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JP7701843B2 - 3D image generating device and program thereof - Google Patents
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JP7701843B2 - 3D image generating device and program thereof - Google Patents

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Description

本発明は、インタラクティブコンテンツとしての立体画像を生成する立体画像生成装置及びそのプログラムに関する。 The present invention relates to a stereoscopic image generating device and a program for generating stereoscopic images as interactive content.

映像を用いたインタラクティブコンテンツは、エンターテイメント、教育など様々な分野で活用されている。現在、一般に浸透しているインタラクティブコンテンツの代表例は、テレビゲームである。テレビゲームは、一人でも複数人でも人数を問わず気軽に楽しめるため、非常が人気の高い。近年、インターネットの普及により、遠隔地の人とでもそれぞれの自宅にいながら、一緒にテレビゲームを楽しめるようになった。テレビゲーム以外でも、映像を用いたインタラクティブコンテンツは、日常生活の様々な場面で使用されている。 Interactive content using video is used in a variety of fields, including entertainment and education. A typical example of interactive content that is now widely used is video games. Video games are extremely popular because they can be enjoyed easily by either one person or multiple people. In recent years, the spread of the Internet has made it possible to enjoy video games together with people in far-flung locations from the comfort of their own homes. In addition to video games, interactive content using video is used in a variety of situations in everyday life.

なお、インタラクティブコンテンツとは、ユーザの操作が反映されるコンテンツ、つまり、ユーザと制作者との間で双方向性のあるコンテンツのことである。例えば、インタラクティブコンテンツとしては、テレビゲームの他、デジタル案内板や双方向テレビがあげられる。 Interactive content is content that reflects user operations, that is, content that has two-way interaction between the user and the creator. Examples of interactive content include video games, digital guide signs, and interactive television.

最近、注目を集めている映像メディアとして、3次元映像がある。3次元映像は、両眼視差や運動視差を有するため、一般的な2次元映像とは異なり、臨場感や存在感をより強く感じることができる。特にテレビゲームのようなインタラクティブコンテンツにおいては、臨場感や存在感は非常に重要な要素である。以上のような背景から、3次元映像を使ったインタラクティブコンテンツを体験できる装置が望まれている。 Three-dimensional images are a type of video media that has been attracting attention in recent years. Unlike typical two-dimensional images, three-dimensional images have binocular parallax and motion parallax, and therefore give a stronger sense of realism and presence. In particular, realism and presence are very important elements in interactive content such as video games. In light of the above, there is a demand for devices that allow users to experience interactive content using three-dimensional images.

3次元映像を表示する立体方式は色々と提案されている。ここで、テレビゲームのようなインタラクティブコンテンツは、長時間連続して視聴し続けることが多いため、目の疲労が少ない立体方式を適用することが好ましい。そこで、自然な3次元映像を表示可能な空間像再生方式が提案されている(非特許文献1,2)。この空間像再生方式は、実物が発する光線とほぼ同じ光線が再現可能であるため、眼球の輻輳と調整の不一致による目の疲労が発生しにくいと言われている(非特許文献3)。 Various stereoscopic methods for displaying three-dimensional images have been proposed. Since interactive content such as video games is often viewed continuously for long periods of time, it is preferable to apply a stereoscopic method that causes less eye fatigue. Therefore, a spatial image reproduction method capable of displaying natural three-dimensional images has been proposed (Non-Patent Documents 1 and 2). This spatial image reproduction method is capable of reproducing light rays that are almost identical to the light rays emitted by the real thing, and is said to be less likely to cause eye fatigue due to a mismatch between eye convergence and accommodation (Non-Patent Document 3).

G. Lippmann,“Epreuves, reversibles donnant la sensation du relief"”, J. Phys., 7, 1, pp.821-825(1908)G. Lippmann, “Epreuves, reversibles donnant la sensation du relief", J. Phys., 7, 1, pp.821-825 (1908) F. Okano, et al. “Real-time pickup method for a three-dimensional image based on integral photography”, Applied optics, Vol. 36, No. 7, pp. 1598-1603 (1997)F. Okano, et al. “Real-time pickup method for a three-dimensional image based on integral photography”, Applied optics, Vol. 36, No. 7, pp. 1598-1603 (1997) H. Hiura, et al. “Measurement of static convergence and accommodation responses to images of integral photography and binocular stereoscopy”, Optics express, Vol. 25, No. 4, pp. 3454-3468 (2017)H. Hiura, et al. “Measurement of static convergence and accommodation responses to images of integral photography and binocular stereoscopy”, Optics express, Vol. 25, No. 4, pp. 3454-3468 (2017)

前記したインタラクティブコンテンツでは、映像演出のために、仮想空間内で3次元映像を撮影する仮想カメラのカメラワークを実現する必要がある。しかし、インタラクティブコンテンツにおいて、仮想カメラのカメラワークを簡易に実現する従来技術は提案されていない。 In the interactive content described above, it is necessary to realize the camerawork of a virtual camera that shoots three-dimensional images in a virtual space in order to produce visual effects. However, no prior art has been proposed that allows for easy realization of virtual camerawork in interactive content.

そこで、本発明は、仮想カメラのカメラワークを簡易に実現できる立体画像生成装置及びそのプログラムを提供することを課題とする。 Therefore, the objective of the present invention is to provide a stereoscopic image generating device and a program for the device that can easily realize the camerawork of a virtual camera.

前記課題を解決するため、本発明に係る立体画像生成装置は、ユーザの操作が反映されるインタラクティブコンテンツとして、空間像再生方式の立体画像を生成する立体画像生成装置であって、操作信号変換部と、多視点画像生成部と、立体画像変換部と、を備える構成とした。 To solve the above problems, the stereoscopic image generating device according to the present invention is a stereoscopic image generating device that generates a stereoscopic image using a spatial image reproduction method as interactive content that reflects user operations, and is configured to include an operation signal conversion unit, a multi-viewpoint image generation unit, and a stereoscopic image conversion unit.

かかる構成によれば、操作信号変換部は、ユーザによる操作信号が入力され、所定の変換規則に基づいて、入力された操作信号を、3次元CGシーンを仮想的に表示する空間像再生型の仮想ディスプレイの位置、姿勢及びサイズに変換する。 According to this configuration, the operation signal conversion unit receives an operation signal from a user and converts the input operation signal into the position, orientation, and size of a spatial image reproduction type virtual display that virtually displays a three-dimensional CG scene based on a predetermined conversion rule.

多視点画像生成部は、仮想ディスプレイの位置、姿勢及びサイズに応じて、仮想カメラを配列した仮想カメラアレイのカメラパラメータを剛体変換行列により算出し、3次元CGシーンを表示している仮想ディスプレイを仮想カメラアレイで撮影することで多視点画像を生成する。
立体画像変換部は、多視点画像生成部が生成した多視点画像を立体画像に変換する。
The multi-viewpoint image generation unit calculates the camera parameters of a virtual camera array in which virtual cameras are arranged using a rigid transformation matrix in accordance with the position, orientation, and size of the virtual display, and generates a multi-viewpoint image by photographing the virtual display displaying a three-dimensional CG scene with the virtual camera array.
The stereoscopic image conversion unit converts the multi-viewpoint image generated by the multi-viewpoint image generation unit into a stereoscopic image.

仮想カメラのカメラワークは、仮想ディスプレイの位置、姿勢及びサイズの変更と等価であると考えられる。そこで、立体画像生成装置は、ユーザの操作を仮想ディスプレイの位置、姿勢及びサイズに反映し、この仮想ディスプレイを仮想カメラアレイで撮影する。このようにして、立体画像生成装置は、ユーザの操作を仮想カメラのカメラワークに簡易に反映させることができる。 The camerawork of the virtual camera is considered to be equivalent to changes in the position, orientation, and size of the virtual display. Therefore, the stereoscopic image generating device reflects the user's operations in the position, orientation, and size of the virtual display, and captures this virtual display with a virtual camera array. In this way, the stereoscopic image generating device can easily reflect the user's operations in the camerawork of the virtual camera.

なお、本発明は、コンピュータを前記した立体画像生成装置として機能させるためのプログラムで実現することもできる。 The present invention can also be realized as a program for causing a computer to function as the stereoscopic image generating device described above.

本発明によれば、仮想カメラのカメラワークを簡易に実現できる立体画像生成装置及びそのプログラムを提供することができる。 The present invention provides a stereoscopic image generating device and a program for the device that can easily realize virtual camera work.

インタラクティブコンテンツ体験システムにおいて、第1のシステム構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing a first system configuration in an interactive content experience system. 複数のユーザに対する立体画像の表示を説明する説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating display of a stereoscopic image for a plurality of users. インタラクティブコンテンツ体験システムにおいて、第2のシステム構成を示す概略図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing a second system configuration in an interactive content experience system. インタラクティブコンテンツ体験システムにおいて、第3のシステム構成を示す概略図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing a third system configuration in an interactive content experience system. インタラクティブコンテンツ体験システムにおいて、第4のシステム構成を示す概略図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing a fourth system configuration in an interactive content experience system. 第1実施形態に係る立体画像生成装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a stereoscopic image generating device according to a first embodiment. 第1実施形態における仮想カメラアレイを説明する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a virtual camera array in the first embodiment. (a)~(c)は、第1実施形態における仮想カメラのカメラワークを説明する説明図である。4A to 4C are explanatory diagrams illustrating camerawork of a virtual camera in the first embodiment. 第1実施形態における座標系の変換を説明する説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining transformation of a coordinate system in the first embodiment. 第1実施形態における仮想ディスプレイのサイズ変更を説明する説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a change in size of a virtual display in the first embodiment. 第1実施形態における仮想ディスプレイのサイズ変更を説明する説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a change in size of a virtual display in the first embodiment. 第1実施形態における要素画像の生成を説明する説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining generation of an element image in the first embodiment. 第1実施形態に係る立体画像生成装置の動作を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing the operation of the stereoscopic image generating device according to the first embodiment. 第2実施形態に係る立体画像生成装置の構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of a stereoscopic image generating device according to a second embodiment. 第3実施形態に係る立体画像生成装置の構成を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of a stereoscopic image generating device according to a third embodiment. 第3実施形態における視点位置に応じた多視点画像の生成を説明する説明図である。13 is an explanatory diagram illustrating generation of a multi-viewpoint image according to a viewpoint position in the third embodiment. FIG. 第4実施形態に係る立体画像生成装置の構成を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of a stereoscopic image generating device according to a fourth embodiment.

