(57)【要約】【課題】  表現の自由度の高い３次元描画システムを実現する。【解決手段】  タブレット端末１０の動作の軌跡をモーションキャプチャ装置２０によって取得し、取得された位置情報に基づいて軌跡描画部１５が軌跡画像を生成する。タブレット端末１０の閲覧装置１３は、描画された軌跡画像を表示することができ、表示された軌跡画像はタブレット端末１０の位置に基づいて変換される。軌跡描画部１５が生成した軌跡画像は表示制御部１４によって仮想空間データと合成されて、タブレット端末１０の画面に表示される。【選択図】  図６
2017033294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象とする空間、及び空間内に位置する対象物を撮影する複数の撮影部と、
前記撮影部によって前記対象とする空間内での位置が把握可能な第１マーカーを取り付けられた描画装置と、
利用者が携帯可能であって、第２マーカーが付与されて前記対象とする空間内での絶対位置を算出可能であって、利用者が閲覧可能な画面を備える閲覧装置と、
前記撮影部によって撮影されることによって、取得された前記描画装置の軌跡の位置情報、及び前記閲覧装置の位置情報をリアルタイムに前記閲覧装置へと送信する送信部と、
前記撮影部によって撮影された画像から、対象とする空間の実際の大きさと同様の仮想空間データを生成する空間生成部と、
受信した前記描画装置の軌跡の位置情報に基づいて前記描画装置の軌跡画像を前記仮想空間データ内において描画する軌跡描画部と、
受信した前記閲覧装置の位置情報から、前記閲覧装置からの視点で閲覧が可能なように前記対象とする空間の前記仮想空間データを変換する空間変換部と、
前記軌跡画像と、前記空間変換部によって変換された前記仮想空間データと合成し、前記画面に表示させる表示制御部と、
を備えることを特徴とする３次元描画システム。
【請求項２】
前記描画装置は、描画された前記仮想空間データ内における軌跡の線の太さ、種類、色、及び質感の少なくとも１つを描画前に選択可能な選択部を備え、
前記軌跡描画部は、前記選択部によって選択された軌跡の線の種別に基づいて、前記軌跡を描画する
ことを特徴とする請求項１に記載の３次元描画システム。
【請求項３】
前記描画装置は、描画を行う際に操作する描画スイッチを、ハードウェア、若しくはソフトウェアとして備えており、
前記軌跡描画部は、前記描画スイッチが押されている際の、前記描画装置の軌跡を描画し、前記描画スイッチが押されていない場合の、前記描画装置の軌跡は描画しない
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の３次元描画システム。
【請求項４】
前記描画装置、又は前記閲覧装置は、前記仮想空間データ内に描画された軌跡を消去する消去部を備えており、
前記消去部は、消去の操作が利用者によってされた場合に、前記描画スイッチが前回押された以降に描画された軌跡を消去する
ことを特徴とする請求項３に記載の３次元描画システム。
【請求項５】
前記描画装置、及び前記閲覧装置は、一つのハードウェアによって実現されており、
前記空間生成部は、前記仮想空間データを利用者モデルとして予め設定した身長からの視点で変換を行い、
前記閲覧装置の画面に映し出された前記仮想空間データを見ながら、前記描画装置を動かすと、見ている前記画面内に前記描画装置に動きの軌跡が描画される
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の３次元描画システム。
【請求項６】
前記描画装置は、前記閲覧装置の前記画面がタッチパネル式のディスプレイによって構成されており、前記画面上において描画を行うと、前記画面上に表示されている前記仮想空間データ内において描画した位置に対応する空間の絶対位置において前記描画装置を動かした場合と同様の動きの軌跡が描画される
ことを特徴とする請求項５に記載の３次元描画システム。
【請求項７】
前記閲覧装置は、利用者が頭部に装着可能な構成であり、
前記描画装置は、利用者が手に持って使用するペン型の装置である
戸を特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の３次元描画システム。
【請求項８】
コンピューターを、
対象とする空間、及び空間内に位置する対象物を撮影する複数の撮影部によって撮影されることによって、取得された第１マーカーが取り付けられた描画装置の軌跡の位置情報、及び第２マーカーが取り付けられて利用者が閲覧可能な画面を備える閲覧装置の位置情報をリアルタイムに受信する受信部と、
