JP3312337B2 - How to display computer graphics - Google Patents
How to display computer graphicsInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はコンピュータグラフィッ
クにて人間や動物等の多関節物体を動かす動作表現方法
におけるコンピュータグラフィックの表示方法係り、特
に、多関節物体の大きさを変えるときの動作の設定変更
が容易で且つ豊富な動作表現を可能にするに好適なコン
ピュータグラフィックの表示方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for displaying a computer graphic in a motion expression method for moving an articulated object such as a human or an animal by the computer graphic, and more particularly, to setting an operation when changing the size of the articulated object. The present invention relates to a computer graphic display method which is easy to change and suitable for enabling abundant motion expression.
【0002】[0002]
【従来の技術】人間の歩行動作,駈け足動作や馬,尺取
り虫の動き等をコンピュータグラフィックにて表現する
場合、一般的にキーフレーム法が用いられる。このキー
フレーム法は、動作対象とする人間や馬等の多関節物体
の或る時刻での形状と、次の時刻での形状とを決め、そ
の間の時刻での形状を補間法にて決定し、各形状を時系
列的に順次表示することで、全体的にその多関節物体が
動いているように表現するものである。このキーフレー
ム法は、動作対象の動きを決める時系列的な各形状を決
定するのに時間がかかり、処理時間が膨大となりオペレ
ータに負担を強いるという問題がある。2. Description of the Related Art In the case of expressing a human walking motion, a cantering motion, a motion of a horse or a measuring insect by computer graphics, a key frame method is generally used. In this key frame method, the shape of an articulated object such as a human or a horse to be moved is determined at one time and the shape at the next time, and the shape at the time between the two is determined by an interpolation method. By sequentially displaying each shape in a time series, it is expressed that the articulated object is moving as a whole. This key frame method has a problem that it takes time to determine each time-sequential shape that determines the movement of the operation target, and the processing time becomes enormous, thereby imposing a burden on the operator.
【0003】そこで従来は、電子通信学会論文誌’80
/1,Vol.J63-DNo.1の87頁「アニメーションプリミテ
ィブの合成による3角関数近似式動画像」に記載されて
いるように、人間の動きを16mmフィルムで撮影して
代表的な関節部分の動きを計測し、各関節部分の水平方
向,垂直方向の位置X,Yが時間Tの関数として基準位
置から何cmのところにあるかにより、各関節部分の運
動軌跡を求めている。そして、その運動軌跡を直線と3
角関数曲線にて近似し、コンピュータは、この近似曲線
から時系列上の各形状データを算出しこれを順次表示す
るようにしている。[0003] Conventionally, the IEICE Transactions '80
/ 1, Vol. As described in J63-DNo.1 page 87 “Triangle Function Approximate Expression Moving Image by Combining Animation Primitives”, human movement was photographed with 16 mm film to measure the movement of typical joints. The motion trajectory of each joint part is obtained based on how many cm from the reference position the horizontal and vertical positions X and Y of each joint part are as a function of time T. And the motion trajectory is expressed as a straight line and 3
An approximation is made using an angle function curve, and the computer calculates time-series shape data from the approximation curve and sequentially displays the data.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術は、
撮影して求めた各関節の動きを、各時点での基準位置か
らのX位置,Y位置の変化として近似曲線を求めてい
る。このため、この近似曲線を用いて動作を表現する場
合は良いが、動作対象の寸法が変わる場合や、各関節間
の寸法の比率を変えて動作させる場合に適用できず、そ
の大きさ,寸法比率のものについて再度撮影から繰り返
さなければならず、自由度が小さいという問題がある。
つまり、この従来技術は、撮影した実物のアナロジーと
してしかコンピュータグラフィック上で多関節物体を動
かすことができない。このことは、コンピュータグラフ
ィック上で、豊富な動作をさせることができないことを
意味する。つまり、例えば撮影した標準的な歩行動作を
コンピュータグラフィック上で表現できるだけで、この
標準的な動作に変更を加えて例えば「荒々しい歩行動
作」や「楽しそうな歩行動作」を表現できない。このた
め従来は、斯かる動作を表現したい場合には、実際に
「荒々しい歩行動作」等を人間に行わせこれを撮影して
その動作を解析しなければならない。換言すれば、豊富
な動作表現を実際に撮影することができない動物や昆
虫,想像上の物体は、コンピュータグラフィックにて様
々な動作形態で動かすことが困難であることを示す。The prior art described above is
Approximate curves are obtained using the movements of the joints obtained by photographing as changes in the X position and the Y position from the reference position at each time. For this reason, it is good to express the motion using this approximation curve, but it is not applicable to the case where the size of the motion target changes or the case where the motion is performed by changing the ratio of the size between the joints. There is a problem that the ratio has to be repeated from photographing again and the degree of freedom is small.
