JP2001243260A - 建築材塗装シミュレーションシステム及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実際に塗装を行わなくても画像処理を行うこ
とにより、精度の高い製品イメージを持ったハードコピ
ーである写真を形成することができる建築材塗装シミュ
レーションシステムを提供すること。 【解決手段】 建築材の画像データを、画像入力部１を
介して画像メモリ２に入力し、画像処理部５によって制
御して、建築材表面形状データの厚み方向位置に応じて
前記表面形状データを凸部と凹部に２分割して個々の表
面形状データに対して相互に異なる色に着色するシミュ
レーションをして、画像出力部３を介してプリンタ４で
印刷する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、立体的な建築材に
塗装を施すシミュレーションをする画像データを得る建
築材塗装シミュレーションシステム及び記録媒体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、外壁材（建築板）や屋根材な
どの商品開発を行う上で、それらの製品イメージを把握
するため、製品基板に対して直接、実機（又はサンプル
マシンを）使用して本番塗装を行うことによって、現物
見本を作製していた。また、新しい表面柄形状の建築板
については、実物寸法の基板部分模型を作製して、これ
に同じく本番塗装を施して、現物見本代替品を作製して
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
法による見本作製のための手間と費用は大であり、特
に、実機を使用して塗装を行うということであるから、
生産に割り当てられた貴重な時間を見本作製のために費
やすこととなるため、その加工に度々失敗した場合など
の損失は、いたって大きなものになってしまう。また、
色変更を行う場合などには、見本とすべき１枚の板だけ
のために色切り換え作業を行わなくてはならず、色調整
や配管洗浄など作業面でも大変手間であった。

【０００４】本発明は、上記問題点に鑑み、実際に塗装
を行わなくても画像処理を行うことにより、精度の高い
製品イメージを持ったハードコピーである写真を形成す
ることができる建築材塗装シミュレーションシステム及
び記録媒体を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の建築材塗装シミ
ュレーションシステムは、建築材表面形状データの厚み
方向位置に応じて前記表面形状データを複数に分割する
データ分割手段と、該データ分割手段によって分割され
た個々の表面形状データに対して相互に異なる色を割り
付ける着色手段と、を備えるものである。

【０００６】また、シミュレーションする塗装ツールを
選択する塗装ツール選択手段を備え、前記データ分割手
段は、該塗装ツール選択手段によって選択される塗装ツ
ールに応じた分割位置で分割することで、塗装ツールに
ふさわしい着色シミュレーションをすることができる。

【０００７】さらに、前記データ分割手段によって分割
された個々の表面形状データに対して相互に異なるフィ
ルタリングをかけるフィルタリング手段、を備えること
で、塗装ツールに応じた風合いを演出することができ
る。また、前記着色手段によって色が割り付けられた後
に、前記厚み方向位置に依存せずに塗装をシミュレーシ
ョンする仕上げ塗装手段、を備えることで、着色塗装と
は別の仕上げ塗装を演出することができる。

【０００８】また、前記フィルタリング手段によってフ
ィルタリングがかけられた後に、前記厚み方向位置に依
存せずに塗装をシミュレーションする仕上げ塗装手段、
を備えることで、着色塗装とは別の仕上げ塗装の風合い
を演出することができる。また、本発明は、コンピュー
タを上記建築材塗装シミュレーションシステムとして機
能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み
取り可能な記録媒体である。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は、外壁材や屋根材などの
建築材（立体物ではあるが、板状のものであるから略２
次元的な取扱ができるところに着目している）をデジタ
ルカメラで撮像する等によって取得した２次元写真画像
データを元にして再現した仮想の立体画像に対して、デ
ィスプレー画面上で、実際の塗装を再現し得る仮想の着
色画像処理を施こすことによって、精度の高い製品イメ
ージを表出した写真画像を提供することができる。

【００１０】本発明の基本思想は、写真という画像情報
伝達メディアに変換された被塗装対象物（現物）に対し
て、仮想の塗装作業を施し、その結果を、再び写真上に
表出させようとするものであって、実際の塗装作業を、
塗装前写真から塗装後写真への視覚情報変化によって再
現しようとしているところにある。

【００１１】途中、ディスプレー画面上で行う仮想塗装
作業によって、画面上に一時的にではあるが、塗装作業
結果が略再現されるが、商品開発の判断材料とすべき製
品見本としては、あくまでも写真レベルでの形状及び色
再現が必要であるために、最終的には写真の状態に戻し
て、塗装作業結果を再現することを意図している。すな
わち、出発点である写真から取得した画像データを加工
（画像処理）して、到着点である写真上に加工結果の画
像データを再現させようとするものである。

【００１２】我々にとって、写真は誰もが、認める身近
な画像情報伝達メディアである。そして、最近は、従来
からのアナログ写真からデジタル写真への転換がどんど
ん進んでいる。デジタルカメラが備えるＣＣＤ画素数の
増大化に伴い（なお、２７０万画素数のものも市販され
ている）、極めて解像度の高い画象が取得できる。した
がって、デジタルカメラ写真は、現物を判断する材料と
してすでに適切な表現手段になっていると言える。以
下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態
について詳細に説明する。

