JP2001232927A

JP2001232927A - 木目模様生成方法および木目模様生成システム

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Publication number: JP2001232927A
Application number: JP2000044324A
Authority: JP
Inventors: Naoki Kawai; 直樹河合
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2000-02-22
Filing date: 2000-02-22
Publication date: 2001-08-28
Anticipated expiration: 2020-02-22
Also published as: JP4569989B2

Abstract

(57)【要約】【課題】天然木材の表面における繊維の潜り角の分布
情報を測定し、これを基に木理の三次元的なパターンを
モデリングし、この木理パターンを用いて木目導管パタ
ーンを抽出することにより、自然な流れを持つ木目模様
の生成を行う方法およびそのためのシステムを提供す
る。【解決手段】天然木材の複数の箇所において繊維潜り
角を測定して繊維潜り角の分布情報を取得する（Ｓ
１）。次に、取得した繊維潜り角の分布情報を樹木を想
定した円柱空間に割り当てることにより木理パターンを
定義する（Ｓ２）。所定の切断面を定義して木理パター
ンを切断し、この切断面上の各点に画素を割り当てて画
素値を決定することにより木目導管断面パターンを得
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、天然木材の表面におけ
る繊維の潜り角の分布情報を測定し、これを基に樹木内
部の流れを定義することで、木目模様を生成する方法お
よびそのためのシステムに関する。

【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、天然
木材の模様を模した木目柄パターンが広く利用されてい
る。一般に木目柄パターン（木目模様）は、年輪パター
ンと導管断面パターンとを含んでいる。年輪パターン
は、樹木の年ごとの成長に合わせて形成されるパターン
である。通常は、樹木の成長環境における寒暖の差に基
づいて濃淡の差が生じ、この濃淡の差がそのまま年輪パ
ターンとして現れることになる。従って、１年ごとの周
期的な濃淡パターンになる。一方、導管断面パターン
は、樹木の導管を切断することによって得られる断面パ
ターンである。導管は、樹木が植物としての生理作用を
営むために必要な器官であって、幹から梢に向かって伸
びる細い管であり、その断面は細長い楕円状になるのが
一般的である。樹木には、代表的なものとしてナラや樫
などのように年輪上に導管が配列する環孔材と、桜や松
などのように全体に導管が流れを作りながらほぼ均一に
分布している散孔材があるが、導管そのものの特性とし
ては、ほぼ同様である。

【０００３】本出願人は、上述のような木目柄パターン
について、より天然木に近い自然な状態のものを作成す
るため、天然木の有する木理（導管や繊維など軸方向要
素の配向性）の要素を考慮して人為的に作成する手法に
ついて発明し、特開平９−３２７９６９号に開示してい
る。

【０００４】上記の発明では、木目導管パターンを作成
するにあたり、上記樹木の構造を模した木理パターンを
作成する。まず、図１０に示すような木理モデルを考え
る。この木理モデルは基準軸Ａを樹木の成長方向として
定義し、この基準軸Ａに沿って導管Ｆを配置したもので
ある。このように基準軸Ａに沿って配置された多数の導
管Ｆからなるモデルを基準導管束モデルと呼んでいる。

【０００５】次に、図１１に示すように、任意の切断面
Ｊを定義し、この切断面Ｊで基準導管束モデルを切断す
れば、この切断面Ｊ上には、個々の導管Ｆの断面が現れ
ることになる。すなわち、多数の導管断面からなる導管
断面パターンが得られる。しかしながら、このような単
純なモデルでは、実物の樹木の状態を表現しきれていな
い。これは、天然木に特有の木理という要素を加味して
いないためである。一般に木理とは、天然木内の成長輪
や構成細胞の配列の状態をさす言葉であり、特に、天然
木の導管や繊維など軸方向要素の配向性をさすことが多
い。たとえば、実際の天然木の成長方向が基準軸Ａの方
向だとすると、天然木内部の導管は全体としてはこの基
準軸Ａに沿った方向に伸びているが、部分的にはその配
向性にバラツキを生じていることが多い。このような配
向性が一般に木理と呼ばれており、配向性の状態によ
り、螺旋木理、波状木理、交錯木理といった名称で呼ば
れている。

