JP2000027066A - ヘアラインデータの作成方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ヘアラインパターンを作成するためのデータを
ベクタ形式とする。 【解決手段】まず、ヘアラインパターンを作成するため
の繊維潜り角の２次元スカラ場を入力する。そして、そ
の２次元スカラ場に基づいて疑似ヘアラインを生成し
て、各ヘアラインを作成するための制御点の座標値を求
め、その制御点の座標値をそのまま、あるいは間引いて
ヘアラインデータとして登録する。このようにヘアライ
ンデータを、各ヘアラインを描画するための制御点の座
標値というベクタ形式とするので、データ量も少なく、
ヘアラインの修正を容易に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、木目柄を有する化粧シ
ートに対して「照り」と呼ばれる光沢模様を表現するた
めにエンボス加工を施すためのヘアラインのデータを、
木目の繊維の潜り角から作成する方法及び装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】壁紙や床材等の建材の表面装飾や、家具
の表面装飾のために用いる化粧シートにおいては、照り
と称される光沢模様を表現するために、多数のヘアライ
ンのパターンを直接化粧シートにエンボス加工したり、
あるいは透明なシートにヘアラインパターンをエンボス
加工してエンボスシートを作成し、そのエンボスシート
を木目柄等の模様を印刷した化粧シートに貼り付けて積
層構造とすることが広く行われている。

【０００３】このように、ヘアラインパターンをエンボ
ス加工することによって照りが表現できる原理は概略次
のようである。図５は、ヘアラインパターンをエンボス
加工して万線条溝Ｇが形成されたシートＥの斜視図であ
り、この例では、幅Ｗ１の万線条溝ＧがＷ２の間隔で多
数形成されている。シートＥの全体の厚みＤ１に対し
て、万線条溝Ｇは深さＤ２の溝を形成しており、多数の
万線条溝Ｇがほぼ平行に配置されている。このような万
線条溝Ｇからなるパターンは、幅Ｗ１をもった凹部と幅
Ｗ２をもった凸部との二段階の段差構造を有している。

【０００４】このような万線条溝Ｇが形成されたシート
Ｅは、その表面から得られる反射光の強度が位置によっ
て異なることが知られている。つまり、異方性反射を行
うのである。そして、このようなシートＥを見る視線を
連続的に変化させると、強く反射する箇所、即ち輝度が
高く、明るく光る箇所が変化していく。これが照りの移
動と称されるものである。

【０００５】さて、上述したような照り、及び照りの移
動を表現するヘアラインパターンとしては、エンボス加
工を行った場合に、天然の木材が発現するような自然な
照り、及び照りの移動を表現できるものが望ましいこと
は当然である。そこで、天然の木材が照り、及び照りの
移動を発現する原理を考えると、それは、木材表面にお
ける繊維潜り角に起因していることが知られている。概
略説明すると次のようである。

【０００６】図６は、材木板表面の繊維質の配向性と鏡
面反射率との関係を説明する図である。いま、材木板１
００の表面（切断面Ｊ）に、図に繊維方向ベクトルＦ→
（電子出願の制約から、本来符号の上部に付記するベク
トル記号“→”を符号右側に付記することにする）とし
て示すような配向性をもって繊維Ｆが配置されているも
のとする。このとき、切断面Ｊと繊維Ｆとのなす角ξは
繊維潜り角と呼ばれている。

【０００７】そして、材木板１００の上方に仮想光源２
００（面光源）を仮定し、この仮想光源２００から材木
板１００の表面（切断面Ｊ）に対して垂直な光線が照射
され、この表面からの拡散反射光および鏡面反射光を観
察することを考える。この場合、観察される拡散反射光
の強度は、材木板１００の表面の木目模様の色成分によ
って左右され、この拡散反射光による画像は、いわゆる
着色された模様として認識されることになる。一方、観
察される鏡面反射光の強度Ｗ（光沢度）は、繊維潜り角
ξによって左右され、通常、図７のグラフに示すような
関係となる。より正確には、各部における鏡面反射光強
度は、光の照射方向と繊維潜り角ξとの双方によって決
定される。即ち、図６に示すように、切断面Ｊ上の点Ｐ
において、光線方向ベクトルＬ→と繊維方向ベクトルＦ
→とを図のように定義すれば、両ベクトルの交錯角φに
よって点Ｐにおける鏡面反射光強度が決定されることに
なる。上述の例のように、光線方向ベクトルＬ→が切断
面Ｊに対して垂直であるモデルの場合、ベクトル交錯角
φ＝90°−ξとなり、図７のグラフに示すように、φ＝
90°のときに鏡面反射光強度が最高になり、φ＝ 0°の
ときに最低となる。

【０００８】実際の天然木から切り出した材木板の表面
に照り模様が見られるのは、切断面上の各部分ごとに異
なる繊維潜り角ξが得られるからであり、この部分毎に
異なる繊維潜り角ξに基づいて照り模様が現れることに
なるのである。また、以上のことから、例えば図６にお
いて観察位置を変えずに仮想光源２００を移動させた場
合、あるいは仮想光源２００の位置を固定して観察位置
を変えた場合には、材木板１００の照りが発現する位置
が変化することになることは明らかであろう。これが照
りの移動である。

【０００９】そこで、近年では、繊維潜り角の２次元分
布、即ち２次元スカラ場を求め、その求めた繊維潜り角
の２次元スカラ場に基づいてヘアラインパターンを作成
し、そのヘアラインパターンを用いてエンボス加工する
ことが行われている。

【００１０】ここで、繊維潜り角の２次元スカラ場を求
める方法としては、例えば、適宜な木理を有する繊維束
モデル、即ち適宜な配向性を有する繊維束のモデルを想
定し、そのモデルを所望の方向に切断したときの切断面
に現れる繊維の潜り角を演算する方法を用いてもよく、
また、本出願人が、先に、特願平１０−１０４８３１号
において提案した方法を用いてもよい。この特願平１０
−１０４８３１号において提案した方法について説明す
ると次のようである。

