JP2012003520A - Three-dimensional printed matter production support device, plug-in program, three-dimensional printed matter production method, and three-dimensional printed matter - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce three-dimensional printed matter within a practical time without photographing a real subject.SOLUTION: A control unit 11 of a three-dimensional printed matter production support device 10 generates a three-dimensional CG model 7 of an object Obj by a function of a modelling program 21 and stores it to a storage part 12. Then, according to a function of a rendering program 22, the control unit 11 calculates a shape and position of the three-dimensional CG model 7, lighted conditions (luster), and the like, generates a directivity image 6, and stores it to the storage part 12. A plug-in 23 is a program for defining a variety of setting values for generating the directivity image 6 in a ray-tracing function. Then, the control unit 11 generates one composed image 2 from a plurality of directivity images 6 by means of a function of an image composition program 24 and stores it to the storage part 12.

Description

本発明は、立体印刷物の制作を支援する立体印刷物制作支援装置等、ならびに、立体印刷物制作方法および立体印刷物に関するものである。   The present invention relates to a three-dimensional printed material production support apparatus that supports production of a three-dimensional printed material, a three-dimensional printed material production method, and a three-dimensional printed material.

従来から、立体視の手法は幅広く研究され、様々な手法が実現されている。電気的なデバイスを用いない印刷物における立体視を実現する手法としては、例えば、レンチキュラーレンズシートを用いる方法がある。
レンチキュラーレンズは、半円筒状の曲面を持ったレンズであり、光の入射方向に対して焦点位置が移動する性質を有する。この性質を利用し、左右それぞれの目からレンチキュラーレンズを見たときの焦点位置に、左右の目に応じた画像を配置することで、裸眼での立体視(専用メガネが不要な立体視)を実現することができる。以下、立体視が実現された印刷物を「立体印刷物」と呼ぶ。
レンチキュラーレンズシートを用いる場合、左右それぞれの目が、顔の位置に応じた画像のペアを観察できるように、レンチキュラーレンズシートの背面に、短冊状に分割された画像が配列される。そうすると、観察者が自分の顔の位置を移動させるとき(観察する方向を変更するとき)、左右の目は一定の間隔を保って移動するので、観察者は、顔の動きに追従した画像の変化を視認することができる。
Conventionally, stereoscopic techniques have been extensively studied and various techniques have been realized. As a method for realizing stereoscopic vision in a printed material that does not use an electrical device, for example, there is a method using a lenticular lens sheet.
The lenticular lens is a lens having a semi-cylindrical curved surface, and has a property that the focal position moves with respect to the incident direction of light. Using this property, stereoscopic images with the naked eye (stereoscopic images that do not require special glasses) can be obtained by placing images according to the left and right eyes at the focal position when the lenticular lens is viewed from the left and right eyes. Can be realized. Hereinafter, the printed material in which the stereoscopic view is realized is referred to as “stereoscopic printed material”.
When the lenticular lens sheet is used, striped images are arranged on the back of the lenticular lens sheet so that the left and right eyes can observe a pair of images according to the position of the face. Then, when the observer moves the position of his / her face (when the viewing direction is changed), the left and right eyes move at a constant interval, so that the observer can move the image following the movement of the face. You can see the change.

本出願人らは、既に、専用の撮影装置によって撮影された画像データを利用して、多視点裸眼立体視が実現された立体印刷物の作成方法を確立している(特許文献1、2参照)。ここで、多視点とは、前述の「顔の動きに追従した画像の変化」を意味する。
特許文献1には、水平に配列された複数のカメラ(専用の撮影装置)によって、実在する被写体を撮影し、撮影された画像を適切に合成することで、立体印刷物に印刷されるべき画像を作成することが記載されている。尚、専用の撮影装置によって撮影される画像数は、数百〜数千枚程度必要である。
また、特許文献2には、立体印刷物に特化した網点処理手法が開示されている。特許文献2に記載の手法によって、網点印刷の解像度を高め、画像の粗さを低減した立体印刷物を得ることができる。従来は、印刷精度の課題があり2〜7程度の視点が限界であったが、特許文献2に記載の手法を用いれば、従来の数十倍となる40〜100程度の視点を持たせることができる。
The present applicants have already established a method for creating a three-dimensional printed material that realizes multi-view autostereoscopic viewing using image data photographed by a dedicated photographing device (see Patent Documents 1 and 2). . Here, the multi-viewpoint means the above-described “change in the image following the movement of the face”.
In Patent Document 1, an image of an actual subject is photographed by a plurality of cameras (dedicated photographing devices) arranged horizontally, and the images to be printed on a three-dimensional printed matter are appropriately synthesized by combining the photographed images. The creation is described. Note that the number of images shot by a dedicated shooting device needs to be several hundred to several thousand.
Patent Document 2 discloses a halftone processing method specialized for three-dimensional printed matter. By the method described in Patent Document 2, it is possible to obtain a three-dimensional printed material with improved dot printing resolution and reduced image roughness. Conventionally, there was a problem of printing accuracy, and the viewpoint of about 2 to 7 was the limit, but if the method described in Patent Document 2 is used, the viewpoint of about 40 to 100, which is several tens of times that of the prior art, should be given. Can do.

特開2007−147737号公報JP 2007-147737 A 特開2009−186972号公報JP 2009-186972 A

しかしながら、特許文献1に記載のように、専用の撮影装置によって実在する被写体を撮影する手法の場合、撮影スペースとカメラの画角によって撮影可能な被写体の大きさに制限があった。また、そもそも、被写体の実物が必要であり、表現の幅が狭まっていた。
これに対して、例えば、自動車全体など大型の被写体を立体印刷物として表現したいという要望がある。また、例えば、企業のロゴや架空のキャラクタなどに対して、モックアップ(外見を実物そっくりに似せた模型)を作成せずに立体印刷物として表現したいという要望がある。
However, as described in Patent Document 1, in the case of a method of photographing an actual subject using a dedicated photographing device, the size of the subject that can be photographed is limited by the photographing space and the angle of view of the camera. In the first place, the actual subject was necessary, and the range of expression was narrow.
On the other hand, for example, there is a demand for expressing a large subject such as an entire automobile as a three-dimensional printed matter. In addition, for example, there is a demand for expressing a three-dimensional printed product without creating a mock-up (a model that looks like the real thing) for a company logo or a fictional character.

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすることは、実在する被写体を撮影することなく、実用的な時間内に立体印刷物を制作することを支援する立体印刷物制作支援装置等を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and its purpose is to produce a three-dimensional printed material that supports producing a three-dimensional printed material within a practical time without photographing a real subject. It is to provide a support device or the like.

前述した目的を達成するために第1の発明は、所望の物体の立体視を実現する立体印刷物の制作を支援する立体印刷物制作支援装置であって、投影面(PS)に対して、仮想的なカメラの位置(CP)と、前記投影面(PS)に入射する光線の始点(NP)および方向(NV)とを設定する設定手段と、前記設定手段によって設定された値に基づいて、前記物体のCGモデルに対して前記光線を追跡することで、前記カメラによって撮影される前記物体の画像を作成するレンダリング手段と、を具備し、前記設定手段は、前記立体印刷物に用いられるレンチキュラーレンズの焦点距離(f)および前記立体印刷物の印刷解像度(dpi)に基づいて、前記立体印刷物に含まれる指向性画像(DI)に対する視線方向(θ)を設定し、前記視線方向(θ)に基づいて前記カメラの位置(CP)を設定し、更に、レンダリング対象画素(RP)ごとに、視点(VP)から前記投影面(PS)までの距離(fd)および前記カメラの位置(CP)に基づいて、前記光線の始点(NP)および方向(NV)を設定することを特徴とする立体印刷物制作支援装置である。
第1の発明によって、実在する被写体を撮影することなく、実用的な時間内に立体印刷物を制作することができる。
In order to achieve the above-described object, a first invention is a three-dimensional printed material production support apparatus that supports the production of a three-dimensional printed material that realizes a stereoscopic view of a desired object. A setting means for setting the position (CP n ) of the correct camera and the starting point (NP) and direction (NV) of the light ray incident on the projection plane (PS), and based on the values set by the setting means, Rendering means for creating an image of the object photographed by the camera by tracking the ray with respect to a CG model of the object, and the setting means is a lenticular lens used for the three-dimensional printed matter based on the focal length (f) and the three-dimensional print print resolution (dpi), and set the line-of-sight direction (theta n) for directional images (DI n) included in the three-dimensional printed matter Position of the camera on the basis of the sight line direction (theta n) Set (CP n), further, for each rendered pixel (RP), point distance from (VP) to said projection surface (PS) (fd) And a starting point (NP) and direction (NV) of the light beam based on the camera position (CP n ).
According to the first invention, a three-dimensional printed material can be produced within a practical time without photographing an actual subject.

第1の発明における前記設定手段は、カメラ座標系における光線の始点(NP)の水平方向の座標をレンダリング対象画素(RP)の水平方向の座標(x)とし、ワールド座標系からカメラ座標系への変換を行うことで、ワールド座標系における前記光線の始点(NP)を算出する。
また、第1の発明における前記設定手段は、前記カメラの配置方法を平行配置とし、x=前記カメラから前記投影面PSに引いた垂線の長さ(Z)×tanθの式によって、前記カメラの位置(CP)の水平方向の座標(xn)を算出する。
また、第1の発明における前記設定手段は、前記立体印刷物の印刷面における画素の並びに対応させて、前記画素から前記立体印刷物のレンチキュラーレンズL(m)の焦点を通るように、前記視線方向(θ)を算出する。
In the first invention, the setting means sets the horizontal coordinate of the start point (NP c ) of the ray in the camera coordinate system as the horizontal coordinate (x r ) of the rendering target pixel (RP), and sets the camera coordinate from the world coordinate system. By performing conversion to the system, the start point (NP) of the ray in the world coordinate system is calculated.
Further, the setting means according to the first invention is configured such that the camera is arranged in parallel, and x n = the length of a perpendicular drawn from the camera to the projection plane PS (Z 0 ) × tan θ n , A horizontal coordinate (xn) of the camera position (CP n ) is calculated.
Further, the setting means according to the first aspect of the invention is configured such that the line-of-sight direction (passing through the focal point of the lenticular lens L (m) of the three-dimensional printed material from the pixel in correspondence with the arrangement of the pixels on the printing surface of the three-dimensional printed material. θ n ) is calculated.

