3 次元画像の表示方法浅山研究室 I08I001 赤木康平, I08I002 赤松孝哉 I08I035 滝谷将平, I07I023 金山真人 2.2 偏光表示方式[2] １．はじめにプロジェクター投影方式，ハーフミラー合成表昨今,3D という言葉を耳にする機会が増えた．示方式，液晶光路変換表示方式など様々な方式がここ数年で 3D テレビ,3D カメラ,3DS と家電からある．本方式は，左目，右目画像を同一画面に重携帯ゲーム機など幅広く 3D 技術が普及してきてねて偏光表示し，偏光フィルタメガネを使用している．だが,3D 画像を見るためには 3D 画像専用左，右目画像に分離する．アナグリフ方式と比べの画像表示ソフトと，専用の機器が必要である．色の再現性に優れるのが長所である．また，メガそこで，本研究ではアンドロイド携帯やタブレッネもアナグリフ方式と同様に安価である．しかし，トといった現在普及しているデバイス上で,多数 3D で表示した時に解像度が 2D の時の半分になる．枚の 2D 画像を 3D に見せる研究を行った． 2.3 フレームシーケンシャル方式[3] 時間を分割し，右目用画像と左目用画像を交互２．既存の 3D 技術と研究した手法に表示することで立体的に映像を見ることが出 2.1 アナグリフ方式[1] 来る方式である．メガネはテレビの表示と連動し， 1853 年にロールマンによって原理が導かれた右目用の画像が表示されている時は左目のシャものである．アナグリフ方式では，アナグリフ画ッターを閉じ，左目用の画像が表示されている時像と呼ばれる左右別角度で撮影した２枚の画像は右目のシャッターを閉じる．これを毎秒 60 回をそれぞれ赤色と青色で重ねて表示したものを，という高速で繰り返すことにより，左右の目で異赤と青のフィルターが貼られたメガネを通してなる映像が得られる．(図２) 見ることで立体写真として見ることが出来る． (図１) 図２．フレームシーケンシャル方式図１．アナグリフ方式 A-3-1 2.4 擬似 3D MP ファイルのままでは撮影したカメラでしか本方式は、今までに説明した 3D 表示方式と異画像を表示することができないため,前年度の研なり，「遠いモノの方が，小さく，ボヤけて見え，究で用いたプログラムを使い,MP ファイル（3D 動きは遅く見える．」[4]といった脳の奥行きを画像）を 15 枚の JPEG ファイル（2D 画像）に分判断する働きを利用し， 3D であるかのように錯割する．覚させている．この方式では既存の画像に擬似的プログラムの説明の前に SOI と EOI という二つのに 3D 効果を付加して立体的に見せている．マーカの説明をする．SOI は JPEG ファイルの起例えば,GIF アニメーションを用いた擬似 3D の点を表すマーカであり, 多くのソフトが SOI を手法がある．これは左右別角度から撮影した複数読み取り判別するため SOI マーカがない場合画枚の画像を時間経過による画像切り替えを行う像を表示できない．EOI は JPEG ファイルの終わことで 2D 画像に立体感を付加する手法である．りを表すマーカであり, SOI マーカと違い EOI マーカはなくても画像を表示することができる． 2.5 本研究の表示方法プログラムは MP ファイル内にある 15 枚の各画像本研究の目標は擬似３D のような時間経過にの SOI マーカを検索し,画像の EOI マーカと次のよる画像切り替えを行うのではなく,人の動きに画像の SOI マーカを境に画像を切り離すこと対して画像切り替えを行うことでより自然な 3 で,MP ファイルから JPEG ファイルを取り出す仕次元を感じることができるのではないかという組みである．(図 4) 考えの下,アンドロイド端末やタブレットで人の動きに連動した画像切り替えについて研究した．３．画像分割[5] 本研究で使用するカメラは Sony-Cyber Shot DSC-TX10 で，特性として 3D スイングマルチアングル撮影[6]ができる．3D スイングマルチアングル撮影とは，カメラを一振りすることで,加速度センサーが動きを感知し,撮影角度を変えた 15 枚の画像を自動生成する機能である．生成された画像は、MP ファイルで蓄積される．(図 3) 図 4．画像分解プログラムの仕組み４．画像の使用枚数と使用パターン４.1 表示枚数画像を表示する際に分割した 15 枚全てを用いると,データ容量や画像切り替え時のタイムラグが発生するため,15 枚未満で 3D を感じる画像切り替え表示枚数を調べた．画像を時間経過で切り図 3．3D スイングマルチアングル撮影の概要[6] 替えるプログラムを作成し,11 枚,9 枚,7 枚,5 A-3-2 枚,3 枚のパターンで実験した．結果は 9 枚,7 枚,5 センサーがタブレットを傾けたとき,どの程度の枚までなら 3D を感じることができた．最終的に値になっているのかを調べた．