(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のオブジェクトの三次元形状データと、前記複数のオブジェクトの三次元座標内の初期位置データと、前記複数のオブジェクトの三次元座標内の運動データと、前記三次元座標内の第１および第２の視点の位置データとを記憶する記憶手段と、
前記三次元座標内の複数のオブジェクトを前記第１の視点から描画した第１の二次元画像データを、前記記憶手段により記憶された各データに基づいて左画像として生成する第１の描画手段と、
前記三次元座標内の複数のオブジェクトを前記第２の視点から描画した第２の二次元画像データを、前記記憶手段により記憶された各データに基づいて右画像として生成する第２の描画手段と、
前記複数のオブジェクトの中から任意に選択した特定のオブジェクトに関する、前記第１の描画手段によって生成される第１のタイミングの左画像の中心位置からの水平方向の変位量と前記第２の描画手段によって生成される右画像の中心位置からの水平方向の変位量との差と、前記第１のタイミングから時間経過した第２のタイミングの左画像の中心位置からの水平方向の変位量と前記第２の描画手段によって生成される右画像の中心位置からの水平方向の変位量との差がほぼ一定になるように、前記第１および第２の二次元画像データのうち少なくともいずれか一方の二次元画像データ全体の水平移動量を制御する二次元画像データ制御手段と、
前記二次元画像データ制御手段によって制御された左右画像を前記複数のオブジェクト同志が互いに奥行き方向に相対移動するように観察される動画として表示可能なデータとして生成する動画データ生成手段と、
を具備して成ることを特徴とする立体画像生成装置。
【請求項２】
左側視点および右側視点の動画像を生成する立体画像生成装置において、
前記左側視点および右側視点の動画像内に夫々、第１のタイミングとこの第１のタイミングから時間経過した第２のタイミングの間に大きさの変化する少なくとも１つの特定の像を含む複数の像をそれぞれ視差を有するように左側および右側視点の動画像上に描画する描画手段と、
前記描画手段によって描画される前記第１のタイミングと第２のタイミングとの間において大きさの変化する前記特定の１つの像の、前記第１のタイミングの左側視点の画像の中心位置からの水平方向の変位量と右側視点の画像の中心位置からの水平方向の変位量との差と、前記第２のタイミングの左側視点の画像の中心位置からの水平方向の変位量と右側視点の画像の中心位置からの水平方向の変位量との差がほぼ一定になるように、該特定の１つの像の水平移動量を制御する第１の像制御手段と、
前記描画手段によって描画される前記特定の１つの像の大きさの変化量に対応して、前記左側視点および右側視点の動画像内の他の像の前記特定の１つの像に対する前記第１のタイミングと第２のタイミングでの水平移動量を制御する第２の像制御手段と
を具備し、
前記第１及び第２の像制御手段で制御され前記描画手段で描画された左側および右側視点の画像上における前記複数のオブジェクト同志が互いに奥行き方向に相対移動する動画として観察される
ことを特徴とする立体画像生成装置。
【請求項３】
互いに視点の異なる第１および第２の動画像を生成する立体画像生成装置において、
前記第１および第２の動画像内に夫々、第１のタイミングとこの第１のタイミングから時間経過した第２のタイミングの間に大きさの変化する少なくとも１つの特定の像を含む複数の像をそれぞれ互いに視差を有するように前記第１および第２の動画像上に描画する描画手段と、
前記描画手段によって描画される前記第１のタイミングと第２のタイミングとの間において大きさの変化する前記特定の像の、前記第１のタイミングの左側視点の画像の中心位置からの水平方向の変位量と右側視点の画像の中心位置からの水平方向の変位量との差と、前記第２のタイミングの左側視点の画像の中心位置からの水平方向の変位量と右側視点の画像の中心位置からの水平方向の変位量との差が一定になるように、該特定の１つの像の動画像内での表示位置を制御することにより、立体観察時の前記特定の１つの像の輻輳による距離を固定する第１の画像制御手段と、
前記第１および第２の動画像内の他の像の、前記第１のタイミングの左側視点の画像の中心位置からの水平方向の変位量と右側視点の画像の中心位置からの水平方向の変位量との差と、前記第２のタイミングの左側視点の画像の中心位置からの水平方向の変位量と右側視点の画像の中心位置からの水平方向の変位量との差が前記特定の像の大きさの変化量に対応して変化して輻輳による距離が変化するように該他の像の動画像内での表示位置を制御する第２の画像制御手段と
を具備し、
前記第１及び第２の画像制御手段で制御された前記第１および第２の動画像上における前記複数のオブジェクト同志が互いに奥行き方向に相対移動する動画として観察される
ことを特徴とする立体画像生成装置。
【請求項４】
複数のオブジェクトの三次元形状データと、前記複数のオブジェクトの三次元座標内の初期位置データと、前記複数のオブジェクトの三次元座標内の運動データと、前記三次元座標内の第１および第２の視点の位置データとを記憶する記憶手段と、
前記三次元座標内の複数のオブジェクトを前記第１の視点から描画した第１の二次元画像データを、前記記憶手段により記憶された各データに基づいて左画像として生成する第１の描画手段と、
前記三次元座標内の複数のオブジェクトを前記第２の視点から描画した第２の二次元画像データを、前記記憶手段により記憶された各データに基づいて右画像として生成する第２の描画手段と、
前記複数のオブジェクトの中から任意に選択した特定のオブジェクトの、前記第１の描画手段によって生成される左画像の中心位置からの水平方向の変位量と前記第２の描画手段によって生成される右画像の中心位置からの水平方向の変位量との差が時間が経過してもほぼ一定になるように、前記第１および第２の二次元画像データのうち少なくともいずれか一方の二次元画像データ全体の水平移動量を制御する二次元画像データ制御手段と、
前記二次元画像データ制御手段によって制御された左右画像を前記複数のオブジェクト同志が互いに奥行き方向に相対移動するように観察される動画として表示可能なデータとして生成する動画データ生成手段と、
を具備して成ることを特徴とする立体画像生成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、観察者にとって見やすい立体画像を生成する立体画像生成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
立体画像をコンピュータを用いて生成する従来技術としては、例えば、仮想的な三次元空間内に配置した複数のオブジェクト（物体）を、該仮想的な三次元空間内に配置した左右の仮想カメラにより撮像した二次元画像を生成する方法がある。この方法によれば、視差のある左右の二次元画像が得られる。また、立体動画像を作成する場合には、上記仮想的な三次元空間内で固定した左右の仮想カメラに対しオブジェクトを時間の経過ととともに動かしたり、固定した複数のオブジェクトに対し左右の仮想カメラを時間の経過とともに動かしたりすることにより、動画像を構成するための複数の画像を生成する。
【０００３】
上記従来の画像作成方法を図２７のフローチャートに基づいて説明する。図２７のステップ１０１〜１０３では、複数のオブジェクトの形状データ、初期位置データおよび時間的な動きのデータ（運動データ）を入力し、外部記憶装置に記憶させる。次のステップ１０４では、左右の仮想カメラの位置データ、画角データおよび交差角（姿勢）データを入力し、外部記憶装置に記憶させる。次のステップ１０５〜１０６では、上記ステップ１０１〜１０４で記憶したデータに基づいてフレーム毎の左右の二次元画像生成（レンダリング）を全フレームについて行う。
【０００４】
上記ステップ１０１〜１０６の処理により、例えば図２８のように仮想三次元空間１内にオブジェクトである球２および三角錐３と、左右の仮想カメラ４Ｌ，４Ｒとを配置し、球２のみが矢印で示すように左右の仮想カメラ４Ｌ，４Ｒに向かって接近するように設定した場合、球２が接近するにつれて大きくなりながら左画像内では右寄りに移動し右画像内では左寄りに移動する図２９（ａ）〜（ｃ）に示すような左画像列および右画像列が生成される。生成された左画像列および右画像列は夫々、ステップ１０７，１０８で読み出された後、例えば図２９（ａ），（ｂ），（ｃ）の順番（時間の経過順）で外部記憶装置に記憶される。その後、これら左画像列および右画像列はビデオデッキ等の画像録画装置を用いてビデオテープ等の記録媒体に録画される。
【０００５】
上記のようにして生成された立体画像は立体ディスプレイによって観察される。立体画像の観察に用いる立体ディスプレイの一例である頭部装着型画像表示装置（ＨＭＤ）は、二眼式立体ディスプレイの一種であり、観察者の左右眼球の前に夫々左右表示素子および左右接眼光学系が配置されており、左眼用画像を左眼球に提示するとともに右眼用画像を右眼球に提示することにより立体視できるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記図２９（ａ）〜（ｃ）の画像列をこの順番で例えばＨＭＤによって観察するときの画像内の各オブジェクトの見え方は、例えば図３０に示すようになる。すなわち、図３０中の球２は時間の経過とともに図示矢印方向に移動して眼球側に接近するように、言い換えれば飛び出してくるように見える。しかしながら、画像の視距離はＨＭＤの接眼光学系により決定されるため、観察者眼球のピント調節作用は固定された状態になる。つまり、画像内の球２に関して視距離と輻輳による距離とは一致しない。この現象は、ＨＭＤのみならずシャッター切り替え方式やレンチキュラー方式等の各種立体テレビにも共通して生じる。これら方式の立体テレビの視距離はＣＲＴ等の表示装置から観察者眼球までの距離となる。また、ＨＭＤの場合は、接眼光学系によって形成される虚像面から眼球までの距離になる。
このように立体画像観察時に視距離と輻輳による距離とが一致しない状態で飛び出し量の変化が大きい画像を見ると、不自然な見え方になってしまい、観察者の眼球疲労を招くという問題が生じる場合がある。一方、この問題を解消するため、飛び出し量の変化が小さい画像を生成するようにすると、立体画像のインパクトが弱まってしまう。
【０００７】
また、上記問題を解決するため、特公平６−８５５９０号公報では、ＨＭＤによる立体画像観察時に接眼レンズをメカニカル的に駆動することによって視距離を画像に合わせて変化させる技術を提案しているが、この技術ではＨＭＤに「接眼レンズをメカニカル的に駆動する」装置を追加する必要があるため、コストアップが避けられないという問題が生じる。
【０００８】
本発明は、特公平６−８５５９０号公報のような装置の追加を必要とせずに、画像中の特定のオブジェクトの飛び出し量の変化を小さくしたまま立体感を十分感じさせることが可能な立体画像をコンピュータ等を用いて生成し得る立体画像生成装置であって、画像中の特定のオブジェクトに関して視距離と輻輳による距離とをほぼ一致させることで一層自然な立体感を与えることが可能な立体画像生成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用】
