3Dコンソーシアム -3D新時代“驚きから感動へ!”-
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全体活動報告
2003年12月17日
2003年11月26日
2003年10月30日
2003年9月10日
2003年9月10日
2003年7月30日
2003年6月25日
2003年5月28日
2003年5月28日
2003年4月16日
2003年3月4日
「3Dコンソーシアム勉強会」報告
2003年5月28日
「3D映像の基礎とコンテンツ制作における注意点」
日本大学 吉川浩氏(理工学部電子情報工学科 助教授)

「シャープ製3D液晶向けコンテンツ作成手法」
シャープ(株)今井明氏+高橋俊哉氏(モバイル液晶/ソフトデザインセンター)

「Web3Dソリューションの概要と立体視ディスプレイのご紹介」
(株)NTTデータ三洋システム 川邉英孝氏(Web・3Dプロジェクト)

「携帯端末上での3次元グラフィックスの実現と3次元液晶との連係可能性」
(株)エイチアイ 藤澤達也氏 (Mascot Capsule事業部副部長)

「3次元映像の生体影響について」
シャープ(株) 千葉滋氏(技術本部イメージ技術開発C副所長 兼 研究開発推進室長 
3Dコンソーシアム 安全/ガイドライン部会長)
挨拶する谷口事務局長
会員企業による事例紹介
 5月28日、東京市ヶ谷・シャープビル(エルムホール)において「勉強会」および「部会」(サービス/コンテンツ部主催)が開催された。冒頭、谷口事務局長が挨拶に立ち、会員数が110社(団体)に達したこと、海外への展開としてヨーロッパ・アメリカでの説明会を準備していることなどが報告された。

「勉強会」は、コンテンツ生成(3Dとして見せるための方法/ノウハウ)をテーマに6名の講師が講演を行なった。引き続き「部会」では、堀越部会長よりサービス/コンテンツ部会の今後の活動方針についての説明があり、参加会員による事例紹介・デモが行なわれた。

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「3D映像の基礎とコンテンツ制作における注意点」
日本大学理工学部電子情報工学科助教授
吉川 浩
物が立体的に見えるのは生理的要因と心理的な要因がある。それぞれの要因を整理すると以下のようになる。
立体視の基礎:生理的要因
  • 両眼視差…右目と左目とでは見えているものに差がある
  • 両眼の輻輳(ふくそう)角…眼前の一点に視線を集中させる機能
  • 焦点調節…眼の水晶体で合わせる
  • 運動視差…遠くのもはゆっくり、近くのものは速く感じる
    ―生理的要因は数値で評価しやすい
立体視の基礎:心理的要因
  • 物の大小…元の大きさが同じなら、遠くにあると小さく見える
  • 物の高低…人間の目は水平より少し下をベースにして見ている
  • 物の重なり…手前のものは奥のものを隠す
  • きめの粗密…同じ大きさの模様は、遠くほど細かく見える
  • 遠近法…透視図法など
  • 陰影…光は通常上から当たるので、陰影から奥行きの凹凸が推定できる
    ―知識や経験に左右される…子どもとおとなの感じ方の差など
立体表示の基礎については「3次元画像表示の基礎」というタイトルで、日本大学理工学部電子情報工学科吉川研究室のWEBページで公開を行なっている。
URL http://www.ecs.cst.nihon-u.ac.jp/oyl/3d/index.html

ここでは主として「ステレオグラム方式」に基づいて立体表示の話をすすめる。ステレオグラム方式の利点として挙げられるのは以下の点である。

ステレオグラム方式の利点
  • 2次元画像との互換性高い
  • 既存技術による実現が容易
  • すでに長い実績がある
ステレオ写真は左右の像を重ねたときの「ずれ」に奥行きの情報がある。ステレオグラム方式の問題点を挙げると以下のようになる。

ステレオグラム方式の問題点
  • 焦点調節と輻輳の矛盾…この矛盾は意識下にある
  • 像の歪み
  • 像の飛び
    ―ただし、程度の問題
こうしたステレオグラム方式の問題点をクリアするために、コンテンツ制作にあたって注意しなければならない点がいくつかある。

