(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体と一緒に撮影される副撮像物体と、
前記被写体と前記副撮像物体とを一緒に撮影する撮影装置と、
前記撮影装置で得た撮影画像に基づいて、前記被写体の三次元データと前記副撮像物体の三次元データとを含む撮影画像の三次元データを作成する三次元データ作成部と、
予め定められたキャラクターの三次元データを記憶している三次元データ記憶部と、
前記三次元データ作成部で作成した前記撮影画像の三次元データのうちの、前記副撮像物体の三次元データを、前記三次元データ記憶部が記憶している前記キャラクターの三次元データで置換する三次元データ置換部と、
前記三次元データ置換部で置換した前記撮影画像の三次元データに基づいて、前記被写体の三次元造形物と前記キャラクターの三次元造形物とを作成する３Ｄプリンタと、
前記副撮像物体の予め定められた特定位置に取り付けられ、前記キャラクターの予め定められた特定位置それぞれに対応付けられた複数のマーカーとを備え、
前記三次元データ作成部は、前記副撮像物体の三次元データとして、前記複数のマーカーそれぞれの三次元位置を表すデータを作成し、
前記三次元データ置換部は、前記三次元データ作成部で作成したデータが表す前記複数のマーカーの三次元位置それぞれに前記キャラクターの特定位置それぞれが一致するようにポーズが設定された前記キャラクターの三次元データによって前記置換を行うことを特徴とする三次元造形物作成装置。
【請求項２】
前記キャラクターの候補を複数提示する候補提示部を備え、
前記三次元データ置換部は、前記候補提示部で提示された候補のうちの１つが選択されたと判定した場合に、選択された候補を前記キャラクターとして前記置換を行うことを特徴とする請求項１に記載の三次元造形物作成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元造形物作成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、三次元造形物作成装置としては、例えば、非特許文献１に記載の技術がある。非特許文献１に記載の技術では、被写体（例えば、人物）を複数の方向からデジタルカメラで撮影し、デジタルカメラで得た撮影画像に基づいて被写体の三次元データを作成し、作成した三次元データに基づいて３Ｄプリンタで被写体の三次元造形物を作成する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】FOTOFIG、“KIT”、[online]、 [平成２５年３月３０日検索]、インターネット（ＵＲＬ: http://izanagi3d.com/fotofig-studio-kit）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記非特許文献１に記載の技術では、被写体の三次元造形物と一緒に、アニメ等のキャラクターの三次元造形物を形成することは十分に考慮されていなかった。
本発明は、上記の点に着目し、被写体の三次元造形物と一緒に、キャラクターの三次元造形物を容易に製造可能な三次元造形物作成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、被写体と一緒に撮影される副撮像物体と、被写体と副撮像物体とを一緒に撮影する撮影装置と、撮影装置で得た撮影画像に基づいて、被写体の三次元データと副撮像物体の三次元データとを含む撮影画像の三次元データを作成する三次元データ作成部と、予め定められたキャラクターの三次元データを記憶している三次元データ記憶部と、三次元データ作成部で作成した撮影画像の三次元データのうちの、副撮像物体の三次元データを、記憶部が記憶しているキャラクターの三次元データで置換する三次元データ置換部と、三次元データ置換部で置換した撮影画像の三次元データに基づいて、被写体の三次元造形物とキャラクターの三次元造形物とを作成する３Ｄプリンタと、副撮像物体の予め定められた特定位置に取り付けられ、キャラクターの予め定められた特定位置それぞれに対応付けられた複数のマーカーとを備え、三次元データ作成部は、副撮像物体の三次元データとして、複数のマーカーそれぞれの三次元位置を表すデータを作成し、三次元データ置換部は、三次元データ作成部で作成したデータが表す複数のマーカーの三次元位置それぞれにキャラクターの特定位置それぞれが一致するようにポーズが設定されたキャラクターの三次元データによって置換を行うことを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一態様によれば、被写体と副撮像物体とを一緒に撮影することで、被写体の三次元造形物と一緒に、キャラクターの三次元造形物を容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態に係る三次元造形物作成装置１の概略構成を表す図であり、（ａ）は側方から見た場合の図であり、（ｂ）は上方から見た場合の図である。
