JP2005284921A - シェーディング情報取得システム、画像処理システム、試料画像撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 種々のパラメータを設定するという煩雑な作業を行うことなく、簡便な操作により仮想３次元モデルをレンダリングする際に使用されるシェーディング情報を取得する。
【解決手段】 ベース１０と、ベースに立設されたシャフト１１と、シャフト１１の上端において、θ１方向に回転可能に接続された支持部２２と、支持部２２に対してθ２方向に回転可能に接続された試料テーブル２１と、試料テーブル２１の上側に配設され、試料テーブル２１に載置された試料Ｓの全域に光を拡散して照射する光源３４を具備する照射部３０とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、仮想３次元空間内に作成された仮想３次元モデルをレンダリングする際に使用されるシェーディング情報を取得するシェーディング情報取得システムに関するものである。

コンピュータ上に設定された仮想３次元空間内で作成された仮想３次元モデルは、３次元空間内に設定された仮想カメラ及び光源の位置、光源から仮想的に照射される光の仮想３次元空間内における反射や屈折などの影響を考慮して、仮想３次元空間内の所定の位置に設定された仮想スクリーン上に描画（レンダリング）され、その仮想スクリーン上で描画された画像がディスプレイ上に表示される。仮想３次元モデルをレンダリングする場合、仮想光源から照射される光の影響や仮想３次元モデルの材質などを考慮して、シェーディング処理が行われるが、従来の画像処理装置では、このシェーディング処理は、オペレータがパラメータを設定することにより行われていた。

しかしながら、リアルなシェーディング処理を行うためには、パラメータの設定を的確に行わなければならず、熟練した技能が要求されため、初心者には困難であるとともに、熟練者であっても膨大な時間及び労力を費やさなければならないという問題があった。

特に、布のような繊維状の構造体は、光の当たる角度により光の反射率や拡散などが変化する光学異方性を有しており、このような構造体からなる仮想３次元モデルをリアルにシェーディング処理するためには、仮想３次元空間内の環境光（アンビエント）、発散光（ディフューズ）及び反射光（スペキュラ）といった種々のパラメータをより的確に設定することが要求され、初心者はもとより熟練者であっても、膨大な時間及び労力を費やさなければリアルなシェーディング処理を行うことができないという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、種々のパラメータを設定するという煩雑な作業を行うことなく、簡便な操作でありながらリアルなシェーディング処理を実現することができるレンダリングを行う際に使用されるシェーディング情報を取得するシェーディング情報取得システム、画像処理システム及び試料撮影装置を提供することを目的とする。

本発明にかかるシェーディング情報取得システムは、現物の試料を撮影する試料撮影装置と、前記試料撮影装置によって撮影された試料画像を基に、仮想３次元空間内に作成された仮想３次元モデルをレンダリングする際に使用されるシェーディング情報を算出する演算装置とを備えるシェーディング情報取得システムであって、前記試料撮影装置は、現物の試料が載置される試料テーブルと、前記試料テーブルの上方に配設され、光を放射状に拡散して出力し、前記試料テーブルに載置された試料の全域を照射する光源と、前記試料テーブルに載置された試料の撮影方向を変化させて当該試料を撮影し、試料画像を取得する試料画像取得手段とを備え、前記演算装置は、前記試料画像取得手段によって撮影方向毎に取得された試料画像を複数の領域に分け、各領域の画像を基に、各領域に対する光の照射方向と、前記試料画像に対する撮影方向とにより特定される撮影条件毎のシェーディング情報を算出するシェーディング情報算出手段を備えることを特徴とする。

また、前記シェーディング情報取得システムにおいて、前記演算装置は、前記試料テーブルに載置され、かつ、前記光源によって光が照射された基準試料を前記試料画像取得手段により撮影することにより、実測基準画像を取得する実測基準画像取得手段と、理想光源によって照射された基準試料に対する画像を計算により推定し、推定基準画像を算出する推定基準画像算出手段と、前記実測基準画像と前記推定基準画像との各画素データの比率を基に、前記試料画像を補正する第１の補正手段とを更に備え、前記シェーディング情報算出手段は、前記第１の補正手段によって補正された試料画像を基に、前記シェーディング情報を算出することが好ましい。

また、前記シェーディング情報取得システムにおいて、前記試料の各位置と前記光源との距離に応じて減衰した光量を補う補正を、前記第１の補正手段によって補正された試料画像に対して施す第２の補正手段を更に備え、前記シェーディング情報算出手段は、前記第２の補正手段によって、補正された試料画像を基に、前記シェーディング情報を算出することが好ましい。

また、前記シェーディング情報取得システムにおいて、前記光源は、発光ダイオードからなることが好ましい。

また、前記シェーディング情報取得システムにおいて、前記光源は、前記試料テーブルの試料載置面に対し、上下方向にスライド可能に配設されたことが好ましい。

また、前記シェーディング情報取得システムにおいて、前記試料テーブルを上下方向にスライドさせるための駆動手段と、前記試料テーブルを上下方向にスライドさせるユーザからの操作指令を受け付ける操作手段とを備え、前記駆動手段は、前記操作手段によって受け付けられた操作指令を基に、前記試料テーブルを上下方向にスライドさせることが好ましい。

また、前記シェーディング情報取得システムにおいて、シェーディング情報取得手段は、前記光源の真下の点を中心として放射状に複数の直線を引くとともに、複数の同心円を引くことにより前記試料画像を複数の領域に分けることが好ましい。

本発明にかかる画像処理システムは、現物の試料を撮影する試料撮影装置と、前記試料撮影装置によって撮影された試料画像を基に、シェーディング情報を算出する演算装置と、前記シェーディング情報を基に、仮想３次元空間内に作成された仮想３次元モデルをレンダリングする画像処理装置とを備える画像処理システムであって、前記試料撮影装置は、現物の試料が載置される試料テーブルと、前記試料テーブルの上方に配設され、光を放射状に拡散して出力し、前記試料テーブルに載置された試料の全域を照射する光源と、前記試料テーブルに載置された試料の撮影方向を変化させて当該試料を撮影し、試料画像を取得する試料画像取得手段とを備え、前記演算装置は、前記試料画像取得手段によって撮影方向毎に取得された試料画像を複数の領域に分け、各領域の画像を基に、各領域に対する光の照射方向と、前記試料画像に対する撮影方向とにより特定される撮影条件毎のシェーディング情報を算出するシェーディング情報算出手段を備えることを特徴とする。

