによって各パーツの連続的な動作を抽出した結果、パーツがフレームからはみ出した場合、画面の中央からずれた場合等に該パーツをフレームの中央に配置する。
【００５２】
補助要素描画部１ｄは、パーツの動作を表現する補助要素を算出・合成する。つまり、パーツの移動方向を指し示すような矢印のポリゴンを算出し、算出した矢印を２次元画像に合成する。これにより、２次元の静止画像に３Ｄアニメーションの情報を補った静止画像を生成することができる。
【００５３】
非強調部簡略表示部１ｅは、静止画像及びメタ情報データを参照することにより、３次元形状モデルの連続的な動作を表現する際に他の部分と比較し重要でない部分を抽出し、該部分を簡略化した静止画像を生成する。具体的には、最終的に出力したい画像が線画である場合、該部分を構成する線の太さを細く方法や、表示色を変更する方法がある。
【００５４】
拡大画像作成部１ｇは、モデル配置部、適正視点抽出部、及びフレーム抽出部によって抽出された静止画像とメタ情報抽出部１ｉにより抽出されたメタ情報より、拡大するべき部位を抽出し、その部位の拡大画像を作成する。メタ情報の中に拡大するべき箇所が複数ある場合は、該当する箇所すべてについて拡大画像を作成する。また、元の静止画像及び１つ以上の拡大画像を画像合成部１ｋにて合成することにより、強調すべき部位が拡大された画像が埋め込まれた静止画像を得ることができる。なお、拡大範囲及び拡大率については、適当な値を設定する方法、ユーザに値を入力させる方法、少しずつ値を変えたサンプルを表示部４に示し、その中の１つをユーザが選択する。
【００５５】
強調稜線描画部１ｆは、静止画像を視線方向から見た場合に外郭となる稜線を検出し、異なる表示属性を設定する。具体的には、最終的に出力したい画像が線画である場合、稜線を構成する線の太さを太くする、又は表示色を変更する方法が考えられる。シェーディングした画像を出力する場合は、強調の対象となる形状全体のマテリアルを変更する。
【００５６】
注記描画部１ｈは、静止画像及びメタ情報データを参照することにより、各々のアニメーションとそのアニメーションが表現している手順番号ならびに手順説明文の対応がとり、アニメーションから得られた静止画像の背景部分を利用して、手順番号ならびに説明文の文字列を上書きすることにより、手順の番号ならびにアニメーションの動作を説明する文を含む静止画像を得ることができる。
【００５７】
画像合成部１ｋは、補助要素描画部１ｄ、強調稜線描画部１ｆ、拡大画像作成部１ｇ、注記描画部１ｈにおいて、それぞれ生成された静止画像に基づいて、各画像を合成し、３次元アニメーションにおける３次元形状モデルの動きを再現した２次元の静止画像を生成する。
【００５８】
表示部４は、画像合成部１ｋにおいて生成された２次元の静止画像を表示する。
【００５９】
次に、本実施形態に係る画像表示装置の具体的な動作について説明する。
【００６０】
まず、３Ｄアニメーション解析部１ａが３Ｄアニメーションデータ記憶部２から３Ｄアニメーションデータを読み出し、３Ｄアニメーションデータを解析する（ステップＳ２０１）。３Ｄアニメーション解析部１ａは、３Ｄアニメーションデータに記録されている３次元形状モデルの形状データ、視点データ、アニメーションデータを抽出・解析し、３Ｄアニメーションの再生に必要なデータを取得する。
【００６１】
３Ｄアニメーション解析部１ａにおいて３Ｄアニメーションの再生に必要なデータが抽出される、該データはパーツ動作算出部１ｂに転送され、パーツ動作算出部１ｂによって３Ｄアニメーションに含まれる３次元形状モデルを構成する各パーツの連続的な動作を抽出する。
【００６２】
パーツ動作算出部１ｂにおいて、各パーツの連続的な動作が抽出されると、静止画像抽出部１ｃにおいて各パーツの連続的な動作は静止画像として抽出される（ステップＳ２０２）。静止画像抽出部１ｃにおいて抽出された静止画像は、表示部４に転送され、出力される（ステップ２０３）。
【００６３】