【０００６】例えば、図１２左に示すように、基準軸Ａ
の周囲を螺旋状に取り巻くベクトル場Ｖ１を定義し、図
１０に示す基準導管束モデルを構成する個々の導管Ｆ
を、このベクトル場Ｖ１に沿って歪ませると、図１２右
に示すような歪曲導管束モデルが得られる。このような
歪曲導管束モデルは、一般に螺旋木理と呼ばれている木
理を含んだモデルとなる。

【０００７】また、螺旋木理を含んだ歪曲導管束モデル
において導管Ｆがベクトル場Ｖ１に沿って旋回する代わ
りに、ｒ＝一定面内で、すなわち樹木の中心から一定の
距離を保った状態で波打つようなベクトル場Ｖ２に沿っ
て歪ませることにより、波状木理を含んだ歪曲導管束モ
デルができる。

【０００８】このように、三次元空間内において基準軸
Ａに対する配向性が部分ごとに異なり、空間内で連続分
布し、かつ、連続的に変化するようなベクトル場を定義
し、このベクトル場に沿った方向に伸びる多数の導管Ｆ
を配置すれば、歪曲導管モデルを定義することができ
る。このような歪曲導管束モデルをコンピュータ上で定
義し、これを所定の切断面Ｊで切断すれば、木理の情報
を含んだ木目導管断面パターンが得られることになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記発
明では、設定されるパラメータに従って木理パターンが
作成され、この木理パターンを基に木目柄パターンを得
るため、天然木の有する複雑かつ自然な木目柄パターン
を生成するためには、どのようなパラメータを設定する
か試行錯誤しなければならず作業負荷が大きい。

【００１０】上記の点に鑑み、本発明は天然木材の表面
における繊維の潜り角の分布情報を測定し、これを基に
木理の三次元的なパターン（木理パターン）をモデリン
グし、この木理パターンを用いて木目導管パターンを抽
出することにより、自然な流れを持つ木目模様の生成を
行う方法およびそのためのシステムを提供することを課
題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に記載の発明では、天然木材における繊維
潜り角の分布情報を得て、得られた分布情報を用いて配
向性が部分ごとに異なるベクトル場を三次元空間内に定
義することで木理パターンを定義し、このベクトル場に
沿った方向に伸びる多数の導管を配置し、前記導管を含
んだ木理パターンを所定の切断面によって切断したとき
に切断面に位置する各点に所定の画素値をもった画素を
定義し、この画素の集合によって構成されるパターンを
木目導管断面パターンとして抽出するようにしたことを
特徴とする。請求項１に記載の発明では、天然木材にお
ける繊維潜り角の分布情報を取得し、この分布情報に基
づいて木理パターンを定義する。このように天然木材が
有する繊維の流れの情報をもった木理パターンから所定
の面で切断したときの画素の集合を木目導管断面パター
ンとして抽出するようにしたので、人工的でない自然の
風合いを持った木目模様を生成することが可能となる。