本発明にかかる試料画像撮影装置は、仮想３次元空間内に作成された仮想３次元モデルをレンダリングする際に使用されるシェーディング情報を算出するための試料画像を取得する試料画像撮影装置であって、現物の試料が載置される試料テーブルと、前記試料テーブルの上方に配設され、光を放射状に拡散して出力し、前記試料テーブルに載置された試料の全域を照射する光源と、前記試料テーブルに載置された試料の撮影方向を変化させて当該試料を撮影し、試料画像を取得する試料画像取得手段とを備えることを特徴とする。

請求項１、８、９記載の発明によれば、試料テーブルに載置された試料は、照射手段によって、試料全域に光が拡散して照射され、試料画像取得手段によって、種々の方向から撮影され、撮影方向毎の試料画像が取得される。そして、演算装置によって、試料画像が各領域に分けられ、各領域に対する光の照射方向と、撮影方向とが撮影条件とされ、各領域の画像を基に、撮影条件毎のシェーディング情報が算出される。

仮想３次元空間内にモデリングされた仮想３次元モデル表面のある位置において、仮想光源からの光の照射方向と、仮想カメラからの撮影方向とが設定されれば、当該位置における撮影条件を特定することができる。そして、特定した撮影条件に対応するシェーディング情報を用いて、レンダリングを行えば、計算のみでは再現不可能であった試料の光学異方性を高精度に再現することができ、リアルなシェーディング処理を実現することができる。

ここで、本発明のように、試料全域に光を拡散して照射するのではなく、指向性の高い光を出力する光源とカメラとを、テーブル上方の半天球面において移動させ、光源及びカメラの位置を順次変更していくことにより試料を撮影し、得られた試料画像を基に、撮影条件毎のシェーディング情報を算出する手法も考えられる。しかしながら、この手法を採用した場合、カメラ及び光源は、各々、経度及び緯度の２つのパラメータを有することから、撮影条件は、４つのパラメータから構成されることとなり、各パラメータを、例えば１度刻みで変化させた場合、試料の撮影回数は、３６０×９０×３６０×９０＝１０億以上となってしまい、１秒あたり２枚の画像を撮影することができるとしても、全撮影条件に対する画像を取得するためには、１６年以上という膨大な時間がかかってしまう。

本発明では、上述のように、試料の全域に亘って光を拡散して照射させ、撮影方向のみを変化させ、各撮影方向による試料画像に複数の領域を設定し、各領域と、照射手段との位置関係から照射方向を特定し、撮影条件毎のシェーディング情報を算出しているため、照射方向を変化させる必要がなくなり、試料画像を得るための撮影時間を大幅に減少させることができる。さらに、照射方向を変化させるために光源を移動させる移動手段も不要となり、装置の簡略化を図ることができる。

請求項２記載の発明によれば、基準試料を撮影することにより実測基準画像が取得され、基準試料を理想光源により照射した場合に、試料画像取得手段によって撮影されることが推定される推定基準画像が算出され、実測基準画像と推定基準画像との各画素データの比率を基に、試料画像取得手段によって取得された試料画像が補正される。そのため、理想点光源により光が照射された試料を試料画像取得手段によって撮影した場合に、得られること推定される試料画像と、同一の試料画像を得ることができる。

請求項３記載の発明によれば、試料の各位置に照射される光量を一定としたときに取得される試料画像と同一の試料画像を取得することができる。

請求項４記載の発明によれば、光源として発光ダイオードが採用されているため、より太陽光に近い光を試料に照射することができるとともに、消費電力の低減を図ることができる。

請求項５記載の発明によれば、光源が、試料に対して上下方向にスライド可能に配設されているため、試料に対して所望する光量の光を照射することができる。

請求項６記載の発明によれば、ユーザは、操作手段を操作することにより、試料に対する光源の高さを調節することができる。

請求項７記載の発明によれば、試料画像が放射状に分けられているため、撮影条件を特定するための光の照射方向の設定が容易となる。

以下、図面を参照しつつ本発明にかかるシェーディング情報取得システムの一実施の形態について説明する。本実施の形態にかかるシェーディング情報取得システムは、現物の試料を撮影する試料撮影装置１と、試料撮影装置１によって撮影された試料画像を基に、シェーディング情報の算出等を行うコンピュータ２とから構成される。まず、試料撮影装置１の構成から説明する。図１は、試料撮影装置１の外観斜視図を示している。試料撮影装置１は、ベース１０と、ベース１０の上側（＋Ｎ方向）に配設されたテーブル部２０と、テーブル部２０の上方から、現物の試料に対して光を照射する照射部３０と、試料を撮影するカメラ４０と、ベース１０の下方（−Ｎ方向）に配設された台座５０と、装置全体を覆う暗箱６０とを備えている。

ベース１０は、円盤状を有し、中心部から円筒状のシャフト１１が立設されている。テーブル部２０は、試料が載置される円状の試料テーブル２１と、シャフト１１に対して試料テーブル２１を支持する支持部２２とを備えている。支持部２２は、水平方向に長尺の支持板２２１を備えている。支持板２２１は、シャフト１１の上端によって、中心部２２１ａが軸支され、水平面上（Ｕ−Ｖ平面上）をθ１方向に回転可能に配設されている。シャフト１１にはモータ１１１（図１では省略、図３参照）が内蔵され、支持部２２は、このモータ１１１の駆動力により、θ１方向に回転され、位置決めされる。これにより、試料テーブル２１は、シャフト１１の長手方向を回転軸（軸心）Ｚ１として、θ１方向に回転される。

支持板２２１の両端には、平板状の連結板２２２及び２２３が立設されている。連結板２２２には、シャフト２２４が水平方向に貫通されている。シャフト２２４の一端には、試料テーブル２１が接続され、他端には、モータ２２５が接続されている。モータ２２５は、例えばステッピングモータが採用されている。モータ２２５の回転軸（図略）及びシャフト２２４は、カップリング（図略）を介して接続されている。シャフト２２４は、モータ２２５の駆動力により、θ２方向に回転され、位置決めされる。これにより、試料テーブル２１は、支持部２２に対し、シャフト２２４の長手方向を回転軸（軸心）Ｚ２として、θ２方向に回転（旋回）する。

照射部３０は、試料テーブル２１の外枠２１１に対し、試料テーブル２１の試料載置面に対し垂直方向（Ａ方向）に立設された平板上の支持板３１と、支持板３１に対して、Ａ方向にスライド可能に接続された平板状の光源支持板３２と、光源支持板３２に対して試料テーブル２１側に配設され、光源が内蔵された光源ホルダ３３とを備えている。