以下、本発明の各実施形態について図面を参照して説明する。但し、以下に説明する各実施形態は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明を以下のものに限定しない。また、同一の手段には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。 Each embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, each embodiment described below is intended to embody the technical concept of the present invention, and unless otherwise specified, the present invention is not limited to the following. In addition, the same symbols are used for the same means, and descriptions thereof may be omitted.

[コンテンツ体験システムのシステム構成]
各実施形態を詳述する前に、インタラクティブコンテンツ体験システムの全体構成について説明する。以後、「インタラクティブコンテンツ体験システム」を単に「コンテンツ体験システム」と略記する。以下で説明するように、コンテンツ体験システムは、ユーザの人数や視点追従機能の有無に応じて、様々なシステム構成を有する。
[System configuration of the content experience system]
Before describing each embodiment in detail, the overall configuration of the interactive content experience system will be described. Hereinafter, the "interactive content experience system" will be abbreviated to simply "content experience system." As described below, the content experience system has various system configurations depending on the number of users and the presence or absence of a viewpoint tracking function.

<第1構成:単独ユーザ、視点追従機能無し>
図1を参照し、ユーザUが一人で視点追従機能が無い場合のシステム構成を説明する。
コンテンツ体験システム1は、ゲームなどのインタラクティブコンテンツをユーザUが体験するシステムである。図1のコンテンツ体験システム1は、以下で説明する各システム構成のうち、最も基本的なシステム構成である。図1に示すように、コンテンツ体験システム1は、コントローラ2と、立体画像生成装置3と、立体ディスプレイ4とを備える。ここで、コントローラ2、立体画像生成装置3及び立体ディスプレイ4は、有線ケーブル又は無線通信で互いに接続されている。
<First Configuration: Single user, no viewpoint tracking function>
With reference to FIG. 1, a system configuration in which there is only one user U and the system does not have a gaze point tracking function will be described.
The content experience system 1 is a system in which a user U experiences interactive content such as a game. The content experience system 1 in Fig. 1 is the most basic system configuration among the various system configurations described below. As shown in Fig. 1, the content experience system 1 includes a controller 2, a stereoscopic image generating device 3, and a stereoscopic display 4. Here, the controller 2, the stereoscopic image generating device 3, and the stereoscopic display 4 are connected to each other via wired cables or wireless communication.

コントローラ2は、ユーザUがインタラクティブコンテンツに対する操作を行うものである。インタラクティブコンテンツがテレビゲームの場合、ユーザUは、コントローラ2を用いて、プレイヤーキャラクタを操作する。例えば、コントローラ2は、スティックやボタンを備えたゲームパッドである。また、コントローラ2は、ユーザによる操作信号を立体画像生成装置3に出力する。 The controller 2 is used by the user U to operate the interactive content. If the interactive content is a video game, the user U uses the controller 2 to operate a player character. For example, the controller 2 is a game pad equipped with a stick and buttons. The controller 2 also outputs operation signals input by the user to the stereoscopic image generating device 3.

立体画像生成装置3は、ユーザUの操作が反映されるインタラクティブコンテンツ(例えば、テレビゲーム)として、空間像再生方式の立体画像を生成するものである。本実施形態では、立体画像生成装置3は、インテグラル方式の立体画像(要素画像群)を生成することとする(非特許文献1,2、参考文献1)。そして、立体画像生成装置3は、生成した立体画像を立体ディスプレイ4に出力する。 The stereoscopic image generating device 3 generates a stereoscopic image by a spatial image reproduction method as interactive content (e.g., a video game) that reflects the operation of the user U. In this embodiment, the stereoscopic image generating device 3 generates a stereoscopic image (a group of elemental images) by an integral method (Non-Patent Documents 1 and 2, Reference 1). The stereoscopic image generating device 3 then outputs the generated stereoscopic image to the stereoscopic display 4.

参考文献1:三科、「インテグラル方式の概要」、日本放送協会、NHK技研 R&D/No.144,2014年3月 Reference 1: Misaka, "Outline of the integral system," Japan Broadcasting Corporation, NHK Research and Development R&D/No. 144, March 2014

立体ディスプレイ4は、立体画像生成装置3から入力された立体画像を表示する空間像再生型のディスプレイである。本実施形態では、立体ディスプレイ4は、一般的なインテグラル方式のディスプレイと同様、図示を省略したレンズアレイ及び表示素子を備える。例えば、レンズアレイは、要素画像に対応した要素レンズが2次元方向に配列されたものである。例えば、表示素子としては、液晶ディスプレイ、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ、プラズマディスプレイなどの一般的なフラットパネルディスプレイがあげられる。 The three-dimensional display 4 is a spatial image reproduction type display that displays the three-dimensional image input from the three-dimensional image generating device 3. In this embodiment, the three-dimensional display 4 is equipped with a lens array and a display element (not shown), similar to a general integral type display. For example, the lens array is an array in which element lenses corresponding to element images are arranged in a two-dimensional direction. For example, the display element can be a general flat panel display such as a liquid crystal display, an organic EL (Electro Luminescence) display, or a plasma display.

<第2構成:複数ユーザ、視点追従機能無し>
図2及び図3を参照し、ユーザUが複数で視点追従機能が無い場合のシステム構成を説明する。
空間像再生型のディスプレイは、その正面に形成される視域であるメインローブだけでなく、メインローブの両側に形成されるサイドローブでも、立体視が可能である。図2に示すように、コンテンツ体験システム1では、2名のユーザU(U,U)に対し、サイドローブを用いて、共通の3次元CGシーンMを表示できるので、例えば、対戦型格闘ゲームに適する。ユーザUが複数の場合、図3に示すように、コンテンツ体験システム1は、ユーザU毎にコントローラ2(2,…,2)を備える一方、全ユーザUに共通の立体ディスプレイ4を1台のみ備える。なお、Nは、ユーザUの人数を示す1以上の整数である。他の点、第2構成のコンテンツ体験システム1は、第1構成と同様のため、これ以上の説明を省略する。
<Second Configuration: Multiple users, no viewpoint tracking function>
A system configuration in which there are multiple users U and the system does not have a gaze point tracking function will be described with reference to FIG. 2 and FIG.
A spatial image reproduction type display allows stereoscopic viewing not only in the main lobe, which is a viewing zone formed in front of the display, but also in the side lobes formed on both sides of the main lobe. As shown in FIG. 2, the content experience system 1 can display a common three-dimensional CG scene M for two users U (U 1 , U 2 ) using the side lobes, which is suitable for a fighting game, for example. When there are multiple users U, as shown in FIG. 3, the content experience system 1 includes a controller 2 (2 1 , ..., 2 N ) for each user U, and only one stereoscopic display 4 common to all users U. Here, N is an integer of 1 or more indicating the number of users U. In other respects, the content experience system 1 of the second configuration is similar to the first configuration, so further description will be omitted.

<第3構成:単独ユーザ、視点追従機能有り>
図4を参照し、ユーザUが一人で視点追従機能が有る場合のシステム構成を説明する。
図4に示すように、コンテンツ体験システム1Bは、コントローラ2と、立体画像生成装置3Bと、立体ディスプレイ4と、カメラ5とを備える。なお、立体画像生成装置3B及びカメラ5以外は、第1構成と同様のため、説明を省略する。
<Third Configuration: Single user, with viewpoint tracking function>
A system configuration in which there is only one user U and the system has a gaze tracking function will be described with reference to FIG.
4, the content experience system 1B includes a controller 2, a stereoscopic image generation device 3B, a stereoscopic display 4, and a camera 5. Components other than the stereoscopic image generation device 3B and the camera 5 are similar to those in the first configuration, and therefore descriptions thereof will be omitted.

立体画像生成装置3Bは、図1の立体画像生成装置3と同様、空間像再生方式の立体画像を生成する。このとき、立体画像生成装置3Bは、視点追従機能により、ユーザUの視点位置(両眼位置)を検出し、ユーザUの視域のみ立体画像を表示する。この視点追従機能により、立体画像生成装置3Bでは、立体ディスプレイ4が長い焦点距離のレンズアレイを使用可能となり、光線密度により決まる奥行き範囲を拡大できる。さらに、立体画像生成装置3Bは、視域をユーザUに動的に追従させて視域も拡大できる。 The stereoscopic image generating device 3B generates stereoscopic images using a spatial image reproduction method, similar to the stereoscopic image generating device 3 in FIG. 1. At this time, the stereoscopic image generating device 3B detects the viewpoint position (position of both eyes) of the user U using a viewpoint tracking function, and displays a stereoscopic image only in the viewing zone of the user U. This viewpoint tracking function enables the stereoscopic display 4 in the stereoscopic image generating device 3B to use a lens array with a long focal length, and the depth range determined by the light density can be expanded. Furthermore, the stereoscopic image generating device 3B can expand the viewing zone by dynamically tracking the viewing zone of the user U.