第2の発明は、コンピュータを、投影面(PS)に対して、仮想的なカメラの位置(CP)と、前記投影面(PS)に入射する光線の始点(NP)および方向(NV)とを設定する設定手段と、前記設定手段によって設定された値に基づいて、所望の物体のCGモデルに対して前記光線を追跡することで、前記カメラによって撮影される前記物体の画像を作成するレンダリング手段として機能させるためのプログラムに対するプラグインプログラムであって、前記設定手段を、前記所望の物体の立体視を実現する立体印刷物に用いられるレンチキュラーレンズの焦点距離(f)および前記立体印刷物の印刷解像度(dpi)に基づいて、前記立体印刷物に含まれる指向性画像(DI)に対する視線方向(θ)を設定し、前記視線方向(θ)に基づいて前記カメラの位置(CP)を設定し、更に、レンダリング対象画素(RP)ごとに、視点(VP)から前記投影面(PS)までの距離(fd)および前記カメラの位置(CP)に基づいて、前記光線の始点(NP)および方向(NV)を設定するものとすることを特徴とするプラグインプログラムである。
第2の発明によって、汎用のCGソフトウエアがインストールされたコンピュータを、第1の発明の立体印刷物制作支援装置として機能させることができる。
According to a second aspect of the present invention, a computer is configured such that a virtual camera position (CP n ) and a light ray incident point (NP) and direction (NV) incident on the projection plane (PS) with respect to the projection plane (PS). Based on the value set by the setting unit, the ray is traced with respect to the CG model of the desired object, thereby creating an image of the object photographed by the camera A plug-in program for a program for functioning as a rendering unit, wherein the setting unit is configured to print a focal length (f) of a lenticular lens used for a three-dimensional printed material for realizing a stereoscopic view of the desired object and the three-dimensional printed material. based on the resolution (dpi), and set the line-of-sight direction (theta n) for directional images (DI n) contained in the solid printed matter, the sight line direction Sets the position (CP n) of the camera based on (theta n), further, for each rendered pixel (RP), the viewpoint (VP) distance to the projection surface (PS) from (fd) and the camera This is a plug-in program characterized in that the starting point (NP) and direction (NV) of the light beam are set based on the position (CP n ).
According to the second invention, a computer on which general-purpose CG software is installed can be caused to function as the three-dimensional printed material production support apparatus of the first invention.

第3の発明は、所望の物体の立体視を実現する立体印刷物を制作する立体印刷物制作方法であって、コンピュータが、前記物体のCGモデルをモデリングするモデリングステップと、コンピュータが、投影面(PS)に対して、仮想的なカメラの位置(CP)と、前記投影面(PS)に入射する光線の始点(NP)および方向(NV)とを設定する設定ステップと、コンピュータが、前記設定ステップによって設定された値に基づいて、前記CGモデルに対して前記光線を追跡することで、前記カメラによって撮影される前記物体の画像を作成するレンダリングステップと、を含み、前記設定ステップは、前記立体印刷物に用いられるレンチキュラーレンズの焦点距離(f)および前記立体印刷物の印刷解像度(dpi)に基づいて、前記立体印刷物に含まれる指向性画像(DI)に対する視線方向(θ)を設定し、前記視線方向(θ)に基づいて前記カメラの位置(CP)を設定し、更に、レンダリング対象画素(RP)ごとに、視点(VP)から前記投影面(PS)までの距離(fd)および前記カメラの位置(CP)に基づいて、前記光線の始点(NP)および方向(NV)を設定することを特徴とする立体印刷物制作方法である。
第3の発明によって、実在する被写体を撮影することなく、実用的な時間内に立体印刷物を制作することができる。
A third invention is a three-dimensional printed material production method for producing a three-dimensional printed material that realizes a stereoscopic view of a desired object, wherein the computer models a CG model of the object, and the computer includes a projection plane (PS). ) For setting a virtual camera position (CP n ) and a starting point (NP) and direction (NV) of a light ray incident on the projection plane (PS), and a computer Rendering an image of the object imaged by the camera by tracking the ray against the CG model based on the value set by the step, the setting step comprising: Based on the focal length (f) of the lenticular lens used in the 3D print and the print resolution (dpi) of the 3D print Set the directional images included in the stereoscopic prints (DI n) line-of-sight direction (theta n) for, set the position (CP n) of the camera on the basis of the sight line direction (theta n), further, it is rendered pixel For each (RP), based on the distance (fd) from the viewpoint (VP) to the projection plane (PS) and the position (CP n ) of the camera, the starting point (NP) and direction (NV) of the light beam are set. This is a method for producing a three-dimensional printed product.
According to the third invention, it is possible to produce a three-dimensional printed matter within a practical time without photographing an actual subject.

第4の発明は、所望の物体に対する多数の画像を多視点に対応させて合成された画像である合成画像が印刷された印刷物と、レンチキュラーシートとが貼り合わされ、前記物体の立体視を実現する立体印刷物であって、コンピュータが、前記物体のCGモデルをモデリングし、投影面(PS)に対して、仮想的なカメラの位置(CP)と、前記投影面(PS)に入射する光線の始点(NP)および方向(NV)とを設定し、設定された値に基づいて、前記CGモデルに対して前記光線を追跡することで、前記カメラによって撮影される前記物体の指向性画像を作成し、前記指向性画像に基づいて合成画像を作成し、印刷装置が、前記合成画像を前記印刷物に印刷するものであり、前記立体印刷物に用いられるレンチキュラーレンズの焦点距離(f)および前記立体印刷物の印刷解像度(dpi)に基づいて、前記立体印刷物に含まれる指向性画像(DI)に対する視線方向(θ)が設定され、前記視線方向(θ)に基づいて前記カメラの位置(CP)が設定され、更に、レンダリング対象画素(RP)ごとに、視点(VP)から前記投影面(PS)までの距離(fd)および前記カメラの位置(CP)に基づいて、前記光線の始点(NP)および方向(NV)が設定されることによって制作される立体印刷物である。
第4の発明によって、被写体が大きく撮影スペースの制限がある場合、所定の配置でカメラの画角に収めることが難しい場合、実物が存在しない場合などにも、所望の物体の立体視を実現することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, a printed material on which a synthesized image, which is an image obtained by synthesizing a large number of images corresponding to a desired object, is combined with a lenticular sheet, and a stereoscopic view of the object is realized. A three-dimensional printed material, in which a computer models a CG model of the object, and a virtual camera position (CP n ) and a ray incident on the projection plane (PS) with respect to the projection plane (PS). A starting point (NP) and direction (NV) are set, and based on the set values, the ray is traced with respect to the CG model, thereby creating a directional image of the object photographed by the camera. Then, a composite image is created based on the directional image, and the printing apparatus prints the composite image on the printed matter, and the focal point of the lenticular lens used for the three-dimensional printed matter. Based on the release (f) and the three-dimensional print print resolution (dpi), the three-dimensional printed material to the viewing direction with respect to directional images (DI n) contained (theta n) is set, in the sight line direction (theta n) Based on this, the camera position (CP n ) is set, and for each rendering target pixel (RP), the distance (fd) from the viewpoint (VP) to the projection plane (PS) and the camera position (CP n). ) Based on (3), the starting point (NP) and direction (NV) of the light beam are set.
According to the fourth aspect of the present invention, stereoscopic viewing of a desired object is realized even when the subject is large and the shooting space is limited, when it is difficult to fit within the angle of view of the camera in a predetermined arrangement, or when the actual object does not exist. be able to.

本発明により、実在する被写体を撮影することなく、実用的な時間内に立体印刷物を制作することを支援する立体印刷物制作支援装置等を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a three-dimensional printed material production support apparatus that supports producing a three-dimensional printed material within a practical time without photographing an actual subject.

透視投影を示す図Diagram showing perspective projection 平行投影を示す図Diagram showing parallel projection 半透視投影を示す図Diagram showing semi-perspective projection 立体印刷物1の構造を示す図The figure which shows the structure of the three-dimensional printed matter 1 部分画像Ipと投影される空間の関係を示す図The figure which shows the relationship between the partial image Ip and the space projected. 透視投影画像5に基づく指向性画像6の生成処理を示す図The figure which shows the production | generation process of the directivity image 6 based on the perspective projection image 5 立体印刷物制作支援装置10のハードウエア構成図Hardware configuration diagram of the three-dimensional printed material production support apparatus 10 立体印刷物制作支援装置10のソフトウエア構成図Software configuration diagram of the three-dimensional printed material production support apparatus 10 視線方向θの定義を示す図The figure which shows the definition of gaze direction (theta) n ワールド座標系におけるカメラ位置CPを示す図The figure which shows camera position CP in a world coordinate system カメラ座標系におけるプラグイン23による光線の視点NPおよび方向NVを示す図Shows a perspective NP c and direction NV c of the light beam by the plug 23 in the camera coordinate system 比較例としての透視投影画像5のレンダリング結果Rendering result of perspective projection image 5 as a comparative example 実施例としての指向性画像6のレンダリング結果Rendering result of directional image 6 as an embodiment 実施例としての指向性画像6のレンダリング結果Rendering result of directional image 6 as an embodiment 実施例としての立体印刷物1の実物写真Actual photograph of three-dimensional printed material 1 as an example

以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。
最初に、図1から図3を参照しながら、本発明にて用いる技術用語について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, technical terms used in the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は透視投影を示す図である。
図1に示す投影像Iaは、カメラ位置CPを視点とし、三次元の対象物Objを透視投影の手法によって投影面PS(2次元平面)に投影されたものである。透視投影では、対象物Objを人間が見るように投影面PSに投影する。通常のカメラで撮影される写真は、透視投影の手法によるものである。また、三次元CG(Computer Graphics)でも、透視投影が広く用いられている。
以下では、透視投影の手法によって表現された画像を透視投影画像(Perspective projection Image)と呼ぶ。
図1に示すように、透視投影画像である投影像Iaは、X軸方向の長さとY軸方向の長さが、共に対象物Objよりも短い。
FIG. 1 is a diagram showing perspective projection.
A projected image Ia shown in FIG. 1 is obtained by projecting a three-dimensional object Obj onto a projection plane PS (two-dimensional plane) by a perspective projection method with the camera position CP as a viewpoint. In perspective projection, the object Obj is projected onto the projection plane PS so that a human can see it. A photograph taken with a normal camera is based on a perspective projection technique. Also, perspective projection is widely used in three-dimensional CG (Computer Graphics).
Hereinafter, an image expressed by a perspective projection method is referred to as a perspective projection image.
As shown in FIG. 1, the projection image Ia, which is a perspective projection image, has a length in the X-axis direction and a length in the Y-axis direction that are both shorter than the object Obj.