前記撮影部によって撮影された画像から、対象とする空間の実際の大きさと同様の仮想空間データを生成する空間生成部と、
受信した前記描画装置の軌跡の位置情報に基づいて前記描画装置の軌跡画像を前記仮想空間データ内において描画する軌跡描画部と、
受信した前記閲覧装置の位置情報から、前記閲覧装置からの視点で閲覧が可能なように前記対象とする空間の前記仮想空間データを変換する空間変換部と、
前記軌跡画像と、前記空間変換部によって変換された前記仮想空間データと合成し、前記画面に表示させる表示制御部と、
して実行させるための３次元描画プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元描画システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＡＲ（拡張現実）やＶＲ（仮想現実）を活用した技術は日々進化をしたおり、様々なハードウェアを通じたこれらの体験が可能なシステムが提案されている。例えば、特許文献１においては、モーションキャプチャを用いた仮想試着システムが提示されており、ユーザを撮影し、ユーザが現実に着用している服を、仮想服に置き換えた画像を表示するシステムである。仮想試着システムは、認識対象のユーザに対応して操作される操作対象である人型の仮想オブジェクト画像を、モーションキャプチャに必要な情報を抽出するためのポーズで表示させる。本技術は、例えば、ＡＲを洋服の試着に応用した画像処理を行う画像処理装置に適用できる。
【０００３】
また、特許文献２では、実際の空間内の壁などの表面上に仮想現実の画像を表示し、ヘッドマウントディスプレイなどを装着したユーザーが、当該画像に対して操作を実施可能なように構成したシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２５２４３７号公報
【特許文献２】特表２０１４−５１５８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のように、拡張現実や仮想現実の技術と、モーションキャプチャの技術とを組み合わせることで、様々な表現を３次元の空間内において実現することが可能となっている。しかしながら、上記従来の技術で開示されているものは予め設定されたオブジェクトなどに対する操作が示されてはいるものの、それ以上のより自由度の高い表現の実現手段においては、未だ実現されていない状態であった。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためのものであり、３次元空間内での拡張現実や仮想現実を用いた自由な表現を可能とする技術を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、実施形態の３次元描画システムは、対象とする空間、及び空間内に位置する対象物を撮影する複数の撮影部と、前記撮影部によって前記対象とする空間内での位置が把握可能な第１マーカーを取り付けられた描画装置と、利用者が携帯可能であって、第２マーカーが付与されて前記対象とする空間内での絶対位置を算出可能であって、利用者が閲覧可能な画面を備える閲覧装置と、前記撮影部によって撮影されることによって、取得された前記描画装置の軌跡の位置情報、及び前記閲覧装置の位置情報をリアルタイムに前記閲覧装置へと送信する送信部と、前記撮影部によって撮影された画像から、対象とする空間の実際の大きさと同様の仮想空間データを生成する空間生成部と、受信した前記描画装置の軌跡の位置情報に基づいて前記描画装置の軌跡画像を前記仮想空間データ内において描画する軌跡描画部と、受信した前記閲覧装置の位置情報から、前記閲覧装置からの視点で閲覧が可能なように前記対象とする空間の前記仮想空間データを変換する空間変換部と、前記軌跡画像と、前記空間変換部によって変換された前記仮想空間データと合成し、前記画面に表示させる表示制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
更には、前記描画装置は、描画された前記仮想空間データ内における軌跡の線の太さ、種類、色、及び質感の少なくとも１つを描画前に選択可能な選択部を備え、前記軌跡描画部は、前記選択部によって選択された軌跡の線の種別に基づいて、前記軌跡を描画する。
【０００９】
更には、前記描画装置は、描画を行う際に操作する描画スイッチを、ハードウェア、若しくはソフトウェアとして備えており、前記軌跡描画部は、前記描画スイッチが押されている際の、前記描画装置の軌跡を描画し、前記描画スイッチが押されていない場合の、前記描画装置の軌跡は描画しない。
