DE602004000876T2

DE602004000876T2 - Verfahren und Gerät zur Bildung eines dreidimensionalen Bildes

Info

Publication number: DE602004000876T2
Application number: DE602004000876T
Authority: DE
Inventors: c/oFuji Photo Film Co. Hideyuki Koguchi
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2004-02-25
Publication date: 2007-02-15
Anticipated expiration: 2024-02-26
Also published as: US20040256754A1; EP1462266A1; DE602004000876D1; EP1462266B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bildes, insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dieidimensionalen Bildes, welches auf einem Tintenstrahlsystem beruht, mit dem es möglich ist, ein dreidimensionales Bild mit eine gewünschten Höhengradation entsprechend der Form eines eingegebenen dreidimensionalen Objekts zu erzeugen, indem Höheninformation des eingegebenen dreidimensionalen Objekts umgewandelt oder neu bereitgestellt wird.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, daß im Rahmen der vorliegenden Beschreibung der Begriff „dreidimensionales Bild" die Bedeutung eines Bilds hat, welches zweidimensional auf einem blattähnlichen (ebenen) Träger gebildet ist, und außerdem eine Welligkeit (Vorsprünge und Vertiefungen) in Höhenrichtung orthogonal zur Ebene des Trägers besitzt (Unterschiede in der Höhenlage, Höhenverteilung oder Höhengradation (beispielsweise eine von einem Tintenstrahlsystem digital gesteuerte Welligkeit, damit eine Höhe von etwa einigen hundert μm gegenüber dem Träger entsteht und eine vorbestimmte Höhengradation gegeben ist, beispielsweise eine Gradation in 256 Schritten (acht Bits))), was auch einfach als „Reliefbild" im Rahmen der Erfindung bezeichnet wird, zu unterscheiden von einem herkömmlichen Bild (einem zweidimensionalen Bild). Außerdem wird von der Annahme ausgegangen, daß der Begriff „Bild" Textinformation beinhaltet, beispielsweise Buchstaben, ebenso wie allgemeine Bildinformation. Darüber hinaus bedeutet im Rahmen der Erfindung der Begriff „Höhengradation" Änderungen in der Höhe der Welligkeit gegenüber dem Träger, und der Begriff „Höhengradations-Stufenzahl (Bit)" bedeutet die Anzahl von Stufen bei den Änderungen.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Bekanntlich wird ein Tintenstrahlsystem in großem Umfang als System eingesetzt, welches ein Farbbild (das heißt ein zweidimensionales Farbbild) liefert und dabei von einem einfachen Aufbau Gebrauch macht, folglich in der Lage ist, eine Reduzierung der Baugröße und auch des Preises eines Geräts zu erreichen.
Üblicherweise wird in einem Drucker (einem Tintenstrahldrucker), der auf dem Tintenstrahlsystem beruht, ein Thermokopfsystem oder ein System mit einem -elektromechanischen Wandlerelement (einem piezoelektrischen Element) verwendet. Außerdem wird in einem Tintenstrahldrucker im allgemeinen als Aufzeichnungselement Tinte auf Farbstoffbasis verwendet. Bei den oben beschriebenen Drucksystemen erfolgt das Drucken dadurch, daß die Tinte dazu gebracht wird, in einen Aufzeichnungsträger gesaugt zu werden, bei dem es sich um ein bogenförmiges Material (in zugeschnittener Blattform oder als Bahnmaterial) handelt, um als Aufzeichnungs-Trägerelement zu fungieren, beispielsweise als Aufzeichnungsbogen bezeichnet.
Wie ebenfalls bekannt ist, wird bislang mit einem Bilderzeugungssystem wie zum Beispiel einem elektrophotographischen System oder einem elektrostatischen Tintenstrahlsystem ein monochromes (Schwarz-Weiß-)Bild oder ein Farbbild als planares Bild auf einem blattförmigen Aufzeichnungsträger, zum Beispiel einem Aufzeichnungsbogen, erzeugt. Im allgemeinen wird dieses Bild dazu verwendet, gewünschte Information durch sichtbares Erfassen zu übermitteln.
Um auf einem Aufzeichnungsträger ein Bild zu erzeugen, beispielsweise auf einem Aufzeichnungsbogen, wird Toner oder Färbemittel enthaltende Tinte in vorbestimmten Farben dazu gebracht, abhängig von der Bildinformation an dem Aufzeichnungsträger haften zu bleiben, und die Farbstoffe des an dem Aufzeichnungsträger haftenden Toners oder der Tinte werden geschmolzen und auf dem Aufzeichnungsträger fixiert. Daher ist das auf dem Aufzeichnungsträger mit dem Bilderzeugungssystem erzeugte Bild nichts als ein zweidimensionales ebenes Bild.
Im Gegensatz dazu hat ein dreidimensionales Bild den Vorteil, daß es dreidimensionale Information ebenso übermitteln kann wie flache Sichtinformation für einen Betrachter, indem Schattierungen genutzt werden, die sich aus Höhenunterschieden, dem Gefühl bei der Berührung mit den Fingern oder dergleichen ergeben. Mit einem dreidimensionalen Bild wird es folglich möglich, übermittelbare Information im Vergleich zu dem ebenen Bild (zweidimensionalem Bild) zu diversifizieren.
Als Verfahren zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bilds, welches einen solchen Vorteil bietet, ist es zum Beispiel möglich, ein Verfahren gemäß der JP 2002-278370 A zu verwenden, bei dem ausdehnbarer Toner und nicht-ausdehnbarer Toner miteinander kombiniert werden. Mit diesem Verfahren wird zunächst ein projektionsförmiges Bild mit mehreren Wandoberflächen unter Einsatz des ausdehnbaren Toners erzeugt. Anschließend werden auf einem Träger durch Aufbringen des nicht-ausdehnbaren Toners auf unterschiedliche Wandflächen des projektionsförmigen Bilds mehrere Bilder unterschiedlicher Arten ausgebildet. Im Anschluß daran erfolgt eine Wärmefixierung, um den ausdehnbaren Toner auszudehnen und das mit dem nicht-ausdehnbaren Toner erzeugte Bild anzuschmelzen und zu fixieren. Allerdings ergibt sich bei dieser herkömmlichen Methode das Problem, daß es schwierig ist, den ausdehnbaren Toner zu steuern, daß es sehr schwierig ist, in präziser Weise feine Bilder mit einer Projektionsform in Ausrichtung zu bringen, welche durch Expansion des ausdehnbaren Toners erzeugt sind, und es ferner unmöglich ist, eine feine Steuerung in Höhenrichtung vorzunehmen.
Außerdem ist als herkömmliches Verfahren zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bilds mit Hilfe des oben beschriebenen Tintenstrahlsystems zum Beispiel ein Drucker aus der JP 11-263004 A bekannt, bei dem das Tintenstrahlsystem kombiniert ist mit einem Tonerflugsystem. Bei diesem Drucker erfolgt zunächst ein Drucken, indem Tinte mit Hilfe eines Tintenstrahlsystems zum Fliegen gebracht wird. Sodann werden Tonerteilchen auf einen Bereich gestoßen, in welchem der Druckvorgang mit der Tinte ausgeführt wurde, wozu das Tonerflugsystem verwendet wird. Schließlich erfolgt das Trocknen der Tinte sowie das Anschmelzen/Trocknen der Tonerpartikel mit einem Wärmefixiersystem, um ein mit den Tonerpartikeln erzeugtes dreidimensionales Bild zu fixieren.
Dieses herkömmliche Verfahren ist das gleiche wie die weiter unten beschriebene Erfindung insoweit, als mit Hilfe des Tintenstrahlsystems ein dreidimensionales Bild erzeugt wird. Was allerdings die Steuerung der Welligkeit (Höhe) des dreidimensionalen Bilds angeht, so beschreibt die genannte Schrift lediglich, daß es möglich ist, ein Bild dort zu drucken, wo das Ausmaß der Welligkeit geändert werden soll, indem die zum Fliegen gebrachte Menge jeder Tinte und der Tonerpartikel gesteuert werden. Außerdem erfolgen das Trocknen der Tinte auf dem Aufzeichnungsträger und das Antrocknen/Anschmelzen der Tonerpartikel durch Wärmefixierung in einem abschließenden Arbeitsschritt, so daß sich das Problem ergibt, daß die Fixierung der eine untere Schicht bildenden Tinte auf dem Aufzeichnungsträger und die Fixierung der eine obere Schicht auf der unteren Tintenschicht bildenden Tonerpartikel leicht unzureichend wird.
Weiterhin offenbart die JP 2001-166809 A eine Methode, bei der dreidimensionale Information eines menschlichen Körpers (dreidimensionale Formdaten) mit Hilfe einer Kamera aufgenommen wird und basierend auf den aufgenommenen dreidimensionalen Formdaten ein reales dreidimensionales Modell erzeugt wird, das heißt ein dreidimensionales Objekt (einschließlich eines dreidimensionalen Objekts mit passender Farbgebung).
Als ein Verfahren zum Erzeugen eines dreidimensionalen Objekts ist ein Verfahren als Beispiel beschrieben, bei dem eine Schablone mit einer der Form des Subjekts nahekommenden Form (ein Modell eines zu bearbeitenden Werkstücks) vorbereitet und diese Schablone mit Hilfe von Verfahren wie beispielsweise Fräsen, verarbeitet wird.
Es sei hier angemerkt, daß aus der JP 2001-166809 A dargestellt ist, daß ein reales dreidimensionales Modell mit einer verringerten Dicke oder dergleichen auch dadurch erzeugt werden kann, daß die erhaltenen dreidimensionalen Bilddaten in Tiefenrichtung komprimiert werden, anstatt die Daten so, wie sie sind, zu verwenden.
Außerdem ist in der JP 2001-166809 A beschrieben, daß die erhaltenen dreidimensionalen Formdaten einer Kantenbetonungsverarbeitung unterzogen werden können. Allerdings sind die Einzelheiten dieser Kantenbetonungsverarbeitung, ihre Wirkungsweise und dergleichen nicht deutlich beschrieben.
Weiterhin ist in der JP 2001-166809 A ein Beispiel beschrieben, bei dem zu der Zeit, zu der eine Schablone mit einer der Form eines Subjekts nahekommenden Form basierend auf den erhaltenen dreidimensionalen Formdaten mit einem solchen Verfahren verarbeitet wird, beispielsweise durch Fräsen, ein reales dreidimensionales Modell mit verringerter Dicke dadurch erzeugt wird, daß die erhaltenen (gegebenen) dreidimensionalen Formdaten in Richtung der Tiefe komprimiert werden, wobei eine Konstruktion verwendet wird, bei der eine Kantenbetonungsverarbeitung erfolgt. Allerdings ist dort keine konkrete Beschreibung dieses Merkmals gegeben.
Es sei an dieser Stelle bemerkt, daß als weiteres herkömmliches Verfahren zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bilds eine Methode bekannt ist, bei der ein zweidimensionales Holz-Maserungsbild oder dergleichen auf einer Tapete für Anwendung in Gebäuden oder außerhalb von Gebäuden oder dergleichen eine Welligkeit durch Prägung erhält, dies in dem Versuch, ein Material zu reproduzieren, welches sich wie eine Holzmaserung anfühlt. Allerdings gibt es das Problem, daß es schwierig ist, das Muster des zweidimensionalen Bilds in Übereinstimmung zu bringen mit dem Muster der eingeprägten Welligkeit, und es unmöglich ist, ein exaktes und ausgefeiltes dreidimensionales Bild zu gewinnen.
Es gibt noch eine weitere herkömmliche Methode, mit der ein reales dreidimensionales Modell reduzierter Dicke erzeugt wird, oder ein dreidimensionales Bild in ähnlicher Weise wie ein sogenanntes Relief erzeugt wird. Aber auch bei dieser Methode ergibt sich das Problem, daß im Fall eines zweidimensionalen Bilds mit feiner und komplizierter Grundlage die Schwierigkeit besteht, ein präzises dreidimensionales Bild nach Maßgabe des zweidimensionalen Bilds zu erzeugen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände gemacht, und es ist ein erstes Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bilds basierend auf einem Tintenstrahlsystem anzugeben, mit dem es möglich ist, die den herkömmlichen Methoden anhaftenden Probleme zu lösen und ein dreidimensionales Bild zu erzeugen, welches eine gewünschte und gesteuerte Höhengradation entsprechend einer dreidimensionalen Form in einem als „Reliefbild" bezeichneten Bild gemäß der Erfindung zu erzeugen.
Im einzelnen besteht das erste Ziel der Erfindung darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bilds basierend auf einem Tintenstrahlsystem anzugeben, mit dem es möglich ist, ein dreidimensionales Bild mit einer gewünschten Höhengradation entsprechend einer dreidimensionalen Form dadurch zu erzeugen, daß in eingegebener dreidimensionaler Objektinformation (dreidimensionaler Information) enthaltene Höheninformation oder eine neu gegebene Höheninformation umgewandelt wird in eine dreidimensionale Form.
Außerdem wurde die vorliegende Erfindung im Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände gemacht, wobei es ein zweites Ziel der Erfindung ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bilds anzugeben, mit dem bzw. mit der es möglich ist, die den herkömmlichen Methoden anhaftenden Probleme zu lösen und ein dreidimensionales Bild mit eine gewünschten Höhengradation zu schaffen, die einer dreidimensionalen Form entspricht und in besserer Weise den menschlichen Seheigenschaften in einem als „Reliefbild" gemäß der Erfindung bezeichneten Bild zu entsprechen.
Um das erste und das zweite oben angegebene Ziel zu erreichen, hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung die Idee gehabt, daß „eingegebene Bildinformation (dreidimensionale Information) präzise umgewandelt/gesteuert wird, um ein höher entwickeltes dreidimensionales Bild zu erzeugen", wie dies nicht in der JP 11-263004 A und der JP 2001-166809 A, die oben beschrieben wurden, aufzufinden ist.
Wie oben ausgeführt, besitzt eine auf einem Tintenstrahlsystem beruhende Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bilds einen relativ einfachen Aufbau, ist dabei aber äußerst effektiv bei der Erzeugung eines qualitativ hochstehenden Bilds. Insbesondere ist eine derartige Bilderzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines qualitativ hochstehenden Farbbilds unverzichtbar. Wenn es also möglich ist, dieser Vorrichtung noch die Funktion einer hochpräzisen Bildinformationsumwandlung hinzuzufügen, so wird es möglich, die Vorrichtung in Richtung einer wirksameren Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bilds zu verbessern.
Bei der Erzeugung eines dreidimensionalen Bilds wird von dem Gedanken ausgegangen, daß die Hinzufügung eines Gedankens, wonach eingegebene Bildinformation (dreidimensionale Information) mit Präzision umgewandelt/gesteuert wird, insbesondere die Hinzufügung eines Gedankens, wonach die eingegebene Bildinformation umgewandelt/gesteuert wird zu einer Information über die Höhencharakteristik entsprechend den menschlichen Seheigenschaften, einen Beitrag leistet zu der Schaffung eines effektiveren dreidimensionalen Bilds.
Um das erste und das zweite oben angegebene Ziel zu erreichen, schafft ein erster Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bilds mit eine einem dreidimensionalen Objekt entsprechenden Welligkeit auf einem Träger unter Einsatz eines Tintenstrahlsystems, umfassend das Erzeugen eines zweidimensionalen Bilds in Form eines ersten Schichtbilds mit dem dreidimensionalen Objekt auf dem Träger, basierend auf zweidimensionaler Bildinformation, Befestigen des ersten Schichtbilds auf dem Träger, Holen erster Höheninformation, mit der die dem dreidimensionalen Objekt entsprechende Welligkeit auf dem Träger reproduzierbar ist, Erzeugen eines Laminierbilds des dreidimensionalen Bilds mit der dem dreidimensionalen Objekt entsprechenden Welligkeit durch Aufschichten fester Tinte, die mit Hilfe eines Tintenstrahlsystems auf das auf der Unterlage befestigte erste Schichtbild basierend auf der gewonnenen ersten Höheninformation ausgestoßen wird, und Fixieren des Laminierungsbilds des dreidimensionalen Bilds auf dem ersten Schichtbild, so daß die Welligkeit dem dreidimensionalen Objekt entspricht.
Vorzugsweise wird das erste Schichtbild unter Verwendung eines Tintenstrahlsystems erzeugt, welches das gleiche ist wie das Tintenstrahlsystem oder verschieden ist von dem Tintenstrahlsystem, welches zur Bildung des Laminierungsbilds des dreidimensionalen Bilds benutzt wird.
Vorzugsweise wird das Laminierungsbild des dreidimensionalen Bilds unter Verwendung eines Tintenstrahlsystems erzeugt, das in der Lage ist, feste Tinte zu laminieren (zu schichten), indem es Tinte ausstößt, die einen thermoplastischen Feststoff enthält, oder Tinte ausstößt, die unter Ultraviolettlicht aushärtet, wobei das erste Schichtbild unter Verwendung eines Tintenstrahlsystems erzeugt wird, das in der Lage ist, durch Ausstoßen einer Tinte auf Wasserbasis, einer Tinte auf Ölbasis oder einer bei Ultraviolettlicht aushärtenden Tinte zur Bilderzeugung ein zweidimensionales Bild zu erzeugen.
