JP2005149027A - 自動車の観測色の表示装置とその方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 環境マッピング法で自動車の塗装面の色彩分布画像を再現表示する技術において、自動車形状の評価に適したハイライト面が再現表示される技術を提供する。
【解決手段】 自動車の観測色を表示する装置は、自動車の塗装色で塗装した仮想球面を、予定位置に置かれた予定形状の光源で照明したものを、予定位置で見たときに観測される色彩分布を記述する色彩マップ記憶手段と、自動車の塗装面の形状を三次元空間内に記述する三次元モデル情報記憶手段と、前記三次元モデル情報が記述する自動車の塗装面に、前記色彩マップが記述する色彩をマッピングする手段を有している。そして、前記色彩マップには、光源の映り込みが形成されており、その光源の映り込み範囲が仮想球面上の等仰角線に沿って形成されていることを特徴とする。
【選択図】 図２
【解決手段】 自動車の観測色を表示する装置は、自動車の塗装色で塗装した仮想球面を、予定位置に置かれた予定形状の光源で照明したものを、予定位置で見たときに観測される色彩分布を記述する色彩マップ記憶手段と、自動車の塗装面の形状を三次元空間内に記述する三次元モデル情報記憶手段と、前記三次元モデル情報が記述する自動車の塗装面に、前記色彩マップが記述する色彩をマッピングする手段を有している。そして、前記色彩マップには、光源の映り込みが形成されており、その光源の映り込み範囲が仮想球面上の等仰角線に沿って形成されていることを特徴とする。
【選択図】 図２
Description
本発明は、自動車を見たときに観測される色彩分布を、コンピュータ装置を利用して表示する技術に関する。
自動車の塗装色は多様化されており、その塗装色を設計することが重要となっている。自動車の塗装色を設計するためには、その塗装色で塗装された自動車を見たときに観測される色彩分布を知る必要がある。
自動車の観測色を知るためには、実際に塗装して観測するのが最適であろう。しかしながらその作業には時間を要し、最適塗装色を決定するまでに多数台の自動車を塗装しなければならない。そこで、コンピュータ装置を用いて自動車の観測色を計算して表示する技術が必要とされている。
コンピュータグラフィックの技術が発展し、物体と、それを照明する光源と、物体が置かれている環境と、物体を見る視点を予定したときに、物体表面に観測される色彩分布をコンピュータ装置を用いて計算して表示する技術が開発されており、環境マッピング法と称されている。環境マッピング法では、三次元形状を持つ物体を視点から見たときに観測される２次元画像に、所定画像（テクスチャマップ）を貼り付ける。いわゆるテクスチャマッピングに類似する方法である。これにより、物体表面に周囲の環境を映し込んだ画像を計算して表示することが可能となる。
自動車の観測色を知るためには、実際に塗装して観測するのが最適であろう。しかしながらその作業には時間を要し、最適塗装色を決定するまでに多数台の自動車を塗装しなければならない。そこで、コンピュータ装置を用いて自動車の観測色を計算して表示する技術が必要とされている。
コンピュータグラフィックの技術が発展し、物体と、それを照明する光源と、物体が置かれている環境と、物体を見る視点を予定したときに、物体表面に観測される色彩分布をコンピュータ装置を用いて計算して表示する技術が開発されており、環境マッピング法と称されている。環境マッピング法では、三次元形状を持つ物体を視点から見たときに観測される２次元画像に、所定画像（テクスチャマップ）を貼り付ける。いわゆるテクスチャマッピングに類似する方法である。これにより、物体表面に周囲の環境を映し込んだ画像を計算して表示することが可能となる。
自動車に環境マッピング法を適用する技術が開発されている。特許文献１には、環境マップに、塗装面の色味や光源に関する情報を併せて記述する技術が開示されている。この技術によれば、マッピング処理することによって、塗装面の変角特性に由来する色彩の変化や、塗装面への光源の映り込みを再現表示することができる。自動車が回転する場合に、レイトレーシング等の光源に関する複雑な演算が不要なため、任意の方向から見たときに観察される自動車の色彩画像をリアルタイムに表示することができる。自動車の塗装面を評価する場合には、塗装面に映り込んだ光源の広がりや、光源の方向や視点方向の変化に伴う色彩分布の変化等の動的な質感が重要である。特許文献１の技術によれば、自動車をターンテーブルによって回転させたときに観測される画像を再現表示することもでき、塗装面の動的な評価を可能とするバーチャル技術として有用視されている。
特開２００３−９９８０１号公報
図１４は、特許文献１に記載されている技術で用いる色彩マップ１００を示している。色彩マップ１００は、塗装面の変角特性の情報と、光源の位置や大きさ等の情報と、物体が置かれる環境の景色を記述する情報と、視点の位置に関する情報から作成され、仮想環境に仮想球面を置き、光源情報で記述される光源で仮想球面を照明し、視点位置情報で記述される視点から仮想球面を見たときに仮想球面に観測される色彩分布を表している。色彩マップ１００には、光源の映り込み（ハイライト）１００ａが再現されている。
図１５は、色彩マップ１００を自動車の塗装面にマッピングした例を示している。図１５（Ａ）は、自動車の塗装面を側方から見た２次元画像１１５にマッピングした例を示し、図１５（Ｂ）は、自動車の塗装面を斜め後方から見た２次元画像１１７にマッピングした例を示している。図１５（Ｃ）は、マッピングに利用された色彩マップ１００内の領域１０２、１０４を示している。領域１０２は、色彩マップ１００のハイライト部を示し、領域１０４は、色彩マップ１００のハイライト部以外の領域を示す。
図１５は、色彩マップ１００を自動車の塗装面にマッピングした例を示している。図１５（Ａ）は、自動車の塗装面を側方から見た２次元画像１１５にマッピングした例を示し、図１５（Ｂ）は、自動車の塗装面を斜め後方から見た２次元画像１１７にマッピングした例を示している。図１５（Ｃ）は、マッピングに利用された色彩マップ１００内の領域１０２、１０４を示している。領域１０２は、色彩マップ１００のハイライト部を示し、領域１０４は、色彩マップ１００のハイライト部以外の領域を示す。
図１５（Ａ）に示す自動車を側方から見た２次元画像１１５に色彩分布をマッピングした画像では、自動車表面の法線方向に対する視点位置の関係に基づいて、図１５（Ｃ）に示すように、色彩マップ１００の全領域の色彩分布がマッピングに利用される。２次元画像１１５には、色彩マップ１００のハイライト部である領域１０２がマッピングされ、光源が映り込んだハイライト面１１５ａが自動車の中間部１１５ｇから後尾部１１５ｆまで伸びている。
色彩マップ１００のハイライト部である領域１０２には、単一の丸い光源が仮想球面に映り込んだものが再現されているため、ハイライト面が形成される方向は仮想球面の局所的な範囲に限定されている。そのため、自動車の観測色を再現した画像１１５においても、ハイライト面１１５ａは自動車の側面の一部に留まって形成される。ハイライト面１１５ａが形成されない自動車観測色再現画像１１５の先頭１１５ｅ側では、塗装面の陰影感が少なく表示されてしまい、塗装面の曲面形状を想起することが困難となる。
図１５（Ｂ）に示す自動車を斜め後方から見た２次元画像１１７に色彩分布をマッピングした画像では、自動車表面の法線方向に対する視点位置の関係に基づいて、自動車の側面部１１８と後尾面部１１９には色彩マップ１００の領域１０４の色彩分布がマッピングされる。領域１０４にはハイライト面が含まれていないため、自動車塗装色再現画像１１７には、ハイライト面が形成されず、塗装面の陰影感が少なく表示されてしまい、塗装面の曲面形状を想起することが困難となり、形状評価に適さない。
色彩マップ１００のハイライト部である領域１０２には、単一の丸い光源が仮想球面に映り込んだものが再現されているため、ハイライト面が形成される方向は仮想球面の局所的な範囲に限定されている。そのため、自動車の観測色を再現した画像１１５においても、ハイライト面１１５ａは自動車の側面の一部に留まって形成される。ハイライト面１１５ａが形成されない自動車観測色再現画像１１５の先頭１１５ｅ側では、塗装面の陰影感が少なく表示されてしまい、塗装面の曲面形状を想起することが困難となる。
図１５（Ｂ）に示す自動車を斜め後方から見た２次元画像１１７に色彩分布をマッピングした画像では、自動車表面の法線方向に対する視点位置の関係に基づいて、自動車の側面部１１８と後尾面部１１９には色彩マップ１００の領域１０４の色彩分布がマッピングされる。領域１０４にはハイライト面が含まれていないため、自動車塗装色再現画像１１７には、ハイライト面が形成されず、塗装面の陰影感が少なく表示されてしまい、塗装面の曲面形状を想起することが困難となり、形状評価に適さない。
特許文献１に記載の技術では、自動車の塗装面に色彩マップ１００をマッピングすることによって観測される自動車の色彩分布を再現表示するため、再現表示の計算に要する計算量が少なくてすみ、自動車を見る方向を変化させながら色彩分布の再現表示画面をリアルタイムで計算して表示することができる。しかしながら、自動車モデルを見る方向によっては、塗装面にハイライト面が形成されず自動車の陰影感が充分に表現されないことがある。あるいは、ハイライト面の伸びる範囲が短く、自動車の部分によっては塗装面の陰影感が少なく表示されてしまうことがある。
このように、現在の自動車塗装色の観測画像再現技術では、自動車形状の評価に必要な陰影表現が充分でなく、ハイライト面の形成範囲も的確でないため、自動車形状の評価をバーチャルで実施することの障害となっている。この問題を解決するためには、色彩マップに複数の光源を映し込むことが考えられるが、再現計算された自動車塗装色の観測画像上の的確な位置にハイライト面が形成されるように複数の光源位置を設定することは困難である。また、複数の光源に由来する複数のハイライト面を、平滑な輪郭で結合して一つハイライト面にすることも困難である。