【００１０】
更には、前記描画装置、又は前記閲覧装置は、前記仮想空間データ内に描画された軌跡を消去する消去部を備えており、前記消去部は、消去の操作が利用者によってされた場合に、前記描画スイッチが前回押された以降に描画された軌跡を消去する。
【００１１】
更には、前記描画装置、及び前記閲覧装置は、一つのハードウェアによって実現されており、前記空間生成部は、前記仮想空間データを利用者モデルとして予め設定した身長からの視点で変換を行い、前記閲覧装置の画面に映し出された前記仮想空間データを見ながら、前記描画装置を動かすと、見ている前記画面内に前記描画装置に動きの軌跡が描画される。
【００１２】
更には、前記描画装置は、前記閲覧装置の前記画面がタッチパネル式のディスプレイによって構成されており、前記画面上において描画を行うと、前記画面上に表示されている前記仮想空間データ内において描画した位置に対応する空間の絶対位置において前記描画装置を動かした場合と同様の動きの軌跡が描画される。
【００１３】
更には、前記閲覧装置は、利用者が頭部に装着可能な構成であり、前記描画装置は、利用者が手に持って使用するペン型の装置である。
【００１４】
また、本実施形態のプログラムは、コンピューターを、対象とする空間、及び空間内に位置する対象物を撮影する複数の撮影部によって撮影されることによって、取得された第１マーカーが取り付けられた描画装置の軌跡の位置情報、及び第２マーカーが取り付けられて利用者が閲覧可能な画面を備える閲覧装置の位置情報をリアルタイムに受信する受信部と、前記撮影部によって撮影された画像から、対象とする空間の実際の大きさと同様の仮想空間データを生成する空間生成部と、受信した前記描画装置の軌跡の位置情報に基づいて前記描画装置の軌跡画像を前記仮想空間データ内において描画する軌跡描画部と、受信した前記閲覧装置の位置情報から、前記閲覧装置からの視点で閲覧が可能なように前記対象とする空間の前記仮想空間データを変換する空間変換部と、前記軌跡画像と、前記空間変換部によって変換された前記仮想空間データと合成し、前記画面に表示させる表示制御部と、して実行させるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、第１の実施形態における３次元描画システムの構成を示す概要図。
【図２】図２は、第１の実施形態における３次元描画システムの処理の概要を示すブロック図。
【図３】図３は、第１の実施形態における３次元描画システムのハードウェアのイメージ図。
【図４】図４は、別の実施形態における３次元描画システムのハードウェアのイメージ図。
【図５】図５は、別の実施形態における３次元描画システムのハードウェアのイメージ図。
【図６】図６は、第１の実施形態における３次元描画システムの機能構成を示すブロック図。
【図７】図７は、第１の実施形態における３次元描画システムの仮想空間データの初期設定に係る処理の概要を示すフロー図。
【図８】図８は、第１の実施形態における３次元描画システムの描画の軌跡の計測、お及び軌跡イメージの生成に係る処理の概要を示すフロー図。
【図９】図９は、第１の実施形態における３次元描画システムの仮想空間データの変換に係る処理の概要を示すフロー図。
【図１０】図１０は、第１の実施形態における３次元描画システムによって空間内に描画されたイメージの概要を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を具体化した第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、第１の実施形態の３次元描画システムを具体化したシステム構成を示す概念図である。本実施形態の３次元描画システムは、ユーザーがタブレット端末１０を操作することによって空間内にイメージを描画したり、対象とする空間内において描画されたイメージをタブレット端末１０の画面に表示したりといったことを可能とするものである。すなわち、本システムを利用することで、実際の空間をベースに生成された仮想空間データ上に、仮想現実的に描画されたイメージや文字などをリアルタイムで表示し、３次元の空間上に描画を行っているような体験を得ることができる。
【００１７】
図１に示されるように、３次元描画システム１は、タブレット端末１０、モーションキャプチャ装置２０、及び情報処理装置３０がネットワーク回線４０を介して接続されている。なお、ネットワーク回線４０は、有線、及び無線を問わないが、リアルタイムで情報を送受信可能なように十分な回線速度が満たされることが望まれる。
【００１８】