Weiterhin sind vorzugsweise eine erste Fixierverarbeitung, die durchgeführt wird, um das erste Schichtbild auf dem Träger zu fixieren, und eine zweite Fixierverarbeitung, die durchgeführt wird zum Fixieren des Laminierungsbilds des auf dem ersten Schichtbild erzeugten dreidimensionalen Bilds, voneinander verschieden.
Um außerdem das erste oben beschriebene Ziel zu erreichen, umfaßt in einer ersten Ausführungsform des ersten erfindungsgemäßen Aspekts der Schritt des Holens der ersten Höheninformation folgende Schritte: Holen zweiter Höheninformation betreffend eine Höhe des dreidimensionalen Objekts aus eingegebener dreidimensionaler Objektinformation, und Umwandeln der geholten zweiten Höheninformation in die gewünschte Höheninformation, mit welcher die dem dreidimensionalen Objekt entsprechende Welligkeit auf dem Träger als die erste Höheninformation reproduzierbar ist.
Vorzugsweise enthält die dreidimensionale Objektinformation dreidimensionale Forminformation über das dreidimensionale Objekt, und die zweite Höheninformation ist Information über eine Höhe in der dreidimensionalen Forminformation, während die zweidimensionale Bildinformation zweidimensionale Bilddaten bildet, eingegeben zusätzlich zu der dreidimensionalen Bildinformation.
Vorzugsweise werden die zweidimensionale Bildinformation und die dreidimensionale Objektinformation aus der eingegebenen dreidimensionalen Bildinformation gewonnen.
Um das erste oben beschriebene Objekt zu erreichen, wird in einer zweiten Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung vorzugsweise die zweidimensionale Bildinformation als Information eingegeben, und der Schritt des Holens der ersten Höheninformation beinhaltet den Schritt des Berechnens der ersten Höheninformation in Form von Soll-Höheninformation, mit der die dem dreidimensionalen Objekt entsprechende und mindestens einem Teil von Positionen auf dem ersten Schichtbild entsprechende Welligkeit auf dem Träger reproduzierbar ist aus der eingegebenen zweidimensionalen Bildinformation.
Um das erste oben beschriebene Ziel zu erreichen, wird in einer dritten Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung vorzugsweise die zweidimensionale Bildinformation als Information eingegeben, und der Schritt des Holens der ersten Höheninformation beinhaltet die Schritte des Berechnens dritter Höheninformation entsprechend zumindest einem Teil von Positionen auf dem ersten Schichtbild aus der eingegebenen zweidimensionalen Bildinformation, und das Umwandeln der berechneten dritten Höheninformation in Soll-Höheninformation, mit der die dem dreidimensionalen Objekt entsprechende Welligkeit auf dem Träger als die erste Höheninformation reproduzierbar ist.
Um das zweite oben angegebene Ziel zu erreichen, enthält in einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen ersten Aspekts der Schritt zum Holen der ersten Höheninformation vorzugsweise die Schritte des Holens zweiter Höheninformation über eine Höhe des dreidimensionalen Objekts aus eingegebener dreidimensionaler Objektinformation, und des Umwandelns der geholten zweiten Höheninformation basierend auf menschlichen Seheigenschaften in Soll-Höheninformation, mit welcher die dem dreidimensionalen Objekt entsprechende Welligkeit auf dem Träger reproduzierbar ist.
Vorzugsweise enthält die dreidimensionale Objektinformation dreidimensionale Forminformation über das dreidimensionale Objekt, und die zweite Höheninformation ist Information über eine Höhe der dreidimensionalen Forminformation.
Vorzugsweise besteht die zweidimensionale Bildinformation aus zweidimensionalen Bilddaten, die zusätzlich zu der dreidimensionalen Objektinformation eingegeben wird.
Außerdem werden vorzugsweise die zweidimensionale Bildinformation und die dreidimensionale Objektinformation aus eingegebener dreidimensionaler Bildinformation gewonnen.
Vorzugsweise umfaßt der Schritt des Umwandelns der zweiten Höheninformation basierend auf den menschlichen Seheigenschaften den Schritt des Bestimmens einer Höhenfrequenz basierend auf einem Körnigkeits- oder Glanz-Gefühl, welches von dem menschlichen Sehempfinden wahrgenommen wird, erhalten durch Verwendung von Proben unterschiedlicher Oberflächenrauhigkeit, oder der Schritt des Umwandeln der zweiten Höheninformation basierend auf menschlichen Seheigenschaften enthält den Schritt des Umwandelns einer Höhengradation nach Maßgabe einer Höhenauflösungs-Sichtbarkeitskurve.
Vorzugsweise wird der Schritt des Umwandelns der Höhengradation abhängig von der Höhenauflösungs-Sichtbarkeitskurve derart durchgeführt, daß eine selektive Verstärkung oder Unterdrückung in einer Zone stattfindet, in der das menschliche Sehempfinden verstärkt ist, oder der Schritt des Umwandelns der Höhengradation abhängig von der Höhenauflösungs-Sichtbarkeitskurve wird so durchgeführt, daß die Information in einer Zone abgeschnitten wird, in welcher das menschliche Sehempfinden beträchtlich an Empfindlichkeit verliert.
Um das zweite oben angesprochene Ziel zu erreichen, wird in einer fünften Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung vorzugsweise die zweidimensionale Bildinformation als Eingabeinformation bereitgestellt, und der Schritt des Holens der ersten Höheninformation umfaßt den Schritt des Berechnens gewünschter Höheninformation, mit der die dem dreidimensionalen Objekt und mindestens einem Teil von Stellen auf dem ersten Schichtbild entsprechende Welligkeit auf dem Träger reproduzierbar ist, ausgehend von der eingegebenen zweidimensionalen Bildinformation und basierend auf menschlichen Seheigenschaften.
Um das zweite oben beschriebene Ziel zu erreichen, wird in einer sechsten Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung die zweidimensionale Bildinformation vorzugsweise als Eingabeinformation bereitgestellt, und der Schritt des Holens der ersten Höheninformation umfaßt die Schritte des Berechnens dritter Höheninformation entsprechend zumindest einem Teil von Stellen auf dem ersten Schichtbild aus der eingegebenen zweidimensionalen Bildinformation, und des Umwandelns der so berechneten dritten Höheninformation basierend auf menschlicher Seheigenschaft zu Soll-Höheninformation, mit welcher die dem dreidimensionalen Objekt entsprechende Welligkeit auf dem Träger reproduzierbar ist.
Um das erste und das zweite oben angegebene Ziel zu erreichen, schafft ein zweiter Aspekt gemäß der Erfindung eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bilds mit einer einem dreidimensionalen Objekt entsprechenden Welligkeit auf einem Träger unter Einsatz eines Tintenstrahlsystems, umfassend eine erste Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines das dreidimensionale Objekt enthaltenden ersten Schichtbilds als zweidimensionales Bild auf dem Träger, basierend auf zweidimensionaler Bildinformation; eine Befestigungseinrichtung zum Befestigen des ersten Schichtbilds auf dem Träger; eine erste Informationsholeinrichtung zum Holen erster Höheninformation, mit welcher die dem dreidimensionalen Objekt entsprechende Welligkeit auf dem Träger reproduzierbar st; eine zweite Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Laminierungsbilds des dreidimensionalen Bilds mit der dem dreidimensionalen Objekt entsprechenden Welligkeit durch Aufschichten fester Tinte, die mit Hilfe des Tintenstrahlsystems auf das auf dem Träger befestigte erste Schichtbild ausgestoßen wird, basierend auf der geholten ersten Höheninformation; und eine Fixiereinrichtung zum Fixieren des Laminierungsbilds des dreidimensionalen Bilds auf dem ersten Schichtbild mit der dem dreidimensionalen Objekt entsprechenden Welligkeit.
Vorzugsweise sind die erste und die zweite Erzeugungseinrichtung jeweils ein Tintenstrahlkopf, der von demselben oder von einem eigenen Tintenstrahlsystem Gebrauch macht.
Vorzugsweise ist die zweite Erzeugungseinrichtung ein Tintenstrahlkopf, der das Laminierungsbild des dreidimensionalen Bilds mit der dem dreidimensionalen Objekt entsprechenden Welligkeit erzeugt, indem er die feste Tinte aufschichtet durch Ausstoßen von Tinte, die einen thermoplastischen Feststoff enthält, oder einer Tinte, die bei Ultraviolettlicht aushärtet, und die erste Erzeugungseinrichtung ist ein Tintenstrahlkopf, der ein zweidimensionales Bild erzeugt durch Ausstoßen von Tinte auf Wasserbasis, von Tinte auf Ölbasis oder von Tinte, die bei Ultraviolettlicht aushärtet, um eine Bildaufzeichnung vorzunehmen.
Vorzugsweise führen die Befestigungseinrichtung und die Fixiereinrichtung unterschiedliche Fixierverarbeitungen durch.
Um das erste oben beschriebene Ziel zu erreichen, enthält in einer ersten Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung die erste Informationsholeinrichtung vorzugsweise eine zweite Informationsholeinrichtung zum Holen von zweiter Höheninformation über eine Höhe des dreidimensionalen Objekts aus eingegebener dreidimensionaler Objektinformation, außerdem eine erste Informationsumwandlungseinrichtung zum Umwandeln der zweiten Höheninformation, die von der zweiten Informationsholeinrichtung geholt wurde, in Soll-Höheninformation, mit der die dem dreidimensionalen Objekt entsprechende Welligkeit auf dem Träger reproduzierbar ist.
Um das erste oben angegebene Ziel zu erreichen, ist in einer zweiten Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung die zweidimensionale Bildinformation vorzugsweise eingegebene Information, und die erste Informationsholeinrichtung enthält eine erste Informationsberechnungseinrichtung für Soll-Höheninformation, mit der die dem dreidimensionalen Objekt entsprechende und mindestens einem Teil von Stellen des ersten Schichtbilds entsprechende Welligkeit auf dem Träger reproduzierbar ist aus der eingegebenen zweidimensionalen Information.
Um das erste oben angesprochene Ziel zu erreichen, ist in der dritten Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung die zweidimensionale Bildinformation vorzugsweise eingegebene Information, und die erste Informationsholeinrichtung enthält eine zweite Informationsberechnungseinrichtung zum Berechnen dritter Höheninformation entsprechend zumindest einem Teil von Stellen des ersten Schichtbilds aus der eingegebenen zweidimensionalen Bildinformation, und eine zweite Informationsumwandlungseinrichtung zum Umwandeln der dritten Höheninformation, die von der zweiten Informationsberechnungseinrichtung berechnet wurde, in Soll-Höheninformation, mit welcher die dem dreidimensionalen Objekt entsprechende Welligkeit auf dem Träger reproduzierbar ist.
Um das zweite oben angegebene Ziel zu erreichen, enthält in einer vierten Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung die erste Informationsholeinrichtung vorzugsweise die zweite Informationsholeinrichtung zum Holen von zweiter Höheninformation über eine Höhe des dreidimensionalen Objekts aus eingegebener dreidimensionaler Objektinformation, und eine dritte Informationsumwandlungseinrichtung zum Umwandeln der von der zweiten Informationsholeinrichtung geholten zweiten Höheninformation in solche Soll-Höheninformation, mit der die dem dreidimensionalen Objekt entsprechende Welligkeit auf dem Träger basierend auf menschlichen Seheigenschaften reproduzierbar ist.
Um das zweite oben angegebene Ziel zu erreichen, enthält in einer fünften Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung die zweidimensionale Bildinformation vorzugsweise eingegebene Information, und die erste Informationsholeinrichtung enthält eine dritte Informationsberechnungseinrichtung zum Berechnen von Höheninformation, mit der die dem dreidimensionalen Objekt und zumindest einem Teil von Stellen des ersten Schichtbilds entsprechende Welligkeit auf dem Träger reproduzierbar ist anhand der eingegebenen zweidimensionalen Bildinformation, basierend auf menschlichen Seheigenschaften.
Um das zweite oben beschriebene Ziel zu erreichen, ist vorzugsweise in einer sechsten Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung die zweidimensionale Bildinformation eingegebene Information, und die erste Informationsholeinrichtung enthält die zweite Informationsberechnungseinrichtung zum Berechnen dritter Höheninformation entsprechend zumindest einem Teil von Stellen auf dem ersten Schichtbild aus der eingegebenen zweidimensionalen Bildinformation, und eine vierte Informationsumwandlungseinrichtung zum Umwandeln der von der zweiten Informationsberechnungseinrichtung berechneten dritten Höheninformation in Soll-Höheninformation, mit der die Welligkeit, die dem dreidimensionalen Objekt entspricht, basierend auf menschlichen Seheigenschaften auf dem Träger reproduzierbar ist.
Erfindungsgemäß läßt sich auf der Grundlage von Höheninformation, die aus eingegebener dreidimensionaler Information extrahiert wurde, oder Höheninformation, die aus zweidimensionaler Information errechnet wurde, ein dreidimensionales Bild erzeugen, in welchem in einem bevorzugteren Zustand oder einem für die menschlichen Seheigenschaften besser geeigneten Zustand ein dreidimensionales Bild erzeugen, in welchem ein Materialgefühl zum Ausdruck kommt (das heißt ein dreidimensionales Bild mit verbessertem Materialgefühl), verglichen mit einem dreidimensionalen Bild, welches man durch Verwendung der unveränderten Eingabeinformation erhält (das heißt ein dreidimensionales Originalbild).
Dies bedeutet: bei dem Verfahren oder der Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bilds gemäß der Erfindung wird der Umstand berücksichtigt, daß der Eindruck eines Betrachters von einem tatsächlichen dreidimensionalen Objekt abweicht vom Eindruck, den der Betrachter bei einem Produkt gewinnt, bei dem das dreidimensionale Objekt als dreidimensionales Bild gedruckt ist oder als Druckerzeugnis oder dergleichen reproduziert ist, wobei die oben beschriebene Höheninformation derart umgewandelt wird, daß sie Richtungseigenschaften besitzt, mit deren Hilfe der Betrachter des gedruckten oder als Druck oder dergleichen reproduzierten dreidimensionalen Bilds das Gefühl hat, daß dieses gedruckte oder reproduzierte Bild „realer" oder „günstiger" ist. Durch diese Konstruktion ist es möglich, ein bevorzugtes dreidimensionales Bild zu gewinnen.
Diese Idee findet sich bei keiner herkömmlichen Methode und stellt ein Merkmal der Erfindung dar. Was die Umwandlung der Höheninformation oder die Umwandlung der Höheninformation in Information mit bevorzugter Richtungseigenschaft aus der Sicht der menschlichen Seheigenschaft angeht, so ist es möglich, unterschiedliche Umwandlungsmethoden auf dem Gebiet der Bildverarbeitung einzusetzen, indem an der Information leichte Änderungen vorgenommen werden, oder die Information zu Bezugszwecken verwendet wird, wie weiter unten näher erläutert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im einzelnen anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines schematischen Aufbaus einer Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bilds gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 ein detaillierteres schematisches Konzept-Diagramm der Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bilds nach 1;
3A ein Flußdiagramm, welches den Ablauf eines ersten Betriebsbeispiels für den Fall veranschaulicht, daß die Vorrichtung nach der Ausführungsform gemäß 1 und 2 verwendet wird;
3B ein Blockdiagramm, welches einen schematischen Aufbau einer Ausführungsform einer Datenverarbeitungseinheit zeigt, die zum Ausführen des in 3A dargestellten ersten Betriebsbeispiels verwendet wird;
4 ein Beispiel für die Höhenumwandlung eines dreidimensionalen Bilds gemäß der Ausführungsform;
5 ein Konzept der Umwandlung der dem dreidimensionalen Objekt innewohnenden Information;
6 ein erstes Umwandlungsbeispiel für Höhengradation;
7 ein zweites Umwandlungsbeispiel für die Höhengradation;
8 ein drittes Umwandlungsbeispiel für die Höhengradation;
9 ein viertes Umwandlungsbeispiel für die Höhengradation;
10 ein fünftes Umwandlungsbeispiel für die Höhengradation;
11A und 11B eine perspektivische bzw. eine Schnittansicht, die die schematischen Konfigurationen der Richtungseigenschaften veranschaulichen, bei denen es sich um ein Beispiel und ein weiteres Beispiel von zweidimensionaler Information über Welligkeit (Vorsprünge/Vertiefungen) handelt;
12A schematisch ein Verfahren zum Trennen von Oberflächeninformation und Grenzschichtinformation voneinander in einem dreidimensionalen Objekt, hergestellt durch Erzeugen eines Films auf einem Träger;
12B schematisch die Oberflächeninformation und Grenzschichteninformation, die voneinander mit dem in 12A gezeigten Verfahren getrennt wurden;
13 ein Verfahren zum Trennen von Streucharakteristika an Oberflächen sowie Streucharakteristika an einer Grenzfläche voneinander in einem dreidimensionalen Objekt (Laminierungselement), welches durch Überlagern mehrerer Schichten erzeugt wurde;
14 die Abhängigkeit des Einfallwinkels vom Lichtabsorptionsfaktor eines Films (einer Schicht) in einem durch Erzeugen eines Films auf einem Träger erzeugten dreidimensionalen Objekt;
15 den Einfluß der Größenverteilung von Kunstharzpartikeln in einem Laminierungselement, welches aus die Partikel enthaltenden Schichten zusammengesetzt ist;
16A und 16B jeweils ein anschauliches Diagramm für den Fall, daß bei einem dreidimensionalen erzeugten Bild ein Unterschied abhängig davon ein Erscheinung tritt, ob Zwischenschichten eingefügt sind, wenn mehrere Schichten übereinandergelegt sind, wobei 16A ein farbliches dreidimensionales Bild mit den Zwischenschichten darstellt und 16B ein farbliches dreidimensionales Bild ohne Zwischenschicht darstellt;
17A ist ein Flußdiagramm für den Ablauf eines zweiten Betriebsbeispiels in dem Fall, daß die Vorrichtung gemäß der Ausführungsform nach 1 und 2 verwendet wird;
17B ist ein Blockdiagramm eines schematischen Aufbaus einer Ausführungsform einer Datenverarbeitungseinheit zum Durchführen des zweiten Betriebsbeispiels nach 17A;
18A ist ein Flußdiagramm des Ablaufs eines dritten Betriebsbeispiels in dem Fall, daß die Vorrichtung gemäß der Ausführungsform nach 1 und 2 verwendet wird;
18B ist ein Blockdiagramm eines schematischen Aufbaus einer Ausführungsform einer Datenverarbeitungseinheit zum Durchführen des dritten Betriebsbeispiels nach 18A;
19A ist ein Flußdiagramm des Ablaufs eines vierten Betriebsbeispiels in dem Fall, daß die Vorrichtung gemäß der Ausführungsform nach 1 und 2 verwendet wird;
19B ist ein Blockdiagramm eines schematischen Aufbaus einer Ausführungsform einer Datenverarbeitungseinheit zum Durchführen des vierten Betriebsbeispiels nach 19A;
20 ist ein anschauliches Diagramm für ein Beispiel der Seheigenschaften des Menschen;
21A ist ein Flußdiagramm, welches den Ablauf eines fünften Betriebsbeispiels für den Fall zeigt, daß die Vorrichtung gemäß der Ausführungsform nach 1 und 2 verwendet wird;
21B ist ein Blockdiagramm eines schematischen Aufbaus einer Ausführungsform einer Datenverarbeitungseinheit zum Durchführen des fünften Betriebsbeispiels gemäß 21A;
22A ist ein Flußdiagramm, welches den Ablauf eines sechsten Betriebsbeispiels für den Fall zeigt, daß die Vorrichtung gemäß der Ausführungsform nach 1 und 2 verwendet wird; und
22B ist ein Blockdiagramm eines schematischen Aufbaus einer Ausführungsform einer Datenverarbeitungseinheit zum Durchführen des sechsten Betriebsbeispiels gemäß 22A.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Das Verfahren und die Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bilds gemäß der Erfindung werden im folgenden detailliert anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben, die in den begleitenden Zeichnungen dargestellt sind.