図2は平行投影を示す図である。
図2に示す投影像Ibは、対象物Objを平行投影の手法によって投影面PSに描画された画像である。平行投影では、視点が無限遠に存在すると仮定して、対象物Objの点を投影面PSに投影する。尚、図2では、投影線(視点と対象物Objの点を結ぶ線)と投影面PSとが垂直に交わる為、平行投影の中でも、特に垂直投影と呼ばれる。
図2に示すように、投影像Ibは、X軸方向の長さとY軸方向の長さが、共に対象物Objと同じである。
FIG. 2 is a diagram showing parallel projection.
A projection image Ib shown in FIG. 2 is an image in which the object Obj is drawn on the projection plane PS by a parallel projection technique. In parallel projection, assuming that the viewpoint exists at infinity, the point of the object Obj is projected onto the projection plane PS. In FIG. 2, since the projection line (line connecting the viewpoint and the point of the object Obj) and the projection plane PS intersect perpendicularly, this is particularly called vertical projection among parallel projections.
As shown in FIG. 2, the projection image Ib has the same length in the X-axis direction and the length in the Y-axis direction as the object Obj.

図3は半透視投影を示す図である。
図3に示す投影像Icは、対象物Objを半透視投影の手法によって投影面PSに描画された画像である。半透視投影とは、鉛直方向(図3に示すY軸方向)にだけ透視投影を行うものである。図3に示すように、半透視投影では、視点のy座標、z座標は、透視投影と同じ(=カメラ位置CPのy座標、z座標)であるが、視点のx座標は、垂直投影と同じ(=対処物Objの透視対象となる点のx座標)である。
以下では、半透視投影の手法によって表現された画像を指向性画像(Directional Image)と呼ぶ。
図3に示すように、指向性画像である投影像Icは、X軸方向の長さが対象物Objと同じであるが、Y軸方向の長さは対象物Objよりも短い。
FIG. 3 is a diagram showing semi-perspective projection.
A projected image Ic shown in FIG. 3 is an image in which the object Obj is drawn on the projection plane PS by a semi-perspective projection method. The semi-perspective projection is a perspective projection that is performed only in the vertical direction (Y-axis direction shown in FIG. 3). As shown in FIG. 3, in the semi-perspective projection, the y-coordinate and z-coordinate of the viewpoint are the same as the perspective projection (= y-coordinate and z-coordinate of the camera position CP), but the x-coordinate of the viewpoint is the vertical projection. It is the same (= x coordinate of the point to be seen through the object Obj).
Hereinafter, an image expressed by the semi-perspective projection method is referred to as a directional image.
As shown in FIG. 3, the projected image Ic, which is a directional image, has the same length in the X-axis direction as the object Obj, but the length in the Y-axis direction is shorter than the object Obj.

次に、図4から図6を参照しながら、本発明の実施の形態に係る立体印刷物1について説明する。立体印刷物1は、裸眼での立体視が実現された印刷物である。本発明の実施の形態では、立体印刷物1は、レンチキュラーシート3を用いたものである。   Next, the three-dimensional printed material 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 6. The three-dimensional printed material 1 is a printed material in which stereoscopic vision with the naked eye is realized. In the embodiment of the present invention, the three-dimensional printed material 1 uses a lenticular sheet 3.

図4は立体印刷物1の構造を示す図である。
図4に示すように、立体印刷物1の構造は、合成画像2が印刷された印刷物と、レンチキュラーシート3とが貼り合わされたものである。尚、合成画像2の印刷は、例えば、特許文献2に記載の方法によって行う。
FIG. 4 is a diagram illustrating the structure of the three-dimensional printed material 1.
As shown in FIG. 4, the structure of the three-dimensional printed material 1 is obtained by bonding a printed material on which the composite image 2 is printed and a lenticular sheet 3. The composite image 2 is printed by the method described in Patent Document 2, for example.

レンチキュラーシート3は、複数のレンチキュラーレンズL(m)(mは0≦m<Mを満たす整数)が短冊状に配置されたシートである。以下、Mはレンチキュラーシート3に含まれるレンチキュラーレンズの数、mはレンチキュラーレンズの添え字とする。   The lenticular sheet 3 is a sheet in which a plurality of lenticular lenses L (m) (m is an integer satisfying 0 ≦ m <M) are arranged in a strip shape. Hereinafter, M is the number of lenticular lenses included in the lenticular sheet 3, and m is a subscript of the lenticular lens.

合成画像2は、多数の画像を多視点に対応させて合成された画像である。合成画像2は、各レンチキュラーレンズについて、入射する光線の方向VA(n)(nは0≦n<Nを満たす整数)に応じた指向性画像DI(n)の一部分である部分画像Ip(n、m)が順番に配置されている。
視点数Nの立体印刷物1を制作しようとする場合、指向性画像DI(n)もN枚必要となる。
以下、Nは視点数または指向性画像の枚数、nは視点または指向性画像の添え字とする。
The synthesized image 2 is an image synthesized by associating many images with multiple viewpoints. The composite image 2 is a partial image Ip (n) that is a part of the directional image DI (n) corresponding to the incident light direction VA (n) (n is an integer satisfying 0 ≦ n <N) for each lenticular lens. , M) are arranged in order.
When an attempt is made to produce a three-dimensional printed material 1 with N viewpoints, N directional images DI (n) are also required.
Hereinafter, N is the number of viewpoints or the number of directional images, and n is a subscript of the viewpoint or directional image.

例えば、レンチキュラーレンズL(0)の背面(半円筒状の曲面ではない面)には、指向性画像DI(0)の部分画像Ip(0、0)、・・・、指向性画像DI(n)の部分画像Ip(n、0)、・・・、指向性画像DI(N−1)の部分画像Ip(N−1、0)が順番に配置される。
また、例えば、レンチキュラーレンズL(m)の背面(半円筒状の曲面ではない面)には、指向性画像DI(0)の部分画像Ip(0、m)、・・・、指向性画像DI(n)の部分画像Ip(n、m)、・・・、指向性画像DI(N−1)の部分画像Ip(N−1、m)が順番に配置される。
また、例えば、レンチキュラーレンズL(M−1)の背面(半円筒状の曲面ではない面)には、指向性画像DI(0)の部分画像Ip(0、M−1)、・・・、指向性画像DI(n)の部分画像Ip(n、M−1)、・・・、指向性画像DI(N−1)の部分画像Ip(N−1、M−1)が順番に配置される。
For example, the partial image Ip (0, 0),... Of the directional image DI (0),..., The directional image DI (n) is provided on the back surface (the surface that is not a semi-cylindrical curved surface) of the lenticular lens L (0). ) Partial images Ip (n, 0),..., And partial images Ip (N−1, 0) of directivity images DI (N−1) are arranged in order.
Further, for example, the partial image Ip (0, m) of the directional image DI (0),..., The directional image DI is provided on the back surface (the surface that is not a semi-cylindrical curved surface) of the lenticular lens L (m). The partial images Ip (n, m) of (n),..., The partial images Ip (N−1, m) of the directivity image DI (N−1) are sequentially arranged.
Further, for example, the partial image Ip (0, M−1),... Of the directional image DI (0) is provided on the back surface (the surface that is not a semi-cylindrical curved surface) of the lenticular lens L (M−1). A partial image Ip (n, M-1) of the directional image DI (n), ..., and a partial image Ip (N-1, M-1) of the directional image DI (N-1) are sequentially arranged. The

立体印刷物1をレンチキュラーシート3の正面(図4に示すZ軸方向)から観察すると、レンチキュラーレンズL(m)に対してある方向VA(n)からは、L(m)を通して部分画像Ip(n、m)が視認され、レンチキュラーレンズL(0)を通しては方向VA(n−a)に対応した部分画像Ip(n−a、0)が視認される。aは視点とレンチキュラーシート3との距離によって決まる値である。また、レンチキュラーレンズL(M−1)を通しては方向VA(n+a)に対応した部分画像Ip(n+a、M−1)が視認される。   When the three-dimensional printed material 1 is observed from the front of the lenticular sheet 3 (in the Z-axis direction shown in FIG. 4), the partial image Ip (n M) is visually recognized, and a partial image Ip (na, 0) corresponding to the direction VA (na) is visually recognized through the lenticular lens L (0). a is a value determined by the distance between the viewpoint and the lenticular sheet 3. Further, a partial image Ip (n + a, M-1) corresponding to the direction VA (n + a) is visually recognized through the lenticular lens L (M-1).

図5は部分画像Ipと投影される空間の関係を示す図である。
視点nからレンチキュラーレンズL(m)を通して見える画像は、視点nとレンチキュラーレンズL(m)の焦線4、およびレンチキュラーレンズL(m)の長さによって決まる視線空間Vol(n、m)の透視投影として与えられる。言い換えると、視点nからレンチキュラーレンズL(m)を通して見える位置に、鉛直方向(図5に示すY軸方向)にだけ透視投影された指向性画像DI(n)の一部分、すなわち、部分画像Ip(n、m)を配置することで、立体視を実現することができる。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the partial image Ip and the projected space.
An image seen from the viewpoint n through the lenticular lens L (m) is seen through the viewing space Vol (n, m) determined by the viewpoint n, the focal line 4 of the lenticular lens L (m), and the length of the lenticular lens L (m). Given as a projection. In other words, a portion of the directional image DI (n) that is perspective-projected only in the vertical direction (Y-axis direction shown in FIG. 5) at a position that can be seen from the viewpoint n through the lenticular lens L (m), that is, the partial image Ip ( By arranging n, m), stereoscopic vision can be realized.