図２は、照射部３０の拡大図である。支持板３１の試料テーブル２１側には、Ａ方向に長尺の溝３１１が形成されており、光源支持板３２の一端は、この溝３１１に対し、Ａ方向にスライド可能に嵌めこまれている。また、光源支持板３２の他端には、試料テーブル２１側に向けて、直方体状の光源ホルダ３３が取り付けられ、光源ホルダ３３の試料テーブル２１と対向する面には、半球面状の光射出面を有する光源３４が取り付けられている。これにより、光源３４は、試料テーブル２１に載置された試料Ｓ全域に対し、光を放射状に拡散して出力することとなる。また、光源支持板３２は、人間が直接把持してＡ方向にスライド可能な構成を採用してもよいし、モータ（図略）によってＡ方向にスライド可能な構成を採用しても良い。

モータによってスライドさせる場合は、例えば、試料テーブル２１上に、前後方向に傾倒可能な操作レバーを配設し、この操作レバーを前方向に倒したとき、光源支持板３２がモータの駆動力を受けて＋Ａ方向にスライドされ、一方、操作レバーを後方向に倒したとき、光源支持板３２がモータの駆動力を受けて−Ａ方向にスライドされ、操作レバーがニュートラル位置に戻されたとき、モータの駆動が停止され、光源支持板３２のスライドが停止される構成を採用してもよい。これによって、光源３４及び試料Ｓ間の距離を任意に調節することが可能となり、試料Ｓへの光量を所望する光量に調節することができる。

なお、光源３４は、メタルハライドランプ、又は、発光ダイオード等が採用される。ただし、発光ダイオードから照射される光が太陽光により近いことに加えて、電力消費量が低いことから、光源３４としては、発光ダイオードを用いることが好ましい。

図１に示す暗箱６０は、直方体状であり、側面には、試料Ｓをカメラ４０で撮影するための撮影孔６１が形成されている。カメラ４０は、ＣＣＤ及びレンズ等を備え、暗箱６０の外部に配設されている。なお、暗箱６０は、直方体状に限定されず、例えばドーム形状のように装置全体を覆うことができる形状であれば、どのような形状を有していてもよい。

図３は、シェーディング情報取得システムの電気的構成を示すブロック図である。シェーディング情報取得システムは、試料撮影装置１とコンピュータ２とを備えている。試料撮影装置１は、撮影機構部１Ａと、制御部１Ｂとを備えている。撮影機構部１Ａは、図１で示すベース１０、テーブル部２０、照射部３０及びカメラ４０から構成されている。制御部１Ｂは、モータコントローラ１Ｂ−１、モータドライバ１Ｂ−２，１Ｂ−３及び光源ドライバ１Ｂ−４を備え、撮影機構部１Ａの機械的な動作を制御する。

モータドライバ１Ｂ−２は、モータコントローラ１Ｂ−１の制御の下、モータ１１１の駆動電流を生成し、試料テーブル２１をθ１方向に回転させる。モータドライバ１Ｂ−３は、モータコントローラ１Ｂ−１の制御の下、モータ２２５の駆動電流を生成し、試料テーブル２１をθ２方向に回転させる。モータコントローラ１Ｂ−１は、コンピュータ２から種々の制御信号を受信し、その信号に応じてモータドライバ１Ｂ−２及び１Ｂ−３を制御する。光源ドライバ１Ｂ−４は、コンピュータ２からの制御信号を基に、駆動電流を生成し、光源３４を点灯させる。

コンピュータ２は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）２Ａ、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２Ｂ、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）２Ｃ、入力装置２Ｄ、ビデオキャプチャボード２Ｅ、表示装置２Ｆ、記録媒体駆動装置２Ｇ、外部記憶装置２Ｈ及び入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２Ｉを備える通常のパーソナルコンピュータから構成されている。ビデオキャプチャボード２Ｅは、カメラ４０によって撮影された試料Ｓの画像を、例えば、ＩＥＥＥ１３９４規格のケーブルを介して取得する。ＣＰＵ２Ａ〜Ｉ／Ｆ２Ｉは、コントロールバス、アドレスバス及びデータバスからなるバスラインにより、種々のデータが相互に送受信可能に接続されている。

入力装置２Ｄは、キーボード及びマウス等から構成されている。表示装置２Ｆは、ＣＲＴ（陰極線管）、プラズマディスプレイ又は液晶パネル等が採用される。記録媒体駆動装置２Ｇは、ハードディスクから構成され、オペレーティングシステム等のプログラムを記憶する。記録媒体駆動装置２Ｇは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ及びＤＶＤ−ＲＯＭ等の記録媒体からデータを読み込むとともに、記録媒体に対してデータ書き込みを行う装置である。

Ｉ／Ｆ２Ｉは、例えば、ＲＳ−２３２Ｃのシリアルインターフェイスであり、ＲＳ−２３２Ｃケーブルを介して制御部１Ｂと接続されている。

図４（ａ）は、試料撮影装置１の構造を説明するための模式図であり、図４（ｂ）は、試料テーブル２１部分の拡大模式図である。試料テーブル２１において、回転軸Ｚ１に対する角度αは、Ｕ軸が基準とされている。

本実施の形態では、試料テーブル２１に、試料Ｓとして布が載置され、角度α＝０度のときに試料Ｓの繊維の方向（縦糸の方向又は横糸の方向）ＦＬがＵ軸と平行になるように試料Ｓが載置されるため、Ｕ軸に対する試料テーブル２１の角度αと、Ｕ軸に対する試料Ｓの繊維の方向ＦＬの角度とは一致する。そして、角度αが、試料テーブル２１の水平方向の回転角度である。

Ｕ−Ｖ平面上であって、繊維の方向ＦＬと直交し、原点Ｏを通る直線を回転軸Ｚ２とすると、図４（ｂ）に示すＮ軸と、試料テーブル２１のテーブル載置面に直交する法線ベクトルＮ１との角度が、試料テーブル２１の回転軸Ｚ２に対する角度β、すなわち、試料テーブル２１の鉛直方向に対する回転角度（Ｕ−Ｖ平面と直交する面上での回転角度）である。

したがって、カメラ４０の光軸の方向は、Ｎ軸及び法線ベクトルＮ１間の角度βと、（ａ）に示すＵ軸及び及び方向ＦＬ間の角度αの２種類のパラメータによって特定することができる。なお、カメラ４０の光軸は、Ｕ軸上に設定する場合に限定されず、Ｎ軸上に設定してもよいし、Ｖ軸上に設定してもよいし、いずれにせよ、天球面Ｂ１上の一点と、試料Ｓとを結ぶ直線上に光軸がくるようにカメラ４０が設置されていればよい。天球面Ｂ１は、説明の便宜のために設定したものであり、実際に存在するものではない。