コンテンツ制作上の注意点
  • 飛び出しすぎに注意…表示面から飛び出すほど調節矛盾が大、目に負担がかかる
  • カメラの配置法…平行配置が理想、交差配置は像の歪に注意
  • 撮影条件と再生条件を一致させる
  • 特性の揃ったカメラを使う
  • カメラ間隔=眼間距離とは限らない
  • 両眼視差のみに頼らない
  • 心理的要因を上手に使う
撮影と表示の条件:まとめ
  • 撮影と表示の条件が異なると、奥行き感も変化する
    ―異なる条件で表示される場合は難しい
  • 視点の移動による奥行き感の変化はメガネ方式で特に問題となる

メガネなし方式のレンティキュラやパララックスバリア方式による立体表示について。

像の切り替わり・飛び
  • 2眼式の場合は奥行きが反転
  • 飛び出しすぎや引っ込みすぎは像が滑らかに切り替わらない→ボケる
  • 重要なものは表示面の近くに置く
  • 奥行きを強調したいときは、心理的要因も併用する
ホログラフィックステレオグラムの例
  • 100視点のXGA画像から合成
  • キャラクタをはっきり見せたい
    ―ホログラム面の前後の狭い範囲に配置
    ―奥行き感を強調するため大きさを変化させた

奥行きの不自然さの問題点を以下に指摘しておく。

奥行きの不自然さの問題点
  • 見慣れた被写体では気になる
    ―大きさの変化が気になることもある
    ―常識や思い込みが邪魔をすることもある…人間の顔の大きさとか
  • 知らない被写体では気にならない

最後に、3D映像コンテンツ制作の注意点をもう一度確認しておきたい。

コンテンツ制作上の注意点
  • 飛び出しすぎに注意
  • カメラの配置法
  • 撮影条件と再生条件を一致させる
  • 特性の揃ったカメラを使う
  • カメラ間隔=眼間距離とは限らない
  • 両眼視差のみに頼らない
  • 心理的要因を上手に使う
日本大学/吉川 浩 (よしかわ ひろし)
現職:日本大学大学理工学部・助教授
1985年日本大学大学院博士課程修了、工学博士。
1988年12月より1990年4月までMITメディアラボ研究員。ホログラフィックテレビなどの3次元表示システムや3次元コンピュータグラフィックスなどの研究に従事。
※ホログラフィックディスプレイ研究会(会長)/三次元映像のフォーラム(幹事)
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「シャープ製3D液晶向けコンテンツ作成手法」
シャープ(株)モバイル液晶/ソフトデザインセンター
今井 明 氏 + 高橋俊哉
講演の内容と分担

前半)今井担当分
3Dコンテンツを「正しい奥行き」で、かつ「簡単に」作るための基本的な考え方(SmartStereoプロトコル)の紹介
・2台のカメラをいかにコントロールするか

後半)高橋担当分
3Dコンテンツの具体的な作成方法
・注意すべき点
・CGパッケージを使った具体的な作成方法
 (3dsMax、Photoshopによる開発事例紹介)

快適かつ安全な3D表示のためには…「表示装置」「コンテンツ」をきちんと区別する必要がある。
「表示性能はOK」「表示コンテンツはOK」のときに「快適で安全」となるが、この条件の検討が進んでいない、周知徹底されていない。

目的は「快適かつ安全な3D表示」を簡単に、汎用的に作る方法の提示。もっとも大きな要因は「適切な奥行きコントロール」にある。

シャープ3D液晶の特性は以下の3点。
  1. 作成する画面は2つ…右目用画像と左目用画像
  2. 左右2画面の絵が正しく見られる位置は固定されている…最適に3D画像が見られる位置は、前後左右に固定されている
  3. 様々な大きさでのディスプレイ(携帯電話、PCなど)をラインアップする予定である…各ディスプレイのドット数、ドットピッチ、最適視認距離は異なる
左右画像のズレによる奥行き表現
左右画像の水平方向のズレ(ドット数)によって、奥行き感はコントロールできる。ただし、奥行き感は、ディスプレイの最適視認距離、解像度などによって異なる。
Q:左右画像をどうやって/どれぐらいズレたものとして作ればいいのか?
A:「左右のカメラ間距離」を適切に計算して求め、その適切な位置にカメラを配置して、2画面を撮影(作成)する