図6は透視投影画像に基づく指向性画像の生成処理を示す図である。
以下では、透視投影画像を総称するときは、「透視投影画像5」と表記する。また、指向性画像を総称するときは、「指向性画像6」と表記する。
指向性画像6はカメラで撮影することができない。従って、実写画像を用いて立体印刷物1を制作する場合、特許文献1のように、水平に配列された複数のカメラ(専用の撮影装置)によって、実在する被写体を撮影し、数百〜数千枚程度の透視投影画像5を撮影する。そして、指向性画像6の部分画像に等しい領域を各透視投影画像から切り出して取得する。
FIG. 6 is a diagram showing a directional image generation process based on a perspective projection image.
Hereinafter, the perspective projection images are collectively referred to as “the perspective projection image 5”. In addition, when the directional images are collectively referred to as “directional images 6”.
The directional image 6 cannot be taken with a camera. Therefore, when producing the three-dimensional printed material 1 using a photographed image, as in Patent Document 1, a plurality of cameras (dedicated photographing devices) arranged in a horizontal direction are used to photograph an actual subject, and several hundred to several thousand are photographed. The number of perspective projection images 5 is taken. And the area | region equal to the partial image of the directional image 6 is cut out and acquired from each perspective projection image.

図6は、図4のY軸方向から見た平面図となっている。図6に示すように、指向性画像DI(n)を生成するためには、各透視投影画像PI(0)、・・・、PI(m)、PI(m+1)、・・・、PI(M−1)から、部分画像Ip(n、0)、・・・、Ip(n、m)、Ip(n、m+1)、・・・、Ip(n、M−1)を切り出して取得し、合成する。
この手順によって指向性画像6を生成する場合、厳密には、各指向性画像6に対して横方向のピクセル数分の透視投影画像5が必要となる。例えば、横方向のピクセル数が1000の場合、厳密には、指向性画像6ごとに、1000枚の透視投影画像5を撮影する必要がある。
尚、ピクセル間の補間を用いることで、1つの透視投影画像PI(0)〜PI(M−1)のセット(例えば、1000枚)から、N(例えば、N=100)枚の指向性画像DI(0)〜DI(N−1)を生成することもできる。
但し、指向性画像6を1枚しか生成しない場合(視野が1つの立体印刷物1を制作する場合)であっても、指向性画像6の横方向のピクセル数分の透視投影画像5は必要である。
FIG. 6 is a plan view seen from the Y-axis direction of FIG. As shown in FIG. 6, in order to generate the directional image DI (n), each perspective projection image PI (0),..., PI (m), PI (m + 1),. From M−1), partial images Ip (n, 0),..., Ip (n, m), Ip (n, m + 1),. Synthesize.
When the directional images 6 are generated by this procedure, strictly, the perspective projection images 5 corresponding to the number of pixels in the horizontal direction are required for each directional image 6. For example, when the number of pixels in the horizontal direction is 1000, it is strictly necessary to capture 1000 perspective projection images 5 for each directional image 6.
In addition, by using interpolation between pixels, N (for example, N = 100) directional images from a set (for example, 1000) of one perspective projection image PI (0) to PI (M−1). DI (0) to DI (N-1) can also be generated.
However, even when only one directional image 6 is generated (when producing the three-dimensional printed material 1 with one field of view), the perspective projection images 5 corresponding to the number of pixels in the horizontal direction of the directional image 6 are necessary. is there.

仮に、既存の三次元CGソフトを利用し、透視投影画像5から指向性画像6を生成しようとすると、三次元CGモデルから、1000枚程度(指向性画像6の横方向のピクセル数に相当)の透視投影画像5をレンダリングする必要がある。しかしながら、レンダリング作業は長時間かかる為、1000枚もの画像をレンダリングすることは非現実的である。
そこで、本発明の実施の形態では、後述する処理によって、レンダリングする画像数を大幅に削減する。具体的には、本発明の実施の形態では、レンダリングする画像数を、指向性画像6の横方向のピクセル数(1000枚程度)から、視点の数(特許文献2の手法による最大視点数は100枚程度)まで削減する。
尚、指向性画像6の横方向のピクセル数は、レンチキュラーシート3に含まれるレンズ数Mと同じである。
If the directional image 6 is generated from the perspective projection image 5 using the existing 3D CG software, about 1000 sheets (corresponding to the number of pixels in the horizontal direction of the directional image 6) from the 3D CG model. It is necessary to render the perspective projection image 5. However, since the rendering operation takes a long time, rendering 1000 images is unrealistic.
Therefore, in the embodiment of the present invention, the number of images to be rendered is greatly reduced by the processing described later. Specifically, in the embodiment of the present invention, the number of images to be rendered is changed from the number of horizontal pixels (about 1000) of the directional image 6 to the number of viewpoints (the maximum number of viewpoints according to the method of Patent Document 2 is (About 100 sheets).
The number of pixels in the horizontal direction of the directional image 6 is the same as the number of lenses M included in the lenticular sheet 3.

次に、図7から図11を参照しながら、本発明の実施の形態に係る立体印刷物制作支援装置10について説明する。
立体印刷物制作支援装置10は、立体印刷物1の制作を支援するコンピュータである。立体印刷物制作支援装置10は、立体印刷物1に含まれる合成画像2を生成する。
Next, the three-dimensional printed material production support apparatus 10 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The three-dimensional printed material production support apparatus 10 is a computer that supports the production of the three-dimensional printed material 1. The three-dimensional printed material production support apparatus 10 generates a composite image 2 included in the three-dimensional printed material 1.

図7は、立体印刷物制作支援装置10のハードウエア構成図である。尚、図7のハードウエア構成は一例であり、用途、目的に応じて様々な構成を採ることが可能である。
立体印刷物制作支援装置10は、制御部11、記憶部12、メディア入出力部13、通信制御部14、入力部15、表示部16、周辺機器I/F部17等が、バス18を介して接続される。
FIG. 7 is a hardware configuration diagram of the three-dimensional printed material production support apparatus 10. Note that the hardware configuration in FIG. 7 is an example, and various configurations can be adopted according to the application and purpose.
The three-dimensional printed material production support apparatus 10 includes a control unit 11, a storage unit 12, a media input / output unit 13, a communication control unit 14, an input unit 15, a display unit 16, a peripheral device I / F unit 17, and the like via a bus 18. Connected.

制御部11は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等で構成される。   The control unit 11 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like.

CPUは、記憶部12、ROM、記録媒体等に格納されるプログラムをRAM上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、バス18を介して接続された各装置を駆動制御し、立体印刷物制作支援装置10が行う後述する処理を実現する。
ROMは、不揮発性メモリであり、コンピュータのブートプログラムやBIOS等のプログラム、データ等を恒久的に保持している。
RAMは、揮発性メモリであり、記憶部12、ROM、記録媒体等からロードしたプログラム、データ等を一時的に保持するとともに、制御部11が各種処理を行う為に使用するワークエリアを備える。
The CPU calls and executes a program stored in the storage unit 12, ROM, recording medium, or the like to a work memory area on the RAM, drives and controls each device connected via the bus 18, and a three-dimensional printed material production support device The process which 10 performs later which 10 performs is implement | achieved.
The ROM is a non-volatile memory and permanently holds a computer boot program, a program such as BIOS, data, and the like.
The RAM is a volatile memory, and temporarily stores programs, data, and the like loaded from the storage unit 12, ROM, recording medium, and the like, and includes a work area used by the control unit 11 for performing various processes.

記憶部12は、HDD(ハードディスクドライブ)であり、制御部11が実行するプログラム、プログラム実行に必要なデータ、OS(オペレーティングシステム)等が格納される。プログラムに関しては、OS(オペレーティングシステム)に相当する制御プログラムや、後述する処理をコンピュータに実行させるためのアプリケーションプログラムが格納されている。
これらの各プログラムコードは、制御部11により必要に応じて読み出されてRAMに移され、CPUに読み出されて各種の手段として実行される。
The storage unit 12 is an HDD (hard disk drive), and stores a program executed by the control unit 11, data necessary for program execution, an OS (operating system), and the like. With respect to the program, a control program corresponding to an OS (operating system) and an application program for causing a computer to execute processing described later are stored.
Each of these program codes is read by the control unit 11 as necessary, transferred to the RAM, read by the CPU, and executed as various means.

メディア入出力部13(ドライブ装置)は、データの入出力を行い、例えば、CDドライブ(−ROM、−R、−RW等)、DVDドライブ(−ROM、−R、−RW等)等のメディア入出力装置を有する。
通信制御部14は、通信制御装置、通信ポート等を有し、コンピュータとネットワーク間の通信を媒介する通信インタフェースであり、ネットワークを介して、他のコンピュータ間との通信制御を行う。ネットワークは、有線、無線を問わない。
The media input / output unit 13 (drive device) inputs / outputs data, for example, media such as a CD drive (-ROM, -R, -RW, etc.), DVD drive (-ROM, -R, -RW, etc.) Has input / output devices.
The communication control unit 14 includes a communication control device, a communication port, and the like, and is a communication interface that mediates communication between a computer and a network, and performs communication control between other computers via the network. The network may be wired or wireless.

入力部15は、データの入力を行い、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、テンキー等の入力装置を有する。
入力部15を介して、コンピュータに対して、操作指示、動作指示、データ入力等を行うことができる。
表示部16は、CRTモニタ、液晶パネル等のディスプレイ装置、ディスプレイ装置と連携してコンピュータのビデオ機能を実現するための論理回路等(ビデオアダプタ等)を有する。
The input unit 15 inputs data and includes, for example, a keyboard, a pointing device such as a mouse, and an input device such as a numeric keypad.
An operation instruction, an operation instruction, data input, and the like can be performed on the computer via the input unit 15.
The display unit 16 includes a display device such as a CRT monitor and a liquid crystal panel, and a logic circuit (such as a video adapter) for realizing a video function of the computer in cooperation with the display device.

周辺機器I/F(インタフェース)部17は、コンピュータに周辺機器を接続させるためのポートであり、周辺機器I/F部17を介してコンピュータは周辺機器とのデータの送受信を行う。周辺機器I/F部17は、USBやIEEE1394やRS−232C等で構成されており、通常複数の周辺機器I/Fを有する。周辺機器との接続形態は有線、無線を問わない。
バス18は、各装置間の制御信号、データ信号等の授受を媒介する経路である。
The peripheral device I / F (interface) unit 17 is a port for connecting a peripheral device to the computer, and the computer transmits and receives data to and from the peripheral device via the peripheral device I / F unit 17. The peripheral device I / F unit 17 is configured by USB, IEEE 1394, RS-232C, or the like, and usually includes a plurality of peripheral devices I / F. The connection form with the peripheral device may be wired or wireless.
The bus 18 is a path that mediates transmission / reception of control signals, data signals, and the like between the devices.