【００１２】請求項２に記載の発明では、天然木材にお
ける繊維潜り角を測定する繊維潜り角測定手段と、繊維
潜り角測定手段により得られた繊維潜り角の分布情報を
用いて配向性が部分ごとに異なるベクトル場を三次元空
間内に定義する木理パターン定義手段と、この木理パタ
ーン内における属性を定義する属性定義手段と、切断面
を定義する切断面定義手段と、前記切断面上の各点につ
いて前記木理パターンを用いて基準面上における対応点
を参照し、この基準面上の対応点に定義されている属性
に基づいて前記切断面上の各点に定義された画素値を決
定する木目導管断面パターン抽出手段を有する構成とし
たことを特徴とする。請求項２に記載の発明では、繊維
潜り角測定手段を用いて天然木材における繊維潜り角を
測定することにより繊維潜り角の分布情報を取得すると
共に、取得した分布情報を用いて木理パターン定義手段
により木理の定義を行う。さらに、前記木理パターンを
用いて、切断面上の各点について基準面上における対応
点を参照し、この対応点の属性に基づいて切断面上の画
素値を決定するようにしたので、定義した木理空間内の
全てについて画素値を算出する必要がなく、切断面上の
画素値だけを算出することが可能になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明による
木目模様生成方法の概要を示すフローチャートである。
本発明では、繊維潜り角分布情報の取得（ステップＳ
１）、木理パターンの定義（ステップＳ２）、木目導管
断面パターンの抽出（ステップＳ３）の各段階を経るこ
とにより、木目模様が生成される。ステップＳ１は、天
然木材に照射する照明の角度を変えながら輝度を測定す
ることにより、天然木材における繊維潜り角の分布を算
出する段階である。ステップＳ２は、算出された繊維潜
り角の分布を用いて、導管の配向性を定義した木理パタ
ーンを作成する段階である。ステップＳ３は、木理パタ
ーンが定義される三次元空間内に切断面を定義し、その
切断面で木理パターンを切断したときにその切断面に与
えられる画素値を算出する段階である。

【００１４】次に、本木目模様生成方法の各段階につい
て詳細に説明する。（繊維潜り角分布情報の取得）まず、ステップＳ１の繊
維潜り角分布情報の取得について説明する。ステップＳ
１では、天然木材上の複数箇所において繊維潜り角を測
定することにより、繊維潜り角分布情報を取得する。図
２は、ステップＳ１の処理を実行するための繊維潜り角
測定装置１０の構成を示すブロック図である。図２は、
本座標系をｘ軸負の方向から見た状態であり、図中、１
は天然木材（以下、単に木材という）、２は光源、３は
カメラ、４は処理装置を示す。

【００１５】木材１は繊維潜り角を測定する対象物とな
るものであり、天然の樹木を柾目面で切断したものを用
いる。この木材１は樹木の成長方向がｙ軸方向となるよ
うに固定して配置される。木材１に正対してカメラ３が
配置されている。このカメラ３も固定して配置される。
カメラ３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。なお、ここでは、図に示すよ
うなｘｙｚの直交座標系を定める。また、角度について
は図２のｙｚ面においてｚ軸を０°として、反時計回り
を正とし、時計回りを負とする。

【００１６】光源２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。光源２は複
数個（例えば１１個）、ｙ軸に平行でｚ軸を通る線上に
配置されている。各光源２ａ〜２ｋ（図示せず）の当該
座標系における座標値は処理装置４に登録されており、
各光源の点灯、消灯の制御も処理装置４で可能になって
いる。

【００１７】処理装置４は、パーソナルコンピュータで
実現可能であり、光源２、カメラ３を制御する機能の
他、照明角度算出部５、補正輝度値算出部６、補間輝度
値算出部７、繊維潜り角決定部８を有する。これらの各
部は現実には、処理装置４に搭載した専用のプログラム
により機能する。

【００１８】次に、図２に示す繊維潜り角測定装置１０
の動作について説明する。まず、処理装置４により光源
２ａを点灯させ、他の光源２ｂ〜２ｋは消灯しておく。
この状態でカメラ３により木材１を撮影する。このカメ
ラ３で撮影された画像のデジタルデータは、光源２ａの
当該座標系における座標値と共に処理装置４に登録され
る。なお、カメラ３として製版カメラを用いる場合に
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４に渡すようにすれば良く、またＴ
Ｖ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４に渡せば良い。

【００１９】また、本実施形態では、後述するところか
ら明らかなように、処理装置４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３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４はＧの画像データ
のみを取り込むようにしても良く、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良い。

