JP2011103097A - 柄癖可視化装置、柄癖可視化方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 柄癖可視化装置1において、制御部3は、入力されたハイトフィールドに対して、操作者により設定されるか、或いは予め定められた一つまたは複数の角度方向に視点及び光源により生じる陰影及びオクルージョンを画素毎に判定する。陰影及びオクルージョンとなる画素については輝度値を例えば0とする。陰影及びオクルージョンがない画素については、注目画素の周囲の画素からの影響を考慮して、光源からの拡散反射、鏡面反射の各成分を足し合わせた輝度値を算出する。更に制御部3は、算出された各画素の輝度値を、例えば濃淡情報や色相情報等として表した画像を出力する。この結果、陰影及びオクルージョンを考慮し、柄癖を正確に表した画像を生成できる。
【選択図】図2
Description
エンボス版の製造に関しては、例えば、特許文献1等に記述がある。
柄癖とは、物体表面に照射された光によって生じた反射光や陰影により、光の強度が強い領域と弱い領域とが不均一に表れ、その不均一さが新たな柄に見える現象である。
このような柄癖のうち、意匠として不都合なものは製品に表れないように削除、修正されるが、従来は、柄癖があるか否かを確認するために、エンボス版を試作し、その後に確認作業を行っていた。エンボス版は彫刻やエッチング等の工程を経て得られるものであり、その製造には時間を要するものであった。また柄癖があれば、そのエンボス版はその後は使用されないため無駄となっていた。
これにより、陰影またはオクルージョンとなる画素を他の画素より暗くできるため、実環境と同様に柄癖を表現できる。
これにより、遠方から意匠を観察したような画像を出力でき、壁紙等の大判の対象についての柄癖確認作業に好適である。
これにより、画像の濃淡、二値(白/黒等)、または色相によって柄癖の観察を行えるので、確認作業が容易となる。
図1は、本実施の形態の柄癖可視化装置1のハードウエア構成を示す図である。
CPUは、記憶部5、ROM、記録媒体等に格納されるプログラムをRAM上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、バス17を介して接続された各部を駆動制御する。制御部3のCPUは後述する柄癖可視化処理(図2参照)を実行する。
入力部11は、例えば、キーボード、マウス等のポインティング・デバイス、テンキー等の入力装置であり、入力されたデータを制御部3へ出力する。
図2は、柄癖可視化装置1が行う柄癖可視化処理の流れを示すフローチャートである。
制御部3は、入力されたハイトフィールド29に対して仮想的に光源方向及び視点方向を設定するための処理を実行する。光源方向及び視点方向の設定処理は、入力部11及び表示部13を利用したユーザとの対話的な処理によって行われることが望ましい(ステップS102)。
例えば、図4に示すように、ハイトフィールド29に対して平行な投影面(XY平面)33に対して投影方向は鉛直方向となるようにする。また光源方向及び視点方向は任意の方向に設定される。
影とは、光源の光が直接反射されない領域をいい、オクルージョンとは、視点から見えない領域をいう。これらの領域は他の領域より暗くなる。
図5に示すように、表面に凹凸のある媒体(ハイトフィールド29)に対して光源及び視点が所定の角度をもって設定されると、隣接する領域より深い領域では、影及びオクルージョンが発生することがある。本実施の形態では、影及びオクルージョンの領域については、輝度値を0または他の領域より小さい値とする。
視点Pから注目画素QへのベクトルをPQとし、点Q、点PをXY平面に垂直に投影した画素を画素Q’、画素P’とし、画素Q’と画素P’の高さをそれぞれQh,Phとする。また、画素Q’と画素P’を結ぶ直線上のある画素を走査対象とし、画素R’を走査画素と呼ぶこととする。走査画素R’をベクトルPQ(すなわち視線)上に垂直に投影した点を点Rとする。また、走査画素R’のハイトフィールド29の高さをRhとする。
次に、制御部3は、ハイトフィールド29から始点画素Q’の高さQhを取得し、また、走査画素R’における視線PQまでの距離(ベクトルRR’の長さ)を算出する(ステップS202)。
走査画素R’におけるベクトルRR’の長さは以下の式(1)によって算出する。
Td=(0,Δy,(zx,y+1−zx,y))・・・・(3)
Tl=(−Δx,0,(zx―1,y−zx,y))・・・・(4)
Tu=(0,−Δy,(zx,y―1−zx,y))・・・・(5)
まず制御部3は、注目画素の4近傍の接線ベクトルTr、Td、Tl、Tuの外積から次の式(6)〜(9)で表される法線ベクトルを算出する。
