JP2013034725A - ダイヤモンドカットの評価プログラム及び評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】宝石としてのダイヤモンドを評価する際の４つのファクターのうちの１つでるカット（形状）を数値化・可視化し、カット評価に対する客観的な基準を出力するダイヤモンドカットの評価プログラム及び評価方法を提供する。
【解決手段】本発明のダイヤモンドカットの評価プログラム及び評価方法は、以下の各ステップを実行することによりなる。
（ア）ダイヤモンドの形状を３次元で計測し３次元形状データを取得するステップ
（イ）取得した３次元形状データから形状を復元し、復元した形状に対して模擬光線を照射させて光線の進路をシミュレーションするステップ
（ウ）模擬光線の進路のシミュレーションに基づいてダイヤモンドカットの善し悪しを評価するステップ
（エ）評価結果を出力するステップ
【選択図】図１

Description

本発明は、宝石としてのダイヤモンドを評価する際の４つのファクターのうちの１つであるカット（形状）を数値化・可視化するダイヤモンドカットの評価プログラム及び評価方法に関する。

宝石としてのダイヤモンドの価値評価は、以下の４つの基準によって決定され、この評価により、価格が決定される。
(1) カラット（ＣＡＲＡＴ）…重さ
(2) カラー（ＣＯＬＯＵＲ）…色
(3) クラリティ（ＣＬＡＲＩＴＹ）…透明度、内包物の有無
(4) カット（ＣＵＴ）…研磨した後の形
一般的にこの４つの評価基準をあわせて４Ｃと呼ぶ。上記４つの基準のそれぞれについて以下に簡単に説明する。なお、以下に説明する基準のうち、カラット以外の基準については全世界で統一された基準はないが、一般的に行われている評価基準の代表的なものである。

(1) カラット
カラットは、ダイヤモンドをはじめとする宝石の重さの計量単位であり、１．０００ｃｔ（ｃｔはカラットの略号）で、０．２００ｇを示す。宝石として用いられるダイヤモンドの重量は０．０１ｃｔ以下から１００ｃｔ以上まで幅があるが、０．０５ｃｔから１．０ｃｔまでのものが多い。

(2) カラー
カラーは、無色に近いほど、光を透過させるため、希少価値が高いと判断される。カラーの判断は、ＤからＺまでアルファベット順に等級付けによって行う。この等級付けでは、ＤＥＦは無色透明のものをいい、ＧＨＩＪはほぼ無色のものをいう。また、ＫＬＭはかすかな黄色のものをいい、Ｎ〜Ｒは非常に薄い黄色のものをいい、Ｓ〜Ｚは薄い黄色のものをいう。

(3) クラリティ
クラリティは、傷や内包物の大きさ、位置及び数によって判定される。最高は「ＦＬ（Flawless）」であり、以下「ＩＦ（Internally Flawless）」、「ＶＶＳ（Very Very Slightly）１」「ＶＶＳ２」「ＶＳ（Very Slightly）１」「ＶＳ２」「ＳＩ（Slightly Included）１」「ＳＩ２」「Ｉ（Imperfection）１」「Ｉ２」「Ｉ３」まで、全部で１１段階の評価が行われる。

より具体的には、「ＦＬ」は１０倍に拡大しても内部・外部ともに内包物が見つけられない程度をいい、「ＩＦ」は外部には微細なキズが見られるが内部には１０倍に拡大しても内包物を見つけられない程度をいう。また、「ＶＶＳ」は１０倍の拡大では、内包物の発見が非常に困難な場合をいい、ＶＳは１０倍の拡大では、内包物の発見が困難な場合をいう。また、「ＳＩ」は１０倍の拡大では内包物の発見が比較的容易だが、肉眼では困難な場合をいい、「Ｉ」は内包物が肉眼で容易に発見できる程度をいう。

(4) カット
カットについては、以下のような評価方法が一般的である。
［評価方法１］測定器でダイヤモンドの各部形状の寸法を測定し、理想的なカットの寸法割合にどの位近いかで評価する方法
［評価方法２］測定器でダイヤモンドの各部の寸法を測定し、理想的なブリリアントカットに再カットした場合、削り取られる部分の重さを減点する方法（図１２参照）

