(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物体に特定の波長の光を照射して生じた反射光により形成される反射光画像を入力する反射光画像入力手段と、
前記対象物体のカラー画像を入力するカラー画像入力手段と、
前記反射光画像の形状情報又は前記カラー画像内における色情報を用いて前記反射光画像内の対象物体を部分物体に分割する反射光画像分割手段と、
対象物体の色に関する色特性情報と対応付けてその反射特性に関する反射特性情報を記憶する反射特性情報記憶手段と、
前記反射特性情報記憶手段を参照し、前記反射光画像から３次元情報を取得する３次元情報取得手段と、
前記色情報と対応する前記部分物体の属性に関する属性情報として前記部分物体の動きに関する動き情報を記憶する属性情報記憶手段と、
前記色情報に基づき前記３次元情報に前記属性情報として動き情報を付与する属性情報付与手段とを備えたことを特徴とする３次元オブジェクト生成装置。
【請求項２】
対象物体の距離画像を入力する距離画像入力手段と、
前記対象物体のカラー画像を入力するカラー画像入力手段と、
前記距離画像から３次元情報を取り出す３次元情報抽出手段と、
前記３次元情報及び前記カラー画像内における色情報を用いて前記対象物体を分割する画像分割手段と、
前記色情報と対応する前記部分物体の属性に関する属性情報として前記部分物体の動きに関する動き情報を記憶する属性情報記憶手段と、
前記色情報に基づき前記３次元情報に前記属性情報として動き情報を付与する属性情報付与手段とを備えたことを特徴とする３次元オブジェクト生成装置。
【請求項３】
前記３次元オブジェクトを前記動き情報に基づいて複数作成し、指示情報に基づき前記３次元オブジェクトを動画として動かすように構成した請求項２に記載の３次元オブジェクト生成装置。
【請求項４】
前記カラー画像中からテクスチャ情報を抽出するテクスチャ情報抽出手段と、抽出した前記テクスチャ情報を獲得した前記３次元情報の全部又は一部に貼り付けるテクスチャ情報貼付け手段とを備えた請求項１又は２に記載の３次元オブジェクト生成装置。
【請求項５】
前記対象物体は、複数の色の工作素材で作成され、前記反射特性情報記憶手段は、該複数の色の工作素材の反射特性を記憶するようにされた請求項１に記載の３次元オブジェクト生成装置。
【請求項６】
前記工作素材は粘土である請求項５に記載の３次元オブジェクト生成装置。
【請求項７】
生成された３次元オブジェクトを表示するための表示手段と、該３次元オブジェクトを加工するための仮想工具とを備え、前記該仮想工具の３次元情報を前記反射光画像入力手段、前記カラー画像入力手段、反射光画像入力手段、前記３次元情報獲得手段により獲得し、獲得された３次元情報に基づき生成された前記３次元オブジェクトの形状を変更するように構成された請求項１に記載の３次元オブジェクト生成装置。
【請求項８】
対象物体に特定の波長の光を照射するとともに、その反射光により形成される反射光画像を入力する反射光画像入力ステップと、
前記対象物体のカラー画像を入力するカラー画像入力ステップと、
前記反射光画像の形状情報又は前記カラー画像内における色情報を用いて前記反射光画像内の対象物体を部分物体に分割する反射光画像分割ステップと、
対象物体の色に関する色特性情報と対応付けてその反射特性に関する反射特性情報を記憶する反射特性情報記憶ステップと、
前記反射特性情報を参照し、前記反射光画像から３次元情報を取得する３次元情報取得ステップと、
前記色情報と対応する前記部分物体の属性に関する属性情報として前記部分物体の動きに関する動き情報を記憶する属性情報記憶ステップと、
前記色情報に基づき前記３次元情報に前記属性情報として動き情報を付与する属性情報付与ステップとを備えたことを特徴とする３次元オブジェクト生成方法。
【請求項９】
対象物体の距離画像を入力する距離画像入力ステップと、
前記対象物体のカラー画像を入力するカラー画像入力ステップと、
前記距離画像から３次元情報を取り出す３次元情報抽出ステップと、
前記３次元情報内における形状情報及び前記カラー画像内における色情報を用いて前記距離画像内の前記対象物体を分割する画像分割ステップと、
前記色情報と対応する前記部分物体の属性に関する属性情報として前記部分物体の動きに関する動き情報を記憶する属性情報記憶ステップと、
