(57)【要約】【課題】観覧者が視認しやすい立体画像を比較的容易に生成することのできる立体画像生成プログラムを提供する。【解決手段】仮想３次元空間内に設定された２つのカメラのそれぞれから当該仮想３次元空間内を見た様子を示す２つの画像を、立体表示に用いる画像として生成するための立体画像生成プログラムであって、２つのカメラの代表位置から仮想３次元空間内における仮想的な画面位置までの距離を示す画面距離パラメタの値を取得し、取得した画面距離パラメタの値に応じて決まる位置及び向きに配置された２つのカメラから仮想３次元空間内を見た様子を示す画像を、立体表示に用いる画像として生成するようにコンピュータを機能させるための立体画像生成プログラムである。【選択図】図１
2011164781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮想３次元空間内に設定された２つのカメラのそれぞれから当該仮想３次元空間内を見た様子を示す２つの画像を、立体表示に用いる画像として生成するための立体画像生成プログラムであって、
前記２つのカメラの代表位置から前記仮想３次元空間内における仮想的な表示画面までの距離を示す画面距離パラメタの値を取得するパラメタ値取得手段、及び
前記取得した画面距離パラメタの値に応じて決まる位置及び向きに配置された前記２つのカメラから前記仮想３次元空間内を見た様子を示す画像を、前記立体表示に用いる画像として生成する立体画像生成手段、
としてコンピュータを機能させるための立体画像生成プログラム。
【請求項２】
請求項１記載の立体画像生成プログラムにおいて、
前記パラメタ値取得手段は、前記立体表示における遠近感の程度を示す遠近感パラメタの値をさらに取得し、
前記立体画像生成手段は、前記画面距離パラメタ及び前記遠近感パラメタの値に応じて決まる位置及び向きに配置された前記２つのカメラから前記仮想３次元空間内を見た様子を示す画像を、前記立体表示に用いる画像として生成する
ことを特徴とする立体画像生成プログラム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の立体画像生成プログラムにおいて、
前記パラメタ値取得手段は、前記立体表示を行う表示画面の幅を示すパラメタの値をさらに取得し、
前記立体画像生成手段は、前記画面距離パラメタ及び前記表示画面の幅を示すパラメタの値に応じて決まる位置及び向きに配置された前記２つのカメラから前記仮想３次元空間内を見た様子を示す画像を、前記立体表示に用いる画像として生成する
ことを特徴とする立体画像生成プログラム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項記載の立体画像生成プログラムにおいて、
前記画面距離パラメタＳは、前記２つのカメラ間の距離ｉ、及び前記２つのカメラの向きのなす角を２で割った角度αを用いて、数式
【数１】
2011164781.tif 000013
で定義される
ことを特徴とする立体画像生成プログラム。
【請求項５】
請求項２記載の立体画像生成プログラムにおいて、
前記遠近感パラメタｒは、前記立体表示の観覧者の両眼間の距離Ｉ、前記仮想３次元空間内における前記立体表示の範囲を規定する基準カメラの水平方向の視野角θ、前記立体表示を行う表示画面の幅Ｗ、及び前記２つのカメラの向きのなす角を２で割った角度αを用いて、数式
【数２】
2011164781.tif 000014
で定義される
ことを特徴とする立体画像生成プログラム。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項記載のプログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体。
【請求項７】
仮想３次元空間内に設定された２つのカメラのそれぞれから当該仮想３次元空間内を見た様子を示す２つの画像を、立体表示に用いる画像として生成する立体画像生成装置であって、