【００２０】そして、処理装置４は、当該画像データを
光源２ａ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２ａが点灯された場合の画像データが
処理装置４に取り込まれることになる。次に、光源２ａ
を消灯し、光源２ｂを点灯して、カメラ３により木材１
を撮影し、そのときの画像データを処理装置４に渡す。
以下、同様にして、光源２ｃ〜２ｋを１つずつ点灯させ
て木材１を撮影して、そのときの画像データを処理装置
４に渡す動作を繰り返す。処理装置４は、この１１枚の
画像の輝度データを取り込み、それぞれの画像がどの光
源に対して撮影されたかを対応させて登録する。

【００２１】ここで、各光源２をどの位置にどの位の間
隔で配置するかは、任意に定めることができる。多く配
置すればする程、カメラ３で撮影した木材１の画像の各
画素位置における繊維潜り角を精度良く求めることがで
きる。例えば、ｚ軸を中心として±50°の範囲に１°間
隔で配置しようとしたとする。この場合、配置する光源
が１０１個必要となり、それに伴って撮影回数も増える
ため、費用がかかると共に、作業者の負担も大きくな
る。

【００２２】そこで、この装置１０では、作業者の負担
軽減のために、配置する間隔を比較的大きく取るように
する。例えば、配置する光源を１０個程度として適当な
間隔に並べれば良い。本実施形態のように１１個の光源
を用いた場合、１１枚の画像が撮影されることになる。

【００２３】全光源に対しての撮影が終わったら、次
に、撮影された各画素と各光源との照明角度をｘ軸に平
行な各画素行ごとに求める。ここで、画素行とは画素の
並びのことを言う。これは、使用する光源が点光源であ
るため、同一光源により撮影されたものであっても、画
素位置により照明角度が異なるためである。また、この
ときｘ軸方向の照明角度の差は考慮しない。なぜなら、
樹木の成長方向がｙ軸方向になるように木材１を配置し
ているため、繊維の流れと垂直なｘ軸方向は、繊維潜り
角を求めるに当たって影響が少ないからである。さて、
照明角度は、照明角度算出部５により、各ｘ軸に平行な
各画素行ごとに以下の式（１）により計算される。

【００２４】 θ＝ａｔａｎ（ｄｙ／ｄｚ）・・・（１）ここで、ｄｙ、ｄｚはそれぞれ、着目画素行と光源との
ｙ座標、ｚ座標の差である。例えば、ｙ＝０の画素行と
光源２の角度θを求める場合のｄｙ、ｄｚは、図２に示
すようになる。光源は、木材を表面から照明可能な位置
に配置されているため、θは−９０°＜θ＜９０°とな
る。

【００２５】そして、次に撮影された１１枚の画像の各
画素の輝度値を光源からの距離に基づいて補正する。撮
影された画像における画素の輝度値は、木材１における
当該画素の対応する位置の明るさに影響され、この明る
さは光源からの距離によっても影響を受ける。そのた
め、撮影して得られた輝度値を、光源からの距離に基づ
いて補正するのである。この補正は補正輝度値算出部６
により以下の式（２）を用いて行われる。

【００２６】Ｌｓ＝（ｄ／ｄｓ）²×Ｌ・・・（２）ここで、Ｌｓは補正された輝度値、Ｌは撮影された画像
における輝度値、ｄは光源と補正対象画素位置の距離、
ｄｓは補正のための標準距離である。また、距離ｄは角
度の場合と異なり、ｘ軸方向も考慮するため、以下の式
（３）により計算される。

【００２７】ｄ＝√（ｄｘ²＋ｄｙ²＋ｄｚ²）・・・（３）ｄｘ、ｄｙ、ｄｚはそれぞれ、図３に示すように、着目
画素に対応する木材１上の位置Ｑと光源２とのｘ座標、
ｙ座標、ｚ座標の差である。補正輝度値Ｌｓは、相対的
な値が求まれば十分であるため、標準距離ｄｓは、どん
な値でも良い。ただし、標準距離ｄｓは、全撮影画像の
全画素に対して同じ値が用いられる。全ての画素に対す
る補正輝度値が算出されたら、処理装置４は、撮影され
た木材１の画像のそれぞれの画素位置における繊維潜り
角を求める処理を行う。