前記色情報に基づき前記３次元情報に前記属性情報として動き情報を付与する属性情報付与ステップとを備えたことを特徴とする３次元オブジェクト生成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物体を撮影して、この撮影画像に基づいて対象物体の３次元的な画像、形状情報（以下、３次元オブジェクトという）を生成する３次元オブジェクト生成装置及び３次元オブジェクト生成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
計算機技術の発達と共に、計算機内での３次元ＣＧの生成及びその表示技術が目覚ましく発展してきた。それと同じくして、現実世界にある物体の３次元画像を計算機内に取り込むという技術も発展してきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、３次元画像の表示技術が非常に低価格なパーソナルコンピュータ（ＰＣ）や家庭用ゲーム機でも実現できるようになったのに比べ、３次元画像の入力技術は未だ一般的になっているとはいえないのが現状である。また、入力された画像を動画として動かす技術は更に難しく、高価で複雑な装置に依存しているのが現状である。また、３次元情報を入力して動画として動かす場合には、各種の編集が必要であり、熟練者以外には扱いにくいものであった。
【０００４】
本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、３次元情報を簡単に入力することができるとともに、複雑な編集作業を不要とした３次元オブジェクト生成装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本出願の第１の発明に係る３次元オブジェクト生成装置は、対象物体に特定の波長の光を照射して生じた反射光により形成される反射光画像を入力する反射光画像入力手段と、前記対象物体のカラー画像を入力するカラー画像入力手段と、前記反射光画像の形状情報又は前記カラー画像内における色情報を用いて前記反射光画像内の対象物体を部分物体に分割する反射光画像分割手段と、対象物体の色に関する色特性情報と対応付けてその反射特性に関する反射特性情報を記憶する反射特性情報記憶手段と、前記反射特性情報記憶手段を参照し、前記反射光画像から３次元情報を取得する３次元情報取得手段と、前記色情報と対応する前記部分物体の属性に関する属性情報として前記部分物体の動きに関する動き情報を記憶する属性情報記憶手段と、前記色情報に基づき前記３次元情報に前記属性情報として動き情報を付与する属性情報付与手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
この発明によると、各構成要素ごとに異なる色の材料で作成した対象物体について、カラー画像、反射光画像が形成され入力される。反射画像内の形状情報又はカラー画像内の色情報に基づいて、前記反射画像内の対象物体が部分物体に分割される。
対象物体の色に関する色特性情報と、その反射特性に関する反射特性情報とが反射特性情報記憶手段から読み出され、これらの情報が、前記反射光画像に基づき前記対象物体の３次元情報を取得する際に参照される。これにより、正確な３次元情報が取得される。
【０００７】
また、前記色情報と対応する前記部分物体の属性に関する属性情報を属性情報記憶手段より読み出して、前記３次元情報に付与する。これにより、前記３次元情報により実際の物に近い性質を与えることができ、その性質に添った形式で画面内に配置させたり、或いは動かしたりすることができる。
そのように入力した３次元オブジェクトを思い通りに動かすことができる。
身の回りにあるもののテクスチャ（模様や色など）を取り込んで、自分が作成した３次元オブジェクトに容易に張り込むことができる。
【０００８】
上記目的達成のため、本出願の第２の発明に係る３次元オブジェクト生成装置は、対象物体の距離画像を入力する距離画像入力手段と、前記対象物体のカラー画像を入力するカラー画像入力手段と、前記距離画像から３次元情報を取り出す３次元情報抽出手段と、前記３次元情報及び前記カラー画像内における色情報を用いて前記対象物体を分割する画像分割手段と、前記色情報と対応する前記部分物体の属性に関する属性情報として前記部分物体の動きに関する動き情報を記憶する属性情報記憶手段と、前記色情報に基づき前記３次元情報に前記属性情報として動き情報を付与する属性情報付与手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