Zunächst wird anhand der 1 bis 18B ein Verfahren zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bilds gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung sowie eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bilds gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm, welches den schematischen Aufbau einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bilds (im folgenden auch einfach als „Erzeugungsvorrichtung" bezeichnet) gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung veranschaulicht. Weiterhin ist 2 ein detaillierteres schematisches Konzept-Schaubild für die Erzeugungsvorrichtung nach 1. Weiterhin ist 3A ein Flußdiagramm für den Ablauf der ersten Ausführungsform eines Betriebs für den Fall, daß die Vorrichtung gemäß der in 1 und 2 dargestellten Ausführungsform verwendet wird, das heißt das Verfahren zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bilds (im folgenden einfach als „Erzeugungsverfahren" bezeichnet) gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Weiterhin ist 3B ein Blockdiagramm für den schematischen Aufbau einer Ausführungsform einer Datenverarbeitungseinheit, die bei dem Erzeugungsverfahren der ersten Ausführungsform verwendet wird. Man beachte, daß es möglich ist, die in 1 und 2 dargestellte Erzeugungsvorrichtung auch für die zweite und die dritte Ausführungsform jedes Erzeugungsverfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung zu verwenden, während die Erzeugungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt sowie die erste bis dritte Ausführungsform sowohl eines dritten Aspekts des Erzeugungsverfahrens und eines vierten Aspekts einer Erzeugungsvorrichtung beschrieben werden, wobei der innere Aufbau der Datenverarbeitungseinheit abgewandelt ist.
Zunächst soll unter Bezugnahme auf 1 der Aufbau einer Erzeugungsvorrichtung für ein dreidimensionales Bild gemäß dieser Ausführungsform beschrieben werden.
Eine Erzeugungsvorrichtung (die im folgenden auch als „Drucker" bezeichnet wird) 10 gemäß dieser Ausführungsform erzeugt und fixiert ein zweidimensionales ebenes Bild (ein erstes Schichtbild) auf einem Träger oder vorzugsweise auf einem blattförmigen Aufzeichnungsmedium, beispielsweise einem Aufzeichnungsbogen, basierend auf zweidi mensionalen Bilddaten. Anschließend erzeugt die Erzeugungsvorrichtung 10 ein Laminierungsbild durch Auflaminieren, das heißt Schichten fester Tinte auf dem auf dem Aufzeichnungsmedium befindlichen ersten Schichtbild nach Maßgabe eines dreidimensionalen Objekts (insbesondere dessen Höhe) oder vorzugsweise nach Maßgabe einer digital gesteuerten Höhengradation (Abstufung), indem mit Hilfe eines Tintenstrahlsystems basierend auf in dem zweidimensionalen Bild enthaltener dreidimensionaler Objektinformation Tinte ausgestoßen wird. Dann führt die Erzeugungsvorrichtung 10 eine Fixierung durch, vorzugsweise führt sie eine Wärmefixierung in berührungsloser Weise derart durch, daß die Höhengradation des Laminierungsbilds nicht verloren geht. Auf diese Weise erzeugt die Erzeugungsvorrichtung 10 ein dreidimensionales Bild (eine dreidimensionale bildliche Darstellung) mit einer Welligkeit, die dem dreidimensionalen Objekt entspricht.
Das erfindungsgemäß erzeugte dreidimensionale Bild ist ein auf einem blattförmigen Träger gebildete zweidimensionale Bild, welches auch eine Welligkeit in Höhenrichtung orthogonal zur Ebene des Trägers besitzt (Differenzen in der Höhe, Höhenverteilung oder Höhengradation (beispielsweise eine von dem Tintenstrahlsystem digital derart gesteuerte Welligkeit, daß eine Höhe von etwa einigen Hundert μm gegenüber dem Träger erreicht wird und eine vorbestimmte Höhengradation in beispielsweise 265 Schritten (8 Bits) erreicht wird)). Erfindungsgemäß ist es im Gegensatz zu einem üblichen Bild (einem zweidimensionalen Bild) möglich, zu sagen, daß das dreidimensionale Bild ein „Reliefbild" mit einem Schichtbild ist, welches auf einem ersten Schichtbild aufgeschichtet ist, bei dem es sich um ein zweidimensionales Bild handelt, wobei die Höhe nach Maßgabe eines dreidimensionalen Objekts in dem zweidimensionalen Bild gesteuert ist. Man beachte, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Begriff „Höhengradation" Änderungen in der Höhe des Schichtungsbilds gegenüber dem Träger bedeutet, während der Ausdruck „Höhengradations-Stufenzahl (Bit)" die Anzahl von Stufen der Höhenänderung gegenüber dem Träger bedeutet.
Der erfindungsgemäß verwendete Träger ist zweidimensional, das heißt es handelt sich um ein ebenes oder blattförmiges dünnes Aufzeichnungs-Targetelement, welches nicht in besonderer Weise beschränkt ist, solange die Möglichkeit besteht, darauf ein zweidimensionales Bild zu erzeugen als erstes Schichtbild, um auf dem Träger das zweidimensionale Bild sicher zu fixieren, wobei außerdem ein aus mehreren Schichten zusammengesetztes Schichtbild mit einer Gradation (Welligkeit) in Höhenrichtung auf dem ersten zweidimensionalen Schichtbild erzeugt wird. Beispielsweise kann der Träger ein zugeschnittener Bogen oder eine (langgestreckte) Bahn sein. Außerdem reicht es aus, wenn der Träger ein Aufzeichnungs-Targetelement oder ein Aufzeichnungsmedium ist, auf dem man ein zweidimensionales Bild aufzeichnen oder erzeugen kann mit Hilfe eines zweidimensionalen Bildaufzeichnungssystems. Daher ist es möglich, ein Aufzeichnungs-Targetelement oder ein Aufzeichnungsmedium zu verwenden, auf welchem ein Bild dadurch erzeugt wird, daß feste Tinte, beispielsweise ein Farbstoff, zum Haften und Fixieren gebracht wird, oder man kann ein Aufzeichnungs-Targetelement oder ein Aufzeichnungsmedium verwenden, welches zur Erzeugung eines Bilds selbst Farbe entwickelt. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, auf bekannte Aufzeichnungsmedien herkömmlicher Art zurückzugreifen, beispielsweise einen Aufzeichnungsbogen, einen Film (einen Kunststoffilm), oder eine Metallplatte. Man beachte, daß die Größe und die Dicke des Trägers keiner besonderen Beschränkung unterliegen, solange der Träger als übliches Aufzeichnungsmedium verwendet wird, der Träger kann passend abhängig von dem eingesetzten zweidimensionalen Bildaufzeichnungssystem und insbesondere abhängig von der Tinte oder festen Tinte ausgewählt werden, die zur Erzeugung des Laminierungsbilds verwendet wird. Als Aufzeichnungsbogen kann ein Bogen mit einer Dicke von etwa 100 μm bis zu einigen mm verwendet werden.
Das auf einem solchen Träger aufgezeichnete oder erzeugte zweidimensionale Bild ist keiner besonderen Beschränkung unterzogen, solange es sich um ein Bild handelt, welches als erstes Schichtbild auf dem Träger aufgezeichnet oder ausgebildet ist, es kann ausgewählt werden in Abhängigkeit des vorhandenen Aufzeichnungssystems. Beispielsweise kann das zweidimensionale Bild ein Dünnschichtbild sein, erzeugt durch das Aufbringen und Fixieren von Toner oder fester Tinte, beispielsweise eine Farbstoffs, wie er bzw. sie in einem Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem, einem elektrophotographischen Aufzeichnungssystem oder dergleichen eingesetzt wird, wie es im folgenden noch be schrieben wird. Alternativ kann das zweidimensionale Bild ein Dünnschichtbild sein, welches durch Färben, Entwickeln und Fixieren einer farbgebenden Schicht erzeugt wird, die auf einem Aufzeichnungsmedium oder einem Aufzeichnungs-Targetelement gebildet ist. In jedem Fall dient das zweidimensionale Bild als Basisbild für ein Laminierungsbild, welches auf ihm erzeugt wird. Man beachte, daß das zweidimensionale Bild nicht auf eine bildliche monochrome oder farbige Informationsdarstellung beschränkt ist, sondern auch Textinformation, beispielsweise Buchstaben, und/oder Linienbildinformation enthalten kann.
Das Laminierungsbild auf dem zweidimensionalen Bild auf dem Träger wird erzeugt durch Laminieren-(Schichten) mehrerer Lagen ((n-1)-Lagen) von der zweiten Lage bis hin zur n-ten Lage auf dem die erste Lage bildenden zweidimensionalen Bild, wozu feste Tinte mit einem Tintenstrahlsystem ausgestoßen wird und der Schichtvorgang in der Weise erfolgt, daß man eine Welligkeit erhält (Höhenunterschiede, Höhenverteilung oder Höhengradation beispielsweise), wobei die Höhe dem dreidimensionalen Objekt in dem zweidimensionalen Bild entspricht (beispielsweise ergibt sich eine Höhe von mehreren 100 μm (beispielsweise 300 μm bis 500 μm gegenüber der Oberfläche des Trägers). Die Schicht- oder Lagendicke (Stufenhöhe) jeder Lage des aus (n-1)-Lagen zusammengesetzten Laminierungsbilds, gerechnet von der zweiten Lage bis zu n-ten Lage, ist nicht besonders beschränkt und kann passend abhängig von der Maximalen Höhe des Laminierungsbilds, der Höhengradation (der Anzahl n der Gradationsstufen) des dreidimensionalen Bilds und dergleichen ausgewählt werden. Außerdem spielt es keine Rolle, ob die einzelnen Schichten gleiche Dicke oder verschiedene Dicke besitzen. Beispielsweise kann die Dicke auf 1 μm bis 2 μm eingestellt werden, wenn die Höhe des Laminierungsbilds 300 μm bis 500 μm beträgt und die Höhengradation 256 Schritte besitzt. Überflüssig zu sagen, daß die Höhengradation des dreidimensionalen Bilds und die Anzahl von Lagen (n-1) des Laminierungsbilds nicht besonders beschränkt sind und in passender Weise abhängig von dem gewünschten dreidimensionalen Bild, dem zweidimensionalen Bild und dem dreidimensionalen Objekt ausgewählt werden können.
Wie in 1 gezeigt ist, enthält die Bilderzeugungsvorrichtung (der Drucker) 10 dieser Ausführungsform eine Datenverarbeitungseinheit 12, eine Steuereinheit 14, eine Tintenstrahlkopfeinheit 16, eine Fixiereinheit 18 und eine im folgenden als Aufzeichnungsträgertransporteinheit bezeichnete Aufzeichnungs-Targetelement-Transporteinheit 20.
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, arbeitet die Datenverarbeitungseinheit 12 als erster Informationsholteil (Holeinrichtung). Insbesondere empfängt die Datenverarbeitungseinheit 12 Originaldaten, beispielsweise in Form eines Signals, welches von einer stromaufwärts befindlichen Bildinformationsquelle (obere Vorrichtung) eingegeben wird, Information (zweidimensionale Bildinformation, Information über ein dreidimensionales Objekt, dreidimensionale Bildinformation), und Bilddaten (zweidimensionale Bilddaten, dreidimensionale Bilddaten), gewinnt Höhengradationsdaten (erste Höheninformation) durch Ausführen einer dazu notwendigen Datenverarbeitung, um Ausgabedaten wie zum Beispiel zweidimensionale Bilddaten und Höhengradationsdaten auszugeben.
Als nächstes empfängt die Steuereinheit 14 die Ausgangsdaten von der Datenverarbeitungseinheit 12 und führt eine Steuerung der einzelnen Teile des Druckers 10 durch, insbesondere der Tintenstrahlkopfeinheit 16 (16a und 16b), der Fixiereinheit 18 (18a und 18b), und der Aufzeichnungsträgertransporteinheit 20 (20a, 20b und 20c).
An dieser Stelle sei angemerkt, daß die Erzeugungsvorrichtung 10 dieser Ausführungsform als erstes ein zweidimensionales Bild eines dreidimensionalen Objekts auf einem blattähnlichen (zugeschnittenen oder bahnförmigen Blatt) Aufzeichnungs-Targetelement oder dergleichen erzeugt, indem sie unter Verwendung der Tintenstrahlkopfeinheit 16 übliche Bildaufzeichnungstinte ausstößt, woraufhin das zweidimensionale Bild zur Fixierung getrocknet wird. Dann erzeugt die Erzeugungsvorrichtung 10 auf dem zweidimensionalen Bild eine Welligkeit (eine dreidimensionale Struktur) entsprechend dem dreidimensionalen Objekt, welches als das zweidimensionale Bild aufgezeichnet wurde, wozu Tinte vom beim Wärme schmelzenden Typ verwendet wird. Auf diese Weise wird auf dem zweidimensionalen Bild ein dreidimensionales Bild mit einer Welligkeit entsprechend dem dreidimensionalen Objekt des auf dem blattförmigen Aufzeichnungs- Targetelement aufgezeichneten zweidimensionalen Bilds erzeugt, wodurch die Höhengradation mit Hilfe der Welligkeit zum Ausdruck gebracht wird.
Wenn ein dreidimensionales Bild eine dreidimensionalen Struktur erzeugt wird, wird bei Wärme schmelzende Tinte verwendet, die vorzugsweise transparent oder etwas gefärbt ist, wenn von Information des zweidimensionalen Grund- oder Basisbilds Gebrauch gemacht wird, allerdings kann man auch opake Tinte verwenden, falls das zweidimensionale Bild überschrieben wird. In diesem Fall wird die opake Tinte in laminierter, das heißt geschichteter Weise eingesetzt, wobei das Bild sich zur oberen Seite hin verjüngt. Deshalb wird die bildliche Darstellung (das Bild) auf der unteren Seite etwas größer, und man kann die gefärbten Ränder erkennen. Man kann ausschließlich die gefärbten Ränder zur Erzeugung eines dreidimensionalen Bilds verwenden, das heißt man kann ein dreidimensionales Bild mit einer dreidimensionalen Struktur erzeugen.
Wie in 2 gezeigt ist, enthält die Tintenstrahlkopfeinheit 16 einen Tintenstrahlkopf 16a, der als erste Bilderzeugungseinrichtung gemäß der Erfindung dient und das zweidimensionale Bild (das erste Schichtbild) auf dem flachstückartigen (ebenen) Aufzeichnungsmedium aufzeichnet, ferner einen Tintenstrahlkopf 16b, der als zweite Bilderzeugungseinrichtung gemäß der Erfindung dient und das Laminierungsbild mit der dem dreidimensionalen Objekt in dem zweidimensionalen Bild auf dem Aufzeichnungsträger entsprechende Welligkeit erzeugt, indem feste Tinte derart aufgeschichtet wird, daß eine Höhengradation durch die Welligkeit ausgedrückt wird.