【００１１】この方法では、図８に示すように、天然木
材１０１、光源１０２、カメラ１０３、処理装置１０４
を用いる。木材１０１は繊維潜り角を測定する対象物と
なるものであり、天然の木材であればどのようなもので
あってもよい。この木材１０１は固定して配置される。
木材１０１に正対してカメラ１０３が配置されている。
このカメラ１０３も固定して配置される。カメラ１０３
は、製版カメラ、ＴＶカメラ、デジタルスチルカメラ等
の画像を撮影することができるものであればよい。ここ
では理解を容易にするためにデジタルスチルカメラを用
いるものとする。そして、図に示すようなｘｙｚの直交
座標系を定める。

【００１２】光源１０２は、できるだけ平行光線を放射
するものが望ましい。光線の色は白色光でよい。そし
て、この光源１０２は、図示しない適宜な手段によっ
て、図のｙ−ｚ平面内において、当該座標系の原点から
の距離を等しく保ったまま移動可能となされており、ど
のような位置においても当該座標系の原点に向けて光線
を放射するようになされている。つまり、光源１０２は
木材１０１を照明する角度が可変となされているのであ
る。

【００１３】このような構成において、まず、光源１０
２をある角度θ₁ の位置に置いて、カメラ１０３により
木材１０１を撮影する。このカメラ１０３で撮影された
画像のデジタルデータは処理装置１０４に取り込まれ
る。なお、カメラ１０３として製版フィルムを用いる場
合には、撮影したフィルムを現像し、スキャナ入力して
デジタル化して処理装置１０４に渡すようにすればよ
く、またＴＶカメラを用いる場合には、ＴＶカメラから
の画像信号をデジタル化して処理装置１０４に渡せばよ
い。

【００１４】また、後述するところから明らかなよう
に、処理装置１０４において繊維潜り角測定のために用
いられるのは輝度のデータのみであるから、例えばカメ
ラ１０３がＲ，Ｇ，Ｂの３色の画像データを出力するも
のである場合には、処理装置１０４はＧの画像データの
みを取り込むようにしてもよく、あるいはＲ，Ｇ，Ｂか
ら輝度を表すデータを生成して、その輝度のデータのみ
を用いるようにしてもよい。

【００１５】そして、処理装置１０４は、当該画像デー
タを角度θ₁ における画像データであることを登録す
る。これによって、光源１０２が角度θ₁ の位置に置か
れた場合の画像データが処理装置１０４に取り込まれる
ことになるが、次に、光源１０２の角度を△θだけ移動
して、カメラ１０３により木材１０１を撮影し、そのと
きの画像データを処理装置１０４に渡す。以下、同様に
して、光源１０２の角度を△θだけ移動させて木材１０
１を撮影して、そのときの画像データを処理装置１０４
に渡す動作を所定回数繰り返す。

【００１６】ここで、光源１０２を図８のｚ軸を中心と
してどのような角度範囲で移動させるか、また△θを何
度にするかは任意に定めることができるが、一般に、天
然木材の繊維潜り角ξは±１０°程度であるのが一般的
であるので、光源１０２を移動させる角度範囲は、図８
のｚ軸を中心として±３０°程度とすればよい。また、
△θについては、△θの値を小さくすれば精度よい測定
ができるが、測定時間が長くなるので、測定精度、測定
時間等を勘案して定めればよい。

【００１７】さて、いま光源１０２をθ₁ の角度位置か
らθ_N （N は自然数）の角度位置までＮ段階移動させて
木材１０１をＮ回撮影したとすると、処理装置１０４は
Ｎ枚の画像の輝度データを取り込み、それぞれの画像が
撮影されたときの光源１０２の角度と対応させて登録す
ることになる。

【００１８】そして、処理装置１０４は、ある位置の画
素に注目し、これらＮ枚の画像の当該画素位置における
輝度値を調べ、輝度値が最大となる画像のときの光源１
０２の角度位置を求め、その光源１０２の角度の半分の
角度を当該画素位置における繊維潜り角ξとし、当該繊
維潜り角ξを当該画素位置に登録する。

【００１９】例えば、ある画素位置に注目したとき、光
源１０２の角度がθ_i （i=1,…,N）のときに撮影した画
像の輝度値が最大であるときには、処理装置１０４は、
当該画素位置における繊維潜り角ξはθ_i／２ と定めて
登録するのである。

【００２０】繊維潜り角ξをこのように定めることの妥
当性は明らかである。即ち、例えば、図９のＡで示す位
置の輝度が最大となるのは、繊維イの繊維潜り角ξと、
光源１０２からの照明の角度と、カメラ１０３で撮影さ
れる方向が図９で示す関係になるときであり、このとき
Ａの位置にある繊維イの繊維潜り角ξは、角度の符号も
含めてθとなることは明らかである。なお、図９におい
て、ロはＡの位置における繊維イに対する垂線である。

【００２１】そして、処理装置１０４は、以上の処理を
全ての画素位置について行う。これによって、カメラ１
０３で撮影された画像の全ての画素位置について繊維潜
り角ξを求めることができ、各画素位置に対して繊維潜
り角が登録された２次元のスカラ場を生成することがで
きる。そして、このような繊維潜り角測定方法によれ
ば、天然の木材から直接に、当該天然木材の各位置にお
ける繊維潜り角を測定することが可能となる。

【００２２】以上のように、繊維潜り角の２次元スカラ
場を求める方法は種々あるのであるが、従来において
は、どのような方法であれ、繊維潜り角の２次元スカラ
場を求めた後は、その求めた繊維潜り角の２次元スカラ
場に基づいてエンボス加工を行うためのヘアラインのパ
ターンを直接作成していた。

