[发明专利]三维造型装置和方法

说明书

本发明涉及一种三维造型装置及其方法以及记录三维造型程序的媒体，具体来说，涉及制作对象物体立体模型的三维造型装置及其方法，以及记录三维造型程序的媒体。

近年以来，为了获得三维图形图像，开发了种种将三维对象物体形状和纹理(色彩和模样)输入计算机的三维扫描仪。

例如，特开平5-135155号公报中揭示了一种通过用单镜摄像机对放置于转台上的对象物体摄像，得到多个轮廓图像生成该对象物体立体模型的三维造型装置。该装置中，根据多个轮廓图像得到对象物体在多个水平面(与转台旋转轴垂直的面)上的多个剖面形状。接着，连接相邻水平面上对象物体形状轮廓线上的各点，便形成三角补片(パッチ)，由此生成对象物体的立体模型。这种三维模型装置，由于用转台使对象物体旋转，因而可以固定摄像机的摄像位置。因此，不需要计算摄像机的摄像位置。

但转台价格极高，这不利于实现简易且便宜的三维造型装置。

对此，金出武雄、康拉德·霍尔马逊、森田俊彦在电子信息通信学会论文期刊D-II，Vol．J76-D-II，No．8，pp．1497-1505(1993年8月)《利用因子分解法对物体形状和摄像机运动的还原》一文中，揭示了用所谓的因子分解法对对象物体摄像，由所得到的物体图像计算摄像机摄像位置的方法。但这种方法有计算误差逐次累积这种问题，因而不宜制作对象物体整个一周模型。

因而，本发明目的在于提供一种不需要转台的简易且价廉的三维造型装置及其方法以及记录三维造型程序的媒体。

按照本发明，三维造型装置是生成对象物体立体模型的装置，包括多个参照对象、摄像器材、计算器材和生成器材。多个参照对象配置于规定位置。摄像器材，例如为摄像机，与参照对象一起对对象物体进行摄像，获得物体图像。计算器材参照物体图像中参照对象，计算摄像器材摄像位置。生成器材根据物体图像和摄像位置生成立体模型。

较好是，上述参照对象不规则、非对称配置。较好是，参照对象分散配置。具体来说，令某一参照对象至另一参照对象的距离为1，该某一参照对象至另外两个参照对象的两个方向向量所成的夹角为θ时，最好将参照对象的配置确定为距离1的参照对象个数分布和具有夹角θ的参照对象个数分布均匀。另外，除了不规则配置的参照对象以外，也可以设有规则配置的参照对象。

较好是，上述多个参照对象具有多个属性。参照对象具有属性的场合，最好将参照对象的配置确定为上述距离1的参照对象个数分布和具有夹角θ的参照对象个数分布每一属性均匀。

较好是，上述属性为彩色。象这样，多个参照对象有多个彩色属性的场合，规定彩色空间中360度色调按多个彩色划分时，最好选择这样多个彩色，以便这样划分的色调中相邻2色间的角度总是较大。

较好是，上述参照对象形成于参照页上，但也可以形成于比该参照页厚的片、台或地板等平面上。上述参照对象形成为具有立体结构的参照物体。这里，也可以利用立体结构的物体由上述参照页覆盖后得到的作为参照物体。

较好是，上述计算器材按霍夫(Hough)变换法计算摄像位置。

较好是，上述摄像位置计算器材包含提取器、选择器、分配器、后补计算器、评价器和决定器。提取器从物体图像当中提取所摄取的参照对象。选择器从所提取的参照对象当中选择多个参照对象。分配器将所配置的多个参照对象当中的任意一个同所选定的每一参照对象加上对应，将该加上对应的参照对象位置分配为候补位置。候补计算器根据参照对象的候补位置计算摄像器材候补摄像位置。评价器赋予候补摄像位置评价值(为基于准确度的评价值，例如点数)。决定器将计算出的多个候补摄像位置当中评价值最大的候补摄像位置确定为摄像器材的摄像位置。

较好是，上述多个参照对象具有多个属性。上述摄像位置计算器材包含提取器、选择器、分配器、后补计算器、评价器和决定器。提取器从物体图像当中提取所摄取的参照对象。选择器从所提取的参照对象当中选择多个参照对象。分配器将所配置的多个参照对象当中具有同一属性的任意一个同所选定的每一参照对象加上对应，将该加上对应的参照对象位置分配为候补位置。候补计算器根据参照对象的候补位置计算摄像器材候补摄像位置。评价器赋予候补摄像位置评价值(为基于准确度的评价值，例如得分)。决定器将计算出的多个候补摄像位置当中评价值最大的候补摄像位置确定为摄像器材的摄像位置。