JP2000030031A - 物体反射光の色調可視化方法 - Google Patents
物体反射光の色調可視化方法Info
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- JP2000030031A JP2000030031A JP10192816A JP19281698A JP2000030031A JP 2000030031 A JP2000030031 A JP 2000030031A JP 10192816 A JP10192816 A JP 10192816A JP 19281698 A JP19281698 A JP 19281698A JP 2000030031 A JP2000030031 A JP 2000030031A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 物体の外観を画面表示し、又はプリント出力
する際に、見る方向によって物体からの反射光の反射角
度が変化することに基づき、その色調をできるだけ正確
に可視化して表示又は出力する方法を提供する。 【解決手段】 物体２１の表面形状を複数の微小平面２
３の集合として構成し、各微小平面２３から観察者の視
点に至る光路２４と微小平面２３との成す角度θを求
め、あらかじめ用意した物体の反射光の反射角θと色調
との関係を記述した反射光特性テーブルを参照して、観
察者２２から見た微小平面２３の色調を求め、上記の処
理を観察者から見える物体表面の全域にわたって各微小
平面２３ごとに繰り返し、得られた各微小平面２３ごと
の色調を画面上又はプリント紙面上で対応する微小領域
に表示する。
する際に、見る方向によって物体からの反射光の反射角
度が変化することに基づき、その色調をできるだけ正確
に可視化して表示又は出力する方法を提供する。 【解決手段】 物体２１の表面形状を複数の微小平面２
３の集合として構成し、各微小平面２３から観察者の視
点に至る光路２４と微小平面２３との成す角度θを求
め、あらかじめ用意した物体の反射光の反射角θと色調
との関係を記述した反射光特性テーブルを参照して、観
察者２２から見た微小平面２３の色調を求め、上記の処
理を観察者から見える物体表面の全域にわたって各微小
平面２３ごとに繰り返し、得られた各微小平面２３ごと
の色調を画面上又はプリント紙面上で対応する微小領域
に表示する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、物体の外観をＣＲ
Ｔ等の画面に表示し、又はプリント出力する際に、その
物体から反射される光の色調をコンピュータシミュレー
ションによって可視化して表示又は出力する方法に関す
る。
Ｔ等の画面に表示し、又はプリント出力する際に、その
物体から反射される光の色調をコンピュータシミュレー
ションによって可視化して表示又は出力する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】このような色調表示方法として、物体の
反射率と光源の位置を予（あらかじ）め決定し、光線追
跡法によって光源からの光線が物体表面で反射する場合
を計算し立体を画面表示する方法がある。しかし、色調
については、物体の反射率を明るさに反映させることや
見た目の印象で適当に割り付ける程度に留まっていた。
反射率と光源の位置を予（あらかじ）め決定し、光線追
跡法によって光源からの光線が物体表面で反射する場合
を計算し立体を画面表示する方法がある。しかし、色調
については、物体の反射率を明るさに反映させることや
見た目の印象で適当に割り付ける程度に留まっていた。
【０００３】一方、光源の方向は特定されず物体の周囲
から均一な散乱光が照射されている場合、つまり散乱光
源の場合であっても、例えば光学多層膜が表面に形成さ
れたガラス板を含む物体の場合、見る方向によって様々
な色調に見える。特に、ガラス板が曲面形状を有する場
合、見る方向によってガラス板がどのような色調に見え
るかを想定することは困難である。
から均一な散乱光が照射されている場合、つまり散乱光
源の場合であっても、例えば光学多層膜が表面に形成さ
れたガラス板を含む物体の場合、見る方向によって様々
な色調に見える。特に、ガラス板が曲面形状を有する場
合、見る方向によってガラス板がどのような色調に見え
るかを想定することは困難である。
【０００４】もし、このような場合にガラス板等の色調
を正確に画面表示又はプリント出力することができれ
ば、外観デザインを検討又は決定する際、あるいは需要
者に説明する際に有益なツールとなり得る。
を正確に画面表示又はプリント出力することができれ
ば、外観デザインを検討又は決定する際、あるいは需要
者に説明する際に有益なツールとなり得る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