Als Tintenstrahlkopf 16a kann man zum Beispiel einen zur zweidimensionalen Bilderzeugung dienenden Aufzeichnungs-Tintenstrahlkopf verwenden, der zweidimensionale (monochrome oder farbliche) Bilder mit mehreren Arten von Tinten aufzeichnet, so zum Beispiel üblicher Bildaufzeichnungstinte einer Farbe (Schwarz) oder farbliche Tinte. Als Aufzeichnungstinte für das zweidimensionale Bild kann man beispielsweise verschiedene Tintentypen einsetzen, so zum Beispiel Tinte auf Wasserbasis, Tinte auf Ölbasis, feste Tinte, UV-Tinte (das ist bei Ultraviolettlicht aushärtende Tinte), und Tinte, die sich aus einem Lösungsmittel mit darin befindlichem Feststoffmaterial, beispielsweise Farbstoff oder Harzmaterial zusammensetzt. Außerdem ist es möglich, herkömmliche Tintenstrahlköpfe und Festtinten-Strahlköpfe vom Thermotyp, piezoelektrischen Typ und vom elektrostatischen Typ einzusetzen, die als Tinte eine Flüssigkeit, Toner, Flüssigtoner oder dergleichen verwenden.
Als Tintenstrahlkopf 16b kann man zum Beispiel einen zur Erzeugung einer dreidimensionalen Struktur ausgelegten Tintenstrahlkopf einsetzen, der eine Welligkeit bildet, welche eine Höhengradation entsprechend einem dreidimensionalen Objekt dadurch erzeugt, daß feste Tinte, die bei Wärme schmilzt oder bei Ultraviolettlicht aushärtet (UV-Tinte) aufschichtet. Als Tinte zum Erzeugen einer dreidimensionalen Struktur kann man beispielsweise von unterschiedlichen Arten von Tinte Gebrauch machen, mit denen es möglich ist, feste Tinte auf einem Aufzeichnungsmedium aufzuschichten, beispielsweise bei Wärme schmelzende Tinte, Lösungsmittel-Schmelztinte, feste Tinte, Tinte mit einem thermoplastischen Feststoff, UV-Tinte und Tinte, die sich aus einem Lösungsmittel mit Feststoffmaterial zusammensetzt, beispielsweise mit einem Färbemittel oder einem Kunstharz. Außerdem kann man als Tintenstrahlkopf 16b beispielsweise herkömmliche bekannte Tintenstrahlköpfe sowie Tintenstrahlköpfe vom Thermotyp für Festmaterialausstoß, Tintenstrahlköpfe vom piezoelektrischen und vom elektrostatischen Typ unter Verwendung der oben angesprochenen Tinte verwenden. Man beachte, daß als Tinte für den Tintenstrahlkopf 16b Flüssigkeit, Toner, Flüssigtoner oder dergleichen eingesetzt werden kann, solange dabei die Möglichkeit besteht, feste Tinte auf dem Aufzeichnungsträger aufzuschichten. Außerdem ist es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn unter Wärme schmelzende Tinte oder Tinte mit einem thermoplastischen Harz (mit Körnigkeit) als Hauptbestandteil als Tinte zum Erzeugen der dreidimensionalen Struktur verwendet wird.
Es sei angemerkt, daß wenn UV-Tinte verwendet wird, die aus einem bei Ultraviolettlicht reagierenden photoempfindlichen Harz hergestellt ist, ein Laminierungsbild sequentiell erzeugt werden kann durch Fixieren und Aushärten jedes Schichtbilds mit Ultraviolettlicht für die Bildlaminierung. In diesem Fall kann man das zweite und die nachfolgenden Schichtbilder ausschließlich mit Hilfe der UV-Tinte herstellen, man kann aber auch zusätzlich zu diesen Schichtbildern das erste Schichtbild mit UV-Tinte erzeugen.
Wie oben beschrieben wurde, ist es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn gemäß 2 die Tintenstrahlkopfeinheit 16 zwei Arten von Tintenstrahlköpfen beinhaltet, nämlich einen für eine zweidimensionale Bildaufzeichnung vorgesehenen Tintenstrahlkopf 16a und einen für die Erzeugung einer dreidimensionalen Struktur vorgesehenen Tintenstrahlkopf 16b. Allerdings ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt, die Tintenstrahlkopfeinheit 16 (16a und 16b) kann auch bloß eine Art von gemeinsam benutztem Tintenstrahlkopf enthalten, der sowohl für die ursprüngliche Bildaufzeichnungstinte als auch die bei Wärme schmelzende Tinte verwendbar ist.
Mit Hilfe des einzigen, gemeinsam verwendeten Tintenstrahlkopfs als Tintenstrahlkopfeinheit 16 (16a und 16b) wird auf einem flachstückartigen Aufzeichnungs-Targetelement unter Einsatz verschiedener mehrerer Arten von bei Wärme schmelzender Tinte monochrom (Schwarz) oder farbig ein zweidimensionales Bild mit einer Welligkeit (einer dreidimensionalen Struktur) erzeugt, wodurch eine Höhengradation ausgedrückt wird, erfindungsgemäß direkt als dreidimensionales Bild auf dem Aufzeichnungs-Targetelement.
Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform wird als erste Bilderzeugungseinrichtung zum Erzeugen des ersten Schichtbilds gemäß der Erfindung der für die zweidimensionale Bilderzeugung vorgesehene Tintenstrahlkopf 16a verwendet. Allerdings ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt, man kann von irgendeiner anderen bekannten Zweidimensional-Bilderzeugungseinrichtung solange Gebrauch machen, wie diese in der Lage ist, ein zweidimensionales Bild (einschließlich ein Linienbild, beispielsweise in Form eines Buchstabens, und eines mehrstufigen Gradationsbilds) auf einem flachstückähnlichen Aufzeichnungs-Targetelement aufzuzeichnen. So zum Beispiel besteht die Möglichkeit, von einer bekannten Bildaufzeichnungseinheit Gebrauch zu machen, die ein Elektrophotographiesystem unter Einsatz von Flüssigkeit, Toner, Flüssigtoner und dergleichen vom Wärmeübertragungs-Aufzeichnungstyp oder vom Typ, bei dem Tinte oder Toner dazu gebracht wird, an einem Aufzeichnungs-Targetelement (Träger) mittels Druck oder dergleichen zu haften, Gebrauch macht. Es ist auch möglich, eine herkömmliche bekannte Bildaufzeichnungseinheit mit einem Silbersalz-Photographiesystem oder vom Farbstoff-Sublimations-Bilderzeugungstyp zu verwenden, bei dem ein Aufzeichnungs- Targetelement (ein Träger) selbst ein Bild generiert, solange dieses System in der Lage ist, ein zweidimensionales Bild zu erzeugen, auf dem man mit Hilfe von fester Tinte ein Laminierungsbild erzeugen kann.
Als zweite Bilderzeugungseinrichtung zum Erzeugen des Feststoff-Laminierungsbilds gemäß der Erfindung wird vorzugsweise eine kontaktlose Bildaufzeichnungseinheit eingesetzt, die von einem kontaktlosen Bilderzeugungsverfahren Gebrauch macht, weil das Erfordernis besteht, das Feststoff-Dünnschichtbild zu stapeln, um ein Laminierungsbild zu erhalten (was man auch als „dreidimensionale Informationsschicht" bezeichnen kann), welches eine Höhengradation (Höheninformation) beinhaltet. Im dargestellten Fall wird der eine dreidimensionale Struktur erzeugende Tintenstrahlkopf 16b verwendet, obschon die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt ist, während man auch von einer kontaktfreien Bildaufzeichnungseinheit Gebrauch machen kann, die auf einem Bilderzeugungsverfahren beruht, das ein elektrophotographisches System oder ein Wärmetransfersystem mit Kunstharz-Toner, beispielsweise in Form eines thermoplastischen Harzes, verwendet, solange des System in der Lage ist, das Laminierungsbild zu erzeugen.
Deshalb enthält die Fixiereinheit 18 einen ersten Fixierteil 18a als Befestigungseinrichtung zum Fixieren und Befestigen des auf dem Aufzeichnungs-Targetelement mit Hilfe des Tintenstrahlkopfs 16a auf dem Targetelement erzeugten zweidimensionalen Bild der ersten Schicht, und einen zweiten Fixierteil 18b zum Fixieren eines Festtinten-Laminierungsbilds, welches auf der ersten Bildschicht auf dem Targetelement mit Hilfe des Tintenstrahlkopfs 16b erzeugt wurde.
Der erste Fixierteil 18a ist hier nicht speziell beschränkt, solange er im Stande ist, fest und zuverlässig das als erste Schicht erzeugte zweidimensionale Bild zu fixieren, welches mit dem Tintenstrahlkopf 16a auf dem Aufzeichnungs-Targetelement erzeugt wurde. Beispielsweise ist es möglich, von einer herkömmlichen bekannten Fixiereinheit oder dergleichen Gebrauch zu machen, die eine Fixierverarbeitung (ein Fixierverfahren) ausführt wie beispielsweise eine Wärmefixierung in Form einer Kontakt-Wärmefixierung unter Einsatz einer Heizwalze oder dergleichen, einer kontaktfreien Wärmefixierung unter Ein satz einer Infrarotheizung oder dergleichen, einer UV-Fixierung, einer Fixierung, die auf Oxidations-Polymerisation oder dergleichen beruht, oder einer Druckfixierung. Man beachte, daß das Aufzeichnungs-Targetelement ein poröser Träger, beispielsweise aus Papier, ist, damit die Tinte zuverlässig in die inneren Lücken (Löcher) zwischen den Fasern des Trägers eingesaugt wird und fest mit dem Träger verankert wird. Vorzugsweise wird eine herkömmliche bekannte Fixiereinheit oder dergleichen eingesetzt, die eine Druckfixierung oder eine Wärmefixierung ausführt, vorzugsweise eine Druckfixierung und noch mehr bevorzugt eine mit Druckfixierung kombinierte Wärmefixierung. Man beachte, daß bei der Ausführungsform nach 2 die Druckfixierung und die Wärmefixierung in Kombination dadurch verwendet werden, daß mindestens ein Walzenpaar des ersten Fixierteils 18a eine Wärmewalze aufweist.
An dieser Stelle sei angemerkt, daß, wenn das erste Schichtbild mit Hilfe einer Bilderzeugungseinrichtung eines anderen Systems als dem Tintenstrahlkopf 16a erzeugt wird, es ausreicht, daß ein Fixierverfahren abhängig von dem Bilderzeugungssystem mit der Bilderzeugungseinrichtung verwendet wird, das sich zum Fixieren des ersten Schichtbilds auf dem Träger eignet, so zum Beispiel ein herkömmliches bekanntes Fixierverfahren wie Wärmefixierung, Druckfixierung, UV-Fixierung oder Fixierung durch Oxidations-Polymerisation, Trocknung oder dergleichen.
Andererseits ist der zweite Fixierteil 18b dazu vorgesehen, das auf dem ersten Schichtbild auf dem Träger erzeugte Laminierungsbild aus fester Tinte zu fixieren, so daß es möglich ist, eine Fixiereinheit oder dergleichen zu verwenden, die jegliche Art von Fixierverarbeitung (Verfahren) ausführt, solange es möglich ist, eine Fixierung vorzunehmen, ohne einen Verlust der Höhengradation und der Höheninformation zu verursachen, der durch das Laminierungsbild zum Ausdruck gebracht wird. Deshalb ist es möglich, von einer Wärmefixierung, einer UV-Fixierung, einer Fixierung basierend auf Oxidations-Polymerisation oder dergleichen Gebrauch zu machen, wobei allerdings eine Kontaktfreie Wärmefixierung deshalb bevorzugt ausgewählt wird, weil das Erfordernis besteht, in zuverlässiger Weise die Höhengradation und die Höheninformation zu halten und zu fixieren.
Wie oben beschrieben wurde, ist es bevorzugt, wenn die von dem Fixierteil 18a durchgeführte Fixierung einerseits und die von dem Fixierteil 18b durchgeführte Fixierung andererseits verschieden voneinander sind. In dem obigen Fall führt der erste Fixierteil 18a eine Druckfixierung und/oder eine Wärmefixierung durch, der zweite Fixierteil 18b führt eine kontaktfreie Wärmefixierung durch.
In dem in 2 gezeigten Fall enthält die Trägertransporteinheit 20: einen Trägerzuführteil 20a zum Zuführen eines unbenutzten Aufzeichnungsträgers; einen Trägeraufnahmeteil 20b zur Aufnahme eines Aufzeichnungsträgers, auf dem ein dreidimensionales Bild erzeugt wurde; und einen Transportmechanismus, bestehend aus einem Transportwalzenpaar 20c, welches den von dem Trägerzuführteil 20a gelieferten Aufzeichnungsträger zur Erzeugung des ersten Schichtbilds zu dem Tintenstrahlkopf 16a transportiert, dem Heizwalzenpaar, welches den ersten Fixierteil 18a zum Fixieren des ersten Schichtbilds darstellt und außerdem als Transportwalzenpaar fungiert, welches den Aufzeichnungsträger zwecks Erzeugung des Feststoff-Laminierungsbilds zu dem Tintenstrahlkopf 16b transportiert, einem Transportwalzenpaar 20c, welches den Aufzeichnungsträger, auf dem das Feststoff-Laminierungsbild erzeugt wurde, zu dem zweiten Fixierteil transportiert, wo das Feststoff-Laminierungsbild fixiert wird, und einem Transportwalzenpaar 20c, welches das von dem zweiten Fixierteil auf dem Aufzeichnungsträger fixierte dreidimensionale Bild mit der die Höheninformation aufweisenden Welligkeit zu dem Aufzeichnungsträger-Aufnahmeteil 20b transportiert.
An dieser Stelle sei angemerkt, daß der Transportmechanismus, die Anzahl von Transportwalzenpaaren 20c, die Anzahl von Heizwalzenpaaren und die Abstände zwischen den Walzenpaaren passend abhängig von Größe und Typ (Einzelbögen oder Bahnmaterial beispielsweise) des Aufzeichnungsträgers und dergleichen eingestellt werden können. Außerdem ist der im Rahmen der Erfindung verwendete Transportmechanismus solange keiner Beschränkung unterlegen, solange der Mechanismus in der Lage ist, den Aufzeichnungsträger zu transportieren. Beispielsweise ist es möglich, einen herkömmlichen bekannten Transportmechanismus wie zum Beispiel ein Förderband zu verwenden, anders als der Transportmechanismus, der mit Walzenpaaren arbeitet.
In den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen haben von den einzelnen Bauelementen der Erzeugungsvorrichtung (des Druckers) 10 dieser Ausführungsform die Tintenstrahlkopfeinheit 16, die Fixiereinheit 18, die Aufzeichnungsträgertransporteinheit 20 und die Steuereinheit 14, die die Steuerung dieser Bauelemente übernimmt, die gleichen Funktionen wie bei dieser Ausführungsform. Beispielsweise ist es möglich, die bei einem herkömmlichen Tintenstrahlkopf 16a für zweidimensionale Bildaufzeichnung verwendeten Bauteile und auch die Bauteile für einen Tintenstrahlkopf 16b für bei Wärme schmelzende Tinte auch bei den im folgenden beschriebenen Ausführungsformen einzusetzen. Aus diesem Grund wird bei der folgenden Ausführungsform auf eine detaillierte Beschreibung dieser Bauelemente der Erzeugungsvorrichtung verzichtet. Wie im folgenden noch erläutert wird, liegen die bedeutendsten Unterschiede in der baulichen Ausgestaltung der Erzeugungsvorrichtung (des Druckers) 10 gemäß den Ausführungsformen in der Funktion der Datenverarbeitungseinheit 12, so daß deren Funktion im folgenden in erster Linie beschrieben wird.
Die Arbeitsweise des Druckers 10 dieser Ausführungsform und das Erzeugungsverfahren zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bilds dieser Ausführungsform werden im folgenden beschrieben, wobei auch Aufbau und Funktionsweise der Datenverarbeitungseinheit 12a in Verbindung mit einem Betriebsflußdiagramm des Druckers 10 dieser Ausführungsform nach 3A sowie eine konkrete bauliche Ausführungsform einer Datenverarbeitungseinheit 12a nach 3B entsprechend der Datenverarbeitungseinheit 12 des in 1 gezeigten Druckers 10 erläutert werden.
Wie in 3B gezeigt ist, empfängt der Drucker 10 dieser Ausführungsform, der das erfindungsgemäße Erzeugungsverfahren ausführt, als erstes mit der Datenverarbeitungseinheit 12a dreidimensionale Bilddaten (Information) als Vorlagen- oder Originaldaten von einer Datenquelle (im folgenden als die „obere Vorrichtung" bezeichnet), um. zweidimensionale Bilddaten (Information) und dreidimensionale Objektinformation zu extrahieren. Alternativ empfängt die Datenverarbeitungseinheit 12a die zweidimensionalen Bilddaten und die dreidimensionale Bildinformation als Originaldaten direkt von der oberen oder übergeordneten Vorrichtung. Anschließend führt die Datenverarbeitungseinheit 12a eine Datenverarbeitung durch und gibt zweidimensionale Bilddaten sowie Höhengradationsdaten als Ausgangsdaten aus. Dementsprechend enthält die Datenverarbeitungseinheit 12a einen Informationsextraktionsteil 22, welcher dreidimensionale Daten (Information) als Originaldaten von der oberen Vorrichtung empfängt und zweidimensionale Bilddaten (Information) sowie dreidimensionale Objektinformation extrahiert, einen zweiten Informationsholteil 24 zum Extrahieren und Holen zweiter Höheninformation über die Höhe des dreidimensionalen Objekts aus der dreidimensionalen Objektinformation, die seitens der oberen Vorrichtung oder des Informationsextraktionsteils 22 eingegeben wurde, und einen ersten Informationsumwandlungsteil 26, der die durch den zweiten Informationsholteil 24 erhaltene zweite Höheninformation umwandelt in Höhengradationsdaten, die erste Höheninformation darstellt.