この目的のため、本発明の請求項１の立体画像生成装置は、複数のオブジェクトの三次元形状データと、前記複数のオブジェクトの三次元座標内の初期位置データと、前記複数のオブジェクトの三次元座標内の運動データと、前記三次元座標内の第１および第２の視点の位置データとを記憶する記憶手段と、
前記三次元座標内の複数のオブジェクトを前記第１の視点から描画した第１の二次元画像データを、前記記憶手段により記憶された各データに基づいて左画像として生成する第１の描画手段と、前記三次元座標内の複数のオブジェクトを前記第２の視点から描画した第２の二次元画像データを、前記記憶手段により記憶された各データに基づいて右画像として生成する第２の描画手段と、前記複数のオブジェクトの中から任意に選択した特定のオブジェクトに関する、前記第１の描画手段によって生成される第１のタイミングの左画像の中心位置からの水平方向の変位量と前記第２の描画手段によって生成される右画像の中心位置からの水平方向の変位量との差と、前記第１のタイミングから時間経過した第２のタイミングの左画像の中心位置からの水平方向の変位量と前記第２の描画手段によって生成される右画像の中心位置からの水平方向の変位量との差がほぼ一定になるように、前記第１および第２の二次元画像データのうち少なくともいずれか一方の二次元画像データ全体の水平移動量を制御する二次元画像データ制御手段と、前記二次元画像データ制御手段によって制御された左右画像を前記複数のオブジェクト同志が互いに奥行き方向に相対移動するように観察される動画として表示可能なデータとして生成する動画データ生成手段と、を具備して成ることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項２の立体画像生成装置は、左側視点および右側視点の動画像を生成する立体画像生成装置において、前記左側視点および右側視点の動画像内に夫々、第１のタイミングとこの第１のタイミングから時間経過した第２のタイミングの間に大きさの変化する少なくとも１つの特定の像を含む複数の像をそれぞれ視差を有するように左側および右側視点の動画像上に描画する描画手段と、前記描画手段によって描画される前記第１のタイミングと第２のタイミングとの間において大きさの変化する前記特定の１つの像の、前記第１のタイミングの左側視点の画像の中心位置からの水平方向の変位量と右側視点の画像の中心位置からの水平方向の変位量との差と、前記第２のタイミングの左側視点の画像の中心位置からの水平方向の変位量と右側視点の画像の中心位置からの水平方向の変位量との差がほぼ一定になるように、該特定の１つの像の水平移動量を制御する第１の像制御手段と、前記描画手段によって描画される前記特定の１つの像の大きさの変化量に対応して、前記左側視点および右側視点の動画像内の他の像の前記特定の１つの像に対する前記第１のタイミングと第２のタイミングでの水平移動量を制御する第２の像制御手段とを具備し、前記第１及び第２の像制御手段で制御され前記描画手段で描画された左側および右側視点の画像上における前記複数のオブジェクト同志が互いに奥行き方向に相対移動する動画として観察されることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項３の立体画像生成装置は、互いに視点の異なる第１および第２の動画像を生成する立体画像生成装置において、前記第１および第２の動画像内に夫々、第１のタイミングとこの第１のタイミングから時間経過した第２のタイミングの間に大きさの変化する少なくとも１つの特定の像を含む複数の像をそれぞれ互いに視差を有するように前記第１および第２の動画像上に描画する描画手段と、前記描画手段によって描画される前記第１のタイミングと第２のタイミングとの間において大きさの変化する前記特定の像の、前記第１のタイミングの左側視点の画像の中心位置からの水平方向の変位量と右側視点の画像の中心位置からの水平方向の変位量との差と、前記第２のタイミングの左側視点の画像の中心位置からの水平方向の変位量と右側視点の画像の中心位置からの水平方向の変位量との差が一定になるように、該特定の１つの像の動画像内での表示位置を制御することにより、立体観察時の前記特定の１つの像の輻輳による距離を固定する第１の画像制御手段と、前記第１および第２の動画像内の他の像の、前記第１のタイミングの左側視点の画像の中心位置からの水平方向の変位量と右側視点の画像の中心位置からの水平方向の変位量との差と、前記第２のタイミングの左側視点の画像の中心位置からの水平方向の変位量と右側視点の画像の中心位置からの水平方向の変位量との差が前記特定の像の大きさの変化量に対応して変化して輻輳による距離が変化するように該他の像の動画像内での表示位置を制御する第２の画像制御手段とを具備し、前記第１及び第２の画像制御手段で制御された前記第１および第２の動画像上における前記複数のオブジェクト同志が互いに奥行き方向に相対移動する動画として観察されることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項４の立体画像生成装置は、複数のオブジェクトの三次元形状データと、前記複数のオブジェクトの三次元座標内の初期位置データと、前記複数のオブジェクトの三次元座標内の運動データと、前記三次元座標内の第１および第２の視点の位置データとを記憶する記憶手段と、前記三次元座標内の複数のオブジェクトを前記第１の視点から描画した第１の二次元画像データを、前記記憶手段により記憶された各データに基づいて左画像として生成する第１の描画手段と、前記三次元座標内の複数のオブジェクトを前記第２の視点から描画した第２の二次元画像データを、前記記憶手段により記憶された各データに基づいて右画像として生成する第２の描画手段と、前記複数のオブジェクトの中から任意に選択した特定のオブジェクトの、前記第１の描画手段によって生成される左画像の中心位置からの水平方向の変位量と前記第２の描画手段によって生成される右画像の中心位置からの水平方向の変位量との差が時間が経過してもほぼ一定になるように、前記第１および第２の二次元画像データのうち少なくともいずれか一方の二次元画像データ全体の水平移動量を制御する二次元画像データ制御手段と、前記二次元画像データ制御手段によって制御された左右画像を前記複数のオブジェクト同志が互いに奥行き方向に相対移動するように観察される動画として表示可能なデータとして生成する動画データ生成手段と、を具備して成ることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明は、図１（ａ）〜（ｃ）に例示するような、眼球に対して球２を遠近方向に動かす場合であっても球２の表示される位置がほとんど変化しないようにした左画像列および右画像列を生成し得る立体画像生成装置を提供する。図１（ａ）〜（ｃ）の画像列をこの順番で例えばＨＭＤで表示したとき、ＨＭＤによって呈示される立体空間は、例えば図２に示すようになる。すなわち、球２の大きさは時間の経過とともに大きくなるが、球２の眼球に対する距離（輻輳による距離）は変化しない。一方、三角錐３は大きさは変化しないが、時間の経過とともに図示矢印のように眼球に対し遠方に移動する。つまり、球２と三角錐３との間の距離は時間の経過とともに大きくなる。その結果、観察者の感じ方としては、球２は図３０の従来例と同様に時間の経過とともに飛び出してくるように見える。
【００１４】
上記においては、人間の眼球は相対的距離の変化には敏感であるが、絶対的距離の検出にはそれほど敏感ではないことを利用している。すなわち、発明者が行った実験によれば、黒色の背景の中に輻輳による距離が変化するオブジェクトが１つだけ配置された立体画像を見る場合には、距離が変化しているようには見えないが、立体画像内の互いに異なる動きをする複数のオブジェクトを同時に見ると立体感を感じることが判明した。つまり、あるオブジェクトとあるオブジェクトとの間の距離の変化は認識可能であるが、単一の物体の距離変化は認識しにくいということである。
本発明の図１（ａ）〜（ｃ）の立体画像では、球２と三角錐３との間の距離は変化し、かつ球２の大きさは変化するが三角錐３の大きさは変化しないことにより、観察者はあたかも球２が眼球側に接近し、三角錐３は位置を変えていないように見える。よって、球３の飛び出し量はほとんど変化せず、立体感のある画像を提示することができる。
【００１５】
さらに、図２における球２の輻輳による距離Ｌを接眼レンズの視距離と一致させるようにすると、視距離と輻輳による距離が常に一致するようになり、一層好ましい。このように輻輳による距離を固定するオブジェクトを以下ターゲットオブジェクトと呼ぶ。
以下、実際に生成される立体画像の条件を求める。立体観察時のターゲットオブジェクトの輻輳による距離Ｌを視距離ＬＢａｓｅと等しくするためには、図３において、球２の左画像の中心からの水平方向の変位量ｘ1 および球２の右画像の中心からの水平方向の変位量ｘ2 が以下の条件を満たす必要がある。
【数１】
0003802629.tif 000002
【００１６】
上記（１），（２）式の導出には図４を用いている。図４において、ｄは、左仮想カメラ４Ｌの左視点および右仮想カメラ４Ｒの右視点の中点Ｏから左右視点までの距離を示し、右視点側を＋ｄとし、左視点側を−ｄとするように設定されている。また、ＬＢａｓｅは視距離を示し、θは左右仮想カメラの水平方向の半画角を示し、Ｈは距離ＬＢａｓｅ離れた線上の任意の水平座標を示す。また、後述するＬｏｂｊ  はターゲットオブジェクトの中心から左右視点までの奥行き方向の距離（輻輳による距離）を示す。上記（１），（２）式より（３）式が導かれる。
【数２】
0003802629.tif 000003
輻輳は、立体画像を観察する際にオブジェクトである球２の左画像の中心からの水平方向の変位量ｘ1 と球２の右画像の中心からの水平方向の変位量ｘ2 とが異なる場合に生じ、球２の水平方向の変位量の差｜ｘ1 −ｘ2 ｜が（３）式を満たすとき、球２の輻輳による距離はＬＢａｓｅとなる。
【００１７】
したがって、（３）式を満たすような左右画像を生成すれば、画像中のターゲットオブジェクトの飛び出し量の変化を小さくしたまま立体感を十分感じさせることが可能になり、さらに左右画像中のターゲットオブジェクトに関して視距離と輻輳による距離とをほぼ一致させれば、一層自然な立体感を与えることが可能になる。
【００１８】
次に、ターゲットオブジェクトである球２の飛びだし量を視距離ＬＢａｓｅを中心として±２ディオプターまで許容する場合の条件を求める。これは、図５に示す「輻輳−調節の対応関係と許容範囲」から導くことができる。この図５は、「O plus E No.73  ，株) 新技術コミニケーションズ, 1985年12月の第98乃至 109頁記載、生理光学15, ３次元ディスプレイ，畑田豊彦（東京工芸大学・工学部）」の第１０３頁の図１３８を引用したものであり、図中の横軸は輻輳を示し、縦横は調節（視度）を示す。この図５から分かるように、輻輳が調節値の±２ディオプター内にある場合には、融像しやすい輻輳を生じさせることができる。