のような点に鑑み、物体の外観を画面表示し、又はプリ
ント出力する際に、見る方向によって物体からの反射光
の反射角度が変化することに基づき、その色調をできる
だけ正確に可視化して表示又は出力する方法を提供する
ことを目的とする。
のような点に鑑み、物体の外観を画面表示し、又はプリ
ント出力する際に、見る方向によって物体からの反射光
の反射角度が変化することに基づき、その色調をできる
だけ正確に可視化して表示又は出力する方法を提供する
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による物体反射光
の色調可視化方法は、物体の外観をコンピュータ処理に
よって画面表示等として出力する際に、イ）物体の表面
形状を複数の微小平面の集合として構成し、ロ）各微小
平面から観察者の視点に至る光路と前記微小平面との成
す角度を求め、ハ）あらかじめ用意した物体の反射光の
反射角度と色調との関係を記述した反射光特性テーブル
を参照して、観察者から見たその微小平面の色調を求
め、ニ）上記の工程ロ）及びハ）を観察者から見える物
体表面の全域にわたって各微小平面ごとに繰り返し、
ホ）得られた各微小平面ごとの色調を画面上又はプリン
ト紙面上で対応する微小領域に表示することを特徴とす
る。
の色調可視化方法は、物体の外観をコンピュータ処理に
よって画面表示等として出力する際に、イ）物体の表面
形状を複数の微小平面の集合として構成し、ロ）各微小
平面から観察者の視点に至る光路と前記微小平面との成
す角度を求め、ハ）あらかじめ用意した物体の反射光の
反射角度と色調との関係を記述した反射光特性テーブル
を参照して、観察者から見たその微小平面の色調を求
め、ニ）上記の工程ロ）及びハ）を観察者から見える物
体表面の全域にわたって各微小平面ごとに繰り返し、
ホ）得られた各微小平面ごとの色調を画面上又はプリン
ト紙面上で対応する微小領域に表示することを特徴とす
る。
【０００７】このような方法によれば、物体の表面で反
射して観察者の目に届く光の色調を、物体表面の微小領
域ごとに求めて画面等に出力するので、観察者から見え
る物体の色調をより正確に表現することができる。当然
のことながら、工程イ）における微小平面が小さいほ
ど、すなわち、物体の表面形状をより多くの微小平面に
分割するほど、物体全体の色調をより正確に、かつ滑ら
かな画像として表現することができる。
射して観察者の目に届く光の色調を、物体表面の微小領
域ごとに求めて画面等に出力するので、観察者から見え
る物体の色調をより正確に表現することができる。当然
のことながら、工程イ）における微小平面が小さいほ
ど、すなわち、物体の表面形状をより多くの微小平面に
分割するほど、物体全体の色調をより正確に、かつ滑ら
かな画像として表現することができる。
【０００８】好ましくは、反射光特性テーブルが、光源
の分光分布と物体の分光反射特性と等色関数の重価積分
とによって求めた物体の反射光の反射角度と三刺激値
Ｘ，Ｙ．Ｚとの関係を記述したものであり、工程ハ）
は、反射光特性テーブルを参照して求めた三刺激値Ｘ，
Ｙ．ＺからＲ，Ｇ，Ｂ三原色への変換処理を含んでい
る。
の分光分布と物体の分光反射特性と等色関数の重価積分
とによって求めた物体の反射光の反射角度と三刺激値
Ｘ，Ｙ．Ｚとの関係を記述したものであり、工程ハ）
は、反射光特性テーブルを参照して求めた三刺激値Ｘ，
Ｙ．ＺからＲ，Ｇ，Ｂ三原色への変換処理を含んでい
る。
【０００９】更に、画面上に三次元表示された物体が観
察者の視点に対して接近、離間、回転等が自在であり、
その操作による物体の外観形状の変化に追随して物体の
色調が変化するように、回転の処理速度に追随させて工
程ロ）〜ホ）を実行することが好ましい。
察者の視点に対して接近、離間、回転等が自在であり、
その操作による物体の外観形状の変化に追随して物体の
色調が変化するように、回転の処理速度に追随させて工
程ロ）〜ホ）を実行することが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。まず、図１に反射光特性テーブルの
作成処理のフローチャートを示す。ステップ１におい
て、必要なデータを入力する。このデータには、物体
（例えばガラス）の表面に形成された膜の構成、膜厚、
膜及び基板（ガラス）の光学特性、光源の波長等が含ま
れる。
基づいて説明する。まず、図１に反射光特性テーブルの
作成処理のフローチャートを示す。ステップ１におい
て、必要なデータを入力する。このデータには、物体
（例えばガラス）の表面に形成された膜の構成、膜厚、
膜及び基板（ガラス）の光学特性、光源の波長等が含ま
れる。
【００１１】ステップ２で、光学特性の計算を行う。そ
の計算結果がステップ３で出力される。一次光学特性と