試料テーブル２１は、回転軸Ｚ２を軸心としてθ２方向に回転可能に配設されている。そのため、天球面Ｂ１上にカメラ４０を移動させなくとも、カメラ４０を移動させた場合と同一の撮影条件を取得することが可能となる。その結果、カメラ４０を移動させるための機構が不要となり、装置の構成を簡略化することができる。図５は、光源３４と、試料テーブル２１に載置された試料Ｓとの関係を模式的に示した斜視図である。光源３４は拡散光を出力する光源であり、原点Ｏは試料Ｓの重心である。光ＬＤは、光源３４から出力される拡散光のうち、注目点ＣＰを照射する光であり、線分ＬＤ１は光ＬＤのＵ−Ｖ平面への正射影である。光ＬＤの照射方向は、光ＬＤ及びＵ−Ｖ平面間の角度γと、線分ＬＤ１及びＵ軸間の角度δによって特定することができる。そのため、光ＬＤの方向、すなわち、注目点ＣＰに対する光の照射方向は、角度γ及び角度δの２種類のパラメータによって特定することができる。そして、試料Ｓの平面上において、注目点ＣＰの位置を変える毎に、光ＬＤの方向が変わり、それに応じて、角度γ及び角度δも変わることとなり、注目点ＣＰの位置に応じて、試料Ｓへの光の照射方向が特定されることとなる。なお、光源３４の光の射出面の表面積は、試料Ｓの表面積に比べて、著しく小さく設定されている。そのため、光源３４は点光源として取り扱うことができる。

ここで、試料Ｓを照射するにあたり、本実施の形態とは異なり、光源３４として指向性の高い光を出力する光源を採用し、この光源３４を天球面Ｂ１上に移動させるとともに、カメラ４０も天球面Ｂ１上に移動させ、試料Ｓを撮影することにより、撮影条件毎のシェーディング情報を算出する手法も考えられる。しかしながら、この手法を採用した場合、カメラ４０の光軸方向を変更することに加えて、光の照射方向を変更する度に、試料Ｓを撮影しなければならず、撮影回数が膨大となってしまう。

一方、本実施の形態では、光源３４として、拡散光を出力するものを採用しているため、試料Ｓの位置に応じて光の照射方向を特定することが可能である。すなわち、光の照射方向を変更することなく、カメラ４０の撮影方向（光軸方向）のみを変更し、変更する毎に１枚の画像を撮影し、シェーディング情報を取得しているため、撮影回数を大幅に減らすことができる。

そして、コンピュータ２は、上記４種類の角度α、β、γ、δの４種類のパラメータを１つの撮影条件として、撮影条件毎のシェーディング情報を算出し、このシェーディング情報をＢＲＤＦ（Bidirectional Reflectance Distribution Function）として用い、仮想３次元モデルをレンダリングする。

図６は、コンピュータ２の機能を説明するためのブロック図である。コンピュータ２は、記憶部５００、プログラム実行部６００及び表示部７００を備えている。記憶部５００は、ＲＡＭ２Ｂ及び外部記憶装置２Ｈから構成され、比率データ記憶部５０１、試料画像記憶部５０２、シェーディング情報記憶部５０３及び３次元モデル記憶部５０４を備えている。

比率データ記憶部５０１は、比率データ算出部６０１によって算出された比率データを記憶する。

試料画像記憶部５０２は、試料撮影装置１が、角度α及び角度βを各々所定角度間隔で変化させ、撮影方向毎に撮影した試料Ｓの画像（試料画像）を記憶する。本実施の形態では、試料テーブル２１の角度αは、０〜３４５度の範囲内で１５度間隔で変化され、角度βは、０〜９０度の範囲内で５度間隔で変化されているため、合計４３２（＝２４×１８）枚の試料画像が撮影され、試料画像記憶部５０５は、これら４３２枚の試料画像を、角度α及び角度βと対応付けて記憶している。試料画像は、所定行所定列の画素からなる矩形状のカラー画像であり、各画素データは、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の色成分から構成され、各色成分は０〜２５５の値をとる。

シェーディング情報記憶部５０３は、シェーディング情報算出部６０３によって算出されたシェーディング情報を第１及び第２のテーブルを用いて記憶する。図７及び図８は、各々、シェーディング情報記憶部５０３が記憶する第１のテーブル及び第２のテーブルのデータ構造を示した図である。図７に示す第１のテーブルは、カメラの撮影方向を特定する角度α及び角度βの欄から構成されている。角度βの欄には、角度βが０度〜９０度の範囲内で例えば５度毎に記載されており、角度αの欄には、角度αが０度〜３４５度の範囲内で例えば１５度毎に記載されている。第１のテーブルの各セルには、角度α及びβによって特定される第２のテーブルを特定するためのインデックスが記憶されている。図７では、アルファベットＴに各セルを行番号及び列番号を添え字としたものが、第２のテーブルを特定するためのインデックスとされている。例えば、インデックスＴ００は０行０列にセルに記憶されたインデックスであるため、添え字として「００」が記載されている。

図８に示す第２のテーブルは、複数のテーブルから構成され、各テーブルは、インデックスが付与されており、このインデックスは、第１のテーブルの各セルに記載されたインデックスと対応づけられている。第２のテーブルは、光の照射方向を特定する角度γ及び角度δの欄から構成されている。角度γの欄には、γが、０度〜９０度の範囲内で例えば５度毎に記載されている。角度δの欄には、角度δが０度〜３４５度の範囲で例えば１５度毎に記載されている。第２のテーブルの各セルには、後述するシェーディング情報が記憶されている。

なお、図７及び図８では、角度β及び角度γの刻み幅を５度毎に、角度α及び角度γの刻み幅を１５度毎に設定しているが、これに限定されず、より細かな刻み幅にしてもよいし、より大きな刻み幅にしてもよいし、さらには、例えば、０〜４５度の範囲では５度刻み、４５度〜９０度の範囲では、１０度刻みというように角度範囲に応じて、刻み幅を適宜変更してもよい。

図６に示す３次元モデル記憶部５０４は、コンピュータ上に設定された仮想３次元空間内において予め作成された仮想３次元モデルの形状を特定するための種々のデータ、例えば、仮想３次元モデルの表面に設定された複数の３角形または４角形等からなるポリゴンの各々の頂点の座標及び各頂点を結ぶ稜線等を記憶するとともに、仮想３次元空間内に設定された仮想光源、仮想カメラの座標を記憶する。仮想３次元空間は、それぞれ直交するＮ´、Ｕ´及びＶ´の３軸からなる座標系で表され、それぞれ、図１及び図４（ａ）（ｂ）に示すＮ、Ｕ及びＶ軸に対応している。

