(57)【要約】【課題】３次元モデルの編集に際して、マッピングの処理または作業を容易なものとし、容易に３次元モデルの編集を行えるようにすること。【解決手段】ポリゴンからなる３次元データにテクスチャ画像がマッピングされた３次元モデルの編集方法であって、ポリゴンの頂点のうちテクスチャ画像の継ぎ目に位置する頂点を継ぎ目頂点として抽出するステップと、抽出した継ぎ目頂点を頂点抽出リストに記憶するステップと、頂点抽出リストに記憶された継ぎ目頂点については変更を行うことなく、それ以外の頂点について変更を行って３次元データを修正するステップとを有する。修正された３次元データに対して、以前に用いられていたテクスチャ画像をマッピングする。【選択図】      図９
2004258794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリゴンからなる３次元データにテクスチャ画像がマッピングされた３次元モデルの編集方法であって、
前記ポリゴンの頂点のうち前記テクスチャ画像の継ぎ目に位置する頂点を継ぎ目頂点として抽出するステップと、
抽出した継ぎ目頂点を頂点抽出リストに記憶するステップと、
前記頂点抽出リストに記憶された継ぎ目頂点については変更を行うことなく、それ以外の頂点について変更を行って前記３次元データを修正するステップと、
を有してなることを特徴とする３次元モデルの編集方法。
【請求項２】
ポリゴンからなる３次元データにテクスチャ画像がマッピングされた３次元モデルの編集装置であって、
前記ポリゴンを構成する頂点のうち前記テクスチャ画像の継ぎ目に位置する頂点を継ぎ目頂点として抽出する手段と、
抽出した継ぎ目頂点を記憶する頂点抽出リストと、
抽出した継ぎ目頂点を保持しながらそれ以外の頂点について変更を行って前記３次元データを修正する手段と、
修正された３次元データに前記テクスチャ画像をマッピングする手段と、
を有してなることを特徴とする３次元モデルの編集装置。
【請求項３】
前記ポリゴンを構成する各頂点について当該頂点に隣接するポリゴンを示す隣接ポリゴンリストと、
前記各ポリゴンを構成する頂点および当該ポリゴンに用いられているテクスチャ画像を示すポリゴン構成リストと、が設けられ、
前記頂点を抽出する手段は、前記隣接ポリゴンリストおよび前記ポリゴン構成リストを参照し、各頂点に隣接するポリゴンについて、それぞれ用いられているテクスチャ画像をチェックし、１つの頂点に関して複数のテクスチャ画像が用いられている場合にその頂点を継ぎ目頂点として抽出する、
請求項２記載の３次元モデルの編集装置。
【請求項４】
ポリゴンからなる３次元データにテクスチャ画像がマッピングされた３次元モデルの編集を行うためのコンピュータプログラムであって、
前記ポリゴンの頂点のうち前記テクスチャ画像の継ぎ目に位置する頂点を継ぎ目頂点として抽出するステップと、
抽出した継ぎ目頂点を頂点抽出リストに記憶するステップと、
前記頂点抽出リストに記憶された継ぎ目頂点については変更を行うことなく、それ以外の頂点について変更を行って前記３次元データを修正するステップと、
をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、３次元モデルの編集方法および装置並びにコンピュータプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ポリゴンからなる３次元データにテクスチャ画像をマッピングすることにより３次元モデルを作成することが行われている。例えば、非接触型の３次元形状入力装置によって物体の３次元データを取得する。それと同時に物体の全周を撮影して複数枚のテクスチャ画像を取得する。その後、３次元データに複数枚のテクスチャ画像をマッピングする。その際に、テクスチャ画像の継ぎ目ができるだけ目立たないように、時間をかけて丁寧に貼りつける。このようにして物体についてのリアルな３次元モデルが得られる。得られた３次元モデルは、ＣＧや工業デザインの分野で、また近年においてはｗｅｂ上のプレゼンテーションにしばしば用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
さて、作成した３次元モデルに対して修正や変形などの編集を行う場合がある。例えば、３次元データを構成するポリゴンの頂点の削減、頂点の移動、または再分割による頂点の生成などを行うことがある。具体的には、例えばｗｅｂ用に作成した３次元モデルを携帯電話に用いるために、データ量を削減して縮小する場合がある。その際に、例えば頂点の個数を数分の１に削減し、縮小した３次元データに対して、テクスチャ画像を改めてマッピングする、つまりテクスチャ画像の再割り当てを行う。
【０００４】
この再割り当てに際しても、上に述べたようにテクスチャ画像の継ぎ目が目立たないように不自然にならないように丁寧に処理を行う必要がある。