カメラ5は、視点位置検出用のカメラである。例えば、カメラ5は、ユーザUの顔領域画像を撮影する一般的なWebカメラである。そして、カメラ5は、撮影した顔領域画像を立体画像生成装置3Bに出力する。 Camera 5 is a camera for detecting the viewpoint position. For example, camera 5 is a general web camera that captures an image of the face area of user U. Camera 5 then outputs the captured face area image to stereoscopic image generating device 3B.

<第4構成:複数ユーザ、視点追従機能有り>
図5を参照し、ユーザUが複数で視点追従機能が有る場合のシステム構成を説明する。 図5に示すように、コンテンツ体験システム1Bは、ユーザU毎に、コントローラ2(2,…,2)と、立体ディスプレイ4(4,…,4)と、カメラ5(5,…,5)とを備える。図5の立体画像生成装置3Bは、ユーザU毎に立体画像を生成する。他の点、第4構成のコンテンツ体験システム1Bは、第3構成と同様のため、説明を省略した。
<Fourth Configuration: Multiple users, with viewpoint tracking function>
A system configuration in the case where there are multiple users U and the system has a viewpoint tracking function will be described with reference to Fig. 5. As shown in Fig. 5, the content experience system 1B includes a controller 2 ( 21 , ..., 2N ), a stereoscopic display 4 ( 41 , ..., 4N ), and a camera 5 ( 51 , ..., 5N ) for each user U. A stereoscopic image generating device 3B in Fig. 5 generates a stereoscopic image for each user U. In other respects, the content experience system 1B in the fourth configuration is similar to the third configuration, and therefore description thereof will be omitted.

以上のように、コンテンツ体験システム1,1Bは、簡易な構成変更のみでユーザUの人数や視点追従機能の有無に対応できるので、汎用性を向上させることができる。つまり、コンテンツ体験システム1,1Bは、ユーザUの人数や所望の映像品質により柔軟にシステム構成を変更できる。 As described above, the content experience systems 1 and 1B can accommodate the number of users U and the presence or absence of a viewpoint tracking function with only simple configuration changes, improving versatility. In other words, the content experience systems 1 and 1B can flexibly change their system configuration depending on the number of users U and the desired video quality.

さらに、空間像再生型の立体ディスプレイ4は、物体が発する光線とほぼ同じ光線が再現可能であり、眼球の輻輳と調整の不一致による目の疲労が発生しにくいと言われている(非特許文献3)。このように、コンテンツ体験システム1,1Bは、自然な立体画像を表示可能な空間像再生型の立体ディスプレイ4を採用することで、ゲームのような長時間視聴が多いインタラクティブコンテンツであっても目の疲労を少なくできる。 Furthermore, the spatial image reproduction type 3D display 4 can reproduce light rays that are almost identical to those emitted by objects, and is said to be less likely to cause eye fatigue due to a mismatch between eye convergence and adjustment (Non-Patent Document 3). In this way, the content experience systems 1 and 1B employ a spatial image reproduction type 3D display 4 that can display natural 3D images, thereby reducing eye fatigue even in interactive content that is often viewed for long periods of time, such as games.

ここで、従来の2次元映像によるテレビゲームでは、プレイヤーキャラクタが平面の画面上に表示されるだけで、視覚的には、プレイヤーキャラクタの身体の厚みを感じることも、画面から飛び出ることも、奥に移動していくこともあり得ない。つまり、従来の2次元映像によるテレビゲームでは、臨場感や存在感を強く感じることは難しい。その一方、コンテンツ体験システム1,1Bは、2次元映像のテレビゲームに比べて立体感が得られるので、臨場感やキャラクターの存在感が向上することに加え、両眼視差や運動視差を利用した新しい演出も可能である。 However, in conventional video games using two-dimensional images, the player character is simply displayed on a flat screen, and it is impossible to visually sense the thickness of the player character's body, or for the character to jump out of the screen or move into the distance. In other words, it is difficult to get a strong sense of realism or presence in conventional video games using two-dimensional images. On the other hand, content experience systems 1 and 1B provide a sense of three-dimensionality compared to video games using two-dimensional images, which not only improves the sense of realism and character presence, but also makes it possible to create new effects using binocular parallax and motion parallax.

(第1実施形態)
[立体画像生成装置の構成]
図6を参照し、立体画像生成装置3の構成について説明する。
図6に示すように、立体画像生成装置3は、記憶部30と、操作信号変換部31と、多視点画像生成部32と、立体画像変換部33とを備える。なお、図6の立体画像生成装置3は、ユーザUが一人で視点追従機能が無い場合のシステム構成(図1の第1構成)に対応する。
First Embodiment
[Configuration of stereoscopic image generating device]
The configuration of the stereoscopic image generating device 3 will be described with reference to FIG.
As shown in Fig. 6, the stereoscopic image generating device 3 includes a storage unit 30, an operation signal conversion unit 31, a multi-viewpoint image generating unit 32, and a stereoscopic image conversion unit 33. Note that the stereoscopic image generating device 3 in Fig. 6 corresponds to the system configuration (the first configuration in Fig. 1) in the case where there is only one user U and there is no viewpoint tracking function.

記憶部30は、インタラクティブコンテンツの3次元CGシーンMを記憶するメモリ、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)などの記憶装置である。ここで、コンテンツ体験システム1の使用者が、所望の3次元CGシーンMを記憶部30に予め記憶させておくこととする。例えば、3次元CGシーンMは、対戦型格闘ゲームの場合、二人以上のプレイヤーキャラクタモデルや背景モデルで構成されている。以後の説明では、仮想カメラのカメラワークに関する処理を主に説明し、インタラクティブコンテンツの一般的な制作方法の説明は省略する。 The storage unit 30 is a storage device such as a memory, HDD (Hard Disk Drive), or SSD (Solid State Drive) that stores three-dimensional CG scenes M of interactive content. Here, it is assumed that a user of the content experience system 1 stores a desired three-dimensional CG scene M in advance in the storage unit 30. For example, in the case of a fighting game, the three-dimensional CG scene M is composed of two or more player character models and a background model. In the following explanation, the processing related to the camerawork of the virtual camera will be mainly explained, and a description of the general production method of interactive content will be omitted.

操作信号変換部31は、ユーザUによる操作信号が入力され、所定の変換規則に基づいて、入力された操作信号を、3次元CGシーンMを仮想的に表示する空間像再生型の仮想ディスプレイの位置、姿勢及びサイズに変換するものである。本実施形態では、操作信号変換部31は、各ユーザUが操作するコントローラ2から操作信号が入力され、この操作信号を仮想ディスプレイの位置、姿勢及びサイズに変換する。そして、操作信号変換部31は、変換された想ディスプレイの位置、姿勢及びサイズを多視点画像生成部32に出力する。 The operation signal conversion unit 31 receives an operation signal from a user U and converts the input operation signal into the position, attitude, and size of a spatial image reproduction type virtual display that virtually displays a three-dimensional CG scene M based on a predetermined conversion rule. In this embodiment, the operation signal conversion unit 31 receives an operation signal from the controller 2 operated by each user U and converts this operation signal into the position, attitude, and size of the virtual display. The operation signal conversion unit 31 then outputs the position, attitude, and size of the converted virtual display to the multi-viewpoint image generation unit 32.

<3次元CGシーンにおける仮想ディスプレイ及び仮想カメラ>
以下、3次元CGシーンMにおける仮想ディスプレイ90及び仮想カメラアレイ91を説明する。
Virtual displays and virtual cameras in 3D CG scenes
A virtual display 90 and a virtual camera array 91 in a three-dimensional CG scene M will now be described.

図7に示すように、立体画像として表示したい3次元CGシーンMに空間像再生型の仮想ディスプレイ90を配置する。そして、この仮想ディスプレイ90を仮想カメラアレイ91で撮影することで、立体画像(要素画像E)を生成できる。例えば、仮想ディスプレイ90は、インテグラル方式と同様、ディスプレイ及びレンズアレイを備える仮想的なディスプレイである。また、仮想カメラアレイ91は、2次元方向に複数の仮想カメラ92が配置されたものである。ここでは、仮想カメラアレイ91は、仮想ディスプレイ90のディスプレイ面(仮想ディスプレイ面)から奥行き方向に予め設定した視距離D分だけ離れた位置に等間隔で配置される。なお、視距離Dは、ユーザUから仮想ディスプレイ90までの距離である。 As shown in FIG. 7, a spatial image reproduction type virtual display 90 is placed in a three-dimensional CG scene M to be displayed as a stereoscopic image. A stereoscopic image (element image E) can be generated by photographing this virtual display 90 with a virtual camera array 91. For example, the virtual display 90 is a virtual display equipped with a display and a lens array, similar to the integral method. The virtual camera array 91 has multiple virtual cameras 92 arranged in a two-dimensional direction. Here, the virtual camera array 91 is arranged at equal intervals at positions a predetermined viewing distance D away from the display surface (virtual display surface) of the virtual display 90 in the depth direction. The viewing distance D is the distance from the user U to the virtual display 90.

図7では、仮想カメラアレイ91は、水平方向に配列された5台の仮想カメラ92~92で構成されている。全ての仮想カメラ92~92が仮想ディスプレイ90に正対して配置され、その画角が仮想ディスプレイ90の領域に一致して撮影できるように内部パラメータが予め設定されていることとする。 7, virtual camera array 91 is composed of five virtual cameras 92 1 to 92 5 arranged in the horizontal direction. All virtual cameras 92 1 to 92 5 are arranged facing virtual display 90, and internal parameters are set in advance so that the angles of view of the cameras match the area of virtual display 90 when capturing images.