【００１９】
この場合において、球２の水平方向の変位量の差｜ｘ1 −ｘ2 ｜が満たすべき条件を求める。上記（３）式をディオプターで微分すると、
【数３】
0003802629.tif 000004
となる（但し、距離の単位はｍｍとする、以下同様）。この（４）式の右辺に４（ディオプター）を掛けることにより、４ディオプター変化するときの球２の水平方向の変位量の差｜ｘ1 −ｘ2 ｜の変化量が求まる。よって、球２の飛び出し量の変化量を例えば４ディオプター以内にする場合には次式を満たせばよい。
【数４】
0003802629.tif 000005
つまり、ターゲットオブジェクトである球２の飛び出し量の変化量を４ディオプター内に抑えるためには（５）式を満たせばよいことが判る。
【００２０】
一方、ターゲットオブジェクトである球２の飛び出し量が視距離ＬＢａｓｅを中心として±２ディオプター内であるためには次の（６）式を満たせばよい。
【数５】
0003802629.tif 000006
また、視距離ＬＢａｓｅ＞５００に場合には、上記（６）式を満たすようにしても、下記（６’）式を満たすようにしてもよい。
【数６】
0003802629.tif 000007
その場合、例えば視距離ＬＢａｓｅ＝１０００（ｍｍ）であれば、ターゲットオブジェクトである球２の飛び出し量を５００（ｍｍ）〜２０００（ｍｍ）の範囲に抑えることになる。
さらに望ましくは、ターゲットオブジェクトである球２の飛びだし量を視距離ＬＢａｓｅを中心として±１ディオプターまで許容する。この場合、図５から分かるように、輻輳が調節値の±１ディオプター内にある場合には、短時間提示で融像できる輻輳を生じさせることができる。よって、球２の飛び出し量の変化量を例えば２ディオプター以内にする場合には次式を満たせばよい。
【数７】
0003802629.tif 000008
つまり、ターゲットオブジェクトである球２の飛び出し量の変化量を２ディオプター内に抑えるためには（７）式を満たせばよいことが判る。
一方、ターゲットオブジェクトである球２の飛び出し量が視距離ＬＢａｓｅを中心として±１ディオプター内であるためには次の（８）式を満たせばよい。
【数８】
0003802629.tif 000009
また、視距離ＬＢａｓｅ＞１０００の場合には、上記（８）式を満たすようにしても、下記（８’）式を満たすようにしてもよい。
【数９】
0003802629.tif 000010
【００２１】
以上、観察者に注視してもらいたい物体であるターゲットオブジェクトの飛び出し量の変化を小さくしたまま立体感を十分感じることのできる立体画像の条件を示した。
本発明によれば、観察者に注視してもらいたい物体とそれ以外の物体との間の距離を大きく変化させながら、観察者に注視してもらいたい物体の飛び出し量の変化を小さくすることができる。よって、図２９（ａ）〜（ｃ）の従来例の場合のように観察者に注視してもらいたい物体の飛び出し量の変化を小さくするとそれ以外の物体との間の距離の変化が小さくなってしまう不具合は生じない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図６は本発明の第１実施形態の立体画像生成装置の全体構成を示す図である。本実施形態の立体画像生成装置は、処理装置１１と、それに接続される周辺装置とから成り、周辺装置としては、オペレーターが各種データを入力するためのキーボードやマウス等の入力装置１２と、オペレータが入力したデータや生成された画像をモニタするための表示装置１３と、入力したデータを記憶するための外部記憶装置１４と、生成した動画像を録画するための録画装置１５とを具備して成る。処理装置１１は、ＣＧ（コンピュータグラフィックス）像生成のための計算を行ったり、各周辺装置の処理を行うためのＣＰＵ（図示せず）と、データを一時的に記憶するための内部記憶装置１１ａとを内蔵している。
【００２３】
本実施形態は、左右の画像（ピクチャー）を生成した後にシフトする例であり、通常の左右画像の生成の後に、ターゲットオブジェクトの輻輳による距離が固定されるように、言い換えればターゲットオブジェクトの表示位置が所定の位置に固定されるように、画像編集を行う。
【００２４】
図７は第１実施形態において処理装置が行う立体画像生成処理を示すフローチャートである。図７において、まず、ステップ５１〜５３では、複数のオブジェクトの形状データ、初期位置データおよび時間的な動きのデータ（運動データ）をキーボード等の入力装置１２によって入力し、外部記憶装置１４に記憶させる。次のステップ５４では、左右の仮想カメラの位置データ、画角データおよび交差角（姿勢）データを入力し、外部記憶装置１４に記憶させる。その際、左右仮想カメラの位置は両者の間隔が観察者の眼幅（例えば６５ｍｍ）となるように設定し、その画角および交差角は観察に使用するＨＭＤの接眼光学系の画角および交差角と同一に設定するのが望ましい。
【００２５】
次のステップ５５では、ターゲットオブジェクト（ＣＧ製作者が観察者に注目してもらいたいオブジェクト）を上記複数のオブジェクトの中から選択設定し、外部記憶装置１４に記憶させる（代わりに、オブジェクト上の特定の点を選択設定するようにしてもよい）。このステップ５５で選択したターゲットオブジェクトに関しては、以下の処理により視距離と輻輳による距離とが一致することになり、ここではターゲットオブジェクトが球２であるものとして以下の説明を展開する。次のステップ５６では、使用するＨＭＤの接眼光学系の視距離データ（例えば１０００ｍｍ）を入力し、外部記憶装置１４に記憶させる。
【００２６】
次のステップ５７では、上記ステップ５１〜５６で記憶したデータに基づいてレンダリングを行い、左右仮想カメラにより撮影される現行フレームの左右の二次元画像（ピクチャー）を生成し、生成した左右画像を内部記憶装置１１ａに一旦記憶させる。このレンダリングは、図２９（ａ）〜（ｃ）に示す従来例と同様にして行うものとし、例えば図２８に示すように仮想三次元空間１内に配置したオブジェクトである球２および三角錐３を同一空間内に配置した左右の仮想カメラ４Ｌ，４Ｒで撮像したときの左画像および右画像を生成するものであり、このレンダリングにより、例えば図８（ａ）に示すような画像が生成される。上記レンダリングにより生成される左右画像は夫々、画像内に、時間の経過とともに大きさの変化する少なくとも１つのオブジェクトおよびそれ以外の１つ以上のオブジェクト（時間の経過とともに大きさの変化するオブジェクトでも変化しないオブジェクトでもよい）が視差を有するように描かれている必要があり、画像内には２つ以上のオブジェクトが含まれることになる。
【００２７】
次のステップ５８では、上記ステップ５１〜５７で記憶したデータに基づいて現フレームにおけるターゲットオブジェクトである球２から左右仮想カメラの視点までの距離Ｌｏｂｊ  （図４参照）を算出し、それを用いて、次のステップ５９で次式により左右画像全体を夫々画像中心から水平方向に移動（シフト）するシフト量Ｓを画素単位で算出する。
【数１０】
0003802629.tif 000011
ここで、ｄは左右仮想カメラの視点の中点（図４参照）から左右視点までの距離（右視点側を正とし、左視点側を負とする）、Ｌｏｂｊ  はターゲットオブジェクトの中心から左右視点までの奥行き方向の距離（輻輳による距離）、ＬＢａｓｅはＨＭＤの接眼光学系によって決定される視距離、θはカメラの水平方向の半画角、ＰＨ−ｈａｌｆは１つの画像の水平画素数の半分である。シフト量Ｓが正のとき画像全体の右方向シフトを表わし、負のとき左方向シフトを表わす。
【００２８】
上記シフト量Ｓの具体例を以下に示す。例えば、ｄ＝３２（ｍｍ）、ＬＢａｓｅ＝１０００（ｍｍ）、θ＝２４．２、ＰＨ−ｈａｌｆ＝３２０と設定した場合には、Ｌｏｂｊ  ＝５００（ｍｍ）のときは、右画像については２３画素だけ右へシフトし、左画像については２３画素だけ左へシフトする。また、Ｌｏｂｊ  ＝２０００（ｍｍ）のときは、右画像については１０画素だけ左へシフトし、左画像については１０画素だけ右へシフトする。
【００２９】
ここで、視距離ＬＢａｓｅと輻輳による距離Ｌｏｂｊ  との一致精度は±２ディオプター内のずれまでなら許容する。これは、上述した図５に示す「輻輳−調節の対応関係と許容範囲」から導くことができる。この図５から分かるように、輻輳が調節値の±２ディオプター内にある場合には、融像しやすい輻輳を生じさせることができる。よって、その条件としては、
【数１１】
0003802629.tif 000012
を満足すれば十分である。上式中、ｄ、Ｌｏｂｊ  、ＬＢａｓｅの単位はｍｍである。また、ＬＢａｓｅ＞５００のときは、上記（１０）式を満たすようにしても、下記（１１）式を満たすようにしてもよい。
【数１２】
0003802629.tif 000013
さらに望ましくは、視距離ＬＢａｓｅと輻輳による距離Ｌｏｂｊとの一致精度を±１ディオプター内のずれまで許容させる。この場合、図５から分かるように短時間提示で融像できる輻輳を生じさせることができる。その条件としては、
【数１３】
0003802629.tif 000014
を満足すればよい。また、視距離ＬＢａｓｅ＞１０００の場合には、上記（１２）式を満たすようにしても、下記（１３）式を満たすようにしてもよい。
【数１４】
0003802629.tif 000015
【００３０】
図７において、次のステップ６０では、上記ステップ５９で求めたシフト量Ｓだけ上記図８（ａ）の画像を水平方向にシフトして新しい左右画像を生成する。この新しい左右画像は、例えば図８（ｂ）に示すように、図８（ａ）の画像全体を左方向にずらした結果、空白になった部分（右端部）を黒表示としたものである。このシフト後の左右画像は、外部記憶装置１４に記憶する。
【００３１】
次のステップ６１では、現在処理中のフレームが最終フレームか否かを判断し、最終フレームの処理を完了するまで、ステップ６１のＮＯ−５７−５８−５９−６０−６１のループを繰り返す。そして、次のステップ６２では、外部記憶装置１４から左画像列を読み出し、その左画像列をビデオデッキ等の画像録画装置を用いてビデオテープ等の記録媒体に左眼用動画として録画する。さらに、次のステップ６３では、外部記憶装置１４から右画像列を読み出し、その右画像列をビデオデッキ等の画像録画装置を用いてビデオテープ等の記録媒体に右眼用動画として録画する。
以上の一連の処理が終了すると、結果的に左右の動画像列が生成される。この動画像列の左右画像は、前述した（９）式、（１０）式または（１１）式を満足するシフト量Ｓで水平方向にシフトした左右画像であるので、結果的に、前述した（３）式、（５）式、（６）式または（６’）式を満足する画像としてＨＭＤ等に表示し得るものとなる。また、（１２）式、（１３）式を満足するシフト量Ｓで水平方向にシフトすれば、（７）式、（８）式、または（８’）式を満足する画像としてＨＭＤ等に表示し得る。
【００３２】