本発明では上記の問題を解決する。本発明では、環境マッピング法で自動車の塗装面を観測したときに得られる色彩分布画像を再現表示する技術において、自動車形状の評価に適したハイライト面が再現表示される技術を提供する。
このように、現在の自動車塗装色の観測画像再現技術では、自動車形状の評価に必要な陰影表現が充分でなく、ハイライト面の形成範囲も的確でないため、自動車形状の評価をバーチャルで実施することの障害となっている。この問題を解決するためには、色彩マップに複数の光源を映し込むことが考えられるが、再現計算された自動車塗装色の観測画像上の的確な位置にハイライト面が形成されるように複数の光源位置を設定することは困難である。また、複数の光源に由来する複数のハイライト面を、平滑な輪郭で結合して一つハイライト面にすることも困難である。
本発明では上記の問題を解決する。本発明では、環境マッピング法で自動車の塗装面を観測したときに得られる色彩分布画像を再現表示する技術において、自動車形状の評価に適したハイライト面が再現表示される技術を提供する。
本発明は、自動車の塗装面を見たときに観測される色彩分布を計算機を用いて計算して表示する装置を実現する。本発明の自動車観測色表示装置は、自動車の塗装色で塗装した仮想球面を予定位置に置かれた予定形状の光源で照明したものを予定位置で見たときに観測される色彩分布を記述する色彩マップ記憶手段と、自動車の塗装面の形状を三次元空間内に記述する三次元モデル情報記憶手段と、三次元モデル情報が記述する自動車の塗装面に色彩マップが記述する色彩をマッピングする手段を有する。ここで、色彩マップには光源の映り込みが形成されており、その光源の映り込み範囲が仮想球面上の等仰角線に沿って形成されていることを特徴とする。ここでいう等仰角線とは、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように点Ｐの仰角と傾角を定義したときに、仰角が等しい位置を結んだ線である。図３（Ａ）に、仮想球面１０１上の等仰角線Ｅを示し、図３（Ｃ）に色彩マップ１００上の等仰角線Ｅ群を示す。
自動車の塗装面を見たときに観測される色彩分布を計算して表示する装置を用いて、自動車形状をバーチャルに評価する場合、塗装面の陰影感が充分に表示されることが重要である。特に、自動車のスタイリングデザインでは光源の映り込み範囲を考慮して美しい面がデザインされており、この光源の映り込みが違和感なく再現されないと、自動車形状を正確に評価することができない。
本発明者らは、環境マッピング法等に代表されるマッピング手法を利用して自動車の塗装面の観測色を再現表示する技術を研究し、色彩マップ上の光源の映り込み範囲を、自動車の塗装面の形状に基づいて規定することが有用であることを見出した。そして、自動車の塗装面の法線方向の分布から、色彩マップの等仰角線に沿って伸びる範囲に光源の映り込みが存在していると、光源の映り込み範囲が自動車の全長に亘って長く伸びて表示され、自動車形状の評価に適した画像が表示されることを見出した。この色彩マップを用いると、自動車を見る方向を回転しても、広範囲の塗装面への光源の映り込み（ハイライト）が維持されて表示される。
本発明の自動車観測色の表示装置によると、自動車の塗装面の法線方向が様々に変化しても、再現計算される自動車の観測色の色彩分布に光源の映り込みが形成される。それにより、利用者はハイライトが広範囲に拡がった画像で自動車形状を正確に評価することができる。
本発明者らは、環境マッピング法等に代表されるマッピング手法を利用して自動車の塗装面の観測色を再現表示する技術を研究し、色彩マップ上の光源の映り込み範囲を、自動車の塗装面の形状に基づいて規定することが有用であることを見出した。そして、自動車の塗装面の法線方向の分布から、色彩マップの等仰角線に沿って伸びる範囲に光源の映り込みが存在していると、光源の映り込み範囲が自動車の全長に亘って長く伸びて表示され、自動車形状の評価に適した画像が表示されることを見出した。この色彩マップを用いると、自動車を見る方向を回転しても、広範囲の塗装面への光源の映り込み（ハイライト）が維持されて表示される。
本発明の自動車観測色の表示装置によると、自動車の塗装面の法線方向が様々に変化しても、再現計算される自動車の観測色の色彩分布に光源の映り込みが形成される。それにより、利用者はハイライトが広範囲に拡がった画像で自動車形状を正確に評価することができる。
色彩マップに、仮想球面の中心と視点を結ぶ直線に垂直な面の水平線上に配置された光源群の映り込みが形成されていることが好ましい。光源のそれぞれは、点光源であってもよいし、線状光源であってもよい。
この場合、仮想球面上の等仰角線に沿って光源の映り込み範囲が形成されているのに対応する色彩マップとなっている。この色彩マップを利用してマッピングすると、自動車のハイライト部が広範囲に再現表示され、利用者は自動車の形状のよしあしを正確に評価することができる。
この場合、仮想球面上の等仰角線に沿って光源の映り込み範囲が形成されているのに対応する色彩マップとなっている。この色彩マップを利用してマッピングすると、自動車のハイライト部が広範囲に再現表示され、利用者は自動車の形状のよしあしを正確に評価することができる。
色彩マップに、仮想球面の中心と視点を結ぶ直線に垂直な面の水平線上に配置された線状光源の映り込みが形成されていることも好ましい。
この場合も、仮想球面上の等仰角線に沿って光源の映り込み範囲が形成されているのに対応する色彩マップとなっている。この色彩マップを利用してマッピングすると、自動車のハイライト部が広範囲に再現表示され、利用者は自動車の形状のよしあしを正確に評価することができる。
この場合も、仮想球面上の等仰角線に沿って光源の映り込み範囲が形成されているのに対応する色彩マップとなっている。この色彩マップを利用してマッピングすると、自動車のハイライト部が広範囲に再現表示され、利用者は自動車の形状のよしあしを正確に評価することができる。
色彩マップに形成された光源の映り込み範囲が等仰角線に沿って伸びるように色彩マップを修正する色彩マップ修正手段が付加されていることが好ましい。この場合、マッピング手段は修正された色彩マップを利用してマッピングする。
この場合、光源の映り込み範囲が仮想球面上の等仰角線に沿って伸びる色彩マップに修正され、この色彩マップを用いて自動車観測色の再現画像が表示される。自動車のハイライト部が広範囲に再現表示され、利用者は自動車の形状のよしあしを正確に評価することができる。
この場合、光源の映り込み範囲が仮想球面上の等仰角線に沿って伸びる色彩マップに修正され、この色彩マップを用いて自動車観測色の再現画像が表示される。自動車のハイライト部が広範囲に再現表示され、利用者は自動車の形状のよしあしを正確に評価することができる。
色彩マップ修正手段は、色彩マップに形成された光源の映り込み範囲を基準位置に移動するとともに、その映り込み範囲を拡張するものであってもよい。
この場合にも、光源の映り込み範囲が仮想球面上の等仰角線に沿って伸びる色彩マップに修正され、この色彩マップを用いて自動車観測色の再現画像が表示される。自動車のハイライト部が広範囲に再現表示され、利用者は自動車の形状のよしあしを正確に評価することができる。光源情報には従来の光源情報を利用することができる。
この場合にも、光源の映り込み範囲が仮想球面上の等仰角線に沿って伸びる色彩マップに修正され、この色彩マップを用いて自動車観測色の再現画像が表示される。自動車のハイライト部が広範囲に再現表示され、利用者は自動車の形状のよしあしを正確に評価することができる。光源情報には従来の光源情報を利用することができる。
また、仮想楕円球を用いて作成した楕円状の色彩マップを、水平方向に縮小して略真円状に修正された色彩マップを利用することもできる。
この場合にも、光源の映り込み範囲が仮想球面上の等仰角線に沿って伸びる色彩マップに修正され、この色彩マップを用いて自動車観測色の再現画像が表示される。自動車のハイライト部が広範囲に再現表示され、利用者は自動車の形状のよしあしを正確に評価することができる。
この場合にも、光源の映り込み範囲が仮想球面上の等仰角線に沿って伸びる色彩マップに修正され、この色彩マップを用いて自動車観測色の再現画像が表示される。自動車のハイライト部が広範囲に再現表示され、利用者は自動車の形状のよしあしを正確に評価することができる。
本発明の自動車観測色の表示装置をシステムブロックの面から把握すると、自動車の塗装面の形状を三次元で記述する形状情報を記憶する形状情報記憶手段と、光源の位置と形状を記述する光源情報を記憶する光源情報記憶手段と、視点位置を記述する視点位置情報を記憶する視点位置情報記憶手段と、前記光源情報と視点位置情報に基づいて、その光源で照らされているとともに自動車の塗装色で塗装されている仮想球面を、その視点位置で見たときに観測される色彩分布を記述する色彩マップを生成する色彩マップ生成手段と、前記形状情報と視点位置情報に基づいて、その視点から見たときの自動車の塗装面の平面画像と、その平面画像内における塗装面の法線の方位分布を記述する平面投影情報を生成する平面投影情報生成手段と、前記平面投影情報が記述する自動車の塗装面に、前記色彩マップが記述する色彩をマッピングする手段を有している装置ということができる。本発明の表示装置の色彩マップには、光源の映り込みが形成されており、その光源の映り込み範囲が仮想球面上の等仰角線に沿って形成されていることを特徴とする。ここでいう等仰角線とは、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように点Ｐの仰角と傾角を定義したときに、仰角が等しい位置を結んだ線である。図３（Ａ）に、仮想球面１０１上の等仰角線Ｅを示し、図３（Ｃ）に色彩マップ１００上の等仰角線Ｅ群を示す。
光源の位置と形状を記述する光源情報を記憶する光源情報記憶手段と、視点位置を記述する視点位置情報を記憶する視点位置情報記憶手段と、色彩マップ生成手段が用意されていると、光源情報と視点位置情報に基づいて、その光源で照らされているとともに自動車の塗装色で塗装されている仮想球面を、視点位置で見たときに観測される色彩分布を記述する色彩マップを生成することができる。