して、透過率、反射率、吸収率等のデータが出力され
る。更に、これらの一次光学特性から反射光の角度と
Ｘ，Ｙ，Ｚ３刺激値との関係を記述した反射光特性テー
ブルが作成される（ステップ４）。このようにして作成
されたテーブルの一部を図２に例示する。
の計算結果がステップ３で出力される。一次光学特性と
して、透過率、反射率、吸収率等のデータが出力され
る。更に、これらの一次光学特性から反射光の角度と
Ｘ，Ｙ，Ｚ３刺激値との関係を記述した反射光特性テー
ブルが作成される（ステップ４）。このようにして作成
されたテーブルの一部を図２に例示する。
【００１２】つぎに、色調表示処理のフローチャートを
図３に示す。ステップ１１で、物体のガラス部の表面形
状を入力する。表面形状が複数の微小平面の集合として
メッシュ形式で構成される。ステップ１２でガラス部以
外の部分の表面形状を含む物体の全体形状が入力され
る。例えばビルディングや自動車の全体の外観形状が入
力される。ステップ１３及び１４で観察者の視点に対し
て物体が回転したか否かが判断される。回転したことが
検出されると、ステップ１５以後の処理が実行される。
図３に示す。ステップ１１で、物体のガラス部の表面形
状を入力する。表面形状が複数の微小平面の集合として
メッシュ形式で構成される。ステップ１２でガラス部以
外の部分の表面形状を含む物体の全体形状が入力され
る。例えばビルディングや自動車の全体の外観形状が入
力される。ステップ１３及び１４で観察者の視点に対し
て物体が回転したか否かが判断される。回転したことが
検出されると、ステップ１５以後の処理が実行される。
【００１３】ステップ１５で物体の表面形状を構成する
微小平面の番号ｉに１を代入し、ステップ１６でその微
小平面と観察者の視点との成す角度θを計算する。ステ
ップ１７で、上述の反射光特性テーブルを参照して、角
度θに対応するＸ，Ｙ，Ｚ３刺激値を求める。ステップ
１８では、Ｘ，Ｙ，Ｚ３刺激値からＲ，Ｇ，Ｂ三原色を
計算する。例えば、カラーＣＲＴに表示する場合のＲ，
Ｇ，Ｂの値は次式にしたがって求める。
微小平面の番号ｉに１を代入し、ステップ１６でその微
小平面と観察者の視点との成す角度θを計算する。ステ
ップ１７で、上述の反射光特性テーブルを参照して、角
度θに対応するＸ，Ｙ，Ｚ３刺激値を求める。ステップ
１８では、Ｘ，Ｙ，Ｚ３刺激値からＲ，Ｇ，Ｂ三原色を
計算する。例えば、カラーＣＲＴに表示する場合のＲ，
Ｇ，Ｂの値は次式にしたがって求める。
【００１４】
【数１】 Ｒ＝ｋ（1.9106Ｘ−0.5326Ｙ−0.2883Ｚ） Ｇ＝ｋ（−0.9843Ｘ＋1.9984Ｙ−0.0283Ｙ） Ｂ＝ｋ（0.0584Ｘ−0.1185Ｙ＋0.8985Ｚ） ここで、ｋは係数であり、例えばＲ，Ｇ，Ｂの値をそれ
ぞれ８ビットで構成する場合、ｋ＝２．５５と設定され
る。
ぞれ８ビットで構成する場合、ｋ＝２．５５と設定され
る。
【００１５】このようにして求められたＲ，Ｇ，Ｂの値
は、最終的に物体のカラー画像を表示するためのデータ
として所定のメモリに格納される（ステップ１９）。ス
テップ２０で微小平面の番号ｉが全微小平面数ｎと比較
され、ｉがｎより小さい場合はｉに１が加算されて（ス
テップ２１）、ステップ１６に戻る。ｉがｎに達すれ
ば、その物体の位置角度における全体の色調を求める処
理が終了し、ステップ１３に戻る。
は、最終的に物体のカラー画像を表示するためのデータ
として所定のメモリに格納される（ステップ１９）。ス
テップ２０で微小平面の番号ｉが全微小平面数ｎと比較
され、ｉがｎより小さい場合はｉに１が加算されて（ス
テップ２１）、ステップ１６に戻る。ｉがｎに達すれ
ば、その物体の位置角度における全体の色調を求める処
理が終了し、ステップ１３に戻る。
【００１６】
【実施例】つぎに、本発明の方法にしたがってガラスの
色調を表示した実施例について説明する。
色調を表示した実施例について説明する。
【００１７】まず、ガラス板の表面に光学多層膜を形成
し、この光学多層膜付きガラスの光反射率特性を分光光
度計によって測定した。この際、光線の入射角度を０度
から８９度まで１度ずつ変化させて、入射角度ごとの分
光反射率特性を測定した。
し、この光学多層膜付きガラスの光反射率特性を分光光
度計によって測定した。この際、光線の入射角度を０度
から８９度まで１度ずつ変化させて、入射角度ごとの分
光反射率特性を測定した。
【００１８】つぎに、その分光反射率特性に光源の分光
分布とＸ，Ｙ，Ｚ等色関数による重み付けを行い、波長
が３８０〜７８０ｎｍの範囲での積分によって物体の反
射光の三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを求めた。このＸ，Ｙ，Ｚの
各値を、入射角度（＝反射角度）ごとに対応させて反射
光特性テーブルを作成した。
分布とＸ，Ｙ，Ｚ等色関数による重み付けを行い、波長