ここで、ユーザUの両目の中点(視点位置P)が、仮想カメラアレイ91の中心に一致する。また、奥行き方向において、仮想カメラアレイ91の中心が、仮想ディスプレイ90の中心に一致する。なお、図7では、水平方向をx軸、垂直方向をy軸、奥行き方向をz軸とする。 Here, the midpoint of the user U's eyes (viewpoint position P) coincides with the center of the virtual camera array 91. In addition, in the depth direction, the center of the virtual camera array 91 coincides with the center of the virtual display 90. In addition, in FIG. 7, the horizontal direction is the x-axis, the vertical direction is the y-axis, and the depth direction is the z-axis.

一般的な2次元映像を撮影するときのカメラワークは、ドリー(位置変更)、パン・チルト・ロール(姿勢変更)、及び、ズームイン・ズームアウト(焦点距離変更)で構成される。これらの操作を3次元の仮想空間で行う場合、カメラワークは、仮想ディスプレイ90の操作と等しくなる。図8(a)に示すように、仮想カメラ92のドリーは、仮想ディスプレイ90の位置変更に対応する。この図8では、3次元CGシーンMとして、人物及び犬を図示した。また、カメラワーク前の仮想カメラ92の画角αを破線で図示し、カメラワーク後の仮想カメラ92の画角βを実線で図示した。つまり、仮想カメラ92の画角α,βが、カメラワーク前後における仮想ディスプレイ90の位置、姿勢及びサイズの変化を表す。図8(b)に示すように、仮想カメラ92のパン、チルト又はロールは、仮想ディスプレイ90の姿勢変更に対応する。図8(c)に示すように、仮想カメラ92のズームイン又はズームアウトは、仮想ディスプレイ90のサイズの縮小又は拡大に対応する。 The camera work when shooting a general two-dimensional image consists of dolly (position change), pan/tilt/roll (posture change), and zoom in/zoom out (focal length change). When these operations are performed in a three-dimensional virtual space, the camera work is equivalent to the operation of the virtual display 90. As shown in FIG. 8(a), dollying the virtual camera 92 corresponds to changing the position of the virtual display 90. In FIG. 8, a person and a dog are illustrated as the three-dimensional CG scene M. In addition, the angle of view α of the virtual camera 92 before the camera work is illustrated with a dashed line, and the angle of view β of the virtual camera 92 after the camera work is illustrated with a solid line. In other words, the angles of view α and β of the virtual camera 92 represent the changes in the position, posture, and size of the virtual display 90 before and after the camera work. As shown in FIG. 8(b), panning, tilting, or rolling the virtual camera 92 corresponds to changing the posture of the virtual display 90. As shown in FIG. 8(c), zooming in or zooming out of the virtual camera 92 corresponds to reducing or enlarging the size of the virtual display 90.

以上のように、仮想カメラ92のカメラワークは、仮想ディスプレイ90の操作と等価と考えられる。そこで、操作信号変換部31は、ユーザUによる操作をインタラクティブコンテンツに反映させるため、コントローラ2からの操作信号を仮想ディスプレイ90の操作(位置、姿勢及びサイズ)に変換する。 As described above, the camerawork of the virtual camera 92 can be considered equivalent to the operation of the virtual display 90. Therefore, the operation signal conversion unit 31 converts the operation signal from the controller 2 into the operation (position, orientation, and size) of the virtual display 90 in order to reflect the operation by the user U in the interactive content.

ユーザUの操作信号を仮想ディスプレイ90の操作に変換する変換規則は、任意に設定できる。例えば、変換規則は、一人称視点又は三人称視点の場合、ユーザUの操作をそのまま仮想ディスプレイ90の操作として扱う規則とする。また、変換規則は、ゲームステージ内で固定視点の場合、ユーザUがプレイヤーキャラクタをゲームステージの所定位置まで移動させたとき、その位置に応じた視点に切り替える規則としてもよい。 The conversion rules for converting the user U's operation signal into an operation on the virtual display 90 can be set arbitrarily. For example, the conversion rules may be such that, in the case of a first-person or third-person viewpoint, the user U's operation is treated as an operation on the virtual display 90 as is. In addition, the conversion rules may be such that, in the case of a fixed viewpoint within a game stage, when the user U moves the player character to a specific position on the game stage, the viewpoint is switched to one that corresponds to that position.

図6に戻り、立体画像生成装置3の説明を続ける。
多視点画像生成部32は、仮想ディスプレイ90の位置、姿勢及びサイズに応じて、仮想カメラ92を配列した仮想カメラアレイ91のカメラパラメータを剛体変換行列により算出するものである。そして、多視点画像生成部32は、3次元CGシーンMを表示している仮想ディスプレイ90を仮想カメラアレイ91で撮影することで多視点画像を生成する。
Returning to FIG. 6, the description of the stereoscopic image generating device 3 will be continued.
The multi-viewpoint image generating unit 32 calculates the camera parameters of a virtual camera array 91 in which virtual cameras 92 are arranged, using a rigid transformation matrix, in accordance with the position, orientation, and size of the virtual display 90. The multi-viewpoint image generating unit 32 then generates a multi-viewpoint image by capturing an image of the virtual display 90 displaying a three-dimensional CG scene M with the virtual camera array 91.

<カメラワークが反映された多視点画像の生成>
図9を参照し、カメラワークが反映された多視点画像の生成について説明する。
仮想カメラ92のカメラパラメータは、その位置、姿勢及び内部パラメータからなる。また、仮想ディスプレイ90の位置、姿勢及びサイズに応じて、仮想カメラ92のカメラパラメータが変化する。以下、多視点画像Vの生成にあたり、仮想ディスプレイ90の位置及び姿勢と、仮想ディスプレイ90のサイズとを分けて検討する。
<Generating multi-view images reflecting camera work>
Generation of a multi-viewpoint image reflecting camera work will be described with reference to FIG.
The camera parameters of the virtual camera 92 include its position, orientation, and internal parameters. Furthermore, the camera parameters of the virtual camera 92 change depending on the position, orientation, and size of the virtual display 90. Hereinafter, in generating the multi-view image V, the position and orientation of the virtual display 90 and the size of the virtual display 90 will be considered separately.

図9には、仮想空間内の各座標系を図示した。世界座標系Σは、仮想空間内で基準となる3次元座標系であり、所望の位置を原点とする。また、仮想ディスプレイ座標系Σは、仮想ディスプレイ90を基準とする3次元座標系のことであり、例えば、仮想ディスプレイ面の中心を原点とする。また、カメラ座標系Σは、仮想カメラアレイ91を構成する1台の仮想カメラ92を基準とする座標系のことであり、例えば、仮想カメラ92の光学主点を原点とする。 9 illustrates each coordinate system in the virtual space. The world coordinate system ΣW is a three-dimensional coordinate system that serves as a reference in the virtual space, and has a desired position as its origin. The virtual display coordinate system ΣD is a three-dimensional coordinate system that uses the virtual display 90 as its reference, and has, for example, the center of the virtual display surface as its origin. The camera coordinate system ΣC is a coordinate system that uses one virtual camera 92 that constitutes the virtual camera array 91 as its reference, and has, for example, the optical principal point of the virtual camera 92 as its origin.

一般的に座標系は、剛体変換行列により変換可能である。ここで、座標系Σから座標系Σへの変換は、剛体変換行列で表される。この場合、座標系Σにおける3次元点の座標Xは、以下の式(1)により、座標系Σにおける3次元座標Xに変換できる。なお、3次元座標Xでは、左上の添え字が座標系を表し、上付きチルダが同次座標を表す。 Generally, a coordinate system can be transformed by a rigid transformation matrix. Here, transformation from the coordinate system ΣA to the coordinate system ΣB is expressed by the rigid transformation matrix B M A. In this case, the coordinates A X of a three-dimensional point in the coordinate system ΣA can be transformed into three-dimensional coordinates B X in the coordinate system ΣB by the following formula (1). In the three-dimensional coordinates X, the upper left subscript indicates the coordinate system, and the superscript tilde indicates homogeneous coordinates.

Figure 0007701843000001
Figure 0007701843000001

また、3次元座標X=[X,Y,Z]の同次座標を以下の式(2)で表す。なお、添え字Tはベクトルの転置を表す。 Moreover, the homogeneous coordinates of three-dimensional coordinate X=[X, Y, Z] T are expressed by the following formula (2): where the subscript T represents the transpose of a vector.

Figure 0007701843000002
Figure 0007701843000002

図9において、剛体変換行列は、世界座標系Σから仮想ディスプレイ座標系Σへの座標変換を表す。また、剛体変換行列は、仮想ディスプレイ座標系Σからカメラ座標系Σへの座標変換を表す。 9, a rigid transformation matrix D M W represents a coordinate transformation from the world coordinate system Σ W to the virtual display coordinate system Σ D. Also, a rigid transformation matrix C M D represents a coordinate transformation from the virtual display coordinate system Σ D to the camera coordinate system Σ C.

まず、仮想ディスプレイ90の位置及び姿勢について考える。仮想ディスプレイ座標系Σにおけるカメラの位置Pは、以下の式(3)に示すように、世界座標系Σにおけるカメラの位置Pに変換できる。 First, consider the position and orientation of the virtual display 90. The position D P of the camera in the virtual display coordinate system Σ D can be converted to the position W P of the camera in the world coordinate system Σ W as shown in the following equation (3).