In other words, this conventional technique can move an articulated object on computer graphics only as an analogy of a photographed real object. This means that abundant operations cannot be performed on computer graphics. That is, for example, a captured standard walking motion can only be represented on a computer graphic, but it is not possible to express, for example, a “rough walking motion” or a “fun walking motion” by changing the standard motion. For this reason, conventionally, when it is desired to express such an operation, it is necessary to actually perform a “rough walking operation” or the like by a human, photograph the operation, and analyze the operation. In other words, an animal, an insect, or an imaginary object that cannot actually capture abundant motion expressions indicates that it is difficult to move in various motion modes using computer graphics.
【0005】本発明の第1の目的は、動作対象の大きさ
や各部の寸法比率の変更が生じた場合でも容易にコンピ
ュータグラフィックにおいて動作を変更させることが可
能なコンピュータグラフィックの表示方法を提供するこ
とにある。A first object of the present invention is to provide a computer graphic display method capable of easily changing the operation of a computer graphic even when the size of an operation target or the dimensional ratio of each part is changed. It is in.
【0006】本発明の第2の目的は、コンピュータグラ
フィックにおいて動作対象に対し様々な動作形態をとら
せることが容易なコンピュータグラフィックの表示方法
を提供することにある。A second object of the present invention is to provide a computer graphic display method that makes it easy to cause an operation target to take various operation forms in computer graphic.
【0007】本発明の第3の目的は、実際のロボットを
動作させる場合でも上述したと同様の問題があるので、
ロボットの動作をロボットの大きさに依存させずに決定
でき、また、様々な動作を指令することのできるコンピ
ュータグラフィックの表示方法を提供することにある。[0007] A third object of the present invention is that even when an actual robot is operated, the same problem as described above occurs.
It is an object of the present invention to provide a computer graphic display method capable of determining the operation of a robot without depending on the size of the robot and instructing various operations.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的は、多関節物体
の動きを周波数解析により測定し、その測定値を基に関
節の曲げ角度を表す関数を求め、その周期関数を基に、
多関節物体の画像を表示画面上に表示することで、達成
される。上記目的は、前記構成において、前記周波数解
析は、フーリェ解析であることで、達成される。上記目
的は、多関節物体の動きを測定し、その測定値を基に関
節の曲げ角度を表す周波数関数を求め、その周期関数を
基に、多関節物体の画像を表示画面上に表示すること
で、達成される。上記目的は、前記第1又は第3の構成
において、前記表示する画像が、多関節物体の関節に肉
付けがなされている画像であることで、達成される。 The object of the present invention is to measure the motion of an articulated object by frequency analysis , obtain a function representing the bending angle of the joint based on the measured value, and obtain a function based on the periodic function.
This is achieved by displaying an image of the articulated object on a display screen . The above object is achieved in the above configuration, in which the frequency analysis is a Fourier analysis. The purpose is to measure the motion of an articulated object and use the measured
Find the frequency function that represents the bending angle of the node, and calculate its periodic function
Basically , this is achieved by displaying an image of the articulated object on a display screen . The above object is achieved in the first or third configuration, in which the image to be displayed is an image in which a joint of the articulated object is fleshed out .