が３８０〜７８０ｎｍの範囲での積分によって物体の反
射光の三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを求めた。このＸ，Ｙ，Ｚの
各値を、入射角度（＝反射角度）ごとに対応させて反射
光特性テーブルを作成した。
【００１９】図４に示すように、ガラス板２１の表面形
状をＣＲＴ画面上の画素に対応させて、微小領域（微小
平面）に分割した。観察者の視点２２を設定したとき、
微小領域２３から観察者の視点２２に至る反射光の光路
と微小領域（平面）との成す角度、すなわち、反射角
（＝入射角）θを各微小領域ごとに求めた。
状をＣＲＴ画面上の画素に対応させて、微小領域（微小
平面）に分割した。観察者の視点２２を設定したとき、
微小領域２３から観察者の視点２２に至る反射光の光路
と微小領域（平面）との成す角度、すなわち、反射角
（＝入射角）θを各微小領域ごとに求めた。
【００２０】そして、上述の反射光特性テーブルから各
微小領域ごとのＸ，Ｙ，Ｚ値を求めた。更に、カラーＣ
ＲＴに表示するために、前述の式にしたがって、Ｘ，
Ｙ，Ｚ値を三原色のＲ，Ｇ，Ｂ値に変換した。以上の手
順により、ガラス板１の画像全体にわたって各微小領域
ごとのＲ，Ｇ，Ｂ値を求め、ＣＲＴ上に表示した。
微小領域ごとのＸ，Ｙ，Ｚ値を求めた。更に、カラーＣ
ＲＴに表示するために、前述の式にしたがって、Ｘ，
Ｙ，Ｚ値を三原色のＲ，Ｇ，Ｂ値に変換した。以上の手
順により、ガラス板１の画像全体にわたって各微小領域
ごとのＲ，Ｇ，Ｂ値を求め、ＣＲＴ上に表示した。
【００２１】また、このガラス板を用いてビルディング
を施工した場合を想定し、数値データから成るビルの立
体モデルをコンピュータシミュレーションにより作成し
てＣＲＴ画面に表示した。観察者の視点をビルの近くに
設定したところ、ガラス壁面の色調がビルの観察者に近
い端部から遠い端部に向かって変化する様子が観察でき
た。更に、三次元表示されたビルディングを回転させる
ことにより、観察者の視点がビルディングの周囲で回転
移動する状態を作り出し、ビルの回転に伴ってガラス壁
面の色調が変化する様子が観察された。
を施工した場合を想定し、数値データから成るビルの立
体モデルをコンピュータシミュレーションにより作成し
てＣＲＴ画面に表示した。観察者の視点をビルの近くに
設定したところ、ガラス壁面の色調がビルの観察者に近
い端部から遠い端部に向かって変化する様子が観察でき
た。更に、三次元表示されたビルディングを回転させる
ことにより、観察者の視点がビルディングの周囲で回転
移動する状態を作り出し、ビルの回転に伴ってガラス壁
面の色調が変化する様子が観察された。
【００２２】なお、光学多層膜の各層の厚みや屈折率、
消衰係数が既知の物質によって構成されている場合、実
測定ではなく理論計算から求めた分光反射率を用いて本
発明の方法を実施してもよい。また、三刺激値はＬab，
Ｌ*a*b*等を用いてもよく、変換はＲＧＢ以外にもＣＭ
Ｙ等が考えられる。変換式も（数１）に限定されるわけ
ではない。
消衰係数が既知の物質によって構成されている場合、実
測定ではなく理論計算から求めた分光反射率を用いて本
発明の方法を実施してもよい。また、三刺激値はＬab，
Ｌ*a*b*等を用いてもよく、変換はＲＧＢ以外にもＣＭ
Ｙ等が考えられる。変換式も（数１）に限定されるわけ
ではない。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明の色調可視化
方法によれば、物体の外観をコンピュータ処理によって
画面表示等として出力する際に、物体表面の色調を実際
に見える色調に近い状態で表現することができる。した
がって、例えばビルディングのガラス窓や自動車のウィ
ンドシールドのように実際の色調を前もって把握するこ
とが通常困難である場合でも、本発明の方法によって実
際に近い色調のガラスを含むビルディングや自動車を全
体像を正確に把握することが容易になる。
方法によれば、物体の外観をコンピュータ処理によって
画面表示等として出力する際に、物体表面の色調を実際
に見える色調に近い状態で表現することができる。した
がって、例えばビルディングのガラス窓や自動車のウィ
ンドシールドのように実際の色調を前もって把握するこ
とが通常困難である場合でも、本発明の方法によって実
際に近い色調のガラスを含むビルディングや自動車を全
体像を正確に把握することが容易になる。
【図１】本発明の色調可視化方法の実施形態における反
射光特性テーブルの作成処理を示すフローチャート
射光特性テーブルの作成処理を示すフローチャート
【図２】図１の処理で作成した反射光特性テーブルの一
部を例示する図
部を例示する図
【図３】本発明の色調可視化方法の実施形態における色
調表示処理のフローチャート
調表示処理のフローチャート