前記２つのカメラの代表位置から前記仮想３次元空間内における仮想的な表示画面までの距離を示す画面距離パラメタの値を取得するパラメタ値取得手段と、
前記取得した画面距離パラメタの値に応じて決まる位置及び向きに配置された前記２つのカメラから前記仮想３次元空間内を見た様子を示す画像を、前記立体表示に用いる画像として生成する立体画像生成手段と、
を含むことを特徴とする立体画像生成装置。
【請求項８】
仮想３次元空間内に設定された２つのカメラのそれぞれから当該仮想３次元空間内を見た様子を示す２つの画像を、立体表示に用いる画像として生成する立体画像生成方法であって、
前記２つのカメラの代表位置から前記仮想３次元空間内における仮想的な画面位置までの距離を示す画面距離パラメタの値を取得するステップと、
前記取得した画面距離パラメタの値に応じて決まる位置及び向きに配置された前記２つのカメラから前記仮想３次元空間内を見た様子を示す画像を、前記立体表示に用いる画像として生成するステップと、
を含むことを特徴とする立体画像生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観覧者が立体的に視認することのできる立体画像を生成する立体画像生成プログラム、情報記憶媒体、立体画像生成装置、及び立体画像生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
観覧者が画像を立体的に視認することのできる立体表示を実現する技術が研究されている。このような立体表示の手法の一つとして、同じ一つの対象をそれぞれ異なる視点から見た２つの画像を生成し、一方の画像（右眼用画像）を観覧者の右眼で、他方（左眼用画像）を左眼で、それぞれ視認させるような態様で表示する技術がある（例えば特許文献１参照）。この技術を用いて仮想３次元空間内の様子を表示する場合、仮想３次元空間内に右眼用カメラ、及び左眼用カメラの２つのカメラを設定し、それぞれのカメラから仮想３次元空間内を見た様子を示す画像を生成する。すなわち、立体表示に用いられる右眼用画像及び左眼用画像を生成するためには、仮想３次元空間内における２つのカメラの位置及び向き（視線方向）を決定する必要がある。
【０００３】
このような２つのカメラの位置及び向きは、通常、２つのパラメタによって決定される。すなわち、２つのカメラ間の距離を表すパラメタ（以下、カメラ間隔パラメタｉという）と、２つのカメラの向きがなす角（輻輳角）に関するパラメタ（以下、輻輳角パラメタαという）である。これらのパラメタに基づいて、基準カメラ位置及び基準カメラ方向に対する右眼用カメラ及び左眼用カメラそれぞれの位置及び方向が決定される。ここで、基準カメラは、立体表示の対象範囲を規定するカメラであって、その位置、向き、及び視野角によって、仮想３次元空間内のどの範囲をどの方向から見た様子を描画するかが特定される。
【０００４】
図１は、上記２つのパラメタと、２つのカメラそれぞれの位置及び方向と、の間の関係を示しており、仮想３次元空間を上方から見た様子を示している。また、基準カメラ、右眼用カメラ、及び左眼用カメラそれぞれの向きが二点鎖線で示されており、各カメラの視野角が一点鎖線で示されている。この図では、基準カメラ位置ＣＰを中心として距離ｉだけ離れるように、右眼用カメラ位置ＲＰ及び左眼用カメラ位置ＬＰが決定されている。なお、右眼用カメラ及び左眼用カメラは、いずれも水平面及び基準カメラ方向ＣＤに直交する面に含まれるように配置されている。また、右眼用カメラ方向ＲＤ及び左眼用カメラ方向ＬＤは、それぞれ、水平面内において基準カメラ方向ＣＤに対して角度＋α又は−αだけ傾いた向きに決定されている。すなわち、角度αは、右眼用カメラ方向ＲＤと左眼用カメラ方向ＬＤとがなす角を２で割った角度に相当する。
【０００５】