ここで、ダイヤモンドのカットについてより詳細に説明する。現在、最も美しく輝く型を理論的に見出したカットとして、ブリリアントカットが最も良く知られている。ブリリアントカットが施されたダイヤモンドは、通常５８面体（下面の面取りをしない場合は５７面体）で構成され、図１３に示すように、クラウン、ガードル、パビリオンの３つの部分から構成される。クラウンは、石の上部にあたり、ガードルより上側部分をいう。この部分は、通常ダイヤモンドを鑑賞する部分である。ガードルは、石の側面の部分にあたる上下を隔てる細い境界線をなす部分である。ダイヤモンドの直径の長さはガードルの円周の内側にあたる。パビリオンは、石の下部にあたり、ガードルより下側にあたる部分である。

このような構成のブリリアントカットは次のような特性を有する。すなわち、ブリリアントカットでは、ダイヤモンドのガードルより上の部分に注がれた光は、ダイヤモンド上部に戻っていくように設計されている。すなわち、（ア）ダイヤモンドの表面で反射した光（反射光線）が、上向きに進んでいき、（イ）ダイヤモンドの内部に入射した光（屈折光線）が、屈折や内部反射した後にダイヤモンド上方から放出され、上向きに進んでいくように設計されている。本明細書においては、このようなダイヤモンド上方に放出される光の量を「輝き」と定義する。

ダイヤモンドは基本的に上方から鑑賞するものであり、指輪などのアクセサリーとして用いられる場合も、ガードルより上部のクラウンを見えやすい部分としてデザインされる。従って、カットが悪いと上方から注がれた光が上方に戻らずに、下部に抜ける場合があり、その分、「輝き」が減ることになる。すなわち、ブリリアントカットの目的は、上方から注がれた光を、できるだけ多くダイヤモンド上方に進ませて、宝石としての輝きを最大にすることである。

上記４つの基準に基づく評価のうち、カラット、カラー、クラリティについては、基本的に、現状のダイヤモンドの重さ、色、透明度のそれぞれを評価するものである。これに対して、カットの評価については、評価方法１では、現状のダイヤモンドのカットで、どの程度輝くかを評価したものではなく、理想とされるカットを施した場合とどの程度の差があるかというものに過ぎず、便宜的なものであった。また、評価方法２においても、現状のダイヤモンドが理想的なカットになりうる可能性の評価であった。このように、いずれもダイヤモンドの「輝き」を決定づけるはずの大切な評価であるにもかかわらず、仮想的な評価に留まっていた。

一般の消費者は、通常ダイヤモンドを鑑賞する機会が多いとはいえないため、ダイヤモンドを購入する場合には、販売者の信用に基づいて購入するケースが多い。売買にあたっては、ブランドや販売店、宝石商個人への信用も、もちろん重要であるが、それに加えて誰もが納得できる客観的で標準化された評価方法が重要であることはいうまでもない。

そこで、出願人は、兼ねてよりダイヤモンドのカットの客観的な評価方法を検討しており、その成果として以下のような出願を行った（特許文献１参照）。この出願においては、ダイヤモンドの断面形状のガードルより上部に、コンピュータ内で生成された仮想の模擬光線を入射し、ダイヤモンド内部で屈折した後、ダイヤモンドのどの部分からその模擬光線が出ていくかをシミュレーションし、その結果により、ダイヤモンドのカットを評価する方法を提案した。

より具体的には、まず、ダイヤモンドの断面形状をプロポーション・スコープ等で測定する。次に、断面形状について、コンピュータで以下のシミュレーションを行う。
(1) 断面形状の上方より、ガードルに垂直に論理的な模擬光線を発生させる。
(2) 断面形状に入射後の模擬光線の進み方をシミュレーションする。
(3) 模擬光線のうち、断面形状の上方より出る場合を「輝き」の本数とし、下方に抜ける場合は「輝き」の本数としない。
続いて模擬光線を等間隔にＮ本発生させ、このうちＮ´本が輝きとなれば、Ｎ´／Ｎをカットの評価とする。最後に、ダイヤモンドの断面形状を複数方向から計測し、それぞれ模擬光線による上記シミュレーションを実施する。これにより、各結果を総合判断し、より合理的な評価を行う。

特公昭５７−１９９９４４号公報

上記従来の評価方法では輝きの定量化を、ダイヤモンドの断面を２次元で計測して行うため、シミュレーションにおいて次のような課題があった。まず、光が、ダイヤモンドに入射してから出ていくまで、屈折と反射を同一断面の中（２次元）で進む前提でのシミュレーションとなる。しかしながら、実際の光は、ダイヤモンド内部で屈折・反射した場合、３次元方向のいずれかに進む。