次に、読み込まれた３Ｄアニメーションに含まれるフレームの中から、もっとも動きを表現しやすいフレームを抽出して静止画像を作成する処理について図３を用いて説明する。
【００６４】
３Ｄアニメーションデータ記憶部２から３Ｄアニメーションが読み込まれると、３Ｄアニメーション解析部１ａが３Ｄアニメーションデータに記録されている３次元形状モデルの形状データ、視点データ、アニメーションデータを抽出し、さらには記録されている３Ｄアニメーションデータを解析し、３Ｄアニメーションを再生するに十分なデータを取得する（ステップＳ３０１）。次に、パーツ動作算出部１ｂにおいて、３Ｄアニメーションに含まれる３次元形状モデルを構成する各パーツの連続的な動作が抽出され（ステップＳ３０２）、その結果はフレーム抽出部に転送される。
【００６５】
フレーム抽出部は、パーツの動きごとにあらかじめ準備してある抽出法則を適用することにより、パーツの動作をもっともわかりやすく表現できるフレームを抽出する。具体的には、各パーツの連続的な動作が回転動作であるか、平行移動であるかを判断する（ステップＳ３０３）。パーツが回転移動している場合は（ステップＳ３０３／回転移動）、連続的な動作を表現する全フレームのうち中間のフレームを静止画像として抽出し（ステップＳ３０４）、静止画像を作成するための最適なフレーム（以下、最適フレームとする）を抽出する処理を終了する。
【００６６】
一方、パーツが平行移動している場合は（ステップＳ３０３／平行移動）、連続的な動作を表現する全フレームがある媒体の組立て動作であるか、分解動作であるかを判断する（ステップＳ３０５）。パーツの連続的な動作が組立て動作を表している場合は（ステップＳ３０５／組立て）、連続的な動作を表現する全フレームのうち最初のフレームを静止画像として抽出し（ステップＳ３０６）、静止画像を作成するための最適フレームを抽出する処理を終了する。一方、パーツの連続的な動作が分解動作を表している場合は（ステップＳ３０５／分解）、連続的な動作を表現する全フレームのうち最後のフレームを静止画像として抽出し（ステップＳ３０７）、静止画像を作成するための最適フレームを抽出する処理を終了する。
【００６７】
前述の例では、１つのアニメーションから１つの象徴的なフレームを抽出したが、複合的な動作が含まれるアニメーションにおいては、複数のフレームを抽出するようにすることも可能である。また、複数のフレームを重ね合わせることにより、一連の手順を１枚の静止画で表現することも考えられる。
【００６８】
また、単に読み込んだ３Ｄアニメーションの中から静止画像に適したフレームを抽出するのではなく、よりパーツの動作が理解しやすい視点を適用したり、モデルを再配置したりすることもできる。まず、最適な視点を抽出する処理について図４を用いて説明する。なお、ステップＳ４０１からステップＳ４０３までの動作については、図３において説明した最適フレームを抽出する処理を同様であるため、説明を省略する。
【００６９】
フレーム抽出部によってパーツの連続的な動作を表現する最適なフレームが抽出されると（ステップＳ４０３）、適正視点抽出部が該フレームにおいてパーツをスクリーンに投影した場合の２Ｄイメージを算出する（ステップＳ４０４）。２Ｄイメージが算出されると、適正視点抽出部は該２Ｄイメージからパーツの連続的な動作を適切に把握することができるか否かを判断する（ステップＳ４０５）。移動の方向が視線方向と一致してしまって移動量が認識しにくい場合（ステップＳ４０５／ＮＯ）、パーツの移動方向、移動量、及び位置に基づいて最適な視点を再計算し（ステップＳ４０６）、再び２Ｄイメージを算出し（ステップＳ４０４）、該イメージからパーツの連続的な動作を適切に把握できるか否かを判断する（ステップＳ４０５）。
【００７０】
