CN114257735A - 图像处理装置、图像处理方法和存储介质 - Google Patents

图像处理装置、图像处理方法和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种图像处理装置、图像处理方法和存储介质。图像处理装置包括：获取单元，被配置为获取目标数据；确定单元，被配置为确定目标数据是否具有物体的材料外观信息；以及显示控制单元，被配置为基于确定单元的确定结果，在显示单元上显示与目标数据相对应的图像，其中，在目标数据具有物体的材料外观信息的情况下，显示控制单元在显示单元上显示与目标数据对应的、包括不同观察条件下的多个图像的运动图像或连续静止图像。

Description

图像处理装置、图像处理方法和存储介质
技术领域
本发明涉及一种用于表示物体的材料外观的图像处理技术。
背景技术
随着互联网的广泛使用，针对在个人电脑(PC)屏幕、平板电脑终端屏幕或智能手机屏幕上不仅显示产品的颜色和形状，还显示产品的材料外观的需要在逐渐增加。各种三维计算机图形学(3DCG)方法已被用于表示物体的材料外观、涂层等。日本专利申请特开第2005-122719号公报讨论了根据光源位置、物体位置或视点位置生成表示物体的材料外观的二维图像的技术。
然而，在期望在多个观察条件下检查物体的材料外观的情况下，根据日本专利申请特开第2005-122719号公报的技术，在每当用户改变观察条件时，都要求用户输入光源信息、视点信息等。
发明内容
本发明旨在提供在多个观察条件下呈现物体的材料外观的处理，而不需要用户输入信息来改变观察条件。
根据本发明的一个方面，提供了一种图像处理装置、图像处理方法和存储介质。图像处理装置包括：获取单元，被配置为获取目标数据；确定单元，被配置为确定目标数据是否具有物体的材料外观信息；以及显示控制单元，被配置为基于确定单元的确定结果，在显示单元上显示与目标数据相对应的图像，其中，在目标数据具有物体的材料外观信息的情况下，显示控制单元在显示单元上显示与目标数据对应的、包括不同观察条件下的多个图像的运动图像或连续静止图像。
通过以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的进一步特征将变得清楚。
附图说明
图1表示图像处理装置的硬件配置的框图。
图2表示图像处理装置的功能配置的框图。
图3表示由图像处理装置执行的处理的流程图。
图4A和图4B分别表示用户界面示例的图。
图5表示图像处理装置的功能配置的框图。
图6表示用户界面示例的图。
图7表示由图像处理装置执行的处理的流程图。
具体实施方式
以下将参照附图描述本发明的各实施例。以下示例性实施例不必限定本发明。在示例性实施例中描述的特征的所有组合对于解决本发明的问题都并不都是必要的。
<图像处理装置的硬件配置>
图1表示根据第一示例性实施例的图像处理装置1的硬件配置的框图。图像处理装置1包括中央处理单元(CPU)101、只读存储器(ROM)102和随机存取存储器(RAM)103。图像处理装置1还包括视频卡(video card，VC)104、通用接口(I/F)105、串行高级技术附件(SATA)接口106和网络接口卡(NIC)107。CPU 101使用RAM 103作为工作存储器来执行存储在ROM102、硬盘驱动器(HDD)112等中的操作系统(OS)和各种程序。CPU 101经由系统总线108控制每个组成元件。下面描述的流程图中的处理通过CPU 101将存储在ROM 102、HDD 112等中的程序代码加载到RAM 103并执行该程序代码来实现。显示器114连接到VC 104。输入设备110(例如鼠标和键盘)，通过串行总线109连接到通用接口105。执行从/向HDD 112或各种记录介质读取和写入的通用驱动器113通过串行总线111连接到SATA接口106。NIC 107向/从外部装置输入和输出信息。CPU 101使用安装在HDD 112或通用驱动器113上的各种记录介质作为各种数据的存储位置。CPU 101在显示器114上显示由程序提供的图形用户界面(GUI)，并接收诸如经由输入设备110接受的用户指令之类的输入。