【００２３】繊維潜り角の２次元スカラ場に基づいて、
ヘアラインパターンを作成する方法としては種々ある
が、その一例について図１０のフローチャートを参照し
て概略説明する。

【００２４】まず、ステップＳ２１において、ヘアライ
ンパターンを描画する作成画像のサイズを設定し、この
作成画像の全ての画素の画素値を 0に設定しておく。こ
こでは幅をｗ（以下、ｘ方向とする）、高さをｈ（以
下、ｙ方向とする）とする。このサイズは繊維潜り角の
２次元スカラ場と同じサイズとすればよいが、異なるサ
イズであってもよい。ただし、繊維潜り角の２次元スカ
ラ場の位置と、作成画像の位置とは一対一に対応させる
必要があるので、両者のサイズが異なっている場合には
両者のサイズを正規化する等して両者の位置の一対一対
応をとるようにすればよい。なお、以下においては、繊
維潜り角の２次元スカラ場の位置と、作成画像の位置と
は一対一対応がとれているものとする。

【００２５】上述したように繊維潜り角の２次元スカラ
場の各点にはそれぞれの位置における繊維の潜り角が定
義されているので、作成画像の任意の位置の画素Ｐ
（ｉ，ｊ）に対して、繊維潜り角の２次元スカラ場の
（ｉ，ｊ）の位置に定義されている繊維潜り角を対応付
けることができる。

【００２６】次のステップＳ２２では、この作成画像の
画素配列の第１行目に、ヘアラインパターンを作成する
ための代表画素の位置を定義すると共に、これらの各代
表画素の近傍に、連続配置された画素群からなる画素帯
をそれぞれ定義する処理が行われる。そしてこのとき、
代表画素及び画素帯の画素に画素値 1を書き込む。第１
行目に代表画素を何画素、どのような配置で定義するか
は任意であるが、互いに所定の間隔をおいて複数の代表
画素を定義すればよい。

【００２７】図１１にその例を示す。図１１は、作成画
像の第１行目に配置された多数の画素の中から、代表画
素Ｒ１１，Ｒ１２を定義した状態を示している。この図
の例では、第７列目の画素Ｐ（１，７）を最初の代表画
素Ｒ１１と定義し、以下、１０画素ピッチで現れる画素
Ｐ（１，１７），画素Ｐ（１，２７），画素Ｐ（１，３
７），…を代表画素Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４，…と定義
するようにしている。そして、これら各代表画素の近傍
に、画素帯を定義する。例えば、図１２は、各代表画素
の左右に隣接する各２画素を含めた全５画素からなる画
素帯Ｈ１１，Ｈ１２，…を定義した状態を示している。
この例では、画素帯は常に代表画素を中心とした全５画
素からなる画素群によって構成されるような設定を行っ
ている。ここでは、画素帯を構成する画素については、
内部にハッチングを施して示すことにし、特に、代表画
素については、中心に黒丸を付して示すことにする。

【００２８】次のステップＳ２３では、作成画像の画素
配列の行数を示すパラメータｙが初期値 1に設定され、
以下、ステップＳ２４，Ｓ２５の処理が繰り返し実行さ
れる。即ち、ステップＳ２６において、パラメータｙ＝
ｎ−１（ただし、ｎは全行数）と判断されるまで、ステ
ップＳ２７においてパラメータｙが１ずつ更新され、ス
テップＳ２４，Ｓ２５の処理が繰り返されることにな
る。

【００２９】ステップＳ２４では、第ｙ行目の各代表画
素について、これら各代表画素内の点に定義された繊維
潜り角の示す方向に位置する第（ｙ＋１）行目の画素を
求め、求めたこれらの画素を第（ｙ＋１）行目の代表画
素と定義し、これら第（ｙ＋１）行目の代表画素の近傍
に、連続配置された画素群からなる画素帯をそれぞれ定
義する処理が実行される。例えば、ｙ＝１の場合、図１
３に示すように、第１行目の代表画素Ｒ１１，Ｒ１２，
…に基づいて、第２行目の代表画素Ｒ２１，Ｒ２２，…
が決定され、図１４に示すように、この第２行目の代表
画素Ｒ２１，Ｒ２２に基づいて、第２行目の画素帯Ｈ２
１，Ｈ２２，…が定義されることになる。第２行目の代
表画素Ｒ２１，Ｒ２２は、図１３に示すように、第１行
目の代表画素Ｒ１１，Ｒ１２について定義されている繊
維潜り角ξ₁₁，ξ₁₂に基づいて決定される。具体的に
は、第２行目の画素のうち、繊維潜り角ξ₁₁に基づいて
定められる方向ベクトルに最も近い中心点を有する画素
が代表画素Ｒ２１として選択され、同様に、繊維潜り角
ξ₁₂に基づいて定められる方向ベクトルに最も近い中心
点を有する画素が代表画素Ｒ２２として選択される。ま
た、第２行目の画素帯Ｈ２１，Ｈ２２は、この例では、
各代表画素Ｒ２１，Ｒ２２の左右に隣接する各２画素を
含めた全５画素からなる画素帯として定義されている。
このとき、定義された代表画素及び画素帯の画素に対し
て画素値 1が書き込まれる。