上記左右画像の一例を図１（ａ）〜（ｃ）に示す。これら左右画像は、画像内に、時間の経過とともに大きさが変化するオブジェクトである球２と、時間が経過しても大きさが変化しないオブジェクトである三角錐３とが視差を有するように描かれており、図１の（ａ），（ｂ），（ｃ）の各画像の間では球２と三角錐３との水平方向の相対的位置関係が時間の経過とともに変化するようになっている。ここで、図１の（ａ）から（ｂ）への変化および（ｂ）から（ｃ）への変化を分析すると、球２は、球２の左画像の中心からの水平方向の変位量と右画像の中心からの水平方向の変位量との差（図３の｜ｘ1 −ｘ2 ｜）がほぼ一定になるように水平方向にシフトされている（それにより、立体観察時の球２の輻輳による距離が固定される）。一方、三角錐３は、球２の大きさの変化に応じて、球２に対して水平方向にシフトされており、三角錐３は、三角錐３の左画像の中心からの水平方向の変位量と右画像の中心からの水平方向の変位量との差が変化するように水平方向にシフトされている。
【００３３】
次に、上記のようにして生成した立体画像の観察例を図９を用いて説明する。本実施形態では、立体画像の観察をＨＭＤ２１で行う。まず、作成された左右の動画像を記録したビデオテープを夫々、左用画像再生装置２２Ｌ、右用画像再生装置２２Ｒに挿入して再生する。その際、左右画像再生装置２２Ｌ、２２Ｒは互いに同期信号を供給することにより同期して画像を再生し、左画像再生装置２２Ｌからは左画像信号および左音声信号が、右画像再生装置２２Ｒからは右画画像信号および右音声信号が、ＨＭＤコントロールボックス２３に入力される。
ＨＭＤコントロールボックス２３は、ＨＭＤ２１へ左画像信号および左音声信号ならびに右画像信号および右音声信号を供給するとともに、ＨＭＤ２１の表示素子（ＬＣＤ）の駆動回路へ電力を供給する他、外界像の遮断／透過を切り換えるための液晶シャッタを駆動する液晶シャッタ駆動信号を供給する。また、ＨＭＤコントロールボックス２３では、ＨＭＤ２１に設けたヘッドフォンの音声のボリューム調整を行うこともできる。
【００３４】
ＨＭＤ２１内では、左画像信号は左ＬＣＤで表示され、左接眼光学系で拡大されて観察者の左眼球に投影される。右画像信号は右ＬＣＤで表示され、右接眼光学系で拡大されて観察者の右眼球に投影される。ここで、ＨＭＤ２１の左右接眼光学系の視距離は、図７のフローチャートのステップ５６で設定した視距離と同一になるように構成する。
【００３５】
本実施形態の立体画像生成装置によれば、図７のフローチャートのステップ５５で設定した、ＣＧ作成者が提示したいターゲットオブジェクトについては、常に輻輳による距離が視距離と一致するので、観察者がそのターゲットオブジェクトを注視するとき、観察者眼球のピント調整作用が働くため、ピント調節位置と両眼輻輳による位置は常に一致することになる。以下、このことについて左右画像の具体例を用いて説明する。
【００３６】
図２８に示すように仮想三次元空間１内にオブジェクトである球２および三角錐３と、左右の仮想カメラ４Ｌ，４Ｒとを配置し、球２のみが矢印で示すように左右の仮想カメラ４Ｌ，４Ｒに向かって接近するように設定した場合、生成される左右画像は例えば図１（ａ）〜（ｃ）に示すようになる。この左右画像を（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順番でＨＭＤ２１で表示したとき、ＨＭＤ２１によって呈示される立体空間は、例えば図２に示すようになる。すなわち、球２は時間の経過とともに大きくなるが、眼球に対する距離（輻輳による距離）は時間が経過しても変化せず、表示位置が固定される。一方、三角錐３は時間が経過しても大きさは変化しないが、時間の経過とともに図示矢印のように眼球に対し遠方に移動する。つまり、図３０の従来例と同様に球２と三角錐３との間の距離は時間の経過とともに増大するが、球２の眼球に対する距離は変化しない。このとき、「人間の眼球は相対的距離の変化には敏感であるが、絶対的距離の検出にはそれほど敏感ではない」という上述した人間の視覚の作用により、観察者はあたかも球２が眼球側に接近し、三角錐３は位置を変えていないように見える。よって、球３の飛び出し量をほとんど変化させずに、立体感のある画像を提示することができる。
【００３７】
また、図１０に示すように仮想三次元空間１内にオブジェクトである球２および三角錐３と、左右の仮想カメラ４Ｌ，４Ｒとを配置し、球２は矢印で示すように左右の仮想カメラ４Ｌ，４Ｒに向かって接近し、三角錐３は矢印で示すように左右の仮想カメラ４Ｌ，４Ｒから遠ざかるように設定した場合、生成される左右画像は例えば図１１（ａ）〜（ｃ）に示すようになる。この左右画像を（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順番でＨＭＤ２１によって表示すると、球２は時間の経過とともに大きくなるが、眼球に対する距離（輻輳による距離）は時間が経過しても変化せず、表示位置が固定される。なお、この例の場合、球２は輻輳角も固定されることになる。一方、三角錐３は時間の経過とともに小さくなりつつ眼球に対し遠方に移動する。このとき、上述した人間の視覚の作用により、観察者はあたかも球２が眼球側に接近し、三角錐３は眼球から遠ざかるように見える。よって、球３の飛び出し量をほとんど変化させずに、立体感のある画像を提示することができる。
【００３８】
なお、図１０の設定を用いて、上記従来例により生成される左右画像は例えば図３１（ａ）〜（ｃ）に示すようになる。この左右画像を（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順番でＨＭＤ２１によって表示すると、本実施形態と同様に球２が眼球側に接近し三角錐３は眼球から遠ざかるように見えるが、球２の表示位置が固定されず眼球側に移動する点が本実施形態と相違する。
【００３９】
また、図１２に示すように仮想三次元空間１内にオブジェクトである球２および三角錐３と、左右の仮想カメラ４Ｌ，４Ｒとを配置し、球２のみが矢印で示すように左右の仮想カメラ４Ｌ，４Ｒに向かって斜めに接近するように設定した場合、生成される左右画像は例えば図１３（ａ）〜（ｃ）に示すようになる。この左右画像を（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順番でＨＭＤ２１で表示したとき、ＨＭＤ２１によって呈示される立体空間は、例えば図１４に示すようになる。すなわち、球２は時間の経過とともに大きくなりつつ、図示矢印のように眼球に対する距離（輻輳による距離）が時間の経過とともにほとんど変化せずほぼ真横に移動する。この場合、図１３（ａ）〜（ｃ）の画像を左右を上下に並び替えた図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、球２の各画像内における位置は変化しているが、球２の左画像の中心からの水平方向の変位量と右画像の中心からの水平方向の変位量との差｜ｘ1 −ｘ2 ｜は、上記（６）式または（６’）式の範囲でしか変化せず、ほぼ一定になる。一方、三角錐３は時間の経過とともに眼球から遠ざかるが大きさは変化しない。このとき、上述した人間の視覚の作用により、観察者はあたかも球２が眼球側に斜めに接近し、三角錐３は位置を変えていないように見える。よって、球３の飛び出し量をほとんど変化させずに、立体感のある画像を提示することができる。
【００４０】
なお、図１２の設定を用いて、上記従来例により生成される左右画像は例えば図３２（ａ）〜（ｃ）に示すようになる。この左右画像を（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順番でＨＭＤ２１で表示したとき、ＨＭＤ２１によって呈示される立体空間は、例えば図３３に示すようになる。すなわち、本実施形態と同様に球２が眼球側に接近し三角錐３は動かないように見えるが、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順番で画像が変化するに従い、｜ｘ1 −ｘ2 ｜が増大するように変化する点が本実施形態と相違する。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態によれば、ターゲットオブジェクトの輻輳による距離Ｌｏｂｊ  が固定された立体画像を作成することができる。この立体画像は、上記輻輳による距離Ｌｏｂｊ  と視距離ＬＢａｓｅとを一致させているので、一層見やすい画像となる。
なお、ＨＭＤ２１での観察例としては図３４のように、処理装置１１で生成した立体画像を録画装置１５を介することなく直接ＨＭＤ２１で観察してもよい。
このときは図７のフローチャートにおけるステップ６０で記憶することなくシフトした画像を出力する。
【００４２】
図１６（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２実施形態における立体画像生成処理により生成される画像を例示する図である。本実施形態では、ＨＭＤ画角よりも大きなカメラ画角で画像を生成し、その画像を第１実施形態と同様にシフトした後、ＨＭＤ画角分切り出すようにしている。なお、本実施形態では、上記第１実施形態と同様に図６の立体画像生成装置を使用する。
【００４３】
本実施形態においては、上記第１実施形態と同様に図７のフローチャートにより処理装置が立体画像生成処理を行うが、その内容の一部を第１実施形態とは変更している。すなわち、図７のフローチャートのステップ５４では、左右仮想カメラの画角をＨＭＤ接眼光学系の画角よりも大きくするようにする。このステップ５４の処理により生成される画像は例えば図１６（ａ）のようになり、画角を大きくした分、第１実施形態の画像（図８（ａ））よりもオブジェクトは小さくなる。
この図１６（ａ）の画像は、図７のステップ６０において、第１実施形態と同様にシフトされて図１６（ｂ）のような画像となるが、本実施形態のステップ６０では、上記シフト処理の後に、図１６（ｃ）に示すようなＨＭＤ接眼光学系の画角の画像領域分の切り出しの処理と、図１６（ｄ）に示すような拡大処理とが行われる。
【００４４】
本実施形態によれば、上記第１実施形態の作用効果に加えて、上記第１実施形態のように画像の端部に黒を表示させることなく画像全体を表示することができる作用効果が得られる。
【００４５】
図１７は本発明の第３実施形態における立体画像生成処理により生成される画像を、仮想三次元空間内のオブジェクトと左右仮想カメラとの位置関係に基づいて説明するための図である。本実施形態では、図１７に示すように仮想三次元空間内１にターゲットオブジェクトである立方体５と、左右の仮想カメラ４Ｌ，４Ｒとを配置し、ターゲットオブジェクト５が左右の仮想カメラ４Ｌ，４Ｒに向かって接近する際に、ターゲットオブジェクト５に対する輻輳による距離を常に一定にするため、仮想カメラ４Ｌ，４Ｒの注視方向をターゲットオブジェクト５から左右仮想カメラの視点までの距離Ｌｏｂｊに追従させるようにしている。
【００４６】
すなわち、ターゲットオブジェクト５が座標Ｐ１の位置にある場合には左右仮想カメラ４Ｌ，４Ｒの注視点を座標Ｐ２に設定する。また、ターゲットオブジェクト５が接近して座標Ｐ３の位置にある場合には、左右仮想カメラの注視点も接近させて座標Ｐ４に設定する。このように、左右仮想カメラ４Ｌ，４Ｒの注視方向を変化させることにより、ターゲットオブジェクト５に対する輻輳による距離を固定させることができる。このとき、左右仮想カメラの注視方向角度ψは、左視点、右視点からの視線に対し左視点、右視点とターゲットオブジェクト５とを結んだ線分がなす角度ωから固定角度φを差し引いた角度とし（ψ＝ω−φ）、このψは以下の式で表わされる。