<图像处理装置的功能配置>
图2表示图像处理装置1的功能配置的框图。CPU 101使用RAM 103作为工作存储器读取并执行存储在ROM 102或HDD 112中的程序，因此，起到图2所示的功能配置的作用。并非下面描述的所有处理都必须由CPU 101执行。图像处理装置1可以具有如下配置：除CPU101之外的一个或多个处理电路执行部分或全部处理。
图像处理装置1包括获取单元201、确定单元202、生成单元203和显示控制单元204。获取单元201获取具有物体的材料外观信息的数据或二维静止图像数据作为目标数据。在本示例性实施例中，包括材料外观信息的数据是三维(3D)模型格式的数据，并且以Wavefront object(OBJ)格式描述。当使用Wavefront OBJ格式的数据执行渲染(rendering)时，图像处理装置1参考作为3D纹理格式的材料模板库(Material TemplateLibrary，MTL)格式中的文件。二维静止图像数据是联合摄影专家组(JPEG)格式的图像数据。
确定单元202确定由获取单元201获取的目标数据是否是具有物体的材料外观信息的数据。生成单元203针对由确定单元202确定为具有物体的材料外观信息的目标数据，生成包括不同观察条件下的多个帧的运动图像专家组(MPEG)4格式等的运动图像数据。显示控制单元204针对由确定单元202确定为具有材料外观信息的数据的目标数据，显示(自动再现)由生成单元203而生成的、包括不同观察条件下的多个帧的运动图像数据。显示控制单元204将由确定单元202确定为不是具有材料外观信息的数据的目标数据显示为二维静止图像。
<由图像处理装置执行的处理流程>
下面将参考图3详细描述由图像处理装置1执行的处理。图3中的流程图所示的处理开始于用户经由输入设备110输入指令和CPU 101接受输入的指令。在以下描述中，每个步骤(过程)通过在相应的编号之前附加S来表示。在步骤S301，获取单元201获取目标数据。本示例性实施例中的获取单元201根据来自用户的输入指令从诸如HDD 112的存储装置获取四种类型的目标数据。
在步骤S302中，获取单元201针对目标数据将一比特位(bit)信号的材料外观标志(flg)设置为OFF(flg＝0)。将材料外观标志赋予由获取单元201获取的每个目标数据。在步骤S303中，确定单元202确定在步骤S301中获取的目标数据是否是具有材料外观信息的数据。在确定单元202确定目标数据是具有材料外观信息的数据的情况下(步骤S303中的“是”)，处理进行到步骤S304。在步骤S304中，确定单元202将与确定的目标数据相对应的材料外观标志设置(更新)为ON(flg＝1)。
在步骤S305中，生成单元203针对材料外观标志被设置为ON的目标数据生成包括不同观察条件下的多个帧的运动图像数据。可以使用诸如凹凸映射(bump mapping)、光线追踪(ray tracing)或光子映射(photon mapping)之类的已知方法来生成运动图像数据。在确定单元202确定目标数据不是具有材料外观信息的数据的情况下(步骤S303中的“否”)，处理跳过步骤S304和S305。
在步骤S306中，显示控制单元204基于与目标数据对应的材料外观标志，显示由运动图像数据表示的运动图像或由静止图像数据表示的静止图像。在目标数据的材料外观标志被设置为ON(flg＝1)的情况下，显示控制单元204在显示器114上显示由在步骤S305中生成的运动图像数据表示的运动图像。在目标数据的材料外观标志被设置为OFF(flg＝0)的情况下，显示控制单元204将由在步骤S301中获取的静止图像数据表示的二维静止图像原样显示在显示器114上。在步骤S307中，显示控制单元204确定是否已完成关于所有获取的目标数据的显示。在尚未完成关于所有获取的目标数据的显示的情况下(步骤S307中为“否”)，针对下一个目标数据执行步骤S302和后续步骤中的处理。在关于所有获取的目标数据的显示已经完成的情况下(步骤S307中的“是”)，处理结束。