【図２】三次元造形物８、９を表す図である。
【図３】第２実施形態に係る三次元造形物作成装置１の概略構成を表す図である。
【図４】ディスプレイ４ｄの表示内容を表す図である。
【図５】三次元造形物８、９を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
（第１実施形態）
第１実施形態は、本発明を、被写体の三次元造形物と一緒に、キャラクターの三次元造形物を作成する三次元造形物作成装置１に適用したものである。
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、第１実施形態の三次元造形物作成装置１は、副撮像物体２と、撮影装置３と、三次元データ記憶部４と、コンピュータ５と、３Ｄ(three dimensions)プリンタ６とを備える。
【０００９】
副撮像物体２は、なんらかのキャラクターに似せて作られたぬいぐるみである。副撮像物体２の予め定められた特定位置（例えば、関節位置）には、光を反射する反射シートを貼った球状のマーカー２ａが取り付けられている。マーカー２ａは、キャラクターの予め定められた特定位置（例えば、関節位置）それぞれに対応付けられている。そして、副撮像物体２は、被写体７（例えば人物）の膝上等に置かれ、被写体７と一緒に撮影される。
【００１０】
撮影装置３は、被写体７と副撮像物体２とを一緒に撮影する。撮影装置３としては、例えば、撮影時に被写体７の周囲を囲むように配置された複数（例えば、２０台）のＣＣＤカメラを採用できる。そして、撮影装置３は、撮影結果をコンピュータ５に出力する。なお、図面の簡単化のため、図１（ａ）では、一部の撮影装置３の図示を省略し、図１（ｂ）では、撮影装置３とコンピュータ５とを接続するいくつかの信号線の図示を省略した。
【００１１】
三次元データ記憶部４は、予め定められたキャラクターの三次元データを記憶している。第１実施形態では、副撮像物体２が表す１つのキャラクターを記憶している。
コンピュータ５は、プログラムに従って各種処理を実行する。そして、コンピュータ５は、各種処理を実行することで、撮影装置３で得た撮影画像に基づき、三次元データ作成部５ａと、三次元データ置換部５ｂと、三次元データ表示部５ｃとを実現する。
【００１２】
三次元データ作成部５ａは、撮影装置３で得た撮影画像、つまり、被写体７と副撮像物体２とが一緒に撮影された撮影画像に基づいて、被写体７の三次元データと副撮像物体２の三次元データとを含む撮影画像の三次元データを作成する。三次元データとしては、例えば、三次元形状を表すデータと、三次元形状の各部の色彩を表すデータとを含むものがある。第１実施形態では、三次元データ作成部５ａは、副撮像物体２の三次元データとして、複数のマーカー２ａそれぞれの三次元位置を表すデータを作成する。そして、三次元データ作成部５ａは、作成した三次元データを三次元データ置換部５ｂに出力する。
【００１３】
三次元データ置換部５ｂは、三次元データ作成部５ａで作成した撮影画像の三次元データのうちの、副撮像物体２の三次元データを、三次元データ記憶部４が記憶しているキャラクターの三次元データで置換する。第１実施形態では、三次元データ置換部５ｂは、三次元データ作成部５ａで作成したデータが表す複数のマーカー２ａの三次元位置それぞれにキャラクターの特定位置（関節位置）それぞれが一致するようにポーズが設定されたキャラクターの三次元データによって上記置換を行う。そして、三次元データ置換部５ｂは、置換後の三次元データを三次元データ表示部５ｃと３Ｄプリンタ６とに出力する。
このように、本実施形態では、三次元データ作成部５ａで作成したデータが表す複数のマーカー２ａの三次元位置それぞれにキャラクターの特定位置（関節位置）それぞれが一致するようにポーズが設定されたキャラクターの三次元データによって上記置換を行うため、副撮像物体２にポーズを取らせることで、キャラクターの三次元造形物９のポーズを容易に設定できる。
【００１４】
三次元データ表示部５ｃは、三次元データ置換部５ｂから出力された置換後の三次元データの画像を生成する。そして、三次元データ表示部５ｃは、生成した画像をディスプレイ４ｄに表示する。これにより、ディスプレイ４ｄに表示された画像を見せることにより、ユーザに、３Ｄプリンタ６で作成される立体造形物のイメージを確認させる。
３Ｄプリンタ６は、三次元造形物作成装置１のユーザが３Ｄプリンタ６の動作を開始させる操作を行うと、三次元データ置換部５ｂから出力された置換後の撮影画像の三次元データに基づいて、図２に示すように、被写体７の三次元造形物８とキャラクターの三次元造形物９とを作成する。３Ｄプリンタ６は、被写体７の断面形状とキャラクターの断面形状とをそれぞれ積層して被写体７の三次元造形物８とキャラクターの三次元造形物９とを作成する。積層方法としては、例えば、液状の樹脂に紫外線を照射して硬化させる方法、融解した樹脂を積み重ねる方法、粉末の樹脂に接着剤を吹き付ける方法がある。