【数１５】
0003802629.tif 000016
ここで、ｄは左仮想カメラ４Ｌの左視点および右仮想カメラ４Ｒの右視点の中点Ｏから左右視点までの距離を示し、ＬＢａｓｅは視距離を示す。（１４）式において、例えばｄ＝３２、ＬＢａｓｅ＝１０００の場合、固定角度φ＝１．８度となる。
【００４７】
本実施形態では、上記第１実施形態と同様に、視距離と輻輳による距離との一致精度は±２ディオプター内のずれまでなら許容するように設定する。このとき（１４）式は次式に書き換えられる。
【数１６】
0003802629.tif 000017
となる。なお、左右仮想カメラの注視方向は左右の各々について別に計算する。ここで角度ωは次式で表わされる。
【数１７】
0003802629.tif 000018
さらに望ましくは、視距離と輻輳による距離との一致精度を±１ディオプター内に許容するように設定した場合は次式となる。
【数１８】
0003802629.tif 000019
【００４８】
図１８は第３実施形態において処理装置が行う立体画像生成処理を示すフローチャートであり、ステップ５１〜５６は第１実施形態の図７と同一であるので説明を省略する（ただし、本実施形態のステップ５４では交差角を使用しない）。
次のステップ７１では、上記ステップ５１〜５６で記憶した各データを読み出して、上記（１４）式、（１５）式または（１５’）式の計算を行い、左右仮想カメラの注視方向角度（左右仮想カメラの注視方向の動きを表わす）ψを夫々求め、この注視方向角度のデータは外部記憶装置１４に記憶する。
次のステップ７２，７３では、第１実施形態と同様に通常のレンダリングを左右の全フレームに亘って行い、生成した左右画像を１フレームずつ外部記憶装置１４に記憶する。その後、ステップ７４，７５で、第１実施形態のステップ６２，６３と同様に、外部記憶装置１４から左右画像列を読み出し、その左右画像列をビデオデッキ等の画像録画装置を用いてビデオテープ等の記録媒体に左右眼用動画として録画する。
【００４９】
以上の一連の処理により、結果的に、ターゲットオブジェクトの輻輳による距離（図１７に示すようにターゲットオブジェクトが左右仮想カメラの視点の垂直２等分線と平行な線分上を動く場合は輻輳角）が固定された立体画像を作成することができる。さらに輻輳による距離と視距離とを一致させているので一層見やすい画像となる。
本実施形態によれば、上記第１実施形態、第２実施形態のように画像シフトを行なわない分、処理速度が高速化されるという利点がある。
【００５０】
図１９は本発明の第４実施形態における立体画像生成処理の原理を説明するための図である。上記第１〜第３実施形態では、ターゲットオブジェクトの遠近方向の動きに拘わらず飛び出し量が変化しないような左右画像を生成しているが、そのようにすると背景が無く単一の物体のみが動く画像の場合には画像の大きさが変わるだけで奥行き方向は変化せず、立体感が損なわれるおそれがある。
そこで、本実施形態では、ターゲットオブジェクトの飛び出し量に狭い範囲内に限定した変化を与えるようにしている。さらに、その範囲を視距離を中心とした領域に設定することにより、一層見やすい画像を生成するようにしている。
【００５１】
図１９には、ターゲットオブジェクトから仮想カメラまでの奥行き方向の距離の逆数を１０００倍した値である１０００／Ｌｏｂｊ  （以下、元輻輳と称す）とシフト等による画像変換後の輻輳１０００／ＬＴａｇ  （以下、変換後輻輳）との関係が示されている。ここで、元輻輳が最小値αから最大値βまでの範囲で変化する場合には、変換後輻輳は元輻輳に比例しつつ、（１０００／視距離ＬＢａｓｅ）を中心とした±２ディオプター以内の範囲（図１９に斜線を付けて示す）で変化し、変換後輻輳の変化量は２γ（ただし、０≦γ≦２かつγ≦１０００／ＬＢａｓｅ）となる。
【００５２】
このとき、ターゲットオブジェクトである球２の奥行き方向の距離は図２０（ａ）に示すように変換されるため、視距離ＬＢａｓｅの近傍（ディオプターで±２の範囲）で視距離が変化するオブジェクトとして見えることになる。また、ターゲットオブジェクト以外のオブジェクト（図示の三角錐）３とターゲットオブジェクト２との相対的な距離は従来例と同様に変化するため、両オブジェクトの動きは従来例と同様に立体的に見えることになる。
なお、従来例の方法で立体画像を生成した場合のオブジェクトの見え方は、図２０（ｂ）に示すように、ターゲットオブジェクトである球の奥行き方向の距離が遠距離から近距離まで大きく変化するものとなる。
【００５３】
上述した元輻輳と変換後輻輳との関係は次式で表わされる。
【数１９】
0003802629.tif 000020
ここで得られる１／ＬＴａｇ  を次式に代入してシフト量Ｓを決定する。
【数２０】
0003802629.tif 000021
この（１９）式は（９）式のＬＢａｓｅをＬＴａｇ  に置き換えたものである。ここで、ｄは左右仮想カメラ４Ｌ，４Ｒの左右視点の中点Ｏから左右視点までの距離を示し、右視点側を＋ｄとし、左視点側を−ｄとするように設定されている。また、Ｌｏｂｊ  はターゲットオブジェクトの中心から左右視点までの奥行き方向の距離（輻輳による距離）を示し、θは左右仮想カメラの水平方向の半画角を示し、ＰＨ−ｈａｌｆは１つの画像の水平画素数の半分である。シフト量Ｓが正のとき画像全体の右方向シフトを表わし、負のとき左方向シフトを表わす。
【００５４】
上記シフト量Ｓの具体例を以下に示す。例えば、ＬＢａｓｅ＝１０００、ｄ＝３２、θ＝２４．２、ＰＨ−ｈａｌｆ＝３２０、γ＝１、ＬＯｂｊ  の最小値α＝０．２５（＝１０００／４０００）、最大値β＝４（＝１０００／２５０）と設定した場合には、上記（１８）式、（１９）式により、Ｌｏｂｊ  ＝５００のときは、右画像については２５画素だけ右へシフトし、左画像については２５画素だけ左へシフトする。また、Ｌｏｂｊ  ＝２０００のときは、右画像については８画素だけ右へシフトし、左画像については８画素だけ左へシフトする。
【００５５】
上記（１９）式については、眼球の焦点深度内程度の公差は許容することができる。上述した図５を鑑みて、（１９）式は次式に置き換えられる。
【数２１】
0003802629.tif 000022
【００５６】
次に、本実施形態の立体画像生成処理について説明する。図２１は第４実施形態において処理装置が行う立体画像生成処理を示すフローチャートであり、ステップ５１〜５６は第１実施形態の図７と同一であるので説明を省略する。
次のステップ７６では、上記ステップ５１〜５６で記憶した各データを読み出し、全フレームにおけるターゲットオブジェクトから視点までの距離を算出し、外部記憶装置１４に記憶する。次のステップ７７では、上記ステップ７６の処理により得られるターゲットオブジェクトから視点までの距離の最大値および最小値から、（１２）式におけるαおよびβを求め、外部記憶装置１４に記憶する。次のステップ７８では、ターゲットオブジェクトの輻輳変化量γを入力し、外部記憶装置１４に記憶する。
以下のステップ７９〜８４の処理は、第１実施形態の図７のステップ５７、５９〜６３の処理と同一であるため、説明を省略する。ただし、ステップ８０のシフト量Ｓの計算においては上記（１８）式、（１９）式または（２０）式を使用する。
【００５７】
本実施形態によれば、結果的に、ターゲットオブジェクトの飛び出し量の変化を小さくしたまま立体感を十分感じることのできる立体画像をコンピュータを用いて生成することができる。さらに、飛び出し量の変化の範囲を視距離を中心としてその近傍領域に設定することにより、一層見やすい画像を作成することができる。
【００５８】
図２２は第５実施形態において処理装置が行う立体画像生成処理を示すフローチャートである。この図２２は第３実施形態の図１８のフローチャートに対し、ステップ５６とステップ７１との間にステップ７０を挿入する変更を加えたものである。本実施形態は上記第４実施形態の方式を第３実施形態に応用したものであり、元画像の輻輳による距離の変化を視距離の近傍の領域内に圧縮して輻輳による距離に変化を与えるように左右仮想カメラの注視方向の制御を行う。このとき、左右仮想カメラの注視方向角度ψは、左視点、右視点からの視線に対し左視点、右視点とターゲットオブジェクトとを結んだ線分がなす角度ωから固定角度φを差し引いた角度とし（ψ＝ω−φ）、この角度ψをターゲットオブジェクトまでの距離Ｌｏｂｊ  に応じて変化させる。
【００５９】
そのため、まず、第４実施形態の（１８）式でＬＴａｇ  を求める。次にＬＴａｇ  を次式に代入する。
【数２２】
0003802629.tif 000023
ここで、第４実施形態と同様に眼球の焦点深度内程度の公差は許容するので、（２１）式は次式に置き換えられる。
【数２３】
0003802629.tif 000024
【００６０】
上記図２２のフローチャートのステップ７０では、上記ステップ５１〜５６で記憶した各データに基づき算出した全フレームにおけるターゲットオブジェクトから視点までの距離の最大値および最小値から、（１８）式におけるαおよびβを求め、外部記憶装置１４に記憶する。次のステップ７１では、上記第４実施形態と同様に左右仮想カメラの注視方向を計算するが、その注視方向の計算には上記（２１）式を用いる。なお、以下のステップ７２〜７５は第３実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【００６１】
本実施形態によれば、結果的に、ターゲットオブジェクトの飛び出し量の変化を小さくしたまま立体感を十分感じることのできる立体画像をコンピュータを用いて生成することができる。さらに、飛び出し量の変化の範囲を視距離を中心としてその近傍領域に設定することにより、一層見やすい画像を作成することができる。さらに、第４実施形態のように画像シフトを行わない分、処理速度が高速化されるという利点がある。
なお、第４，第５実施形態では、元輻輳と変換後輻輳の関係が図１９のように比例関係になるものとしたが、これに限定されるものではなく、非線型になるようにしてもよい。
【００６２】
図２３は第６実施形態において処理装置が行う立体画像生成処理を示すフローチャートである。本実施形態では、動画のフレーム数が進むに従い、つまり時間が経過するに従いシフト量や注視方向を変化させるようにしたものである。この方式では、立体動画像の最初のフレーム帯（例えば最初の５分間）では従来例と同様の通常の立体画像生成方式で画像を作成し、時間が経過するに従い（例えば５分後から１０分後の間）第４実施形態や第５実施形態の方式で立体画像を作成し、あるフレーム以降の時間帯（例えば１０分後以降）では第１実施形態や第２実施形態の方式で画像を作成する。
【００６３】