【００３０】このように、ステップＳ２４において、第
２行目の代表画素および画素帯の定義が行われると、続
くステップＳ２５で調整処理が行われる。この調整処理
については後述する。続いて、ステップＳ２６，Ｓ２７
を経て、ｙ＝２に更新され、再びステップＳ２４の処理
が実行されることになる。今度は、第２行目の代表画素
Ｒ２１，Ｒ２２，…に定義されている繊維潜り角に基づ
いて、第３行目の代表画素Ｒ３１，Ｒ３２，…が決定さ
れ、これら代表画素Ｒ３１，Ｒ３２に基づいて、第３行
目の画素帯Ｈ３１，Ｈ３２，…が定義されることにな
る。以上の処理をｙ＝ｎ−１になるまで繰り返していけ
ば、最終的に得られた画素帯の集合によって、例えば、
図１５に示すようなヘアラインＭ１，Ｍ２，…が作成さ
れることになる。結局、上述の繰り返し処理は、個々の
ヘアラインを図の下方へと伸ばしていく処理ということ
になる。こうして得られたヘアラインの特徴は、個々の
画素に定義されている繊維潜り角に沿った流れをもって
いる、という点にある。なお、第ｉ行目の代表画素に基
づいて、第（ｉ＋１）行目の代表画素が決定できない場
合は、第（ｉ＋１）行目には代表画素も画素帯も定義せ
ず、第ｉ行目の画素帯をもって当該ヘアラインの終端と
するようにする。

【００３１】次に、図１０のステップＳ２５として示し
た調整処理について説明する。この調整処理の第１の目
的は、新たなヘアラインを発生させることにある。例え
ば、図１６に示す例のように、２本のヘアラインＭ１，
Ｍ２を図の下方へと徐々に伸ばしていったときに、両ヘ
アラインＭ１，Ｍ２の間隔が徐々に広がってきたとしよ
う。このような場合、そのまま放置しておくと、両ヘア
ラインＭ１，Ｍ２の間に、大きな空隙領域が発生するこ
とになり好ましくない。そこで、図示のように、両ヘア
ラインＭ１，Ｍ２間に、新たなヘアラインＭ３を発生さ
せる調整処理を行うのが好ましい。また、ステップＳ２
５の調整処理の第２の目的は、互いに接近する一対のヘ
アラインに挟まれたヘアラインを終端させることにあ
る。例えば、図１７に示す例のように、３本のヘアライ
ンＭ１，Ｍ２，Ｍ３を図の下方へと徐々に伸ばしていっ
たときに、両ヘアラインＭ１，Ｍ３の間隔が徐々に狭く
なってきたとしよう。このような場合、そのまま放置し
ておくと、３本のヘアラインＭ１，Ｍ２，Ｍ３が互いに
接触するようになり好ましくない。そこで、図示のよう
に、中央のヘアラインＭ２を終端させる調整処理を行う
のである。

【００３２】具体的には、ステップＳ２５では、ステッ
プＳ２４で発生させた第（ｉ＋１）行目の画素帯につい
て、次のようなチェックを行い、必要に応じて調整処理
を行えばよい。まず、相互の間隔が所定の基準以上離れ
た一対の画素帯が存在するか否かをチェックする。そし
て、そのような画素帯が存在する場合には、この一対の
画素帯の間に新たな代表画素を定義し、この新たな代表
画素に基づいて新たな画素帯を発生させる調整処理を行
う。図１６に示す例では、所定の基準をｄ１として、ｄ
１＝１１画素なる設定を行っており、一対の画素帯Ｍ
１，Ｍ２の間隔がｄ１以上となった第１２行目におい
て、新たな代表画素ＲＲおよびこれを含む新たな画素帯
を発生させ、新たなヘアラインＭ３を発生させるように
している。また、自己の左側に隣接する画素帯と自己の
右側に隣接する画素帯との間隔が所定の基準以下に接近
している画素帯が存在するか否かのチェックも行う。そ
して、そのような画素帯が存在する場合には、当該画素
帯およびその代表画素を消滅させる調整処理を行う。図
１７に示す例では、所定の基準をｄ２として、ｄ２＝１
０画素なる設定を行っており、画素帯Ｍ２の左側に隣接
する画素帯Ｍ１と、画素帯Ｍ２の右側に隣接する画素帯
Ｍ３との間隔が、ｄ２以下となった第１１行目におい
て、当該画素帯およびその代表画素ＲＲを消滅させてい
る。

【００３３】次に、１次元スカラ場を生成する（ステッ
プＳ２８）。この１次元スカラ場は、次のステップＳ２
９においてステップＳ２７までの処理で作成した各ヘア
ラインの形状を変形するためのものであるが、各ヘアラ
インの形状を変形するのは次のような理由による。

【００３４】ステップＳ２７までの処理で作成された２
値のヘアラインパターンに基づいて、例えば一般的なダ
イレクトエッチング法によりエンボス版用のシリンダに
凹凸を形成することができることは当然であるが、この
ようにして形成したエンボス版によって透明なシートに
エンボス加工を施してエンボスシートを作成したり、あ
るいは木目柄を印刷した化粧シートに直接エンボス加工
を施した場合、木目の照りを従来に比較して、よりリア
ルに表現できるのであるが、照りが鋭すぎてギラギラし
たものとなり、天然の木目の穏やかな木質感を得ること
は難しいものであった。

【００３５】この原因は、上述した処理によって作成さ
れたヘアラインの方向ベクトルが綺麗に揃い過ぎている
ことにあり、従って一つ一つのヘアラインパターンを多
少変形することによってヘアラインパターンの方向ベク
トルに揺らぎを持たせれば、照りの鋭さを緩和でき、以
て天然の木目の持つ穏やかな木質感を表現できるヘアラ
インパターンが得られることになる。つまり、ヘアライ
ンパターンを変形することによって艶消しを行うのであ
る。

【００３６】そのために用いるのが１次元スカラ場であ
り、この１次元スカラ場を一つ一つのヘアラインパター
ンに作用させて変形させるのである。この１次元スカラ
場としてはどのようなものを用いてもよいが、ヘアライ
ンパターンを変形するためのものであり、その変形とし
ては自然な揺らぎを持ったものとするのが望ましいの
で、１次元フラクタル場を用いるのがよい。１次元フラ
クタル場を生成するためには、例えば中点変位法を用い
ればよい。