図8は、立体印刷物制作支援装置10のソフトウエア構成図である。
立体印刷物制作支援装置10の記憶部12には、モデリングプログラム21、レンダリングプログラム22、プラグイン23、画像合成プログラム24等が記憶されている。立体印刷物制作支援装置10の制御部11は、これらのプログラムコードを読み出してRAMに移し、各種の手段として実行する。
FIG. 8 is a software configuration diagram of the three-dimensional printed material production support apparatus 10.
The storage unit 12 of the three-dimensional printed material production support apparatus 10 stores a modeling program 21, a rendering program 22, a plug-in 23, an image composition program 24, and the like. The control unit 11 of the three-dimensional printed material production support apparatus 10 reads out these program codes, moves them to the RAM, and executes them as various means.

モデリングプログラム21は、ユーザとの対話処理を実行しながら、対象物Objの形状データを定義し、作成するためのCGプログラムである。モデリングプログラム21では、仮想三次元空間上に、対象物Objの表面形状を、ポリゴン(三角形や四角形などの多角形)の集合として表現したり、各種の曲線(NURBS曲線、スプライン曲線、ベジェ曲線等)によって自由曲面を構成することで表現したりする。このように表現された対象物Objの形状が、三次元CGモデル7である。
立体印刷物制作支援装置10の制御部11は、モデリングプログラム21の機能によって、対象物Objの三次元CGモデル7を生成し、記憶部12に記憶する。
モデリングプログラム21は特に限定するものではなく、市販のCGソフトウエアでも良い。
The modeling program 21 is a CG program for defining and creating the shape data of the object Obj while executing interactive processing with the user. In the modeling program 21, the surface shape of the object Obj is expressed as a set of polygons (polygons such as triangles and quadrangles) on the virtual three-dimensional space, and various curves (NURBS curves, spline curves, Bezier curves, etc.) ) To create a free-form surface. The shape of the object Obj expressed in this way is the three-dimensional CG model 7.
The control unit 11 of the three-dimensional printed material production support apparatus 10 generates the three-dimensional CG model 7 of the object Obj by the function of the modeling program 21 and stores it in the storage unit 12.
The modeling program 21 is not particularly limited, and commercially available CG software may be used.

レンダリングプログラム22は、設定されたシーン(仮想的な舞台)から、仮想的なカメラによって撮影されるはずの画像を生成するためのCGプログラムである。シーンの設定としては、三次元CGモデル7の配置、光源の配置、仮想的なカメラ(=視点)の配置などが行われる。
立体印刷物制作支援装置10の制御部11は、レンダリングプログラム22の機能によって、設定されたシーンに基づいて、三次元CGモデル7の形状や位置、光の当たり具合(光沢感)などを計算し、仮想的なカメラによって撮影される画像を生成し、記憶部12に記憶する。
本発明の実施の形態では、仮想的なカメラによって撮影される画像が、指向性画像6である。
The rendering program 22 is a CG program for generating an image that should be taken by a virtual camera from a set scene (virtual stage). As the scene setting, an arrangement of the three-dimensional CG model 7, an arrangement of light sources, an arrangement of a virtual camera (= viewpoint), and the like are performed.
The control unit 11 of the three-dimensional printed material production support apparatus 10 calculates the shape and position of the three-dimensional CG model 7 and the degree of light hitting (glossiness) based on the set scene by the function of the rendering program 22. An image photographed by a virtual camera is generated and stored in the storage unit 12.
In the embodiment of the present invention, the image captured by the virtual camera is the directional image 6.

本発明の実施の形態では、一般的なレンダリングプログラム22に含まれるレイトレーシング機能を利用する。レイトレーシングとは、視点から光源までの光線を追跡することでレンダリングする手法である。レイトレーシングでは、視点から投影面の各画素の方向へ線を引き、三次元CGモデル7と交錯するか否かを数学的に判定し、反射や屈折などを繰り返し、再帰的に探索を繰り返す。三次元CGモデル7との交錯がなくなれば、計算は終了する。
レンダリングプログラム22は特に限定するものではなく、レイトレーシング機能が含まれていれば、市販のCGソフトウエアでも良い。
In the embodiment of the present invention, a ray tracing function included in a general rendering program 22 is used. Ray tracing is a technique for rendering by tracing light rays from a viewpoint to a light source. In ray tracing, a line is drawn from the viewpoint in the direction of each pixel on the projection plane, it is mathematically determined whether or not it intersects with the three-dimensional CG model 7, and reflection and refraction are repeated, and the search is repeated recursively. The calculation ends when there is no crossing with the three-dimensional CG model 7.
The rendering program 22 is not particularly limited, and commercially available CG software may be used as long as the ray tracing function is included.

プラグイン23は、レイトレーシング機能において、指向性画像6を生成するための各種設定値を定義するためのプラグインプログラムである。プラグイン23は、レンダリングプログラム22の機能を拡張または変更するものであり、レンダリングプログラム22から呼び出される形で実行される。
プラグイン23は、指向性画像6を生成するための設定値として、投影面に対して、指向性画像6に対する視線方向、仮想的なカメラの位置、ならびに投影面に入射する光線の始点および方向(レイトレーシング機能における光線の始点および方向)を算出し、設定する機能を提供する。プラグイン23によって提供される機能の詳細については、図9から図11を参照しながら後述する。
尚、本発明の実施の形態は、この例に限定されるものではなく、レンダリングプログラム22の中に、プラグイン23の機能が含まれていても良い。
The plug-in 23 is a plug-in program for defining various setting values for generating the directivity image 6 in the ray tracing function. The plug-in 23 extends or changes the function of the rendering program 22 and is executed in a form that is called from the rendering program 22.
The plug-in 23 sets, as setting values for generating the directional image 6, the line-of-sight direction with respect to the directional image 6, the position of the virtual camera, and the start point and direction of light rays incident on the projection surface. A function for calculating and setting (a ray starting point and direction in a ray tracing function) is provided. Details of the functions provided by the plug-in 23 will be described later with reference to FIGS. 9 to 11.
The embodiment of the present invention is not limited to this example, and the rendering program 22 may include the function of the plug-in 23.

画像合成プログラム24は、指向性画像6から合成画像2を生成する。画像合成プログラム24は、図4を参照して前述したように、各レンチキュラーレンズについて、入射する光線の方向VA(n)に応じた指向性画像DI(n)の一部分である部分画像Ip(n、m)を順番に配置し、合成画像2を生成するためのプログラムである。
視点数Nの立体印刷物1を制作しようとする場合、立体印刷物制作支援装置10の制御部11は、画像合成プログラム24の機能によって、N枚の指向性画像6から、1枚の合成画像2を生成し、記憶部12に記憶する。
The image composition program 24 generates a composite image 2 from the directivity image 6. As described above with reference to FIG. 4, the image composition program 24 for each lenticular lens, the partial image Ip (n) that is a part of the directional image DI (n) corresponding to the direction VA (n) of the incident light beam. , M) are arranged in order, and a composite image 2 is generated.
When the three-dimensional printed material 1 with the number of viewpoints N is to be produced, the control unit 11 of the three-dimensional printed material production support apparatus 10 generates one synthesized image 2 from the N directional images 6 by the function of the image synthesis program 24. It is generated and stored in the storage unit 12.

次に、図9から図11を参照しながら、プラグイン23によって提供される機能について説明する。
以下では、前述の説明と同様、レンチキュラーシート3に含まれるレンズ数がM、視点数がNの立体印刷物1を制作するものとする。従って、指向性画像6の横方向のピクセル数はM、指向性画像6の作成枚数はNとなる。
Next, functions provided by the plug-in 23 will be described with reference to FIGS. 9 to 11.
In the following, it is assumed that the three-dimensional printed material 1 having M lenses and N viewpoints included in the lenticular sheet 3 is produced as described above. Therefore, the number of pixels in the horizontal direction of the directional image 6 is M, and the number of created directional images 6 is N.

図9は、視線方向θの定義を示す図である。
合成画像2には、レンチキュラーレンズL(m)に対して視線が垂直に入射する位置を基準位置31とし、左右均等に指向性画像6の一部分である部分画像Ip(n、m)が配置される。このとき、n枚目の部分画像Ip(n、m)に対する視線方向θは、図9に示すように、印刷面30(投影面PSに相当)における画素32の並びに対応させて、レンチキュラーレンズL(m)の焦点33を通るように、画素32ごとの視線方向34として定義する。尚、図9では、図面を簡略化する為、画素32を5つしか示していないが、当然ながら、画素32は印刷面30全体に渡って存在する。
数式で示すと、視線方向θは、次式の通りに定義する。但し、dpiは印刷解像度、fはレンチキュラーレンズの焦点距離とする。
Figure 9 is a diagram showing the definition of the viewing direction theta n.
In the composite image 2, a partial image Ip (n, m) that is a part of the directional image 6 is arranged on the left and right sides with the position where the line of sight is perpendicularly incident on the lenticular lens L (m) as the reference position 31. The At this time, the line-of-sight direction θ n with respect to the n- th partial image Ip (n, m) corresponds to the arrangement of the pixels 32 on the printing surface 30 (corresponding to the projection surface PS) as shown in FIG. A line-of-sight direction 34 for each pixel 32 is defined so as to pass through a focal point 33 of L (m). In FIG. 9, only five pixels 32 are shown to simplify the drawing, but the pixels 32 exist over the entire printing surface 30 as a matter of course.
When expressed by a mathematical formula, the line-of-sight direction θ n is defined as the following formula. Here, dpi is the printing resolution, and f is the focal length of the lenticular lens.

このように、立体印刷物制作支援装置10の制御部11は、立体印刷物1に用いられるレンチキュラーレンズの焦点距離fおよび立体印刷物1の印刷解像度dpiに基づいて、立体印刷物1に含まれる指向性画像Iに対する視線方向θを設定する。特に、制御部11は、立体印刷物1の印刷面30における画素32の並びに対応させて、画素32から立体印刷物1のレンチキュラーレンズL(m)の焦点33を通るように、視線方向θを算出する。 As described above, the control unit 11 of the three-dimensional printed material production support apparatus 10 uses the directional image I included in the three-dimensional printed material 1 based on the focal length f of the lenticular lens used in the three-dimensional printed material 1 and the print resolution dpi of the three-dimensional printed material 1. to set the line-of-sight direction θ n for the n. In particular, the control unit 11 calculates the line-of-sight direction θ n so that the pixel 32 passes through the focal point 33 of the lenticular lens L (m) of the three-dimensional printed material 1 in correspondence with the arrangement of the pixels 32 on the printing surface 30 of the three-dimensional printed material 1. To do.