自動車の塗装面の形状を三次元で記述する形状情報を記憶する形状情報記憶手段と、視点位置を記述する視点位置情報を記憶する視点位置情報記憶手段と、平面投影情報生成手段が用意されていると、形状情報と視点位置情報に基づいて、その視点から見たときの自動車の塗装面の平面画像と、その平面画像内における塗装面の法線の方位分布を記述する平面投影情報を生成することができる。
そこで、視点から見た自動車の塗装面の２次元画像に色彩マップをマッピングすることが可能となる。本発明の自動車観測色の表示装置のマッピング手段は、平面投影情報が記述する自動車の塗装面に、色彩マップが記述する色彩をマッピングして自動車の塗装面を観測したときに得られる色彩分布を表示した画像情報を計算して作り出す。
本発明で利用する色彩マップは、仮想球面上の等仰角線に沿って光源の映り込み範囲が形成されていることを特徴とする。
この色彩マップを利用すると、再現計算される自動車の観測色の色彩分布に、自動車の形状評価に適した広範囲な光源の映り込み（ハイライト）が形成される。それにより、利用者は自動車の形状を正確に評価することができる。即ち、自動車の形状のよしあしを評価しやすい形状の光源を、最適位置に置いて照明したときに観測される色彩分布を再現表示することができる。自動車のハイライト部が広範囲に再現表示され、利用者は自動車の形状のよしあしを正確に評価することができる。
自動車の塗装面の形状を三次元で記述する形状情報を記憶する形状情報記憶手段と、視点位置を記述する視点位置情報を記憶する視点位置情報記憶手段と、平面投影情報生成手段が用意されていると、形状情報と視点位置情報に基づいて、その視点から見たときの自動車の塗装面の平面画像と、その平面画像内における塗装面の法線の方位分布を記述する平面投影情報を生成することができる。
そこで、視点から見た自動車の塗装面の２次元画像に色彩マップをマッピングすることが可能となる。本発明の自動車観測色の表示装置のマッピング手段は、平面投影情報が記述する自動車の塗装面に、色彩マップが記述する色彩をマッピングして自動車の塗装面を観測したときに得られる色彩分布を表示した画像情報を計算して作り出す。
本発明で利用する色彩マップは、仮想球面上の等仰角線に沿って光源の映り込み範囲が形成されていることを特徴とする。
この色彩マップを利用すると、再現計算される自動車の観測色の色彩分布に、自動車の形状評価に適した広範囲な光源の映り込み（ハイライト）が形成される。それにより、利用者は自動車の形状を正確に評価することができる。即ち、自動車の形状のよしあしを評価しやすい形状の光源を、最適位置に置いて照明したときに観測される色彩分布を再現表示することができる。自動車のハイライト部が広範囲に再現表示され、利用者は自動車の形状のよしあしを正確に評価することができる。
本発明はまた、自動車を観測したときに得られる色彩分布を再現表示する新たな方法を提供する。この方法は、自動車の塗装面の形状を三次元で記述する形状情報を記憶する工程と、自動車の塗装色を記述する色彩情報を記憶する工程と、光源の位置と形状を記述する光源情報を記憶する工程と、視点位置を記述する視点位置情報を記憶する工程と、前記色彩情報と光源情報と視点位置情報に基づいて、その光源で照らされるとともにその塗装色で塗装されている仮想球面を、その視点位置で見たときに観測される色彩分布を記述する色彩マップ情報を生成する工程と、前記形状情報と視点位置情報に基づいて、その視点から見たときの自動車の塗装面の平面画像と、その平面画像内における塗装面の法線の方位分布を記述する平面投影情報を生成する工程と、前記平面投影情報が記述する自動車の塗装面に、前記色彩マップ情報が記述する色彩をマッピングする工程を有している。色彩マップ情報が記述する色彩分布には、光源の映り込みが形成されており、その光源の映り込み範囲が仮想球面上の等仰角線に沿って形成されていることを特徴とする。
この方法では、光源の位置と形状を記述する光源情報と、自動車の塗装色を記述する色彩情報と、視点位置を記述する視点位置情報から、その光源で照らされるとともにその塗装色で塗装されている仮想球面を視点位置で見たときに観測される色彩分布を記述する色彩マップ情報を生成する。
また自動車の塗装面の形状を三次元で記述する形状情報と、視点位置情報から、その視点から見たときの自動車の塗装面の平面画像と、その平面画像内における塗装面の法線の方位分布を記述する平面投影情報を生成する。
そこで、視点から見た自動車の塗装面の２次元画像に色彩マップをマッピングすることが可能となる。本発明の方法では、三次元モデル情報が記述する自動車の塗装面に色彩マップ情報が記述する色彩をマッピングして自動車の塗装面を観測したときに得られる色彩分布を表示した画像情報を計算して作り出す。
本発明の方法で利用する色彩マップは、仮想球面上の等仰角線に沿って光源の映り込み範囲が形成されていることを特徴とする。
この色彩マップを利用すると、再現計算される自動車の観測色の色彩分布に、自動車の形状評価に適した広範囲な光源の映り込み（ハイライト）が形成される。自動車モデル全長に亘って長く伸びるハイライト面が再現表示される。それにより、利用者は自動車の形状を正確に評価することができる。即ち、自動車形状のよしあしを評価しやすい形状の光源を、最適位置に置いて照明したときに観測される色彩分布を再現表示することができる。自動車の塗装面の質感が高品質かつハイライト部が広範囲に再現表示され、利用者は自動車の形状のよしあしを正確に評価することができる。
また自動車の塗装面の形状を三次元で記述する形状情報と、視点位置情報から、その視点から見たときの自動車の塗装面の平面画像と、その平面画像内における塗装面の法線の方位分布を記述する平面投影情報を生成する。
そこで、視点から見た自動車の塗装面の２次元画像に色彩マップをマッピングすることが可能となる。本発明の方法では、三次元モデル情報が記述する自動車の塗装面に色彩マップ情報が記述する色彩をマッピングして自動車の塗装面を観測したときに得られる色彩分布を表示した画像情報を計算して作り出す。
本発明の方法で利用する色彩マップは、仮想球面上の等仰角線に沿って光源の映り込み範囲が形成されていることを特徴とする。
この色彩マップを利用すると、再現計算される自動車の観測色の色彩分布に、自動車の形状評価に適した広範囲な光源の映り込み（ハイライト）が形成される。自動車モデル全長に亘って長く伸びるハイライト面が再現表示される。それにより、利用者は自動車の形状を正確に評価することができる。即ち、自動車形状のよしあしを評価しやすい形状の光源を、最適位置に置いて照明したときに観測される色彩分布を再現表示することができる。自動車の塗装面の質感が高品質かつハイライト部が広範囲に再現表示され、利用者は自動車の形状のよしあしを正確に評価することができる。
本発明によると、環境マッピング法で自動車の塗装面を観測したときに得られる色彩分布画像を表示する際に、自動車の形状のよしあしを評価しやすい形状の光源を最適位置に置いて照明したときに観測される色彩分布をバーチャルに再現表示することができる。自動車の塗装面の質感が高品質かつハイライト部が広範囲に再現表示され、利用者は自動車の形状のよしあしを正確に評価することができる。
以下、本発明を具現化した実施例について図面を参照して説明する。最初に実施例の主要な特徴を列記する。
（形態１）： コンピュータグラフィクス装置では、自動車モデルを再現するオブジェクト空間にＸＹＺ座標系が定義される。
（形態２）： オブジェクト空間では、方向を記述する二次元座標（α，β）が定義される。二次元座標（α，β）は、図３に示すように仰角αと傾角βによって定義される。
（形態３）： 色彩マップでは、二次元座標（α，β）に対応付けて色彩が記述されている。
（形態４）： コンピュータグラフィクス装置は、設定された視点位置と観測塗装面を結ぶ直線と、観測塗装面の法線方向からマッピング方向（α，β）を決定する。色彩マップからマッピング方向（α，β）に対応する色彩を選択して自動車モデルの表面にマッピングする。
（形態１）： コンピュータグラフィクス装置では、自動車モデルを再現するオブジェクト空間にＸＹＺ座標系が定義される。
（形態２）： オブジェクト空間では、方向を記述する二次元座標（α，β）が定義される。二次元座標（α，β）は、図３に示すように仰角αと傾角βによって定義される。
（形態３）： 色彩マップでは、二次元座標（α，β）に対応付けて色彩が記述されている。
（形態４）： コンピュータグラフィクス装置は、設定された視点位置と観測塗装面を結ぶ直線と、観測塗装面の法線方向からマッピング方向（α，β）を決定する。色彩マップからマッピング方向（α，β）に対応する色彩を選択して自動車モデルの表面にマッピングする。
図１に、本発明を利用して具現化されるコンピュータグラフィクス装置１０を示す。コンピュータグラフィクス装置１０は、コンピュータ本体１２、マウス２４、キーボード２６、ディスプレイ３０、記録装置３２等を備えている。
コンピュータ本体１２は、ＣＰＵ１４、ＲＡＭ１６、ＲＯＭ１８、ハードディスクドライブ装置２０、入出力インターフェース２２等を備えている。入出力インターフェース２２と、ＣＰＵ１４やＲＡＭ１６やＲＯＭ１８やハードディスクドライブ装置２０は、データ等を授受可能に接続されている。
マウス２４とキーボード２６は、コンピュータグラフィクス装置１０にデータやコマンドを入力するための入力装置である。また、ディスプレイ３０は、コンピュータグラフィクス装置１０が生成した画像を表示する表示装置である。
マウス２４、キーボード２６、ディスプレイ３０は、コンピュータ本体１２の入出力インターフェース２２に接続されている。
コンピュータ本体１２は、ＣＰＵ１４、ＲＡＭ１６、ＲＯＭ１８、ハードディスクドライブ装置２０、入出力インターフェース２２等を備えている。入出力インターフェース２２と、ＣＰＵ１４やＲＡＭ１６やＲＯＭ１８やハードディスクドライブ装置２０は、データ等を授受可能に接続されている。
マウス２４とキーボード２６は、コンピュータグラフィクス装置１０にデータやコマンドを入力するための入力装置である。また、ディスプレイ３０は、コンピュータグラフィクス装置１０が生成した画像を表示する表示装置である。