【００２８】いま、ある画素位置に着目すると、当該画
素位置については１１個の補正輝度値のデータがある。
これらの１１個の輝度値が図４（ａ）の黒点で示すよう
であったとする。図４は横軸が照明角度、縦軸が輝度値
を示している。照明角度θは式（１）で求めたものであ
る。本実施形態では、光源を適当な位置に配置して、各
画素行ごとに照明角度を算出するので、実際には、図４
に示すように照明角度がちょうど１０°間隔になること
は滅多にないが、説明の便宜上、１０°単位とした。次
に、補間輝度値算出部７は、図４（ａ）に示す輝度値の
間を滑らかに補間する。補間の手法としては、例えばス
プライン関数を用いれば良い。スプライン関数によって
図４（ａ）の黒点で示すような離散的に分布する輝度値
を補間すれば、図４（ｂ）に示すように、図中黒点で示
す輝度値を通る曲線で補間できるので望ましいものであ
る。

【００２９】そして、補間輝度値算出部７は、上記の補
間を行う際に、所定の角度刻みで輝度値を求める。この
ときの刻み角度は小さい方が望ましい。例えば、１°刻
みで輝度値を求めるものとすると、この場合には補正輝
度値１１個と補間輝度値９０個の輝度値の計１０１個が
得られる。そして、繊維潜り角決定部８は、これらの輝
度値の中で最大輝度値をとる照明角度を求め、その照明
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。例
えば図４（ｂ）においては、最大輝度Ｌ_MAXとなる照明
角度はθ_LMAXであるので、当該画素位置における繊維潜
り角ξはθ_LMAX／２となる。

【００３０】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。一般に光源方向と撮影方向が同一
であり、照射面に対して垂直である場合、繊維潜り角ξ
＝９０°のとき輝度値は最小、繊維潜り角ξ＝０°すな
わち繊維が成長方向と平行のとき、輝度値は最大とな
る。したがって、例えば、図５に示すように木材１の繊
維イの一部が図のＡに示す位置で表面に現れていると
し、Ａの位置における繊維イに対する垂線がロで示すよ
うであるとすると、繊維イの繊維潜り角ξと、光源２か
らの照明の角度と、カメラ３で撮影される方向が図５に
示す関係になるときにＡで示す位置の輝度は最大にな
り、このとき、Ａの位置における繊維潜り角ξをθとす
るのである。

【００３１】そして、この繊維潜り角測定装置１０にお
いては、現在着目している画素位置について、照明角度
と補正輝度値との関係から、補間によって、例えば、１
°刻みの照明角度における輝度値を求め、最大輝度とな
る照明角度の１／２を当該画素位置における繊維潜り角
とするのである。つまり、図５のＡの位置の画素に着目
した場合、図５に示すような位置関係で画像が撮影され
ることは必ずしも無いが、照明角度と補正輝度値との関
係から、補間によって図５に示すような照明角度を求
め、その照明角度を１／２にして当該Ａの位置における
繊維潜り角を求めるのである。

【００３２】そして、処理装置４は、以上の処理を、撮
影した画像の全ての画素位置について行う。これによっ
て、カメラ３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次元のスカラー場、すなわ
ち繊維潜り角の２次元平面における分布情報を生成する
ことができる。この繊維潜り角分布情報は、繊維潜り角
測定装置１０からデジタルデータの形式で出力される。

【００３３】（木理パターンの定義）続いて、ステップ
Ｓ２の木理パターンの定義について説明する。ステップ
Ｓ２においては、ステップＳ１において求められた繊維
潜り角分布情報を用いて、これを仮想的な円筒に沿って
回転させてマッピングすることにより、木理を表現する
三次元的な繊維の流れの場を定義する。すなわち、図
７、図８に示したように導管の配向性を決定するのであ
るが、ここでは、波状木理、螺旋木理といった木理では
なく、実測した繊維潜り角に基づいて決定するのであ
る。