図10は、ワールド座標系におけるカメラ位置CPを示す図である。
図10では、仮想三次元空間のワールド座標系(X、Y、Z)において、対象物Obj、投影面PS、カメラC〜CN−1(以下、総称するときは「カメラC」と表記する。)を配置している。投影面PSは、XY平面に配置し、横幅はMピクセルとする。また、カメラ基準位置CPorgを(0、0、Z)とする。
本発明の実施の形態では、カメラCの配置方法には平行配置を用いる。すなわち、図10に示すように、カメラCから投影面PS(XY平面)に引いた垂線の長さが、全て等しくなるように配置する。図10では、カメラCから投影面PSに引いた垂線の長さは、全てZとなっている。そして、前述の通り定義された視線方向θに基づいて、カメラ位置CPを定義する。数式で示すと、カメラ位置CPは、次式の通りに定義する。
FIG. 10 is a diagram showing the camera position CP in the world coordinate system.
In FIG. 10, in the world coordinate system (X, Y, Z) of the virtual three-dimensional space, the object Obj, the projection plane PS, and the cameras C 0 to C N-1 (hereinafter collectively referred to as “camera C”). ). The projection plane PS is arranged on the XY plane, and the horizontal width is M pixels. The camera reference position CP org is set to (0, 0, Z 0 ).
In the embodiment of the present invention, the parallel arrangement is used for the arrangement method of the camera C. That is, as shown in FIG. 10, the perpendicular lines drawn from the camera C to the projection plane PS (XY plane) are all arranged to be equal. In Figure 10, the length of the perpendicular line drawn to the projection plane PS from the camera C are all a Z 0. Then, the camera position CP n is defined based on the line-of-sight direction θ n defined as described above. When shown in a formula, the camera position CP n is defined as follows.

図10に示すように、例えば、カメラCのカメラ位置CPは、(Ztanθ、0、Z)である。また、例えば、カメラCのカメラ位置CPは、(Ztanθ、0、Z)である。また、例えば、カメラCN−1のカメラ位置CPN−1は、(ZtanθN−1、0、Z)である。 As shown in FIG. 10, for example, the camera position CP 0 of the camera C 0 is the (Z 0 tanθ 0, 0, Z 0). Further, for example, the camera position CP n of the camera C n is (Z 0 tan θ n , 0, Z 0 ). Further, for example, the camera position CP N-1 of the camera C N-1 is (Z 0 tan θ N−1 , 0, Z 0 ).

このように、立体印刷物制作支援装置10の制御部11は、視線方向θに基づいてカメラの位置CPを設定する。特に、制御部11は、カメラの配置方法を平行配置とし、x=Z×tanθの式によって、カメラの位置CPの水平方向の座標xを算出する。
尚、Zの値は、立体印刷物1の制作者が任意に設定すれば良い。
As described above, the control unit 11 of the three-dimensional printed material production support apparatus 10 sets the camera position CP n based on the line-of-sight direction θ n . In particular, the control unit 11 sets the camera arrangement method in parallel, and calculates the horizontal coordinate x n of the camera position CP n by the formula x n = Z 0 × tan θ n .
Note that the value of Z 0 may be arbitrarily set by the producer of the three-dimensional printed material 1.

図11は、カメラ座標系におけるプラグイン23による光線の視点NPおよび方向NVを示す図である。
指向性画像6は、投影面PS上の全てのピクセルについて、ピクセルを通る光線の始点および方向を与えることで生成される。
図11では、仮想三次元空間のカメラ座標系(X、Y、Z)において、対象物Obj、投影面PS、視点VP、視線空間Vol(五面体)を配置している。
ここで、Y=Yとする。また、視点VPから投影面PS(PS)までの距離をfd、視点VPの座標を(0、0、fd)、投影面PS上のレンダリング対象のピクセルRPの座標を(x、y、0)とする。
図11に示すカメラ座標系において、指向性画像6を生成するための光線の始点NPおよび方向NVは、次式の通りに定義する。
FIG. 11 is a diagram illustrating the viewpoint NP c and the direction NV c of the light ray by the plug-in 23 in the camera coordinate system.
The directional image 6 is generated by giving the starting point and direction of the light ray passing through the pixel for all the pixels on the projection plane PS.
In FIG. 11, in the camera coordinate system (X C , Y C , Z C ) of the virtual three-dimensional space, the object Obj, the projection plane PS c , the viewpoint VP, and the line-of-sight space Vol (pentahedral) are arranged.
Here, Y c = Y. Further, the distance from the viewpoint VP to the projection plane PS c (PS) is fd, the coordinates of the viewpoint VP are (0, 0, fd), and the coordinates of the pixel RP to be rendered on the projection plane PS c are (x r , y r , 0).
In the camera coordinate system shown in FIG. 11, the light ray start point NP c and the direction NV c for generating the directivity image 6 are defined as follows.

次に、カメラ座標系における−Z方向が、指向性画像6の視線方向θとなるように、光線の方向NVをY軸中心に回転させる。このとき、そのままベクトル成分を書き換えると、光線の方向NVの大きさが変わってしまう為、X平面に対する仰角φに置き換えた後、θ回転の計算を行う。数式で示すと、ワールド座標系における光線の方向NVは、次式の通りに算出する。 Next, the light beam direction NV c is rotated around the Y c axis so that the −Z c direction in the camera coordinate system is the line-of-sight direction θ n of the directivity image 6. At this time, when it rewrites the vector component, since the magnitude of the direction NV c rays will change, after replacing the elevation φ for X c Z c plane, the calculation of theta n rotation. When expressed by a mathematical formula, the direction NV of the light beam in the world coordinate system is calculated as the following formula.

また、ワールド座標系における光線の始点NPは、カメラ位置CPに対する位置を考慮し、次式の通りに定義する。 Further, the starting point NP of the rays in the world coordinate system, taking into account the position relative to the camera position CP n, is defined as follows.

このように、立体印刷物制作支援装置10の制御部11は、レンダリング対象画素RPごとに、視点VPから投影面PSまでの距離fdおよびカメラの位置CPに基づいて、光線の始点NPおよび方向NVを設定する。特に、制御部11は、カメラ座標系における光線の始点NPの水平方向の座標をレンダリング対象画素RPの水平方向の座標xとし、ワールド座標系からカメラ座標系への変換を行うことで、ワールド座標系における光線の始点NPを算出する。 Thus, the control unit 11 of the three-dimensional print production support device 10, for each rendered pixel RP, based from the viewpoint VP to the position CP n of length fd and cameras to the projection plane PS, the starting point of the ray NP and direction NV Set. In particular, the control unit 11, the horizontal coordinate of the start point NP c of light in the camera coordinate system and the horizontal coordinate x r of rendered pixels RP, by performing the conversion from the world coordinate system to the camera coordinate system, A light ray start point NP in the world coordinate system is calculated.

以上の通り、制御部11は、投影面PS上の全てのピクセルに対してレイトレーシング機能における光線の始点および向きの設定を行う。そして、制御部11は、レンダリングプログラム22の機能によって、三次元CGモデル7の形状や位置、光の当たり具合(光沢感)などを計算し、投影面PS上の全てのピクセルの色を決定する。
これによって、制御部11は、透視投影画像5を生成することなく、仮想的なカメラのレンズ(指向性画像撮影用レンズ)によって撮影される指向性画像6を生成することができる。
As described above, the control unit 11 sets the start point and the direction of the light ray in the ray tracing function for all the pixels on the projection plane PS. Then, the control unit 11 calculates the shape and position of the three-dimensional CG model 7, the degree of light hitting (glossiness), and the like by the function of the rendering program 22, and determines the colors of all the pixels on the projection plane PS. .
Accordingly, the control unit 11 can generate the directional image 6 captured by the virtual camera lens (directional image capturing lens) without generating the perspective projection image 5.

立体印刷物1は、立体印刷物制作支援装置10を用いて制作される。すなわち、立体印刷物制作支援装置10の制御部11は、物体のCGモデルをモデリングする。次に、制御部11は、投影面PSに対して、仮想的なカメラの位置CPと、カメラの位置CPから投影面PSに入射する光線の始点NPおよび方向NVとを設定する。次に、制御部11は、設定された値に基づいて、CGモデルに対して光線を追跡することで、仮想的なカメラによって撮影される指向性画像6を作成する。そして、制御部11は、指向性画像6に基づいて合成画像2を作成する。その後、例えば、特許文献2に記載の方法によって、印刷装置が合成画像2を印刷し、印刷された印刷物をレンチキュラーシート3と貼り合わされることによって、立体印刷物1が制作される。
ここで、前述の通り、立体印刷物1に含まれる指向性画像DIに対する視線方向θが、レンチキュラーレンズの焦点距離fおよび立体印刷物1の印刷解像度dpiに基づいて設定され、カメラの位置CPが、視線方向θに基づいて設定され、光線の始点NPおよび方向NVが、設定されるレンダリング対象画素RPごとに、視点VPから投影面PSまでの距離fdおよびカメラの位置CPに基づいて設定される。
The three-dimensional printed material 1 is produced using the three-dimensional printed material production support device 10. That is, the control unit 11 of the three-dimensional printed material production support apparatus 10 models a CG model of an object. Next, the control unit 11, to the projection plane PS, to set the position CP n of the virtual camera, the starting point NP and direction NV of light rays incident on the projection plane PS from the position CP n of the camera. Next, the control unit 11 creates a directional image 6 photographed by a virtual camera by tracing light rays with respect to the CG model based on the set value. Then, the control unit 11 creates the composite image 2 based on the directivity image 6. Thereafter, for example, by the method described in Patent Document 2, the printing apparatus prints the composite image 2, and the printed material is bonded to the lenticular sheet 3, thereby producing the three-dimensional printed material 1.
Here, as described above, the line-of-sight direction θ n with respect to the directional image DI n included in the three-dimensional printed material 1 is set based on the focal length f of the lenticular lens and the print resolution dpi of the three-dimensional printed material 1, and the camera position CP n Is set based on the line-of-sight direction θ n , and the light ray start point NP and direction NV are set for each rendering target pixel RP based on the distance fd from the viewpoint VP to the projection plane PS and the camera position CP n. Is set.