また、ダイヤモンドは、完全な対称形にカットされているとは限らないため、断面形状を測定する際に、測定器への固定の仕方により断面形状が異なり、シミュレーションの結果が変わってしまう。さらに、実際の光線は３次元の全方向からダイヤモンドに入射するが、模擬光線はダイヤモンドの形状を測定した平面（２次元）の中でしか発生させられない。

別の視点として、ダイヤモンドは、常に全体が一様に輝いているのではなく、輝いている部分と輝いていない部分が共存している。その部分ごとの「輝きの変化」が全体として、人に美しさを感じさせる。仮に、人が固定した「輝き」に美しさを感じるのであれば、光を１００％反射する鏡に宝石以上の美しさを感じるはずである。

つまり、ダイヤモンドは、ダイヤモンドを細かく動かして、その向きや位置を変えると、そのダイヤモンドから鑑賞者の眼（以下、単に眼と記述されている場合は、鑑賞者の眼である）に届く光の輝きが変化するとともに、光の色の変化も発生する。白色光（波長３８００Å〜７８００Å）がダイヤモンドに入射すると、屈折により、赤、橙、黄、緑、青、紫などの色に分散される。このような各部分の光の輝きの変化や、光の色の変化もダイヤモンドの価値を創出する要素となっている。ここでは、この輝き及び色の変化を「煌き」（きらめき）と表現する。

「煌き」に対する美しさの感じ方は、鑑賞者の感性によるところが大きく、他のダイヤモンドと比較して評価する場合が多い。ダイヤモンドに接する機会が多い宝石商なども、経験をもとに評価している。また「煌き」は、ダイヤモンドと、当該ダイヤモンドと鑑賞する人の眼の相対的な位置関係（３次元）の変化により発生するため、精確に復元することや定量化することは難しく、また上記従来の技術による２次元でのシミュレーションでは「煌き」の復元は困難であった。

本発明は、以上のような従来技術の課題を解決するために提案されたものであり、その目的は、宝石としてのダイヤモンドを評価する際の４つのファクターのうちの１つであるカット（形状）を数値化・可視化し、カット評価に対する客観的な基準を出力するダイヤモンドカットの評価プログラム及び評価方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、ダイヤモンドの３次元形状において光がどのように屈折又は反射するかを、コンピュータを用いて仮想的にシミュレーションしてダイヤモンドのカットの善し悪しを評価するダイヤモンドカットの評価プログラムにおいて、このプログラムは、前記コンピュータに、評価対象となるダイヤモンドの３次元形状をメモリに復元する３次元形状復元機能と、前記復元したダイヤモンド形状のクラウン部分に対して、複数の模擬光線を照射する模擬光線発生機能と、前記複数の模擬光線のそれぞれの進路を、反射及び屈折の法則によりシミュレーションするシミュレーション機能と、シミュレーションした前記模擬光線のうち、前記復元したダイヤモンドのクラウン部分より上部に向けて放出される模擬光線の数をカウントする模擬光線カウント機能と、照射した全模擬光線数に対する前記カウントした模擬光線の数の割合を算出するシミュレーション結果解析機能と、を実現させることを特徴とする。また、この発明は、請求項９に記載の通り、ダイヤモンドカットの評価方法の発明として捉えることも可能である。

以上の態様では、ダイヤモンドのカットの善し悪しを、ダイヤモンドの３次元形状を元に、これに模擬光線を照射し、輝きのシミュレーションを行うことができるので、従来の２次元でのシミュレーションでは不可能であった、よりダイヤモンド形状に合った合理的で的確なシミュレーションが可能となる。

また、カットの善し悪しを、輝きという観点で、数値化して出力することで、ユーザに対して客観的で合理的なカット評価の方法を提供することができる。特に、シミュレーション結果解析機能により、所定のパターンで放たれる複数本の模擬光線のうち、それぞれ何本がガードル上部に戻るかを算出し、これを割合であらわすことで、客観的でさらに分かり易い結果を出力することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記プログラムは、前記コンピュータに、評価対象となるダイヤモンドの３次元形状を、３次元形状測定器により測定して取得する３次元形状取得機能を実現させることを特徴とする。また、この発明は、請求項１０に記載の通り、ダイヤモンドカットの評価方法の発明として捉えることも可能である。