SmartStereoプロトコルがなぜ必要か?
1)安全性・快適性の観点から
  • 3D液晶に表示できる奥行きには「制限」を設ける必要がある
  • 一定限度を超えた奥行き表示は以下の点で問題になることがある

     目の疲れの原因になる
     うまく立体に見えずに、二重に見えたりする
2)効果的なコンテンツを、効率よく作る立場から
  • 奥行きを「左右画像の水平方向のずらし量」で調整する手法では、直感的ではない。コンテンツ作成者が奥行きを指定するのは「左右画像のずらし量」で指定するのではなく、「奥にxxcm」、「手前にxcm」と指定したい。
  • c.f. 色を指定するのはカラーパレットで色を見て決めたい。color=“#cc0033”などという指定が直感的ではないのと同じ。
  • 表示できる奥行き範囲を安全上制限すべきであるならば、その奥行き範囲を「目一杯使いたい」と思うが、そのために何ドットずらせばよいのかが分からない。
3)いろいろな大きさ・最適視認距離のディスプレイに共通に使う立場から奥行きを「左右画像のずらし量」で調整する手法では、最終的に「どれだけ飛び出す」か「どれだけ引っ込むか」がディスプレイによって変わってくる。

SmartStereoプロトコルを実装したシャープのプログラム
  • OpenGL拡張用ライブラリー(StereoGL)
    二つのCGカメラの適正配置を行い、2画面生成・合成してリアルタイム表示
  • 3D Studio Max用プラグイン
    二つのCGカメラの適正配置し、2画面画像を生成する
    これをベースに情報(事本)にてSoftImage用プラグイン作成中
  • VRMLビューワー
    VRMLモデルに対して二つのCGカメラの適正配置を行い、2画面生成・合成してリアルタイム(インタラクティブ)表示
  • カメラカリキュレーター
    前述の例のように作業を自動化しない場合、単にカメラ間距離を計算するために用いる。
  1. 計算して得られた左右カメラ間距離に応じて、2つのカメラをセットする
  2. 画面画像の生成・合成は別途手動で行う
  3. 実写のカメラであっても良い
SmartStereo プロトコルを実装すると
例えば、OpenGL拡張用ライブラリー(StereoGL)
二つのCGカメラの適正配置を行い、2画面生成・合成してリアルタイム表示する
CGカメラの適正配置は液晶の解像度、最適視認距離によって変わるが、ゲームなどのプログラマーは…
  1. 奥行き間は「手前 xx cm」、「奥 xx cm」で指定する(CGカメラ間距離を指定するのではない)
  2. ディスプレイに依存しない奥行き感のプログラムが書ける

前半・今井担当分まとめ
  • SmartStereoプロトコルとは、2画面生成のためのカメラ間距離計算するための「手順」であり、この考え方を導入することにより、適切な奥行きをコントロールできる
  • この考え方により、コンテンツのディスプレイ依存性を減らすことができる。
  1. 3DCGによる静止画の場合、モデルの再利用(再レンダリング)で対応する
  2. 3DCGのリアルタイムレンダリングの場合、レンダリング処理ごとに適切なカメラ間距離を設定する