マウス２４、キーボード２６、ディスプレイ３０は、コンピュータ本体１２の入出力インターフェース２２に接続されている。
外部記録装置３２は、記録媒体３４に対して情報の読み書きを行う。記録媒体３４に記述されている情報は記録装置３２によって読み取られ、コンピュータ本体１２へ入力される。また、コンピュータ本体１２から外部記憶装置３２へ教示された情報は、外部記憶装置３２が記録媒体３４に書き込む。外部記録装置３２は、入出力インターフェース２２にデータ等を授受可能に接続されている。
記録媒体３４としては、例えばＣＤ−Ｒ、ＭＯ、ＤＶＤ等の記録ディスク等を利用することでき、それらに対して記憶装置３２には、ＣＤ−Ｒ装置、ＭＯ装置、ＤＶＤ装置等を用いることができる。
記録媒体３４としては、例えばＣＤ−Ｒ、ＭＯ、ＤＶＤ等の記録ディスク等を利用することでき、それらに対して記憶装置３２には、ＣＤ−Ｒ装置、ＭＯ装置、ＤＶＤ装置等を用いることができる。
図２は、コンピュータグラフィクス装置１０の構成を、機能的に分類して示している。コンピュータグラフィクス装置１０は、機能的に記憶部４０と設定部４２と処理部４４とディスプレイ３０に分類される。記憶部４０は、ＲＡＭ１６やＲＯＭ１８やハードディスクドライブ装置２０や記憶媒体３４等によって構成される。設定部４２は、マウス２４やキーボード２６等の入力装置と、ＲＡＭ１６やＲＯＭ１８やハードディスクドライブ装置２０や記憶媒体３４等に記憶されているプログラムやデータ等で構成される。処理部４４は、ＣＰＵ１４と、ＲＡＭ１６やＲＯＭ１８やハードディスクドライブ装置２０や記憶媒体３４等に記憶されているプログラムやデータ等で構成される。
記憶部４０は、形状データ５２、塗装面色彩データ５４、光源データ５６を記憶している。
形状データ５２は、自動車の三次元形状を記述している。形状データ５２には、自動車の外形形状を記述するＣＡＤデータ等を用いることができる。
塗装面色彩データ５４は、塗装面の色彩を変角分光反射率で記述している。変角分光反射率は、物体表面を測色する受光方向を、正反射方向から変化させて得られる分光反射率である。正反射方向に対して受光方向がなす角度を変角という。変角分光反射率は、変角毎に測定される分光反射率を記述するものである。図１６を用いて変角を説明する。図１６は塗装面１に光源２から光が入射している様子を示している。その入射方向は矢印３で示される。このとき、塗装面１での正反射方向は図中の矢印４で示される。塗装面の反射光を図中の矢印６で示される方向で受光した場合、矢印４の正反射方向と矢印６の受光方向のなす角度θが変角である。塗装面色彩データ５４が塗装面の色彩を変角分光反射率で記述しているため、コンピュータグラフィクス装置１０は、自動車の塗装面の色彩分布をより現実的に再現することができる。
光源データ５６は、光源の形状や色や強さ（光の各波長における強さ）を記述している。光の色や強さは、ＲＧＢ（赤・緑・青）の強さとして数値化してもよい。また太陽を記述する場合では、大きさが無限大の平行光として記述することが一般的である。
形状データ５２は、自動車の三次元形状を記述している。形状データ５２には、自動車の外形形状を記述するＣＡＤデータ等を用いることができる。
塗装面色彩データ５４は、塗装面の色彩を変角分光反射率で記述している。変角分光反射率は、物体表面を測色する受光方向を、正反射方向から変化させて得られる分光反射率である。正反射方向に対して受光方向がなす角度を変角という。変角分光反射率は、変角毎に測定される分光反射率を記述するものである。図１６を用いて変角を説明する。図１６は塗装面１に光源２から光が入射している様子を示している。その入射方向は矢印３で示される。このとき、塗装面１での正反射方向は図中の矢印４で示される。塗装面の反射光を図中の矢印６で示される方向で受光した場合、矢印４の正反射方向と矢印６の受光方向のなす角度θが変角である。塗装面色彩データ５４が塗装面の色彩を変角分光反射率で記述しているため、コンピュータグラフィクス装置１０は、自動車の塗装面の色彩分布をより現実的に再現することができる。
光源データ５６は、光源の形状や色や強さ（光の各波長における強さ）を記述している。光の色や強さは、ＲＧＢ（赤・緑・青）の強さとして数値化してもよい。また太陽を記述する場合では、大きさが無限大の平行光として記述することが一般的である。
設定部４２は、利用者等がマウス２４やキーボード２６から入力した指示に基づいて、オブジェクト画像を生成する条件を設定する。本実施例で表示されるオブジェクト画像は、自動車の塗装面に観測される色彩分布を再現する自動車モデル画像である。設定部４２は、光源位置設定部６２と視点位置設定部６４とモデル方向設定部６６等を備えている。
光源位置設定部６２は、利用者等がマウス２４やキーボード２６から入力した指示に基いて、オブジェクトを置く空間（以下、単にオブジェクト空間という）における光源の位置を設定し、その設定された光源位置を記述する光源位置データ６３を生成して記憶する。利用者等による光源位置の指示は、オブジェクト空間において座標を用いて設定することができる。あるいは、例えば太陽を光源とする場合は、予め暦や時刻に対応付けて太陽の位置が記述されたデータを用意し、暦や時刻を指定する方式としてもよい。また、光源の数は１つに限定されず、複数の光源を指定することもできる。
オブジェクト空間にはＸＹＺ座標系が定義されている。オブジェクト空間では、ＸＹ平面によって水平面が規定されており、Ｚ軸方向によって鉛直方向が規定されている。また、オブジェクト空間において方向を定義する二次元座標（α，β）が定義されている。二次元座標（α，β）の定義方法は後に詳述する。
視点位置設定部６４は、利用者等がマウス２４やキーボード２６から入力した指示に基いて、オブジェクト空間で自動車モデルを見る視点位置を設定し、その設定された視点位置を記述する視点位置設定データ６５を生成して記憶する。
モデル方向設定部６６は、利用者等がマウス２４やキーボード２６から入力した指示に基いて、オブジェクト空間に自動車モデルを置く方向を設定し、モデル方向データ６７を生成して記憶する。オブジェクト空間において自動車モデルを置く方向を設定することにより、視点位置から見える自動車モデルの角度又は方向が決定する。それにより、所望する方向から自動車を見たときの自動車モデル画像を表示させることができる。
光源位置設定部６２は、利用者等がマウス２４やキーボード２６から入力した指示に基いて、オブジェクトを置く空間（以下、単にオブジェクト空間という）における光源の位置を設定し、その設定された光源位置を記述する光源位置データ６３を生成して記憶する。利用者等による光源位置の指示は、オブジェクト空間において座標を用いて設定することができる。あるいは、例えば太陽を光源とする場合は、予め暦や時刻に対応付けて太陽の位置が記述されたデータを用意し、暦や時刻を指定する方式としてもよい。また、光源の数は１つに限定されず、複数の光源を指定することもできる。
オブジェクト空間にはＸＹＺ座標系が定義されている。オブジェクト空間では、ＸＹ平面によって水平面が規定されており、Ｚ軸方向によって鉛直方向が規定されている。また、オブジェクト空間において方向を定義する二次元座標（α，β）が定義されている。二次元座標（α，β）の定義方法は後に詳述する。
視点位置設定部６４は、利用者等がマウス２４やキーボード２６から入力した指示に基いて、オブジェクト空間で自動車モデルを見る視点位置を設定し、その設定された視点位置を記述する視点位置設定データ６５を生成して記憶する。
モデル方向設定部６６は、利用者等がマウス２４やキーボード２６から入力した指示に基いて、オブジェクト空間に自動車モデルを置く方向を設定し、モデル方向データ６７を生成して記憶する。オブジェクト空間において自動車モデルを置く方向を設定することにより、視点位置から見える自動車モデルの角度又は方向が決定する。それにより、所望する方向から自動車を見たときの自動車モデル画像を表示させることができる。
処理部４４は、記憶部４０が記憶しているデータや、設定部４２が設定したデータを用いて、自動車モデル画像を表示するための処理を行う。処理部４４は、色彩マップ生成部７２と色彩マップ修正部７４と平面画像生成部７６とマッピング処理部７８を備えている。
色彩マップ生成部７２は、塗装面色彩データ５４と光源データ５６と光源位置データ６３を処理して色彩マップ１００を生成する（図１４を参照）。色彩マップ１００は、オブジェクト空間に置かれた仮想球面を、Ｘ軸方向から見たときの色彩分布を表している。仮想球面は塗装面色彩データ５４が記述する塗装面であり、自動車の塗装面と同一塗料が塗布されていることに対応する。仮想球面をＸ軸負方向に見ると、塗装面をあらゆる方向から見ることとなる。従って、仮想球面をＸ軸負方向に見たときに観測される色彩分布には、自動車の塗装面をあらゆる方向から見たときの色彩が含まれる。色彩マップ１００には、塗装面が変角に応じて呈する色彩がすべて記述されている。また、色彩マップ１００上には、光源データ５６に基づき、光源の映り込みであるハイライト面１００ａも形成されている。
本実施例では光源データ５６が略真円形状の光源を記述しており、ハイライト面１００ａは略真円状に形成されている。
色彩マップ生成部７２は、塗装面色彩データ５４と光源データ５６と光源位置データ６３を処理して色彩マップ１００を生成する（図１４を参照）。色彩マップ１００は、オブジェクト空間に置かれた仮想球面を、Ｘ軸方向から見たときの色彩分布を表している。仮想球面は塗装面色彩データ５４が記述する塗装面であり、自動車の塗装面と同一塗料が塗布されていることに対応する。仮想球面をＸ軸負方向に見ると、塗装面をあらゆる方向から見ることとなる。従って、仮想球面をＸ軸負方向に見たときに観測される色彩分布には、自動車の塗装面をあらゆる方向から見たときの色彩が含まれる。色彩マップ１００には、塗装面が変角に応じて呈する色彩がすべて記述されている。また、色彩マップ１００上には、光源データ５６に基づき、光源の映り込みであるハイライト面１００ａも形成されている。