Web 上で加速度セは,画像切り替え枚数は 5 枚となった．ンサーの値を調べるプログラムがあるので,今回はそのプログラム[7]を利用した．(図 5) 4.2 使用画像次は 15 枚の画像から，どの画像を用いるかの実験を行った．具体的な選択パターンとしては，１：始めの 5 枚を用いる,２：真ん中の 5 枚を用いる等様々なパターンで実験を行った．(図 4) 図 5．加速度センサー(上)と傾きセンサー(下) 調べてみた結果,加速度センサーの他に傾きセンサーと呼ばれるものがタブレットに内蔵されていた．加速度センサーはタブレットを動かした際の速度から傾きを算出しなければならないが,傾図４．画像使用パターン一例きセンサーは算出する必要がない．そのため,使い勝手の良い傾きセンサーを用いてプログラム結果は中央から隣り合う 5 枚の画像(図 4 のパを作成する．なお，この傾きセンサーは端末によターン２)を使用すると 3D をよりよく感じるこって搭載されていない場合がある．とができた．プログラムが完成し,先ほど調べた傾きの値をプログラムに設定してタブレットを傾けてみる．すると,タブレットが傾きすぎていて画面を見る５．タブレットの傾き取得ことができない．傾きの最大値は 45°を想定し今回用いた言語は，JavaScript である．比較ていたが,調整の結果，15°となった．(図 6) 的容易にプログラムを作成でき,Web 上でプログラムが動作するためアンドロイド携帯やタブレットで手軽に表示ができる．動作させる Web ブラウザは Firefox を使用する．Firefox だと容易に加速度センサーの情報を取得できるためである．プログラムの仕組みはシンプルで,タブレットに内蔵されている加速度センサーの値が一定の値に変化すると,画像を切り替えるものである．図 6．タブレットでの実行結果そこで,本研究で用いていたタブレットの加速度 A-3-3 3D に用いられる画像は背景の変化を大きくした６．傾きに対する画像表示り，ピントを極端に調整したりと写真を 3D 表示１枚１枚の画像の切り替えを，どの様な角度で用に合成しているものが多く見られた．また，画行うのかを実験した．４章で述べた中央から隣像切り替えのトリガーを端末の傾きにした事もり合う 5 枚で,中央の画像に広い角度を持たせた 3D を感じにくい要因の一つであった．人が見て場合,両端の画像に広い角度を持たせた場合,１いる風景は人が目や頭を動かす，または移動する枚１枚の画像の角度を均一にした場合で実験し事で変わるものであるので，より自然な 3D を感た．(図 6) じさせるには手の動きだけでは不十分であったと考えられる．改善案としては，上記の 3D を感じにくい要因の改善に加え，画像切り替えの際にエフェクトをかける事で，より 3D を感じる効果を得ることが期待できる．参考文献 [1] アナグリフ(日本女子大学 2006 目白祭物理分野) http://mcm-www.jwu.ac.jp/~physm/buturi06/si 図 6．角度の調整一例 kaku/st2a.html [2] 偏光メガネを用いた立体視の実現(床井研究結果は,中広の場合（図６の最上段）が一番立室) 体に感じやすいパターンであった．角度の値は中 http://www.wakayama-u.ac.jp/~tokoi/opengl/l 央画像に左右 10°で計 20°,左右の画像の切り inebyline.html 替えは 5°で行った． [3] 3D 表示方式(3DxTV.jp) http://www.3dxtv.jp/3D-TV/3D-display-method #frameSeq2 ７．まとめ [4] 3D の原理(中原機械設計事務所) 画像切り替えを，時間軸から人の動き(端末の http://www2.aimnet.ne.jp/nakahara/3dart/3ge 傾き)に対して行うことでより自然な 3 次元を感 nri.html じることができるのではないかという考えの下 [5] 浅山研究室 2010 年度卒業論で研究を行い，以下の結論となった． [6] 3D スイングマルチアングル機能 (Sony 研究開始当初の目的の一つである端末の傾きに Marketing (Japan)) 合わせた画像の切り替えは，HTML と JavaScript， http://www.sony.jp/cyber-shot/products/DSC- Firefox の傾き API を組み合わせる事で実現する TX9/feature_4.html ことが出来た．しかし，従来の 3 次元画像表示技 [7] Android3.0 端末の傾きを JavaScript で取得術に比べ 3D を実感できているとは言い難い． (NI-Lab.) なぜならば，今回使用した画像が未加工の写真 http://www.nilab.info/z3/20110613_01.html であったことが考えられる．調べてみると擬似 A-3-4