【００１５】
（動作その他）
次に、第１実施形態の三次元造形物作成装置１の動作を説明する。
まず、被写体７（人物）が、副撮像物体２を膝上に置いて撮影用ステージに座る。続いて、ユーザが三次元造形物作成装置１を操作し、撮影装置３で、被写体７と副撮像物体２とを一緒に撮影する。続いて、三次元データ作成部５ａで、得た撮影画像に基づいて被写体７の三次元データと副撮像物体２の三次元データとを含む撮影画像の三次元データを作成する。続いて、三次元データ置換部５ｂで、作成した撮影画像の三次元データのうちの、副撮像物体２の三次元データを、三次元データ記憶部４が記憶しているキャラクター（副撮像物体２が表すキャラクター）の三次元データで置換する。続いて、三次元データ表示部５ｃで、置換後の撮影画像の三次元データの画像をディスプレイ４ｄに表示する。これにより、ユーザに、３Ｄプリンタ６で作成される立体造形物のイメージを確認させる。
【００１６】
ここで、ユーザが、ディスプレイ４ｄの画像により、３Ｄプリンタ６で作成される立体構造物のイメージを確認した後に、３Ｄプリンタ６の動作開始の操作を行ったとする。すると、３Ｄプリンタ６で、図２に示すように、置換後の撮影画像の三次元データに基づいて被写体７の三次元造形物８と、置換したキャラクターの三次元造形物９とを作成する。
このように、第１実施形態では、撮影画像に基づいて被写体７の三次元データと副撮像物体２の三次元データとを含む撮影画像の三次元データを作成し、作成した撮影画像の三次元データのうちの、副撮像物体２の三次元データを、三次元データ記憶部４が記憶しているキャラクター（人形２が表すキャラクター）の三次元データで置換するため、被写体７の三次元造形物８と一緒に、キャラクターの三次元造形物９を容易に製造できる。
【００１７】
（第１実施形態の効果）
第１実施形態に係る三次元造形物作成装置１は、次のような効果を奏する。
（１）第１実施形態に係る三次元造形物作成装置１は、被写体７と一緒に撮影される副撮像物体２と、被写体７と副撮像物体２とを一緒に撮影する撮影装置３と、撮影装置３で得た撮影画像に基づいて、被写体７の三次元データと副撮像物体２の三次元データとを含む撮影画像の三次元データを作成する三次元データ作成部５ａと、三次元データ作成部５ａで作成した撮影画像の三次元データのうちの、副撮像物体２の三次元データを、三次元データ記憶部４が記憶しているキャラクターの三次元データで置換する三次元データ置換部５ｂと、三次元データ置換部５ｂで置換した三次元データに基づいて、被写体７の三次元造形物８とキャラクターの三次元造形物９とを作成する３Ｄプリンタ６とを備える。
このような構成によれば、被写体７と副撮像物体２とを一緒に撮影することで、被写体７の三次元造形物８と一緒に、キャラクターの三次元造形物９を容易に製造できる。
【００１８】
（２）第１実施形態に係る三次元造形物作成装置１では、副撮像物体２の予め定められた特定位置に取り付けられ、キャラクターの予め定められた特定位置それぞれに対応付けられた複数のマーカー２ａを備える。そして、三次元データ作成部５ａは、副撮像物体２の三次元データとして、複数のマーカー２ａそれぞれの三次元位置を表すデータを作成する。また、三次元データ置換部５ｂは、三次元データ作成部５ａで作成したデータが表す複数のマーカー２ａの三次元位置それぞれにキャラクターの特定位置それぞれが一致するようにポーズが設定されたキャラクターの三次元データによって上記置換を行う。
このような構成によれば、副撮像物体２にポーズを取らせることで、キャラクターの三次元造形物９のポーズを容易に設定できる。
【００１９】
（第２実施形態）
次に、図３〜図５を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態の三次元造形物作成装置１は、三次元データ置換部５ｂが、三次元造形物作成装置１のユーザにキャラクターを選択させる点が第１実施形態と異なる。
具体的には、本実施形態では、三次元データ記憶部４は、複数のキャラクター（例えば、種類、及びサイズが互いに異なるキャラクター）を記憶している。また、三次元造形物作成装置１は、図３に示すように、候補提示部５ｅと、候補選択部５ｆとを更に備える。
【００２０】
候補提示部５ｅは、キャラクターの候補の画像を生成する。キャラクターの候補としては、例えば、三次元データ記憶部４が記憶している複数のキャラクターがある。そして、候補提示部５ｅは、図４に示したように生成した画像をディスプレイ４ｄに表示させる。
候補選択部５ｆは、三次元造形物作成装置１のユーザの操作を受け付け、受け付けた操作に応じてディスプレイ４ｄに表示された候補を選択する。候補選択部５ｆとしては、例えば、ディスプレイ４ｄ上に形成されて、タッチ操作で候補を選択するタッチパネルを採用できる。そして、候補選択部５ｆは、選択結果を三次元データ置換部５ｂに送信する。