２Ｄイメージからパーツの連続的な動作を適切に把握することができると判断されると（ステップＳ４０５／ＹＥＳ）、該２Ｄイメージを静止画像として抽出し（ステップＳ４０７）、本処理を終了する。なお、適正な視点を選択する方法は、最終的な２次元静止画像の描画領域を、上述の処理に従ってシステムが判断する方法、ユーザに値を入力させる方法、少しずつ値を変えたサンプルを表示部４にて示し、その中の１つをユーザに選ばせる方法などが考えられる。
【００７１】
次に、フレーム抽出部において最適フレームからパーツの画面からはみ出している場合に、各フレームにおけるパーツの位置を変更する処理について図５を用いて説明する。なお、ステップＳ５０１からステップＳ５０３までの動作については、図３において説明した最適フレームを抽出する処理を同様であるため、説明を省略する。
【００７２】
フレーム抽出部によってパーツの連続的な動作を表現する最適なフレームが抽出されると（ステップＳ５０３）、モデル配置部は該フレームにおいてパーツをスクリーンに投影した場合の２Ｄイメージを算出する（ステップＳ５０４）。２Ｄイメージが算出されると、モデル配置部は、アニメーションで移動しているパーツが画面からはみ出していないか、画面の周辺に位置していないか、パーツ同士が重なり合っていないか等を判断する（ステップＳ５０５）。パーツがフレームからはみ出している場合やフレームの端部に位置している場合は（ステップＳ５０５／ＮＯ）、パーツの移動方向、移動量、及び位置に基づいて適切なパーツの配置を算出し（ステップＳ５０６）、該配置において再び２Ｄイメージを算出する（ステップＳ５０４）。一方、パーツがフレームの中央に位置し、かつフレームからはみ出していない場合は（ステップＳ５０４／ＹＥＳ）、該２Ｄイメージを静止画像として抽出し（ステップＳ５０７）、本処理を終了する。
【００７３】
次に、静止画像抽出部１ｃにおいて抽出した静止画像にパーツの動作を表現する補助要素を算出、合成する処理について図６を用いて説明する。なお、静止画像を抽出するまでの処理（ステップＳ６０１から６０３）は、図２から５を用いて説明した処理と同様であるため、説明を省略する。
【００７４】
静止画像抽出部１ｃによって静止画像を抽出される（ステップＳ６０３）、補助要素描画部１ｄはパーツの一部分を着目点として決定する（ステップＳ６０４）。着目点は、パーツの一部で一意に決まる点であればよく、たとえば重心を選ぶ方法が考えられる。次に、補助要素描画部１ｄは、該静止画像をスクリーンに投影した場合の２Ｄイメージを算出する（ステップＳ６０５）。２Ｄイメージが算出されると、パーツ動作算出部１ｂにおいて算出されたパーツの連続的な動作に基づいてアニメーションを再生する際の着目点の軌跡を算出する（ステップＳ６０６）。着目点の軌跡だけでは、単なる曲線であるのでこの曲線に幅をもたせ、表示できる要素としてポリゴン化する（ステップＳ６０７）。具体的には、パーツの移動方向を指し示すよう矢印形状のポリゴンを算出する。最後に、静止画像と前述の矢印ポリゴンとを画像合成部１ｋに出力し、画像合成部１ｋは静止画像と矢印ポリゴンとを合成し（ステップＳ６０８）、表示部４へ出力する。静止画像に矢印形状のポリゴンを合成した例としては、図１３に示すような場合が考えられる。なお、本実施形態おいては、モデルの軌跡を表現する方法として、前述した矢印形状のポリゴンデータを利用する方法を用いたが、図１４に示すように、連続動作するパーツの動きに沿った直線を書き加える方法でもよい。
【００７５】
また、図１５に示すようにアニメーション中で移動するモデルの軌跡が別のモデルの影に隠れることにより適切な静止画像が得られない場合、適宜移動するモデルの軌跡を変更する例が考えられる。図１５に示すように、ギアをある媒体に取り付ける場合、ギアを取り付ける際の本来の軌跡に基づいて静止画像を生成した場合、ギア取り付部及び軌跡がギアによって隠れてしまう。そのため、本実施形態においては移動するモデルの軌跡を変更して、静止画像を生成している。補助的な表示要素を合成する手法を併用する場合は、変更した軌跡に応じて補助的な表示要素の形状を再計算して合成する。このような方法をとることにより、元の３Ｄアニメーションで表現されている動きを２次元の静止画でも再現可能である。