すなわち、図２３のフローチャートのステップ８５では、第４実施形態と同様に図２１のステップ５１〜５６、７６、７７の処理を行う。次のステップ８６では、第１切換フレームナンバーＦ１および第２切換フレームバーＦ２を入力して外部記憶装置１４に記憶し、次のステップ８７では上記ステップ５１〜５６で記憶したデータに基づいてレンダリングを行い、左右仮想カメラにより撮影される現行フレームの左右の二次元画像を生成し、生成した左右画像を内部記憶装置１１ａに一旦記憶させる。このレンダリングは、上記従来例と同様にして行うものする。
【００６４】
次のステップ８８では、現行のフレームナンバーＦがＦ１，Ｆ２により３分割される時間帯のどれに該当するかを判定し、Ｆ≦Ｆ１であれば処理を直ちにステップ９２に進め、Ｆ１＜Ｆ≦Ｆ２であれば処理をステップ８９に進め、Ｆ２＜Ｆであれば処理をステップ９０に進める。ステップ８９では第４実施形態と同様に（１８）式、（１９）式または（２０）式を用いてシフト量Ｓを計算し、ステップ９０では第１実施形態と同様に（９）式、（１０）式または（１１）式を用いてシフト量Ｓを計算する。次のステップ９１ではそのシフト量Ｓで画像シフトを行う。そして、次のステップ９２では生成した左右画像を１フレームずつ外部記憶装置１４に記憶する。なお、次のステップ９３〜９５の処理は第４実施形態のステップ８２〜８４と同一であるので説明を省略する。
上記処理により、Ｆ１以前のフレームの画像については画像シフトがなされないため、従来例の生成方法で生成したのと同一の画像が生成され、Ｆ１からＦ２までの間のフレームの画像については第４実施形態の方式で計算したシフト量Ｓで水平方向にシフトされ、Ｆ２以降のフレームの画像については第１実施形態の方式で計算したシフト量Ｓで水平方向にシフトされることになる。
【００６５】
本実施形態によれば、最初の時間帯（Ｆ≦Ｆ１）ではターゲットオブジェクトの輻輳による距離が大きく変化することにより観察者にインパクトを与えることを重視した画像を提示することができる。また、時間が経過するに従い、立体視疲労を抑えることを重視した画像を、時間帯（Ｆ１＜Ｆ≦Ｆ２）と時間帯（Ｆ２＜Ｆ）とで２段階に切り換えて提示することができる。
【００６６】
なお、上記図２３のフローチャートでは画像シフト方式を用いているが、左右仮想カメラの注視方向を制御する第２実施形態や第５実施形態の方式を用いてもよいことは勿論である。また、画像生成方式の切り換えを不連続にせずに、徐々に切り換えてもよい。そのような方式の一例としては、（１８）式におけるγをフレームナンバーＦが大きくなるに従い小さくしていく方法がある。
【００６７】
図２４は本発明の第７実施形態の立体画像生成装置の全体構成を示す図であり、第１実施形態の図６と同一の部分には同一符号を付けて説明を省略する。本実施形態では、画像生成装置の画像を見るためのディスプレイとして図６の表示装置１３の代わりにＨＭＤ１６が備えられており、このＨＭＤ１６は、オペレータがデータの確認および生成した立体画像の確認に使用する。
【００６８】
図２４において、処理装置１１からフレーム毎に交互に左右画像がＨＭＤ１６へ出力され、これら左右画像がＨＭＤ１６内でフレーム毎に左ＬＣＤ、右ＬＣＤへ振り分けられることにより立体画像を観察することができる。このときＨＭＤ１６の接眼光学系の視距離、画角および交差角は、図７のステップ５４、５６で設定した仮想カメラの視距離、画角および交差角と同一であることが望ましい。オペレータは、例えば図７のステップ６２，６３の最終的な録画の前に、生成した立体画像を確認し、良ければ録画を実行する。
【００６９】
本実施形態によれば、録画前にオペレータが画像を確認および修正できるという利点を有している。
【００７０】
図２５は第８実施形態において処理装置が行う立体画像生成処理を示すフローチャートである。本実施形態では、ターゲットオブジェクトの設定をオペレータが行わなくても処理装置１１が自動設定するようにしている。この自動設定においてターゲットオブジェクトの設定条件は、仮想カメラの水平画角および垂直画角の中央領域にあるオブジェクトでかつ仮想カメラに一番近いオブジェクトとするのがよい。これは、観察者が画像を観察する場合、ほぼ中央に位置し最も手前のオブジェクトを注目するからである。
この設定条件を図２６を用いて説明する。左右仮想カメラ４Ｌ，４Ｒの前に球２、三角錐３および直方体５の３つのオブジェクトを配置した場合、仮想カメラ４Ｌの中央画角領域（点線）内に入っていて仮想カメラ４Ｌ，４Ｒに一番距離が近いオブジェクトは直方体５である。そこで、この直方体５がターゲットオブジェクトとなる。その際、上記中央領域は仮想カメラ画角の５０％とするのが望ましい。
【００７１】
図２５のフローチャートは本実施形態のターゲットオブジェクトの自動設定を上記第１実施形態に応用したものであり、第１実施形態のステップ５５，５８を夫々、ステップ５５ａ，５８ａに変更している。
ステップ５５ａでは、ターゲットとオブジェクトの設定条件を入力し、外部記憶装置１４にその設定条件を記憶する。また、ステップ５８ａでは、上記ステップ５１〜５４，５５ａ，５６で入力した各データを読み出し、ステップ５５ａの設定条件に適合するオブジェクトを探し、それをターゲットオブジェクトに設定する。
【００７２】
本実施形態によれば、オペレータがターゲットオブジェクトを設定する必要がないので入力の手間が省けるという利点があり、特に、時間の経過とともにターゲットオブジェクトとなるオブジェクトが頻繁に変わっていく画像の場合には入力の手間が省ける利点が顕著になる。
なお、上記においては第１実施形態に応用した場合を示したが、第２〜第７実施形態に応用し得ることは言うまでもない。
【００７３】
以上、実施形態に基づいて説明したが、本明細書中には、以下の付記項として示した発明が含まれる。
【００７４】
複数のオブジェクトの三次元形状データと、前記複数のオブジェクトの三次元座標内の初期位置データと、前記複数のオブジェクトの三次元座標内の運動データと、前記三次元座標内の第１および第２の視点の位置データとを記憶する記憶手段と、前記三次元座標内の複数のオブジェクトを前記第１の視点から描画した第１の二次元画像データを、前記記憶手段により記憶された各データに基づいて生成する第１の描画手段と、前記三次元座標内の複数のオブジェクトを前記第２の視点から描画した第２の二次元画像データを、前記記憶手段により記憶された各データに基づいて生成する第２の描画手段と、前記複数のオブジェクトの中から任意に選択した特定オブジェクトの、前記第１および第２の描画手段によって生成される前記第１および第２の二次元画像データの中心からの水平方向の変位量の差がほぼ一定になるように、前記第１および第２の二次元画像データのうち少なくともいずれか一方の二次元画像データ全体の水平移動を制御する二次元画像データ制御手段とを具備して成ることを特徴とする立体画像生成装置（付記項１）。
【００７５】
または、複数のオブジェクトの三次元形状データと、前記複数のオブジェクトの三次元座標内の初期位置データと、前記複数のオブジェクトの三次元座標内の運動データと、前記三次元座標内の第１および第２の視点の位置データとを記憶する記憶手段と、前記三次元座標内の複数のオブジェクトを前記第１の視点から描画した第１の二次元画像データを、前記記憶手段により記憶された各データに基づいて生成する第１の描画手段と、前記三次元座標内の複数のオブジェクトを前記第２の視点から描画した第２の二次元画像データを、前記記憶手段により記憶された各データに基づいて生成する第２の描画手段と、前記第１の描画手段によって生成される前記第１の二次元画像データ全体の水平移動を制御する第１の二次元画像データ制御手段と、前記第１の二次元画像データ制御手段による水平移動の量とは異なる移動量で前記第２の描画手段によって生成される前記第２の二次元画像データ全体の水平移動を制御する第２の二次元画像データ制御手段とを具備して成ることを特徴とする立体画像生成装置（付記項２）
において、前記二次元画像データ制御手段は、前記第１の二次元画像データに対する制御方向と前記第２の二次元画像データに対する制御方向とを逆方向にすることを特徴とする立体画像生成装置としてもよい（付記項３）。
【００７６】
また、上記付記項１または２において、前記二次元画像データ制御手段は、前記第１の二次元画像上における特定オブジェクトの水平方向の変位量ｘ1 と前記第２の二次元画像上における特定オブジェクトの水平方向の変位量ｘ2 との差｜ｘ1 −ｘ2 ｜の画像全体における変化量Δ｜ｘ1 −ｘ2 ｜を、次式
【数２４】
0003802629.tif 000025
（ただし、ｄは第１および第２の視点の中点から第１および第２の視点までの距離、θは第１および第２の仮想カメラ手段の半画角であり、水平方向の変位量ｘ1 ，ｘ2 は二次元画像全体の水平距離を２として規格化したものである）を満たすよう制御することを特徴とする立体画像生成装置としてもよい（付記項４）。
【００７７】
また、上記付記項１または２において、前記制御後の第１および第２の二次元画像データによる画像は視距離ＬＢａｓｅで立体観察され、前記二次元画像データ制御手段は、前記第１の二次元画像上における特定オブジェクトの水平方向の変位量ｘ1 と前記第２の二次元画像上における特定オブジェクトの水平方向の変位量ｘ2 との差｜ｘ1 −ｘ2 ｜を、次式
【数２５】
0003802629.tif 000026
（ただし、ｄは第１および第２の視点の中点から第１および第２の視点までの距離、θは第１および第２の仮想カメラ手段の半画角であり、水平方向の変位量ｘ1 ，ｘ2 は二次元画像全体の水平距離を２として規格化したものである）を満たすよう制御することを特徴とする立体画像生成装置としてもよい（付記項５）。
【００７８】
また、上記付記項１または２において、前記特定オブジェクトは、前記第１および第２の視点までの距離が時間的に変化するオブジェクトであることを特徴とする立体画像生成装置としてもよい（付記項６）。
また、上記付記項１または２において、前記二次元画像データ制御手段は、前記特定オブジェクトから前記第１および第２の視点までの奥行き方向の距離Ｌｏｂｊ  に応じて制御量を変化させることを特徴とする立体画像生成装置としてもよい（付記項７）。
【００７９】
また、上記付記項１または２において、前記制御後の第１および第２の二次元画像データを入力されて該第１および第２の二次元画像データによる画像を表示する第１および第２の表示素子と、前記第１および第２の表示素子が表示する画像を観察者の第１および第２の眼球の夫々に拡大して提示する第１および第２の接眼光学系とを有する頭部装着型映像表示装置を具えることを特徴とする立体画像生成装置としてもよい（付記項８）。
また、上記付記項１または２において、前記複数のオブジェクトの中で前記第１および第２の仮想カメラ手段の水平画角に対し中央５０％の範囲内に位置し、かつ最も前記第１および第２の仮想カメラ手段に接近して位置するオブジェクトを前記特定オブジェクトに設定する特定オブジェクト設定手段を有することを特徴とする立体画像生成装置としてもよい（付記項９）。
【００８０】
また、上記付記項１または２において、前記二次元画像データ制御手段は、前記特定オブジェクトから前記第１および第２の視点までの距離に応じて前記第１および第２の二次元画像データを水平方向にシフトする画像データシフト手段であることを特徴とする立体画像生成装置としてもよい（付記項１０）。