この例では、２つのカメラ方向が交差する位置（図中の点Ｓｏ）を中心に、基準カメラ方向ＣＤに直交する面内に仮想的な表示画面（以下、仮想画面Ｓｖという）が存在する。仮想画面Ｓｖは、実空間内において立体表示を行う立体表示装置の表示画面に対応し、仮想画面Ｓｖと仮想３次元空間内に配置された各オブジェクトとの間の基準カメラから見た前後関係は、立体表示装置の表示画面と各オブジェクトが立体表示される際の見かけの位置との観覧者から見た前後関係に一致する。すなわち、基準カメラ位置ＣＰから見てこの仮想画面Ｓｖより奥側に配置されているオブジェクトＯ１は、立体表示を行った際に、観覧者から見て表示画面より遠くにあるように認識される。一方、仮想画面Ｓｖの手前側（基準カメラ位置ＣＰ側）に配置されているオブジェクトＯ２は、観覧者から見て表示画面より近くにあるように認識されることになる。なお、この仮想画面Ｓｖの水平方向の幅は、基準カメラの水平方向の視野角θに応じて決まり、右眼用カメラ及び左眼用カメラそれぞれの視野角は、仮想画面Ｓｖをその視野に収めるように決定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５８０８５９１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
立体画像の制作者等が、カメラ間隔パラメタｉ及び輻輳角パラメタαを指定して右眼用カメラ及び左眼用カメラの位置及び向きを決定する場合、仮想画面Ｓｖの位置はカメラ間隔パラメタｉ及び輻輳角パラメタαの双方に依存して変化するので、仮想画面Ｓｖがどこに位置するかを直感的に把握しにくく、仮想画面Ｓｖを仮想３次元空間内の所望の位置に調整するのは手間がかかる。ところが、表示対象のオブジェクトが仮想画面Ｓｖに対してどの位置にあるか（仮想画面Ｓｖの手前側か奥側か、また仮想画面Ｓｖに近いか遠いか）は、観覧者による画像の認識のしやすさに影響する。そのため、立体画像を生成、表示する場合、立体画像の制作者は、カメラ間隔パラメタｉ及び輻輳角パラメタαを様々に変化させながら、試行錯誤して観覧者が視認しやすい立体画像を生成できるカメラ位置を決定する必要があった。
【０００８】
本発明は上記実情を考慮してなされたものであって、その目的の一つは、観覧者が視認しやすい立体画像を比較的容易に生成することのできる立体画像生成プログラム、情報記憶媒体、立体画像生成装置、及び立体画像生成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る立体画像生成プログラムは、仮想３次元空間内に設定された２つのカメラのそれぞれから当該仮想３次元空間内を見た様子を示す２つの画像を、立体表示に用いる画像として生成するためのプログラムであって、前記２つのカメラの代表位置から前記仮想３次元空間内における仮想的な表示画面までの距離を示す画面距離パラメタの値を取得するパラメタ値取得手段、及び前記取得した画面距離パラメタの値に応じて決まる位置及び向きに配置された前記２つのカメラから前記仮想３次元空間内を見た様子を示す画像を、前記立体表示に用いる画像として生成する立体画像生成手段、としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
【００１０】
上記立体画像生成プログラムにおいて、前記パラメタ値取得手段は、前記立体表示における遠近感の程度を示す遠近感パラメタの値をさらに取得し、前記立体画像生成手段は、前記画面距離パラメタ及び前記遠近感パラメタの値に応じて決まる位置及び向きに配置された前記２つのカメラから前記仮想３次元空間内を見た様子を示す画像を、前記立体表示に用いる画像として生成することとしてもよい。
【００１１】
また、前記パラメタ値取得手段は、前記立体表示を行う表示画面の幅を示すパラメタの値をさらに取得し、前記立体画像生成手段は、前記画面距離パラメタ及び前記表示画面の幅を示すパラメタの値に応じて決まる位置及び向きに配置された前記２つのカメラから前記仮想３次元空間内を見た様子を示す画像を、前記立体表示に用いる画像として生成することとしてもよい。
【００１２】
また、上記立体画像生成プログラムにおいて、前記画面距離パラメタＳは、前記２つのカメラ間の距離ｉ、及び前記２つのカメラの向きのなす角を２で割った角度αを用いて、数式
【数１】
2011164781.tif 000003
で定義されることとしてもよい。
【００１３】