プログラム実行部６００は、比率データ算出部６０１、補正部６０２、シェーディング情報算出部６０３、レンダリング処理部６０４及び撮影機構制御部６０５を備えている。

比率データ算出部６０１は、第１の補正部６０２が、試料画像を補正する際に使用する比率データを算出する。詳細には、比率データ算出部６０１は、試料撮影装置１によって、所定方向（例えば、試料テーブル２１に対して鉛直方向）から撮影された白色基準板の画像である実測基準画像を取得する。次に、比率データ算出部６０１は、光源３４を理想点光源とした場合に、試料撮影装置１が上記所定方向から白色基準板を撮影したときに得られることが推定される理論上の画像（推定基準画像）を計算によって算出し、実測基準画像の各画素の画素データと、推定基準画像の各画素の画素データとの比率を比率データとして算出し、各画素の座標と、比率データとが対応付けられたデータベースを作成し、比率データ記憶部５０１に記憶させる。なお、白色基準板とは、試料テーブル２１内に収まるサイズを有し、紙、プラスチック等の材質で構成され、表面が白色の矩形状の部材である。

比率データ算出部６０１の比率データのより詳細な算出手法を図５を用いて説明する。図５に示すＨは、光源３４と試料Ｓとの距離を示し、Ｒは、線分ＬＤ１の長さを示している。注目点ＣＰでの画素データＫは、式（１）で表される。
Ｋ＝Ｃｓｉｎ（γ）＝Ｃｓｉｎ（ａｒｃｔａｎ（Ｈ／Ｒ））・・・式（１）

ここで、原点Ｏの画素データの値は、Ｃ（Ｒ成分，Ｇ成分，Ｂ成分）＝（２５５，２５５，２５５）とする。Ｒは赤、Ｇは緑、Ｂは青を示し、それぞれ０〜２５５の２５６階調の値をとる。比率データ算出部６０１は、注目点ＣＰを変えていき、各注目点ＣＰに対して式（１）を用いて画素データＫの値を算出し、推定基準画像の画像データを算出する。

そして、比率データ算出部６０１は、実測基準画像の画素データＪのＲＧＢ成分Ｊ_R，Ｊ_G，Ｊ_Bと、推定基準画像の画素データＫのＲＧＢ成分Ｋ_R，Ｋ_G，Ｋ_Bとに対して、Ｗ_R＝Ｋ_R／Ｊ_R，Ｗ_G＝Ｋ_G／Ｊ_G，Ｗ_B＝Ｋ_B／Ｊ_Bの演算を行い、両画像の各画素における比率データＷ（Ｗ_R，Ｗ_G，Ｗ_B）を算出し、各画素の位置とを対応づけて比率データ記憶部５０１に記憶させる。

補正部６０２は、試料撮影装置１が撮影した試料画像に対し補正を施すものであり、第１の補正部６０２ａ及び第２の補正部６０２ｂを備えている。第１の補正部６０２ａは、試料画像記憶部５０２に記憶された各試料画像に対し、比率データ記憶部５０１に記憶された比率データ用いた補正を施し、第１の補正画像を生成する。この第１の補正画像は、試料Ｓに対して理想点光源からの光を照射した場合に撮影されると推定される試料画像である。詳細には、第１の補正部６０２ａは、第１の補正画像の各画素データをＭ_R、Ｍ_G、Ｍ_Bとすると、試料画像の各画素データＬ（Ｌ_R，Ｌ_G，Ｌ_B）に対して比率データＷ（Ｗ_R，Ｗ_G，Ｗ_B）を乗算し、すなわち、Ｍ_R＝Ｌ_R×Ｗ_R，Ｍ_G＝Ｌ_G×Ｗ_G，Ｍ_B＝Ｌ_B×Ｗ_Bの計算を行い、第１の補正画像を生成する。

第２の補正部６０２ｂは、各注目点ＣＰに対する光量の格差を均一にした場合に、取得されることが推定される試料画像を得るために、第１の補正画像の各画素データＭに対し、Ｍ／ｓｉｎ（γ）を乗算し、第１の補正画像に対して光量補正を施し、第２の補正画像を生成する。上述したように光源３４は、拡散光を出力するものであるため、注目点ＣＰの位置に応じて、光源３４から照射される光量は異なるものとなる。しかしながら、これでは、光源３４として指向性の高い光を照射する光源を採用し、光源３４を天球面Ｂ１上に移動させた場合に得られる試料画像とは、異なる試料画像が得られてしまう。なぜならば、かかる構成を採用した場合、試料Ｓと光源３４との距離が一定となるため、撮影条件毎の試料に対する光量は一定になるからである。そこで、第２の補正部６０２ｂは、上記光量の格差を是正するために、第１の補正画像に対して上記光量補正を施し、第２の補正画像を生成している。

シェーディング情報算出部６０３は、第２の補正画像に対し、複数の領域を設定し、設定した各領域内の各画素の輝度の平均値をシェーディング情報として算出し、第２の補正画像に対する各領域の位置によって特定される角度γ及び角度δと、第２の補正画像に対する撮影方向によって特定される角度α及び角度βとを対応付け、シェーディング情報記憶部５０３に記憶させる。

図９は、第２の補正画像Ｇ２上に設定された複数の領域の一例を示した図である。Ｏは、第２の画像Ｇ２の重心を示し、図５に示す原点Ｏと対応している。また、Ｕ軸及びＶ軸は、図５に示すＵ軸及びＶ軸に対応している。さらに、角度ｑは、図５に示す角度δに対応し、Ｕ軸を基準として時計周りに正の値をとる。シェーディング情報算出部６０３は、第２の補正画像Ｇ２の原点Ｏを中心とし、１５度間隔で放射状に直線Ｇ２−１，Ｇ２−２，・・・，Ｇ２−２４の合計２４本の直線を引くとともに、原点Ｏを中心として、複数の同心円Ｃ₁，Ｃ₂，・・・を引くことにより、第２の補正画像上に複数の領域ＤＯＭを設定する。この場合、各同心円の半径は、ｋ番目の同心円Ｃ_kの半径をＲ_k、ｋ＋１番目の同心円Ｃ_k+1の半径をＲ_k+1とすると、Ｒ_k+1−Ｒ_kは、図５で示す試料Ｓ及び光ＬＤ間の角度γが１５度間隔となるような値が設定されている。本図においては、説明の便宜上、図５に示す試料Ｓ及び光ＬＤ間の角度（パラメータ）γをｓの符号を付して区別して表す。