タブレット端末１０は、ディスプレイ画面を有し、備え付けられた撮影部１３ａによって写真や映像の撮影が可能な携帯用端末である。本実施形態では、図３に示されるように、タブレット端末１０が、空間内におけるイメージの描画と、描画されたイメージの閲覧の両方の操作を行うためのデバイスとして機能する。ユーザーは、タブレット端末１０の画面を覗きながら、タブレット端末１０自体を動かしながら描画を行う使い方を想定している。
【００１９】
モーションキャプチャ装置２０は、赤外線カメラ２１を対象とする空間内に複数、本実施形態では６台設置し、赤外線カメラ２１から取得される動きの取得対象のデバイスに取り付けられた再帰性反射マーカーの空間内での絶対位置を取得するものであり、光学式のモーションキャプチャシステムである。このようなモーションキャプチャ装置２０の一例としては、例えばＯｐｔｉＴｒａｃｋ社提供のハードウェア、及びソフトウェアなどを用いることができる。本実施形態の６台の赤外線カメラ２１の場合のキャプチャ可能範囲は６ｍ×６ｍ×高さ２ｍ程度の範囲である。また、
一般的に、当該サービスが適用可能な空間の最大範囲としては、４５ｆｔ×４５ｆｔ程度の広さの空間であり、最低３台以上の赤外線カメラが必要となる。赤外線カメラの台数は、対象とする空間の広さに応じて適宜増加させる必要がある。
【００２０】
なお、赤外線カメラ２１の角度は、カメラの視野がキャプチャ対象とする空間の中心座標において重なるように調整されることが望ましい。また、再帰性反射マーカー１０ａは、本実施形態においては、タブレット端末１０に装着されるものであり、全方向からの反射が均等であるように、円状のものが用いられる。また、タブレット端末１０には、それぞれの端末を他の端末から識別可能なように最低３個以上の再帰性反射マーカー１０ａが取り付けられることが望ましい。本実施形態では、再帰性反射マーカー１０ａは、それぞれ間隔をあけて３つ設けられている。なお、タブレット端末１０への反射性マーカーの取り付け位置については、少なくとも２台以上の赤外線カメラ２１から見える位置に取り付ける必要があるため、端末の裏側などのように隠れてしまう位置にはできるだけ取り付けないようにすることが望ましい。なお、本実施形態では、閲覧装置と描画装置が共通のタブレット端末１０として実現されているため、第１マーカー、及び第２マーカーも共通の再帰性反射マーカー１０ａによって実現することができる。
【００２１】
情報処理装置３０は、図２に示されるように、モーションキャプチャ装置２０によって取得された描画装置、及び閲覧装置であるタブレット端末１０の対象空間内での位置情報、及び回転情報を各タブレット端末１０へと送信する。すなわち、モーションキャプチャ装置２０によって取得された各タブレット端末１０の描画による軌跡に対応する位置情報は常時ストリーミングによって、タブレット端末１０へと送信されている。
【００２２】
図６は、実施形態の３次元描画システム１の機能構成を示すブロック図である。図６に示されるように、タブレット端末１０は、通信部１１、描画装置１２、閲覧装置１３、撮影部１３ａ、表示制御部１４、軌跡描画部１５、空間変換部１７、消去部１８を備えている。タブレット端末１０は、描画装置、及び閲覧装置を兼用している。通信部１１（受信部）は、ＷｉＦｉや４Ｇ回線などを利用して、データを送受信するための機能である。通信部１１を介して、タブレット端末１０は情報処理装置３０との間でデータの送受信を行う。
【００２３】
描画装置１２は、タブレット端末１０に対して、描画を行うためのユーザーインタフェースを提供する。本実施形態では、描画装置がタブレット端末１０であることから、タブレット端末１０を空間内で動かすだけで描画がされてしまうと不都合である。したがって、描画の実行する描画モードへの切り替えを行うためのインタフェースが存在することが望ましく、例えば画面上に表示された「描画ボタン」や実際のハードウェアのボタンとして実現されている。なお、各ボタンの実装方法としては、ボタンを一回押すと、描画の１ストローク分、すなわち動きが開始されてから、実質的に動きが停止されるまでの動作が軌跡されるようにしても良いし、ボタンが押されている間におけるタブレット端末１０の動きの軌跡が描画さるようにしてもよい。
【００２４】
また、描画装置１２は、他の描画の入力の方法として、タブレット端末１０の画面がタッチパネルディスプレイである場合に、この画面上で画面をなぞって描画した軌跡を閲覧装置１３の軌跡描画部１５へと渡すインタフェースを提供する。この描画方法の場合、タブレット端末１０の空間内の絶対位置ではなく、画面上に表示されている位置に対応した描画が行われる。画面上では奥行きは表現されていないため、予め設定した位置、例えばタブレット端末１０の位置から３０ｃｍ奥側、などに描画が行われる。