すなわち、例えば、各ポリゴンに割り当てるテクスチャ画像の決定方法として、各ポリゴンの法線ベクトルとテクスチャ画像の持つ視線情報から評価値を算出して決定する方法、各ポリゴンに対して最も解像度の高いテクスチャ画像を選択して決定する方法などがある。このような処理をコンピュータ処理のみによって行った場合には、外観的に満足できないマッピングが行われてしまう場合がしばしば生じる。例えば、テクスチャ画像の中の特徴のある領域を横断するように継ぎ目が入ってしまうことがある。その場合には、ユーザがマニュアル操作によってテクスチャ画像の再割り当てを行わなければならず、その作業はユーザにとって大きな負担となる。
【０００５】
また、テクスチャ画像の継ぎ目部分において複数の画像のブレンド処理（混合処理）をしばしば行うが、マッピングをやり直す度にこの時間のかかるブレンド処理を行う必要がある。
【０００６】
そのため、マッピングのための処理および作業に多大な時間と労力を要していた。その結果、３次元モデルの編集に多くの時間と労力を要することとなっていた。
【０００７】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、３次元モデルの編集に際して、マッピングの処理または作業を容易なものとし、容易に３次元モデルの編集を行えるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る方法では、ポリゴンからなる３次元データにテクスチャ画像がマッピングされた３次元モデルの編集方法であって、前記ポリゴンの頂点のうち前記テクスチャ画像の継ぎ目に位置する頂点を継ぎ目頂点として抽出するステップと、抽出した継ぎ目頂点を頂点抽出リストに記憶するステップと、前記頂点抽出リストに記憶された継ぎ目頂点については変更を行うことなく、それ以外の頂点について変更を行って前記３次元データを修正するステップとを有する。
【０００９】
修正された３次元データに対して、以前に用いられていたテクスチャ画像をマッピングする。
さらには、前記ポリゴンを構成する各頂点について当該頂点に隣接するポリゴンを示す隣接ポリゴンリストと、前記各ポリゴンを構成する頂点および当該ポリゴンに用いられているテクスチャ画像を示すポリゴン構成リストと、が設けられ、前記頂点の抽出に際して、前記隣接ポリゴンリストおよび前記ポリゴン構成リストを参照し、各頂点に隣接するポリゴンについて、それぞれ用いられているテクスチャ画像をチェックし、１つの頂点に関して複数のテクスチャ画像が用いられている場合にその頂点を継ぎ目頂点として抽出する。
【００１０】
頂点の変更とは、例えば、頂点を削除しまたは削減し、頂点を移動し、または再分割によって新しい頂点を生成することである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態に係る３次元モデルの編集装置１のブロック図である。
【００１２】
図１において、編集装置１は、装置本体１０、磁気ディスク装置１１、媒体ドライブ装置１２、ディスプレイ装置１３、キーボード１４、およびマウス１５などからなる。
【００１３】
装置本体１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ビデオＲＡＭ、入出力ポート、各種コントローラ、各種インタフェースなどからなる。ＲＡＭおよびＲＯＭなどに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することにより、以下に説明する種々の機能が実現される。
【００１４】
磁気ディスク装置１１には、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）  、３次元モデル（３次元形状モデル）ＭＬを生成しまたはマッピング（テクスチャマッピング）を行うためのモデリングプログラムＰＲ、その他のプログラム、入力されまたは生成された３次元データ（３次元形状データ）ＤＴ、画像（テクスチャ画像）ＦＴ、生成された３次元モデルＭＬ、隣接ポリゴンリストＡＬ、頂点抽出リストＳＬ、その他のデータなどが格納されている。なお、３次元モデルＭＬの中には後述するポリゴン構成リストＰＬが含まれている。また、３次元モデルＭＬには、通常の３次元モデルおよびそれを縮小または拡大などによって編集した３次元モデルを含む。これらのプログラムおよびデータは、適時、装置本体１０のＲＡＭにローディングされる。
【００１５】
なお、モデリングプログラムＰＲには、初期化処理、隣接ポリゴンリスト作成処理、抽出処理、修正処理、マッピング処理、およびその他の処理のためのプログラムが含まれる。
【００１６】
媒体ドライブ装置１２は、ＣＤ−ＲＯＭ（ＣＤ）、フロッピィディスクＦＤ、光磁気ディスク、種々の半導体メモリＨＭ、その他の記録媒体にアクセスし、データまたはプログラムの読み書きを行う。記録媒体の種類に応じて適切なドライブ装置が用いられる。上に述べたモデリングプログラムＰＲは、これら記録媒体からインストールすることも可能である。３次元データＤＴおよび画像ＦＴなども記録媒体を介して入力することが可能である。また、それらをネットワークＮＷを介してダウンロードすることも可能である。