また、上記立体画像生成プログラムにおいて、前記遠近感パラメタｒは、前記立体表示の観覧者の両眼間の距離Ｉ、前記仮想３次元空間内における前記立体表示の範囲を規定する基準カメラの水平方向の視野角θ、前記立体表示を行う表示画面の幅Ｗ、及び前記２つのカメラの向きのなす角を２で割った角度αを用いて、数式
【数２】
2011164781.tif 000004
で定義されることとしてもよい。
【００１４】
なお、上記立体画像生成プログラムは、コンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体に記憶されてよい。
【００１５】
また、本発明に係る立体画像生成装置は、仮想３次元空間内に設定された２つのカメラのそれぞれから当該仮想３次元空間内を見た様子を示す２つの画像を、立体表示に用いる画像として生成する立体画像生成装置であって、前記２つのカメラの代表位置から前記仮想３次元空間内における仮想的な表示画面までの距離を示す画面距離パラメタの値を取得するパラメタ値取得手段と、前記取得した画面距離パラメタの値に応じて決まる位置及び向きに配置された前記２つのカメラから前記仮想３次元空間内を見た様子を示す画像を、前記立体表示に用いる画像として生成する立体画像生成手段と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る立体画像生成方法は、仮想３次元空間内に設定された２つのカメラのそれぞれから当該仮想３次元空間内を見た様子を示す２つの画像を、立体表示に用いる画像として生成する立体画像生成方法であって、前記２つのカメラの代表位置から前記仮想３次元空間内における仮想的な画面位置までの距離を示す画面距離パラメタの値を取得するステップと、前記取得した画面距離パラメタの値に応じて決まる位置及び向きに配置された前記２つのカメラから前記仮想３次元空間内を見た様子を示す画像を、前記立体表示に用いる画像として生成するステップと、を含むことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】仮想３次元空間を上方から見た様子を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る立体画像生成装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る立体画像生成装置の機能を示す機能ブロック図である。
【図４】実空間内における立体表示装置及び観覧者を上方から見た様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。
【００１９】
図２は、本発明の一実施形態に係る立体画像生成装置１の構成図である。立体画像生成装置１は、観覧者Ｖが立体的に視認することのできる立体表示に用いる画像を生成する装置であって、具体的には、観覧者Ｖの右眼に認識させるための右眼用画像、及び左眼に認識させるための左眼用画像の２つの画像を生成する。これら２つの画像のそれぞれを、両眼のそれぞれで視認することにより、観覧者Ｖは、画像内のある部分は近くに、別の部分は遠くにあるように認識することができ、画像の内容を立体的に知覚できる。また、本実施形態に係る立体画像生成装置１は、表示対象のオブジェクトが配置された仮想３次元空間内の様子を示す立体画像を生成するものとする。
【００２０】
立体画像生成装置１は、例えばサーバコンピュータや家庭用ゲーム機等の情報処理装置であって、図２に示すように、制御部１１及び記憶部１２を含んで構成される。また、立体画像生成装置１は、操作デバイス１３及び立体表示装置１４と接続される。
【００２１】
制御部１１は、ＣＰＵ等を含んで構成され、記憶部１２に記憶されたプログラムに従って各種の情報処理を実行する。本実施形態において制御部１１が実行する処理の内容については、後述する。
【００２２】