上記目的達成のため、本出願の第３の発明に係る３次元オブジェクト生成方法は、対象物体に特定の波長の光を照射するとともに、その反射光により形成される反射光画像を入力する反射光画像入力ステップと、前記対象物体のカラー画像を入力するカラー画像入力ステップと、前記反射光画像の形状情報又は前記カラー画像内における色情報を用いて前記反射光画像内の対象物体を部分物体に分割する反射光画像分割ステップと、対象物体の色に関する色特性情報と対応付けてその反射特性に関する反射特性情報を記憶する反射特性情報記憶ステップと、前記反射特性情報を参照し、前記反射光画像から３次元情報を取得する３次元情報取得ステップと、前記色情報と対応する前記部分物体の属性に関する属性情報として前記部分物体の動きに関する動き情報を記憶する属性情報記憶ステップと、前記色情報に基づき前記３次元情報に前記属性情報として動き情報を付与する属性情報付与ステップとを備えたことを特徴とする。
【００１０】
上記目的達成のため、本出願の第４の発明に係る３次元オブジェクト生成方法は、対象物体の距離画像を入力する距離画像入力ステップと、前記対象物体のカラー画像を入力するカラー画像入力ステップと、前記距離画像から３次元情報を取り出す３次元情報抽出ステップと、前記３次元情報内における形状情報及び前記カラー画像内における色情報を用いて前記距離画像内の前記対象物体を分割する画像分割ステップと、前記色情報と対応する前記部分物体の属性に関する属性情報として前記部分物体の動きに関する動き情報を記憶する属性情報記憶ステップと、前記色情報に基づき前記３次元情報に前記属性情報として動き情報を付与する属性情報付与ステップとを備えたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る３次元オブジェクト生成装置の全体構成を示している。本実施の形態に係る３次元オブジェクト生成装置は、反射光画像入力部１、カラー画像入力部２、反射光画像分割部３、３次元情報獲得部４、反射特性情報格納部５、３次元情報格納部６、属性情報格納部７、属性情報生成部８を備えている。
【００１２】
反射光画像入力部１は、発光光源１１と、撮像光学系１２と、イメージセンサ１３と、制御部１４とから構成される。発光光源１１は、例えば近赤外光などの単色光を発光する光源であり、対象物体Ｂを照射する。発光光源１１は、制御部１４により、点灯と消灯とを交互に繰り返すようにされている。
なお、発明者が先に出願した技術として、物体に近赤外光などの光を照射し、その反射光を画像として取得し、３次元形状を簡易に高速に取得するものが知られている（特開平１０−１７７４４９）。反射光の強さは物体の位置（距離）と相関をもつので、反射光画像を用いることによって、擬似３次元画像を取得することができる。
【００１３】
本実施の形態では、物体の反射特性を反射特性情報格納部５に蓄積しておき、これを利用することにより、更に正確な３次元情報を取得するようにしている。同じ物質であっても、黒色の部分では反射率は低く、白色の部分では反射率は高い。また、同じ物質で同じ色であっても、物体表面が粗い面である場合と鏡面状である場合とでは反射光の量が異なってくる。このため、反射特性を予め取得して、反射光画像に基づいて３次元情報の取得の際に利用することにより、より正確な３次元情報の取得が可能になる。
【００１４】
本実施の形態の対象物体Ｂは、ここでは粘土を材料として作成されるものとする。後述するように、粘土で様々な形状を作り、これを反射光画像、カラー画像として撮像して適当な処理を施すことで、粘土の形状が３次元オブジェクトとして計算機に取り込まれる。計算機に３次元オブジェクトとして取り込んだ後は、これを３次元の仮想空間に配置したり、また動かしたりするなど創造的な作業が可能となる。
子供はよく粘土遊びをするが、いろいろな形（動物、自動車など）を作っては壊し、作っては壊す。これだけでも子供の知育上非常に有効なものであるが、これをゲームの世界と組み合わせることにより、より豊かな世界が広がる可能性がある。例えば、作った粘土（乗り物、恐竜、動物、人形など）を３次元形状として、ゲームの世界に取り込めば、粘土遊び自体が子供にとって知育上非常に効果の高い遊びであるが、これを更に創造的な遊びへと発展させることができる。