したがって、角度ｓと同心円Ｃ_kとの対応関係を例示すると、原点Ｏが角度ｓ＝９０度に対応し、同心円Ｃ₁が角度ｓ＝８５度に対応し、同心円Ｃ₂が角度ｓ＝８０度に対応することとなる。また、角度ｑと直線Ｇ２−１〜Ｇ２−２４との対応関係を例示すると、直線Ｇ２−１が角度ｑ＝１５度に対応し、直線Ｇ２−２が角度ｑ＝３０度に対応し、直線Ｇ２−２４がｑ＝０度に対応することとなる。

そして、本実施の形態では、原点Ｏ、直線Ｇ２−２４、直線Ｇ２−１、及び同心円Ｃ１で規定される領域ＤＯＭ１を、図８に示すパラメータδ＝０及びγ＝９０に対応させ、直線Ｇ２−１，直線Ｇ２−２、同心円Ｃ１、及び同心円Ｃ２によって規定される領域ＤＯＭ２をパラメータδ＝１５、γ＝８５に対応させるというようにして、各領域ＤＯＭとパラメータδ及びγを対応付けている。

そして、シェーディング情報算出部６０３は、区画した各領域ＤＯＭの画像から、各画素の輝度の平均値を算出してシェーディング情報とし、算出したシェーディング情報と、各領域ＤＯＭに対応する角度γ及び角度δとを対応づけてシェーディング情報記憶部５０３に記憶させる。

このように区画された各領域ＤＯＭに対するシェーディング情報を算出することにより、α〜γの４個パラメータによって特定される撮影条件毎のシェーディング情報を算出することができ、図７及び図８で示す第１及び第２のテーブルを作成することができる。

図６に示すレンダリング処理部６０４は、シェーディング情報記憶部５０３に記憶されたシェーディング情報を読み出し、３次元空間内に設定した仮想スクリーン上に仮想３次元モデルをレンダリングし、表示部７００に表示させる。表示部７００は、表示装置２Ｆから構成されている。

撮影機構制御部６０８は、モータコントローラ１Ｂ−１に制御信号を出力することにより、試料テーブル２１を、回転軸Ｚ１及びＺ２に対して、それぞれ所定角度移動させて位置決めする。また、撮影機構制御部６０８は、光源３４を所定タイミング、例えば、試料Ｓを撮影する直前に光源３４を点灯させ、撮影終了時に光源３４を消灯させ、光源３４の点灯制御を行う。

図１０は、本シェーディング情報取得システムが、試料テーブル２１に載置された布の試料Ｓを撮影し、シェーディング情報を取得する際の処理を示したフローチャートである。

ステップＳ１において、撮影機構制御部６０８は、角度αを設定し、モータ１１１を駆動させ、設定した角度α分、試料テーブル２１をθ１方向に回転させる。

ステップＳ２において、撮影機構制御部６０８は、角度βを設定し、モータ２２５を駆動させ、設定した角度β分、試料テーブル２１をθ２方向に回転させる。

なお、オペレータは、入力装置２Ｄを用いて、角度α、角度βの刻み幅を適宜変更することができる。

ステップＳ３において、撮影機構制御部６０８は、光源３４を所定光量で点灯させ、カメラ４０により試料Ｓを撮影させる。撮影が終了すると、撮影機構制御部６０８は、光源３４を消灯させる。なお、撮影機構制御部６０８は、試料テーブル２１、試料テーブル２１が位置決めされる毎に光源３４を点灯させているが、常時、光源３４を点灯させてもよい。これにより、光源３４の制御が簡略化される。

ステップＳ４において、シェーディング情報算出部６０３は、カメラ４０によって撮影された試料画像をビデオキャプチャボード２Ｅを介して取得し、撮影方向を特定するための角度α及び角度βと対応づけて試料画像記憶部５０２に記憶させる。

ステップＳ５において、撮影機構制御部６０８は、角度βが最終角度に達しているか否かを判断し、最終角度に達している場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、角度βに初期値を設定する（ステップＳ６）。一方、角度βが最終角度に達していない場合（ステップＳ５でＮＯ）、ステップＳ２に戻り、再度、角度βの設定を行う。なお、本実施形態では、角度βは、初期値として０度が設定され、最終角度として９０度が設定されており、０度から９０度まで５度単位で順次設定されていく。

ステップＳ７において、撮影機構制御部６０８は、角度αが最終角度に達しているか否を判定し、最終角度に達している場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、処理が終了される。一方、角度αが最終角度に達していない場合（ステップＳ７でＮＯ）、ステップＳ１に戻り、再度、角度αの設定を行う。なお、本実施形態では、角度αは、初期値として０度が設定され、最終角度として３４５度が設定されており、０度から３４５度まで１５度単位で順次設定されていく。

図１１は、本シェーディング情報処理システムがシェーディング情報を算出する処理を示したフローチャートである。まず、ステップＳ１０１において、比率データ算出部６０１は、試料撮影装置１に白色基準板を撮影させ、実測基準画像を取得する。次に、比率データ算出部６０１は、推定基準画像を計算によって算出し（ステップＳ１０２）、推定基準画像の各画素の画素データＫと実測基準画像の各画素の画素データＪとの比率データＷを算出し、比率データ記憶部５０１に記憶させる（ステップＳ１０３）。

次に、第１の補正部６０２ａは、試料画像記憶部５０２に記憶された各試料画像に対し、比率データ記憶部５０１に記憶された比率データＷを用いて補正を施すことにより、第１の補正画像を生成する（ステップＳ１０４）。次に、第２の補正部６０２ｂは、第１の画像に対し光量補正を施し、第２の補正画像を生成する（ステップＳ１０５）。次に、シェーディング情報算出部６０３は、第２の補正画像上に複数の領域を設定し、設定した各領域内の各画素の輝度の平均値をシェーディング情報として算出し、第２の補正画像上に設定された各領域の位置によって特定される角度γ及び角度δと、第２の補正画像に対する撮影方向によって特定される角度α及び角度βと対応づけてシェーディング情報記憶部５０３に記憶させる。なお、シェーディング情報としては、平均値に限定されず、各領域内の各画素の輝度の最大値、最小値又は中央値を採用してもよい。あるいは、各画素を構成するＲ，Ｇ，Ｂ成分の各々の平均値をシェーディング情報として採用してもよい。

図１２は、レンダリング処理部６０４の処理を示したフローチャートである。本フローチャートでは、仮想３次元モデルとして、図１４に示す仮想人体モデルＴＯが着服するドレスＤＯを採用するとともに、試料ＳとしてドレスＤＯの生地を採用している。ステップＳ２０１において、レンダリング処理部６０４は、仮想３次元空間内に仮想スクリーンを設定する。ここで、仮想スクリーンは、仮想３次元空間内の仮想カメラＶＣ及び仮想３次元モデル間の所定の位置に設定され、所定の解像度を有する矩形状の領域である。