Wenn im Schritt 50 Daten, für die ein dreidimensionales Bild erzeugt werden soll, von der oberen Vorrichtung eingegeben werden (im vorliegenden Beispiel wird davon ausgegangen, daß dreidimensionale Bilddaten als Originaldaten eingegeben werden), beginnt die Datenverarbeitungseinheit 12a mit der Verarbeitung gemäß dem in 3A dargestellten Flußdiagramm. Zunächst extrahiert der Informationsextraktionsteil 22 zweidimensionale Bildinformation (Daten) und dreidimensionale Objektinformation aus den dreidimensionalen Bilddaten und sendet die extrahierte zweidimensionale Bildinformation an die Steuereinheit 14. Man beachte, daß, wenn die von der oberen Vorrichtung in die Datenverarbeitungseinheit 12a eingegebenen Originaldaten keine dreidimensionalen Bilddaten sind, sondern ein Paar zweidimensionaler Bildinformationen (Daten) und dreidimensionaler Objektinformation, der Informationsextraktionsteil 22 umgangen wird. Deshalb wird im vorliegenden Fall die zweidimensionale Bildinformation direkt an die Steuereinheit 14 gesendet, und die dreidimensionale Objektinformation wird direkt in den Informationsholteil 24 eingegeben.
Anschließend aktiviert die Steuereinheit 14 jede Einrichtung von der Aufzeichnungsträgertransporteinheit 20 und dem Tintenstrahlkopf 16a auf der Grundlage der eingegebenen zweidimensionalen Bildinformation. Im Ergebnis erfolgt ein vorbestimmter Druckablauf auf dem Aufzeichnungsträger mit Hilfe des Tintenstrahlkopfs 16a. Beispielsweise wird ein erstes Schichtbild (ein zweidimensionales Bild) mit ausgestoßener Tinte in einer Betriebsart erzeugt, in der ausschließlich Tinte aus dem Tintenstrahlkopf 16a ausgestoßen wird.
Im nächsten Schritt 52 aktiviert die Steuereinheit 14 den ersten Fixierteil 18a, und das erste Schichtbild, welches auf dem Aufzeichnungsträger durch den Tintenstrahlkopf 16a erzeugt wurde, wird getrocknet/fixiert durch Fixierung oder – vorzugsweise – Druckfixierung mit Hilfe des ersten Fixierteils 18a.
Im Anschluß daran wird in der Datenverarbeitungseinheit 12a die von dem Informationsextrahierteil 22 extrahierte, dreidimensionale Objektinformation in den zweiten Informationsholteil 24 eingegeben, der zweite Höheninformation über die Höhe eines dreidimensionalen Objekts und Umwandlungsinformation, die die zweite Höheninformation begleitet, als Information über ein Materialgefühl aus der Eingangsinformation extrahiert (aus der dreidimensionalen Objektinformation).
Im Schritt 56 führt der erste Informationsumwandlungsteil 26 eine Umwandlung der von dem zweiten Informationsholteil 24 extrahierten zweiten Höheninformation basierend auf der begleitenden Umwandlungsinformation durch. Im Ergebnis erhält man Höhengradationsdaten als erste Höheninformation. Ein konkretes Beispiel für die Inhalte der von dem ersten Informationsumwandlungsteil 26 ausgeführten Umwandlung wird weiter unten beschrieben.
An dieser Stelle sei angemerkt, daß die Schritte 54 und 56 ausgeführt werden können, nachdem die Extraktion der zweidimensionalen Bildinformation und der dreidimensionalen Objektinformation durch den Informationsextrahierteil 22 durchgeführt wurde, und bevor die Erzeugung des ersten Schichtbilds im Schritt 50 erfolgt. Außerdem können diese Schritte vorzugsweise gleichzeitig parallel mit der Erzeugung des ersten Schichtbilds und der Fixierung des ersten Schichtbilds im Schritt 52 ausgeführt werden.
Im Schritt 58 werden die durch die Umwandlung durch den ersten Informationsumwandlungsteil 26 erhaltenen Höhengradationsdaten an die Steuereinheit 14 geschickt. Die Steuereinheit 14 aktiviert jede Einrichtung der Aufzeichnungsträgertransporteinheit 20 und des Tintenstrahlkopfs 16b aufgrund der Höhengradationsdaten. Im Ergebnis erfolgt ein vorbestimmter Druck auf dem ersten Schichtbild, welches mit Tinte erzeugt wurde, welche auf dem Aufzeichnungsträger getrocknet/fixiert wurde, und zwar durch den Tintenstrahlkopf 16b anhand der Höhengradationsdaten, die als Resultat des oben beschriebenen Umwandlungsvorgangs gewonnen wurden. Beispielsweise wird mit festen Partikeln in einer Betriebsart, bei der Strahlen, welche Feststoffpartikel enthalten, von dem Tintenstrahlkopf 16b ausgestoßen (entladen), ein Laminierungsbild (ein dreidimensionales Bild) erzeugt.
Als nächstes aktiviert die Steuereinheit 14 im Schritt 60 den zweiten Fixierteil 18b, und das auf dem ersten Schichtbild des Aufzeichnungsträgers mit Hilfe des Tintenstrahlkopfs 16b erzeugte dreidimensionale Bild wird durch Fixierung mittels Wärme fixiert, vorzugsweise mit Hilfe eines Wärmefixierteils ohne Berührung, oder durch Aufbringen von Druck. Im Ergebnis wird das angestrebte dreidimensionale Bild erzeugt.
Im Schritt 62 liegt das Druckergebnis vor und wird auf Gelingen überprüft. Wenn das gewünschte Resultat erhalten wurde, wird der Vorgang beendet. Wenn hingegen das erwünschte Ergebnis nicht erzielt wurde, kehrt die Verarbeitung zum Schritt 56 zurück, und es erfolgt erneut eine Umwandlung durch den ersten Informationsumwandlungsteil 26. Alternativ wird nach Verbesserung der Umwandlungsbedingungen oder dergleichen die Umwandlung seitens des ersten Informationsumwandlungsteils 26 erneut durchgeführt. Dann wird in den Schritten 58 und 60 ein weiteres dreidimensionales Bild erzeugt. Auf diese Weise werden die Vorgänge in den Schritten 56 bis 62 solange wiederholt, bis ein gewünschtes Resultat erzielt ist.
Auf diese Weise wird ein dreidimensionales Bild erzeugt, was das Endziel der vorliegenden Erfindung ist.
4 zeigt ein Beispiel für die oben beschriebene Höhenumwandlung, wobei die horizontale Achse der Höhe vor der Umwandlung entspricht (das heißt der Höhenverteilung eines Eingabebilds), während die vertikale Achse die Höhe nach der Umwandlung angibt (das heißt die Höhenverteilung im Ausgabebild). 4 zeigt ein Beispiel, bei dem ein Bereich insgesamt komprimiert ist, allerdings ein Bereich geringer Höhe des Eingabebilds (der linke Teil in der graphischen Darstellung) verstärkt wird. Das heißt, in 4 erfolgt eine Umwandlung zu einer Charakteristik, bei der eine geringe Welligkeit verstärkt, eine starke Welligkeit hingegen komprimiert wird.
In der oben beschriebenen Ausführungsform geht es um ein Beispiel, bei dem die Höheninformation als Information über ein Gefühl beim Anfassen eines Materials behandelt. Allerdings können verschiedene andere Arten von Information, die nachfolgend erläutert werden, als die Information über ein Materialgefühl verwendet werden, welche im Rahmen der Erfindung einsetzbar ist.
An erster Stelle läßt sich ein Gefühl für ein Material definieren als der Ausdruck des visuellen echten Anfühlens (ausgedrückt als Materialgefühl, Textur oder dergleichen in den üblichen Fällen) durch Kombination zweidimensionaler Bildinformation, beispielsweise Farben und Schärfe, und dreidimensionaler Information (Bildinformation), die einem dreidimensionalen Objekt innewohnt, so zum Beispiel Welligkeit oder Reflexions/Streueigenschaften. Das heißt: das Abbild eines Materialgefühls läßt sich ausdrücken als „dreidimensionale Objektinformation (Materialgefühl) = (zweidimensionale) Bildinformation + dreidimensionale objekteigene Information".
Es wird allgemein verstanden, daß das Abbild eines Materialgefühls entsteht wenn (1) präzise Duplizierung erfolgt, (2) beliebige Änderungen (teilweise Verstärkung/Kompression) durchgeführt wird, (3) trotz geringer Informationsmenge eine Verstärkung basierend auf visuellem Eindruck vorgenommen wird, und (4) ein vollständig neues Materialgefühl entsteht. Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wurde der Fall (2) beschrieben, bei dem beliebige Änderungen vorgenommen werden.
Die (zweidimensionale) Bildinformation, die oben beschrieben wurde, umfaßt Farbinformation (XYZ-Werte, Farbton/Sättigung/Leuchtdichte, Punktverhältnis und dergleichen), Gradationsinformation, Modulationscharakteristik (Dichtemodulation, Flächenmodulation (AM, FM) und dergleichen) sowie Bildstruktur (Schärfe, Körnigkeit und dergleichen).
Obschon die objekteigene dreidimensionale Information Welligkeitsinformation (Höheninformation (die maximale Höhe und die kleinste Höhe darstellt, um ein Beispiel zu nennen), Höhenauflösung, Anzahl von Stufen der Höhengradation und dergleichen), zweidimensionale Welligkeitsinformation (Oberflächenrauhigkeit, Welligkeitsgradation, Welligkeits-Frequenzverteilung, Richtungseigenschaften und dergleichen), optische Oberflächen/Grenzschichtcharakteristika (Reflexionsfaktor, Absorptionsfaktor, Reflexions-Richtungseigenschaft (reguläre Reflexion und Streuung) und dergleichen), und Information, die angibt, wie mehrere Schichten mit zweidimensionaler Information einander überlagert werden (Farbe, Gradation, Modulationscharakteristik, Bildstruktur, Schicht-Innenstruktur und dergleichen).
5 zeigt ein Konzept für die Umwandlung der dreidimensionalen objekteigenen Information, die oben beschrieben wurde, wobei die horizontale Achse einen auf das Materialgefühl vor der Umwandlung bezogenen Faktor A darstellt und die vertikale Achse einen auf das Materialgefühl nach der Umwandlung bezogenen Faktor B darstellt. In dieser Zeichnung ist ein Bespiel dargestellt, bei dem die Umwandlung zwischen den Werten in nicht-linearer Weise vorgenommen wird. Als Welligkeitsgefühl gibt es eine Charakteristik, wonach in Objekt in Rot visuell ausgedehnt ist und ein Objekt in Blau visuell schrumpft, demzufolge die Möglichkeit besteht, einen Fall anzugeben, bei dem eine Umwandlungskurve abhängig von der Farbe eines Eingabebilds geändert wird, um ein konkretes Beispiel zu haben.
In diesem Fall ist es erforderlich, die Einflüsse von unterschiedlichen Materialgefühl-Faktoren darauf zu analysieren, wie ein Betrachter ein Druckprodukt fühlt, um ein günstiges Umwandlungsverfahren für jeden Einfluß zu definieren. Das gleiche gilt für andere Materialgefühl-Faktoren.
Im folgenden werden weitere konkrete Beispiele erläutert.
6 bis 16B zeigen jeweils die Einzelheiten von dreidimensionaler, objekteigener Information von Beispielen, die oben erläutert wurden.
Zunächst bezieht sich 6 auf die Umwandlung von Höhengradation, wobei die Gerade b einen Winkel von 45° bildet, was einer Umwandlungskurve entspricht, die dann benutzt wird, wenn eine exakte Reproduktion (das heißt eine Duplizierung) angestrebt wird, während die obere Gerade a einen steilen Gradienten bildet, was einer Umwandlungskurve entspricht, die dann verwendet wird, wenn der Wunsch besteht, die Höhengradation zu verstärken, und die untere Gerade c einen schwachen Gradienten hat, was einer Umwandlungskurve entspricht, die dann benutzt wird, wenn der Wunsch besteht, die Höhengradation zu komprimieren.
Weiterhin bezieht sich 7 auf den Fall, daß die Höhengradation in komplexerer/vielfältigerer Weise umgewandelt wird, entsprechend einer nach oben gewölbten Kurve e als gestrichelte Linie in bezug auf eine Basiskurve d, die ausgezogen dargestellt ist, so daß es sich um eine Umwandlungskurve handelt, die dann benutzt wird, wenn der Wunsch besteht, die Höhengradation bei geringer Höhe zu verstärken. Außerdem zeigt 8 eine nach oben gehende, abgeknickte Kurve f, die dann als Umwandlungskurve verwendet wird, wenn der Wunsch besteht, die Höhengradation bei geringer Höhe zu verstärken.
Weiterhin betrifft 9 den Fall, daß die Höhengradation in noch komplizierterer/vielfältigerer Weise umgewandelt wird. In dieser Zeichnung ist der Buchstabe „S" als geknickte Linie g durch eine gestrichelte Linie angedeutet, im Unterschied zu einer Grundkurve (eine Gerade unter einem Winkel von 45°) b, um eine Umwandlungskurve darzustellen, die in dem Fall benutzt wird, wenn der Wunsch besteht, die Höhe in einer niedrigen Höhenzone und einer Zone großer Höhe hervorzuheben, während Höhenunterschiede in einer Zone mittlerer Höhe komprimiert werden.
10 zeigt ein Beispiel für eine Umwandlungskurve, die sich für einen Fall eignet, bei dem der Wunsch besteht, die Höhengradation zu verstärken. In dieser Zeichnung ist als Beispiel ein Fall dargestellt, in welchem die folgende Verarbeitung mit Hilfe eines räumlichen Filters (einer durchschnittsbildenden Maske) durchgeführt wird: Y(X) = Y0(X) + K{Y0(X) – U(X)} (1)Wobei

Y₀(X):: Höhenverteilung der Vorumwandlung
Y(X):: Höhenverteilung nach der Umwandlung
U(X):: Höhenverteilung nach Verarbeitung mit durchschnittsbildender Maske
K:: Konstante.

Dies bedeutet: in 10 bezeichnet Y₀(X) eine Höhenverteilung vor der Umwandlung, U(X) eine Höhenverteilung für den Fall der Anwendung eines aus der durchschnittsbildenden Maske bestehenden räumlichen Filters auf die Vorumwandlungs-Höhenverteilung und Y(X) eine Nachverarbeitungs-Höhenverteilung, gewonnen aus der Gleichung (1) unter Verwendung dieser Daten. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, die Höhengradation in beliebiger Weise zu steigern.
Bis zu diesem Punkt wurde die Höheninformation betrachtet. Als nächstes soll sich die Beschreibung auf die Verfügbarkeit von eher allgemeiner dreidimensionaler objekteigener Information beziehen, wofür Beispiele die zweidimensionale Welligkeitsinformation, die optische Oberflächen-/Zwischenschicht-Kennwerte und dergleichen sind.
11A und 11B veranschaulichen jeweils Richtungseigenschaften, bei denen es sich um ein Beispiel für die zweidimensionale Information der Welligkeit (Vorsprung/Vertiefung) handelt, wobei 11A eine perspektivische Ansicht ist, die einen schematischen Aufbau einer Richtungseigenschaft veranschaulicht, bei der es sich um ein Beispiel für Licht und Nuten handelt, und 11B eine Schnittansicht ist, die eine schematische Konfiguration einer Richtungseigenschaft darstellt, wobei es sich um ein weiteres Beispiel für das Licht und die Nut handelt.
11A und 11b zeigen jeweils das Verhalten von Licht, welches auf eine zahlreiche Nuten aufweisende Oberfläche fällt, wobei 11A das Verhalten von Licht darstellt, welches parallel zu den Nuten auftrifft, und 11B das Verhalten von Licht darstellt, welches rechtwinklig zu den Nuten einfällt. Wie in 11A gezeigt ist, wird das parallel zu den Nuten einfallende Licht reflektiert und tritt aus den Nuten unverändert aus. Andererseits wird gemäß 11B das rechtwinklig zu den Nuten einfallende Licht wiederholt in den Nuten reflektiert und wird kaum von den Nuten eingefangen. Betrachtet man diese Kennwerte zur Zeit der Umwandlung, so ist es möglich, ein herzustellendes dreidimensionales Bild in verschiedener Weise einzurichten.
12A bis 16B zeigen jeweils ein anschauliches Diagramm für die Verarbeitung von Information betreffend die optischen Oberflächen-/Zwischenschicht-Kennwerte.