【0009】[0009]
【実施形態】以下、本発明の一実施例を図面を参照して
説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0010】図1は、本発明の第1実施例に係るコンピ
ュータグラフィック装置の構成図である。このコンピュ
ータグラフィック装置は、図2に示す様に、多関節物体
の一例である人間が動作する画像1をCRT等の表示画
面に表示するものである。この例において、人間1を、
図3に示す様に、多関節の線画として表現し、この線画
の各関節(この図3の例では、2が股の関節、3が膝の
関節、4が肘の関節、5が肩の関節を示す。)の曲げ角
度を制御して各種の形状をとらせ、この線画に人間とし
ての肉付けをすることで、図2の様に人間の動作画像を
表示する。FIG. 1 is a configuration diagram of a computer graphic device according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the computer graphic device displays an image 1 of a human being, which is an example of an articulated object, on a display screen such as a CRT. In this example, human 1
As shown in FIG. 3, it is expressed as a multi-joint line drawing, and each joint of the line drawing (in the example of FIG. 3, 2 is a hip joint, 3 is a knee joint, 4 is an elbow joint, 5 is a shoulder joint) The joints are shown in various shapes by controlling the bending angle, and the line drawing is fleshed out as a human, thereby displaying a human motion image as shown in FIG.
【0011】図1に示すコンピュータグラフィック装置
は、各関節の曲げ角度を表す周期関数を基本動作毎に格
納した基本動作関数記憶装置10と、該記憶装置10内
の種々の関数のうちから所望の関数を選択する基本動作
選択装置11と、該装置11にて選択され記憶装置10
から読み出された関数を読み込み該関数にて時系列に該
当関節の曲げ角度を算出する関節角演算装置12と、該
演算装置12における前記時系列に算出する速度つまり
当該関節の動作速度を制御する速度制御装置13と、各
種の多関節物体の線画に肉付けする形状を格納した多関
節物体形状記憶装置15と、多関節物体の形状を選択す
る形状選択装置16と、演算装置12で算出された関節
曲げ角度だけで表現されている多関節物体の動作を記憶
装置15から読み出した形状で肉付けし二次元に表示す
る画像情報を生成するレンダリング装置14と、該画像
情報を表示する表示装置17とを備えて成る。The computer graphic device shown in FIG. 1 stores a basic operation function storage device 10 in which a periodic function representing a bending angle of each joint is stored for each basic operation, and a desired function from various functions in the storage device 10. A basic operation selection device 11 for selecting a function, and a storage device 10 selected by the device 11
The joint angle calculation device 12 reads the function read out from the CPU and calculates the bending angle of the corresponding joint in time series with the function, and controls the speed calculated in the time series in the calculation device 12, that is, the operation speed of the joint. Speed control device 13, an articulated object shape storage device 15 that stores shapes to fill in line drawings of various articulated objects, a shape selecting device 16 that selects the shape of the articulated object, and a calculation device 12. Rendering device 14 for generating image information for fleshing out the motion of the articulated object represented only by the joint bending angle in a shape read from the storage device 15 and displaying the image information in two dimensions, and a display device 17 for displaying the image information And comprising.
【0012】基本動作関数記憶装置10には、「歩行動
作」,「駈け足動作」,「座る動作」等の基本動作毎に
各関節の動きを関数化した関数が格納されている。そし
て、オペレータは、図2に示す様に、表示画面に表示さ
れている基本動作指定アイコン30をピックすることで
基本動作を選択する。以下、人間の「歩行動作」につい
ての関数を例に説明する。The basic motion function storage device 10 stores a function in which the motion of each joint is converted into a function for each basic motion such as "walking motion", "running motion", "sitting motion" and the like. Then, as shown in FIG. 2, the operator selects the basic operation by picking the basic operation designation icon 30 displayed on the display screen. Hereinafter, a function regarding the “walking motion” of a human will be described as an example.