【００３７】この１次元スカラ場のサイズは任意に設定
することができる。また、その値域はどのようなもので
もよいが、ここでは理解を容易にするために、［-1,1］
の範囲に正規化されているものとする。

【００３８】このようにして１次元スカラ場を用意した
ら、次にこの一次元スカラ場を各ヘアラインパターンに
作用させて変形する（ステップＳ２９）。まず、作成し
たヘアラインパターンの中の一つのヘアラインパターン
Ｍ_i を抽出し、図１８に示すように、このヘアラインパ
ターンのｙ方向の位置と１次元スカラ場の位置とを一対
一に対応させる。このためには、両者の長さを正規化す
ればよい。そして、いまこのヘアラインＭ_i のｐで示す
位置が１次元スカラ場のｑで示す位置に対応しており、
この位置でのスカラ値がＨ（ｑ）であるとすると、例え
ば、当該ヘアラインパターンのｐの位置の代表画素及び
画素帯の位置を［ｋ・Ｈ（ｑ）］だけ移動させるように
する。ここで、［ｋ・Ｈ（ｑ）］はｋ・Ｈ（ｑ）を越えな
い最大の整数値をとるものとする。また移動方向につい
ては、ｋ・Ｈ（ｑ）が正の値であれば図の右方向、即ち
ｘ座標値が大きくなる方向に移動させ、負の値であれば
図の左方向、即ちｘ座標値が小さくなる方向に移動させ
るようにすればよい。また、ｋは係数であり、適宜な値
を用いることができるが、この場合のように１次元スカ
ラ場の値域が［-1,1］の範囲に正規化されている場合に
は、ｋは代表画素及び画素帯の移動量の最大幅、即ち変
形の大きさを定めるものとなるから、比較的小さな値と
するのが望ましい。ｋの値を大きくするとヘアラインパ
ターンが大きく変形されることになり、このようなヘア
ラインパターンでは天然の木目の持つ穏やかな木質感を
表現することができなくなる可能性があるからである。
上述したようにヘアラインパターンの変形は方向ベクト
ルに多少の揺らぎを持たせるだけで足りるので、ｋの値
は比較的小さな値でよいのである。

【００３９】図１９はヘアラインパターンの変形の例を
示す図であり、当該ヘアラインパターンＭ_i のｐの位置
の代表画素及び画素帯が図１９（ａ）の斜線で示すよう
であり、［ｋ・Ｈ（ｑ）］＝３であり、且つｋ・Ｈ（ｑ）
が正の値であるとすると、この代表画素及び画素帯は図
１９（ｂ）に示すように図の右方向に３画素だけ移動さ
れることになる。

【００４０】以上の処理を当該ヘアラインパターンＭ_i
の全ての位置について行い、当該ヘアラインパターンＭ
_i の変形処理が終了したら、他のヘアラインパターンに
ついても同様にして変形を行う。このようにしてステッ
プＳ２７までの処理で作成した全てのヘアラインパター
ンについて変形の処理を行えば、艶消し効果を有するヘ
アラインパターンを得ることができ、天然の木目の持つ
穏やかな木質感を表現できるヘアラインパターンが得ら
れる。そして、この艶消しの度合いは、ステップＳ２８
で生成する一次元スカラ場、あるいは係数ｋによって容
易に制御することができる。

【００４１】なお、上述したヘアラインパターンの変形
のための演算はあくまでも一例に過ぎないものであっ
て、代表画素及び画素帯の移動量を決定するための演算
は、生成する１次元スカラ場等に応じて適宜に定めるこ
とが可能であることは当然である。また、上記の説明で
は全てのヘアラインパターンの変形に際して同じ係数ｋ
を用いるものとしたが、各ヘアラインパターンの変形に
際して互いに異なる係数を用いるようにすることも可能
である。そのためには、例えばステップＳ２９において
ヘアラインパターンの数だけの係数を定めておけばよ
い。あるいは、ステップＳ２９においてヘアラインパタ
ーンの数だけの１次元スカラ場を生成し、ヘアラインパ
ターンと１次元スカラ場を対応させ、あるヘアラインパ
ターンを変形するに際しては対応付けされた１次元スカ
ラ場を作用させるようにしてもよい。

【００４２】このようにして全てのヘアラインパターン
を変形したら、次に再度調整処理を行う（ステップＳ３
０）。この調整処理はステップＳ２５の調整処理と同様
である。ここで再び調整処理を行うのは、ヘアラインパ
ターンを変形した結果、隣接するヘアラインの間に大き
な空隙領域が発生したり、あるいは隣接するヘアライン
が互いに接触するようになる可能性があるからである。
そして、この調整処理が終了するとヘアラインパターン
作成処理は終了となり、艶消し効果を有するヘアライン
パターンが得られる。

【００４３】このようにして、２値画像であるヘアライ
ンパターンが作成されるが、この後、作成したヘアライ
ンパターンに基づいてエンボス版を作成し、そのエンボ
ス版を用いて、化粧シートに直接エンボス加工を施した
り、あるいは透明なシートにエンボス加工を施して化粧
シートに貼り付けることによって、照り、及び照りの移
動を表現できる化粧シートを得ることができる。

【００４４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おいては上述したように、繊維潜り角の２次元スカラ場
から直接２値のビットマップのヘアラインパターンを作
成していたので、ヘアラインを修正する場合にはその処
理が非常に面倒であった。