Nur=Tu×Tr・・・・(7)
Nrd=Tr×Td・・・・(8)
Ndl=Td×Tl・・・・(9)
入射光の強さIi、拡散反射率kd、鏡面反射率ks、光沢の鋭さを表す係数nは定数で、固定値としてもよいし、ユーザが設定するようにしてもよい。これらは媒体の材質によって定まるものである。
平行投影の場合、変換前後で注目画素のx、y座標は変わらないため、算出した輝度値を元の画素のx、y位置での値とする。なお、投影変換は、平行投影に限らず、例えば、透視投影でもよい。
制御部3は投影変換後の画素の輝度値を輝度データメモリに格納する(ステップS107)。
(a)意匠の施された壁紙から所定距離(数メートル程度)離れた位置に確認者が立ち、斜め方向(γ1=15°程度)から光をあて、その反対の方向(γ2=15°程度)から確認者が目視する。
(b)壁紙の配置を90度回転させて、上述の(a)と同様に確認者が目視する。
(c)光源の位置は(a)と同様にし、視点は光源の方位角と90度をなす方向とする。
そこで、図11の出力画像に対して、更に、ぼかし処理を施すようにしてもよい。
図13は、図11の出力画像に対して、ぼかし処理を施した画像である。本来の意匠とは異なる柄癖であるアルファベットの大文字「A」が中央に確認できる。
また、出力画像は、濃淡情報、二値情報、または色相情報として表されるため、画像の濃淡、二値(白/黒)、または色相によって柄癖の観察を容易に行うことが可能となる。
3・・・・・制御部
5・・・・・記憶部
7・・・・・メディア入出力部
9・・・・・通信制御部
11・・・・入力部
13・・・・表示部
15・・・・周辺機器I/F部
17・・・・バス
19・・・・ネットワーク
29・・・・ハイトフィールド
33・・・・投影面
P・・・・・視点(光源)
Q・・・・・注目画素のハイトフィールド
Q’・・・・・注目画素
R・・・・・走査画素R’における視線PQの高さ位置
R’・・・・・走査画素
Claims (9)
- 入力されたハイトフィールドに対して設定される視点及び光源により生じる陰影及びオクルージョンを反映して、前記ハイトフィールドの各画素の輝度値を算出し、所定の投影面へ投影した投影画像を生成する演算手段と、
前記演算手段により生成された投影画像を出力する出力手段と、
を備える柄癖可視化装置。 - 前記演算手段は、
前記ハイトフィールドの各画素について前記陰影またはオクルージョンか否かを判定する判定手段を備え、
前記判定手段によって陰影またはオクルージョンがあると判定された画素については前記輝度値を0とするか、または他の画素より小さく算出することを特徴とする請求項1に記載の柄癖可視化装置。 - 前記投影画像の各画素に対して、ぼかし処理を施すぼかし手段を更に備え、
前記出力手段によって出力される画像は、前記ぼかし手段によるぼかし処理が施された画像を含むことを特徴とする請求項1に記載の柄癖可視化装置。 - 前記投影画像は、前記演算手段により算出された各画素の輝度値を、濃淡情報、二値情報、または色相情報として表した画像であることを特徴とする請求項1に記載の柄癖可視化装置。
- 入力されたハイトフィールドに対して設定される視点及び光源により生じる陰影及びオクルージョンを反映して、前記ハイトフィールドの各画素の輝度値を算出し、所定の投影面へ投影した投影画像を生成する演算ステップと、
前記演算ステップにより生成された投影画像を出力する出力ステップと、
を含む柄癖可視化方法。 - 前記演算ステップは、
前記ハイトフィールドの各画素について前記陰影またはオクルージョンか否かを判定する判定ステップを備え、
前記判定ステップにおいて陰影またはオクルージョンがあると判定された画素については前記輝度値を0とするか、または他の画素より小さく算出することを特徴とする請求項5に記載の柄癖可視化方法。 - 前記投影画像の各画素に対して、ぼかし処理を施すぼかしステップを更に備え、
前記出力ステップによって出力される画像は、前記ぼかし処理が施された画像を含むことを特徴とする請求項5に記載の柄癖可視化方法。 - 前記投影画像は、前記演算ステップにより算出された各画素の輝度値を、濃淡情報、二値情報、または色相情報として表した画像であることを特徴とする請求項5に記載の柄癖可視化方法。
- コンピュータにより読み取り可能なプログラムであって、
入力されたハイトフィールドに対して設定される視点及び光源により生じる陰影及びオクルージョンを反映して、前記ハイトフィールドの各画素の輝度値を算出し、所定の投影面へ投影した投影画像を生成する演算ステップと、
前記演算ステップにより生成された投影画像を出力する出力ステップと、
を含むことを特徴とするプログラム。
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