【0013】図4は、歩く人間を真横(X軸方向)から
見たときの主要関節の曲げ角度の実測値の時間変化を示
す曲線である。2aが腰関節の変化曲線であり、3aが
膝関節の変化曲線であり、4aが肘関節の変化曲線であ
り、5aが肩関節の変化曲線である。この実測値は、2
周期(2歩)についてとったものであるが、各関節間の
動きに相関関係があることが判る。図5は、図4に示す
膝関節実測値3aをフーリエ解析した結果である。主要
スペクトルは高々数次である。よって、関節の曲げ角度
の時間変化Θm(t)は、非常に低い次数の次の関数で表す
ことができる。FIG. 4 is a curve showing the time change of the measured value of the bending angle of the main joint when a walking person is viewed from the side (in the X-axis direction). 2a is a change curve of the hip joint, 3a is a change curve of the knee joint, 4a is a change curve of the elbow joint, and 5a is a change curve of the shoulder joint. This measured value is 2
Although the measurement is made for the cycle (two steps), it can be seen that there is a correlation between the movements between the joints. FIG. 5 shows the result of Fourier analysis of the measured knee joint value 3a shown in FIG. The main spectrum is at most several orders. Therefore, the time change Δm (t) of the bending angle of the joint can be represented by the following function of a very low order.
【0014】[0014]
【数7】 ここで、Dm:直流成分 Amn:各周波数成分の振幅 Ψmn:位相 m:関節番号 n:n次の高調波 Φm:基準関節の第1高調波と第m関節との位相差(基
準関節ではΦm=0となる。) 尚、各関節の動きの間の調和は、各関節間の位相差Φm
で表現され、この位相差は保存される。(Equation 7) Here, Dm: DC component Amn: Amplitude of each frequency component Ψmn: Phase m: Joint number n: nth harmonic Φm: Phase difference between the first harmonic of the reference joint and mth joint (Φm in the reference joint) = 0.) Note that the harmony between the movements of the joints is determined by the phase difference Φm between the joints.
And this phase difference is preserved.
【0015】図1の関節角演算装置12は、この関数
(1)を用いて膝関節の動きを変数tの値を変えながら
演算し、各tでの膝関節の位置を順次表示することで、
動いてる膝が表示される。尚、動作速度であるが、図2
に示す動作指定アイコン33にてそのアイコン中の縦バ
ー40の表示をマウスカーソル等で左右に移動させるこ
とで図1の速度制御装置13が作動する。関数角演算装
置12は、第(1)式を用いて、時系列的に、Θm(t
1),Θm(t2),Θm(t3)…を演算するが、オペレータ
が動作速度を速く指定したとき、t2−t1=t3−t
2=…=Δtの値を大きくして演算する。The joint angle calculation device 12 shown in FIG. 1 calculates the movement of the knee joint using this function (1) while changing the value of the variable t, and sequentially displays the position of the knee joint at each t. ,
The moving knee is displayed. The operation speed is shown in FIG.
The speed control device 13 in FIG. 1 is operated by moving the display of the vertical bar 40 in the operation specifying icon 33 shown in FIG. The function angle calculation device 12 uses the equation (1) to time-sequentially calculate Θm (t
1), Θm (t2), Θm (t3)... Are calculated. When the operator specifies a high operation speed, t2-t1 = t3-t
2 =... = Δt is calculated by increasing the value.
【0016】上記の第(1)式で表される関数は、長さ
を示すパラメータを持たないので、モデルの大きさや寸
法比率等が変化しても、関数を変更する必要は無い。こ
のため、表示対象のモデルの大きさを変更する場合で
も、オペレータへの負担は軽くまた、変更後のモデルの
動作表示も迅速にできるようになる。つまり、本実施例
では、基本動作の種別,動作速度,多関節物体の形状を
選択するだけで、非常に少ない情報量,操作量で多関節
物体の動作を表現できる。Since the function represented by the above equation (1) does not have a parameter indicating the length, it is not necessary to change the function even when the size or the dimensional ratio of the model changes. Therefore, even when the size of the model to be displayed is changed, the burden on the operator is reduced, and the operation display of the model after the change can be quickly performed. That is, in the present embodiment, the motion of the articulated object can be expressed with a very small amount of information and operation by simply selecting the type of the basic motion, the motion speed, and the shape of the articulated object.
