(57)【要約】【課題】この発明は、剣道の打撃フォームのコーチングなど、スポーツにおける身体動作のフォームをアニメーションを利用して教示、改善することに、あるいはアニメーションそのものにおける身体動作の改善に資する目的で、モーションキャプチャから取り込むなどした人体等の身体動作を示す２次元あるいは３次元データをあらかじめ用意されたデータをディスプレイ画面にアニメーション表示するだけでなく、動作の部分で必要な変更をグラフや画面上で視覚的に行い、それを身体動作モデルのアニメーション表示に反映させる方法に関するものである。【解決手段】そのために身体動作の主要なタイミングの時間をずらしたり、関節角度のような変数をグラフ表示してそれを変化させたり、身体動作モデルのアニメーション画面上で直接にそれを変化させたりして、視覚的に身体動作を操作することによって、数値データと身体動作の間を行き来しなければならなかった問題を解決しようとするものである。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上半身と下半身の動作の時間軸を独立に伸縮し，それに対応させて身体運動アニメーションを変化させる上半身・下半身タイミング操作方法。
【請求項２】
関節角度のような変数のグラフを表示し，コマンドによりグラフを修正し、それに対応させて身体運動アニメーションを変化させる変数グラフ操作方法。
【請求項３】
身体運動アニメーション画面上で直接，ある部位の位置や角度を変化させ、それに対応させてアニメーションを変化させる画面操作方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、剣道の打撃フォームのコーチングなど、スポーツにおける身体動作のフォームをアニメーションを利用して教示、改善することに、あるいはアニメーションそのものにおける身体動作の改善に資する目的で、モーションキャプチャから取り込むなどした人体等の身体動作を示す２次元あるいは３次元データをあらかじめ用意されたデータをディスプレイ画面にアニメーション表示するだけでなく、動作の部分で必要な変更をグラフや画面上で視覚的に行い、それを身体動作モデルのアニメーション表示に反映させる方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モーションキャプチャシステムや動作解析システムなどにおいては、得られた２次元あるいは３次元座標データは、テキスト形式などによる数値データとして表形式に格納され、不適当であったり欠損したデータはその表の数値を扱うことで、修正したり補充したりされる。また、その数値データをディスプレイモデルに反映させ、不適当と思われる位置や動作はディスプレイモデル上の参照位置を変えることで表中の数値データを変えたり補充したりすることはできる。しかし、身体モデルの動作を視覚的に、かつある時間幅にわたって修正することはなされておらず、１点１点の位置の操作だけなので、動作の流れを修正するにしてもディスプレイ画面と数値データの表の間を行き来せねばならず、多くの手間と熟練を要するものになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はその欠点を除いて、身体動作の主要なタイミングの時間をずらしたり、関節角度のような変数をグラフ表示してそれを変更させたり、身体動作モデルのアニメーション画面上で直接にそれを変更させたりして、視覚的に身体動作を操作することによって、数値データと身体動作の間を行き来しなければならなかった問題を解決しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
その解決手段を図面を追いながら説明すれば、図１は本方法で用いられる身体運動モデルの１例を表す。同図において身体各部位を表す長方形を接続させて身体全体を表し、それら長方形の接続するところにある丸印は３自由度の回転関節を、また小さな長方形は１自由度の回転関節を表す。このモデルによって、３次元の身体運動をかなり有効に表すことができる。
図２はこのモデルに運動のデータを与えるための身体上の測定点の例を示すもので、同図の黒丸がその位置を示している。実際の人体からモーションキャプチャを用いるなどしてそれらの座標データを得て、それを満たすように前述の各関節の角度を求める。データの時系列に従ってこのことを行えば身体運動モデルのアニメーション表示が出来、このことはすでに行われているが、本方法ではこのように１度得られた身体運動に必要に応じて比較的容易に変更を加え、表示することが出来る。
まず、一般に剣道などのスポーツでは、上半身と下半身の運動のタイミングが重要であるので、図３のように上半身と下半身それぞれの重要なタイミングを時間軸に関して表示し、比較する。図３においてＳは運動開始時、Ｇは終了時、またＡ，Ｂ，Ｃ，およびＤはとくにタイミングが重要な動作である。例えば、剣道においてはＡは竹刀振り下ろし開始時、Ｂは打撃時、Ｃは右膝最高位時、またＤは右足着地時を表す。変更前の動作ではＣおよびＤが早すぎるので、コマンドによって下半身動作をより遅らせるようにし、変更後のようにする。
次に、動作のフォームに変更を加えたい場合には、図４に示すようにアニメーション画面の当該フレーム上で必要箇所をクリックしてその部位の関節角度を左側のようにグラフ表示し、そのグラフ上で希望の変更を加えることが出来る。図示の例では、Ａ点をポイントすると右膝関節角度のグラフが左側に表示されてＡ点での角度θＡがその曲線上に示され、今度はその点をθＡ’に移動させるとグラフの曲線も他の点を補間しつつ全体が移動し、その後はその移動した曲線に従った関節角度で運動のアニメーションを行う。
さらにこのことを図５に示すように、アニメーションの画面上でも行うことが出来る。図において、あるフレームでＡ点をＡ’点に変更させると、前後の角度を補間して滑らかなアニメーションとして表示させることが出来る。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明は以上のような方法であるので、これを実施するために図６のような形態を取っている。すなわち、１は機能を選択したり、希望の変更を与えたりするためのコマンド部、２はタイミングのグラフの表示や変更を行うタイミング制御部、３は関節角度などをグラフにより表示し、変更を与えたりするための角度グラフ部、４はアニメーション表示上で部分的な変更を与えるアニメーション計算部、５は２から４までのデータに基づいてアニメーション表示を行うアニメーション表示部、６はそのアニメーションの描画速度制御のためのタイマ制御部であり、これらが図示のように接続されている。
【０００６】
【発明の効果】
したがって、身体運動のアニメーション表示において、グラフやアニメーションそのものの上で視覚的に動作を効率的に変更することができるので、アニメーションを利用したスポーツのフォーム矯正などのコーチングや、アニメーションそのものにおける身体動作の改善に効果をもつ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いられる身体動作モデルの関節配置の例を示す図
【図２】本発明を用いる場合の座標データの配置例を示す図
【図３】本発明の上半身・下半身タイミング操作方法の例を示す図
【図４】本発明の変数グラフ操作方法の例を示す図
【図５】本発明のアニメーション画面上操作方法の例を示す図
【図６】本発明の実施の形態を示す図
【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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