【００１５】
従来、ビデオゲーム等はともすると仮想空間に没頭してしまい現実の世界との混同が生じ教育上良くないとの懸念がされることもある。しかし、本実施の形態の装置によれば、現実の存在としての粘土を手で触り、現実に何かの形を作ることができるので、現実世界と仮想世界とが適当に融合され、子供の創造性を高める上で非常に有効なディジタルおもちゃが提供される。
【００１６】
この実施の形態では、対象物体Ｂは、その構成要素ごとに予め定められた異なる色の粘土により作成されているものとする。例えば、図１に示すような熊の人形の場合、頭部分ｂ１は赤の粘土、胴体部分ｂ２は黄色の粘土、腕部分ｂ３は青の粘土、足部分ｂ４は緑の粘土というような具合である。これは、後述するように、動きのある３次元オブジェクトを生成したり、テクスチャの貼付けの際に必要となるためである。
【００１７】
撮像光学系１２は、発光光源１１からの近赤外光に、及びそれ以外の光（太陽光、室内の蛍光灯の光など）より照射された対象物体Ｂの像をイメージセンサ１３に結像させるためのものである。
【００１８】
また、カラー画像入力部２は、撮像光学系１２と、イメージセンサ１３とから構成されており、発光光源１１以外からの光（例えば室内照明や太陽光など）により、対象物体Ｂのカラー画像を撮影するためのものである。図１のイメージセンサ１３は、図２に示すように、カラー画像取得用画素１３ｃと、反射光画像取得用画素１３ｒ（図中斜線で示す）とが交互に配置される形式となっている。例えば、図２に示すように、カラー画像取得用画素１３ｃを奇数行目に、反射光画像取得用画素１３ｒを偶数行目に配置する。これにより、反射光画像とカラー画像とを取得できるようにされている。
【００１９】
イメージセンサ１３は、制御部１４により制御されている。制御部１４は、例えば図２に示すように、垂直選択部１４ａ、水平選択部１４ｂ、蓄積部Ｓｔ，アナログ信号処理部１４ｃ、Ａ／Ｄ変換部１４ｄ、画像処理部１４ｅ、制御回路１４ｆとを備えている。垂直選択部１４ａ、水平選択部１４ｂは、画素位置を選択し、その画素に蓄積された出力を取り出すためのものである。蓄積部Ｓｔは、選択された画素から取り出された電荷を、後述するアナログ信号処理部１４ｄでの処理のため一時保持する部分である。
【００２０】
垂直選択部１４ａは、制御回路１１の制御信号に従い、発光光源１１の消灯時には奇数行を選択し、発光時には偶数行を選択するようにされる。すなわち、光源１１が発光しているときに偶数行の画素（反射光画像取得用画素）で反射光画像の撮像を行い、発光していないときに奇数行の画素（カラー画像取得用画素）でカラー画像の撮像を行う。
【００２１】
アナログ信号処理部１４ｃは、蓄積部Ｓｔに蓄積された電荷を逐次読み出して、これに対応したアナログ信号を出力する。このアナログ信号はＡ／Ｄ変換部１４ｄにおいてディジタル値に変換され、画像処理部１４ｅにて所定の画像処理が施されることにより、カラー画像、反射光画像が出力される。
なお、図１では、反射光画像入力部１と、カラー画像入力部２とが、撮影光学系１２とイメージセンサ１３とを共用しているが、撮影光学系１２だけを共用し、イメージセンサは別々に２つ設けてもよい。
【００２２】
図１に戻って、反射光画像分割部３は、イメージセンサ１３からのカラー画像取得用画素から得られたカラー画像中に含まれる色情報に基づき、反射光画像を分割するものである。
図３は、この反射光画像分割部３の機能を説明する概念図である。対象物体Ｂのカラー画像ＣＩ、反射光画像ＲＩがイメージセンサ１３より入力される。対象物体Ｂとしての熊の人形は、前述したように、構成要素ごとに異なる色を有している。反射光画像分割部３は、カラー画像ＣＩ中に含まれる色情報に基づき、反射光画像ＲＩを構成要素ごとに分割する。図３に示す熊の人形の例では、反射光画像ＲＩは、頭部分ｂ１に該当する部分１、胴体部分ｂ２に該当する部分２、腕部分ｂ３に該当する部分３及び部分３´、足部分ｂ４に該当する部分４及び部分４´に分割される。なお、単色の１つの材料によって対象物体Ｂが構成されている場合には、この反射光画像分割部３は機能しないが、こうした単色の対象物体Ｂでも構成要素への分割を可能にするため、公知のテンプレートマッチング等の手法により、対象物体Ｂを分割する手法も補助的に利用できるようにしておいてもよい。
【００２３】