Im einzelnen: 12A und 12B sind jeweils ein anschauliches Diagramm für ein Verfahren zum Trennen von Oberflächeninformation und Grenzschicht- oder Zwischenschichtinformation in einem dreidimensionalen Objekt, hergestellt durch Erzeugen eines Films auf einem Träger. Speziell zeigt 12B schematisch die Oberflächeninformation und die Grenzschichtinformation, die voneinander mit Hilfe des in 12A dargestellten Separierverfahrens getrennt sind.
In 12A bezeichnet „L" eine Linse oder ein Objektiv, „F1" eine Oberfläche eines Schichtelements, „F2" eine Oberfläche des Trägers als Grenzfläche und fungierend als Brennebene. Wenn in diesem Fall die Linse L auf die Brennebene F2 fokussiert ist, ist es natürlich möglich, Information über den fokussierten Bereich zu gewinnen, es ist aber auch möglich, die Information über die Fläche F2 des Schichtelements in einem gewissen Ausmaß zu erhalten, wenn man ein Filter abweichender Frequenz verwendet (vergleiche 12B).
13 ist ein anschauliches Diagramm für ein Verfahren zum Separieren der Streueigenschaften von Flächen und der Streueigenschaften einer Grenzfläche in einem geschichteten dreidimensionalen Objekt (ein Schichtelement). In 13 bezeichnet „F3" eine Oberfläche eines Schichtelements mit starker Welligkeit, „F4" bezeichnet eine glatte Grenzschicht, und „F5" bezeichnet eine Fläche (Grenzschicht) eines Trägers. Im Fall eines solchen Schichtelements ist es erforderlich, die Reflexion sowohl an der vorderen als auch der hinteren Seite der glatten Grenzfläche F4 und die Reflexion an der Trägerfläche F5 ebenso zu berücksichtigen wie die Reflexion an der Oberfläche F3.
14 ist ein anschauliches Diagramm für die Abhängigkeit eines Lichtabsorptionsfaktors eines Films (einer Schicht) von dem Einfallwinkel in einem dreidimensionalen Objekt, hergestellt durch Schaffung eines Films auf einem Träger. In 14 bezeichnet „G1" einen Reflexionszustand von unter einen relativ spitzen Winkel einfallenden Licht, während „G2" einen Reflexionszustand von Licht angibt, welches unter einem relativ stumpfen Winkel einfällt. Wie aus dieser Zeichnung entnehmbar ist, schwankt selbst dann, wenn das Licht auf ein und dieselbe Schicht auftrifft, die Menge des emittierten Lichts stark abhängig vom Einfallwinkel, so daß es erforderlich ist, diesem Umstand zur Zeit der Datenumwandlung Rechnung zu tragen.
15 ist ein anschauliches Diagramm für den Einfluß der Größenverteilung von Harzpartikeln in einem Schichtelement, welches aus Schichten zusammengesetzt ist, welche die Harzpartikel enthalten. In dieser Zeichnung bezeichnet „S1" die höchste Schicht, bei der es sich um eine Schicht handelt, in welcher eine Harzkornstruktur aufgrund einer Wärmefixierbearbeitung verlorengegangen ist, „S2" bezeichnet eine Schicht, in der eine Harzkornstruktur (mit kleinem Durchmesser) übrig geblieben ist, und „S3" bezeichnet eine Schicht, in der die Harzkornstruktur (mit großem Durchmesser) bestehen geblieben ist. Wenn die Strukturinformation der Schichten (die Laminierungsschichtinformation) zusammen mit Information behandelt wird, welche die Packungszustände der einzelnen Schichten betrifft, läßt sich die Verfügbarkeit der dem dreidimensionalen Objekt eigenen Information verbessern.
16A und 16B sind jeweils ein veranschaulichendes Diagramm für einen Fall, in welchem eine Differenz der Transparenz eines dreidimensionalen zu erzeugenden Bilds abhängig davon in Erscheinung tritt, ob Zwischenschichten eingefügt sind, wenn mehrere Schichten übereinandergelegt sind, wobei es sich um ein transparentes farbliches dreidimensionales Bild mit Zwischenschichten und ein farbiges dreidimensionales Bild ohne Zwischenschicht handelt. Im einzelnen: 16A zeigt einen Fall, in welchem ein farbliches dreidimensionales Bild aus Farbschichten von drei Farben zusammengesetzt ist, bei denen es sich um Y (Gelb), M (Magenta) und C (Cyan) handelt, zuzüglich eine transparente Schutzschicht 0 sowie transparente Zwischenlagen I1 und I2 zwischen den Farbschichten. Andererseits zeigt 16B den Fall, daß keine Zwischenschichten eingefügt sind.
Betrachtet man die oben beschriebene Schichtstruktur zur Zeit der Ausbildung eines dreidimensionalen Bilds, so wird es möglich, ein für einen Zweck geeignetes dreidimensionales Bild zu erstellen.
Überflüssig zu sagen, daß es sich hier um einen Fall handelt, bei dem die Möglichkeit besteht, ein effektiveres dreidimensionales Bild dadurch zu erzeugen, daß man verschiedene Arten von dem dreidimensionalen Objekt innewohnender Information, wie sie oben erläutert wurde, in passender Weise kombiniert. Bei der ersten Ausführungsform bezog sich die Beschreibung übrigens auf die Unterstellung, daß dreidimensionale Bilddaten oder ein Paar zweidimensionaler Bilddaten sowie dreidimensionaler Objektinformation von der oberen Vorrichtung in die Datenverarbeitungseinheit 12 (12a) als Originaldaten, für die ein dreidimensionales Bild zu erstellen ist, eingegeben wurden. Im folgenden wird eine zweie Ausführungsform beschrieben, bei der es sich um ein Anwendungsbeispiel der vorliegenden Erfindung handelt, bei dem als Eingabedaten ausschließlich zweidimensionale Bilddaten verwendet werden.
17A ist ein Flußdiagamm, welches den Ablauf eines Betriebsbeispiels der zweiten Ausführungsform der Erfindung für den Fall darstellt, daß die oben erläuterte dreidimensionale Bilderzeugungsvorrichtung 10 gemäß der in 1 und 2 dargestellten Ausfüh rungsform verwendet wird. Außerdem ist 17B ein Blockdiagramm eines konkreten Aufbaus der zweiten Ausführungsform der Datenverarbeitungseinheit 12 des in 1 dargestellten Druckers 10.
Anhand des in 17A dargestellten Betriebsablaufdiagramms und der in 17B dargestellten Datenverarbeitungseinheit 12b der zweiten Ausführungsform wird im folgenden der typische Arbeitsablauf des Druckers 10 dieser zweiten Ausführungsform in Verbindung mit dem Verfahren zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bilds der zweiten Ausführungsform erläutert.
Als erstes empfängt gemäß 17B in dem Drucker 10 der z weiten Ausführungsform zur Implementierung des Verfahrens der zweiten Ausführungsform die Datenverarbeitungseinheit 12b zweidimensionaler Bilddaten (Information) als Originaldaten von der oberen Vorrichtung, berechnet Höhengradationsdaten, die einem dreidimensionalen Objekt entsprechen, und gibt die zweidimensionalen Bilddaten und die Höhengradationsdaten als Ausgabedaten aus. Dementsprechend enthält die Datenverarbeitungseinheit 12b einen ersten Informationsberechnungsteil 28, der zweidimensionale Bilddaten (Information) von der oberen Vorrichtung als Originaldaten empfängt und die Höhengradationsdaten, das heißt die erste Höheninformation, aus den zweidimensionalen Bilddaten (Information) berechnet.
An dieser Stelle sei angemerkt, daß das in 17A dargestellte Flußdiagramm den gleichen stufenweisen Aufbau hat wie das Diagramm in 3A, nur daß anstelle der Schritte 50, 54 und 56 die Schritte 50a und 64 enthalten sind. Deshalb tragen die gleichen Schritte wie in 3A die gleichen Bezugszeichen, auf ihre detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
Wenn im Schritt 50a Daten, mit denen ein dreidimensionales Bild erzeugt werden soll, von der oberen Vorrichtung eingegeben werden (bei dieser Ausführungsform werden als Originaldaten zweidimensionale Bilddaten (Information) eingegeben), wird die zweidimensionale Bildinformation an die Steuereinheit 14 gegeben, und mit Hilfe eines Tinten strahlkopfs 16a, der von der Steuereinheit 14 gesteuert wird, wird ähnlich wie im Schritt 50 ein erstes Schichtbild (ein zweidimensionales Bild) auf einem Aufzeichnungsträger erzeugt.
Im Schritt 52 wird das auf diese Weise auf dem Aufzeichnungsträger hergestellte erste Schichtbild fixiert und gesichert, was mit Hilfe eines ersten Fixierteils 18a geschieht.
Bei dieser Ausführungsform sind die von der oberen Vorrichtung eingegebenen Originaldaten die zweidimensionalen Bilddaten, wie oben erläutert wurde. Deshalb berechnet im Schritt 64 die Datenverarbeitungseinheit 12b zunächst Höhengradationsdaten, bei denen es sich um die ersten oben beschriebenen Höheninformation handelt, und zwar für Bildinformation an betroffenen Stellen (in der Praxis reicht es aus, wenn einige der Stellen ausgewählt werden), die in der Eingangsinformation enthalten sind (in den zweidimensionalen Bilddaten).
Beispielsweise ist es möglich, diesen Berechnungsschritt 64 unter Verwendung eines Systems auszuführen, bei dem ein Zielobjekt (ein dreidimensionales Objekt) von den zweidimensionalen Bilddaten mit Hilfe eines bekannten Bildverarbeitungsverfahrens abgeschnitten wird und Höhenzuordnung nach Maßgabe des Zielobjekts erfolgt (beispielsweise entsprechend einer im Vordergrund befindlichen Person, einer Hintergrundlandschaft oder dergleichen). Alternativ ist es zum Beispiel möglich, diesen Schritt 64 durch Kennzeichnung von Positionen auszuführen, indem eine Bedienungsperson aufgefordert wird, den Stellen entsprechende Höheninformation einzugeben, wobei die eingegebenen Daten verwendet werden.
Im Schritt 58 werden die Höhengradationsdaten, die als Ergebnis der Berechnung durch den ersten Informationsberechnungsteil 28 erhalten werden, von der Datenverarbeitungseinheit 12b an die Steuereinheit 14 gesendet. Die Steuereinheit 14 steuert dann den Tintenstrahlkopf 16b basierend auf den Höhengradationsdaten derart, daß mit fester Tinte auf dem ersten Schichtbild auf dem ersten Aufzeichnungsträger ein Laminierungs- oder Schichtbild (ein dreidimensionales Bild) erzeugt wird.
Im Schritt 60 wird das auf dem ersten Schichtbild des Aufzeichnungsträgers erzeugte dreidimensionale Bild von dem zweiten Fixierteil 18b fixiert, und man erhält das angestrebte dreidimensionale Bild.
Im Schritt 62 wird ein Druckergebnis geprüft. Ist das Ergebnis so, wie es erwünscht wurde, wird die Verarbeitung beendet, falls nicht, werden die Abläufe in den Schritten 64, 58, 60 und 62 solange wiederholt, bis ein zufriedenstellendes Ergebnis erzielt ist.
Auf diese Weise wird ein dreidimensionales Bild erzeugt, welches das Ziel der vorliegenden Erfindung darstellt.
Bei dieser in 17A dargestellten zweiten Ausführungsform wird die erste Höheninformation direkt im Schritt 64 berechnet und so, wie sie ist, verwendet. In einer dritten, in 18A dargestellten Ausführungsform hingegen wird dritte Höheninformation über die Höhe eines dreidimensionalen Objekts in einem ersten Schichtbild auf dem Aufzeichnungsträger im Zuge des Schritts 66 berechnet und mit Hilfe des oben beschriebenen Umwandlungsverfahrens einmal in Höhengradationsdaten umgewandelt, bei denen es sich um die erste Höheninformation handelt, die angewendet wird bei der Erzeugung eines Laminierungsbilds. Mit diesem Aufbau ist es möglich, gewünschte Charakteristika dadurch zu reproduzieren, daß man ein passendes Verfahren unter den verschiedenen oben beschriebenen Umwandlungsverfahren aussucht.
Wie in 18B gezeigt ist, hat eine Datenverarbeitungseinheit 12c, die in der dritten Ausführungsform als die Datenverarbeitungseinheit 12 des Druckers 10 eingesetzt wird, die Funktion, zweidimensionale Bilddaten zu empfangen und sie als zweidimensionale Bildinformation an die Steuereinheit 14 zu senden, wobei ein zweiter Informationsberechnungsteil 30 dritte Höheninformation über die Höhe eines dreidimensionalen Objekts in einem ersten Schichtbild auf dem Aufzeichnungsträger aus den eingegebenen zweidimensionalen Bilddaten berechnet, und ein zweiter Informationsumwandlungsteil 32 die dritte Höheninformation in Höhengradationsdaten umwandelt, bei denen es sich um die erste Höheninformation handelt.
Gemäß dieser zweiten und dritten Ausführungsform entsteht ein Effekt, durch den es möglich ist, in einfacher Weise auch dann ein pseudo-dreidimensionales Bild zu erzeugen, wenn die Eingangs-Bildinformation keine dreidimensionale Information enthält, beispielsweise dreidimensionale Bilddaten oder dreidimensionale Objektinformation.
Im folgenden soll anhand der 1, 2 und 19A bis 22B ein Verfahren zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bilds gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung sowie eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bilds gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung erläutert werden.
Wie oben ausgeführt wurde, ist es möglich, die in 1 und 2 dargestellte Vorrichtung 10 zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bilds in jeder Ausführungsform des Verfahrens nach dem dritten Aspekt und in der Vorrichtung gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung zu verwenden, indem der innere Aufbau der Datenverarbeitungseinheit geändert wird. Aus diesem Grund wird die Beschreibung jener Vorrichtung weggelassen, und es werden in erster Linie die in den 19A bis 22B dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
19A ist ein Flußdiagramm, welches den Betriebsablauf für den Fall zeigt, daß die Erzeugungsvorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform nach 1 und 2 verwendet wird, das heißt die Grundstruktur einer ersten Ausführungsform des Erzeugungsverfahrens gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung. Ferner zeigt 19B eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Datenverarbeitungseinheit für die Erzeugungsvorrichtung des vierten Aspekts der Erfindung, verwendet bei dem Erzeugungsverfahren der ersten Ausführungsform, wobei es sich um ein Blockdiagramm handelt, welches die konkrete Ausgestaltung einer Datenverarbeitungseinheit 12 in dieser Ausführungsform des in 1 gezeigten Druckers 10 darstellt.
In der folgenden Beschreibung wird die Arbeitsweise des Druckers 10 gemäß dieser Ausführungsform sowie das Verfahren zum Erzeugen eines dreidimensionalen Bilds dieser Ausführungsform erläutert, wobei gleichzeitig der Aufbau und die Funktionsweise der Datenverarbeitungseinheit 12d anhand des Betriebsablaufdiagramms des Druckers 10 dieser Ausführungsform nach 19A unter Bezugnahme auf die in 19B dargestellte Datenverarbeitungseinheit 12d erläutert werden.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, daß das in 19A dargestellte Flußdiagramm die gleiche Schrittstruktur hat wie dasjenige nach 3A, ausgenommen den Schritt 68, der den Schritt 56 ersetzt. Deshalb tragen die gleichen Schritte wie in 3A gleiche Bezugszeichen und auf ihre detaillierte Erläuterung wird verzichtet. Weiterhin hat die Datenverarbeitungseinheit 12d nach 19B den gleichen Aufbau wie die Datenverarbeitungseinheit 12a in 3B, nur daß ein dritter Informationsumwandlungsteil 34 anstelle des ersten Informationsumwandlungsteils 26 vorhanden ist. Deshalb haben gleiche Bauelemente gleiche Bezugszeichen und werden nicht noch einmal erläutert.
Als erstes empfängt gemäß 19B in dem Drucker 10 dieser Ausführungsform zum Implementieren des Verfahrens dieser Ausführungsform die Datenverarbeitungseinheit 12d dreidimensionale Bilddaten (Information) als Originaldaten von der oberen Vorrichtung und extrahiert zweidimensionale Bilddaten (Information) und dreidimensionale Objektinformation. Alternativ empfängt die Datenverarbeitungseinheit 12d die zweidimensionalen Bilddaten und die dreidimensionale Objektinformation als Originaldaten direkt von der oberen Vorrichtung. Dann ermittelt die Datenverarbeitungseinheit 12d aus der dreidimensionalen Objektinformation Höheninformation. Im Anschluß daran ermittelt die Datenverarbeitungseinheit 12d Höhengradationsdaten, indem sie die Höheninformation basierend auf menschlichen Seheigenschaften ändert und zweidimensionale Bilddaten und die Höhengradationsdaten als Ausgangsdaten ausgibt.
Die Datenverarbeitungseinheit 12d enthält: einen Informationsextraktionsteil 22, der die dreidimensionalen Bilddaten (Information) als Originaldaten von der oberen Vorrichtung empfängt und die zweidimensionalen Bilddaten (Information) und die dreidimensionale Objektinformation extrahiert; einen zweiten Informationsholteil 24, der zweite Höheninformation über die Höhe des dreidimensionalen Objekts von der über die obere Vorrichtung oder den Informationsextraktionsteil 22 eingegebenen dreidimensionalen Objektin formation extrahiert und holt; und einen dritten Informationsumwandlungsteil 34, der die von dem zweiten Informationsholteil erhaltene zweite Höheninformation umwandelt in Höhengradationsdaten, bei denen es sich um die erste Höheninformation handelt, basierend auf der menschlichen Sehcharakteristik.