【0017】図6は、本発明の第2実施例に係るコンピ
ュータグラフィック装置の構成図である。図1に示す第
1実施例に比べ、副詞成分記憶装置20と副詞成分選択
装置21が新たに設けられており、関節角演算装置12
は、選択された基本動作関数と選択された副詞成分とを
用いて演算を行うようになっている。ここでいう副詞成
分と、日本語文法上の「副詞」に該当し、動作を修飾す
るものである。つまり、「うれしそうに」とか「悲しそ
うに」とか「楽しく」等である。本実施例では、この副
詞を関数化し、どのような副詞を選択するかをオペレー
タに指定させる。図2に示す様に、本実施例では、画面
上の副詞選択アイコン31をピックすることで選択でき
るようにする。例えばアイコン31にマウスカーソル等
を合わせ、左ボタンをピックする毎に、「愉快に」,
「楽しく」,「酔ったように」,「おっとりと」,…と
順次表示され、該当する副詞が現われたとき右ボタンを
ピックして選択する。基本動作として「歩行動作」を選
択し、副詞として「楽しく」を選択した場合、表示され
ている人間画像1は、「楽しく歩く」動作を行う。以
下、副詞の制御について説明する。FIG. 6 is a block diagram of a computer graphic device according to a second embodiment of the present invention. Compared with the first embodiment shown in FIG. 1, an adverb component storage device 20 and an adverb component selection device 21 are newly provided.
Performs an operation using the selected basic motion function and the selected adverb component. It corresponds to the adverb component and the “adverb” in the Japanese grammar, and modifies the action. In other words, "happy", "sad" or "fun". In the present embodiment, the adverb is converted into a function, and the operator specifies which adverb is to be selected. As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the adverb selection icon 31 on the screen can be selected by picking it. For example, when the mouse cursor or the like is moved to the icon 31 and the left button is picked, “pleasantly”,
"Fun", "Drunk", "Otto", ... are displayed in order, and when the corresponding adverb appears, pick the right button to select it. When "walking motion" is selected as the basic motion and "fun" is selected as the adverb, the displayed human image 1 performs a "walking happily" motion. Hereinafter, the control of the adverb will be described.
【0018】図7(a)は「標準的に歩く」ときの膝関
節曲げ角度実測値の時間変化を示すグラフであり、図7
(b)は「楽しく歩く」ときの膝関節曲げ角度実測値の
時間変化を示すグラフである。この図7(b)に示す
「楽しく歩く」グラフのスペクトル解析の結果が図8で
あり、「標準的に歩く」ときのスペクトル解析の結果が
前記図5である。この両スペクトル解析の差が「楽し
く」の成分ということになり、これを図9に示す。尚、
図5,図8,図9にはパワースペクトルのみ表示してあ
り、また夫々の位相も異なる。この図9によれば、「楽
しく」主要スペクトルも高々数次ということになる。こ
の「楽しく」の副詞まで勘案した膝曲げ角度を示す関数
Θm(t)は次式(2)のようになる。FIG. 7A is a graph showing the time change of the actual measured value of the knee joint bending angle when "walking normally".
(B) is a graph which shows the time change of the measured value of the knee joint bending angle at the time of "walking happily". FIG. 8 shows the result of the spectrum analysis of the “walk happily” graph shown in FIG. 7B, and FIG. 5 shows the result of the spectrum analysis when “walking standard”. The difference between the two spectral analyzes is a "fun" component, which is shown in FIG. still,
FIGS. 5, 8, and 9 show only the power spectrum, and their phases are also different. According to FIG. 9, the "fun" main spectrum is at most several orders. The function Θm (t) indicating the knee bending angle in consideration of the adverb of “fun” is given by the following equation (2).