３次元情報獲得部４は、反射特性情報格納部５に格納される反射特性情報を用いて反射光画像２１を解析して対象物体Ｂの３次元形状情報を獲得するものである。すなわち、反射特性情報格納部５には、対象物体Ｂの材料の反射特性が記憶される。ここでは、上述したように対象物体Ｂが赤、青、黄色、緑の粘土で構成されるため、これら４色の粘土の反射特性が反射特性情報格納部５に記憶される。３次元情報獲得部４は、反射特性情報格納部５から読み出された各色の粘土の反射特性情報に基づき、反射光画像２１を、分割された部分１、２、３、３´、４、４´毎に解析して、対象物体Ｂの３次元情報を獲得する。反射光画像２１は、図３に示すように、ドットの密度が対象物体Ｂの３次元形状を表わしているが、構成要素ごとの反射率の相違により、正確に３次元形状を表わしているわけではない。この反射特性情報を利用することにより、正確な３次元情報の取得が可能となる。
【００２４】
３次元情報格納部６は、３次元情報獲得部４で獲得された対象物体Ｂの３次元形状情報を格納する部分である。
属性情報格納部７は、対象物体Ｂの構成要素の色に関する色情報と、その構成要素の属性に関する属性情報とを関連付けて記憶する部分である。例えば、図３に示す熊の人形でいえば、赤色の部分は動物の頭、黄色の部分は動物の胴体、というように、色とその構成要素の種類を属性情報として記憶することができる。属性情報の他の例としては、その色で構成された物体がどのような動きをし得るかを示す動作情報を含めることもできる。例えば、頭であれば、その下側を回転中心として動く、というような動作情報を含めることができ、足であれば、その根元を回転中心とするとともに、中心付近で折り曲げ可能となっているなどの動作情報を含めることができる。
【００２５】
また、属性情報の中に、構成要素の物理的特性を含めることも可能である。例えば、構成要素の弾性特徴や比重を属性情報として含め、対象物体Ｂがその特性に合わせた動き（例：丸いものは転がり、四角いものは転がらない、など）をするようにしたり、又は時間が経つと溶け出す、というような属性情報を含めたりすることができる。また、特定の構成要素について、効果音を発するという属性情報を格納しておき、この構成要素が動くたびに効果音を発生させる、というような動きをさせることもできる。
【００２６】
属性情報付与部８は、以上のような属性情報のうち、各部分１、２，３、３´、４、４´の色情報に対応したものを読み出して、この読み出した属性情報を各部分１、２，３、３´、４、４´に付与する。これにより、３次元オブジェクトの生成が完了する。すなわち、各部分１、２，３、３´、４，４´は、３次元情報獲得部４により正確な３次元形状を付与されるとともに、属性情報格納部７により、その各部分の属性情報が付与される。属性情報格納部７に各部分１、２，３、３´、４，４´の動きの情報が格納されている場合には、属性情報付与部は、各構成要素に動き情報を付加する動き情報生成部として機能することになる。例えば、適当な指示情報に従い、この３次元オブジェクトをビデオゲームなどの中で動かすこともできるし、或いは何らかのプロトコルの下、ひとりでに動き出すように制御することもできる。
【００２７】
３次元オブジェクトにモーフィング（ディジタル画像に描かれた物体の形状をスムーズに変化させる画像処理技術。詳しくは「モーフィング入門」（スコット・アンダーソン 著、酒井 啓 訳、海文堂出版発行）参照）を施す際にも、この属性情報によってモーフィングのさせ方を変えることもできる。例えば、重力の影響、物体の柔らかさ／硬さをモーフィングに反映させることもできる。
【００２８】
上述の説明では、対象物体の材料が粘土の場合を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、発泡スチロールやダンボール紙、玩具メーカから市販されている組み立てブロックなど、あらゆる材料が使用可能である。これらの材料の場合にも、予めその材料の反射特性等を反射特性情報格納部５に格納させておくことにより、上述の粘土の例とまったく同様の効果を得ることもできる。
【００２９】
また、使用者が属性情報格納部７の内容を編集することができるようにすることもできる。例えば、腕部分の色情報が青色として記憶されている場合に、この色を他の色に変更するように編集することができる。足部分に関する情報について、中間付近で折れ曲がるという情報だけが属性情報として格納されている場合に、例えば足首付近も折れ曲がる、という属性情報を書き加えることができる。