以上の態様では、ダイヤモンドのカットの善し悪しを、３次元デジタイザ等の３次元形状測定器によって読み込み、３次元形状を元に輝きのシミュレーションを行うことができるので、従来の２次元でのシミュレーションに比較して、よりダイヤモンド形状に合った的確なシミュレーションが可能となる。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記シミュレーション機能は、照射される模擬光線における、前記復元したダイヤモンドの内部に進む割合と、前記復元したダイヤモンド表面で反射する割合とが、模擬光線の入射角に応じて逆転する角度を逆転角とした場合に、前記複数の模擬光線のそれぞれの進路について、前記復元したダイヤモンド形状の面に対する入射角が前記逆転角以上の場合には前記復元したダイヤモンド表面で反射すると判断し、前記入射角が前記逆転角より小さい場合には前記復元したダイヤモンド内部に進入すると判断し、進入すると判断した場合には、スネルの法則を用いて、当該模擬光線の進行する向きを決定し、さらに、この内部に入射した模擬光線の次に当接する面に対する入射角が臨界角より大きい場合には内部で全反射すると判断し、再びスネルの法則を用いて、当該模擬光線の進行する向きを決定するとともに、次に当接する面に対する入射角と臨界角の大小判断する処理を繰り返し、当該入射角が臨界角以下の場合には、全反射せず前記復元したダイヤモンド内部から外部へ放出されると判断するものであることを特徴とする。また、この発明は、請求項１１に記載の通り、ダイヤモンドカットの評価方法の発明として捉えることも可能である。

以上の態様では、模擬光線の進路について、逆転角を境に、ダイヤモンド表面で反射する場合と屈折してダイヤモンド内部に入射する場合との解析方法を変更し、各々についてダイヤモンドから放出されるまで進路シミュレーションを行うことで、模擬光線の進路の的確なシミュレーションが可能となる。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項の発明において、前記プログラムは、前記コンピュータに、前記シミュレーション結果解析機能において算出した割合が大きいほど、評価対象となるダイヤモンドの輝きが大きいと評価する評価機能を実現させることを特徴とする。また、この発明は、請求項１２に記載の通り、ダイヤモンドカットの評価方法の発明として捉えることも可能である。

以上の態様では、カットの善し悪しを、放出される模擬光線の数を出力することで、ユーザに対して客観的で合理的なカット評価の方法を提供することができる。特に、シミュレーション結果解析機能により、所定のパターンで放たれる複数本の模擬光線のうち、それぞれ何本がガードル上部に戻るかを算出し、これを割合であらわすことで、客観的でさらに分かり易い結果を出力することができる。

請求項５の発明は、ダイヤモンドの３次元形状において光がどのように屈折又は反射するかを、コンピュータを用いて仮想的にシミュレーションしてダイヤモンドのカットの善し悪しを評価するダイヤモンドカットの評価プログラムにおいて、このプログラムは、前記コンピュータに、評価対象となるダイヤモンドの３次元形状をメモリに復元する３次元形状復元機能と、仮想領域内で、前記復元したダイヤモンドに対して鑑賞者の眼の位置を仮想した視点を設定し、これらの相対的な位置関係を決定する相対位置設定機能と、設定された位置関係において、前記仮想した視点から見た前記復元したダイヤモンドのクラウン部分の形状を２次元で投影し、当該２次元形状を投影クラウン形状として特定するクラウン形状作成手段と、前記投影クラウン形状に対して、前記視点から複数の模擬光線を照射する逆模擬光線発生機能と、前記複数の模擬光線のそれぞれの進路を、反射及び屈折の法則によりシミュレーションするシミュレーション機能と、シミュレーションした前記模擬光線のうち、前記復元したダイヤモンドのクラウン部分より上部に向けて放出される模擬光線を、前記復元したダイヤモンドのクラウン部分から入射した光線が前記視点に届く光線であるとして記憶する到達模擬光線記憶機能と、を実現させることを特徴とする。また、この発明は、請求項１３に記載の通り、ダイヤモンドカットの評価方法の発明として捉えることも可能である。

以上の態様では、ダイヤモンドと、鑑賞者の視点位置を特定し、これらの相対的位置関係を決定し、鑑賞者の視点から投影されるダイヤモンドのクラウン部分の形状、すなわち投影クラウン形状に向けて模擬光線を照射する。ここで、光線は、放出側から入射側に向かって、逆の光を入射させると、入射側から放出側に向かう光線の進路と同一の進路を進む。すなわち、視点側からダイヤモンドに向けて模擬光線を照射した場合の進路の逆を辿れば、クラウン上部から入射した光が眼（視点側）に到達しうる進路と同一の進路となる。したがって、視点から発射した模擬光線が、ダイヤモンドのクラウン部分から放出されれば、その模擬光線は、外部からダイヤモンドに入射し、視点に向かって出射されることとなる。これにより、ダイヤモンドと鑑賞者の視点との相対的位置関係を複数設定し、それらについて、模擬光線でのシミュレーションを行うことで、所定の視点から見て、どの部分が光り、どの部分が光らないかを判別することができる。したがって、これを例えば、表示手段のディスプレイなどでダイヤモンドに対する視点を変更可能な態様で表示すれば、視点ごとのダイヤモンドの輝き方（明度・色彩）の違いにより、「煌めき」の度合を把握することができる。