本実施例では光源データ５６が略真円形状の光源を記述しており、ハイライト面１００ａは略真円状に形成されている。
図３に示すように、オブジェクト空間には方向を記述する二次元座標（α，β）が定義されている。図３を用いて、仮想球面１０１上の点Ｐに規定される仰角αと傾角βを説明する。図３（Ａ）に示すように、仰角αはＸ軸を基準軸とする角度であり、マイナス１８０度からプラス１８０度である。仰角が等しい等仰角線は図中Ｅで示される。また、図３（Ｂ）に示すように、傾角βはＸＺ平面を基準とする角度であり、マイナス９０度からプラス９０度である。仮想球面１０１上の点Ｐの座標が（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で表され、点Ｐに規定される二次元座標が（α２，β２）であるとき、
ｃｏｓα２＝Ｘ／（Ｘ２＋Ｚ２）１／２ （−１８０度＜α≦１８０度）
ｃｏｓβ２＝（Ｘ２＋Ｚ２）１／２／（Ｘ２＋Ｙ２＋Ｚ２）１／２（−９０度＜β≦−９０度）
の関係となる。図３（Ｃ）に示すように、色彩マップ１００上には等仰角線Ｅ群（α０，α１，α２，・・・）が規定される。仮想球面１０１上の点Ｐ（α２，β２）は、図３（Ｃ）の色彩マップ１００上において、仰角α２の等仰角線Ｅと傾角β２の等傾角線Ｆの交点に位置する。
ｃｏｓα２＝Ｘ／（Ｘ２＋Ｚ２）１／２ （−１８０度＜α≦１８０度）
ｃｏｓβ２＝（Ｘ２＋Ｚ２）１／２／（Ｘ２＋Ｙ２＋Ｚ２）１／２（−９０度＜β≦−９０度）
の関係となる。図３（Ｃ）に示すように、色彩マップ１００上には等仰角線Ｅ群（α０，α１，α２，・・・）が規定される。仮想球面１０１上の点Ｐ（α２，β２）は、図３（Ｃ）の色彩マップ１００上において、仰角α２の等仰角線Ｅと傾角β２の等傾角線Ｆの交点に位置する。
図４を用いて色彩マップ１００の生成を説明する。図４は、仮想球面１０１上の点Ｐ（α２，β２）の場合を示している。光源から仮想球面１０１への入射方向は、光源からＸＹＺ座標系の原点へ向かう方向によって規定される。従って、光源位置データ６３が記述する光源から点Ｐへの入射方向は、光源位置の座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）から求められる。また、点Ｐにおける法線方向は（α２，β２）である。これらの入射方向と法線方向から正反射方向が求められる。一方、仮想球面１０１を見る視点Ｑの位置は、Ｘ軸正方向の無限遠方に設定されており、点Ｐを観測する観測方向はＸ軸負方向に規定されるため、点Ｐでの反射光が受光される方向はＸ軸正方向である。求めた正反射方向と受光方向（Ｘ軸正方向）のなす角から、点Ｐにおける変角が求められる。ここで、仮想球面１０１を見る視点の位置をＸ軸正方向の無限遠方に設定せず、仮想球面１０１を観測する視点Ｑをオブジェクト空間に設定してもよい。この場合、点Ｐから視点Ｑへ向かう方向が受光方向となり、この受光方向と求めた正反射方向のなす角から、点Ｐにおける変角が求められる。
点Ｐにおける変角が求められると、塗装面色彩データ５４から点Ｐにおける色彩が決定される。このように、点Ｐに規定された二次元座標（α２、β２）に対応付けて色彩が決定される。同様にして、仮想球面１０１上のすべての点（α，β）に対して色彩が決定され、２次元座標（α，β）に対応付けて色彩が記述された色彩マップ１００が生成される。
点Ｐにおける変角が求められると、塗装面色彩データ５４から点Ｐにおける色彩が決定される。このように、点Ｐに規定された二次元座標（α２、β２）に対応付けて色彩が決定される。同様にして、仮想球面１０１上のすべての点（α，β）に対して色彩が決定され、２次元座標（α，β）に対応付けて色彩が記述された色彩マップ１００が生成される。
色彩マップ修正部７４は、色彩マップ生成部７２が生成した色彩マップ１００を修正して修正色彩マップ９０を生成する。図５に修正色彩マップ９０を示す。図５に示すように、修正色彩マップ９０ではハイライト面９０ａが横長に伸びて形成されている。ハイライト面９０ａの中心線Ｍは、修正色彩マップ９０において仰角αが所定の値である等仰角線Ｅ上に位置しており、ハイライト面９０ａは等仰角線Ｅに沿って形成されている。色彩マップ修正部７４は、ハイライト面１００ａが略真円状に形成された色彩マップ１００を、ハイライト面９０ａが等仰角線Ｅに沿って形成された色彩マップ９０へと修正する。この修正の詳しい説明は後述する。
平面画像生成部７６は、自動車の形状データ５２と視点位置データ６５とモデル方向データ６７に基づいて、オブジェクト空間に置かれた自動車モデルをその視点から見たときの平面画像を生成する。平面画像生成部７６が生成する平面画像には、その平面画像内における塗装面の位置と法線の方位分布が記述されている。法線の方位は、二次元座標（α、β）で記述されている。
マッピング処理部７８は、平面画像生成部７６が生成した自動車の平面画像に、色彩マップ修正部７４が生成した修正色彩マップ９０を用いて色彩をマッピングする。マッピング処理部７８がマッピングして生成した自動車モデル画像は、ディスプレイ３０に表示される。
図６を用いて、マッピング処理部７８のマッピング処理を説明する。図６は、自動車の形状に類似する円筒モデル１１０を用い、円筒モデル１１０上の点Ｑへのマッピング処理を示している。
まず、視点位置から点Ｑを見たときの観測方向を、視点位置の座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）と点Ｑの座標（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）から求める。この観測方向と修正色彩マップ９０で観測方向に規定されているＸ軸負方向がなす角度γを求める。この角度γによって円柱モデル１１０の点Ｑにおける法線方向（α１，β１）を補正して、点Ｑにおけるマッピング方向（α３，β３）を決定する。点Ｑにおけるマッピング方向（α３，β３）に対応して、修正色彩マップ９０が二次元座標（α３，β３）に対応付けて記述している色彩を、点Ｑにマッピングする。同様にして、円筒モデル１１０上のすべての点において、その点の法線方向をその点の観測方向に基づいて補正してマッピング方向を決定し、マッピング方向に対応する色彩を修正色彩マップ９０から決定してマッピングする。
なお、マッピング処理部７８のマッピング処理は上述の方式に限定されることはなく、公知の環境マッピング方法を利用することもできる。
マッピング処理部７８は、平面画像生成部７６が生成した自動車の平面画像に、色彩マップ修正部７４が生成した修正色彩マップ９０を用いて色彩をマッピングする。マッピング処理部７８がマッピングして生成した自動車モデル画像は、ディスプレイ３０に表示される。
図６を用いて、マッピング処理部７８のマッピング処理を説明する。図６は、自動車の形状に類似する円筒モデル１１０を用い、円筒モデル１１０上の点Ｑへのマッピング処理を示している。
まず、視点位置から点Ｑを見たときの観測方向を、視点位置の座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）と点Ｑの座標（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）から求める。この観測方向と修正色彩マップ９０で観測方向に規定されているＸ軸負方向がなす角度γを求める。この角度γによって円柱モデル１１０の点Ｑにおける法線方向（α１，β１）を補正して、点Ｑにおけるマッピング方向（α３，β３）を決定する。点Ｑにおけるマッピング方向（α３，β３）に対応して、修正色彩マップ９０が二次元座標（α３，β３）に対応付けて記述している色彩を、点Ｑにマッピングする。同様にして、円筒モデル１１０上のすべての点において、その点の法線方向をその点の観測方向に基づいて補正してマッピング方向を決定し、マッピング方向に対応する色彩を修正色彩マップ９０から決定してマッピングする。
なお、マッピング処理部７８のマッピング処理は上述の方式に限定されることはなく、公知の環境マッピング方法を利用することもできる。
次に、コンピュータグラフィクス装置１０の動作の流れを説明する。図７は、コンピュータグラフィクス装置１０の動作の流れを示すフローチャートである。
ステップＳ１では、色彩マップ生成部７２が記憶部４０から塗装面色彩データ５４を読み取る。次にステップＳ３では、色彩マップ生成部７２が記憶部４０から光源データ５６を読み取る。次にステップＳ５では、利用者がマウス２４やキーボード２６によって光源位置を指示することにより、光源位置設定部６２が光源位置を設定し、光源位置データ６３を生成して記憶する。
ステップＳ１では、色彩マップ生成部７２が記憶部４０から塗装面色彩データ５４を読み取る。次にステップＳ３では、色彩マップ生成部７２が記憶部４０から光源データ５６を読み取る。次にステップＳ５では、利用者がマウス２４やキーボード２６によって光源位置を指示することにより、光源位置設定部６２が光源位置を設定し、光源位置データ６３を生成して記憶する。
ステップＳ７では、色彩マップ生成部７２が、塗装面色彩データ５４と光源データ５６と光源位置データ６３から、図１４に示した色彩マップ１００を生成する。
ステップＳ９では、色彩マップ修正部７４がステップＳ９で生成された色彩マップ１００を修正して、図５に示した修正色彩マップ９０を生成する。
図８を用いて色彩マップ修正部７４の処理を説明する。第一に、色彩マップ修正部７４は、図８（Ａ）に示す色彩マップ１００を二値化処理し、図８（Ｂ）に示すようにハイライト面１００ａを抽出する。次に、抽出されたハイライト面１００ａを細線化処理して、図８（Ｃ）に示すようにハイライト面１００ａの中心点Ｓを求める。これら２値化処理や細線化処理等の画像処理は、公知の方法を利用することができる（例えば鳥脇純一郎著；画像理解のためのディジタル画像処理II；昭晃堂）。求められた中心点Ｓの二次元座標を（αｓ、βｓ）とする。
ステップＳ９では、色彩マップ修正部７４がステップＳ９で生成された色彩マップ１００を修正して、図５に示した修正色彩マップ９０を生成する。