以下、図12〜図15を参照しながら、本発明の実施例について説明する。尚、図12〜図15は、特許図面の制約上、カラー写真をグレースケールに変換したものである。
本実施例では、モデリングプログラム21およびレンダリングプログラム22を有するCGソフトウエアとして、ドイツの「mental images GmbH」社製の「Mental ray(登録商標)」を用いた。そして、本発明者らは、プラグイン23として、「Mental ray(登録商標)」用のレンズプラグイン「DynaCube 3D(登録商標) レンズ」を作成した。
「DynaCube 3D(登録商標) レンズ」では、レンチキュラーレンズの焦点距離fや、指向性画像6の横方向のピクセル数Mなどのパラメータを任意に設定できる。また、視点位置を変えた指向性画像6も、自動的に生成できるようになっている。
Examples of the present invention will be described below with reference to FIGS. 12 to 15 are color photographs converted into gray scales due to limitations of the patent drawings.
In this example, “mental ray (registered trademark)” manufactured by “mental images GmbH” of Germany was used as CG software having the modeling program 21 and the rendering program 22. Then, the present inventors created a lens plug-in “DynaCube 3D (registered trademark) lens” for “Mental ray (registered trademark)” as the plug-in 23.
In the “DynaCube 3D (registered trademark) lens”, parameters such as the focal length f of the lenticular lens and the number of pixels M in the horizontal direction of the directional image 6 can be arbitrarily set. In addition, the directivity image 6 in which the viewpoint position is changed can be automatically generated.

図12は、比較例としての透視投影画像5のレンダリング結果である。比較例では、従来のカメラのレンズ(透視投影の手法)を使用して、レンダリングを行った。
これに対して、図13、図14は、実施例としての指向性画像6のレンダリング結果である。実施例では、「DynaCube 3D(登録商標) レンズ」を使用して、レンダリングを行った。
比較例および実施例とも、視点数Nを100、指向性画像6の横方向のピクセル数M(横方向解像度)を800とした。
また、合成画像2の生成に要する時間を比較する為、生成された合成画像2が同等の画質を有するように、透視投影画像5および指向性画像6ともに、1枚のレンダリング時間を10分とした。
FIG. 12 shows a rendering result of a perspective projection image 5 as a comparative example. In the comparative example, rendering was performed using a conventional camera lens (perspective projection method).
On the other hand, FIG. 13 and FIG. 14 show the rendering results of the directional image 6 as an example. In the example, rendering was performed using a “DynaCube 3D® lens”.
In both the comparative example and the example, the number of viewpoints N is 100, and the number of pixels M (lateral resolution) in the horizontal direction of the directional image 6 is 800.
Further, in order to compare the time required for generating the composite image 2, the rendering time for one sheet is 10 minutes for both the perspective projection image 5 and the directional image 6 so that the generated composite image 2 has the same image quality. did.

図12と図13は、ほぼ同じ視点からの画像である。すなわち、図12と図13の画像とも、地面の碁盤目状の模様の矩形に対して、対角線方向から撮影されたものである。
また、図14の画像は、地面の碁盤目状の模様の矩形に対して、ある辺の垂直方向(またはある辺の平行方向)から撮影されたものである。
12 and 13 are images from substantially the same viewpoint. That is, both the images of FIGS. 12 and 13 are taken from a diagonal direction with respect to a rectangular grid pattern on the ground.
Further, the image of FIG. 14 is taken from a vertical direction of a certain side (or a parallel direction of a certain side) with respect to a rectangular grid pattern on the ground.

図12の画像は、地面の碁盤目状の模様が直線になっていることが分かる。
一方、図13の画像は、地面の碁盤目状の模様が曲線になっていることが分かる。更に、図14の画像は、地面の碁盤目状の模様が直線になっていることが分かる。図13および図14は、指向性画像6の特徴を良く表している。
In the image of FIG. 12, it can be seen that the grid pattern on the ground is a straight line.
On the other hand, in the image of FIG. 13, it can be seen that the grid pattern on the ground is curved. Furthermore, it can be seen from the image in FIG. 14 that the grid pattern on the ground is a straight line. 13 and 14 well represent the characteristics of the directional image 6.

比較例では、レンダリング処理によって透視投影画像5を生成した。前述の通り、合成画像2を生成するために必要な透視投影画像5の枚数は、少なくとも指向性画像6の横方向のピクセル数M以上である。そこで、比較例では、レンダリング処理によって、800枚の透視投影画像5を生成した。従って、比較例におけるレンダリング時間は、10分×800枚=8000分≒133.3時間≒5.6日かかった。
一方、実施例では、レンダリング処理によって指向性画像6を生成し、指向性画像6に基づいて合成画像2を生成した。前述の通り、合成画像2を生成するために必要な指向性画像6の枚数は、視点数Nに等しい。そこで、実施例では、レンダリング処理によって、100枚の指向性画像6を生成した。従って、実施例におけるレンダリング時間は、10分×100枚=1000分≒16.7時間≒0.7日かかった。
このように、本実施例の条件下において、本発明は、従来技術と比較して、レンダリング時間を8分の1に短縮することができた。
レンダリング時間が0.7日であれば、十分に実用的な時間内で立体印刷物1を制作できたと言える。
In the comparative example, the perspective projection image 5 is generated by the rendering process. As described above, the number of the perspective projection images 5 necessary for generating the composite image 2 is at least the number of pixels M in the horizontal direction of the directional image 6. Therefore, in the comparative example, 800 perspective projection images 5 are generated by the rendering process. Therefore, the rendering time in the comparative example was 10 minutes × 800 sheets = 8000 minutes≈133.3 hours≈5.6 days.
On the other hand, in the embodiment, the directional image 6 is generated by the rendering process, and the composite image 2 is generated based on the directional image 6. As described above, the number of directivity images 6 necessary for generating the composite image 2 is equal to the number N of viewpoints. Therefore, in the embodiment, 100 directional images 6 are generated by rendering processing. Therefore, the rendering time in the example took 10 minutes × 100 sheets = 1000 minutes≈16.7 hours≈0.7 days.
Thus, under the conditions of the present embodiment, the present invention was able to reduce the rendering time to 1/8 compared to the prior art.
If the rendering time is 0.7 days, it can be said that the three-dimensional printed material 1 can be produced within a sufficiently practical time.

図15は、実施例としての立体印刷物1の実物写真である。
当然ながら、カメラで撮影するということは、立体印刷物1をある特定の視線方向から見た状態と同じである。また、立体印刷物1の前面には、レンチキュラーシート3が存在することから、写真にすることによってぼやけた画像になっている。
実際には、立体印刷物1を裸眼で観察すると、視線方向に応じて、様々な角度から見た自動車の形状が鮮明に観察される。
FIG. 15 is an actual photograph of the three-dimensional printed material 1 as an example.
Needless to say, photographing with a camera is the same as when the three-dimensional printed material 1 is viewed from a specific viewing direction. In addition, since the lenticular sheet 3 is present on the front surface of the three-dimensional printed material 1, a blurred image is obtained by taking a photograph.
Actually, when the three-dimensional printed material 1 is observed with the naked eye, the shape of the automobile viewed from various angles is clearly observed according to the viewing direction.

尚、本実施例では、指向性画像6として、同一の対象物Objを仮想的なカメラによって様々な角度から撮影した画像を用いたが、本発明はこの例に限定されない。例えば、指向性画像6として、対象物Objの位置を動かして撮影した画像を用いても良い。また、例えば、指向性画像6として、異なる対象物Objを撮影した画像を用いても良い。   In the present embodiment, as the directivity image 6, an image obtained by photographing the same object Obj from various angles with a virtual camera is used, but the present invention is not limited to this example. For example, as the directional image 6, an image captured by moving the position of the object Obj may be used. Further, for example, as the directivity image 6, an image obtained by photographing a different object Obj may be used.

本発明の立体印刷物制作支援装置10により、実在する被写体を撮影することなく、実用的な時間内に立体印刷物1を制作することができる。
特に、CGソフトウエアによって立体印刷物1の制作を行えるので、被写体が大きく撮影スペースの制限がある場合、所定の配置でカメラの画角に収めることが難しい場合、実物が存在しない場合などにも、立体印刷物1を制作することができる。
The three-dimensional printed material production support apparatus 10 of the present invention can produce the three-dimensional printed material 1 within a practical time without photographing a real subject.
In particular, since the 3D printed material 1 can be produced by the CG software, when the subject is large and the shooting space is limited, it is difficult to fit in the angle of view of the camera with a predetermined arrangement, even when there is no actual object, A three-dimensional printed material 1 can be produced.

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る立体印刷物制作支援装置等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the three-dimensional printed material production support apparatus and the like according to the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea disclosed in the present application, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. Understood.