【００１３】図１は、本発明の一実施の形態による建築
材塗装シミュレーションシステムのシステム構成を示す
図である。デジタルカメラ又はスキャナなどからの画像
データを画像入力部１を介して画像メモリ２に入力す
る。画像メモリ２に入力された画像データは以下に詳述
する画像処理がされて画像出力部３を介してモニタ６に
表示され、また、プリンタ４で印刷される。これら画像
入力部１、画像メモリ２及び画像出力部３は画像処理部
５によって制御される。入力され処理された画像データ
は画像蓄積部７に蓄積されて、必要に応じて読み出され
て利用される。画像処理部５には、画像処理操作のため
のマウス８及びキーボード９が接続される。

【００１４】図２は、本発明の実施の形態による画像処
理動作を説明するフロー図である。まず、システム電源
がオンか否かを判断し（ステップＳ１）、ＮＯであれば
システム電源がオンするまで待機し、ＹＥＳであれば、
定数値を読み込んで初期設定を行い（ステップＳ２）、
ステップＳ３で元画像データ入力があるか否かを判断
し、ＮＯであれば入力を待機し、ＹＥＳであれば、ステ
ップＳ４に進む。元画像データの取得は、塗装対象物で
ある外壁材や屋根材などの現物建築材をデジタルカメラ
で撮像するか、又は、現物がない場合には、現物写真を
スキャナによってスキャニングすることによって行う。

【００１５】ステップＳ４では、細部修正を行う。例え
ば、取得した元画像データから、背景画像部分など、不
要なデータを除去し、必要な対象画像データのみを抽出
する（図４参照）。ステップＳ５では、取得した２次元
の対象画像データを３次元画象データに変換、すなわ
ち、立体化する。例えば２次元画像データの輝度に応じ
て３次元データを得る（詳しくは本発明者らが開発した
「表面形状データ作成システム」特許第２９５１６４６
号公報参照）。

【００１６】ステップＳ６では、３次元点群データをポ
リゴン化する。すなわち、例えば３角形の平面形状を用
いて、３次元形状の全体を３角形面の集合に変換する
（図５参照。なお、図５は図４をポリゴン化したもので
はない）。ステップＳ７では、ポリゴン化データに対し
てシェーディングを行う。シェーディングでは、ポリゴ
ン化データを基に立体を構成する各々の面の法線ベクト
ルに応じてその面の輝度値を計算する。さらに、法線ベ
クトルを補間するスムースシェーディングを行ってもよ
い。ここまでで、立体形状データが完成するので、その
形状をモニタ６で確認することができる。また、このポ
リゴン化データを使用して、ＮＣルータにより、基板モ
デルを作製することもできる。

【００１７】ステップＳ８では、塗装ツール入力がある
か否かを判断し、ＮＯであれば入力を待機し、ＹＥＳで
あれば、ステップＳ９に進む。建築板の表面形状のほと
んどは、大きく凹部と凸部とに区別され、下塗り、中塗
り、上塗り、化粧塗装（インクジェット塗装など）など
複数の着色処理が施されることによって、表面における
凹部と凸部とが塗り分けられる。

【００１８】ここでは、凸部塗装に着目して、画像処理
を行う。例えば、凸部塗装にロールコータを使用する場
合には、使用する塗料の粘度（塗布適性）とコーティン
グロールの弾性（コーティング性）によって塗装領域で
ある凸部は、その表面形状に応じた印圧がかかることに
より、該印圧に応じて、各表面位置より数ｍｍ範囲内の
下方位置まで着色される。すなわち、表面形状に応じ
て、高い凸部がある周辺の凹部ではより下方位置まで塗
装される。また、スプレーを使用する場合には、更に、
下方位置まで着色される。もっとも、スプレーの場合に
は、その下方位置については塗液が分散されるので、斑
点状態で着色されることになる。このような、ロールコ
ータを使用するのか、スプレーを使用するのか、また、
ロールコータを使用するのであれば、使用する塗料の粘
度（塗布適性）がどの程度か、コーティングロールの弾
性（コーティング性）がどの程度かなどのデータを塗装
ツールとして入力する。

【００１９】ステップＳ９では、ステップＳ８で入力し
た塗装ツール及び表面形状に応じてｚ軸上の任意の位置
で３次元点群データを２分割する（図６側面図、図７部
分拡大斜視図参照）。すなわち、建築板表面形状の凸部
に相当しｚ軸値が大きい領域と、凹部に相当しｚ軸値が
小さい領域とに２分割する。その境界のｚ軸値は上述の
ように表面形状に応じて変わる。図３に、建築板平面上
の位置情報（ｘ,ｙ）と、その位置情報の上に乗る高さ
情報（ｚ）の関係を示す。

【００２０】ステップＳ１０では、着色を行う。本発明
とは直接関係しないが、シェーディング済みのポリゴン
データに対して単純に板表面全体を単色で塗装する場合
をシミュレーションすることもできる（図８参照）。本
発明では、凸部である化粧塗装に関係する領域（図９の
黒の部分）に該当するデータ群に対して凸部色のための
着色処理を行い、また、化粧塗装に関係しない領域に該
当するデータ群に対して凹部色のための着色処理を行う
（図１０参照）。