【００２５】
閲覧装置１３は、ユーザーに対して仮想空間データ、及び描画された軌跡画像が合成されたデータを閲覧可能なように表示させる。
【００２６】
空間生成部１６は、モーションキャプチャ装置２０によって撮影された画像から切り取られた画像から、対象とする空間の実際の大きさと同様の仮想空間データを生成する。この生成された仮想空間データは、タブレット端末１０内の記憶領域に保存される。なお、空間生成部１６による仮想空間データの生成は、当該３次元描画システムが、対象とする空間に設置された際の初期設定として、システムの最初の起動時に行われることが望ましい。したがって、空間生成部１６によって生成された仮想空間データは、一度生成されると、描画の間継続して使用されるため、実際の空間に変化があり、仮想空間データを実空間の変化に対応させたい場合は、空間生成部１６による仮想空間データの生成を再度おこなう必要がある。
【００２７】
空間変換部１７は、モーションキャプチャ装置２０が取得した閲覧装置であるタブレット端末１０の空間内における位置情報や、回転情報などの情報に基づき、タブレット端末１０からの視点での閲覧が可能なように、すなわちタブレット端末１０の撮影部１３ａを通じて見えている空間内の景色となるように仮想空間データを変換する。この詳細については、後述する。
【００２８】
軌跡描画部１５は、タブレット端末１０を操作して描画された軌跡画像を生成する処理を行う。具体的には、モーションキャプチャ装置２０によって取得されたタブレット端末１０に取り付けられた再帰性反射マーカー１０ａの位置情報や回転情報に対応する位置ベクトルを算出し、位置ベクトルに基づいてタブレット端末１０の軌跡を仮想空間データ内において軌跡画像の生成を行う。また、軌跡描画部１５は、タブレット端末１０で、ユーザーの操作によって描画を行う描画モードにおいて描画がされたか否かの判定も行う。したがって、描画モードに設定されている際の描画装置１２の操作のみに、軌跡描画部１５は描画を行う。
【００２９】
また、軌跡描画部１５は、描画装置１２に設けられた描画を行う際の軌跡画像の線の太さ、種類（実線や破線など）、色、質感などの少なくとも一つを描画前に選択可能なインタフェース（選択部）からの入力を受け付け、入力に基づく線の種別に従った軌跡画像の生成を行う。
【００３０】
表示制御部１４は、閲覧装置１３の画面における表示画像の態様を制御するものである。具体的には、空間変換部１７によって常時変換されている仮想空間データと、軌跡描画部１５によって生成された軌跡画像とを合成し、閲覧装置１３の画面に表示させるよう制御を行う。
【００３１】
消去部１８は、軌跡描画部１５によって生成された軌跡画像を消去する処理を行い、ユーザーインタフェースとしては閲覧装置１３、描画装置１２のいずれに設けてあっても良い。消去の操作がされると、消去部１８は、軌跡描画部１５によって描画された描画画像を消去する。この際、消去される軌跡画像の単位は、1回の描画モードによって描画された１ストローク分の描画の軌跡であっても良いし、所定の時間内に描画された軌跡であっても良い。または、画面内で消去したい軌跡画像の領域を選択した後に、この領域内に存在する軌跡画像を消去するようにしてもよい。
【００３２】
閲覧装置１３の画面は撮影部１３ａが画面とは反対側の面に設けられており、表示制御部１４によって合成されている仮想空間データ、及び軌跡画像が、リアルタイムに画面に表示される。また、仮想空間データを表示させるのではなく、撮影部１３ａによって撮影された空間画像に対して描画を行い、そのデータを表示させることも可能である。
【００３３】
図１０は、実際に空間内に描画された軌跡画像の一例を示す図である。図１０に示されるように、軌跡画像７０は、対象とする空間内でタブレット端末１０によって描画されている。図中に示されるように、タブレット端末１０が軌跡画像７０の正面側に位置する際には、タブレット端末１０の画面には、軌跡画像７０を正面から見た状態が表示され、側面側に位置する際には、軌跡画像７０を側方から見た状態が表示される。このようなタブレット端末１０の位置に応じた軌跡画像の表示態様の変換は、空間変換部１７によって処理される。
【００３４】
モーションキャプチャ装置２０は、赤外線カメラ２１、プロセッサ２２、記憶部２３、通信部２４を備える。赤外線カメラ２１によって取得したタブレット端末１０の位置情報は、プロセッサ２２によって空間内での位置情報に変換され、通信部２４を通じて情報処理装置３０へと送信される。