図８を用いて色彩マップ修正部７４の処理を説明する。第一に、色彩マップ修正部７４は、図８（Ａ）に示す色彩マップ１００を二値化処理し、図８（Ｂ）に示すようにハイライト面１００ａを抽出する。次に、抽出されたハイライト面１００ａを細線化処理して、図８（Ｃ）に示すようにハイライト面１００ａの中心点Ｓを求める。これら２値化処理や細線化処理等の画像処理は、公知の方法を利用することができる（例えば鳥脇純一郎著；画像理解のためのディジタル画像処理II；昭晃堂）。求められた中心点Ｓの二次元座標を（αｓ、βｓ）とする。
次に、ハイライト面１００ａの中心点Ｓの傾角βｓに対応して、図８（Ａ）に示す色彩マップ１００上の色彩分布を、傾角方向に角度マイナスβｓだけ移動して、図８（Ｄ）に示す移動後の色彩マップ９３を生成する。このとき、仰角αｓは変化されない。この色彩分布の移動処理によって、色彩マップ１００に形成されていたハイライト面１００ａは、傾角βがゼロ度の位置に移動する。傾角βがゼロ度の位置は、この処理の基準位置に設定されている。
この色彩分布の移動処理は、例えば色彩マップ１００での二次元座標（α，β）における色彩をＣＡ（α，β）とし、図８（Ｄ）に示す移動後の色彩マップ９３での二次元座標（α，β）における色彩をＣＢ（α，β）とすると、
（ｉ）−９０度＜β＜０度の範囲では、
ＣＢ（α，β）＝ＣＡ（α，β×（９０＋βｓ）／９０＋βｓ）；
（ｉｉ）０度≦β＜９０度の範囲では、
ＣＢ（α，β）＝ＣＡ（α，β×（９０−βｓ）／９０＋βｓ）；
の演算によって行うことができる。
この色彩分布の移動処理は、例えば色彩マップ１００での二次元座標（α，β）における色彩をＣＡ（α，β）とし、図８（Ｄ）に示す移動後の色彩マップ９３での二次元座標（α，β）における色彩をＣＢ（α，β）とすると、
（ｉ）−９０度＜β＜０度の範囲では、
ＣＢ（α，β）＝ＣＡ（α，β×（９０＋βｓ）／９０＋βｓ）；
（ｉｉ）０度≦β＜９０度の範囲では、
ＣＢ（α，β）＝ＣＡ（α，β×（９０−βｓ）／９０＋βｓ）；
の演算によって行うことができる。
次に、色彩マップ修正部７４は、図８（Ｄ）に示す移動後の色彩マップ９３に対して傾角方向に偏倍処理を行う。傾角方向に偏倍処理するとは、傾角の値に応じて倍率を変えて傾角を変倍することを意味する。ここでは傾角の絶対値値が小さな領域では大きな倍率で傾角を変倍し、傾角の値（絶対値として）が大きい領域では小さな倍率で傾角を変倍する。このとき、仰角α方向には変倍されない。この偏倍処理によって、先の移動処理で傾角βがゼロ度の基準位置に中心点Ｓが移動したハイライト面１００ａは傾角方向に拡張され、色彩マップ９３は図５に示した修正色彩マップ９０に修正される。この偏倍処理は、例えば色彩マップ９３での二次元座標（α，β）における色彩をＣＢ（α，β）とし、修正色彩マップ９０での二次元座標（α，β）における色彩をＣＣ（α，β）とすると、
ＣＣ（α，β）＝ＣＡ（α，β・（β／９０）４）
の演算によって行うことができる。
ＣＣ（α，β）＝ＣＡ（α，β・（β／９０）４）
の演算によって行うことができる。
ステップＳ１１では、利用者がマウス２４やキーボード２６によって視点位置を指示することにより、視点位置設定部６４が視点位置を設定し、視点位置データ６３を生成して記憶する。
ステップＳ１３では、利用者がマウス２４やキーボード２６によってオブジェクト空間に自動車モデルを置く方向を指示することにより、モデル方向設定部６６がモデル方向データ６７を生成して記憶する。モデル方向データは、オブジェクト空間に自動車モデルが置かれる方向を記述する。
ステップＳ１５では、平面画像生成部７６が、形状データ５２と視点位置データ６５とモデル方向データ６７を用いて、オブジェクト空間に置かれた自動車モデルを視点位置から見たときの平面画像を生成する。その平面画像には、視点位置から見たときの自動車の塗装面の位置と法線の方位分布が記述されている。
ステップＳ１７では、マッピング処理部７８が、モデル生成部７４が生成した自動車の平面画像に、色彩マップ修正部７４が生成した修正色彩マップ９０が記述する色彩をマッピングし、自動車モデル画像を生成する。
ステップＳ１９では、マッピング処理部７８が生成した自動車モデル画像が、ディスプレイ３０に表示される。
ステップＳ１３では、利用者がマウス２４やキーボード２６によってオブジェクト空間に自動車モデルを置く方向を指示することにより、モデル方向設定部６６がモデル方向データ６７を生成して記憶する。モデル方向データは、オブジェクト空間に自動車モデルが置かれる方向を記述する。
ステップＳ１５では、平面画像生成部７６が、形状データ５２と視点位置データ６５とモデル方向データ６７を用いて、オブジェクト空間に置かれた自動車モデルを視点位置から見たときの平面画像を生成する。その平面画像には、視点位置から見たときの自動車の塗装面の位置と法線の方位分布が記述されている。
ステップＳ１７では、マッピング処理部７８が、モデル生成部７４が生成した自動車の平面画像に、色彩マップ修正部７４が生成した修正色彩マップ９０が記述する色彩をマッピングし、自動車モデル画像を生成する。
ステップＳ１９では、マッピング処理部７８が生成した自動車モデル画像が、ディスプレイ３０に表示される。
ステップＳ２１では、自動車モデルを観測する方向を変更する指令が入力されたか否かが判断される。観測方向の変更が指示されない場合は、コンピュータグラフィクス装置１０は動作を終了する。利用者等がマウス２４やキーボード２６によって観測する方向を変更する指令を入力すると、ステップＳ１１へ戻る。あるいは、連続的に観測方向を変更する指令を予めコンピュータグラフィクス装置１０に教示しておいてもよい。その場合は、利用者が観測方向を変更する指示を入力せずとも、コンピュータグラフィクス装置１０はステップＳ１１へ戻って動作を続ける。
ステップＳ１１に戻ると、利用者はマウス２４やキーボード２６によって、再び視点位置や自動車モデルを置く方向を指示することができる。それにより、ステップＳ１５で再び自動車モデルの平面画像が生成され、ステップＳ１７で自動車モデルの平面画像に色彩がマッピングされ、新たな観測方向から自動車モデルを見たときの自動車モデル画像がディスプレイ３０に表示される。
ステップＳ１１に戻ると、利用者はマウス２４やキーボード２６によって、再び視点位置や自動車モデルを置く方向を指示することができる。それにより、ステップＳ１５で再び自動車モデルの平面画像が生成され、ステップＳ１７で自動車モデルの平面画像に色彩がマッピングされ、新たな観測方向から自動車モデルを見たときの自動車モデル画像がディスプレイ３０に表示される。
コンピュータグラフィクス装置１０では、修正色彩マップ９０を用いたマッピング処理によって自動車モデル画像を生成するため、自動車モデル画像の観測方向を変更しても光源計算をする必要がない。そのため、観測方向を変更した画像の再生成が早く、ほぼリアルタイムに画像を表示することができる。従って、例えばステップＳ１３で、自動車モデルを置く方向を連続的に変更するように指示すれば、自動車をあたかもターンテーブル上に置いて観察するように、観測方向を連続的に変更して自動車モデル画像を観察することができる。
図９に、ステップＳ１９でディスプレイに表示される自動車モデル画像の模式例を示す。図９（Ａ）は、自動車の塗装面を側方から見たときの自動車モデル画像８５を示し、図９（Ｂ）は、自動車の塗装面を斜め後方から見たときの自動車モデル画像８７を示している。図９（Ｃ）は、自動車モデル画像８５、８７のマッピングに利用された修正色彩マップ９０内の領域９２、９４を示している。領域９２は修正色彩マップ９０のハイライト部を示し、領域９４は修正色彩マップ９０のハイライト部以外の領域を示す。
図９（Ａ）の自動車モデル画像８５では、図９（Ｃ）に示す修正色彩マップ９０の色彩分布がマッピングに利用される。自動車モデル画像８５には、ハイライト部として修正色彩マップ９０の領域９２がマッピングされている。修正色彩マップ９０では、ハイライト面９２が仰角αｓの等仰角線に沿って形成されているため、自動車モデル画像８５のハイライト面８５ａが自動車の先頭部８５ｅから後尾部８５ｆまで伸びて形成される。それにより、自動車モデル画像８５全体に亘って塗装面の陰影感がよく再現表示され、利用者は自動車の形状を正確に評価することができる。
図９（Ａ）の自動車モデル画像８５では、図９（Ｃ）に示す修正色彩マップ９０の色彩分布がマッピングに利用される。自動車モデル画像８５には、ハイライト部として修正色彩マップ９０の領域９２がマッピングされている。修正色彩マップ９０では、ハイライト面９２が仰角αｓの等仰角線に沿って形成されているため、自動車モデル画像８５のハイライト面８５ａが自動車の先頭部８５ｅから後尾部８５ｆまで伸びて形成される。それにより、自動車モデル画像８５全体に亘って塗装面の陰影感がよく再現表示され、利用者は自動車の形状を正確に評価することができる。
図９（Ｂ）の自動車モデル画像８７では、図９（Ｃ）に示す修正色彩マップ９０の色彩分布がマッピングに利用され、自動車モデルの側面部８８と後尾面部８９にマッピングされている。側面部８８には、修正色彩マップ９０の領域９２に含まれるハイライト面９２ａがマッピングされ、後尾面部８９には、修正色彩マップ９０の領域９２に含まれるハイライト面９２ｂがマッピングされる。修正色彩マップ９０では、ハイライト部である領域９２が仰角αｓの等仰角線に沿って形成されているため、自動車モデル画像８７には先頭部８８ｅから後尾面部８９まで伸びてハイライト面８８ａ、８９ａが形成される。このように、自動車の観測方向の変更によって、自動車の平面画像における法線方向が様々に変化しても、自動車の塗装面はハイライト面が形成されて再現される。それにより、自動車モデル画像８７全体に亘って塗装面の陰影感がよく表示され、利用者は自動車の形状を正確に評価することができる。
本実施例のコンピュータグラフィック装置１０は、マッピング手法を利用して自動車の塗装面の色彩分布を再現表示する。マッピング手法を利用することにより、自動車の塗装面を様々な方向から見るときの色彩分布をリアルタイムに再現表示ことができる。