SHARP 2D/3D切替液晶について
  • 3D表示時
    視差バリアにより光が分離され、左右の眼には異なる光が届くため、立体的に見える
  • 2D表示時
    スイッチ液晶により視差バリアを制御し、光を透過させることで左右の眼に同じ光が届き、2D画像に見える
3Dイメージの制作概念
携帯電話SH−251isでの表示を例にとって説明すると…
  • 3D内蔵コンテンツの場合は「左目のイメージ」「右目のイメージ」を準備しておき、合成処理にて表示する
  • 撮影したコンテンツをプログラムにてリアルタイム処理して表示する
ステレオイメージの9つのチェックポイント
裸眼立体視するためには、
  • 左右イメージが「ステレオコンテンツ」であること。
  • 一左右イメージに適切な視差があること。
チェックポイント
  1. 左右イメージが同じモチーフであること
  2. 左右イメージが同じ輝度(明るさ)であること
  3. 左右イメージの被写体が同じ高さにあること
  4. 左右イメージの被写体が同じ高さにあること(回転してはならない)
  5. 左右イメージで写りこみ(屈曲など)が異なるとき、ちらつく原因になる
  6. 左右イメージが同じ解像度であること
  7. 左右イメージが鮮明な画質であること
  8. 左右イメージ内に1ピクセルのアートワークは避けること
  9. フレームアウトする被写体には注意が必要
    (画面手前に出てくるオブジェクトがフレームアウトする場合問題あり)
ステレオイメージ被写体の位置概念
撮影されたイメージ(ステレオイメージ)の簡易判断方法として3D−Vのルール(SHARP3Dコンテンツ)がある。
  • 左イメージ内
    オブジェクトが左に移動すると奥に見え、右に移動すると手前に見える
  • 右イメージ内
    オブジェクトが右に移動すると奥に見え、左に移動すると手前に見える
3D液晶に最適なイメージを作るためには?
3D液晶ディスプレイの技術条件を考慮する。
3dsMax使用時(搭載する商品・液晶パネルにより異なる)
  1. 液晶パネルの物理寸法…表示エリアのタテ・ヨコの寸法
  2. 液晶パネルの解像度…表示エリアのタテ・ヨコのピクセル数
  3. 最適視認距離…視点から液晶パネルまでの距離
  4. 両眼間距離…左目と右目の距離
  5. 被写体の奥行き設定…液晶パネルを中心に手前・奥行き設定をする

●3DCGによる制作事例紹介(3dsMax)…※省略
●2DCGによる制作事例紹介(Adobe Photoshop)…※省略

シャープ(株)/今井 明 (いまい あきら)
現所属:ニュービジネス推進部Web・3Dプロジェクト
現所属:シャープ(株)モバイル液晶事業本部
1987年にシャープ(株)入社。説明すると
1995年12月より2002年3月まで英国のシャープヨーロッパ研究所(SLE)に出向。3Dディスプレイを含む技術企画・事業化のための業務に従事。
2002年4月よりシャープ(株)モバイル液晶事業本部に復職し、3D液晶の事業化・企画を推進中。
シャープ(株)/高橋俊哉 (たかはし としや)
現所属:シャープ(株)総合デザイン本部ソフトデザインセンター
1984年にシャープ(株)入社。総合デザイン本部配属。
1999年より3Dステレオ液晶のコンテンツ開発着手(SLE視察)。
2000年より総合デザイン本部ソフトデザインセンター配属。
AV/PC機器、インターフェイスデザイン開発/ビジュアルコンテンツ開発に従事。
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「Web3Dソリューションの概要と立体視ディスプレイのご紹介」
(株)NTTデータ三洋システム Web・3Dプロジェクト
川邉英孝
NTTデータ三洋システムの3Dソリューション概要
3Dソリューションを以下の4つのフェーズとして考えています。
1.制作・編集ツール(入力)
  • ソリューション
     3D studioMAX(3DCG)
     ImageProcessingFactory(実写3D)
     Pierimo/CybarModeler(3Dスキャナー)
  • エンジニアリング
     3Dモデリングソフト/RPシステム
2.コンテンツ
  • 3Dデータ
  • Panorama画像
  • ビデオ映像
  • Webコンテンツ
  • コントロールソフト
3.表示ツール(利用)
  • Cult3D
  • SOS3D/Pn
  • 3Dディスプレイ
  • 3Dモデル/映像の表示コントロールソフト
4.ユーザー
  • PC/インターネット/3G携帯
  • シミュレーション表示、エキシビション展示