ステップＳ２０２において、レンダリング処理部６０４は、仮想スクリーン上から１つの画素を抽出する。この場合、レンダリング処理部６０４は、例えば、仮想カメラＶＣの視線方向から見て仮想スクリーン上の一番左上に位置する画素を抽出する。

ステップＳ２０３において、仮想スクリーン上に設定した画素と、仮想カメラＶＣとを結ぶ直線上に仮想３次元モデルが存在するか否かを判定し、仮想３次元モデルが存在する場合（ステップＳ２０３でＹＥＳ）、上記直線と仮想３次元モデルとの交点を注目点ＣＰ´として設定する（ステップＳ２０４）。一方、上記直線と仮想３次元モデルとの交点が存在しない場合（ステップＳ２０３でＮＯ）、レンダリング処理部６０４は、仮想スクリーン上から次の画素を抽出する。この場合、レンダリング処理部６０４、例えば右隣に隣接する画素を次の画素として順次抽出していき、１ライン分の全画素が抽出されると、この１ライン分の下の１ラインの一番左に位置する画素を次の画素として抽出する。

ステップＳ２０５において、レンダリング処理部６０４は、仮想３次元モデルの表面に設定した注目点ＣＰ´における角度α´〜δ´を算出する。

図１３は、角度α´〜δ´が算出される様子を説明するための図面である。法線ベクトルＮ１´は、ポリゴンＰのポリゴン面ＰＳに対する法線ベクトルを示し、図４（ａ）、（ｂ）に示すＮ１に対応している。角度α´及び角度β´は、図４（ａ）及び（ｂ）に示す角度α及び角度βに対応し、角度γ´及び角度δ´は、図５に示す角度γ及び角度δに対応し、ポリゴンＰのポリゴン面ＰＳは、現物の試料Ｓの表面（すなわち、試料載置面）に対応している。

ＶＣは仮想カメラであり、ＶＬは仮想光源である。仮想カメラＶＣの視線は、Ｕ´軸上であって、注目点ＣＰ´方向に設定されている。ベクトルＬは、仮想光源ＶＬと注目点ＣＰ´とを結ぶ線分であり、ベクトルＬ１は、ベクトルＬのＵ´−Ｖ´平面への正射影ベクトルであり、ベクトルＦＬ´は、繊維の方向ＦＬに対応し、ベクトルＦＬＨは、ベクトルＦＬ´のＵ´―Ｖ´平面への正射影ベクトルである。さらに、注目点ＣＰ´は、図５に示す注目点ＣＰに対応し、Ｕ´，Ｖ´，Ｎ´軸は、それぞれ、図４（ａ）、（ｂ）及び図５に示すＵ，Ｖ，Ｎ軸に対応している。

レンダリング処理部６０４は、仮想３次元モデルの表面上に注目点ＣＰ´を設定し、注目点ＣＰ´を含むポリゴンＰの各頂点Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３の座標から、ポリゴン面ＰＳに対する法線ベクトルＮ１´を算出し、仮想光源ＶＬの座標及び注目点ＣＰ´の座標からベクトルＬを算出する。そして、レンダリング処理部６０４は、ベクトルＬ及びベクトルＬ１間の角度γ´を算出し、ベクトルＬ１及びＵ´軸間の角度δ´を算出し、ベクトルＦＬＨ及びＵ´軸間の角度α´を算出し、法線ベクトルＮ１´及びＮ´軸間の角度β´を算出して、注目点ＣＰ´における角度α´〜δ´を算出する。

ステップＳ２０６において、レンダリング処理部６０４は、ステップＳ２０５で算出した角度α´〜δ´に対応するシェーディング情報がシェーディング情報記憶部５０３に存在するか否かを判定し（ステップＳ２０６）、角度α´〜δ´に対応するシェーディング情報がシェーディング情報記憶部５０３に存在する場合（ステップＳ２０６でＹＥＳ）、存在するシェーディング情報を読み出し（ステップＳ２０７）、読み出したシェーディング情報と、ユーザによって指定された色とから、ステップＳ２０２又はステップＳ２１０で設定した仮想スクリーン上の画素のＲＧＢ値を算出する（ステップＳ２０８）。

一方、ステップＳ２０６において、レンダリング処理部６０４は、ステップＳ２０５で算出した角度α´〜δ´に対応するシェーディング情報がシェーディング情報記憶部５０３に存在しないと判定した場合（ステップＳ２０６でＮＯ）、算出した角度α´〜δ´に対応するシェーディング情報を補間することによって算出し（ステップＳ２０９）、算出したシェーディング情報とユーザによって設定された色とから、ステップＳ２０２又はステップＳ２１０で設定した仮想スクリーン上の画素のＲＧＢ値を算出する。

ステップＳ２１０において、レンダリング処理部６０４は、仮想スクリーン上の全ての画素に対して画素データを設定したか否かを判定し、全ての画素に対しＲＧＢ値を算出している場合（ステップＳ２１０でＹＥＳ）、ステップＳ２１１に処理を進める。

一方、ステップＳ２１０において、レンダリング処理部６０４は、仮想スクリーン上の全画素に対するＲＧＢ値の算出が終了していないと判定した場合（ステップＳ２１０でＮＯ）、仮想スクリーン上から次の画素データを抽出し（ステップＳ２１１）、ステップＳ２０３に戻る。

ステップＳ２１２において、レンダリング処理部６０４は、仮想スクリーン上にレンダリングされた仮想３次元モデルを表示装置２Ｆに表示する。この場合、図１４に示すような画像が表示される。レンダリング処理部６０４は、現物の試料を撮影することにより取得されたシェーディング情報を用いて、レンダリングを行っているため、布の光学異方性を精密に再現することができる。そのため、図１４に示すように、ドレスＤＯの先端部分や胸の部分のプリーツにシェーディングが美しく施された画像を得ることができる。

なお、本発明は、以下の形態を採用することができる。

（１）上記実施形態では、プログラム実行部６００の各機能をＣＰＵにより構成したが、これに限定されず、ＬＳＩなどのハードウェアにより構成し、ビデオカメラ等に搭載してもよい。

（２）また、本画像処理装置が現物の試料を撮影することにより取得したシェーディング情報を、ＰＴＭ（Polynomial Texture Mapping）に用いてもよい。