<通过显示控制单元显示>
将参考图4A和图4B详细描述由显示控制单元204执行的处理。图4A和图4B是示出在显示器114上显示的用户界面(UI)的示例的图。窗口401是用于显示图像的显示区域。显示图像402至405是关于在步骤S301中获取的四种类型的目标数据的显示的图像。在图4A和图4B所示的示例中，显示颜色和材料外观不同的四种类型的物体，每个物体表面上的高光区域表示光在物体表面上被反射。图4A示出了在时间A的显示结果。图4B示出了与时间A不同的时间B的显示结果。显示图像402和405是与在步骤S303中确定为具有材料外观信息的目标数据相对应的显示结果，并且是包括不同观察条件下的多个帧的运动图像。显示图像403和404是与在步骤S303中确定为不具有材料外观信息的目标数据相对应的显示结果，并且是二维静止图像。通过比较图4A和图4B之间的显示图像402和405，根据显示时间改变相应物体表面上高光区域的位置。这是因为根据显示时间显示通过改变观察条件(照明方向)执行的渲染的结果。
显示控制单元204同步要显示的运动图像中的再现开始帧和帧速率，并在相同的观察条件下显示运动图像。这使得能够在多个观察条件下比较不同物体之间的颜色和材料外观。按钮406用于在运动图像和静止图像之间切换。当接受按钮406的按下时，显示控制单元204在显示的运动图像的再现和停止再现之间切换。
<效果>
如上所述，根据第一示例性实施例的图像处理装置1获取目标数据，并确定目标数据是否具有物体的材料外观信息。图像处理装置1基于确定的结果显示与目标数据相对应的图像。在目标数据具有物体的材料外观信息的情况下，图像处理装置1显示包括不同观察条件下的多个图像并且与目标数据相对应的运动图像。该配置使得能够在多个观察条件下呈现物体的材料外观，而不需要用户输入信息来改变观察条件。
<变型例>
在本示例性实施例中，当照明方向作为观察条件改变时，只要条件是计算机图形(computer graphics，CG)渲染中可以更改的参数，就可以更改关于照明和物体之间的距离、物体的方向、观察方向和观察距离的任何一个条件。此外，可以以组合方式改变多个条件。
在第一示例性实施例中，图像处理装置1针对具有材料外观信息的数据，生成并自动再现包括不同的观察条件下的多个帧的运动图像。在第二示例性实施例中，图像处理装置1针对具有材料外观信息的数据设置观察条件，并基于所设置的观察条件再现运动图像。由于根据第二示例性实施例的图像处理装置1的硬件配置类似于第一示例性实施例的硬件配置，因此省略对其的描述。将主要描述本示例性实施例和第一示例性实施例之间不同的部分。与第一示例性实施例的组成元件相同的组成元件由相同的附图标记表示，并且省略对其的描述。
<图像处理装置的功能配置>
图5是示出图像处理装置1的功能配置的框图。图像处理装置1包括获取单元201、观察条件设置单元501、确定单元202、生成单元203、，以及显示控制单元204。观察条件设置单元501设置改变观察条件的方式。下面将参考图6详细描述观察条件设置单元501的处理。
图6是示出为了能够设置观察条件而显示的UI的示例的图。窗口601是用于设置观察条件的设置区域。区域602用于设置照明方向，区域603用于设置物体的方向。区域604用于设置观察方向，区域605用于设置观察距离。
在设置改变区域602中照明方向的方式的情况下，用户按下区域602中的开始按钮，使用鼠标、手指等执行拖动操作，以在自由选择的方向上连续移动光源606，然后按下区域602中的停止按钮。在设置改变区域603中物体方向的方式的情况下，用户按下区域603中的开始按钮，使用鼠标、手指等执行拖动操作，以在自由选择的方向上连续旋转物体的坐标轴607，然后按下区域603中的停止按钮。在设置改变区域604中的观察方向的方式的情况下，用户按下区域604中的开始按钮，使用鼠标、手指等执行拖动操作以在自由选择的方向上连续移动指示观察位置的照相机608，然后按下区域604中的停止按钮。在设置改变区域605中观察距离的方式的情况下，用户按下区域605中的开始按钮，使用鼠标、手指等执行拖动操作以在自由选择的位置改变指示观察距离的滑块609的位置，然后按下区域605中的停止按钮。