また、上記付記項１０において、前記制御後の第１および第２の二次元画像は視距離ＬＢａｓｅで立体観察され、その水平方向のシフト量Ｓは、次式
【数２６】
0003802629.tif 000027
（ただし、ｄは第１および第２の視点の中点から第１および第２の視点までの距離、Ｌｏｂｊ  は特定オブジェクトから前記中点までの距離、θは第１および第２の仮想カメラ手段の半画角、ＰＨ−ｈａｌｆは第１および第２の二次元画像の水平画素数の半分である）を満たすように制御することを特徴とする立体画像生成装置としてもよい（付記項１１）。
【００８１】
また、上記付記項１０において、前記制御後の第１および第２の二次元画像は視距離ＬＢａｓｅで立体観察され、その水平方向のシフト量Ｓは、次式
【数２７】
0003802629.tif 000028
（ただし、ｄは第１および第２の視点の中点から第１および第２の視点までの距離、Ｌｏｂｊ  は特定オブジェクトから前記中点までの距離、θは第１および第２の仮想カメラ手段の半画角、ＰＨ−ｈａｌｆは第１および第２の二次元画像の水平画素数の半分、α，βは特定オブジェクトから仮想カメラ手段までの奥行き方向の距離の逆数を１０００倍した値である元輻輳１０００／Ｌｏｂｊ  の最小値および最大値、γは変換後輻輳１０００／ＬＴａｇ  の変化量の半分であり、０≦γ≦２かつγ≦１０００／ＬＢａｓｅである）を満たすことを特徴とする立体画像生成装置としてもよい（付記項１２）。
【００８２】
また、上記付記項１０において、前記画像データシフト手段のシフト量Ｓは画像のフレーム番数に応じて変化させることを特徴とする立体画像生成装置としてもよい（付記項１３）。
また、上記付記項１０において、前記画像データシフト手段は、画像データのシフト後に画像データの一部を抽出する画像データ抽出手段を有することを特徴とする立体画像生成装置としてもよい（付記項１４）。
また、上記付記項１または２において、前記二次元画像データ制御手段は、前記特定オブジェクトから前記第１および第２の視点までの距離に応じて前記第１および第２の仮想カメラ手段の注視方向を変化させる注視方向制御手段であることを特徴とする立体画像生成装置としてもよい（付記項１５）。
【００８３】
また、上記付記項１５において、前記制御後の第１および第２の二次元画像は視距離ＬＢａｓｅで立体観察され、前記第１および第２の仮想カメラ手段の注視方向角度ψは、次式
【数２８】
0003802629.tif 000029
（ただし、ｄは第１および第２の視点の中点から第１および第２の視点までの距離、ωは第１および第２の視点からの視線に対し第１および第２の視点と前記特定オブジェクトとを結んだ線分がなす角度である）を満足することを特徴とする立体画像生成装置としてもよい（付記項１６）。
【００８４】
また、上記付記項１５において、前記制御後の第１および第２の二次元画像は視距離ＬＢａｓｅで立体観察され、前記第１および第２の仮想カメラ手段の注視方向角度ψは、次式
【数２９】
0003802629.tif 000030
（ただし、ｄは第１および第２の視点の中点から第１および第２の視点までの距離、Ｌｏｂｊ  は特定オブジェクトから前記中点までの距離、ωは第１および第２の視点からの視線に対し第１および第２の視点と前記特定オブジェクトとを結んだ線分がなす角度、α，βは特定オブジェクトから仮想カメラ手段までの奥行き方向の距離の逆数を１０００倍した値である元輻輳１０００／Ｌｏｂｊ  の最小値および最大値、γは変換後輻輳１０００／ＬＴａｇ  の変化量の半分であり、０≦γ≦２かつγ≦１０００／ＬＢａｓｅである）を満足することを特徴とする立体画像生成装置としてもよい（付記項１７）。
また、上記付記項１５において、前記注視方向制御手段が制御する前記第１および第２の仮想カメラ手段の注視方向は画像のフレーム番数に応じて変化させることを特徴とする立体画像生成装置としてもよい（付記項１８）。
【００８５】
また、左側視点および右側視点の動画像を生成する立体画像生成装置において、前記左側視点および右側視点の動画像内に夫々、少なくとも１つの時間的に大きさの変化する像を含む複数の像を視差を有するように描画する描画手段と、前記描画手段によって描画される前記時間的に大きさの変化する像の特定の１つの像の、前記左側視点および右側視点の動画像の中心からの水平方向の変位量の差がほぼ一定になるように、該特定の１つの像の水平移動を制御する第１の像制御手段と、前記描画手段によって描画される前記特定の１つの像の大きさの変化に応じて、前記左側視点および右側視点の動画像内の他の像を前記特定の１つの像に対して水平移動を制御する第２の像制御手段とを具備して成ることを特徴とする立体画像生成装置（付記項１９）。
【００８６】
または、視点の異なる第１および第２の動画像を生成する立体画像生成装置において、前記第１および第２の動画像内に夫々、少なくとも１つの時間的に大きさの変化する像を含む複数の像を視差を有するように描画する描画手段と、前記描画手段によって描画される前記時間的に大きさの変化する像の特定の１つの像の、前記第１および第２の動画像の中心からの水平方向の変位量の差がほぼ一定になるように、該特定の１つの像を画像制御することにより、立体観察時の前記特定の１つの像の輻輳による距離を固定する第１の画像制御手段と、前記第１および第２の動画像内の他の像の、前記第１および第２の動画像の中心からの水平方向の変位量の差が変化するように該他の像を画像制御する第２の画像制御手段とを具備して成ることを特徴とする立体画像生成装置（付記項２０）
において、前記時間的に大きさの変化する像の特定の１つの像が時間の経過とともに大きくなる場合は該特定の１つの像と前記他の像とが相対的に離反し、時間の経過とともに小さくなる場合は該特定の１つの像と前記他の像とが相対的に接近するように前記水平移動制御を行うことを特徴とする立体画像生成装置としてもよい（付記項２１）。
【００８７】
また、上記付記項１９または上記付記項２０において、前記時間的に大きさの変化する像の特定の１つの像は、前記左側視点および右側視点の動画像の水平移動制御の際に水平方向の相対的な位置を変化させないことを特徴とする立体画像生成装置としてもよい（付記項２２）。
【００８８】
また、複数のオブジェクトの三次元形状データと、前記複数のオブジェクトの三次元座標内の初期位置データと、前記複数のオブジェクトの三次元座標内の運動データと、前記三次元座標内の第１および第２の視点の位置データとを記憶手段に記憶することをコンピュータにもたらす第１のコンピュータリーダブルプログラム手段と、前記三次元座標内の複数のオブジェクトを前記第１の視点から描画した第１の二次元画像データを、前記記憶手段により記憶された各データに基づいて生成することをコンピュータにもたらす第２のコンピュータリーダブルプログラム手段と、前記三次元座標内の複数のオブジェクトを前記第２の視点から描画した第２の二次元画像データを、前記記憶手段により記憶された各データに基づいて生成することをコンピュータにもたらす第３のコンピュータリーダブルプログラム手段と、前記複数のオブジェクトの中から任意に選択した特定オブジェクトの、前記第２および第３のコンピュータリーダブルプログラム手段に従って前記コンピュータによって生成される前記第１および第２の二次元画像データの中心からの水平方向の変位量の差がほぼ一定になるように、前記第１および第２の二次元画像データのうち少なくともいずれか一方の二次元画像データ全体の水平移動を制御することをコンピュータにもたらす第４のコンピュータリーダブルプログラム手段とを具備して成ることを特徴とする立体画像を生成する処理を実行するために収録されたコンピュータリーダブルプログラムコード手段を有するコンピュータリーダブル記憶媒体（付記項２３）。
【００８９】
左側視点および右側視点の動画像内に夫々、少なくとも１つの時間的に大きさの変化する像を含む複数の像を視差を有するように描画することをコンピュータにもたらす第１のコンピュータリーダブルプログラム手段と、前記第１のコンピュータリーダブルプログラム手段に従って前記コンピュータによって描画される前記時間的に大きさの変化する像の特定の１つの像の、前記左側視点および右側視点の動画像の中心からの水平方向の変位量の差がほぼ一定になるように、該特定の１つの像の水平移動を制御することをコンピュータにもたらす第２のコンピュータリーダブルプログラム手段と、前記第１のコンピュータリーダブルプログラム手段に従って前記コンピュータによって描画される前記特定の１つの像の大きさの変化に応じて、前記左側視点および右側視点の動画像内の他の像を前記特定の１つの像に対して水平移動を制御することをコンピュータにもたらす第３のコンピュータリーダブルプログラム手段とを具備してなることを特徴とする左側視点および右側視点の動画像を生成する処理を実行するために収録されたコンピュータリーダブルプログラムコード手段を有するコンピュータリーダブル記憶媒体（付記項２４）。
【００９０】
第１および第２の動画像内に夫々、少なくとも１つの時間的に大きさの変化する像を含む複数の像を互いに視差を有するように描画することをコンピュータにもたらす第１のコンピュータリーダブルプログラム手段と、前記第１のコンピュータリーダブルプログラム手段に従って前記コンピュータによって描画される前記時間的に大きさの変化する像の特定の１つの像の、前記第１および第２の動画像の中心からの水平方向の変位量の差がほぼ一定になるように、該特定の１つの像を画像制御することにより、立体観察時の前記特定の１つの像の輻輳による距離を固定するコンピュータにもたらす第２のコンピュータリーダブルプログラム手段と、前記第１および第２の動画像内の他の像の、前記第１および第２の動画像の中心からの水平方向の変位量の差が変化するように該他の像を画像制御することをコンピュータにもたらす第３のコンピュータリーダブルプログラム手段とを具備してなることを特徴とする互いに視点の異なる第１および第２の動画像を生成する処理を実行するために収録されたコンピュータリーダブルプログラムコード手段を有するコンピュータリーダブル記憶媒体（付記項２５）。
【００９１】
複数のオブジェクトの三次元形状データと、前記複数のオブジェクトの三次元座標内の初期位置データと、前記複数のオブジェクトの三次元座標内の運動データと、前記三次元座標内の第１および第２の視点の位置データとを記憶手段に記憶することをコンピュータにもたらす第１のコンピュータリーダブルプログラム手段と、前記三次元座標内の複数のオブジェクトを前記第１の視点から描画した第１の二次元画像データを、前記記憶手段により記憶された各データに基づいて生成することをコンピュータにもたらす第２のコンピュータリーダブルプログラム手段と、前記三次元座標内の複数のオブジェクトを前記第２の視点から描画した第２の二次元画像データを、前記記憶手段により記憶された各データに基づいて生成することをコンピュータにもたらす第３のコンピュータリーダブルプログラム手段と、前記第２のコンピュータリーダブルプログラム手段に従って前記コンピュータによって生成される前記第１の二次元画像データ全体の水平移動を制御することをコンピュータにもたらす第４のコンピュータリーダブルプログラム手段と、前記第４のコンピュータリーダブルプログラム手段に従って前記コンピュータによって制御される水平移動の両とは異なる移動量で前記第３のコンピュータリーダブルプログラム手段に従って前記コンピュータによって生成される前記第２の二次元画像データ全体の水平移動を制御することをコンピュータにもたらす第５のコンピュータリーダブルプログラム手段とを具備して成ることを特徴とする立体画像を生成する処理を実行するために収録されたコンピュータリーダブルプログラムコード手段を有するコンピュータリーダブル記憶媒体（付記項２６）。