Figure 0007701843000003
Figure 0007701843000003

ここで、カメラワークを行わなければ、剛体変換行列は、変化せずに固定値となる。しかし、前記したように、カメラワークを行うので、仮想ディスプレイ90の位置及び姿勢に応じて剛体変換行列が変化する。例えば、剛体変換行列が回転行列及び並進ベクトルで表されるので、仮想ディスプレイ90の位置に合わせて剛体変換行列の並進ベクトルを変化させ、仮想ディスプレイ90の姿勢に合わせて剛体変換行列の回転行列を変化させればよい。 Here, if no camera work is performed, the rigid transformation matrix D M W will not change and will be a fixed value. However, as described above, since camera work is performed, the rigid transformation matrix D M W changes according to the position and attitude of the virtual display 90. For example, since the rigid transformation matrix D M W is expressed by a rotation matrix and a translation vector, it is only necessary to change the translation vector of the rigid transformation matrix D M W in accordance with the position of the virtual display 90, and change the rotation matrix of the rigid transformation matrix D M W in accordance with the attitude of the virtual display 90.

次に、仮想ディスプレイ90のサイズについて考える。仮想ディスプレイ90のサイズを変化させることは、その仮想ディスプレイ90のレンズピッチや焦点距離を変化させることと等価である。また、それに伴って視距離も比例して変化する。従って、仮想ディスプレイ座標系Σにおける仮想カメラ92の位置が変化する。 Next, consider the size of the virtual display 90. Changing the size of the virtual display 90 is equivalent to changing the lens pitch or focal length of the virtual display 90. The viewing distance also changes proportionally accordingly. Therefore, the position of the virtual camera 92 in the virtual display coordinate system ΣD changes.

図10及び図11に示すように、仮想ディスプレイ90のサイズが変化した場合、仮想カメラ92の位置が変化する。図10に示すように、仮想ディスプレイ90が所定のサイズであり、所定の画角で仮想カメラ92,…,92…,92が一定間隔で配置されていることとする(但し、1<K<N)。また、視距離がDであり、各仮想カメラ92のカメラ間隔がWである。このとき、奥行き方向において、仮想カメラアレイ91の中心(仮想カメラ92)と仮想ディスプレイ90の中心とが一致する。図11に示すように、仮想ディスプレイ90のサイズをa倍にした場合、視距離がaDとなり、各仮想カメラ92のカメラ間隔がaWとなる。このとき、仮想カメラ92の姿勢及び内部パラメータは変化しない。 As shown in Fig. 10 and Fig. 11, when the size of the virtual display 90 changes, the position of the virtual camera 92 changes. As shown in Fig. 10, the virtual display 90 has a predetermined size, and virtual cameras 92 1 , ..., 92 K ..., 92 N are arranged at regular intervals with a predetermined angle of view (where 1<K<N). In addition, the viewing distance is D, and the camera interval between each virtual camera 92 is W. At this time, the center of the virtual camera array 91 (virtual camera 92 K ) and the center of the virtual display 90 coincide with each other in the depth direction. As shown in Fig. 11, when the size of the virtual display 90 is multiplied by a, the viewing distance becomes aD, and the camera interval between each virtual camera 92 becomes aW. At this time, the attitude and internal parameters of the virtual camera 92 do not change.

以上のように、多視点画像生成部32は、式(3)の剛体変換行列を用いて、仮想ディスプレイ90の位置、姿勢及びサイズに応じて、仮想カメラ92毎にカメラパラメータを算出する。そして、多視点画像生成部32は、各仮想カメラ92で仮想ディスプレイ90を撮影することで多視点画像を生成し、生成した多視点画像を立体画像変換部33に出力する。 As described above, the multi-viewpoint image generation unit 32 uses the rigid transformation matrix of equation (3) to calculate camera parameters for each virtual camera 92 according to the position, orientation, and size of the virtual display 90. The multi-viewpoint image generation unit 32 then generates a multi-viewpoint image by capturing an image of the virtual display 90 with each virtual camera 92, and outputs the generated multi-viewpoint image to the stereoscopic image conversion unit 33.

図6に戻り、立体画像生成装置3の説明を続ける。
立体画像変換部33は、多視点画像生成部32が生成した多視点画像を立体画像に変換するものである。本実施形態では、立体画像変換部33は、図12に示すように、多視点画像生成部32から入力された多視点画像Vの画素位置を並べ替えることで、多視点画像Vを要素画像Eに変換する。そして、立体画像変換部33は、変換した要素画像Eを立体ディスプレイ4に出力する。この要素画像Eを立体ディスプレイ4に表示すると、ユーザUが立体像を見ることができる。
Returning to FIG. 6, the description of the stereoscopic image generating device 3 will be continued.
The stereoscopic image conversion unit 33 converts the multi-viewpoint image generated by the multi-viewpoint image generation unit 32 into a stereoscopic image. In this embodiment, as shown in Fig. 12, the stereoscopic image conversion unit 33 converts the multi-viewpoint image V input from the multi-viewpoint image generation unit 32 into an element image E by rearranging the pixel positions of the multi-viewpoint image V. Then, the stereoscopic image conversion unit 33 outputs the converted element image E to the stereoscopic display 4. When this element image E is displayed on the stereoscopic display 4, the user U can see a stereoscopic image.

[立体画像生成装置の動作]
図13を参照し、立体画像生成装置3の動作について説明する。
ここでは、記憶部30に3次元CGシーンMが予め記憶されていることとする。
[Operation of stereoscopic image generating device]
The operation of the stereoscopic image generating device 3 will be described with reference to FIG.
It is assumed here that a three-dimensional CG scene M is stored in advance in the storage unit 30 .

ステップS1において、操作信号変換部31は、ユーザUによる操作信号が入力され、所定の変換規則に基づいて、入力された操作信号を仮想ディスプレイ90の位置、姿勢及びサイズに変換する。例えば、変換規則は、一人称視点又は三人称視点の場合、ユーザUの操作をそのまま仮想ディスプレイ90の操作として扱う規則とする。また、変換規則は、ゲームステージ内で固定視点の場合、ユーザUがプレイヤーキャラクタをゲームステージの所定位置まで移動させたとき、その位置に応じた視点に切り替える規則としてもよい。 In step S1, the operation signal conversion unit 31 receives an operation signal from the user U and converts the input operation signal into the position, attitude, and size of the virtual display 90 based on a predetermined conversion rule. For example, the conversion rule may be such that, in the case of a first-person or third-person viewpoint, the operation of the user U is treated as an operation of the virtual display 90 as is. In addition, the conversion rule may be such that, in the case of a fixed viewpoint within a game stage, when the user U moves the player character to a predetermined position in the game stage, the viewpoint is switched to one that corresponds to that position.

ステップS2において、多視点画像生成部32は、仮想ディスプレイ90の位置、姿勢及びサイズに応じて、仮想カメラ92を配列した仮想カメラアレイ91のカメラパラメータを剛体変換行列により算出する。ここで、多視点画像生成部32は、前記した式(3)の剛体変換行列を用いて、仮想ディスプレイ90の位置、姿勢及びサイズに応じて、仮想カメラ92毎にカメラパラメータを算出する。そして、多視点画像生成部32は、各仮想カメラ92で仮想ディスプレイ90を撮影することで多視点画像Vを生成する。 In step S2, the multi-viewpoint image generation unit 32 calculates the camera parameters of the virtual camera array 91 in which the virtual cameras 92 are arranged, using a rigid transformation matrix, according to the position, orientation, and size of the virtual display 90. Here, the multi-viewpoint image generation unit 32 calculates the camera parameters for each virtual camera 92, according to the position, orientation, and size of the virtual display 90, using the rigid transformation matrix of the above-mentioned formula (3). Then, the multi-viewpoint image generation unit 32 generates a multi-viewpoint image V by photographing the virtual display 90 with each virtual camera 92.

ステップS3において、立体画像変換部33は、多視点画像生成部32が生成した多視点画像Vを立体画像に変換するものである。本実施形態では、立体画像変換部33は、図12に示すように、多視点画像生成部32から入力された多視点画像Vの画素位置を並べ替えることで、多視点画像Vを要素画像Eに変換する。 In step S3, the stereoscopic image conversion unit 33 converts the multi-viewpoint image V generated by the multi-viewpoint image generation unit 32 into a stereoscopic image. In this embodiment, the stereoscopic image conversion unit 33 converts the multi-viewpoint image V into an element image E by rearranging the pixel positions of the multi-viewpoint image V input from the multi-viewpoint image generation unit 32, as shown in FIG. 12.

[作用・効果]
仮想カメラ92のカメラワークは、仮想ディスプレイの位置、姿勢及びサイズの変更と等価であると考えられる。そこで、第1実施形態に係る立体画像生成装置3は、ユーザUの操作を仮想ディスプレイ90の位置、姿勢及びサイズに反映し、この仮想ディスプレイ90を仮想カメラアレイ91で撮影する。これにより、立体画像生成装置3は、テレビゲームなどのインタラクティブコンテンツの演出のために、ユーザUの操作を仮想カメラのカメラワークに簡易に反映させることができる。
[Action and Effects]
The camerawork of the virtual camera 92 is considered to be equivalent to changes in the position, attitude, and size of the virtual display. Therefore, the stereoscopic image generating device 3 according to the first embodiment reflects the operation of the user U in the position, attitude, and size of the virtual display 90, and captures the virtual display 90 with the virtual camera array 91. In this way, the stereoscopic image generating device 3 can easily reflect the operation of the user U in the camerawork of the virtual camera in order to produce interactive content such as a video game.