【００３０】
また、１つの対象物体について複数の３次元情報を格納し、属性情報生成部８において、データ補間によりこの複数の３次元情報の中間状態の３次元情報を生成して、なめらかな変化が表現されるようにする。この中間状態の情報は、３次元情報格納部６に格納してその変化の順番に３Ｄムービー的に再生してもよいし、また要求に応じて生成して、その後適宜表示させるようにしてもよい。
【００３１】
また、本装置を使用者の前に置き，使用者は装置の前で、図４に示すように、例えばブロック状の粘土を加工して所望の形状を作り上げていき、イメージセンサ１３により常にこの粘土細工の作業を撮像するようにしてもよい。これにより、対象物体Ｂが出来上がっていく途中の粘土細工の形状を取得することができる。使用者の手などが入力されてしまわないように、使用者が手を休めた合間を縫って撮像するようにすることもできる。
【００３２】
このようにして取得された一連の３次元形状をそのまま連続的に変化させれば、あたかも何もない状態から形状が湧き出てきて対象物体Ｂが形作られていくようなアニメーションを簡単に作成することができる。
【００３３】
〔第２の実施の形態〕
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る３次元オブジェクト生成装置の構成を示すブロック図である。図３中、図１と同一の構成要素については同一の番号を付し、その詳細な説明は以下では省略する。また、本実施の形態でも、図１と同様の反射光画像入力部１、カラー画像入力部２を使用するが、図２ではこれらについては図示を省略している。
【００３４】
本実施の形態では、３次元オブジェクトに色やテクスチャを付けるための構成として、テクスチャ情報抽出部２１、テクスチャ情報格納部２２、テクスチャ貼付け部２３を備えている。これにより、例えば、作成した想像上の動物の形状としての３次元オブジェクトに、別のぬいぐるみの模様（例えば、キリンのぬいぐるみの模様）を貼り付けるなどすることができる。
テクスチャ情報抽出部２１は、イメージセンサ１３からのカラー画像情報及び反射光画像情報から、対象物体Ｂのテクスチャ情報を抽出する。カラー画像には、背景も含め対象物体Ｂの回りの画像も映っているが、反射光画像情報を用いることにより、対象物体Ｂのテクスチャ情報を容易に抽出することができる。
【００３５】
抽出されたテクスチャ情報は、テクスチャ情報格納部２２に一時格納される。テクスチャ貼付け部２３は、属性情報付与部８で属性情報を付与された3次元オブジェクトに対し、テクスチャ情報格納部２２に格納されたテクスチャ情報を付与し、テクスチャ付きオブジェクトに変換するためのものである。
本実施の形態における対象物体Ｂは、図１のように、各構成要素が異なる材料で作成され、そのため構成要素ごとにテクスチャも異なることを基本的に想定している。
【００３６】
抽出されたテクスチャをそのままテクスチャ貼付け部２３により３次元オブジェクトに貼り付けるようにすることもできるが、例えば、Ａというテクスチャ情報が抽出された場合にはこのテクスチャａ１を、Ｂというテクスチャ情報が抽出された場合にはテクスチャｂ１を、というように、別個のテクスチャを貼り付けるようにしてもよい。また、複数のテクスチャをモニタ画面等に提示し、使用者の好みのものを選ばせるようにすることもできる。また、複数のテクスチャ情報が抽出された場合に、そのうち対象物体Ｂ中で面積の占める割合の最も大きいテクスチャ情報のみを抽出し、そのテクスチャを対象物体Ｂ全体に貼付けるようにしてもよい。
【００３７】
〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施の形態を、図６に基づいて説明する。本実施の形態の３次元オブジェクト生成装置は、一旦取り込んだ３次元オブジェクトを、仮想的な工具２４により使用者に加工させるようにしたものである。例えば、表示部２６に図６に示すように生成した３次元オブジェクトを表示させるとともに、使用者に、仮想工具２４を持たせ、撮影光学系１２の前に位置させる。
仮想工具２４は、例えば図６に示すような彫刻刀であり、柄の部分と刃の部分とで色を異ならせ、その反射特性を反射特性情報格納部５に記憶させておくことにより、３次元情報獲得部４により、仮想工具２４の形状位置が把握されるようになっている。獲得された仮想工具２４の刃先の位置情報に基づき、表示制御部２６により表示部２５上での仮想工具２４の位置が変化する。