請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記相対位置設定機能は、前記復元したダイヤモンドと前記仮想した視点との相対的な位置を、所定の間隔で複数設定するものであり、記複数の位置の各々について、前記逆模擬光線発生機能、シミュレーション機能及び到達模擬光線記憶機能が実行されることを特徴とする。また、この発明は、請求項１４に記載の通り、ダイヤモンドカットの評価方法の発明として捉えることも可能である。

以上の態様では、ダイヤモンドと鑑賞者の視点との相対的位置関係を複数設定し、それらについて、模擬光線でのシミュレーションを行うことで、例えば、表示手段のディスプレイなどでダイヤモンドに対する視点を変更可能な態様で表示すれば、ダイヤモンドの輝き方（明度・色彩）の違いにより、「煌めき」の度合を把握することができる。

請求項７の発明は、請求項５又は６の発明において、前記逆模擬光線発生機能は、発生させる模擬光線の波長を変更する波長変更機能を含み、この波長変更機能は、可視光の範囲で、模擬光線の波長を複数設定するものであり、前記模擬光線の複数の波長の各々について、前記シミュレーション機能及び前記到達模擬光線記憶機能が実行されることを特徴とする。また、この発明は、請求項１５に記載の通り、ダイヤモンドカットの評価方法の発明として捉えることも可能である。

以上の態様では、３８００Å〜７８００Åで構成される可視光は、当然のことながら、波長によりその色や屈折率が異なるため、視点側から入射した光が波長によっては、ダイヤモンドのクラウンの下側から放出されることもある。そこで、所定の範囲で、複数の波長について、シミュレーションを行うことで、視点側から見た場合の輝きだけでなく、色も再現でき、色の変化による煌めきを再現することができるようになる。

請求項８の発明は、請求項５〜７のいずれか１項に記載の発明において、前記プログラムは、前記コンピュータに、前記相対位置設定機能における仮想の視点から見た、前記復元したダイヤモンドのクラウン部分の領域を複数のエリアに分割するクラウン領域分割機能を実現させるものであり、前記複数の各エリアについて前記逆模擬光線発生機能、シミュレーション機能及び到達模擬光線記憶機能が実行されることを特徴とする。また、この発明は、請求項１６に記載の通り、ダイヤモンドカットの評価方法の発明として捉えることも可能である。

以上の態様では、ダイヤモンドと鑑賞者の視点から投影されるダイヤモンドのクラウン部分の形状全体を複数のエリアに分け、エリアごとに、模擬光線の進路シミュレーションを行うことで、ダイヤモンドから放出される光の分布がより細かく判明し、ダイヤモンドの煌めきをより詳細に表現することができるようになる。

以上のような本発明によれば、宝石としてのダイヤモンドを評価する際の４つのファクターのうちの１つであるカット（形状）を数値化・可視化し、カット評価に対する客観的な基準を出力するダイヤモンドカットの評価プログラム及び評価方法を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るダイヤモンドカットの評価プログラム及び評価方法に係るブロック図。 本発明の第１の実施の形態に係る模擬光線パターンを示す模式図。 本発明の第１の実施の形態に係る模擬光線の出射ケースを示す模式図。 本発明の第１の実施の形態に係るダイヤモンドカットの評価プログラム及び評価方法に係るブロック構成図。 本発明の第１の実施の形態に係るダイヤモンドカットの評価プログラム及び評価方法に係る処理の概要を示すフローチャート図。 本発明の第１の実施の形態に係るダイヤモンドカットの評価プログラム及び評価方法に係るシミュレーション処理を示すフローチャート図。 本発明の第２の実施の形態に係るダイヤモンドカットの評価プログラム及び評価方法の概念を示す模式図。 本発明の第２の実施の形態に係るダイヤモンドカットの評価プログラム及び評価方法に係るブロック構成図。 本発明の第２の実施の形態に係るダイヤモンドカットの評価プログラム及び評価方法に係るシミュレーション結果の出力画面例を示す図。 本発明の第２の実施の形態に係るダイヤモンドカットの評価プログラム及び評価方法に係るシミュレーション処理を示すフローチャート図。 本発明の第２の実施の形態に係るダイヤモンドカットの評価プログラム及び評価方法に係る色計算処理を示すフローチャート図。 従来のダイヤモンドにおけるカットの評価のイメージを示す図。 ダイヤモンドのブリリアントカットにおける各部の名称を示す図。 ダイヤモンドの入射角に対する反射光と屈折光の関係を示す図。