【００４５】即ち、例えば、ヘアラインパターンにおい
てはヘアラインの密度は場所によらず一様であることが
望ましいが、繊維潜り角の２次元スカラ場から作成した
ヘアラインパターンでは必ずしもヘアラインの密度は一
様ではなく、密度が高い箇所、低い箇所があるのが実際
であり、このようなヘアラインパターンに対してはヘア
ラインを削除する等の修正が必要となる。

【００４６】また、例えば、作成したヘアラインパター
ンに基づいてエンボス版を作成し、そのエンボス版を用
いて化粧シートにエンボス加工を施したときに、当該化
粧シートで発現される照り、あるいは照りの移動がデザ
イナが意図したものと異なっている場合がある。このよ
うな場合には、ヘアラインの揺らぎ、あるいは形状、ま
たは太さ、角度等を修正する必要が生じる。

【００４７】更に、例えば作成したヘアラインパターン
は、それ単独で用いられる場合もあるが、図２０に示す
ように、ヘアラインパターンＨ₁ とヘアラインパターン
Ｈ₂とをヘアラインの長さ方向（図のｙ方向）に隙間な
く繋ぎ合わせて使用する場合がある。なお、図２０にお
いて、二つのヘアラインパターンＨ₁ ，Ｈ₂ は同じヘア
ラインパターンでもよく、異なるヘアラインパターンで
もよい。このような場合、図の矢印で示す繋ぎ合わせ位
置ではヘアラインは連続していなければならない。なぜ
なら、繋ぎ合わせ位置でヘアラインが連続していない場
合には、繋ぎ合わせ位置の部分が目立ってしまうからで
ある。従って、この場合にも繋ぎ合わせ位置においてヘ
アラインの修正が必要となる場合がある。

【００４８】このように、作成したヘアラインパターン
においてはヘアラインの修正が必要となる場合があるの
であるが、従来においては繊維潜り角の２次元スカラ場
から直接２値のビットマップのヘアラインパターンを作
成していたので、ヘアラインの修正はビットマップデー
タ上で各画素毎に行わなければならず、非常に煩わし
く、時間がかかるものであった。

【００４９】そこで、本発明は、ヘアラインの修正を容
易に行うことができるヘアラインデータの作成方法及び
装置を提供することを目的とするものである。

【００５０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のヘアラインデータの作成方法は、ヘアラ
インパターンを作成するための２次元スカラ場を入力
し、その２次元スカラ場に基づいて疑似ヘアラインを生
成して各ヘアラインを作成するための制御点の座標値を
求め、その制御点の座標値をそのまま、あるいは間引い
てヘアラインデータとして登録することを特徴とする。

【００５１】また、本発明に係るヘアラインデータの作
成装置は、ヘアラインパターンを作成するための２次元
スカラ場を入力する２次元スカラ場入力手段と、２次元
スカラ場入力手段で入力した２次元スカラ場に基づいて
疑似ヘアラインを生成して各ヘアラインを作成するため
の制御点の座標値を求める疑似ヘアライン生成手段と、
疑似ヘアライン生成手段によって求めた各疑似ヘアライ
ンの制御点の座標値をそのまま、あるいは間引いてヘア
ラインデータとして登録する手段とを備えることを特徴
とする。

【００５２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ実施の形
態について説明する。まず、本発明に係るヘアラインデ
ータの作成方法について説明する。図１はヘアラインデ
ータ作成方法における処理の工程の一実施形態を示すフ
ローチャートである。

【００５３】まず、２次元スカラ場を入力する（ステッ
プＳ１）。ここでは繊維潜り角の２次元スカラ場を入力
するものとするが、最終的にヘアラインパターンを作成
することのできる２次元スカラ場であればどのようなも
のでもよい。なお、繊維潜り角の２次元スカラ場は、上
述した特願平１０−１０４８３１号で提案した方法によ
って作成したものであってもよく、その他の方法で作成
したものであってもよい。

【００５４】次に、疑似ヘアラインを生成する（ステッ
プＳ２）。このためには、まず所望の大きさの２次元平
面を設定し、その２次元平面内に疑似ヘアラインの開始
点を所望の個数設定する。なお、当該２次元平面の横軸
をｘ軸、縦軸をｙ軸とし、疑似ヘアラインはｙ軸方向に
生成するものとする。

【００５５】ここで、疑似ヘアラインの開始点の位置
は、乱数を発生させてランダムに設定してもよく、ある
いは縦横にそれぞれ所望の間隔で格子状に設定してもよ
い。なお、ここで「疑似ヘアラインの生成」と称してい
るのは、従来のようにここで生成したヘアラインをその
まま２値のビットマップのパターンとして用いるのでは
なく、ここで行うのは、後に実際に２値のビットマップ
のヘアラインパターンを作成する場合に、各ヘアライン
を作成するために用いる制御点の座標値を求める処理で
あるからである。

【００５６】さて、疑似ヘアラインの生成の処理の例を
図２に示す。図２に示すフローチャートは、一つの疑似
ヘアラインを生成するための処理であり、従って、図２
に示す処理を全ての疑似ヘアラインの開始点に対して実
行することによって、全ての疑似ヘアラインが生成され
ることになる。

【００５７】まず、ステップＳ１１のパラメータ設定に
おいて、先に設定した疑似ヘアラインの開始点の中から
一つの開始点を抽出する。ここでは当該疑似ヘアライン
の開始点は（ｓ_x ，ｓ_y ）であるとする。また、繊維潜
り角の２次元スカラ場のある位置における繊維潜り角ξ
から、その位置における方向ベクトルを算出するための
関数Ｆ（ξ）を定義する。この関数Ｆ（ξ）は適宜な関
数でよい。更に、当該疑似ヘアラインのｙ軸方向のヘア
ライン長Ｌと、疑似ヘアラインを生成する場合の描画ス
テップ△ｄを設定する。