(第2実施形態)
[立体画像生成装置の構成]
図14を参照し、第2実施形態に係る立体画像生成装置3の構成について、第1実施形態と異なる点を説明する。
インテグラル方式の立体ディスプレイ4は、ディスプレイ面から離れるほど空間解像度が低下するという特性がある。この場合、ディスプレイ面から離れたオブジェクトを再現しようとした場合、視覚的に正しく認識することが難しく、非常に見づらい立体画像になってしまう。つまり、立体ディスプレイ4は、立体画像として再現できる3次元CGシーンMの奥行き範囲が狭くなっている。このため、立体画像生成装置3は、立体ディスプレイ4に合わせて3次元CGシーンMの奥行きを圧縮する点が、第1実施形態と異なる。
Second Embodiment
[Configuration of stereoscopic image generating device]
With reference to FIG. 14, the configuration of a stereoscopic image generating device 3 according to the second embodiment will be described with respect to differences from the first embodiment.
The integral type three-dimensional display 4 has a characteristic that the spatial resolution decreases the further away from the display surface. In this case, when an object far from the display surface is reproduced, it is difficult to visually recognize it correctly, resulting in a three-dimensional image that is very difficult to see. In other words, the three-dimensional display 4 has a narrow depth range of the three-dimensional CG scene M that can be reproduced as a three-dimensional image. For this reason, the three-dimensional image generating device 3 differs from the first embodiment in that it compresses the depth of the three-dimensional CG scene M to match the three-dimensional display 4.

図14に示すように、立体画像生成装置3は、記憶部30と、操作信号変換部31と、多視点画像生成部32と、立体画像変換部33と、奥行き圧縮部34とを備える。なお、多視点画像生成部32及び奥行き圧縮部34以外の各手段は、第1実施形態と同様のため、説明を省略する。 As shown in FIG. 14, the stereoscopic image generating device 3 includes a storage unit 30, an operation signal conversion unit 31, a multi-viewpoint image generating unit 32, a stereoscopic image conversion unit 33, and a depth compression unit 34. Note that each unit other than the multi-viewpoint image generating unit 32 and the depth compression unit 34 is the same as in the first embodiment, and therefore a description thereof will be omitted.

奥行き圧縮部34は、予め設定した奥行き圧縮関数を用いて、3次元CGシーンMの奥行きを圧縮するものである。本実施形態では、奥行き圧縮部34は、記憶部30に記憶されている3次元CGシーンMを奥行き圧縮する。ここで、奥行き圧縮部34は、線形奥行き圧縮関数又は非線形奥行き圧縮関数の何れを用いてもよい(参考文献2,3)。このとき、コンテンツ体験システム1の使用者が何れの奥行き圧縮関数を用いるか、奥行き圧縮部34に設定することとする。線形奥行き圧縮関数は、奥行き方向において、3次元CGシーンMの全体を均等に圧縮する関数であり、例えば、1次関数で表される。また、非線形奥行き圧縮関数は、奥行き方向において、空間解像度が高い範囲で圧縮率が小さくなるように3次元CGシーンMを圧縮する関数であり、例えば、シグモイド関数で表される。そして、奥行き圧縮部34は、奥行き圧縮後の3次元CGシーンMを多視点画像生成部32に出力する。 The depth compression unit 34 compresses the depth of the three-dimensional CG scene M using a preset depth compression function. In this embodiment, the depth compression unit 34 compresses the depth of the three-dimensional CG scene M stored in the storage unit 30. Here, the depth compression unit 34 may use either a linear depth compression function or a nonlinear depth compression function (References 2 and 3). At this time, the user of the content experience system 1 sets in the depth compression unit 34 which depth compression function to use. The linear depth compression function is a function that uniformly compresses the entire three-dimensional CG scene M in the depth direction, and is expressed by, for example, a linear function. The nonlinear depth compression function is a function that compresses the three-dimensional CG scene M in the depth direction so that the compression rate is small in the range where the spatial resolution is high, and is expressed by, for example, a sigmoid function. Then, the depth compression unit 34 outputs the three-dimensional CG scene M after the depth compression to the multi-viewpoint image generation unit 32.

参考文献2:Y. Sawahata and T. Morita, “Estimating Depth Range Required for 3-D Displays to Show Depth-Compressed Scenes Without Inducing Sense of Unnaturalness”, IEEE Transactions on Broadcasting, Vol. 64, No. 2, pp. 488 - 497 (2018)
参考文献3:澤畠、「空間認知特性に基づいた自然なインテグラル立体表示技術」、日本放送協会、NHK技研 R&D/No.164、2017年8月
Reference 2: Y. Sawahata and T. Morita, “Estimating Depth Range Required for 3-D Displays to Show Depth-Compressed Scenes Without Inducing Sense of Unnaturalness”, IEEE Transactions on Broadcasting, Vol. 64, No. 2, pp. 488 - 497 (2018)
Reference 3: Sawabata, "Natural integral 3D display technology based on spatial cognition characteristics," Japan Broadcasting Corporation, NHK Research and Development R&D/No. 164, August 2017

多視点画像生成部32は、奥行き圧縮後の3次元CGシーンMを表示している仮想ディスプレイ90を仮想カメラアレイ91で撮影するものである。本実施形態では、多視点画像生成部32は、奥行き圧縮部34から3次元CGシーンMが入力される以外、第1実施形態と同様のため、これ以上の説明を省略する。 The multi-viewpoint image generating unit 32 uses a virtual camera array 91 to capture an image of a virtual display 90 displaying the depth-compressed 3D CG scene M. In this embodiment, the multi-viewpoint image generating unit 32 is similar to the first embodiment except that the 3D CG scene M is input from the depth compression unit 34, and therefore further explanation is omitted.

[作用・効果]
以上のように、第2実施形態に係る立体画像生成装置3は、第1実施形態と同様、ユーザUの操作を仮想カメラのカメラワークに簡易に反映させることができる。
さらに、立体画像生成装置3は、3次元CGシーンMを奥行き圧縮するので、広い奥行き範囲を有するインタラクティブコンテンツであっても、空間解像度の低下を抑制し、高品質な立体画像を表示できる。
[Action and Effects]
As described above, the stereoscopic image generating device 3 according to the second embodiment can easily reflect the operation of the user U in the camerawork of the virtual camera, similarly to the first embodiment.
Furthermore, since the stereoscopic image generating device 3 compresses the depth of the three-dimensional CG scene M, even for interactive content having a wide depth range, degradation of spatial resolution is suppressed, and high-quality stereoscopic images can be displayed.

(変形例1)
なお、第1,2実施形態では、コンテンツ体験システム1がコントローラ2及び立体ディスプレイ4を1個のみ備え、図1のシステム構成に対応するものとして説明したが、これに限定されない。
例えば、コンテンツ体験システム1が複数のコントローラ2を備え、複数のユーザUに対応したシステム構成(図3の第2構成)としてもよい。この場合、操作信号変換部31は、各コントローラ2からの操作信号を平均し、複数のユーザUによる操作をカメラワークに変換する。また、操作信号変換部31は、先に操作を行っているユーザUの操作信号が反映されるように、その操作信号をカメラワークに変換してもよい。
(Variation 1)
In the first and second embodiments, the content experience system 1 is described as including only one controller 2 and one stereoscopic display 4, and corresponds to the system configuration of FIG. 1, but is not limited to this.
For example, the content experience system 1 may be provided with a plurality of controllers 2, and may have a system configuration (second configuration in FIG. 3) corresponding to a plurality of users U. In this case, the operation signal conversion unit 31 averages the operation signals from the respective controllers 2 and converts the operations by the plurality of users U into camerawork. Furthermore, the operation signal conversion unit 31 may convert the operation signal into camerawork so that the operation signal of the user U who is performing the operation first is reflected.

(第3実施形態)
[立体画像生成装置の構成]
図15を参照し、第3実施形態に係る立体画像生成装置3Bの構成について、第1実施形態と異なる点を説明する。
第3実施形態に係る立体画像生成装置3Bは、視点追従機能を有する点が、第1実施形態と異なる。なお、図15の立体画像生成装置3Bは、ユーザUが一人で視点追従機能が有る場合のシステム構成(図4の第3構成)に対応する。
Third Embodiment
[Configuration of stereoscopic image generating device]
With reference to FIG. 15, the configuration of a stereoscopic image generating device 3B according to the third embodiment will be described with respect to differences from the first embodiment.
The stereoscopic image generating device 3B according to the third embodiment is different from the first embodiment in that it has a viewpoint tracking function. Note that the stereoscopic image generating device 3B in Fig. 15 corresponds to the system configuration (the third configuration in Fig. 4) in the case where there is only one user U and the viewpoint tracking function is provided.

図15に示すように、立体画像生成装置3Bは、記憶部30と、操作信号変換部31と、多視点画像生成部32Bと、立体画像変換部33Bと、視点位置検出部35とを備える。なお、多視点画像生成部32及び視点位置検出部35以外の各手段は、第1実施形態と同様のため、説明を省略する。 As shown in FIG. 15, the stereoscopic image generating device 3B includes a storage unit 30, an operation signal conversion unit 31, a multi-viewpoint image generating unit 32B, a stereoscopic image conversion unit 33B, and a viewpoint position detection unit 35. Note that each unit other than the multi-viewpoint image generating unit 32 and the viewpoint position detection unit 35 is the same as in the first embodiment, and therefore a description thereof will be omitted.

視点位置検出部35は、ユーザU毎の視点位置を検出するものである。本実施形態では、カメラ5から入力された各ユーザUの顔領域画像から、既知の手法を用いて、視点位置としてユーザUの両目の中間位置を検出する(参考文献4,5)。本実施形態では、ユーザUが一人のため、視点位置検出部35は、一人分の視点位置を検出する。そして、視点位置検出部35は、検出したユーザUの視点位置を多視点画像生成部32Bに出力する。 The viewpoint position detection unit 35 detects the viewpoint position of each user U. In this embodiment, a known method is used to detect the midpoint between the eyes of the user U from the facial area image of each user U input from the camera 5 as the viewpoint position (References 4 and 5). In this embodiment, since there is only one user U, the viewpoint position detection unit 35 detects the viewpoint position of one person. Then, the viewpoint position detection unit 35 outputs the detected viewpoint position of the user U to the multi-viewpoint image generation unit 32B.