記憶部１２は、ＲＡＭやＲＯＭ等のメモリ素子を含んで構成され、制御部１１によって実行されるプログラムや各種のデータを記憶する。また、記憶部１２は制御部１１のワークメモリとしても機能する。本実施形態では、この記憶部１２内に仮想３次元空間に関する各種の情報が記憶されることによって、立体画像生成装置１内に仮想３次元空間が構築される。
【００２３】
操作デバイス１３は、キーボードやマウス、又は家庭用ゲーム機のコントローラ等であって、ユーザの操作入力を受け付けて、その内容を示す信号を制御部１１に出力する。
【００２４】
立体表示装置１４は、制御部１１によって生成された画像を表示するデバイスであって、本実施形態では、前述した右眼用画像及び左眼用画像に基づく立体画像を表示する。具体的に、例えば立体画像生成装置１は、右眼用画像及び左眼用画像を、間隔を空けて並べた立体画像を生成する。あるいは、右眼用画像及び左眼用画像を画素行毎に交互に並べて１枚の立体画像を生成してもよい。立体表示装置１４は、このようにして立体画像生成装置１が生成した立体画像を表示する。このとき立体表示装置１４は、右眼用画像及び左眼用画像を、それぞれ観覧者Ｖが右眼又は左眼で観覧できる態様で表示する必要がある。このような立体表示を実現する方法としては、各種のものが知られている。例えば立体表示装置１４は、右眼用画像を表示する画素と左眼用画像を表示する画素に互いに異なる偏光面を持つ偏光板を配置した表示画面を備えてもよい。この場合、観覧者Ｖは、これら２つの偏光面に対応する２つの偏光板を備えた眼鏡を着用して立体画像を観覧する。こうすれば、右眼には右眼用画像を表示する画素からの光だけが、左眼には左眼用画像を表示する画素からの光だけが、それぞれ入射するように制御することができる。
【００２５】
次に、本実施形態に係る立体画像生成装置１が実現する機能について、説明する。図３の機能ブロック図に示されるように、立体画像生成装置１は、機能的に、仮想空間管理部２１と、パラメタ値取得部２２と、立体画像生成部２３と、を含んで構成される。これらの機能により、立体画像生成装置１は、仮想３次元空間内の様子を立体的に表示するために用いられる右眼用画像及び左眼用画像の２つの画像を生成する。これらの機能は、制御部１１が記憶部１２に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。このプログラムは、光ディスク等の各種のコンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体に格納されて提供されてもよいし、インターネット等の通信ネットワーク経由で提供されてもよい。
【００２６】
仮想空間管理部２１は、記憶部１２内に構築される仮想３次元空間に関する情報を管理する。具体的に、仮想空間管理部２１は、仮想３次元空間内に配置される各種のオブジェクトの情報を取得し、記憶部１２に格納する。また、記憶部１２に記憶されたオブジェクトの情報を更新することで、各オブジェクトの仮想３次元空間内における移動や変形、オブジェクト間の相互作用等を実現する。このオブジェクトの情報には、各オブジェクトの形状・大きさに関する情報や、当該オブジェクトの仮想３次元空間内における位置や向きに関する情報が含まれる。
【００２７】
また、仮想空間管理部２１は、仮想３次元空間における基準カメラ位置ＣＰ及び基準カメラ方向ＣＤの情報を取得し、保持する。これらの情報は、仮想３次元空間内のどの範囲をどの向きに見た画像を生成するかを決定するための情報であって、例えば立体表示されるコンテンツ（動画やゲーム等）の制作者によって決定されてもよい。あるいは、基準カメラ位置ＣＰ及び基準カメラ方向ＣＤは、観覧者Ｖの操作デバイス１３に対する指示入力に応じて、時間とともに変化してもよい。この場合、観覧者Ｖは、仮想３次元空間内の様子を観覧しながら、操作デバイス１３を操作して基準カメラ位置ＣＰや基準カメラ方向ＣＤを変化させることで、仮想３次元空間内を移動する様子を観覧することができる。
【００２８】