【００２１】
また、三次元データ置換部５ｂは、候補提示部５ｅで提示された候補のうちの１つが候補選択部５ｆで選択されたと判定した場合、選択された候補をキャラクターとして上記置換を行う。その際、三次元データ置換部５ｂは、三次元データ作成部５ａで作成したデータが表す複数のマーカー２ａの三次元位置それぞれにキャラクターの特定位置それぞれが一致するようにポーズが設定された当該候補（キャラクター）の三次元データを用いる。
【００２２】
（動作その他）
次に、第２実施形態の三次元造形物作成装置１の動作を説明する。
まず、被写体７（人物）が、副撮像物体２を膝上に置いて撮影用ステージに座る。続いて、ユーザが三次元造形物作成装置１を操作し、撮影装置３で、被写体７と副撮像物体２とを一緒に撮影する。続いて、三次元データ作成部５ａで、得た撮影画像に基づいて被写体７の三次元データと副撮像物体２の三次元データとを含む撮影画像の三次元データを作成する。また、候補提示部５ｅで、図４ｅに示すようにキャラクターの候補（三次元データ記憶部４が記憶している複数のキャラクター）の画像をディスプレイ４ｄに表示する。
【００２３】
ここで、ユーザが候補選択部５ｆを操作し、候補提示部５ｅで提示された候補を選択したとする。すると、三次元データ置換部５ｂで、提示された候補のうちの１つが候補選択部５ｆで選択されたと判定し、作成した撮影画像の三次元データのうちの、副撮像物体２の三次元データを、選択された候補（キャラクター）で置換する。続いて、三次元データ表示部５ｃで、置換後の撮影画像の三次元データの画像をディスプレイ４ｄに表示する。これにより、ユーザに３Ｄプリンタ６で作成される立体造形物のイメージを確認させる。
【００２４】
ここで、ユーザが、ディスプレイ４ｄの画像により、３Ｄプリンタ６で作成される立体構造物のイメージを確認した後に、３Ｄプリンタ６の動作開始の操作を行ったとする。すると、３Ｄプリンタ６で、図５（ａ）、または図５（ｂ）に示すように、置換後の三次元データに基づいて被写体７の三次元造形物８と、置換したキャラクター、つまり、候補選択部５ｆで選択された候補（キャラクター）の三次元造形物９とを作成する。
このように、第２実施形態では、図４に示すように、キャラクターの候補を複数提示し、提示された候補のうちの１つが選択されたと判定した場合に、選択された候補をキャラクターとして上記置換を行うため、所望のキャラクターをユーザが容易に選択できる。
【００２５】
（第２実施形態の効果）
第２実施形態に係る三次元造形物作成装置１は、次のような効果を奏する。
（１）第２実施形態に係る三次元造形物作成装置１では、キャラクターの候補を複数提示する候補提示部５ｅを備える。そして、三次元データ置換部５ｂが、候補提示部５ｅで提示された候補のうちの１つが選択されたと判定した場合、選択された候補をキャラクターとして上記置換を行う。
このような構成によれば、所望のキャラクターをユーザが容易に選択できる。
【００２６】
（変形例）
なお、第１実施形態、第２実施形態では、被写体７と一緒に副撮像物体２を１つ撮影し、撮影画像を基に、被写体７の三次元造形物８とともにキャラクターの三次元造形物９を１つ（一体）作成する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、被写体７と一緒に複数体の副撮像物体２を撮影し、撮影画像を基に、被写体７の三次元造形物８とともに複数体のキャラクターの三次元造形物９を作成する構成としてもよい。
【００２７】
この場合、副撮像物体２毎に、マーカー２ａの色を異なるものに設定する。また、三次元データ作成部５ａが、撮影画像からマーカー２ａの色を検出し、検出結果を基に、互いに同じ色であるマーカー２ａの三次元位置を表すデータ群を一体の副撮像物体２の三次元データとして、複数体の副撮像物体２の三次元データを作成する。そして、三次元データ置換部５ｂが、三次元データ作成部５ａで作成した複数の副撮像物体２の三次元データそれぞれを、予め定められたさまざまなキャラクターの三次元データで置換する。
【符号の説明】
【００２８】
１    三次元造形物作成装置
２    副撮像物体
２ａ  マーカー
３    撮影装置
４    三次元データ記憶部
５    コンピュータ
５ａ  三次元データ作成部
５ｂ  三次元データ置換部
５ｃ  三次元データ表示部
５ｄ  ディスプレイ
５ｅ  候補提示部
５ｆ  候補選択部
６    ３Ｄプリンタ
７    被写体
８    被写体の三次元造形物
９    キャラクターの三次元造形物
【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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