参考文献4:特開2019-213127号公報
参考文献5:岡市、「視点追従型インテグラル3D映像表示システムの開発」、映像情報メディア学会誌、Vol.75、No.1、pp.125-130(2021)
Reference 4: JP 2019-213127 A Reference 5: Okaichi, "Development of a viewpoint tracking integral 3D image display system," Journal of the Institute of Image Information and Television Engineers, Vol. 75, No. 1, pp. 125-130 (2021)

多視点画像生成部32Bは、視点位置検出部35から入力された視点位置に応じて剛体変換行列を変化させ、ユーザU毎の剛体変換行列を用いて、ユーザU毎に多視点画像Vを生成するものである。ここで、多視点画像生成部32Bは、各ユーザUの視点位置から剛体変換行列をそれぞれ求め、各ユーザUの視点位置に対応した多視点画像Vを生成する。なお、本実施形態では、ユーザUが一人のため、多視点画像生成部32Bは、一人分の多視点画像を検出する。 The multi-viewpoint image generating unit 32B changes the rigid transformation matrix according to the viewpoint position input from the viewpoint position detecting unit 35, and generates a multi-viewpoint image V for each user U using the rigid transformation matrix for each user U. Here, the multi-viewpoint image generating unit 32B finds a rigid transformation matrix from the viewpoint position of each user U, and generates a multi-viewpoint image V corresponding to the viewpoint position of each user U. In this embodiment, since there is only one user U, the multi-viewpoint image generating unit 32B detects a multi-viewpoint image for one person.

<視点位置に応じた多視点画像の生成>
図16を参照し、視点位置に応じた多視点画像Vの生成について説明する。
視点追従機能が有る場合、仮想カメラアレイ91の各仮想カメラ92の位置及び内部パラメータは、ユーザUの視点位置に応じて変化する。図16に示すように、ユーザUの視点位置Pが移動した場合、移動後の視点位置Pに応じて、仮想カメラアレイ91の各仮想カメラ92の位置及び内部パラメータを設定する。
<Generating multi-viewpoint images according to viewpoint position>
The generation of a multi-viewpoint image V according to the viewpoint position will be described with reference to FIG.
When the viewpoint tracking function is provided, the position and internal parameters of each virtual camera 92 in the virtual camera array 91 change according to the viewpoint position of the user U. As shown in Fig. 16, when the viewpoint position P of the user U moves, the position and internal parameters of each virtual camera 92 in the virtual camera array 91 are set according to the viewpoint position P after the movement.

具体的には、視点追従機能が有る場合、仮想ディスプレイ座標系Σからカメラ座標系Σへの剛体変換行列が変化する。このとき、仮想カメラ92の位置は変化するが、仮想カメラ92の姿勢は変化しない。つまり、剛体変換行列では、以下の式(4)に示すように、並進ベクトルTが視点位置に応じて変化する一方、回転行列が単位行列になる。 Specifically, when the viewpoint tracking function is provided, the rigid transformation matrix CMD from the virtual display coordinate system ΣD to the camera coordinate system ΣC changes. At this time, the position of the virtual camera 92 changes, but the attitude of the virtual camera 92 does not change. That is, in the rigid transformation matrix CMD , as shown in the following formula (4), the translation vector CT changes according to the viewpoint position, while the rotation matrix CRD becomes a unit matrix.

Figure 0007701843000004
Figure 0007701843000004

以上より、多視点画像生成部32Bは、式(4)を用いて、ユーザUの視点位置に応じて剛体変換行列を変化させ、ユーザU毎に仮想カメラアレイ91を設定する。その後、多視点画像生成部32Bは、第1実施形態と同様に多視点画像を生成し、生成した多視点画像を立体画像変換部33Bに出力する。 From the above, the multi-viewpoint image generation unit 32B uses equation (4) to change the rigid transformation matrix C M D in accordance with the viewpoint position of the user U, and sets a virtual camera array 91 for each user U. Thereafter, the multi-viewpoint image generation unit 32B generates a multi-viewpoint image in the same manner as in the first embodiment, and outputs the generated multi-viewpoint image to the stereoscopic image conversion unit 33B.

図15に戻り、立体画像生成装置3Bの構成について説明を続ける。
立体画像変換部33Bは、ユーザU毎に多視点画像を立体画像に変換するものである。ここでは、ユーザUが一人のため、立体画像変換部33Bは、一人分の立体画像を変換する。なお、立体画像変換部33Bによる立体映像の変換方法は、第1実施形態と同様のため、説明を省略する。そして、立体画像変換部33Bは、ユーザU毎に生成した立体画像(要素画像E)を、各ユーザUに対応した立体ディスプレイ4に出力する。
Returning to FIG. 15, the description of the configuration of the stereoscopic image generating device 3B will be continued.
The stereoscopic image conversion unit 33B converts the multi-viewpoint image into a stereoscopic image for each user U. In this example, since there is only one user U, the stereoscopic image conversion unit 33B converts a stereoscopic image for one person. Note that the method of converting a stereoscopic video by the stereoscopic image conversion unit 33B is the same as in the first embodiment, and therefore a description thereof will be omitted. Then, the stereoscopic image conversion unit 33B outputs the stereoscopic image (element image E) generated for each user U to the stereoscopic display 4 corresponding to each user U.

[作用・効果]
以上のように、第3実施形態に係る立体画像生成装置3Bは、第1実施形態と同様、ユーザUの操作を仮想カメラのカメラワークに簡易に反映させることができる。
さらに、立体画像生成装置3Bは、視点追従機能により、ユーザUの両眼がある領域にのみ立体画像を表示できる。これにより、立体ディスプレイ4が焦点距離の長いレンズアレイを使用できるので、その光線密度により奥行き範囲を拡大できる。さらに、立体画像生成装置3Bは、視点追従機能により視域を拡大し、高品質な立体画像を表示できる。
[Action and Effects]
As described above, the stereoscopic image generating device 3B according to the third embodiment can easily reflect the operation of the user U in the camerawork of the virtual camera, similarly to the first embodiment.
Furthermore, the stereoscopic image generating device 3B can display a stereoscopic image only in the area where both eyes of the user U are located by using a viewpoint tracking function. This allows the stereoscopic display 4 to use a lens array with a long focal length, and the depth range can be expanded by the light density. Furthermore, the stereoscopic image generating device 3B can expand the viewing zone by using the viewpoint tracking function, and display a high-quality stereoscopic image.

(変形例2)
なお、視点位置検出部35は、検出した視点位置の数に基づいて、ユーザUが複数であるか否かを判定してもよい。例えば、視点位置検出部35は、顔領域画像に含まれる眼の数を2で除算し(小数点以下切り捨て)、その値をユーザUの人数とすればよい。
(Variation 2)
The viewpoint position detection unit 35 may determine whether there is a plurality of users U based on the number of detected viewpoint positions. For example, the viewpoint position detection unit 35 may divide the number of eyes included in the face area image by 2 (rounding down to the nearest whole number) and determine the result as the number of users U.

そして、多視点画像生成部32Bは、ユーザUが複数と判定された場合、ユーザU毎に多視点画像Vを生成してもよい。さらに、立体画像変換部33Bは、ユーザUが複数と判定された場合、ユーザU毎に多視点画像Vを立体画像(要素画像E)に変換してもよい。 Then, if it is determined that there are multiple users U, the multi-viewpoint image generating unit 32B may generate a multi-viewpoint image V for each user U. Furthermore, if it is determined that there are multiple users U, the stereoscopic image converting unit 33B may convert the multi-viewpoint image V into a stereoscopic image (element image E) for each user U.

このように、ユーザUの人数に応じて、視点追従機能の有無を切り替えることが可能となり、コンテンツ体験システム1Bは、システム構成がより柔軟となり、汎用性をさらに向上させることができる。 In this way, it is possible to switch between the presence and absence of the viewpoint tracking function depending on the number of users U, making the content experience system 1B's system configuration more flexible and further improving its versatility.

(第4実施形態)
[立体画像生成装置の構成]
図17を参照し、第4実施形態に係る立体画像生成装置3Bの構成について、第3実施形態と異なる点を説明する。
第4実施形態に係る立体画像生成装置3Bは、3次元CGシーンMの奥行きを圧縮する点が、第3実施形態と異なる。
Fourth Embodiment
[Configuration of stereoscopic image generating device]
With reference to FIG. 17, the configuration of a stereoscopic image generating device 3B according to the fourth embodiment will be described with respect to differences from the third embodiment.
A stereoscopic image generating device 3B according to the fourth embodiment differs from the third embodiment in that the depth of the three-dimensional CG scene M is compressed.

図17に示すように、立体画像生成装置3Bは、記憶部30と、操作信号変換部31と、多視点画像生成部32Bと、立体画像変換部33Bと、奥行き圧縮部34と、視点位置検出部35とを備える。 As shown in FIG. 17, the stereoscopic image generating device 3B includes a memory unit 30, an operation signal conversion unit 31, a multi-viewpoint image generating unit 32B, a stereoscopic image conversion unit 33B, a depth compression unit 34, and a viewpoint position detection unit 35.

多視点画像生成部32Bは、奥行き圧縮後の3次元CGシーンMが再生されている仮想ディスプレイ90を仮想カメラアレイ91で撮影するものである。本実施形態では、多視点画像生成部32Bは、奥行き圧縮部34から3次元CGシーンMが入力される以外、第3実施形態と同様のため、これ以上の説明を省略する。 The multi-viewpoint image generating unit 32B uses a virtual camera array 91 to capture an image of a virtual display 90 on which the depth-compressed 3D CG scene M is being played. In this embodiment, the multi-viewpoint image generating unit 32B is the same as in the third embodiment except that the 3D CG scene M is input from the depth compression unit 34, and therefore further explanation is omitted.