【００３４】まずここで、測定した繊維潜り角の分布情
報が、どのような理論で木理パターンの作成に反映され
るかについて説明しておく。樹木は同軸円柱状の構造を
有しており、図６ａに示すような円柱座標系を用いるこ
とで簡潔に記述することができる。樹木を完全な円柱と
仮定すると、同軸円柱状の肥大生長により、ｒ＝一定で
定義される円筒面は同一時期に形成された繊維束で形成
されていると考えることができる。すなわち１本の繊維
束はｒ（中心軸からの距離）＝一定面内で配向すると考
えられる。図６ｂのようにｒ＝一定面内（φ−ｙ面）で
の繊維の配向を考えると、この面内での繊維勾配は位置
（φ，ｙ）の関数として記述することができ、繊維勾配
はｄφ／ｄｙ＝Ｇ（φ，ｙ）と定義される（図６ｃ）。

【００３５】ここで、Ｇ（φ，ｙ）はｙ方向に連続的に
変化するが、図６ｂに示すようにφ−ｙ面で同一径の繊
維が敷き詰められた状態では、Ｇはφの変化に対してほ
ぼ一定であると考えられ、繊維勾配Ｇはｙのみの関数Ｇ
（ｙ）で近似的に表現することができる。

【００３６】以上をｒ方向に拡張すると、木理は繊維勾
配関数Ｇ（ｙ，ｒ）として記述できる。肥大生長は連続
的なものであるため、Ｇ（ｙ，ｒ）はｒ方向へも連続的
であると考えられる。

【００３７】すなわち、図７に示すｒ−ｙ面に、繊維潜
り角測定装置１０により得られたｘ−ｙ面の繊維潜り角
の分布情報の割り当てを行う。このとき、図１，２に示
したｚ方向は図６，７に示す座標系のφ方向に対応する
ことになるので、繊維潜り角ξは、Ｇ（ｙ，ｒ）＝ｃｏ
ｔξにより、繊維勾配Ｇ（ｙ，ｒ）に変換される。

【００３８】上記のようにこの木理モデルでは、繊維勾
配Ｇ（ｙ，ｒ）はφに依らないものとして定義されるの
で、任意のφにおけるｒ−ｙ面において、繊維勾配Ｇ
（ｙ，ｒ）を割り当てることにより、樹木円柱内の多数
の点において、その点における繊維勾配Ｇ（ｙ，ｒ，
φ）が得られる。繊維潜り角測定装置１０により得られ
る繊維潜り角の測定点は有限個であるため、所定の間隔
で補間することにより、連続する導管の傾きが得られ
る。さらに、別途設定した導管の太さ情報により、樹木
円柱内における導管の存在位置が特定される。

【００３９】（木目導管断面パターンの抽出）ステップ
Ｓ２において木理パターンが定義されたら、ステップＳ
３では、まず基準面ｙ＝０において多数の導管について
それぞれ中心座標と半径を定義する。これら基準面に定
義された導管は前記木理パターンに沿ってｙ方向に伸び
るため、木理パターンにおける三次元導管パターンが得
られる。

【００４０】次に、定義された木理パターンに対して切
断面Ｊが定義されることになる。具体的には、例えば、
切断面Ｊの４隅の頂点の空間上の位置を設定することに
より定義する。続いて、この切断面Ｊを構成する全ての
画素中で上記三次元導管パターンの内部に位置する画素
を抽出することで木目導管断面パターンが抽出される。
ある画素が導管の内部に含まれるか否かは、まず該画素
の三次元空間内での位置を表す座標値を４隅の座標値と
切断面内での相対的な位置より求め、該三次元座標値を
前記木理パターンにより定義された座標変換によりｙ＝
０における対応点を求める。このｙ＝０における対応点
と、前記定義した導管群の中心位置と半径の関係より、
導管の内部に対応するか否かが定まる。図８は、こうし
て切断面Ｊ上に得られた木目画像の一例を示す図であ
る。図８に示すように、楕円状の木目導管断面が多数現
れており、各木目導管断面の内部の点Ｋ３には画素値
“１”（黒）が定義され、外部の点Ｋ４には画素値
“０”（白）が定義されている。