（３）上記実施の形態では、角度α及び角度γを５度刻みに設定し、角度β及び角度δを１５度刻みに設定したが、これに限定されず、角度α〜δを１度刻み等、より細かな刻み幅で設定してもよいし、より荒い刻み幅で設定してもよい。

（４）上記実施の形態では、第２の補正画像に対して、放射状に直線を引くと共に、同心円を引くことにより各領域を設定したが、これに限定されず、例えば格子状に第２の補正画像を区画して、各領域を設定してもよい。

試料撮影装置の外観斜視図を示している。 照射部の拡大図である。 シェーディング情報取得システムの電気的構成を示すブロック図である。 （ａ）は試料撮影装置の構造を説明するための模式図であり、（ｂ）は、試料テーブル２１部分の拡大模式図である。 光源と試料テーブルに載置された試料との関係を模式的に示した斜視図である。 コンピュータの機能を説明するためのブロック図である。 シェーディング情報記憶部が記憶する第１のテーブルのデータ構造を示した図面である。 シェーディング情報記憶部が記憶する第２のテーブルのデータ構造を示した図面である。 第２の補正画像上に設定される領域の一例を示した図である。 本画像処理装置が、試料テーブルに載置された布の試料を撮影し、シェーディング情報を取得する際の処理を示したフローチャートである。 シェーディング情報が算出されるまでの処理を示したフローチャートである。 レンダリング処理部の処理を示したフローチャートである。 レンダリング処理部が設定した注目点において、角度α´〜δ´が算出される様子を説明するための図面である。 レンダリング処理部によってレンダリングされた仮想３次元モデルの一例を示した図である。

符号の説明

１ 試料撮影装置
２ コンピュータ
１０ ベース
１１ シャフト
２０ テーブル部
２１ 試料テーブル
２２ 支持部
３０ 照射部
３１ 支持板
３２ 光源支持板
３３ 光源ホルダ
３４ 光源
４０ カメラ
４１ レンズ
５０ 台座
６０ 暗箱
６１ 撮影孔
１１１ モータ
２１１ 外枠
２２１ 支持板
２２２ 連結板
２２１ａ 中心部
２２４ シャフト
２２５ モータ
３１１ 溝

Claims (9)

1. 現物の試料を撮影する試料撮影装置と、前記試料撮影装置によって撮影された試料画像を基に、仮想３次元空間内に作成された仮想３次元モデルをレンダリングする際に使用されるシェーディング情報を算出する演算装置とを備えるシェーディング情報取得システムであって、
   前記試料撮影装置は、
   現物の試料が載置される試料テーブルと、
   前記試料テーブルの上方に配設され、光を放射状に拡散して出力し、前記試料テーブルに載置された試料の全域を照射する光源と、
   前記試料テーブルに載置された試料の撮影方向を変化させて当該試料を撮影し、試料画像を取得する試料画像取得手段とを備え、
   前記演算装置は、
   前記試料画像取得手段によって撮影方向毎に取得された試料画像を複数の領域に分け、各領域の画像を基に、各領域に対する光の照射方向と、前記試料画像に対する撮影方向とにより特定される撮影条件毎のシェーディング情報を算出するシェーディング情報算出手段を備えることを特徴とするシェーディング情報取得システム。
2. 前記演算装置は、
   前記試料テーブルに載置され、かつ、前記光源によって光が照射された基準試料を前記試料画像取得手段により撮影することにより、実測基準画像を取得する実測基準画像取得手段と、
   理想光源によって照射された基準試料に対する画像を計算により推定し、推定基準画像を算出する推定基準画像算出手段と、
   前記実測基準画像と前記推定基準画像との各画素データの比率を基に、前記試料画像を補正する第１の補正手段とを更に備え、
   前記シェーディング情報算出手段は、前記第１の補正手段によって補正された試料画像を基に、前記シェーディング情報を算出することを特徴とする請求項１記載のシェーディング情報取得システム。
3. 前記試料の各位置と前記光源との距離に応じて減衰した光量を補う補正を、前記第１の補正手段によって補正された試料画像に対して施す第２の補正手段を更に備え、
   前記シェーディング情報算出手段は、前記第２の補正手段によって、補正された試料画像を基に、前記シェーディング情報を算出することを特徴とする請求項２記載のシェーディング情報取得システム。
4. 前記光源は、発光ダイオードからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシェーディング情報取得システム。
5. 前記光源は、前記試料テーブルの試料載置面に対し、上下方向にスライド可能に配設されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のシェーディング情報取得システム。
6. 前記試料テーブルを上下方向にスライドさせるための駆動手段と、
   前記試料テーブルを上下方向にスライドさせるユーザからの操作指令を受け付ける操作手段とを備え、
   前記駆動手段は、前記操作手段によって受け付けられた操作指令を基に、前記試料テーブルを上下方向にスライドさせることを特徴とする請求項５記載のシェーディング情報取得システム。
7. シェーディング情報取得手段は、前記光源の真下の点を中心として放射状に複数の直線を引くとともに、複数の同心円を引くことにより前記試料画像を複数の領域に分けることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のシェーディング情報取得システム。
8. 現物の試料を撮影する試料撮影装置と、前記試料撮影装置によって撮影された試料画像を基に、シェーディング情報を算出する演算装置と、前記シェーディング情報を基に、仮想３次元空間内に作成された仮想３次元モデルをレンダリングする画像処理装置とを備える画像処理システムであって、
   前記試料撮影装置は、
   現物の試料が載置される試料テーブルと、
   前記試料テーブルの上方に配設され、光を放射状に拡散して出力し、前記試料テーブルに載置された試料の全域を照射する光源とを備え、
   前記試料テーブルに載置された試料の撮影方向を変化させて当該試料を撮影し、試料画像を取得する試料画像取得手段とを備え、
   前記演算装置は、
   前記試料画像取得手段によって撮影方向毎に取得された試料画像を複数の領域に分け、各領域の画像を基に、各領域に対する光の照射方向と、前記試料画像に対する撮影方向とにより特定される撮影条件毎のシェーディング情報を算出するシェーディング情報算出手段を備えることを特徴とする画像処理システム。
9. 仮想３次元空間内に作成された仮想３次元モデルをレンダリングする際に使用されるシェーディング情報を算出するための試料画像を取得する試料画像撮影装置であって、
   現物の試料が載置される試料テーブルと、
   前記試料テーブルの上方に配設され、光を放射状に拡散して出力し、前記試料テーブルに載置された試料の全域を照射する光源とを備え、
   前記試料テーブルに載置された試料の撮影方向を変化させて当該試料を撮影し、試料画像を取得する試料画像取得手段とを備えることを特徴とする試料画像撮影装置。

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