【図４】本発明の実施例に係るガラス板の反射光の色調
を求める処理を説明するための模式図
を求める処理を説明するための模式図
【符号の説明】 ２１ 物体としてのガラス板 ２２ 観察者の視点 ２３ 物体表面の微小領域（微小平面） ２４ 反射光の光路
Claims (3)
- 【請求項１】 物体の外観をコンピュータ処理によって
画面表示等として出力する際に、 イ）物体の表面形状を複数の微小平面の集合として構成
し、 ロ）各微小平面から観察者の視点に至る光路と前記微小
平面との成す角度を求め、 ハ）あらかじめ用意した前記物体の反射光の反射角度と
色調との関係を記述した反射光特性テーブルを参照し
て、前記観察者から見た前記微小平面の色調を求め、 ニ）前記工程ロ）及びハ）を前記観察者から見える前記
物体表面の全域にわたって各微小平面ごとに繰り返し、 ホ）得られた各微小平面ごとの色調を画面上又はプリン
ト紙面上で対応する微小領域に表示することを特徴とす
る物体反射光の色調可視化方法。 - 【請求項２】 前記反射光特性テーブルは、光源の分光
分布と物体の分光反射特性と等色関数の重価積分とによ
って求めた物体の反射光の反射角度と三刺激値Ｘ，Ｙ，
Ｚとの関係を記述したものであり、前記工程ハ）は、前
記反射光特性テーブルを参照して求めた三刺激値Ｘ，
Ｙ，ＺからＲ，Ｇ，Ｂ三原色への変換処理を含んでいる
請求項１記載の物体反射光の色調可視化方法。 - 【請求項３】 画面上に三次元表示された物体が観察者
の視点に対して回転自在であり、回転による前記物体の
外観形状の変化に追随して物体の色調が変化するよう
に、前記回転の処理速度に追随させて前記工程ロ）〜
ホ）を実行する請求項１記載の物体反射光の色調可視化
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10192816A JP2000030031A (ja) | 1998-07-08 | 1998-07-08 | 物体反射光の色調可視化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10192816A JP2000030031A (ja) | 1998-07-08 | 1998-07-08 | 物体反射光の色調可視化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000030031A true JP2000030031A (ja) | 2000-01-28 |
Family
ID=16297472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10192816A Pending JP2000030031A (ja) | 1998-07-08 | 1998-07-08 | 物体反射光の色調可視化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000030031A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005129017A (ja) * | 2003-09-30 | 2005-05-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | 画像処理装置、画像処理方法、及びプログラム |
| JP2009505488A (ja) * | 2005-08-09 | 2009-02-05 | ビー・エイ・エス・エフ、コーポレーション | 色偏差を可視化する方法 |
-
1998
- 1998-07-08 JP JP10192816A patent/JP2000030031A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005129017A (ja) * | 2003-09-30 | 2005-05-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | 画像処理装置、画像処理方法、及びプログラム |
| JP4583844B2 (ja) * | 2003-09-30 | 2010-11-17 | 富士フイルム株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法、及びプログラム |
| JP2009505488A (ja) * | 2005-08-09 | 2009-02-05 | ビー・エイ・エス・エフ、コーポレーション | 色偏差を可視化する方法 |
| JP2012070454A (ja) * | 2005-08-09 | 2012-04-05 | Basf Corp | 色偏差を可視化する方法 |
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