パラメタ値取得部２２は、仮想３次元空間内における右眼用カメラ及び左眼用カメラそれぞれの位置及び方向を決定するための２つのパラメタの値を取得する。この２つのパラメタは、２つのカメラの位置及び方向を直接的に規定するカメラ間隔パラメタｉ及び輻輳角パラメタαとは異なるパラメタである。具体的に、本実施形態においてパラメタ値取得部２２が取得するのは、仮想３次元空間内における基準カメラ位置ＣＰから仮想画面Ｓｖまでの距離を示す画面距離パラメタＳと、どの程度遠近感（奥行き感）のある立体画像を表示するかを示す遠近感パラメタｒである。
【００２９】
画面距離パラメタＳは、図１に示されるように、右眼用カメラ及び左眼用カメラの代表位置である基準カメラ位置ＣＰから仮想画面Ｓｖまでの仮想３次元空間内における距離を示すパラメタである。画面距離パラメタＳは、カメラ間隔パラメタｉ及び輻輳角パラメタαを用いて、以下の式（１）により定義される。
【数１】
2011164781.tif 000005
【００３０】
また、遠近感パラメタｒは、０から１までの範囲の値をとるパラメタであって、０は奥行き感を生じさせない表示、すなわち従来の平面的に表示に対応し、１は仮想３次元空間における奥行き方向（基準カメラ方向ＣＤ）の距離を忠実に再現する立体画像に対応する。そのため、遠近感パラメタｒの値が１に近くなればなるほど、奥行き感のある立体表示が行われることになる。特に遠近感パラメタｒの値が１の場合、観覧者Ｖから立体表示されるオブジェクトの見かけの位置までの奥行き方向の距離と、仮想３次元空間内における基準カメラ位置ＣＰから当該オブジェクトまでの奥行き方向の距離と、の比が一定に保たれるように立体画像が生成される。逆に遠近感パラメタｒの値が０の場合、右眼用画像と左眼用画像とは一致し、観覧者Ｖから見て、どのオブジェクトも表示画面上にあるように表示される。
【００３１】
遠近感パラメタｒは、輻輳角パラメタαと、基準カメラの水平方向の視野角θと、さらに２つのパラメタＩ及びＷとを用いて、以下の式（２）により定義される。
【数２】
2011164781.tif 000006
ここで、パラメタＩ及びＷは、実際に立体表示が行われる実空間内における２つの長さを示すパラメタである。図４は、実空間内における観覧者Ｖと立体表示装置１４との位置関係を示す図であって、観覧者Ｖや立体表示装置１４を上方から見た様子を示している。図４に示されるように、Ｉは観覧者Ｖの両眼間の距離を示しており、Ｗは立体表示を行う立体表示装置１４の表示画面の幅を示している。この式（２）から明らかなように、ｒ＝０のときにはα＝０となり、右眼用カメラ位置ＲＰと左眼用カメラ位置ＬＰとは一致する。
【００３２】
なお、図４におけるＤは観覧者Ｖから立体表示装置１４の表示画面までの距離を示している。Ｚは、図１におけるオブジェクトＯ１を立体表示装置１４が立体表示した場合の、観覧者ＶからオブジェクトＯ１の見かけの位置までの奥行き方向の距離を示している。また、ｄは観覧者ＶがオブジェクトＯ１を見る際の視差量に対応し、オブジェクトＯ１の左眼用画像内における表示位置と右眼用画像内における表示位置との間の距離を示している。なお、ｄは、オブジェクトの見かけの位置が表示画面より奥側にあれば正の値を、手前側にあれば負の値を、それぞれとるものとする。なお、図１に示すように、仮想３次元空間内における基準カメラ位置ＣＰからオブジェクトＯ１までの奥行き方向の距離をｚとすると、ｄ及びＺは、パラメタＳ及びｒを用いて、それぞれ以下の式（３）及び（４）のように表される。
【数３】
2011164781.tif 000007
【数４】
2011164781.tif 000008
【００３３】
ここで、パラメタ値取得部２２がパラメタＳ及びｒの値を取得する方法について、説明する。立体画像生成装置１が立体表示の対象となるコンテンツの制作に用いられる装置の場合、パラメタ値取得部２２は、コンテンツの制作者による操作入力を受け付けることによって、これら２つのパラメタＳ及びｒの値を取得する。コンテンツ制作者は、操作デバイス１３や通信ネットワークを介して立体画像生成装置１に接続されたクライアント端末に対して、パラメタＳ及びｒの値を指定する操作入力を行うことができる。