【００１７】
ディスプレイ装置１３の表示面ＨＧには、上に述べた種々のデータ、３次元データＤＴ、画像ＦＴ、モデリングプログラムＰＲによる処理過程の画像、生成された３次元モデルＭＬ、例えば図３に示す３次元モデルＭＬ１、その他の画像またはデータが表示される。
【００１８】
キーボード１４およびマウス１５は、ディスプレイ装置１３に表示された画像ＦＴおよび３次元データＤＴに対して、ユーザが種々の指定を行うために用いられる他、装置本体１０に種々のデータを入力しまたは指令を与えるために用いられる。
【００１９】
装置本体１０には、対象物をその周囲の種々の位置から撮影して画像ＦＴを得るためのデジタルカメラを接続することが可能である。また、対象物を撮影してその３次元データＤＴを入力するための３次元計測装置を接続することも可能である。このような３次元計測装置は、例えば光切断法によって対象物の３次元データＤＴを非接触で計測する。また、３次元計測装置から、３次元データＤＴではなく、３次元データＤＴを生成するための元となるデータを出力し、装置本体１０によって３次元データＤＴを演算によって求めるようにしてもよい。
【００２０】
なお、デジタルカメラで得られた画像ＦＴ上の各画素の座標と、３次元計測によって得られた３次元データＤＴに基づくポリゴンＰ上の各頂点の位置情報との対応がとれるようになっている。
【００２１】
また、画像ＦＴとして、継ぎ目部分において他の画像ＦＴとブレンドした画像であってもよい。
図２は３次元データＤＴおよびマッピングのための画像ＦＴを示す図、図３は生成された３次元モデルＭＬ１の例を示す図、図４は３次元モデルＭＬ１の継ぎ目ＴＭ１の部分のデータの例を示す図、図５は３次元モデルＭＬ１のポリゴン構成リストＰＬ１の例を示す図、図６は隣接ポリゴンリストＡＬ１の例を示す図、図７は頂点抽出リストＳＬ１の例を示す図である。
【００２２】
図２に示すように、３次元データＤＴ１に対して、複数の画像ＦＴ１、２、３…がマッピングされる。その結果、図３に示すように、３次元モデルＭＬ１が作成される。３次元モデルＭＬ１において、画像ＦＴ１と画像ＦＴ２との継ぎ目ＴＭ１が現れる。しかし、実際には、図３に示すようには継ぎ目ＴＭ１が目立たないようにマッピングが行われる。
【００２３】
図４に示すように、３次元データＤＴ１は、多数のポリゴンＰを構成する多数の頂点Ａによって構成される。図４において、継ぎ目ＴＭは、頂点Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３…によって構成されている。継ぎ目ＴＭ１より右側は画像ＦＴ１がマッピングされ、左側は画像ＦＴ２がマッピングされている。
【００２４】
すなわち、図５に示すように、ポリゴン構成リストＰＬ１には、各ポリゴンＰを識別するためのポリゴンＩＤ、各ポリゴンＰを構成する頂点Ａを識別するための頂点ＩＤ、各ポリゴンＰにマッピングされている画像ＦＴを識別するための画像ＩＤ、および、各頂点Ａの画像ＦＴ上における座標が記録されている。
【００２５】
このような３次元モデルＭＬ１について、データ量の削減のために、頂点Ａの個数を減らす処理を行う。
まず、図６に示すような隣接ポリゴンリストＡＬ１を作成する。図６において、隣接ポリゴンリストＡＬ１には、各頂点Ａの頂点ＩＤ、および各頂点Ａを含むポリゴンＰのポリゴンＩＤが記録される。つまり、各頂点Ａに隣接するポリゴンＰを示す隣接ポリゴンリストＡＬ１が作成される。このような隣接ポリゴンリストＡＬ１は、３次元データＤＴ１に基づいて作成される。その際にポリゴン構成リストＰＬ１を参照してもよい。
【００２６】
そして、１つの頂点Ａに注目し、その頂点Ａに隣接している全てのポリゴンＰに対して互いに同じ画像ＦＴが割り当てられているかどうかをチェックする。このようなチェックは、隣接ポリゴンリストＡＬ１に示される頂点Ａ毎に、その頂点Ａに隣接する全てのポリゴンＰに対してポリゴン構成リストＰＬ１を参照し、同一の画像ＦＴがマッピングされているか否かを判断することによって行われる。１つの頂点Ａに関して複数の画像ＦＴが用いられている場合には、その頂点Ａを継ぎ目頂点ＡＴとして抽出する。複数の画像ＦＴとは、２つまたは３つ以上の画像ＦＴである。
【００２７】
その結果、図４に示す継ぎ目ＴＭ上に存在する頂点Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３…が抽出される。抽出された頂点Ａ（継ぎ目頂点ＡＴ）は、図７に示すように頂点抽出リストＳＬ１に記録される。
【００２８】
次に、頂点抽出リストＳＬ１を利用して、データ削減処理が行われる。その際に、抽出した継ぎ目頂点ＡＴを保持しながら、つまり継ぎ目頂点ＡＴについては削除または変更の対象とすることなく、継ぎ目頂点ＡＴ以外の頂点Ａについて削除または変更を行う。頂点Ａの削除または変更の処理にために、従来から公知の種々の手法を用いることができる。