【００７６】
上述の静止画像抽出処理は、３Ｄアニメーションデータを解析することにより実施する例であるが、これ以降、手順書データ記憶部３に格納された手順書データを解析してメタ情報を抽出し、３Ｄアニメーションデータに併用する形で、手順書のための静止画像を作成する実施形態について説明する。
【００７７】
まず、手順番号及び手順を説明する文字列を静止画像に上書きする実施形態について図７を用いて説明する。なお、本実施形態においては、Ｎ個の手順より構成される手順書ならびに各手順に対応するＮ個のアニメーションから成る３Ｄアニメーションデータが用意されているとする。
【００７８】
静止画抽出部の機能により、各３Ｄアニメーションの最適な静止画像を抽出される（ステップＳ７０１）。次に、手順解析部１ｊが手順書データ記憶部３に格納されている該３Ｄアニメーションに対応する手順書データを解析する（ステップＳ７０２）。そして、メタ情報抽出部１ｉは、３Ｄアニメーションについて記述するメタ情報データを抽出し（ステップＳ７０３）、各々のアニメーションとそのアニメーションが表現する手順番号及び手順説明文を取得する（ステップＳ７０４）。次に、注記描画部１ｈにおいて、アニメーションから得られた静止画像の背景部分を利用し、手順番号及び説明文の文字列が上書きすることにより、手順の番号ならびにアニメーションの動作を説明する文を含む静止画像を得ることができる（ステップＳ７０５）。図１６に静止画像に手順番号及び説明文を加えた例を示す。最後に、画像合成部１ｋによって各部から転送された静止画像を合成し（ステップＳ７０６）、表示部４に出力する。なお、実際は、手順の番号に従って、順次、完成した静止画像をレイアウトした電子文書を作成してもよいし、これらの静止画像を重ね合わせることによって、一連の手順を１枚の静止画像で表現する例も考えられる。
【００７９】
次に、作業手順として強調すべき部分に、その部分の拡大画像が貼りついて表示させる実施形態について図８を用いて説明する。
【００８０】
静止画像抽出部１ｃにおいて３Ｄアニメーションを表現する最適なフレームが抽出されると（ステップＳ８０１）、手順解析部１ｊが手順書データを解析する（ステップＳ８０２）。メタ情報抽出部１ｉは、メタ情報を抽出する際に、作業手順として強調すべきパーツ情報を他のパーツ情報と区別できるような識別子をつけるようにする（ステップＳ８０３）。例えば、メタ情報がＸＭＬ形式である場合は、強調を意味するタグ＜ＥＭ＞＜／ＥＭ＞で該当するパーツのＩＤを囲む、又は強調を意味する属性を与える等の方法が考えられる。
【００８１】
次に、静止画像及び強調すべきパーツ情報の識別子が付加されたメタ情報は、拡大画像作成部１ｇに転送され（ステップＳ８０４）、拡大画像作成部１ｇは強調すべきパーツの拡大図を生成する（ステップＳ８０５）。そして、生成した拡大図は、アニメーションから得られた静止画像の背景部分を利用し、合成される（図１７に示す）。最後に、拡大画像が合成された静止画像は、画像合成部１ｋにおいて他の静止画像を合成され（ステップＳ８０６）、表示部４に出力される。
【００８２】
次に、注目すべきパーツの部位あるいは形状全体を周囲と異なる表示属性で表示する実施形態について図９を用いて説明する。
【００８３】
静止画像抽出部１ｃにおいて３Ｄアニメーションを表現する最適なフレームが抽出されると（ステップＳ９０１）、手順解析部１ｊが手順書データを解析する（ステップＳ９０２）。メタ情報抽出部１ｉは、手順書データからメタ情報を抽出し（ステップＳ９０３）、さらに手順書データから抽出したメタ情報により強調すべき形状や部位を取得する（ステップＳ９０４）。または、メタ情報から強調すべき部位を取得するのではなく、３Ｄアニメーションの解析によりアニメーションの中で動いている形状を強調すべき形状として認識してもよい。
【００８４】