1………立体印刷物
2………合成画像
3………レンチキュラーシート
4………焦線
5………透視投影画像
6………指向性画像
7………三次元CGモデル
10………立体印刷物制作支援装置
11………制御部
12………記憶部
21………モデリングプログラム
22………レンダリングプログラム
23………プラグイン
24………画像合成プログラム
Obj………対象物
PS………投影面
CP………カメラ位置
DI………指向性画像
Ip………部分画像
Vol………視線空間
L………レンチキュラーレンズ
C………カメラ
RP………レンダリング対象画素
VP………視点
NP………光線の始点
NV………光線の方向
1 ... 3D printed material 2 ... Composite image 3 ... Lenticular sheet 4 ... Focus line 5 ... Perspective projection image 6 ... Directivity image 7 ... 3D CG model 10 ... 3D Print Production Support Device 11 ......... Control Unit 12 ......... Storage Unit 21 ......... Modeling Program 22 ......... Rendering Program 23 ......... Plug-in 24 ......... Image Composition Program Obj ......... Object PS ... …… Projection plane CP ……… Camera position DI ……… Directional image Ip ……… Partial image Vol ……… Line of sight L ……… Lenticular lens C ……… Camera RP ……… Rendering target pixel VP …… … Viewpoint NP ……… Beginning point of rays NV ……… Direction of rays

Claims (7)

所望の物体の立体視を実現する立体印刷物の制作を支援する立体印刷物制作支援装置であって、
投影面(PS)に対して、仮想的なカメラの位置(CP)と、前記投影面(PS)に入射する光線の始点(NP)および方向(NV)とを設定する設定手段と、
前記設定手段によって設定された値に基づいて、前記物体のCGモデルに対して前記光線を追跡することで、前記カメラによって撮影される前記物体の画像を作成するレンダリング手段と、
を具備し、
前記設定手段は、前記立体印刷物に用いられるレンチキュラーレンズの焦点距離(f)および前記立体印刷物の印刷解像度(dpi)に基づいて、前記立体印刷物に含まれる指向性画像(DI)に対する視線方向(θ)を設定し、前記視線方向(θ)に基づいて前記カメラの位置(CP)を設定し、更に、レンダリング対象画素(RP)ごとに、視点(VP)から前記投影面(PS)までの距離(fd)および前記カメラの位置(CP)に基づいて、前記光線の始点(NP)および方向(NV)を設定することを特徴とする立体印刷物制作支援装置。
A three-dimensional printed material production support apparatus that supports the production of a three-dimensional printed material that realizes a stereoscopic view of a desired object,
Setting means for setting a virtual camera position (CP n ) and a starting point (NP) and direction (NV) of a light ray incident on the projection plane (PS) with respect to the projection plane (PS);
Rendering means for creating an image of the object photographed by the camera by tracking the ray with respect to a CG model of the object based on a value set by the setting means;
Comprising
Based on the focal length (f) of the lenticular lens used in the three-dimensional printed material and the printing resolution (dpi) of the three-dimensional printed material, the setting means is a line-of-sight direction (DI n ) included in the three-dimensional printed material ( θ n ) is set, the camera position (CP n ) is set based on the line-of-sight direction (θ n ), and the projection plane (PS) from the viewpoint (VP) for each rendering target pixel (RP). ) And a camera position (CP n ) to set a starting point (NP) and a direction (NV) of the light beam.
前記設定手段は、カメラ座標系における光線の始点(NP)の水平方向の座標をレンダリング対象画素(RP)の水平方向の座標(x)とし、ワールド座標系からカメラ座標系への変換を行うことで、ワールド座標系における前記光線の始点(NP)を算出することを特徴とする請求項1に記載の立体印刷物制作支援装置。 The setting means uses the horizontal coordinate of the start point (NP c ) of the ray in the camera coordinate system as the horizontal coordinate (x r ) of the rendering target pixel (RP), and converts the world coordinate system to the camera coordinate system. The three-dimensional printed matter production support apparatus according to claim 1, wherein a starting point (NP) of the light ray in the world coordinate system is calculated by performing. 前記設定手段は、前記カメラの配置方法を平行配置とし、x=前記カメラから前記投影面PSに引いた垂線の長さ(Z)×tanθの式によって、前記カメラの位置(CP)の水平方向の座標(xn)を算出することを特徴とする請求項2に記載の立体印刷物制作支援装置。 The setting means sets the camera arrangement method to parallel arrangement, and x n = the length of the perpendicular drawn from the camera to the projection plane PS (Z 0 ) × tan θ n by the expression of the camera position (CP n 3) The horizontal coordinate (xn) of (3) is calculated. 前記設定手段は、前記立体印刷物の印刷面における画素の並びに対応させて、前記画素から前記立体印刷物のレンチキュラーレンズL(m)の焦点を通るように、前記視線方向(θ)を算出することを特徴とする請求項3に記載の立体印刷物制作支援装置。 The setting unit calculates the line-of-sight direction (θ n ) so as to pass through the focal point of the lenticular lens L (m) of the three-dimensional printed material from the pixels in correspondence with the arrangement of the pixels on the printing surface of the three-dimensional printed material. The three-dimensional printed material production support apparatus according to claim 3. コンピュータを、投影面(PS)に対して、仮想的なカメラの位置(CP)と、前記投影面(PS)に入射する光線の始点(NP)および方向(NV)とを設定する設定手段と、前記設定手段によって設定された値に基づいて、所望の物体のCGモデルに対して前記光線を追跡することで、前記カメラによって撮影される前記物体の画像を作成するレンダリング手段として機能させるためのプログラムに対するプラグインプログラムであって、
前記設定手段を、前記所望の物体の立体視を実現する立体印刷物に用いられるレンチキュラーレンズの焦点距離(f)および前記立体印刷物の印刷解像度(dpi)に基づいて、前記立体印刷物に含まれる指向性画像(DI)に対する視線方向(θ)を設定し、前記視線方向(θ)に基づいて前記カメラの位置(CP)を設定し、更に、レンダリング対象画素(RP)ごとに、視点(VP)から前記投影面(PS)までの距離(fd)および前記カメラの位置(CP)に基づいて、前記光線の始点(NP)および方向(NV)を設定するものとすることを特徴とするプラグインプログラム。
Setting means for setting a virtual camera position (CP n ) and a starting point (NP) and direction (NV) of a light ray incident on the projection plane (PS) with respect to the projection plane (PS). And based on the value set by the setting means, the ray is traced with respect to a CG model of a desired object, thereby functioning as a rendering means for creating an image of the object photographed by the camera. A plug-in program for
Directivity included in the three-dimensional printed material based on the focal length (f) of the lenticular lens used in the three-dimensional printed material for realizing the stereoscopic view of the desired object and the printing resolution (dpi) of the three-dimensional printed material. A line-of-sight direction (θ n ) with respect to the image (DI n ) is set, a position (CP n ) of the camera is set based on the line-of-sight direction (θ n ), and a viewpoint for each rendering target pixel (RP) Based on the distance (fd) from the (VP) to the projection plane (PS) and the position (CP n ) of the camera, the starting point (NP) and direction (NV) of the light beam are set. A plug-in program.
所望の物体の立体視を実現する立体印刷物を制作する立体印刷物制作方法であって、
コンピュータが、前記物体のCGモデルをモデリングするモデリングステップと、
コンピュータが、投影面(PS)に対して、仮想的なカメラの位置(CP)と、前記投影面(PS)に入射する光線の始点(NP)および方向(NV)とを設定する設定ステップと、
コンピュータが、前記設定ステップによって設定された値に基づいて、前記CGモデルに対して前記光線を追跡することで、前記カメラによって撮影される前記物体の画像を作成するレンダリングステップと、
を含み、
前記設定ステップは、前記立体印刷物に用いられるレンチキュラーレンズの焦点距離(f)および前記立体印刷物の印刷解像度(dpi)に基づいて、前記立体印刷物に含まれる指向性画像(DI)に対する視線方向(θ)を設定し、前記視線方向(θ)に基づいて前記カメラの位置(CP)を設定し、更に、レンダリング対象画素(RP)ごとに、視点(VP)から前記投影面(PS)までの距離(fd)および前記カメラの位置(CP)に基づいて、前記光線の始点(NP)および方向(NV)を設定することを特徴とする立体印刷物制作方法。
A three-dimensional printed material production method for producing a three-dimensional printed material that realizes a stereoscopic view of a desired object,
A modeling step in which a computer models a CG model of the object;
A setting step in which the computer sets a virtual camera position (CP n ) and a start point (NP) and a direction (NV) of a light ray incident on the projection plane (PS) with respect to the projection plane (PS). When,
A rendering step in which a computer creates an image of the object photographed by the camera by tracking the ray with respect to the CG model based on the value set by the setting step;
Including
The setting step includes a line-of-sight direction (DI n ) with respect to a directional image (DI n ) included in the three-dimensional print based on a focal length (f) of a lenticular lens used in the three-dimensional print and a print resolution (dpi) of the three-dimensional print. θ n ) is set, the camera position (CP n ) is set based on the line-of-sight direction (θ n ), and the projection plane (PS) from the viewpoint (VP) for each rendering target pixel (RP). ), And the position (CP n ) of the camera, the starting point (NP) and direction (NV) of the light beam are set.
所望の物体に対する多数の画像を多視点に対応させて合成された画像である合成画像が印刷された印刷物と、レンチキュラーシートとが貼り合わされ、前記物体の立体視を実現する立体印刷物であって、
コンピュータが、前記物体のCGモデルをモデリングし、投影面(PS)に対して、仮想的なカメラの位置(CP)と、前記投影面(PS)に入射する光線の始点(NP)および方向(NV)とを設定し、設定された値に基づいて、前記CGモデルに対して前記光線を追跡することで、前記カメラによって撮影される前記物体の指向性画像を作成し、前記指向性画像に基づいて合成画像を作成し、
印刷装置が、前記合成画像を前記印刷物に印刷するものであり、
前記立体印刷物に用いられるレンチキュラーレンズの焦点距離(f)および前記立体印刷物の印刷解像度(dpi)に基づいて、前記立体印刷物に含まれる指向性画像(DI)に対する視線方向(θ)が設定され、前記視線方向(θ)に基づいて前記カメラの位置(CP)が設定され、更に、レンダリング対象画素(RP)ごとに、視点(VP)から前記投影面(PS)までの距離(fd)および前記カメラの位置(CP)に基づいて、前記光線の始点(NP)および方向(NV)が設定されることによって制作される立体印刷物。
A printed material on which a composite image, which is an image obtained by combining a number of images corresponding to a desired object in correspondence with multiple viewpoints, and a lenticular sheet are bonded together to realize a stereoscopic view of the object,
A computer models a CG model of the object, and with respect to the projection plane (PS), a virtual camera position (CP n ) and a start point (NP) and direction of a light ray incident on the projection plane (PS) (NV) is set, and based on the set value, the light beam is traced with respect to the CG model to create a directional image of the object photographed by the camera, and the directional image Create a composite image based on
A printing device for printing the composite image on the printed matter;
Based on the focal length (f) of the lenticular lens used for the three-dimensional printed material and the printing resolution (dpi) of the three-dimensional printed material, the line-of-sight direction (θ n ) for the directional image (DI n ) included in the three-dimensional printed material is set. Then, the position (CP n ) of the camera is set based on the line-of-sight direction (θ n ), and the distance from the viewpoint (VP) to the projection plane (PS) for each rendering target pixel (RP) ( A three-dimensional print produced by setting the start point (NP) and direction (NV) of the light beam based on fd) and the position (CP n ) of the camera.
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