あるいは、立体画像生成装置１が家庭用ゲーム機等であって、ゲームプログラム等のプログラムを実行することで立体画像を生成する場合、パラメタＳ及びｒの値は、このプログラムのデータとともに立体画像生成装置１に提供されてもよい。すなわち、パラメタ値取得部２２は、このプログラムが光ディスク等の情報記憶媒体に格納されて提供される場合、この情報記憶媒体からパラメタＳ及びｒの値を読み取る。あるいはプログラムが通信ネットワークを介して提供される場合、パラメタ値取得部２２は、パラメタＳ及びｒの値も通信ネットワーク経由で他のサーバコンピュータ等から取得してもよい。また、ゲームのプレイヤーなどの、立体画像生成装置１が生成した立体画像を観覧する観覧者Ｖ自身が、操作デバイス１３に対する操作入力を行うことにより、パラメタＳ及びｒの値を指定してもよい。
【００３４】
具体的に、コンテンツの制作者又は観覧者Ｖは、立体表示の対象となるオブジェクトの仮想３次元空間内における配置位置を考慮して、これらのオブジェクトが見やすくなるように画面距離パラメタＳの値を指定する。ここで、画面距離パラメタＳの値は、なるべく多くのオブジェクトが基準カメラ位置ＣＰから見て仮想画面Ｓｖより奥側に配置されるように決定されることが望ましい。こうすれば、観覧者Ｖにとって各オブジェクトを見やすくすることができる。
【００３５】
さらにコンテンツ制作者又は観覧者Ｖは、遠近感パラメタｒの値を指定する。このとき、遠近感パラメタｒの値を変化させても仮想画面Ｓｖの位置には影響がないので、遠近感パラメタｒの値は、立体表示する画像の遠近感をどの程度強調すべきかに応じて、任意に決定されてよい。このように、画面距離パラメタＳ及び遠近感パラメタｒの値は、それぞれ独立に指定されることができる。
【００３６】
なお、パラメタ値取得部２２は、画面距離パラメタＳ及び遠近感パラメタｒの値だけでなく、立体表示装置１４の表示画面の幅Ｗの値についても取得することとしてもよい。この場合、表示画面の幅Ｗの値は、画面距離パラメタＳや遠近感パラメタｒと同様にコンテンツ制作者や観覧者Ｖの操作入力によって指定されてもよい。また、パラメタ値取得部２２は、立体表示装置１４から表示画面に関する情報の入力を受け付けることにより、表示画面の幅Ｗの情報を取得してもよい。例えばＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）規格によって立体表示装置１４が立体画像生成装置１に接続されていれば、立体画像生成装置１は立体表示装置１４からこのような画面サイズに関する情報を取得することができる。
【００３７】
立体画像生成部２３は、パラメタ値取得部２２が取得した画面距離パラメタＳ及び遠近感パラメタｒの値を用いて、右眼用画像及び左眼用画像のそれぞれを生成する。ここで、式（１）及び（２）から明らかなように、画面距離パラメタＳ、遠近感パラメタｒ、表示画面の幅Ｗ、基準カメラの視野角θ、及び観覧者Ｖの両眼間の距離Ｉのそれぞれの値が決まれば、カメラ間隔パラメタｉ及び輻輳角パラメタαの値は一意に決定される。そのため、右眼用カメラ位置ＲＰ、左眼用カメラ位置ＬＰ、右眼用カメラ方向ＲＤ、及び左眼用カメラ方向ＬＤも、一意に決定することができる。立体画像生成部２３は、このように画面距離パラメタＳ及び遠近感パラメタｒの値に応じて決まる位置及び向きに配置された右眼用カメラ及び左眼用カメラのそれぞれから仮想３次元空間内を見た様子を示す画像を、右眼用画像及び左眼用画像として生成する。
【００３８】
ここで、基準カメラの視野角θは、予め定められた値である。また、観覧者Ｖの両眼間の距離Ｉについても、一般的な人の両眼の間隔を示す値が、予め記憶部１２に記憶されていることとしてよい。さらに、表示画面の幅Ｗの値については、前述したようにパラメタ値取得部２２が取得する場合には取得した値を用いればよいし、そうでない場合には一般的な立体表示装置の大きさを示す値として予め記憶部１２に記憶されている値を用いればよい。なお、式（２）からも明らかなように、輻輳角パラメタαの値は、表示画面の幅Ｗに依存して変化する。しかし、画面距離パラメタＳ及び遠近感パラメタｒの値については、表示画面の幅Ｗの大きさに関係なく、どのような立体表示を行いたいかに応じて、コンテンツ制作者や観覧者Ｖが任意に設定することができる。逆に、パラメタ値取得部２２が表示画面の幅Ｗの値を取得し、この表示画面の幅Ｗの値に応じて右眼用カメラ及び左眼用カメラの位置及び向きが決定されることにより、どのような大きさの表示画面で立体表示を行う場合であっても、各オブジェクトの表示画面に対する位置関係や遠近感があまり変わらないようにすることができる。