【００３５】
情報処理装置３０は、通信部３１（送信部）、入力部３２、記憶部３３を備える。通信部３１は、ネットワーク回線を通じてモーションキャプチャ装置２０やタブレット端末１０との間でデータの送受信を行う。入力部３２は、受信した各データを各部に対してインプットを行う。記憶部３３は、受信したデータや、受信したデータに対して各部において処理を行ったデータを記憶する。
【００３６】
図７は、仮想空間データを生成する処理の流れを示すフロー図である。図７の処理はモーションキャプチャ装置２０を設置し、初期の描画を行う空間を設定する際に行われるものである。図７に示されるように、まずモーションキャプチャ装置２０は、赤外線カメラ２１によって取得されたキャプチャ対象の範囲の大きさを情報処理装置３０へと入力する（ステップＳ１０１）。この対象とする空間の設定の方法としては、決めた撮影範囲を囲むように、キャリブレーションポールを垂直に設置し、２台以上の赤外線カメラ２１からこのキャリブレーションポールが見えるようにカメラの設定位置を調整することによって設定する。
【００３７】
そして、この設置されたキャリブレーションポールを赤外線カメラ２１によって撮影することで、撮影範囲の空間の大きさを示す距離や空間そのものの画像が取得され、情報処理装置３０へと入力される。空間生成部１６は、入力された撮影対象の空間の寸法に基づき、ヴァーチャル環境である仮想空間データを生成する（ステップＳ１０２）。空間生成部１６は、更にこの生成された仮想空間データをどの位置からの視点でみたイメージとするかを設定するために、仮想空間データを基礎となる視点を設定する（ステップＳ１０３）。
【００３８】
そして、最後に空間生成部１６は、この基礎となったユーザーの正面側における一人称視点での仮想空間データに変換する（ステップＳ１０４）。
【００３９】
続いて、描画装置であるタブレット端末１０による描画された軌跡のイメージ処理についての流れを図８を用いて説明する。本処理は、本実施形態では描画装置であるタブレット端末１０で、描画モードが設定されてから終了するまでの処理の流れである。まず軌跡描画部３６は、モーションキャプチャ装置２０により取得された描画装置であるタブレット端末１０に取り付けられた再帰性反射マーカーの現在の位置情報、及び回転情報（４×４行列）を情報処理装置３０から受信する（ステップＳ２０１）。
【００４０】
次いで、軌跡描画部３６は、読み込んだ現在の情報、及び回転情報に基づき、３次元位置ベクトル、及び４元数回転ベクトルを計算する（ステップＳ２０２）。そして、軌跡描画部３６は、３次元位置ベクトルを新しい頂点法線ベクトルとして用いて、軌跡に沿ったポリゴンを形成し、ポリゴンによる軌跡画像の描画を行う（ステップＳ２０３）。なお、本実施形態では、軌跡の描画に用いられるポリゴンは、予め設定された色、太さ、線種として設定されているが、これは描画装置側に設けたユーザーインタフェースによって変更選択されたポリゴンの描画情報を参照して、描画画像の線の種別を適宜変更する。
【００４１】
そして、軌跡描画部３６は、新たに生成したポリゴンと、過去のポリゴンとを繋げてメッシュを形成する（ステップＳ２０４）。この際の過去のポリゴンは記憶されている以前の描画によって生成されたポリゴンである。そして、軌跡描画部３６は、描画が完了したか否かの判定を行う（ステップＳ２０５）。描画の完了は、前述した描画モードの完了の操作によって判定しても良いし、一定時間経過後に自動的に描画を完了しても良いし、所定のストロークを完了した場合に描画を完了するようにしてもよい。
【００４２】
描画が完了したと判定されると（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、軌跡描画部３６は、オブジェクトファイルを出力し、処理を完了する（ステップＳ２０６）。一方、描画が完了されないと判定された場合（ステップＳ２０６）、ステップＳ２０１からの描画処理を再度繰り返す。
【００４３】
続いて、空間変換部１７、及び表示制御部１４による、閲覧装置における仮想空間データの変換の処理について図９を参照して説明する。図７においては、初期設定の仮想空間データの生成に係る処理を示したが、本処理は閲覧装置が空間内での位置や回転情報が変化することから、リアルタイムで行われる処理である。
【００４４】