【００４１】以上のようにして、木目導管断面パターン
（木目模様）が得られれば、刷版装置、印刷装置等を用
いて、刷版・印刷工程を行い、壁紙などにこの木目画像
を印刷するか、あるいは、エンボス版作成装置、エンボ
ス加工装置等を用いて、エンボス版作成・エンボス加工
工程を行い、壁紙などにこの木目模様を凹凸形状として
転写する。この木目模様はデジタルデータとして保持さ
れているので、このデジタル画像データを利用して行わ
れることになる。

【００４２】本発明における、画素に対する導管の内外
判定は具体的には以下の手順で行う。まず、ｙ＝０にお
いて、導管の中心位置Ｓ（ｒ，φ）および半径ｄを決定
する。続いて、切断面Ｊ上の点（ｒ，φ，ｙ）につい
て、以下に示すようなこの木理パターンに基づく座標変
換を施すことにより、ｙ＝０における対応点（Ｒｒｅ
ｆ，φｒｅｆ，０）を算出し、該算出された対応点と前
記定義した導管の位置および半径より内外を判定する。

【００４３】Ｒｒｅｆ（ｒ，φ，ｙ）＝ｒ φｒｅｆ（ｒ，φ，ｙ）＝∫Ｇ（ｙ，ｒ）ｄｙ＋φ

【００４４】定義された木理パターンに基づく座標変換
は２つの関数からなり、上段のＲｒｅｆは点（ｒ，φ，
ｙ）のｙ＝０におけるｒを参照するためのものであり、
この木理モデルでは定数値ｒとしている。すなわち、繊
維勾配は必ず円周方向となる。また、座標変換のうち下
段のφｒｅｆは点（ｒ，φ，ｙ）のｙ＝０におけるφを
参照するためのものであり、繊維勾配Ｇ（ｙ，ｒ）をｙ
方向に積分することにより位相の差が求まる。これらの
座標変換により点（ｒ，φ，ｙ）の、ｙ＝０における対
応点（ｒ，φ）が求まり、この対応点（ｒ，φ）が上記
決定された導管のいずれかの中心位置Ｓ（ｒ，φ）から
半径ｄ以内に該当するかどうかにより切断面上の点の画
素値を決定する。この処理を切断面Ｊ上の全ての点につ
いて行うことにより、木目導管断面パターンが得られ
る。

【００４５】（システム構成）次に、上記木目模様生成
方法を実行するためのシステムについて説明する。図９
は、木目模様生成システムの構成図である。図９に示す
ように木目模様生成システムは、繊維潜り角測定装置１
０、木理パターン定義手段２０、属性定義手段３０、切
断面定義手段４０、パターン抽出手段５０、刷版装置６
０、エンボス加工装置７０、印刷装置８０により構成さ
れる。

【００４６】繊維潜り角測定装置１０は上記ステップＳ
１において説明した通り、図２に示すような構造となっ
ている。この繊維潜り角測定装置１０により取得された
繊維潜り角の分布情報は、好ましくはネットワークを介
して木理パターン定義手段２０に渡される。木理パター
ン定義手段２０は、上記ステップＳ２の処理を実行す
る。具体的には、仮想的な円筒に沿って回転させてマッ
ピングする。属性定義手段３０は、多数の導管について
中心座標Ｓ（ｒ，φ）と半径ｄを定義するためのもので
ある。

【００４７】切断面定義手段４０は上記ステップＳ３に
おいて説明したように、切断面を定義する機能を有す
る。パターン抽出手段５０は、切断面定義手段４０によ
り設定された切断面上の各点について、木理パターン定
義手段２０において定義された木理パターンに基づいた
座標変換を用いてｙ＝０における点を参照し、ｙ＝０の
面において導管の中か外かを判断し、その判断に従って
切断面上の各点に定義した画素値を決定するものであ
る。切断面上の全ての点において画素値を決定すること
により、木目導管断面パターンが得られる。