【００５８】次に、ステップＳ１２において初期値を定
める。まず当該疑似ヘアラインの第１制御点Ｐ₀（ｘ₀，
ｙ₀） を定めるが、第１制御点は当該疑似ヘアラインの
開始点に他ならないから、ｘ₀＝ｓ_x，ｙ₀＝ｓ_yである。
次に制御点数ｎと、当該疑似ヘアラインの描画長ｄを定
めるが、この第１制御点においてはｎ＝１であり、ｄ＝
０である。

【００５９】次に、ステップＳ１３の処理を、ｄ＞Ｌを
満足するまで繰り返す。ステップＳ１３の処理は、第ｎ
制御点の座標値を求めるための処理であり、第（ｎ−
１）制御点の位置（ｘ_n-1，ｙ_n-1）に対応する繊維潜り
角の２次元スカラ場の位置における繊維潜り角をξとし
たとき、例えば ｘ_n ＝ｘ_n-1＋△ｄ×Ｆ（ξ） ｙ_n ＝ｙ_n-1＋△ｄ で演算すればよい。そして、制御点数ｎをインクリメン
トして（ｎ＋１）とし、同様に当該疑似ヘアラインの描
画長ｄを（ｄ＋△ｄ）にインクリメントする。そして、
このステップＳ１３の処理を、ステップＳ１４のｄ＞Ｌ
を満足するまで繰り返す。なお、ステップＳ１３の処理
によれば、△ｄの値によっては生成される疑似ヘアライ
ンのヘアライン長ｄは、ステップＳ１１で設定されたＬ
の値より小さくなる場合があるが、その差は小さなもの
であるので問題はないものである。

【００６０】そして、ステップＳ１４の判断処理によっ
てｙｅｓと判断された場合には、ステップＳ１２で定め
た第１制御点の座標値、及びステップＳ１３で求められ
た第２制御点〜第ｎ制御点の座標値を出力する（ステッ
プＳ１５）。なお、ステップＳ１１で設定する疑似ヘア
ラインのヘアライン長Ｌ、及び描画ステップ△ｄの値
は、全ての疑似ヘアラインについて同じでもよく、疑似
ヘアライン毎に適宜な値を設定してもよいものである。

【００６１】以上が、図１のステップＳ２の疑似ヘアラ
イン生成の処理であり、これによって、２次元平面上に
設定された全ての開始点から疑似ヘアラインが生成さ
れ、それらの疑似ヘアラインについての制御点の座標値
が出力されることになる。

【００６２】ステップＳ２の次に、ステップＳ３の処理
において、データ削減を行う。ただし、このステップＳ
３の処理は必要不可欠の処理ではなく、ステップＳ２で
出力された各疑似ヘアラインの制御点の座標値をそのま
ま登録してもよいものであるが、ここでは、よりデータ
量を削減するものとしている。

【００６３】このデータ削減の処理は、ステップＳ２で
出力された各疑似ヘアラインについて制御点数を適宜な
間隔で間引くことで行う。実際には、一つの疑似ヘアラ
インについて、最終的に１０点程度の制御点を残せばよ
い。

【００６４】データ削減を行った後に、各疑似ヘアライ
ンについて、残された制御点の座標値を登録する（ステ
ップＳ４）。これで全ての処理が終了となる。

【００６５】このように、このヘアラインデータの作成
方法によれば、繊維潜り角の２次元スカラ場から直接、
２値のビットマップのヘアラインパターンを作成するの
ではなく、一旦所望の個数の疑似ヘアラインを生成し、
それらの各疑似ヘアラインの制御点の座標値をヘアライ
ンデータとして持つのである。つまり、ヘアラインデー
タをベクタ形式で持つことになるので、従来のような２
値のビットマップのヘアラインパターンの場合に比較し
て、その扱いは容易となる。

【００６６】以上、ヘアラインデータの作成方法の実施
形態について説明したが、以下、上述の処理によって作
成したヘアラインデータからどのようにして２値のビッ
トマップのヘアラインパターンを作成するかについて図
３を参照して説明する。

【００６７】図３に示す処理においては、各ヘアライン
に対して、回転角度、揺らぎ、線幅のパラメータを所望
のように設定する（ステップＳ１６）と共に、上述した
処理によって得られたヘアラインデータ、即ち一つ一つ
のヘアラインのデータがベクタ形式となされたヘアライ
ンデータを一つ読み出す（ステップＳ１７）。なお、揺
らぎとしては図１０のステップＳ２８について説明した
ように、１次元フラクタル場を生成すればよい。

【００６８】そして、ステップＳ１８のヘアラインパタ
ーン作成の処理においては、ステップＳ１７で読み出さ
れたベクタ形式のヘアラインデータと、当該ヘアライン
に対してステップＳ１６で設定された回転角度、揺ら
ぎ、線幅のパラメータを取り込み、取り込んだヘアライ
ンデータの制御点の座標値に基づいてスプライン曲線を
発生させてヘアラインを描画し、その描画した曲線に対
して、設定された回転角度のパラメータに基づいて回転
処理を施し、揺らぎのパラメータに基づいて揺らぎを持
たせ、更に当該曲線に設定された線幅を付す。なお、曲
線に揺らぎを持たせるためには、例えば図１０のステッ
プＳ２９の処理と同様の処理を行えばよい。また、ヘア
ラインデータの制御点の座標値からヘアラインの曲線を
描画するためには、スプライン曲線の他にも適宜な関数
を用いることが可能であることは当業者に明らかであ
る。

【００６９】以上の処理を全てのヘアラインのデータに
ついて行うことによって、２値のビットマップのヘアラ
インパターンが得られるので、この後は、従来と同様
に、当該ヘアラインパターンに基づいてエンボス版を作
成し、そのエンボス版によって所望のシートにエンボス
加工を施せばよい。なお、図３のステップＳ１６の初期
設定において設定するパラメータとしては、回転角度、
揺らぎ、線幅の他にも適宜なパラメータを設定すること
が可能である。