なお、記憶部30、操作信号変換部31、立体画像変換部33B及び視点位置検出部35は、第3実施形態と同様のため、説明を省略する。
また、奥行き圧縮部34は、第2実施形態と同様のため、説明を省略する。
The storage unit 30, the operation signal conversion unit 31, the stereoscopic image conversion unit 33B, and the viewpoint position detection unit 35 are similar to those in the third embodiment, and therefore their description will be omitted.
Moreover, the depth compression section 34 is similar to that in the second embodiment, and therefore a description thereof will be omitted.

[作用・効果]
以上のように、第3実施形態に係る立体画像生成装置3Bは、第3実施形態と同様、ユーザUの操作を仮想カメラのカメラワークに簡易に反映させることができる。
さらに、立体画像生成装置3Bは、第3実施形態と同様、奥行き範囲を拡大すると共に、視点追従機能により視域を拡大し、高品質な立体画像を表示できる。
さらに、立体画像生成装置3Bは、第2実施形態と同様、空間解像度の低下を抑制し、高品質な立体画像を表示できる。
[Action and Effects]
As described above, the stereoscopic image generating device 3B according to the third embodiment can easily reflect the operation of the user U in the camerawork of the virtual camera, similarly to the third embodiment.
Furthermore, similarly to the third embodiment, the stereoscopic image generating device 3B can expand the depth range and also expand the viewing zone by using the viewpoint tracking function, thereby displaying a high-quality stereoscopic image.
Furthermore, similarly to the second embodiment, the stereoscopic image generating device 3B can suppress a decrease in spatial resolution and display a high-quality stereoscopic image.

(変形例3)
なお、第3,4実施形態では、コンテンツ体験システム1Bがコントローラ2及び立体ディスプレイ4を1個のみ備え、図4のシステム構成に対応するものとして説明したが、これに限定されない。
例えば、コンテンツ体験システム1Bが複数のコントローラ2及び立体ディスプレイ4を備え、複数のユーザUに対応したシステム構成(図5の第4構成)としてもよい。
(Variation 3)
In the third and fourth embodiments, the content experience system 1B is described as including only one controller 2 and one stereoscopic display 4, and corresponds to the system configuration of FIG. 4, but the present invention is not limited to this.
For example, the content experience system 1B may have a plurality of controllers 2 and three-dimensional displays 4, and may have a system configuration corresponding to a plurality of users U (fourth configuration in FIG. 5).

(その他変形例)
以上、各実施形態を詳述してきたが、本発明は前記した各実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
前記した各実施形態では、空間像再生方式がインテグラル方式であることとして説明したが、これに限定されない。例えば、空間像再生方式がレンチュキュラ方式であってもよい。この場合、立体ディスプレイは、かまぼこ状のレンチュキュラレンズを1次元方向に配列したレンチュキュラレンズアレイと、表示素子とを備えればよい。この場合、多視点画像生成部は、仮想カメラを1次元方向に配列した仮想カメラアレイを用いればよい。
(Other Modifications)
Although each embodiment has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes design modifications and the like within the scope of the present invention.
In the above-described embodiments, the spatial image reproduction method is described as being an integral method, but is not limited thereto. For example, the spatial image reproduction method may be a lenticular method. In this case, the stereoscopic display may include a lenticular lens array in which semi-cylindrical lenticular lenses are arranged in a one-dimensional direction, and a display element. In this case, the multi-viewpoint image generating unit may use a virtual camera array in which virtual cameras are arranged in a one-dimensional direction.

前記した各実施形態では、立体画像生成装置が独立したハードウェアであることとして説明したが、本発明は、これに限定されない。例えば、本発明は、コンピュータが備えるCPU、メモリ、ハードディスク等のハードウェア資源を、前記した立体画像生成装置として機能させるためのプログラムで実現することもできる。このプログラムは、通信回線を介して配布してもよく、CD-ROMやフラッシュメモリ等の記録媒体に書き込んで配布してもよい。 In each of the above-described embodiments, the stereoscopic image generating device has been described as independent hardware, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be realized by a program for causing hardware resources such as a CPU, memory, and hard disk of a computer to function as the stereoscopic image generating device described above. This program may be distributed via a communication line, or may be written to a recording medium such as a CD-ROM or flash memory and distributed.

1,1B コンテンツ体験システム
2 コントローラ
3,3B 立体画像生成装置
4 立体ディスプレイ
5 カメラ
30 記憶部
31 操作信号変換部
32,32B 多視点画像生成部
33,33B 立体画像変換部
34 奥行き圧縮部
35 視点位置検出部
90 仮想ディスプレイ
91 仮想カメラアレイ
92 仮想カメラ
E 要素画像
M 3次元CGシーン
V 多視点画像
Reference Signs List 1, 1B Content experience system 2 Controller 3, 3B Stereoscopic image generating device 4 Stereoscopic display 5 Camera 30 Memory unit 31 Operation signal conversion unit 32, 32B Multi-viewpoint image generating unit 33, 33B Stereoscopic image conversion unit 34 Depth compression unit 35 Viewpoint position detection unit 90 Virtual display 91 Virtual camera array 92 Virtual camera E Element image M Three-dimensional CG scene V Multi-viewpoint image

Claims (5)

ユーザの操作が反映されるインタラクティブコンテンツとして、空間像再生方式の立体画像を生成する立体画像生成装置であって、
前記ユーザによる操作信号が入力され、所定の変換規則に基づいて、入力された前記操作信号を、3次元CGシーンを仮想的に表示する空間像再生型の仮想ディスプレイの位置、姿勢及びサイズに変換する操作信号変換部と、
前記仮想ディスプレイの位置、姿勢及びサイズに応じて、仮想カメラを配列した仮想カメラアレイのカメラパラメータを剛体変換行列により算出し、前記3次元CGシーンを表示している前記仮想ディスプレイを前記仮想カメラアレイで撮影することで多視点画像を生成する多視点画像生成部と、
前記多視点画像生成部が生成した多視点画像を前記立体画像に変換する立体画像変換部と、
を備えることを特徴とする立体画像生成装置。
A stereoscopic image generating device that generates a stereoscopic image by a spatial image reproduction method as interactive content reflecting a user's operation, comprising:
an operation signal conversion unit which receives an operation signal from the user and converts the input operation signal into a position, an attitude and a size of a spatial image reproduction type virtual display which virtually displays a three-dimensional CG scene based on a predetermined conversion rule;
a multi-viewpoint image generating unit that calculates camera parameters of a virtual camera array in which virtual cameras are arranged, based on a rigid body transformation matrix, in accordance with a position, orientation, and size of the virtual display, and generates a multi-viewpoint image by capturing an image of the virtual display displaying the three-dimensional CG scene with the virtual camera array;
a stereoscopic image conversion unit that converts the multi-viewpoint image generated by the multi-viewpoint image generation unit into the stereoscopic image;
A stereoscopic image generating device comprising:
予め設定した奥行き圧縮関数を用いて、前記3次元CGシーンの奥行きを圧縮する奥行き圧縮部、をさらに備え、
前記多視点画像生成部は、奥行き圧縮後の前記3次元CGシーンを表示している前記仮想ディスプレイを前記仮想カメラアレイで撮影することを特徴とする請求項1に記載の立体画像生成装置。
a depth compression unit that compresses the depth of the three-dimensional CG scene using a preset depth compression function;
2. The stereoscopic image generating device according to claim 1, wherein the multi-viewpoint image generating section captures the virtual display displaying the depth-compressed three-dimensional CG scene with the virtual camera array.
前記ユーザ毎の視点位置を検出する視点位置検出部、をさらに備え、
前記多視点画像生成部は、前記視点位置に応じて前記剛体変換行列を変化させ、前記ユーザ毎の剛体変換行列を用いて、前記ユーザ毎に前記多視点画像を生成し、
前記立体画像変換部は、前記ユーザ毎に前記多視点画像を前記立体画像に変換することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の立体画像生成装置。
A viewpoint position detection unit that detects a viewpoint position for each user is further provided,
the multi-viewpoint image generation unit changes the rigid transformation matrix in accordance with the viewpoint position, and generates the multi-viewpoint image for each user by using the rigid transformation matrix for each user;
3. The stereoscopic image generating device according to claim 1, wherein the stereoscopic image conversion unit converts the multi-view image into the stereoscopic image for each of the users.
前記視点位置検出部は、検出した前記視点位置の数に基づいて前記ユーザが複数であるか否かを判定し、
前記多視点画像生成部は、前記ユーザが複数と判定された場合、前記ユーザ毎に前記多視点画像を生成し、
前記立体画像変換部は、前記ユーザが複数と判定された場合、前記ユーザ毎に前記多視点画像を前記立体画像に変換することを特徴とする請求項3に記載の立体画像生成装置。
the viewpoint position detection unit determines whether or not there are a plurality of users based on the number of the detected viewpoint positions;
When it is determined that there are a plurality of users, the multi-viewpoint image generating unit generates the multi-viewpoint image for each of the users,
The stereoscopic image generating device according to claim 3 , wherein when it is determined that there are a plurality of users, the stereoscopic image conversion unit converts the multi-view image into the stereoscopic image for each of the users.
コンピュータを、請求項1から請求項4の何れか一項に記載の立体画像生成装置として機能させるためのプログラム。 A program for causing a computer to function as a stereoscopic image generating device according to any one of claims 1 to 4.
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