【００２９】
例えば、図４に示す３次元データＤＴ１において頂点Ａ１６を削除する場合を考える。
図８は頂点Ａ１６を削除した場合の３次元モデルＭＬ１の継ぎ目ＴＭ１の部分のデータの例を示す図である。
【００３０】
図８に示すように、頂点Ａ１６に隣接していた５つのポリゴンＰ１１、Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ１５は、頂点Ａ１６の削除にともなって、頂点Ａ１２に隣接するポリゴンＰ１１，Ｐ１２，Ｐ１３に変更される。同様にして、継ぎ目頂点ＡＴ以外の頂点Ａについて、適当な個数の削減が行われ、それにともなってポリゴンＰが変更される。これによってデータ量を削減した３次元データＤＴ２が作成される。
【００３１】
このように変更された３次元データＤＴ２について、元の画像ＦＴをマッピングする。その際には、継ぎ目頂点ＡＴについては変更がないので、画像ＦＴの継ぎ目ＴＭを変更する必要がない。削除されなかった頂点Ａについては、通常、マッピングされる画像ＦＴとの対応関係を示す座標を変更する必要がないので、ポリゴンＰの変更にともなう簡単な処理でマッピングを完了することができる。したがってマッピングが極めて容易である。つまり、面倒な画像ＦＴの再割り当てを行わなくても済ませることができる。
【００３２】
したがって、３次元データＤＴ２に対するマッピングを自動的に容易に高速で行うことが可能である。マッピングを自動で行った場合でも、継ぎ目ＴＭについては元の３次元モデルＭＬ１と同じ良好な状態を維持することができる。
【００３３】
このようにして、３次元モデルＭＬ１に対する編集が行われ、データ量を削減した３次元モデルＭＬ２が作成される。
なお、３次元モデルＭＬ２についても、３次元モデルＭＬ１と同様にポリゴン構成リストＰＬを作成しておけばよい。
【００３４】
次に、編集装置１における編集処理の全体をフローチャートを参照して説明する。
図９は編集装置１における編集処理の全体を示すフローチャートである。
【００３５】
図９において、隣接ポリゴンリストＡＬ１を作成する（＃１１）。１つの頂点Ａに注目し（＃１２）、同じ画像ＦＴがテクスチャとして貼りつけられているかどうかをチェックする（＃１３）。ノーであれば、その頂点Ａを継ぎ目頂点ＡＴとして抽出する（＃１４）。全ての頂点Ａについての処理を終われば（＃１５でイエス）、継ぎ目頂点ＡＴを除く他の頂点Ａに対して変更を行い、３次元データＤＴの修正を行う（＃１６）。修正された３次元データＤＴに対してマッピングを行う（＃１７）。これによって３次元モデルＭＬの編集が終了する。
【００３６】
上に述べた実施形態の編集装置１によると、３次元モデルの編集に際して、マッピングの処理または作業を容易なものとし、容易に３次元モデルの編集を行うことができる。
【００３７】
上の実施形態において、物体の種類、頂点抽出リストＳＬ１、隣接ポリゴンリストＡＬ１、頂点抽出リストＳＬ１、または編集装置１の全体または各部の構成、形状、個数、処理の内容および順序などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によると、３次元モデルの編集に際して、マッピングの処理または作業を容易なものとし、容易に３次元モデルの編集を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る３次元モデルの編集装置のブロック図である。
【図２】３次元データおよびマッピングのための画像を示す図である。
【図３】生成された３次元モデルの例を示す図である。
【図４】３次元モデルの継ぎ目の部分のデータの例を示す図である。
【図５】３次元モデルのポリゴン構成リストの例を示す図である。
【図６】隣接ポリゴンリストの例を示す図である。
【図７】頂点抽出リストの例を示す図である。
【図８】頂点を削除した場合の３次元モデルの継ぎ目の部分のデータの例を示す図である。
【図９】編集装置における編集処理の全体を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  編集装置
ＤＴ  ３次元データ
ＭＬ  ３次元モデル
ＴＭ  継ぎ目
Ａ  頂点
ＡＴ  継ぎ目頂点
ＳＬ  頂点抽出リスト
ＡＬ  隣接ポリゴンリスト
ＰＬ  ポリゴン構成リスト
【図１】
2004258794.tif 000003
【図２】
2004258794.tif 000004
【図３】
2004258794.tif 000005
【図４】
2004258794.tif 000006
【図５】
2004258794.tif 000007
【図６】
2004258794.tif 000008
【図７】
2004258794.tif 000009
【図８】
2004258794.tif 000010
【図９】
2004258794.tif 000011