Dies bedeutet: um die Höhengradationsdaten zu gewinnen, bei denen es sich um die erste Höheninformation handelt, wandelt der in 3B dargestellte erste Informationsumwandlungsteil 26 die zweie Höheninformation derart um, daß die Wiedergabe mit der gewünschten Höheninformation möglich ist, obschon der dritte Informationsumwandlungsteil 34 nach 17B eine Umwandlung basierend auf der menschlichen Sehcharakteristik vornimmt.
Im Schritt 50 wird, wenn Daten (dreidimensionale Bilddaten), für die ein dreidimensionales Bild erstellt werden soll, von der oberen Vorrichtung eingegeben, der Informationsextraktionsteil 22 in der Datenverarbeitungseinheit 12a extrahiert zweidimensionale Bildinformation (Daten) und dreidimensionaler Objektinformation aus den dreidimensionalen Bilddaten. Anschließend wird die zweidimensionale Bildinformation, die extrahiert (oder direkt eingegeben) wurde, an die Steuereinheit 14 gesendet. Basierend auf der zweidimensionalen Bildinformation steuert die Steuereinheit 14 den Tintenstrahlkopf 16a derart, daß auf einem Aufzeichnungsträgerelement ein erstes Schichtbild (ein zweidimensionales Bild) erzeugt wird.
Im Schritt 52 wird das erste auf dem Aufzeichnungsträger erzeugte Schichtbild fixiert und mit einer ersten Fixiereinrichtung 18a fixiert und gesichert.
Im Schritt 54 hingegen wird in der Datenverarbeitungseinheit 12a die von dem Informationsextraktionsteil 22 extrahierte oder direkt eingegebene dreidimensionale Objektinformation in den zweiten Informationsholteil 24 eingegeben, in welchem als Information über ein Materialgefühl zweite Höheninformation über die Höhe des dreidimensionalen Objekts, wie es oben erläutert wurde, und dazugehörige Umwandlungs- Bestimmungsinformation aus der Eingabeinformation extrahiert (dreidimensionale Objektinformation).
Im Schritt 68 erfolgt die Umwandlung der von dem zweiten Informationsholteil 24 extrahierten zweiten Höheninformation durch den dritten Informationsumwandlungsteil 34 basierend auf der begleitenden Umwandlungs-Bestimmungsinformation und dem menschlichen Sehvermögen. Auf diese Weise werden Höhengradationsdaten als erste Höheninformation gewonnen. Ein konkretes Beispiel für die Inhalte der Umwandlungs-Bestimmung und des menschlichen Sehvermögens wird unten näher erläutert.
An dieser Stelle sei angemerkt, daß diese Schritte 54 und 68 ausgeführt werden können, nachdem die Extrahierung der zweidimensionalen Bildinformation und der dreidimensionalen Objektinformation von dem Informationsextraktionsteil 22 erfolgt ist, und bevor die Erzeugung des ersten Schichtbilds im Schritt 50 stattfindet. Außerdem können diese Schritte vorzugsweise gleichzeitig parallel mit der Erstellung des ersten Schichtbilds und der Fixierung des ersten Schichtbilds im Schritt 52 abgewickelt werden.
Im Schritt 58 werden Höhengradationsdaten als Ergebnis der Berechnung durch den dritten Informationsumwandlungsteil 34 von der Datenverarbeitungseinheit 12d an die Steuereinheit 14 gesendet. Anschließend steuert die Steuereinheit 14 den Tintenstrahlkopf 16b basierend auf den Höhengradationsdaten derart, daß mit fester Tinte auf dem ersten Schichtbild auf dem Aufzeichnungsträger ein Schichtungsbild (dreidimensionales Bild) erstellt wird.
Im Schritt 60 wird das auf diese Weise auf dem ersten Schichtbild auf dem Aufzeichnungsträger erzeugte dreidimensionale Bild von dem zweiten Fixierteil 18b fixiert, und es wird hierdurch das angestrebte dreidimensionale Bild gewonnen.
Im Schritt 62 wird ein Druckergebnis geprüft. Ist das erhaltene Ergebnis so, wie es erwünscht wurde, wird die Verarbeitung abgeschlossen, falls nicht, werden die Operationen in den Schritten 68, 58, 60 und 62 solange wiederholt, bis ein Ergebnis erzielt wird.
Auf diese Weise wird ein dreidimensionales Bild erstellt, bei dem es sich um das Endziel der vorliegenden Erfindung handelt.
Im folgenden wird ein konkretes Beispiel für den Inhalt der Umwandlungsbestimmung und für die menschlichen Seheigenschaften beschrieben.
An dieser Stelle sei angemerkt, daß auch bei dieser Ausführungsform die oben angesprochenen unterschiedlichen Arten des Materialgefühls, so zum Beispiel die in 4 dargestellte Höhenumwandlung, anwendbar sind als Inhalt der Umwandlungs-Bestimmung. Bei dieser Ausführungsform wird von den oben angesprochenen Fällen (1) bis (4) des Materialgefühls insbesondere der Fall (3) beschrieben, bei dem die Verstärkung auf der Grundlage der visuellen Erkennung erfolgt.
Die Funktion der binokularen Stereopsie wird im folgenden als repräsentatives Beispiel für die menschliche Sehfähigkeit beschrieben, worauf das Hauptmerkmal der vorliegenden Ausführungsform beruht.
Die Funktion der binokularen Stereopsie wird üblicherweise basierend auf Tiefenempfindlichkeit bewertet. Das heißt, indem die Parallaxe geändert wird, erhält man die für die Tiefenerkennung kleinste Parallaxengröße. Ein Schwellenwert für diese Parallaxe bezeichnet man als „stereoskope Schärfe", wobei diese Schärfe größer wird, wenn der Schwellenwert verringert wird.
Es ist bekannt, daß die stereoskope Schärfe, die oben angesprochen wurde, durch zahlreiche Stimulus-Variable beeinflußt wird. Außerdem haben zahlreiche Forscher die Raumfrequenz-Kennlinie für die Tiefenempfindlichkeit unter Verwendung einer Methode ausgemessen, mit der ein Schwellenwert gemessen wird, der eine Tiefenerfassung ermöglicht, indem mit Hilfe eines einer Sinuswelle ähnelnden Stimulus die Parallaxe geändert wurde.
Beispielsweise zeigt 20 einen Teil der Ergebnisse einer Messung, die von Tyler und Bradshaw und Rogers durchgeführt wurde. Ein bemerkenswerter Punkt dieser Skizze ist der, daß bei jedem Meßergebnis die größte Empfindlichkeit in der Nähe von 0,3 bis 1 Zyklus/Grad liegt.
Die Anwendung dieser Kennlinie auf die Höheninformationsumwandlung ist folglich denkbar. Wenn beispielsweise Höheninformation in dreidimensionaler Forminformation basierend auf den menschlichen Seheigenschaften umgewandelt wird, so ist ein System denkbar, bei dem eine Höhenfrequenz basierend auf der oben angegebenen Kennlinie ermittelt wird, ein System, bei dem eine Höhengradation umgewandelt wird in Abhängigkeit einer Höhenauflösungs-Sichtbarkeitskurve, oder dergleichen.
Im einzelnen: es ist denkbar, das Körnigkeitsempfinden, das Glanzempfinden oder dergleichen, welches durch das menschliche Sehempfinden erfaßbar ist, unter Verwendung von Proben erhalten wird, die eine unterschiedliche Oberflächenrauhigkeit besitzen, entsprechend den oben angesprochenen Kennlinien. Wenn daher der Wunsch besteht, dieses Empfinden zu verstärken, so kann man daran denken, die Höhenfrequenz in dem oben beschriebenen Raumfrequenzbereich einzustellen.
An dieser Stelle sei angemerkt, daß eingeschlossen den Fall, bei dem der menschlichen Sehfähigkeit in der oben beschriebenen Weise Rechnung getragen wird, die Umwandlung der unterschiedlichen Arten der einem dreidimensionalen Objekt innewohnenden Information das Materialgefühl, welches in Beziehung steht zu einer Faktor-Umwandlung, wie sie in den 5 bis 16 in Verbindung mit der ersten Ausführungsform des ersten und des zweiten Aspekts dargestellt wurde, auch bei dieser Ausführungsform anwendbar ist, so daß eine diesbezügliche Beschreibung entfällt.
Bei dieser ersten Ausführungsform erfolgte die Beschreibung unter der Annahme, daß dreidimensionale Bilddaten, für die ein dreidimensionales Bild erstellt werden sollte, oder ein Paar aus zweidimensionalen Bilddaten und dreidimensionaler Objektinformation von der oberen Vorrichtung in die Datenverarbeitungseinheit 12 (12e) eingegeben wird. Über flüssig zu sagen allerdings, daß ähnlich wie bei dem ersten und dem zweiten Aspekt die vorliegende Erfindung auch in dem fall anwendbar ist, in welchem die Eingangsdaten zweidimensionale Bilddaten sind.
21A ist ein Flußdiagramm, welches den Ablauf eines Operationsbeispiels einer zweiten Ausführungsform dieses Aspekts für den Fall veranschaulicht, daß die oben erläuterte Bilderzeugungsvorrichtung 10 für dreidimensionale Bilder gemäß der in 1 und 2 dargestellten Ausführungsform verwendet wird. Außerdem zeigt 21B ein Blockdiagramm eines konkreten Aufbaus einer zweiten Ausführungsform der Datenverarbeitungseinheit 12 des Druckers 10 gemäß 1 und 2.
Der charakteristische Arbeitsablauf im Drucker 10 gemäß dieser zweiten Ausführungsform und das Bilderzeugungsverfahren für dreidimensionale Bilder gemäß der zweiten Ausführungsform werden anhand des in 21A dargestellten Betriebsablaufdiagramms und einer Datenverarbeitungseinheit 12e der in 21B gezeigten zweiten Ausführungsform erläutert.
An dieser Stelle sei angemerkt, daß das in 21A gezeigte Flußdiagramm den gleichen Stufenaufbau besitzt wie in 17A, nur daß anstelle des Schritts 64 der Schritt 70 vorhanden ist. Deshalb tragen die gleichen Schritte wie in 17A gleiche Bezugszeichen, ihre detaillierte Beschreibung entfällt. Außerdem hat die in 21B gezeigte Datenverarbeitungseinheit 12e den gleichen Aufbau wie die Datenverarbeitungseinheit 12b in 17B, nur daß anstelle des zweiten Informationsumwandlungsteils 28 ein dritter Informationsumwandlungsteil 36 vorgesehen ist. Daher tragen Elemente mit gleichem Aufbau gleiche Bezugszeichen, auf ihre detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
Als erstes empfängt gemäß 21B in dem Drucker 10 dieser zweiten Ausführungsform zum Implementieren des Verfahrens der zweiten Ausführungsform die Datenverarbeitungseinheit 12e zweidimensionale Bilddaten (Information) als Originaldaten von der oberen Vorrichtung, berechnet Höheninformationsdaten entsprechend einem dreidimensionalen Objekt unter Berücksichtigung der menschlichen Seheigenschaften, und gibt die zweidimensionalen Bilddaten und Höhengradationsdaten als Ausgabedaten aus. Dementsprechend enthält die Datenverarbeitungseinheit 12e einen dritten Informationsberechnungsteil 36, der die zweidimensionalen Bilddaten (Information) als Originaldaten von der oberen Vorrichtung empfängt und die Höhengradationsdaten als erste Höheninformation aus den zweidimensionalen Bilddaten (Information) berechnet.
Das heißt, zu dem Zeitpunkt, zu dem die Höhengradationsdaten als erste Höheninformation erhalten werden, führt der in 17B gezeigte zweite Informationsumwandlungsteil 28 eine Umwandlung durch, derzufolge eine Reproduktion mit gewünschter Höheninformation möglich ist, obschon der in 21B dargestellte dritte Informationsberechnungsteil 36 die Umwandlung basierend auf den menschlichen Seheigenschaften vollzieht.
Im Schritt 50a werden die zweidimensionalen Bilddaten (Information), die von der oberen Vorrichtung in die Datenverarbeitungseinheit 12e eingegeben wurden, an die Steuereinheit 14 gesendet, und auf dem Aufzeichnungsträger wird von dem durch die Steuereinheit 14 gesteuerten Tintenstrahlkopf 16a ein erstes Schichtbild (ein zweidimensionales Bild) erzeugt.
Im Schritt 52 wird das auf diese Weise auf dem Aufzeichnungsträger erstellte erste Schichtbild von dem ersten Fixierteil 18a fixiert und gesichert.
Bei dieser Ausführungsform sind die von der oberen Vorrichtung eingegebenen Originaldaten zweidimensionale Bilddaten. Aus diesem Grund berechnet im Schritt 70 die Datenverarbeitungseinheit 12b Höhengradationsdaten als die erste Höheninformation, die oben angegeben wurde, für Bildinformation an betreffenden Stellen (in der Praxis reicht es aus, wenn man einige der Stellen auswählt) in der Höheninformation (in den zweidimensionalen Bilddaten) unter Berücksichtigung der menschlichen Seheigenschaften, wie sie oben angesprochen wurden.
Bei diesem Berechnungsschritt 70 ist es möglich, die erste Höheninformation in der gleichen Weise wie in dem Berechnungsschritt 64, der oben erläutert wurde, zu berechnen, nur daß die menschliche Sehcharakteristik berücksichtigt wird.
Im Schritt 58 werden die als Ergebnis der Berechnung durch den dritten Informationsberechnungsteil 36 erhaltenen Höhengradationsdaten von der Datenverarbeitungseinheit 12e an die Steuereinheit 14 gesendet. Anschleißend wird mit fester Tinte ein Schichtungsbild auf dem ersten Schichtbild auf dem Aufzeichnungsträger mit Hilfe des von der Steuereinheit 14 gesteuerten Tintenstrahlkopfs 16b basierend auf den Höhengradationsdaten erzeugt.
Im Schritt 60 wird das auf dem ersten Schichtbild auf dem Aufzeichnungsträger auf diese Weise erzeugte dreidimensionale Bild von dem zweiten Fixierteil 18b fixiert, und auf diese Weise wird das angestrebte zweidimensionale Bild gewonnen.
Im Schritt 62 wird ein Druckergebnis geprüft. Ist das Ergebnis so, wie erwünscht, wird die Verarbeitung beendet, falls nicht, werden die Operationen in den Schritten 70, 58, 60 und 62 solange wiederholt, bis ein gewünschtes Ergebnis erzielt ist.
Auf diese Weise wird ein dreidimensionales Bild erstellt, welches das Endziel der vorliegenden Erfindung ist.
In der zweiten in 21A gezeigten Ausführungsform wird die erste Höheninformation direkt im Schritt 70 berechnet und unverändert weiterverwendet. In der dritten, in 22A dargestellten Ausführungsform jedoch wird die dritte Höheninformation über die Höhe eines dreidimensionalen Objekts in dem ersten Schichtbild auf dem Aufzeichnungsträger im Schritt 72 berechnet und unter Verwendung des oben beschriebenen Umwandlungsverfahrens in Höhengradationsdaten umgewandelt, bei denen es sich um die erste Höheninformation handelt, die bei der Erzeugung eines Schichtungsbilds angewendet wird. Mit diesem Aufbau ist es möglich, gewünschte Charakteristika dadurch wieder zugeben, daß man ein passendes Verfahren unter den verschiedenen, oben beschriebenen Umwandlungsverfahren auswählt.
Wie in 22B gezeigt ist, hat die Datenverarbeitungseinheit 12f, die in der dritten Ausführungsform als die Datenverarbeitungseinheit 12 eines Druckers 10 eingesetzt wird, die Funktion, zweidimensionale Bilddaten zu empfangen und sie an die Steuereinheit 14 unverändert weiterzusenden als zweidimensionale Bildinformation, wobei sie einen zweiten Informationsberechnungsteil 30 enthält, der dritte Höheninformation über die Höhe eines dreidimensionalen Objekts in dem ersten Schichtbild auf dem Aufzeichnungsträger aus den eingegebenen zweidimensionalen Bilddaten berechnet, und einen vierten Informationsumwandlungsteil 38 enthält, der die dritte Höheninformation in Höhengradationsdaten umwandelt, bei denen es sich um die erste Höheninformation handelt.
Bei diesen zweiten und dritten Ausführungsformen stellt sich ein Effekt ein, durch den es möglich ist, ein pseudo-dreidimensionales Bild in einfacher Weise auch dann zu erstellen, wenn die eingegebene Bildinformation keine dreidimensionale Information enthält, so zum Beispiel dreidimensionale Bilddaten oder dreidimensionale Objektinformation oder Höheninformation.
Wie oben im einzelnen erläutert wurde, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein markanter Effekt insofern erreicht, als es möglich wird, ein dreidimensionales Bilderzeugungsverfahren und eine dreidimensionale Bilderzeugungsvorrichtung zu schaffen, die auf einem Tintenstrahl basiert, womit es möglich ist, ein Reliefbild zu erstellen, bei dem es sich um ein dreidimensionales Bild mit einer gewünschten und gesteuerten Höhengradation handelt, entsprechend einer gewünschten dreidimensionalen Form auf einem ersten Schichtbild, welches auf einem Träger erzeugt wurde.