コンピュータグラフィック装置１０は、マッピング処理に利用する色彩マップの光源の映り込み（ハイライト面）を、自動車モデルの形状に基づいて修正することにより、様々な方向から観測される自動車の塗装面の色彩分布を質感高く表示することができる。
本実施例のコンピュータグラフィクス装置１０で、自動車の観測方向を連続的に変化させて自動車モデル画像を表示させることにより、自動車の塗装面の光の流れや色彩分布の変化を観測することができ、塗装面で観測される動的な色彩分布（広範囲なハイライトの流れ）によって、自動車形状の評価を可能とする。
コンピュータグラフィック装置１０は、マッピング処理に利用する色彩マップの光源の映り込み（ハイライト面）を、自動車モデルの形状に基づいて修正することにより、様々な方向から観測される自動車の塗装面の色彩分布を質感高く表示することができる。
本実施例のコンピュータグラフィクス装置１０で、自動車の観測方向を連続的に変化させて自動車モデル画像を表示させることにより、自動車の塗装面の光の流れや色彩分布の変化を観測することができ、塗装面で観測される動的な色彩分布（広範囲なハイライトの流れ）によって、自動車形状の評価を可能とする。
コンピュータグラフィクス装置１０では、図１０に示すような色彩マップ１２０を利用することもできる。色彩マップ１２０には、第１ハイライト面１２０ａと第２ハイライト面１２０ｂが形成されている。第１ハイライト面１２０ａは、光源の直接的な映り込みを再現しており、第２ハイライト面１２０ｂはオブジェクト空間に仮定された地面で反射した光源の映り込みを再現している。第１ハイライト面１２０ａと第２ハイライト面１２０は、共に等仰角線に沿って伸びて形成されている。
色彩マップ１２０は、仮想球面が光源で直接的に照明される場合の第１の色彩マップと、仮想球面が地面を想定した仮想面での反射光で照明される場合の第２の色彩マップを生成し、この第１、第２の色彩マップを合成することによって生成することができる。
この色彩マップ１２０を用いると、地面での反射による光源の映り込みも自動車モデル画像に再現される。それにより、自動車モデルの下方範囲の暗く表示されていた部分に陰影がつき、塗装面の下方範囲の形状も認識可能となる。このように、利用者は自動車モデル形状をより正確に評価することができる。
本実施例の色彩マップには、環境マッピングで用いられる環境マップ画像を合成することもできる。オブジェクト空間に設定する環境を映し込んだ環境マップ画像を予め用意し、生成した色彩マップに合成することで、自動車モデル画像に環境の映り込みを併せて表示することもできる。
色彩マップ１２０は、仮想球面が光源で直接的に照明される場合の第１の色彩マップと、仮想球面が地面を想定した仮想面での反射光で照明される場合の第２の色彩マップを生成し、この第１、第２の色彩マップを合成することによって生成することができる。
この色彩マップ１２０を用いると、地面での反射による光源の映り込みも自動車モデル画像に再現される。それにより、自動車モデルの下方範囲の暗く表示されていた部分に陰影がつき、塗装面の下方範囲の形状も認識可能となる。このように、利用者は自動車モデル形状をより正確に評価することができる。
本実施例の色彩マップには、環境マッピングで用いられる環境マップ画像を合成することもできる。オブジェクト空間に設定する環境を映し込んだ環境マップ画像を予め用意し、生成した色彩マップに合成することで、自動車モデル画像に環境の映り込みを併せて表示することもできる。
（実施例２） 本実施例は、実施例１のコンピュータグラフィクス装置１０を利用して、修正色彩マップ９０を他の方法で生成し、自動車モデルの塗装面を画像表示するものである。以下では、本実施例の修正色彩マップ９０の生成方法について説明する。
図１１は、本実施例の光源位置データ６３と光源データ５６によって記述される光源１３０と、仮想球面９１を示している。図１１（Ａ）は、仮想球面９１や光源１３０が配置されたオブジェクト空間をＸ軸方向から見たときを示す。図１１（Ｂ）は、仮想球面９１や光源１３０が配置されたオブジェクト空間をＺ軸方向から見たときを示す。図１１（Ａ）（Ｂ）によく示されるように、光源位置データ６３は５つの光源１３０からなる光源１３０群を記述している。光源１３０群は、Ｘ＝Ｘ２，Ｚ＝Ｚ２で表される直線上に配置されている。即ち、光源１３０群は、Ｘ軸に垂直であってＹ軸に平行な直線上に配置されている。仮想球面９１の中心はＸＹＺ座標系の原点であり、仮想球面９１を観測する視点はＸ軸方向の無限遠方に仮定されているので、Ｘ軸は仮想球面９１の中心とその視点を結んでいる。また、Ｙ軸はオブジェクト空間の水平線と平行である。従って、光源１３０群は、仮想球面９１の中心とその視点を結ぶ直線に対して垂直な平面上の水平線上に配置されている。
光源１３０の数や位置は、利用者がマウス２４やキーボード２６から指示することによって、様々に設定することができる。また、光源１３０は円形の光源に限らず、線状の光源等を用いることもでき、所望する光源の形状を記述する光源データ５６を用いればよい。
本実施例においても、実施例１と同様に色彩マップ生成部７２が色彩マップを生成する。図１１に示すような仮想球面９１の中心とその視点を結ぶ直線に対し垂直な平面上の水平線上に配置された光源１３０群は、仮想球面９１へ等仰角線に沿って映り込む。従って、生成される色彩マップには等仰角線に沿ってハイライト面が形成され、色彩マップ生成部７２は、図５に示す修正色彩マップ９０と略同等の色彩マップを生成する。マッピング処理部７８が、この色彩マップを用いて自動車モデル画像を生成することにより、実施例１と略同様に自動車のハイライト部を広範囲に再現表示することができる。本実施例では、色彩マップ生成部７２が生成した色彩マップ９０を、色彩マップ修正部７４が修正する必要はない。即ち、本実施例では、コンピュータグラフィクス装置１０が、色彩マップ修正部７４を備える必要はない。
図１１は、本実施例の光源位置データ６３と光源データ５６によって記述される光源１３０と、仮想球面９１を示している。図１１（Ａ）は、仮想球面９１や光源１３０が配置されたオブジェクト空間をＸ軸方向から見たときを示す。図１１（Ｂ）は、仮想球面９１や光源１３０が配置されたオブジェクト空間をＺ軸方向から見たときを示す。図１１（Ａ）（Ｂ）によく示されるように、光源位置データ６３は５つの光源１３０からなる光源１３０群を記述している。光源１３０群は、Ｘ＝Ｘ２，Ｚ＝Ｚ２で表される直線上に配置されている。即ち、光源１３０群は、Ｘ軸に垂直であってＹ軸に平行な直線上に配置されている。仮想球面９１の中心はＸＹＺ座標系の原点であり、仮想球面９１を観測する視点はＸ軸方向の無限遠方に仮定されているので、Ｘ軸は仮想球面９１の中心とその視点を結んでいる。また、Ｙ軸はオブジェクト空間の水平線と平行である。従って、光源１３０群は、仮想球面９１の中心とその視点を結ぶ直線に対して垂直な平面上の水平線上に配置されている。
光源１３０の数や位置は、利用者がマウス２４やキーボード２６から指示することによって、様々に設定することができる。また、光源１３０は円形の光源に限らず、線状の光源等を用いることもでき、所望する光源の形状を記述する光源データ５６を用いればよい。
本実施例においても、実施例１と同様に色彩マップ生成部７２が色彩マップを生成する。図１１に示すような仮想球面９１の中心とその視点を結ぶ直線に対し垂直な平面上の水平線上に配置された光源１３０群は、仮想球面９１へ等仰角線に沿って映り込む。従って、生成される色彩マップには等仰角線に沿ってハイライト面が形成され、色彩マップ生成部７２は、図５に示す修正色彩マップ９０と略同等の色彩マップを生成する。マッピング処理部７８が、この色彩マップを用いて自動車モデル画像を生成することにより、実施例１と略同様に自動車のハイライト部を広範囲に再現表示することができる。本実施例では、色彩マップ生成部７２が生成した色彩マップ９０を、色彩マップ修正部７４が修正する必要はない。即ち、本実施例では、コンピュータグラフィクス装置１０が、色彩マップ修正部７４を備える必要はない。
（実施例３） 本実施例は、実施例１のコンピュータグラフィクス装置１０を利用して、修正色彩マップ９０を他の方法で生成し、自動車モデルの塗装面を再現表示するものである。以下では、本実施例の修正色彩マップ９０の生成方法について説明する。
図１２は、本実施例の光源位置データ６３と光源データ５６が記述している光源１３２と、仮想球面９１を示している。図１２（Ａ）は、光源１３２と仮想球面９１が配置されたオブジェクト空間をＸ軸方向から見たときを示す。図１２（Ｂ）は、光源１３２と仮想球面９１が配置されたオブジェクト空間をＺ軸方向から見たときを示す。図１２（Ａ）（Ｂ）によく示されるように、線状光源１３２は、Ｘ＝Ｘ２，Ｚ＝Ｚ２で表される直線上に配置されている。即ち、線状光源１３２は、Ｘ軸に垂直であってＹ軸に平行な直線上に配置されている。仮想球面９１の中心はＸＹＺ座標系の原点であり、仮想球面９１を観測する視点はＸ軸方向の無限遠方に仮定されているので、Ｘ軸は仮想球面９１の中心とその視点を結んでいる。また、Ｙ軸はオブジェクト空間の水平線と平行である。従って、光源１３０群は、仮想球面９１の中心とその視点を結ぶ直線に対して垂直な平面状の水平線上に配置されている。
本実施例においても、実施例１と同様に色彩マップ生成部７２は色彩マップを生成する。図１２に示すような仮想球面９１の中心とその視点を結ぶ直線に対して垂直な平面上の水平線上に配置された線状光源１３２は、仮想球面９１へ等仰角線に沿って映り込む。従って、生成される色彩マップには等仰角線に沿ってハイライト面が形成され、色彩マップ生成部７２によって図５に示す修正色彩マップ９０が生成される。マッピング処理部７８が、この色彩マップ９０を用いて自動車モデル画像を生成することにより、実施例１と同様に自動車のハイライト部を広範囲に再現表示することができる。本実施例では、色彩マップ生成部７２が生成した修正色彩マップ９０を、色彩マップ修正部７４が修正する必要はない。即ち、本実施例では、コンピュータグラフィクス装置１０が色彩マップ修正部７４を備える必要はない。