以降、NTTデータ三洋システム社の3Dソリューションの事例紹介

Cult3D―世界中で最も利用されているWeb3D
Cult3Dの特徴
  1. データ圧縮(小さいファイルサイズ)
  2. 高品質(ビジュアル、インタラクティブ)
  3. マルチプラットフォーム(WINDOWS、Mac、UNIX)
  4. 優れた制作ツール
  5. 専用サーバー必要なし
TOYOTA、日産、NEC、SONYなど世界中で600社以上で採用。

Cult3D―活用事例
  • e-コマース・マーケティング…通販販売サイトの電子カタログ
  • 製品サポート・トレーニング…電子マニュアル
  • 製品・販売プレゼンテーション…商品説明
Web3Dパノラマ
高画質(高解像度、大画面)パノラマ
  • 当社オリジナルパノラマフォーマット、QTVR、静止画(JPEG等)を、お選びいただけます。
  • 左右上下360°の高品質大画面のパノラマを、ご覧いただけます。
Web3Dモデル
カラー&テクスチャーシミュレーション可能なWeb3Dモデル
Web上で表示されたモデルを自由に回転、拡大・縮小させたり、テクスチャーを簡単に変更できます。既存の3DモデルデータをWeb3D用に変換し、Webサイト上でブラウズができるようになります。
CAD等のソフトで作られたデータを他の3D形式に変換するサービスもおこなっております。

多視点方式メガネなし立体視ディスプレイ
22-inch(LCD)
50-inch(PDP)
複数人が広い範囲で同時にメガネなし3D映像を観察できる多視点方式メガネなし3Dディスプレイを開発しました。高臨場感のメガネなし3D映像を利用して、教育イベント用途として、新しいプレゼンテーションが可能です。

立体視ディスプレイの特徴
  • 特殊なメガネ不要で、多人数が広い範囲で観察可能
  • 観察位置を変えると、3D映像も自然に変わる多視点映像
  • 新開発の階段状パララックスバリア方式採用による鮮明な3D映像
  • 構造が簡単で低コスト化が可能
立体視ディスプレイコンテンツ作成手順
複数視点から撮影した画像から、3Dディスプレイ用の特殊な合成画像に変換します。
  1. 3DCGシステム場で3Dモデルと複数のカメラを配置します。
  2. それぞれのカメラからの画像をレンダリングします。
  3. 複数の画像から1枚の3Dディスプレイ用画像を作成します。
(株)NTTデータ三洋システム/川邊英孝 (かわべ ひでたか)
現所属:ニュービジネス推進部Web・3Dプロジェクト
1986年に三洋電機(株)入社。
以降15年間プロダクトデザイン関連部署に勤務CGおよび3DCAD業務に携わる
2001年より三洋電機ソフトウエア株式会社(現社名:(株)NTTデータ三洋システム)でWeb3D関連業務に従事する。
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「携帯端末上での3次元グラフィックスの実現と
3次元液晶との連係可能性」
(株)エイチアイ Mascot Capsule事業部副部長
藤澤達也
携帯電話で3Dポリゴンオブジェクトが動く「Mascot Capsuleエンジン」により、既に1000万台近い3次元表示可能な携帯電話が出荷され、それに伴って様々な応用例が出てきています。
3Dエンジンの応用例
  • 3Dゲーム
  • 3D地図サービス
  • 3D商品紹介
  • 3Dユーザインタフェース
  • 3Dアバタメッセージング
携帯電話での待ち受け画像
携帯電話における3D表現が3次元液晶により立体化された情報となることで、ユーザはさらに直感的な情報を得ることができるようになったといえます。例えばユーザとコミュニケーションするエージェントキャラクタの登場です。

携帯電話での商品紹介
携帯電話上で3Dグラフィックスを用いた商品紹介が3次元液晶と組み合わさることで、より直感的な購買要求へとつながるものになります。そこにおいてある商品を手にとって見る、そういった感覚に変化することになります。