Im einzelnen: gemäß dem ersten und dem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine praktische Wirkungsweise insofern erreicht, als es möglich ist, ein dreidimensionales Bilderzeugungsverfahren und eine dreidimensionale Bilderzeugungsvorrichtung anzugeben, die auf einem Tintenstrahlsystem beruht, mit dem es möglich ist, ein Reliefbild zu erzeugen, bei dem es sich um ein dreidimensionales Bild mit einer gewünschten Höhengradation handelt, die aufgrund der im folgenden erläuterten Strukturen eine dreidimensionale Form wiedergibt. Die Höheninformation eines dreidimensionalen Objekts in der dreidimensionalen Objektinformation, beispielsweise in Form einer eingegebenen dreidimensionalen Forminformation, wird in Höheninformation umgewandelt, mit der es möglich ist, gewünschte Höheninformation wiederzugeben, das heißt eine Welligkeit entsprechend dem dreidimensionalen Objekt, und auf einem Träger wird basierend auf der als Ergebnis der Umwandlung gewonnenen Höheninformation ein dreidimensionales Bild erzeugt. Darüber hinaus wird gewünschte Höheninformation, mit der es möglich ist, eine dem dreidimensionalen Objekt entsprechende Welligkeit entsprechend zumindest einigen der Stellen in einem zweidimensionalen Bild zu reproduzieren, aus eingegebener zweidimensionaler Bildinformation berechnet, und das dreidimensionale Bild wird auf dem Träger auf der Grundlage der berechneten Höheninformation erzeugt.
Im einzelnen: gemäß dem dritten und vierten Aspekt der Erfindung wird eine praktische Wirkungsweise insofern erreicht, als es möglich ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur dreidimensionalen Bilderzeugung anzugeben, die auf einem Tintenstrahlsystem beruhen, mit dem es möglich ist, ein Reliefbild zu erzeugen, bei dem es sich um ein dreidimensionales Bild mit eine gewünschten Höhengradation entsprechend einer dreidimensionalen Form gemäß den im folgenden erläuterten Strukturen handelt. Die Höheninformation über ein dreidimensionales Objekt in der dreidimensionalen Objektinformation, wie sie zum Beispiel in Form dreidimensionaler Forminformation eingegeben wird, wird unter Berücksichtigung der menschlichen Seheigenschaften in Höheninformation umgewandelt, mit der es möglich ist, gewünschte Höheninformation, das ist eine dem dreidimensionalen Objekt entsprechende Welligkeit, zu reproduzieren oder, vorzugsweise, exakt zum Ausdruck zu bringen. Anschließend wird ein dreidimensionales Bild auf einen Träger mit Hilfe der als Ergebnis der Umwandlung gewonnenen Höheninformation erzeugt. Darüber hinaus wird gewünschte Höheninformation, mit der es möglich ist, Welligkeit entsprechend dem dreidimensionalen Objekt und entsprechend zumindest einigen der Stellen eines zweidimensionalen Bilds zu reproduzieren, berechnet, wobei die menschlichen Seheigenschaften berücksichtigt werden. Die Berechnung erfolgt anhand eingegebener zweidimensionaler Bildinformation, und es wird basierend auf der berechneten Höheninformation das dreidimensionale Bild auf dem Träger erzeugt.
An dieser Stelle sei angemerkt, daß die oben beschriebenen Ausführungsformen lediglich ein Beispiel für die vorliegende Erfindung darstellen und keine Absicht besteht, die vorliegende Erfindung auf die Ausführungsbeispiele zu beschränken. Das heißt, es ist selbstverständlich möglich, Modifizierungen und Änderungen in geeigneter Weise vorzunehmen, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wurde beispielsweise das auf dem Tintenstrahlsystem beruhende Bilderzeugungsverfahren als konkretes Beispiel für das dreidimensionale Bilderzeugungsverfahren beschrieben, allerdings ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt.

Claims

Verfahren zum Erzeugen eines Welligkeit entsprechend einem dreidimensionalen Objekt aufweisenden, dreidimensionalen Bilds auf einem Träger mit Hilfe eines Tintenstrahlsystems, umfassend: als zweidimensionales Bild wird ein erstes Schichtbild, welches das dreidimensionale Objekt enthält, basierend auf zweidimensionaler Bildinformation auf dem Träger erzeugt; das erste Schichtbild wird auf dem Träger angebracht; Befestigen des ersten Schichtbilds an dem Träger; Holen erster Höheninformation, mit welcher die dem dreidimensionalen Objekt entsprechende Welligkeit auf dem Träger reproduzierbar ist; Erzeugen eines Laminierungsbilds des dreidimensionalen Bilds mit der dem dreidimensionalen Objekt entsprechenden Welligkeit durch Aufschichten fester Tinte, die mit Hilfe eines Tintenstrahlsystems auf das auf dem Träger befestigte erste Schichtbild ausgestoßen wird, basierend auf der erhaltenen ersten Höheninformation; und Fixieren des Laminierungsbilds des dreidimensionalen Bilds auf dem ersten Schichtbild mit der dem dreidimensionalen Objekt entsprechenden Welligkeit.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das erste Schichtbild unter Verwendung eines Tintenstrahlsystems erzeugt wird, welches das gleiche ist wie das Tintenstrahlsystem oder verschieden ist von dem Tintenstrahlsystem, welches zur Bildung des Laminierungsbilds des dreidimensionalen Bilds benutzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Laminierungsbild des dreidimensionalen Bilds unter Verwendung eines Tintenstrahlsystems erzeugt wird, welches in der Lage ist, feste Tinte zu laminieren, indem es Tinte ausstößt, die einen thermoplastischen Feststoff enthält, oder unter Ultraviolettlicht aushärtende Tinte ausstößt, und das erste Schichtbild unter Verwendung eines Tintenstrahlsystems erzeugt wird, welches in der Lage ist, durch Ausstoßen einer Tinte auf Wasserbasis, einer Tinte auf Ölbasis oder einer Tinte, die bei Ultraviolettlicht aushärtet, zur Bilderzeugung ein zweidimensionales Bild zu erzeugen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem eine erste Fixierverarbeitung, die durchgeführt wird, um das erste Schichtbild auf dem Träger zu befestigen, und eine zweite Fixierverarbeitung, die durchgeführt wird zum Fixieren des Laminierungsbilds des auf dem ersten Schichtbild erzeugten dreidimensionalen Bilds, verschieden voneinander sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Schritt des Holens der ersten Höheninformation folgende Schritte aufweist: Holen zweiter Höheninformation betreffend eine Höhe des dreidimensionalen Objekts aus eingegebener dreidimensionaler Objektinformation; und Umwandeln der geholten zweiten Höheninformation in die gewünschte Höheninformation, mit welcher die dem dreidimensionalen Objekt entsprechende Welligkeit auf dem Träger als die erste Höheninformation reproduzierbar ist.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die dreidimensionale Objektinformation dreidimensionale Forminformation über das dreidimensionale Objekt enthält, und die zweite Höheninformation Information über eine Höhe in der dreidimensionalen Forminformation ist.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die zweidimensionale Bildinformation zweidimensionale Bilddaten umfaßt, die zusätzlich zu der dreidimensionalen Objektinformation eingegeben werden.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die zweidimensionale Bildinformation und die dreidimensionale Objektinformation aus der eingegebenen dreidimensionalen Bildinformation geholt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die zweidimensionale Bildinformation eingegebene Information ist, und der Schritt des Holens der ersten Höheninformation folgenden Schritt aufweist: als die erste Höheninformation wird Soll-Höheninformation berechnet, mit der die dem dreidimensionalen Objekt entsprechende und mindestens einem Teil von Positionen auf dem ersten Schichtbild entsprechende Welligkeit auf dem Träger reproduzierbar ist aus der eingegebenen zweidimensionalen Bildinformation.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die zweidimensionale Bildinformation Eingabeinformation ist, und der Schritt des Holens der ersten Höheninformation folgende Schritte beinhaltet: Berechnen dritter Höheninformation entsprechend zumindest einem Teil von Positionen auf dem ersten Schichtbild aus der eingegebenen zweidimensionalen Bildinformation; und Umwandeln der berechneten dritten Höheninformation in Soll-Höheninformation, mit der die dem dreidimensionalen Objekt entsprechende Welligkeit auf dem Träger als die erste Höheninformation reproduzierbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Schritt des Holens der ersten Höheninformation folgende Schritte beinhaltet: Holen zweiter Höheninformation über eine Höhe des dreidimensionalen Objekts aus eingegebener dreidimensionaler Objektinformation, und Umwandeln der geholten zweiten Höheninformation basierend auf menschlichen Seheigenschaften in Soll-Höheninformation, mit der die dem dreidimensionalen. Objekt entsprechende Welligkeit auf dem Träger reproduzierbar ist.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die dreidimensionale Objektinformation dreidimensionaler Forminformation über das dreidimensionale Objekt enthält, und die zweite Höheninformation Information über eine Höhe der dreidimensionalen Forminformation ist.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem die zweidimensionale Bildinformation zweidimensionale Bilddaten sind, die zusätzlich zu der dreidimensionalen Objektinformation eingegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem die zweidimensionale Bildinformation und die dreidimensionale Objektinformation aus eingegebener dreidimensionaler Bildinformation geholt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem der Schritt des Umwandelns der zweiten Höheninformation basierend auf menschlichen Seheigenschaften folgenden Schritt aufweist: Bestimmen einer Höhenfrequenz basierend auf Körnigkeitsgefühl oder Glanzgefühl, welches aus menschlicher Sicht verspürt wird, erhalten durch Verwendung von Proben mit unterschiedlicher Oberflächenrauhigkeit.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem der Schritt des Umwandelns der zweiten Höheninformation basierend auf menschlichen Seheigenschaften folgenden Schritt aufweist: Umwandeln einer Höhengradation nach Maßgabe einer Höhenauflösungs-Sichtbarkeitskurve.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem der Schritt des Umwandelns der Höhengradation nach Maßgabe der Höhenauflösungs-Sichtbarkeitskurve derart durchgeführt wird, daß in einer Zone, in welcher das menschliche Sehempfinden verstärkt wird, eine selektive Verstärkung oder Unterdrückung durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem der Schritt des Umwandelns der Höhengradation nach Maßgabe der Höhenauflösungs-Sichtbarkeitskurve derart durchgeführt wird, daß in einer Zone, in welcher das menschliche Sehempfinden beträchtlich an Empfindlichkeit verliert, Information abgeschnitten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die zweidimensionale Bildinformation Eingabeinformation ist, und der Schritt des Holens der ersten Höheninformation folgenden Schritt aufweist: Berechnen von Soll-Höheninformation, mit der die dem dreidimensionalen Objekt entsprechende und mindestens einem Teil von Positionen auf dem ersten Schichtbild entsprechende Welligkeit auf dem Träger reproduzierbar ist, aus der eingegebenen zweidimensionalen Bildinformation basierend auf menschlichen Seheigenschaften.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die zweidimensionale Bildinformation eingegebene Information ist, und der Schritt des Holens der ersten Höheninformation folgende Schritte beinhaltet: Berechnen dritter Höheninformation entsprechend zumindest einem Teil der Positionen auf dem ersten Schichtbild aus der eingegebenen zweidimensionalen Bildinformation, und Umwandeln der so berechneten dritten Höheninformation basierend auf menschlichen Seheigenschaften in Soll-Höheninformation, mit der die dem dreidimensionalen Objekt entsprechende Welligkeit auf dem Träger reproduzierbar ist.
Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen, einem dreidimensionalen Objekt entsprechende Welligkeit aufweisenden Bild auf einem Träger unter Einsatz eines Tintenstrahlsystems, umfassend: eine erste Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines das dreidimensionale Objekt enthaltenden ersten Schichtbilds als zweidimensionales Bild auf dem Träger, basierend auf zweidimensionaler Bildinformation; eine Befestigungseinrichtung zum Befestigen des ersten Schichtbilds auf dem Träger; eine erste Informationsholeinrichtung zum Holen erster Höheninformation, mit welcher die dem dreidimensionalen Objekt entsprechende Welligkeit auf dem Träger reproduzierbar ist; eine zweite Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Laminierungsbilds des dreidimensionalen Bilds mit der dem dreidimensionalen Objekt entsprechenden Welligkeit durch Aufschichten fester Tinte, die mit Hilfe des Tintenstrahlsystems auf das auf dem Träger befestigte erste Schichtbild ausgestoßen wird, basierend auf der geholten ersten Höheninformation; und eine Fixiereinrichtung zum Fixieren des Laminierungsbilds des dreidimensionalen Bilds auf dem ersten Schichtbild mit der dem dreidimensionalen Objekt entsprechenden Welligkeit.
Vorrichtung nach Anspruch 21, bei der die erste Erzeugungseinrichtung und die zweite Erzeugungseinrichtung jeweils ein Tintenstrahlkopf sind, der von dem gleichen oder von verschiedenen Tintenstrahlsystemen Gebrauch macht.
Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, bei der die zweite Erzeugungseinrichtung ein Tintenstrahlkopf ist, der das Laminierungsbild des dreidimensionalen Bilds mit der dem dreidimensionalen Objekt entsprechenden Welligkeit erzeugt, indem er die feste Tinte aufschichtet durch Ausstoßen von Tinte, die einen thermoplastischen Feststoff enthält, oder einer Tinte, die bei Ultraviolettlicht aushärtet, und die erste Erzeugungseinrichtung ein Tintenstrahlkopf ist, der ein zweidimensionales Bild erzeugt durch Ausstoßen von Tinte auf Wasserbasis, von Tinte auf Ölbasis oder von Tinte, die bei Ultraviolettlicht aushärtet, um eine Bildaufzeichnung vorzunehmen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, bei der die Befestigungseinrichtung und die Fixiereinrichtung unterschiedliche Fixierverarbeitungen durchführen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, bei der die erste Informationsholeinrichtung enthält: eine zweite Informationsholeinrichtung zum Holen von zweiter Höheninformation über eine Höhe des dreidimensionalen Objekts aus eingegebener dreidimensionaler Objektinformation; und eine erste Informationsumwandlungseinrichtung zum Umwandeln der zweiten Höheninformation, die von der zweiten Informationsholeinrichtung geholt wurde, in Soll-Höheninformation, mit welcher die dem dreidimensionalen Objekt entsprechende Welligkeit auf dem Träger reproduzierbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, bei der die zweidimensionale Bildinformation Eingabeinformation ist, und die erste Informationsholeinrichtung eine erste Informationsberechnungseinrichtung für Soll-Höheninformation enthält, mit welcher die dem dreidimensionalen Objekt entsprechende und mindestens einem Teil von Positionen des ersten Schichtbilds entsprechende Welligkeit reproduzierbar ist, aus der eingegebenen zweidimensionalen Bildinformation.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, bei der die zweidimensionale Bildinformation Eingabeinformation ist, und die erste Informationsholeinrichtung enthält: eine zweite Informationsberechnungseinrichtung zum Berechnen dritter Höheninformation entsprechend zumindest einem Teil von Stellen des ersten Schichtbilds aus eingegebener zweidimensionaler Bildinformation, und eine zweite Informationsumwandlungseinrichtung zum Umwandeln der dritten Höheninformation, die von der zweiten Informationsberechnungseinrichtung berechnet wurde, in Soll-Höheninformation, mit welcher die dem dreidimensionalen Objekt entsprechende Welligkeit auf dem Träger reproduzierbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, bei der die erste Informationsholeinrichtung enthält: die zweite Informationsholeinrichtung zum Holen zweiter Höheninformation über eine Höhe des dreidimensionalen Objekts aus eingegebener dreidimensionaler Objektinformation; und eine dritte Informationsumwandlungseinrichtung zum Umwandeln der zweiten, von der zweiten Informationsholeinrichtung geholten Höheninformation in Soll-Höheninformation, mit welcher die dem dreidimensionalen Objekt entsprechende Welligkeit auf dem Träger basierend auf menschlichen Seheigenschaften reproduzierbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, bei der die zweidimensionale Bildinformation eingegebene Information ist, und die erste Informationsholeinrichtung eine dritte Informationsberechnungseinrichtung enthält zum Berechnen von Höheninformation, mit welcher die dem dreidimensionalen Objekt entsprechende und mindestens einem Teil von Stellen des ersten Schichtbilds entsprechende Welligkeit auf dem Träger reproduzierbar ist, aus der eingegebenen zweidimensionalen Bildinformation und basierend auf menschlichen Seheigenschaften.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, bei der die zweidimensionale Bildinformation eingegebene Information ist, und die erste Informationsholeinrichtung beinhaltet: eine zweite Informationsberechnungseinrichtung, die aus der eingegebenen zweidimensionalen Bildinformation dritte Höheninformation berechnet, die zumindest einem Teil von Stellen auf dem ersten Schichtbild entspricht; und eine vierte Informationsumwandlungseinrichtung zum Umwandeln der dritten Höheninformation, die von der zweiten Informationsberechnungseinrichtung berechnet wurde, in Soll-Höheninformation, mit welcher die dem dreidimensionalen Objekt entsprechende Welligkeit auf dem Träger basierend auf menschlichen Seheigenschaften reproduzierbar ist.