3次元表示

3次元表示技術とは





3次元表示技術と聞いてテレビゲームの画面や映画を思い浮かべる方も多いかと思います。 近年、これらのCG(コンピュータグラフィックス)と呼ばれる表示技術の発達は著しく、専用のハードウェアが広く普及し、これらを用いた表現や応用技術は珍しくないものとなりました。
これらCGでは基本的に描画するためのデータ(頂点の座標など)は実際に3次元のデータ(\(x\)、\(y\)、\(z\)の3つの座標の値)を持っていますが、最終的にテレビ画面などに出力される時点で2次元の情報へと変換されます。 ここでは、このような画像を2次元画像と呼び、3次元画像と区別することにします。
では3次元画像とはどのようなものかというと、「対象が立体的に知覚できる画像」ということになりますが、これを理解するためには人がどのように立体であることを知覚しているかを知る必要があります。 人間が立体感を知覚する生理的要因は主に次の4つであると考えられています。


●両眼視差

ある一点を見定め、目を片方ずつつぶってみると左右の目に見える像が異なります。 左右の目に見える像は、見る対象が目に近いほど異なり、遠くなるほど小さくなります。これを両眼視差と言います。


●焦点調節

目はカメラ同様に水晶体と呼ばれるレンズを持ち、毛様体と呼ばれる筋肉を緊張・弛緩させ、そのレンズの厚さを変化させることで焦点を調節しています。 この毛様体筋肉が緊張する情報という要因を調節と呼びます。


●輻輳(ふくそう)

両眼である物体を見るとき、物体が近ければ近いほど両眼をそれぞれ内側に回転させる必要があります。 この筋肉の緊張が距離感を得る手がかりと考えられ、輻輳と呼びます。


●運動視差

動く物を観察する場合や、自分が動きながら物体を観察するときに生じる映像の時間的な変化のことを言います。 例えば観察者が動く場合、物体が遠くにあれば映像の変化は小さく、逆に近くにあるほど変化は大きくなっていきます。