【００７０】以上の説明から明らかなように、このヘア
ラインデータの作成方法によれば、ヘアラインデータ
は、スプライン曲線等によってヘアラインを描画可能な
制御点の座標値というベクタ形式となされているので、
ヘアラインデータのデータ量を従来のようにビットマッ
プ形式とする場合に比較して、そのデータ量を減少させ
ることができ、また、ヘアラインデータに基づいて２値
のビットマップのヘアラインパターンを作成した後に何
等かの修正を施したい場合には、ヘアラインを描画する
場合に用いる、回転角度、揺らぎ、線幅などのパラメー
タを変更するだけでよく、従来のようにヘアラインパタ
ーンの修正をビットマップデータ上で各画素毎に行う場
合に比較して、大幅に容易になり、オペレータの作業負
担を大幅に軽減することができる。

【００７１】以上、本発明に係るヘアラインデータの作
成方法の実施形態、及びそのヘアラインデータの作成方
法で作成したヘアラインデータの使用形態について説明
したが、次に、本発明に係るヘアラインデータの作成装
置の実施形態について説明する。

【００７２】この装置は、図４に示すように、２次元ス
カラ場入力手段１、疑似ヘアライン生成手段２、データ
削減手段３、登録手段４を備えている。２次元スカラ場
入力手段１は、図１のステップＳ１の処理を行うもので
あり、例えば適宜な方法によって作成された繊維潜り角
の２次元スカラ場を入力するためのものである。疑似ヘ
アライン生成手段２は図１のステップＳ２の処理を行う
ものであり、データ削減手段３は図１のステップＳ３の
処理を行うものであり、登録手段４は図１のステップＳ
４の処理を行うものである。なお、上述したところから
明らかなように、データ削減手段３は省略可能である。

【００７３】これらの２次元スカラ場入力手段１、疑似
ヘアライン生成手段２、データ削減手段３、登録手段４
の各構成要素は、いずれもコンピュータを利用して構築
される構成要素であり、最終的に、このコンピュータに
よって、ヘアラインデータが登録されることになる。

【００７４】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく
種々の変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るヘアラインデータの作成方法の
一実施形態の処理を示すフローチャートである。

【図２】 図１のステップＳ２の詳細な処理を示すフロ
ーチャートである。

【図３】 図１に示す処理により作成したヘアラインデ
ータの使用形態の例を説明するためのフローチャートで
ある。

【図４】 本発明に係るヘアラインデータの作成装置の
一実施形態を示す図である。

【図５】 木質感エンボスシートの表面に形成された万
線条溝Ｇの構造を示す斜視図である。

【図６】 一般的な材木板における繊維方向ベクトルＦ
→と光線方向ベクトルＬ→との関係を示す側断面図であ
る。

【図７】 一般的な材木板におけるベクトル交錯角φ
（繊維潜り角ξ）と鏡面反射光強度Ｗとの関係を示すグ
ラフである。

【図８】 本出願人が特願平１０−１０４８３１号で提
案した、天然木材から繊維潜り角の２次元スカラ場を生
成する方法を説明するための図である。

【図９】 本出願人が特願平１０−１０４８３１号で提
案した、天然木材から繊維潜り角の２次元スカラ場を生
成する方法を説明するための図である。

【図１０】 ヘアラインパターン形成の詳細な処理手順
を示すフローチャートである。

【図１１】 図１０のステップＳ２２で、第１行目に定
義された代表画素を示す図である。

【図１２】 図１０のステップＳ２２で、第１行目に定
義された画素帯を示す図である。

【図１３】 図１０のステップＳ２４で、第１行目の代
表画素に基づいて、第２行目に定義された代表画素を示
す図である。

【図１４】 図１０の流れ図におけるステップＳ２４
で、第１行目の代表画素に基づいて、第２行目に定義さ
れた画素帯を示す図である。

【図１５】 図１０の流れ図に示す手順により生成され
たヘアラインを示す図である。

【図１６】 図１０のステップＳ２５の調整処理によ
り、新たなヘアラインＭ３が発生した状態を示す図であ
る。

【図１７】 図１０のステップＳ２５の調整処理によ
り、ヘアラインＭ２が終端した状態を示す図である。

【図１８】 図１０のステップＳ２９のヘアラインパタ
ーンの変形の処理を説明するための図である。

【図１９】 図１０のステップＳ２９のヘアラインパタ
ーンの変形の処理によって代表画素及び画素帯が移動さ
れて変形された場合の例を示す図である。

【図２０】 発明が解決しようとする課題を説明するた
めの図である。

【符号の説明】

１…２次元スカラ場入力手段 ２…疑似ヘアライン生成手段 ３…データ削減手段 ４…登録手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヘアラインパターンを作成するための２次
   元スカラ場を入力し、その２次元スカラ場に基づいて疑
   似ヘアラインを生成して各ヘアラインを作成するための
   制御点の座標値を求め、その制御点の座標値をそのま
   ま、あるいは間引いてヘアラインデータとして登録する
   ことを特徴とするヘアラインデータの作成方法。
2. 【請求項２】ヘアラインパターンを作成するための２次
   元スカラ場を入力する２次元スカラ場入力手段と、 ２次元スカラ場入力手段で入力した２次元スカラ場に基
   づいて疑似ヘアラインを生成して各ヘアラインを作成す
   るための制御点の座標値を求める疑似ヘアライン生成手
   段と、 疑似ヘアライン生成手段によって求めた各疑似ヘアライ
   ンの制御点の座標値をそのまま、あるいは間引いてヘア
   ラインデータとして登録する手段とを備えることを特徴
   とするヘアラインデータの作成装置。