図１２は、本実施例の光源位置データ６３と光源データ５６が記述している光源１３２と、仮想球面９１を示している。図１２（Ａ）は、光源１３２と仮想球面９１が配置されたオブジェクト空間をＸ軸方向から見たときを示す。図１２（Ｂ）は、光源１３２と仮想球面９１が配置されたオブジェクト空間をＺ軸方向から見たときを示す。図１２（Ａ）（Ｂ）によく示されるように、線状光源１３２は、Ｘ＝Ｘ２，Ｚ＝Ｚ２で表される直線上に配置されている。即ち、線状光源１３２は、Ｘ軸に垂直であってＹ軸に平行な直線上に配置されている。仮想球面９１の中心はＸＹＺ座標系の原点であり、仮想球面９１を観測する視点はＸ軸方向の無限遠方に仮定されているので、Ｘ軸は仮想球面９１の中心とその視点を結んでいる。また、Ｙ軸はオブジェクト空間の水平線と平行である。従って、光源１３０群は、仮想球面９１の中心とその視点を結ぶ直線に対して垂直な平面状の水平線上に配置されている。
本実施例においても、実施例１と同様に色彩マップ生成部７２は色彩マップを生成する。図１２に示すような仮想球面９１の中心とその視点を結ぶ直線に対して垂直な平面上の水平線上に配置された線状光源１３２は、仮想球面９１へ等仰角線に沿って映り込む。従って、生成される色彩マップには等仰角線に沿ってハイライト面が形成され、色彩マップ生成部７２によって図５に示す修正色彩マップ９０が生成される。マッピング処理部７８が、この色彩マップ９０を用いて自動車モデル画像を生成することにより、実施例１と同様に自動車のハイライト部を広範囲に再現表示することができる。本実施例では、色彩マップ生成部７２が生成した修正色彩マップ９０を、色彩マップ修正部７４が修正する必要はない。即ち、本実施例では、コンピュータグラフィクス装置１０が色彩マップ修正部７４を備える必要はない。
（実施例４） 本実施例は、実施例１のコンピュータグラフィクス装置１０を利用して、修正色彩マップ９０を他の方法で生成し、自動車モデルの塗装面を画像表示するものである。以下では、本実施例の修正色彩マップ９０の生成方法について説明する。
図１３（Ａ）は色彩マップ生成部７２が生成する色彩マップ１３５を示し、図１３（Ｂ）は色彩マップ修正部７４が修正した色彩マップ１３７を示している。なお、図１３（Ａ）（Ｂ）は、オブジェクト空間をＸ軸方向から見たときを示している。本実施例では、色彩マップ生成部７２が楕円状の仮想球面によって色彩マップ１３５を生成する。色彩マップ１３５は、自動車の塗装色で塗装した楕円状の仮想球面をオブジェクト空間に置き、その仮想球面を光源で照明し、Ｘ軸方向から見たときに観測される色彩分布を記述している。楕円状の仮想球面では光源が楕円状に映り込むため、図１４（Ａ）に示すように、楕円状の色彩マップ１３５では楕円状のハイライト面１３５ａが形成される。本実施例ではオブジェクト空間に１つの光源を設定しているが、オブジェクト空間に複数の光源を設定することもできる。また、設定する光源は、丸い光源でもよいし線状の光源でもよい。
色彩マップ修正部７４は、楕円状の色彩マップ１３５をＹ軸方向、即ち、水平方向に縮小して略真円状に修正し、図１４（Ｂ）に示す色彩マップ１３７を生成する。この色彩マップ１３５を縮小する修正は、公知の画像処理技術を利用することができる。略真円状に修正された色彩マップ１３７では、ハイライト面１３７ａが等仰角線に沿って形成されており、色彩マップ１３７は図５に示した修正色彩マップ９０と略同等である。本実施例においても、マッピング処理部７８が、この色彩マップ１３７を用いて自動車モデル画像を生成することにより、実施例１と同様に自動車のハイライト部を広範囲に再現表示することができる。
図１３（Ａ）は色彩マップ生成部７２が生成する色彩マップ１３５を示し、図１３（Ｂ）は色彩マップ修正部７４が修正した色彩マップ１３７を示している。なお、図１３（Ａ）（Ｂ）は、オブジェクト空間をＸ軸方向から見たときを示している。本実施例では、色彩マップ生成部７２が楕円状の仮想球面によって色彩マップ１３５を生成する。色彩マップ１３５は、自動車の塗装色で塗装した楕円状の仮想球面をオブジェクト空間に置き、その仮想球面を光源で照明し、Ｘ軸方向から見たときに観測される色彩分布を記述している。楕円状の仮想球面では光源が楕円状に映り込むため、図１４（Ａ）に示すように、楕円状の色彩マップ１３５では楕円状のハイライト面１３５ａが形成される。本実施例ではオブジェクト空間に１つの光源を設定しているが、オブジェクト空間に複数の光源を設定することもできる。また、設定する光源は、丸い光源でもよいし線状の光源でもよい。
色彩マップ修正部７４は、楕円状の色彩マップ１３５をＹ軸方向、即ち、水平方向に縮小して略真円状に修正し、図１４（Ｂ）に示す色彩マップ１３７を生成する。この色彩マップ１３５を縮小する修正は、公知の画像処理技術を利用することができる。略真円状に修正された色彩マップ１３７では、ハイライト面１３７ａが等仰角線に沿って形成されており、色彩マップ１３７は図５に示した修正色彩マップ９０と略同等である。本実施例においても、マッピング処理部７８が、この色彩マップ１３７を用いて自動車モデル画像を生成することにより、実施例１と同様に自動車のハイライト部を広範囲に再現表示することができる。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
１０・・コンピュータグラフィクス装置
１２・・コンピュータ本体
１４・・ＣＰＵ、１６・・ＲＡＭ、１８・・ＲＯＭ
２０・・ハードディスクドライブ装置、２２・・入出力インターフェース
２４・・マウス、２６・・キーボード
３０・・ディスプレイ
３２・・記憶装置、３４・・記憶媒体
９０・・修正色彩マップ、９１・・仮想球面
１００・・従来の色彩マップ、１０１・・仮想球面
１３０・・仮想球面の中心と視点を結ぶ直線に垂直な面の水平線上に配置された光源
１３２・・仮想球面の中心と視点を結ぶ直線に垂直な面の水平線上に配置された線状光源
１３５・・楕円状の仮想球面
１２・・コンピュータ本体
１４・・ＣＰＵ、１６・・ＲＡＭ、１８・・ＲＯＭ
２０・・ハードディスクドライブ装置、２２・・入出力インターフェース
２４・・マウス、２６・・キーボード
３０・・ディスプレイ
３２・・記憶装置、３４・・記憶媒体
９０・・修正色彩マップ、９１・・仮想球面
１００・・従来の色彩マップ、１０１・・仮想球面
１３０・・仮想球面の中心と視点を結ぶ直線に垂直な面の水平線上に配置された光源
１３２・・仮想球面の中心と視点を結ぶ直線に垂直な面の水平線上に配置された線状光源
１３５・・楕円状の仮想球面
Claims (8)
- 自動車の塗装色で塗装した仮想球面を、予定位置に置かれた予定形状の光源で照明したものを、予定位置で見たときに観測される色彩分布を記述する色彩マップ記憶手段と、
自動車の塗装面の形状を三次元空間内に記述する三次元モデル情報記憶手段と、
前記三次元モデル情報が記述する自動車の塗装面に、前記色彩マップが記述する色彩をマッピングする手段を有し、
前記色彩マップには、光源の映り込みが形成されており、その光源の映り込み範囲が仮想球面上の等仰角線に沿って形成されていることを特徴とする自動車の観測色を表示する装置。 - 前記色彩マップには、仮想球面の中心と視点を結ぶ直線に垂直な面の水平線上に配置された光源群の映り込みが形成されていることを特徴とする請求項１の表示装置。
- 前記色彩マップには、仮想球面の中心と視点を結ぶ直線に垂直な面の水平線上に配置された線状光源の映り込みが形成されていることを特徴とする請求項１の表示装置。
- 前記色彩マップに形成された光源の映り込み範囲が等仰角線に沿って伸びるように色彩マップを修正する色彩マップ修正手段が付加されており、
マッピング手段は修正された色彩マップを利用することを特徴とする請求項１の表示装置。 - 前記色彩マップ修正手段は、色彩マップに形成された光源の映り込み範囲を基準位置に移動するとともに、その映り込み範囲を拡張することを特徴とする請求項４の表示装置。
- 前記色彩マップは、仮想楕円球を用いて作成した楕円状の色彩マップを、水平方向に縮小して略真円状に修正されていることを特徴とする請求項４の表示装置。
- 自動車の塗装面の形状を三次元で記述する形状情報を記憶する形状情報記憶手段と、
光源の位置と形状を記述する光源情報を記憶する光源情報記憶手段と、
視点位置を記述する視点位置情報を記憶する視点位置情報記憶手段と、
前記光源情報と視点位置情報に基づいて、その光源で照らされているとともに自動車の塗装色で塗装されている仮想球面を、その視点位置で見たときに観測される色彩分布を記述する色彩マップを生成する色彩マップ生成手段と、
前記形状情報と視点位置情報に基づいて、その視点から見たときの自動車の塗装面の平面画像と、その平面画像内における塗装面の法線の方位分布を記述する平面投影情報を生成する平面投影情報生成手段と、
前記平面投影情報が記述する自動車の塗装面に、前記色彩マップが記述する色彩をマッピングする手段を有し、
前記色彩マップには、光源の映り込みが形成されており、その光源の映り込み範囲が仮想球面上の等仰角線に沿って形成されていることを特徴とする自動車の観測色を表示する装置。 - 自動車の塗装面の形状を三次元で記述する形状情報を記憶する工程と、
自動車の塗装色を記述する色彩情報を記憶する工程と、
光源の位置と形状を記述する光源情報を記憶する工程と、
視点位置を記述する視点位置情報を記憶する工程と、
前記色彩情報と光源情報と視点位置情報に基づいて、その光源で照らされるとともにその塗装色で塗装されている仮想球面を、その視点位置で見たときに観測される色彩分布を記述する色彩マップ情報を生成する工程と、
前記形状情報と視点位置情報に基づいて、その視点から見たときの自動車の塗装面の平面画像と、その平面画像内における塗装面の法線の方位分布を記述する平面投影情報を生成する工程と、
前記平面投影情報が記述する自動車の塗装面に、前記色彩マップ情報が記述する色彩をマッピングする工程を有し、
前記色彩マップ情報が記述する色彩分布には、光源の映り込みが形成されており、その光源の映り込み範囲が仮想球面上の等仰角線に沿って形成されていることを特徴とする自動車の観測色を表示する方法。
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