携帯電話での地図情報サービス
携帯電話上で、ある地点の周囲の3D地図表示をする検討が進んでいます。例えば地下鉄を出て、右も左もわからない状態で3次元表示になっている町並みと実背景をあわせて方向を確認する、というようなサービスがそれです。

携帯電話でのアバターメッセージ
TV電話機能にプラスして、ユーザの顔やその他キャラクタの顔を3次元化し、バーチャルメッセンジャーとしてメッセージの媒介者とする試みがあります。3Dのバーチャルアバタをやりとりしてコミュニケーションを図る試みが検討され始めています。
  • 3Dアバタ同士でのバーチャルTV電話
  • 3Dアバタがメッセージを運ぶボイスメッセージ
  • 3Dアバタが他者からのメッセージを読み上げるナレータサービス
携帯電話でのエンターティンメント
Javaアプリケーションが動作する機種の最も大きなユーザの関心はやはりゲームアプリケーションになっています。3次元液晶で表現された3次元ゲームは、ユーザが実際にその世界に入っている錯覚を覚える新しい感覚を提供します。

携帯電話での3DCGと3D液晶
携帯電話は自分に一番近い位置にある情報端末になりました。しかも、音、動画、静止画、文字、というように多くの情報発信手段をもつ総合情報端末です。弊社ではそのような端末の表現力にさらに3DCGという武器を付加しました。携帯電話に3DCGは不要だと当初は思われていましたが、実際には小型な端末だからこそ3DCGが生きてくる局面が多いことが判っています。

視差を利用して立体感を出す3D液晶では、リアルタイムに生成される3DCGが最適です。用意された同一のコンテンツ(3Dデータ)を時々に応じて、立体化するために「視差付きで2画面としてレンダリング」したり、通常通り「1画面としてレンダリング」したり、といったことが可能です。

また、ユーザの視差に関する個人差を吸収するために、視差情報を微調整したレンダリングを行うことも技術的には可能であり、技術的にも非常に親和性が高い技術であることは間違いありません。

今後も3DCGと3D液晶の組み合わせによる、より高度なコンテンツ環境作りに貢献させていただきたいと考えています。
(株)エイチアイ/藤澤達也 (ふじさわ たつや)
現所属:技術本部イメージ技術開発センター・副所長
1996年4月より2003年3月までJEITA(電子情報技術産業協会)の映像生体影響調査研究委員会に参画。その間、3次元映像に関するガイドライン試案、安全な映像制作支援データベースの開発に参画している。
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「3次元映像の生体影響について」
シャープ(株)技術本部イメージ技術開発C副所長
兼 研究開発推進室長
3Dコンソーシアム 安全/ガイドライン部会長
千葉 滋
●何故生体影響を気にするのか
●新しい映像産業
●生体影響研究の必要性
●擬似3次元映像の問題点
●生体影響総合評価システム
(以上、ビデオで紹介)

映像の生体影響研究の動向
海外
1993年=英国TVコマーシャル番組による光過敏性発作事件
1994年=英国独立TV委員会(ITC)ガイドライン策定
2001年=英国ITCガイドライン改訂版 フラッシュ&パターン分析器開発
国内
1995年7月=PL法施行
1996−2002年=JEITAで映像生体影響に関する調査研究(経済産業省支援)
1997年12月=TV番組による児童光過敏性発作事件
1998年=放送業界自主ガイドライン
2002年=e-JAPAN2002見直し映像生体影響防止策
2002〜3年=映像による健康被害防止国際標準化
      ITU、ISOでガイドライン制定拡大の動き
2003年−2005年=経済産業省 総務省 生体影響防止プロジェクト開始予定

3次元映像に関するガイドライン試案の構成
  1. 機器開発者のためのガイドライン
  2. 利用者のためのガイドライン
  3. 映像ソフト制作者のためのガイドライン
シャープ(株)/千葉 滋 (ちば しげる)
現所属:技術本部イメージ技術開発センター・副所長
1996年4月より2003年3月までJEITA(電子情報技術産業協会)の映像生体影響調査研究委員会に参画。その間、3次元映像に関するガイドライン試案、安全な映像制作支援データベースの開発に参画している。
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