【００３８】
使用者が仮想工具２４を握った手を動かすと、表示部上の仮想工具２４を示すグラフィックの位置が変化し、これにより、生成された３次元オブジェクトに対し加工が施される。実際に対象物体Ｂに彫刻刀などを入れて加工するのと同じ感覚で画面内の３次元オブジェクトを加工することができる。
【００３９】
〔第４の実施の形態〕
次に、本発明の第４の実施の形態を図７乃至９に基づいて説明する。図7乃至９において、図１と共通する部分については同一の符号を付しその説明は省略する。
本実施の形態の３次元オブジェクト生成装置は、図７乃至９に示すように、レーザレンジファインダ、ステレオカメラなど、対象物体までの距離を示す距離情報を含んだ距離画像を入力可能とした距離画像入力部３１を備えている。レンジファインダは典型的には、レーザスポット光あるいはレーザスリット光で対象物体Ｂをスキャニングし、その反射光の受光位置から三角測量の原理で求めるものである。距離画像情報そのものに３次元情報が含まれるため、本実施の形態では、第１乃至第５の実施の形態のような３次元情報獲得部４、反射特性情報格納部５は不要となる。
【００４０】
また、本実施の形態の３次元オブジェクト生成装置は、３次元情報抽出及び分割部３３を備えている。この３次元情報抽出及び分割部３３は、この距離画像情報から３次元情報を抽出するとともに、この３次元情報をカラー画像入力部２から得られた色情報に基づき、抽出された３次元情報を構成要素ごとに分割する。この分割された３次元情報に対し、第１の実施の形態と同様、属性格納部７に格納された属性情報が、属性情報付与部８により付与される。
図８は図７に３次元情報格納部６を付加したものであり、図９は図５と同様、テクスチャ貼付けのための構成を付加したものである。
【００４１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る３次元オブジェクト生成装置によれば、複雑な属性入力等の手間が省略され、非熟練者でも簡単に３次元オブジェクトを生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態に係る３次元オブジェクト生成装置の全体構成を説明するための図である。
【図２】  図１に示すイメージセンサ１３及び制御部１４の構成の詳細を示す。
【図３】  図１に示す反射光画像分割部３の機能を概念的に示す図である。
【図４】  第１の実施の形態の３次元オブジェクト生成装置の利用例を説明する概念図である。
【図５】  本発明の第２の実施の形態に係る３次元オブジェクト生成装置の構成を示す図である。
【図６】  本発明の第３の実施の形態に係る３次元オブジェクト生成装置の構成を示す図である。
【図７】  本発明の第４の実施の形態に係る３次元オブジェクト生成装置の構成を示す図である。
【図８】  本発明の第４の実施の形態に係る３次元オブジェクト生成装置の構成を示す図である。
【図９】  本発明の第４の実施の形態に係る３次元オブジェクト生成装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
Ｂ…対象物体、  １・・・反射光画像入力部、  ２・・・カラー画像入力部、  ３・・・反射光画像分割部、  ４・・・３次元情報獲得部、  ５…反射特性情報格納部、  ６…３次元情報格納部、  ７・・・属性情報格納部、  ８・・・属性情報付与部、  １１…発光光源、  １２…撮影光学系、  １３…イメージセンサ、  １４…制御部、  ＣＩ…カラー画像、  ＲＩ…反射光画像、  ２１…テクスチャ抽出部、  ２２…テクスチャ格納部、  ２３…テクスチャ貼付け部、  ２４…仮想工具、  ２５…表示部、  ２６…表示制御部、  ３１…距離画像入力部、  ３３…３次元情報抽出及び分割部、  ８…属性情報付与部
【図１】
0003866602.tif 000002
【図２】
0003866602.tif 000003
【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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