响应于开始按钮的按下和停止按钮的按下，观察条件设置单元501在沿时间轴的时段内存储用户指示的观察条件的各自变化。当按下窗口601上的完成设置按钮时，观察条件设置单元501完成观察条件的设置。可以设置一个或多个观察条件。将初始值按原样应用于未改变的项。
<由图像处理装置执行的处理流程>
下面将参考图7详细描述由图像处理装置1执行的处理。图7中的流程图所示的处理由用户经由输入设备110输入指令和CPU 101接受该输入指令开始。由于步骤S301至S304、S306和S307中的处理类似于第一示例性实施例中的处理，因此省略其描述。
在步骤S701中，观察条件设置单元501针对目标数据设置改变观察条件的方式。本示例性实施例中的观察条件设置单元501针对多条目标数据设置相同观察条件的改变方式。在步骤S702中，生成单元203基于改变观察条件的设置方式，生成包括不同观察条件下的多个帧的运动图像数据。
<效果>
如上所述，根据第二示例性实施例的图像处理装置1在再现运动图像时设置改变观察条件的方式，并基于改变观察条件的设置方式生成运动图像数据。这使得能够在多个观察条件下按照用户所期望的顺序比较不同物体之间的颜色和材料外观。
<变形例>
在本示例性实施例中针对多条目标数据设置了相同观察条件的改变方式。然而，可以针对每个目标数据单独设置改变观察条件的方式。或者，可以针对一条目标数据设置改变多个观察条件的方式。这使得能够同时确认和比较一个物体在多个观察条件下的颜色和材料外观。
在本示例性实施例中，当在获取目标数据之后设置观察条件时，处理顺序不限于上述示例。例如，图像处理装置1可以首先设置观察条件，然后获取目标数据。或者，图像处理装置1可以同时获取目标数据并设置观察条件。仍然可选地，图像处理装置1可以在更新材料外观标志之后设置观察条件。
在上述示例性实施例中，图像处理装置1生成并显示关于具有材料外观信息的目标数据的运动图像数据。然而，图像处理装置1可以生成和显示连续的静止图像数据，例如图形交换格式(GIF)动画，而不是运动图像数据。在这种情况下，包括在连续静态图像数据中的多个静态图像对应于各自不同的观察条件。
在上述示例性实施例中，具有材料外观信息的数据以Wavefront OBJ格式描述，但可以以其他格式描述，例如Autodesk Filmbox(FBX)格式。
在上述示例性实施例中，生成单元203基于确定单元202的确定结果生成运动图像数据。然而，图像处理装置1可以使用初步执行CG渲染的连续静止图像，或通过在改变观察条件的同时对物体成像而获得的运动图像或连续静止图像。在这种情况下，在步骤S301中，获取单元201一起获取表示材料外观标志为ON的信息和通过初步执行CG渲染或成像而获得的目标数据。获取单元201一起获取表示材料外观标志为OFF的信息和静止图像。通过该配置，图像处理装置1能够使用显示控制单元204执行显示，而不执行确定单元202的处理和生成单元203的处理。
上述示例性实施例可作为对超文本标记语言(HTML)文件执行自动描述的程序提供。通过生成关于具有材料外观信息的数据的可扩展3D(X3D)格式的文件，可以从HTML文件参照具有材料外观信息的数据。通过生成HTML文件，可以将具有材料外观信息的数据公开在互联网上并显示在浏览器中。
本发明能够在多个观察条件下呈现物体的材料外观，而无需用户输入信息来改变观察条件。
其他实施例
本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置，该系统或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。
虽然已经结合示例性实施例描述了本发明，应当认识到，本发明并不局限于公开的示例性实施例。权利要求的范围应当适合最广泛的解释，以便囊括所有变形、等同结构和功能。
本申请要求2020年9月25日提交的日本专利申请号2020-161332的利益，其全部内容通过引用并入本文。

Claims (15)

1.一种图像处理装置，包括：
获取单元，其被配置为获取目标数据；