まず、モーションキャプチャ装置２０は、閲覧装置１３であるタブレット端末１０に取り付けられた再帰性反射マーカー１０ａから現在の位置情報、及び回転情報を取得する（ステップＳ３０１）。次いで、空間変換部１７は、仮想空間データと、軌跡情報であるオブジェクトファイルを取得する（ステップＳ３０２）。そして、空間変換部１７、及び表示制御部１４は、仮想空間データと軌跡画像のオブジェクトファイルとを合成し、取得した閲覧装置の位置情報、及び回転情報に基づいて、仮想空間データを変換する（ステップＳ３０３）。そして、最後の表示制御部１４は、変換後の仮想空間データをタブレット端末１０の画面に表示させる。
【００４５】
以上に示した本実施形態の３次元描画システムにおいては、ユーザーは、描画装置１２を操作することによって、３次元の空間上に描画をすることができ、閲覧装置１３を通じて、描画された軌跡画像を仮想空間データ内で閲覧することができる。従来の３次元グラフィックは、コンピューターの画面上での描画、閲覧が可能なのみであったが、本システムでは、実際の空間内に描画装置１２を動かすことによって、実際の空間内に奥行きのある軌跡画像を描画することができ、自由度の高い表現が可能となる。例えば、本システムによって描画された軌跡画像は、ユーザーが空間内で移動すれば、その位置からみた画像へと変換されるため、例えば遊園地等でのアトラクションや、仮想現実を使用したゲームなど様々な用途に活用することができる。
【００４６】
例えば、空間内に立体的な彫刻を描画すれば、閲覧装置１３を装着しているユーザーかはら、その彫刻があたかも実際の空間内に存在するかのような視覚的効果を得ることができる。また、描画の先に、軌跡画像を生成するための線の種別を選択することができるようにすることで、更に表現の幅を広げることができるようになる。また、フリーハンドによる描画だけではなく、例えば図形やスタンプ、文字など予め定まった形象の軌跡を動かしながら空間内に配置するような表現も可能となる。
【００４７】
また、描画した軌跡画像の消去の操作を行うことができるようにした。この際、３次元の実際の空間内にされた描画を指定して消去を行うことは困難であることから、一つ前の動作によって描画された軌跡画像の部分を、消去対象として予め設定しておくことで、消去に係る処理を簡単に行うことができるようになる。
【００４８】
また、描画装置であるタブレット端末１０自体を動かして描画するだけでなく、閲覧装置であるタブレット端末１０の画面を触って描画を行うことができるようにしたため、例えば細かい作業などによる描画を行う際には、画面にペンタブレット等を用いて描画をすることで、表現の自由度を高めることが可能となる。なお、描画の際には、軌跡描画が生成される位置は、予めタブレット端末１０から奥行き３０ｃｍの位置などのように設定するようにしたが、これは例えば、ペンタブレットなどで画面内の軌跡画像を選択すると、自動的にその選択された軌跡画像の奥行きの位置に調整して軌跡描画の生成が行われるといったようにすることも可能である。
【００４９】
なお、第１の実施形態では、描画装置と閲覧装置が同一のタブレット端末１０として実現されている例を示したが、これは例えば図４のように、閲覧装置であるタブレット端末１０と、描画装置５０とに分けた構成であってもよい。この場合、描画装置５０は、スマートフォンや小型のタブレット、ペンタブレット型の端末などのより、携帯しやすい大きさの端末であり、描画を片手でも行いやすくなる。この場合、描画装置５０に選択部や消去部が設けられるため、描画装置５０とタブレット端末１０間で、これらの操作の信号の送受信が行われるようにする必要がある。
【００５０】
また、図５のようにヘッドマウントディスプレイ型の閲覧装置６０を頭部に装着するような使用方法であっても良いこの場合、閲覧装置６０を手で携帯する必要がなくなるため、より自然な描画を行う体験を得ることができるようになる。また、以上の実施形態のように、描画を行うものと閲覧を行うものが必ずしも同一である必要がなく、複数人が端末をそれぞれ所持し、それぞれが同一の空間内で描画・閲覧を行うような使用態様であってもよい。
【００５１】
また、タブレット端末１０は、各種プログラムが記憶された記憶領域であるハードディスクと、プログラムが実行させるＲＡＭなどの記憶領域を備えたものであり、上記実施形態で示した各部は、プログラムとして各部において機能するものである。
【符号の説明】
【００５２】
１…３次元描画システム、１０…タブレット端末、１２…描画装置１２…閲覧装置、１４…表示制御部、１５…軌跡生成部、１６…空間生成部、１７…空間変換部、１８…消去部、２０…モーションキャプチャ装置、３０…情報処理装置
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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