【0019】[0019]
【数8】 ここで、dmn:「楽しく」の直流成分' amn:各周波数成分の「楽しく」の成分 ψmn:「楽しく」の位相成分 オペレータが副詞として「楽しく」を選択装置21(図
6)にて選択した場合には、副詞成分記憶装置20から
dm,amn,ψmnの値が読み出され、この値が前記第
(1)と合成され第(2)式となって演算装置12にて
計算される。これにより、「楽しく歩行」する人間の画
像が画面上に表示される。(Equation 8) Here, dmn: DC component of “fun”. Amn: “fun” component of each frequency component. Ψmn: phase component of “fun”. The operator selected “fun” as an adverb using the selection device 21 (FIG. 6). In this case, the values of dm, amn, and ψmn are read out from the adverb component storage device 20, and these values are combined with the above (1) to be calculated by the arithmetic device 12 as Expression (2). As a result, an image of a person who "walks happily" is displayed on the screen.
【0020】本実施例では、第1実施例の操作に副詞選
択操作を加えるだけで、副詞で修飾される動作を多関節
物体に行わせることが可能となる。In this embodiment, it is possible to cause the articulated object to perform the operation modified by the adverb simply by adding the adverb selection operation to the operation of the first embodiment.
【0021】図10は、本発明の第3実施例に係るコン
ピュータグラフィック装置の構成図である。本実施例で
は、図6の第2実施例の構成に比べて、副詞制御装置2
2と副詞重み指示指示装置23を付加してある。本実施
例では、関節角演算装置12が演算する関数式として、
次の第(3)式を用いる。FIG. 10 is a block diagram of a computer graphic device according to a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, as compared with the configuration of the second embodiment of FIG.
2 and an adverb weight instruction indicating device 23 are added. In the present embodiment, as a function expression calculated by the joint angle calculation device 12,
The following equation (3) is used.
【0022】[0022]
【数9】 この式において、αmは副詞の重みであり、βmは振幅の
重みである。副詞の重みαmは、これを変化させること
で、「標準的に歩く」〜「楽しく歩く」〜「非常に楽し
く歩く」までを指定できるようにする。或いは、「楽し
く」の反対の副詞「悲しそうに」の「非常に悲しそう
に」〜「標準的に」〜「非常に楽しく」までを指定する
ようにしてもよい。副詞重み指示装置23によるこの指
定は、図2の副詞の強さを指定するアイコン34の縦バ
ー40の表示を左右に移動させることで行う。振幅の重
みβmは歩幅に相当し、図2のアイコン32の縦バー4
0の表示を右にするほど大きな値をとるようにする。つ
まり、大きな歩幅で歩くようにする。(Equation 9) In this equation, αm is the weight of the adverb and βm is the weight of the amplitude. By changing the adverb weight αm, it is possible to specify from “standard walking” to “fun walking” to “very fun walking”. Alternatively, the adverb “sadly”, which is the opposite of “fun”, may be specified from “very sad” to “standard” to “very fun”. The designation by the adverb weight indicating device 23 is performed by moving the display of the vertical bar 40 of the icon 34 for designating the strength of the adverb in FIG. The amplitude weight βm corresponds to the step length, and is represented by the vertical bar 4 of the icon 32 in FIG.
The larger the value of 0 is to the right, the larger the value is. In other words, walk with a large stride.
【0023】本実施例によれば、第2実施例の操作に重
み指定操作を付加するのみで、副詞の程度や歩幅を変化
させることが可能となり、また、その変化を連続的に行
わせることが可能となる。According to the present embodiment, the degree of the adverb and the stride can be changed only by adding the weight designation operation to the operation of the second embodiment, and the change can be performed continuously. Becomes possible.
【0024】図11は、本発明の第4実施例に係るコン
ピュータグラフィック装置の構成図である。第3実施例
では、副詞として一種類のみを指定できる構成とした
が、本実施例では複数の副詞を指定できる副詞制御装置
24と副詞重み指示装置25を用いている。この実施例
によれば、例えば「楽しく」「ゆっくり」とした「歩行
動作」を行わせることができる。この場合の関数式は、
次式(4)で表される。尚、この第(4)式では、各パ
ラメータの重みを変化できるようにしてある。FIG. 11 is a block diagram of a computer graphic apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. In the third embodiment, only one type of adverb can be designated. However, in this embodiment, an adverb control device 24 and an adverb weight indicating device 25 capable of designating a plurality of adverbs are used. According to this embodiment, for example, a “walking action” of “fun” and “slow” can be performed. The function expression in this case is
It is expressed by the following equation (4). In the equation (4), the weight of each parameter can be changed.