确定单元，其被配置为确定目标数据是否具有物体的材料外观信息；以及
显示控制单元，其被配置为基于所述确定单元的确定结果，在显示单元上显示与所述目标数据相对应的图像，
其中，在目标数据具有物体的材料外观信息的情况下，显示控制单元在显示单元上显示与目标数据对应的、包括不同观察条件下的多个图像的运动图像或连续静止图像。
2.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中所述观察条件包括照明方向、物体的方向、观察方向、观察距离以及物体与照明之间的距离中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，在目标数据不具有物体的材料外观信息的情况下，显示控制单元在显示单元上显示与目标数据对应的静止图像。
4.根据权利要求1所述的图像处理装置，还包括生成单元，所述生成单元被配置为基于所述确定单元的确定结果生成运动图像数据或静止图像数据，其中所述显示控制单元在所述显示单元上显示由生成单元生成的运动图像数据或静止图像数据所表示的图像。
5.根据权利要求4所述的图像处理装置，其中所述生成单元使用凹凸映射、光线追踪和光子映射中的任何一种。
6.根据权利要求1所述的图像处理装置，还包括设置单元，所述设置单元被配置为在显示与所述目标数据对应的运动图像时设置改变观察条件的方式，其中所述显示控制单元基于改变观察条件的设置方式，在所述显示单元上显示对应于目标数据的运动图像。
7.根据权利要求6所述的图像处理装置，
其中，获取单元获取多条目标数据，以及
其中，在显示控制单元在显示单元上显示对应于各条目标数据的运动图像的情况下，设置单元使多个运动图像中改变观察条件的方式不同。
8.根据权利要求6所述的图像处理装置，
其中，获取单元获取多条目标数据，以及
其中，在显示控制单元在显示单元上显示对应于各条目标数据的运动图像的情况下，设置单元使多个运动图像中改变观察条件的方式相同。
9.根据权利要求6所述的图像处理装置，其中，在显示控制单元在显示单元上显示对应于一条目标数据的多个运动图像的情况下，设置单元使多个运动图像中改变观察条件的方式不同。
10.根据权利要求6所述的图像处理装置，其中，所述设置单元基于用户的指令沿时间轴设置改变观察条件的方式。
11.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，在显示单元上显示与目标数据相对应的多个运动图像的情况下，显示控制单元同步多个运动图像中的再现开始帧和帧速率。
12.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，所述确定单元基于表示所述目标数据是否具有所述物体的材料外观信息的二进制数据，执行所述确定。
13.一种图像处理装置，包括：
获取单元，其被配置为获取具有物体的材料外观信息的第一数据和不具有物体的材料外观信息的第二数据；以及
显示控制单元，其被配置为在显示单元上显示运动图像，该运动图像包括对应于第一数据的不同观察条件下的多个帧、以及对应于第二数据的静止图像。
14.一种图像处理方法，包括：
获取目标数据；
确定目标数据是否具有物体的材料外观信息；以及
执行显示控制，用于基于确定的结果，在显示单元上显示与目标数据相对应的图像，
其中，在目标数据具有物体的材料外观信息的情况下，所述显示控制在显示单元上显示与目标数据对应的、包括不同观察条件下的多个图像的运动图像或连续静止图像。
15.一种非暂时性计算机可读存储介质，其存储当由计算机执行时使计算机执行图像处理方法的指令，所述图像处理方法包括：
获取目标数据；
确定目标数据是否具有物体的材料外观信息；以及
执行显示控制，用于基于确定的结果在显示单元上显示与目标数据相对应的图像，
其中，在目标数据具有物体的材料外观信息的情况下，所述显示控制在显示单元上显示与目标数据对应的、包括不同观察条件下的多个图像运动图像或连续静止图像。
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