【００４８】以上の構成要素１０〜５０は実際にはコン
ピュータを利用して実現されるものである。したがっ
て、図９では説明の便宜上、これらの各構成要素をそれ
ぞれ機能ブロックとして分けて示しているが、実際に
は、これらの各構成要素は物理的に区別され得るもので
はない。

【００４９】刷版装置６０は、パターン抽出手段５０か
ら出力されたラスター画像データに基づいて刷版処理を
行う装置であり、こうして得られた版を用いてエンボス
加工装置７０ではエンボス加工が行われ、印刷装置８０
では印刷が行われることになる。

【００５０】以上、本発明の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。例えば、上記繊維潜り角測定装
置１０は上記説明のような装置に限らず、天然の木材か
ら繊維潜り角の分布情報が取得できるものであれば良
い。例えば、本出願人が既に出願している特願平１０−
１０４８３１に記載のような装置を用いても良い。

【００５１】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
天然木材における繊維潜り角の分布情報を取得し、この
分布情報に基づいて木理パターンを定義する。このよう
に天然木材が有する繊維の流れの情報をもった木理パタ
ーンから所定の面で切断したときの画素の集合を木目導
管断面パターンとして抽出するようにしたので、人工的
でない自然の風合いを持った木目模様を生成することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の木目模様生成方法の処理動作を示すフ
ローチャートである。

【図２】図１のステップＳ１の処理を実行する繊維潜り
角測定装置１０の構成を示す図である。

【図３】図２の繊維潜り角測定装置１０を角度を変えて
示した図である。

【図４】繊維潜り角を求めるための輝度値の補間に関す
る説明図である。

【図５】図４の手法により繊維潜り角を決定することの
妥当性を説明するための図である。

【図６】図１のステップＳ２の木理パターンの定義を説
明するための図である。

【図７】取得された繊維潜り角の分布情報を木理モデル
に適用するための説明図である。

【図８】ステップＳ３の処理により得られる木目導管断
面パターンの一例を示す図である。

【図９】本発明による木目模様生成システムの一実施形
態を示す構成図である。

【図１０】基準導管束モデルを示す図である。

【図１１】基準導管束モデルを所定の切断面Ｊで切断し
た状態を示す図である。

【図１２】螺旋木理を表現した歪曲導管束モデルを示す
図である。

【符号の説明】

１・・・天然木材２・・・光源３・・・カメラ４・・・処理装置５・・・照明角度算出部６・・・補正輝度値算出部７・・・補間輝度値算出部８・・・繊維潜り角決定部１０・・・繊維潜り角測定装置２０・・・木理パターン定義手段３０・・・属性定義手段４０・・・切断面定義手段５０・・・パターン抽出手段６０・・・刷版装置７０・・・エンボス加工装置８０・・・印刷装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】天然木材における繊維潜り角の分布情報を
得る段階と、得られた分布情報を用いて配向性が部分ご
とに異なるベクトル場を三次元空間内に定義することで
木理パターンを定義する段階と、このベクトル場に沿っ
た方向に伸びる多数の導管を配置する段階と、前記導管
を含んだ木理パターンを所定の切断面によって切断した
ときに切断面に位置する各点に所定の画素値をもった画
素を定義し、この画素の集合によって構成されるパター
ンを木目導管断面パターンとして抽出する段階を有する
ことを特徴とする木目模様の生成方法。
【請求項２】天然木材における繊維潜り角を測定する繊
維潜り角測定手段と、繊維潜り角測定手段により得られ
た繊維潜り角の分布情報を用いて配向性が部分ごとに異
なるベクトル場を三次元空間内に定義する木理パターン
定義手段と、この木理パターン内における属性を定義す
る属性定義手段と、切断面を定義する切断面定義手段
と、前記切断面上の各点について前記木理パターンを用
いて基準面上における対応点を参照し、この基準面上の
対応点に定義されている属性に基づいて前記切断面上の
各点に定義された画素値を決定する木目導管断面パター
ン抽出手段を有することを特徴とする木目模様生成シス
テム。