【0025】[0025]
【数10】 このように副詞を複数指定できる構成とすることで、よ
り豊富な動作表現が可能となる。(Equation 10) By adopting a configuration in which a plurality of adverbs can be specified in this manner, a wider variety of motion expressions can be achieved.
【0026】上述した様に、本実施例によれば、関数式
のパラメータを連続的に変化させることができ、更に変
化させたパラメータによって対話形式で且つリアルタイ
ムに人間の動作表現を変えることが可能である。As described above, according to this embodiment, it is possible to continuously change the parameters of the function formula, and furthermore, it is possible to interactively and in real time change the human motion expression by the changed parameters. It is.
【0027】尚、上述した実施例は、コンピュータグラ
フィックでの動作表示であるが、関数角演算装置の演算
結果を動作指令として実物の多関節ロボットの動作制御
信号とすると、ロボットの大きさに依存しないロボット
制御装置を作ることができ、また、ロボットに副詞で表
現される豊富な動作をさせることが可能となる。また本
発明は前記実施形態に限るものではなく、例えば多関節
物体の各関節の曲げ角度を関数で表す場合、関節間の長
さとは独立に表すことができる。従って、表示する多関
節物体の形状を関節の曲げ角度を用いて算出する場合、
モデルの大きさに依存せずに、つまり関数を作り直さず
に算出することができる。このため、モデルの大きさに
変更が生じた場合でも、既に設定してある関数を用いて
計算することが可能となる。また、この関数のパラメー
タを変更して各関節での曲げ角度の変化速さ等を変更す
ることで、動作表現の変更が可能となる。 Although the above-described embodiment is an operation display in computer graphics, if the operation result of the function angle calculation device is used as an operation command to be an operation control signal of a real articulated robot, it depends on the size of the robot. It is possible to make a robot control device that does not use it, and to make the robot perform abundant operations represented by adverbs. Also book
The invention is not limited to the above-described embodiment.
When the bending angle of each joint of the object is expressed by a function, the length between joints
And can be expressed independently. Therefore, to display
When calculating the shape of a knotted object using the bending angle of the joint,
Independent of the size of the model, that is, without recreating the function
Can be calculated. For this reason, the size of the model
Even if a change occurs, use the function already set
It is possible to calculate. Also, the parameters of this function
Change the bending angle change speed at each joint
By doing so, it is possible to change the motion expression.
【0028】[0028]
【発明の効果】本発明によれば、モデルやロボットの大
きさに依存しない関数式を用いて動作途中の形状を算出
するので、様々な大きさのモデルやロボットをリアルタ
イムに動かすことが可能となる。また、副詞で修飾され
る動作を行わせ且つその副詞で表現される程度を変更で
きるので、豊富な動作を表現することができる。According to the present invention, a shape during operation is calculated using a function formula independent of the size of a model or a robot, so that models or robots of various sizes can be moved in real time. Become. In addition, since the action modified by the adverb can be performed and the degree expressed by the adverb can be changed, abundant actions can be expressed.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明の第1の実施形態に係るコンピュータグ
ラフィック装置の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a computer graphic device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】コンピュータグラフィック装置の表示画面構成
図。FIG. 2 is a configuration diagram of a display screen of the computer graphic device.
【図3】人間を線画として示した図。FIG. 3 is a diagram showing a human as a line drawing.
【図4】人間の主要関節の曲げ角度変化の実測値を示す
グラフ。FIG. 4 is a graph showing actually measured values of changes in bending angles of main human joints.
【図5】図4の曲線3aのスペクトル図。FIG. 5 is a spectrum diagram of a curve 3a in FIG. 4;
【図6】本発明の第2の実施形態に係るコンュータグラ
フィック装置の構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of a computer graphic device according to a second embodiment of the present invention.