【００２１】このようにして、凸部と凹部とに分け、そ
れぞれの部分に対して別個の着色処理（色変換）を行っ
た合成データにより２色塗り分け画像が完成する（図１
１参照）。ステップＳ１１では、フィルタリングを行
う。例えば、凸部領域に対してペインティングツールソ
フトの中のスプレーツールを使用して、インクジェット
塗装のイメージに仕上げる仕上げ塗装を行う（図１２参
照）。このとき、化粧塗装に関係する領域と関係しない
領域とにデータ群を分割しているので、化粧塗装されな
い領域まで塗装されることはない。

【００２２】なお、意図的にスプレーペインティング領
域を変えることも可能である。その場合、着色のための
分割位置と、フィルタリングのための分割位置が異なる
ことになる。また、凸部及び凹部それぞれにフィルタリ
ングをかけた後に更に全体をフィルタリングすることも
できる。フィルタリングは画像に変化を与える方法であ
って、例えば、ノイズ除去による画像鮮明化、及び、ぼ
かしなどがある。ステップＳ１２では、作成した加工画
像データを画像蓄積部７に蓄積する。

【００２３】ステップＳ１３では、作成した加工画像デ
ータを写真データに変換して、プリントアウトさせ、塗
装製品見本とする。これは、画面上の色イメージと写真
上の色イメージが微妙に異なるためであり、具体的に
は、ＲＧＢ→ＣＭＹＫ変換を行う。この場合にも、いく
つかの色補正フィルタを用意しておき、全体の製品イメ
ージ（暗い感じ、明るい感じ、ギラギラした感じ、落ち
着いた感じなどなど）に応じて、使用する色補正フィル
タを選定して、変換を行う。

【００２４】ステップＳ１４では、システムの運転を停
止するか否かを判断して、ＮＯで継続するのであれば、
ステップＳ３に戻り、ＹＥＳで停止するのであれば、フ
ローを終了する。なお、本発明は上記実施の形態に限定
されるものではない。本発明は、コンピュータを上記建
築材塗装シミュレーションシステムとして機能させるた
めのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な
記録媒体であっても良い。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、現物塗
装見本を作製しなくても、塗装後の製品イメージを把握
することができる。この結果、商品の開発期間を大幅に
短縮することができる。また、本発明によって、得られ
る情報を使って家屋の写真に合成することにより、施工
イメージを把握することもできるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による建築材塗装シミュ
レーションシステムのシステム構成を示す図である。

【図２】本発明の実施の形態による画像処理動作を説明
するフロー図である。

【図３】建築板平面上の位置情報と、その位置情報の上
に乗る高さ情報の関係を示す図である。

【図４】２次元の元画像データを示す写真である。

【図５】ポリゴン化画像データを示す写真である。

【図６】２分割された画像データの側面を示す写真であ
る。

【図７】２分割された画像データの斜視図を示す写真で
ある。

【図８】単色塗装のシミュレーションを示す写真であ
る。

【図９】化粧塗装に関係する領域を示す写真である。

【図１０】化粧塗装に関係しない領域の塗装のシミュレ
ーションを示す写真である。

【図１１】２色塗り分けの合成データを示す写真であ
る。

【図１２】仕上げ塗装後のシミュレーションを示す写真
である。

【符号の説明】

６ モニタ ８ マウス ９ キーボード

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建築材表面形状データの厚み方向位置に
   応じて前記表面形状データを複数に分割するデータ分割
   手段と、該データ分割手段によって分割された個々の表
   面形状データに対して相互に異なる色を割り付ける着色
   手段と、を備えることを特徴とする建築材塗装シミュレ
   ーションシステム。
2. 【請求項２】 シミュレーションする塗装ツールを選択
   する塗装ツール選択手段を備え、前記データ分割手段
   は、該塗装ツール選択手段によって選択される塗装ツー
   ルに応じた分割位置で分割することを特徴とする請求項
   １記載の建築材塗装シミュレーションシステム。
3. 【請求項３】 前記データ分割手段によって分割された
   個々の表面形状データに対して相互に異なるフィルタリ
   ングをかけるフィルタリング手段、を備えることを特徴
   とする請求項１記載の建築材塗装シミュレーションシス
   テム。
4. 【請求項４】 前記着色手段によって色が割り付けられ
   た後に、前記厚み方向位置に依存せずに塗装をシミュレ
   ーションする仕上げ塗装手段、を備えることを特徴とす
   る請求項１記載の塗装シミュレーションシステム。
5. 【請求項５】 前記フィルタリング手段によってフィル
   タリングがかけられた後に、前記厚み方向位置に依存せ
   ずに塗装をシミュレーションする仕上げ塗装手段、を備
   えることを特徴とする請求項３記載の塗装シミュレーシ
   ョンシステム。
6. 【請求項６】 コンピュータを請求項１乃至５いずれか
   に記載の建築材塗装シミュレーションシステムとして機
   能させるためのプログラムを記録したことを特徴とする
   コンピュータ読み取り可能な記録媒体。