メタ情報抽出部１ｉによって強調すべき形状や部位に関する情報が抽出されると（ステップＳ９０４）、該情報及び静止画像が強調稜線描画部１ｆに転送される。強調稜線描画部１ｆは、受信した強調すべき形状等に関する情報に基づいて、強調すべき形状を視線方向から見た場合に外郭となる稜線を検知し、異なる表示属性を設定する（ステップＳ９０５）。具体的には、図１８に示すように、出力したい画像が線画である場合には、線の太さを太くする、あるいは表示色を変更する方法が考えられる。シェーディングした画像を出力する場合は、強調の対象となる形状全体のマテリアルを変更する、といった方法が考えられる。異なる表示属性が設定された静止画像は、画像合成部１ｋに転送され、他の静止画像と合成される（ステップ９０６）。静止画像の合成が完了すると（ステップＳ９０６）、表示部４に出力される。
【００８５】
最後に、当該アニメーションにて注目を集めたいモデル以外のモデル群を算出し、簡略な表現に変換する実施形態について図１０を用いて説明する。
【００８６】
静止画像抽出部１ｃにおいて３Ｄアニメーションを表現する最適なフレームが抽出されると（ステップＳ１００１）、手順解析部１ｊが手順書データを解析する（ステップＳ１００２）。メタ情報抽出部１ｉは、手順書データからメタ情報を抽出し（ステップＳ１００３）、さらに、強調の対象外となるパーツに関するメタ情報を取得する（ステップＳ１００４）次に、静止画像抽出部１ｃにより抽出された静止画像に対して、検知された非強調にすべきパーツの表示属性を目立たない属性に置き換える操作を施す（ステップＳ１００５）。または、非強調にすべきパーツの表面に位置する穴、突起部分などを算出し削除することにより、形状の簡略化を施す（ステップＳ１００５）。以上の結果得られた静止画像を画像合成部１ｋに送ることにより、２次元の静止画像を取得することができる（ステップＳ１００６）。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本実施形態に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】静止画像を抽出する処理のフローチャートである。
【図３】最適フレームを抽出する処理のフローチャートである。
【図４】パーツの動作を把握する上で最適な視点を算出する処理のフローチャートである。
【図５】パーツの動作を把握する上で最適なパーツの配置を算出する処理のフローチャートである。
【図６】静止画像にポリゴンデータを合成する処理のフローチャートである。
【図７】静止画像に手順番号及び説明テキストを合成する処理のフローチャートである。
【図８】静止画像に含まれるパーツを拡大して表示する処理のフローチャートである。
【図９】静止画像に含まれるパーツの一部を強調して表示する処理のフローチャートである。
【図１０】静止画像に含まれるパーツの非強調部を簡略化して表示する処理のフローチャートである。
【図１１】フレームを抽出する処理の一例である。
【図１２】最適な視点を抽出処理の一例である。
【図１３】静止画像に矢印を合成した一例である。
【図１４】静止画像にパーツの動作に合わせた線を合成した一例である。
【図１５】静止画像に本来の軌跡とは異なる軌跡の矢印を合成した一例である。
【図１６】静止画像にメタ情報を合成した一例である。
【図１７】静止画像に拡大画像を合成した一例である。
【図１８】静止画像の一部の表示を強調した一例である。
【図１９】従来の画像表示装置の処理を示すフローチャートである。
【図２０】従来の画像表示装置の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８８】
１    画像表示装置
２    ３Ｄアニメーション記憶部
３    手順書データ記憶部
４    表示部
【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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