【図7】図7は曲げ角度変化を示すグラフ図であり、図
7(a)は図4の曲線3aと同じで標準的な歩行動作に
おける膝関節の曲げ角度変化を示すグラフ、図7(b)
は「楽しく歩く」ときの膝関節の曲げ角度変化を示すグ
ラフ。7 is a graph showing a change in bending angle, and FIG. 7A is a graph showing a change in bending angle of a knee joint in a standard walking motion, which is the same as the curve 3a in FIG. 4, and FIG. b)
Is a graph showing a change in the bending angle of the knee joint when "walking happily".
【図8】図7(b)のスペクトル図。FIG. 8 is a spectrum diagram of FIG. 7 (b).
【図9】図9は図5と図8のスペクトル差を示すスペク
トル図。FIG. 9 is a spectrum diagram showing a spectrum difference between FIGS. 5 and 8;
【図10】本発明の第第3の実施形態に係るコンピュー
タグラフィック装置の構成図。FIG. 10 is a configuration diagram of a computer graphic device according to a third embodiment of the present invention.
【図11】 本発明の第4の実施形態に係るコンピュー
タグラフィック装置の構成図。FIG. 11 is a configuration diagram of a computer graphic device according to a fourth embodiment of the present invention.
10…基本動作関数記憶装置、11…基本動作選択装
置、12…関節角演算装置、13…速度制御装置、14
…レンダリング装置、17…表示装置、20…副詞成分
記憶装置、21…副詞成分選択装置、22,24…副詞
制御装置、23,25…副詞重み指示装置。DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Basic motion function storage device, 11 ... Basic motion selection device, 12 ... Joint angle calculation device, 13 ... Speed control device, 14
... Rendering device, 17 ... Display device, 20 ... Adverb component storage device, 21 ... Adverb component selection device, 22, 24 ... Adverb control device, 23,25 ... Adverb weight indicating device.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−26274(JP,A) 井上誠喜,吉良健二,井沢弘道,柔軟 な歩行モデルの開発とキャラクターアニ メーションの制作手法,テレビジョン学 会技術報告,社団法人テレビジョン学 会,Vol.8,No.25,p.13−18 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06T 1/00 G06T 11/60 - 17/50 G06F 17/50 G05B 19/18 - 19/46 JICSTファイル(JOIS)────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-1-26274 (JP, A) Seiki Inoue, Kenji Kira, Hiromichi Izawa, Development of Flexible Walking Model and Character Animation Production Method, Television Society Technical Report, The Institute of Television Engineers of Japan, Vol. 8, No. 25, p. 13-18 (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G06T 1/00 G06T 11/60-17/50 G06F 17/50 G05B 19/18-19/46 JICST file (JOIS)
Claims (4)
定し、その測定値を基に関節の曲げ角度を表す関数を求
め、その周期関数を基に、多関節物体の画像を表示画面
上に表示することを特徴とするコンピュータグラフィッ
クの表示方法。1. A motion of an articulated object is measured by frequency analysis , a function representing a bending angle of a joint is obtained based on the measured value, and an image of the articulated object is obtained based on the periodic function. Displaying a computer graphic on a display screen.
フーリェ解析であることを特徴とするコンピュータグラ
フィックの表示方法。2. The method according to claim 1, wherein the frequency analysis includes:
A computer graphic display method characterized by Fourier analysis .
を基に関節の曲げ角度を表す周波数関数を求め、その周
期関数を基に、多関節物体の画像を表示画面上に表示す
ることを特徴とするコンピュータグラフィックの表示方
法。3. A method for measuring the movement of an articulated object, and measuring the measured value.
Frequency function representing the bending angle of the joint based on
Display the image of the articulated object on the display screen based on the period function
Display method of computer graphics, characterized in that that.
画像は、多関節物体の関節に肉付けがなされている画像
であることを特徴とするコンピュータグラフィックの表
示方法。 4. The display according to claim 1, wherein the display is performed.
The image is an image in which the joints of the articulated object are fleshed out
A method for displaying computer graphics, the method comprising:
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井上誠喜,吉良健二,井沢弘道,柔軟な歩行モデルの開発とキャラクターアニメーションの制作手法,テレビジョン学会技術報告,社団法人テレビジョン学会,Vol.8,No.25,p.13−18 |
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