【００９２】
立体画像を生成する処理を実行するコンピュータシステムにおいて、  複数のオブジェクトの三次元形状データと、前記複数のオブジェクトの三次元座標内の初期位置データと、前記複数のオブジェクトの三次元座標内の運動データと、前記三次元座標内の第１および第２の視点の位置データとを記憶する記憶し、前記三次元座標内の複数のオブジェクトを前記第１の視点から描画した第１の二次元画像データを、前記記憶手段により記憶された各データに基づいて生成し、前記三次元座標内の複数のオブジェクトを前記第２の視点から描画した第２の二次元画像データを、前記記憶手段により記憶された各データに基づいて生成し、前記複数のオブジェクトの中から任意に選択した特定オブジェクトの、前記第１および第２の二次元画像データの中心からの水平方向の変位量の差がほぼ一定になるように、前記第１および第２の二次元画像データのうち少なくともいずれか一方の二次元画像データ全体の水平移動を制御することを特徴とする前記立体画像を生成する方法（付記項２７）。
【００９３】
左側視点および右側視点の動画像を生成する処理を実行するコンピュータシステムにおいて、前記左側視点および右側視点の動画像内に夫々、少なくとも１つの時間的に大きさの変化する像を含む複数の像を視差を有するように描画し、前記描画手段によって描画される前記時間的に大きさの変化する像の特定の１つの像の、前記左側視点および右側視点の動画像の中心からの水平方向の変位量の差がほぼ一定になるように、該特定の１つの像の水平移動を制御し、前記描画手段によって描画される前記特定の１つの像の大きさの変化に応じて、前記左側視点および右側視点の動画像内の他の像を前記特定の１つの像に対して水平移動を制御することを特徴とする前記左側視点および右側視点の動画像を生成する方法（付記項２８）。
【００９４】
互いに視点の異なる第１および第２の動画像を生成する処理を実行するコンピュータシステムにおいて、前記第１および第２の動画像内に夫々、少なくとも１つの時間的に大きさの変化する像を含む複数の像を互いに視差を有するように描画し、前記描画手段によって描画される前記時間的に大きさの変化する像の特定の１つの像の、前記第１および第２の動画像の中心からの水平方向の変位量の差がほぼ一定になるように、該特定の１つの像を画像制御することにより、立体観察時の前記特定の１つの像の輻輳による距離を固定し、前記第１および第２の動画像内の他の像の、前記第１および第２の動画像の中心からの水平方向の変位量の差が変化するように該他の像を画像制御することを特徴とする前記互いに視点の異なる第１および第２の動画像を生成する方法（付記項２９）。
【００９５】
立体画像を生成する処理を実行するコンピュータシステムにおいて、複数のオブジェクトの三次元形状データと、前記複数のオブジェクトの三次元座標内の初期位置データと、前記複数のオブジェクトの三次元座標内の運動データと、前記三次元座標内の第１および第２の視点の位置データとを記憶し、前記三次元座標内の複数のオブジェクトを前記第１の視点から描画した第１の二次元画像データを、前記記憶手段により記憶された各データに基づいて生成し、前記三次元座標内の複数のオブジェクトを前記第２の視点から描画した第２の二次元画像データを、前記記憶手段により記憶された各データに基づいて生成し、前記第１の二次元画像データ全体の水平移動を制御し、前記第１の二次元画像データ全体の水平移動の量とは異なる移動量で前記第２の二次元画像データ全体の水平移動を制御することを特徴とする前記立体画像を制御する方法（付記項３０）。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の立体画像生成装置により生成される画像を例示する図である。
【図２】図１（ａ）〜（ｃ）の画像を観察するときの画像内の各オブジェクトの見え方を説明するための図である。
【図３】本発明の立体画像生成装置により生成される画像内の特定オブジェクトの配置状態を説明するための図である。
【図４】本発明の立体画像生成装置により画像を生成する際の、仮想三次元空間内のオブジェクトおよび左右仮想カメラの配置状態を例示する図である。
【図５】輻輳−調節の対応関係および許容範囲を説明するための図である
【図６】本発明の第１実施形態の立体画像生成装置の全体構成を示す図である。
【図７】第１実施形態において処理装置が行う立体画像生成処理を示すフローチャートである。
【図８】（ａ），（ｂ）は第１実施形態において生成される画像を例示する図である。
【図９】第１実施形態において生成した立体画像の観察例を説明するための図である。
【図１０】第１実施形態において画像を生成する際の、仮想三次元空間内のオブジェクトおよび左右仮想カメラの配置状態を例示する図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は第１実施形態の立体画像生成装置により生成される画像を例示する図である。
【図１２】第１実施形態において画像を生成する際の、仮想三次元空間内のオブジェクトおよび左右仮想カメラの配置状態の他の例を示す図である。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は第１実施形態の立体画像生成装置により生成される画像の他の例を示す図である。
【図１４】図１３（ａ）〜（ｃ）の画像を観察するときの画像内の各オブジェクトの見え方を説明するための図である。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）は第１実施形態の立体画像生成装置により生成される画像内の特定オブジェクトの配置状態を説明するための図である。
【図１６】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２実施形態における立体画像生成処理により生成される画像を例示する図である。
【図１７】本発明の第３実施形態における立体画像生成処理により生成される画像を、仮想三次元空間内のオブジェクトと左右仮想カメラとの位置関係に基づいて説明するための図である。
【図１８】第３実施形態において処理装置が行う立体画像生成処理を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の第４実施形態における立体画像生成処理の原理を説明するための図である。
【図２０】（ａ）、（ｂ）は夫々、第４実施形態および従来例において画像を観察するときの画像内の各オブジェクトの見え方を説明するための図である。
【図２１】第４実施形態において処理装置が行う立体画像生成処理を示すフローチャートである。
【図２２】第５実施形態において処理装置が行う立体画像生成処理を示すフローチャートである。
【図２３】第６実施形態において処理装置が行う立体画像生成処理を示すフローチャートである。
【図２４】本発明の第７実施形態の立体画像生成装置の全体構成を示す図である。
【図２５】第８実施形態において処理装置が行う立体画像生成処理を示すフローチャートである。
【図２６】第８実施形態における特定オブジェクトの自動設定の設定条件を説明するための図である。
【図２７】従来例における立体画像生成処理を示すフローチャートである。
【図２８】画像を生成する際の、仮想三次元空間内のオブジェクトおよび左右仮想カメラの配置状態を例示する図である。
【図２９】（ａ）〜（ｃ）は従来例により生成される画像を例示する図である。
【図３０】図２９（ａ）〜（ｃ）の画像を観察するときの画像内の各オブジェクトの見え方を説明するための図である。
【図３１】（ａ）〜（ｃ）は、図１０の設定を用いて上記従来従来例により生成される画像を例示する図である。
【図３２】（ａ）〜（ｃ）は、図１２の設定を用いて上記従来従来例により生成される画像を例示する図である。
【図３３】図３２（ａ）〜（ｃ）の画像を観察するときの画像内の各オブジェクトの見え方を説明するための図である。
【図３４】第１実施形態において生成した立体画像の観察例を説明するための図である。
【符号の説明】
１  仮想三次元空間
２  特定オブジェクト（ターゲットオブジェクト）
３  オブジェクト
４Ｌ，４Ｒ  左右仮想カメラ
１１  処理装置
１１ａ  内部記憶装置
１２  入力装置
１３  表示装置
１４  外部記憶装置
１５  録画装置
【図１】
0003802629.tif 000031
【図２】
0003802629.tif 000032
【図３】
0003802629.tif 000033
【図４】
0003802629.tif 000034
【図５】
0003802629.tif 000035
【図６】
0003802629.tif 000036
【図７】
0003802629.tif 000037
【図８】
0003802629.tif 000038
【図９】
0003802629.tif 000039
【図１０】
0003802629.tif 000040
【図１１】
0003802629.tif 000041
【図１２】
0003802629.tif 000042
【図１３】
0003802629.tif 000043
【図１４】
0003802629.tif 000044
【図１５】
0003802629.tif 000045
【図１６】
0003802629.tif 000046
【図１７】
0003802629.tif 000047
【図１８】
0003802629.tif 000048
【図１９】
0003802629.tif 000049
【図２０】
0003802629.tif 000050
【図２１】
0003802629.tif 000051
【図２２】
0003802629.tif 000052
【図２３】
0003802629.tif 000053
【図２４】
0003802629.tif 000054
【図２５】
0003802629.tif 000055
【図２６】
0003802629.tif 000056
【図２７】
0003802629.tif 000057
【図２８】
0003802629.tif 000058
【図２９】
0003802629.tif 000059
【図３０】
0003802629.tif 000060
【図３１】
0003802629.tif 000061
【図３２】
0003802629.tif 000062
【図３３】
0003802629.tif 000063
【図３４】
0003802629.tif 000064