【００３９】
具体的に、立体画像生成部２３は、基準カメラ位置ＣＰ及び基準カメラ方向ＣＤを基準とした視点座標系における位置座標Ｖviewを、以下の式（５）に示すように、投影行列Ｍｒを用いて、右眼用画像内の位置を示すスクリーン座標系の位置座標に変換する。
【数５】
2011164781.tif 000009
また、同じ位置座標Ｖviewを、以下の式（６）に示すように、投影行列Ｍｌを用いて、左眼用画像内の位置を示すスクリーン座標系の位置座標に変換する。
【数６】
2011164781.tif 000010
なお、ここでのスクリーン座標系は、表示画面の中央が原点位置となる座標系である。また、この式（５）及び（６）において、Ｍconvは、基準カメラ位置ＣＰから基準カメラ方向ＣＤを見た画像（すなわち、従来の平面的な画像）を生成する際の投影行列を示している。また、translation()は平行移動行列を示しており、変数Ａ及びＢの値は、パラメタＳ及びｒの値を用いて以下の計算式（７）及び（８）によりそれぞれ算出される。なお、これらの式における括弧内の等式は、パラメタｉ及びαを用いて変数Ａ及びＢの値を算出する場合の計算式を示している。
【数７】
2011164781.tif 000011
【数８】
2011164781.tif 000012
【００４０】
上述した投影行列Ｍｒ及びＭｌを用いて、仮想３次元空間内に配置された各オブジェクトの頂点座標を右眼用画像及び左眼用画像それぞれの位置に変換することにより、右眼用画像及び左眼用画像が生成される。立体画像生成部２３は、この右眼用画像及び左眼用画像、またはこれらの画像を合成して得られた立体画像を、立体表示装置１４に対して出力する。これにより、立体画像が立体表示装置１４に表示される。
【００４１】
以上説明した本実施形態に係る立体画像生成装置１によれば、画面距離パラメタＳ及び遠近感パラメタｒという表示される立体画像そのものの特徴を規定するパラメタの値を用いて立体画像を生成するので、コンテンツ制作者や観覧者は、カメラ間距離パラメタｉ及び輻輳角パラメタαの値を指定して立体画像を生成する場合と比較して、視認しやすい立体画像を容易に作成することができる。
【００４２】
なお、本発明の実施の形態は、以上説明したものに限られない。例えば以上の説明においては、パラメタ値取得部２２は画面距離パラメタＳ及び遠近感パラメタｒ双方の値をコンテンツ制作者や観覧者が指定することとしたが、特に観覧者による視認のしやすさに影響する画面距離パラメタＳだけを取得することとしてもよい。この場合、立体画像生成部２３は、遠近感パラメタｒの値は例えば１などの固定値であるとして、立体画像を生成すればよい。
【００４３】
また、基準カメラ位置ＣＰ及び基準カメラ方向ＣＤに対する右眼用カメラ及び左眼用カメラの位置及び向きは、図１に示した関係とは異なる関係となるように決定されてもよい。例えば右眼用カメラ及び左眼用カメラのいずれか一方を基準カメラ位置ＣＰと一致する位置に配置し、他方のカメラはこの基準カメラ位置ＣＰから距離ｉだけ離れた位置に配置することとしてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１  立体画像生成装置、１１  制御部、１２  記憶部、１３  操作デバイス、１４  立体表示装置、２１  仮想空間管理部、２２  パラメタ値取得部、２３  立体画像生成部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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