以下、本発明の実施の形態（以下、本実施形態という。）について、図面を参照しながら説明する。なお、図１に示す図は、本実施形態に係るダイヤモンドカットの評価プログラム及び評価方法をコンピュータに実行させて、所定の機能を発揮させるための仮想的ブロック構成及びその周辺のハードウェア構成を示すものである。また、従来と同様の構成については、適宜説明を省略する場合がある。

［１．第１実施形態］
（１）第１実施形態の概要
本実施形態に係るダイヤモンドカットの評価プログラム及び評価方法は、概略すると、以下の（ア）〜（エ）の各ステップを実行することによりなるものである。
（ア）ダイヤモンドの形状を３次元で計測し３次元形状データを取得するステップ
（イ）取得した３次元形状データから形状を復元し、復元した形状に対して模擬光線を照射させて光線の進路をシミュレーションするステップ
（ウ）模擬光線の進路のシミュレーションに基づいてダイヤモンドカットの善し悪しを評価するステップ
（エ）評価結果を出力するステップ
なお、ここでいう評価とは、主として、ダイヤモンドカットに関するシミュレーションの結果を、数値化又は定量化して客観的なデータとして提示することをいう。

本実施形態のダイヤモンドカットの評価プログラム及び評価方法では、上記の通り、形状の測定及び形状データの形状取得ステップ、形状に模擬光線をシミュレーションするシミュレーションステップ、シミュレーション結果に基づいてカットを評価する評価ステップ、これを客観的データとして出力する出力ステップの４つのステップから構成される。そこで、以下、それぞれのステップについて、いかなる構成によってコンピュータを機能させ、評価方法を実行するかについて、図１のブロック図等を参照して具体的に説明する。

（２）各ステップの構成
（２−１）ダイヤモンドの形状データ取得ステップ
本実施形態に係るダイヤモンドカットの評価方法を実施するためには、評価対象のダイヤモンドの３次元形状を実測して数値化することが必要である。このステップでは、３次元形状計測器１を用いて３次元形状取得手段２１により、ダイヤモンドの形状についてカットを構成する各面（ブリリアントカットであれば５８面）の位置情報を３次元データとして取得するものである。

ここで、物体の３次元形状を計測する方法には、一般的に接触方式と非接触方式が知られている。本実施形態の計測対象であるダイヤモンドは、大抵の場合は０．０５ｃｔから１．０ｃｔまでのものが一般的で、その体積が１立方ｃｍ以下で小さいため、非接触方式が適している。

非接触方式の計測器として、レーザ光線を使った３次元デジタイザ（３Ｄスキャナともいう）が普及しており、これを用いることができる。３次元デジタイザとしては、例えば、コニカミノルタセンシング株式会社の「非接触３次元デジタイザ ＫＯＮＩＣＡ ＭＩＮＯＬＴＡ ＲＡＮＧＥ７」や株式会社キーエンスの「高精度形状測定システムＫＳ−１１００シリーズ」などを用いることができる。また、宝石の形状測定に特化したデジタイザ（すなわち、専用品）の製品化も可能である。

ただし、ダイヤモンドは透明度が高いため、レーザ光が表面で反射せずに透過してしまい、そのままでは計測困難である。そこで、レーザ光線を使った３次元デジタイザで、透過性のあるダイヤモンドを計測する方法として、次の２つがある。

一つは、測定対象のダイヤモンド表面に、レーザ光を反射させるパウダー（厚さ数ミクロン）を塗布して計測する方法である。この方法は、透過性物体を計測する際に行われている。なお、ダイヤモンドをパウダーで被うと、数ミクロンの皮膜分の誤差が生じるが、現在使われている宝石用ノギス（寸法測定器）の測定誤差は２０〜３０ミクロンであり、それと比較した場合、この程度の誤差は許容範囲といえる。

もう一つは、測定対象のダイヤモンドの型をとり、その凹形部分を測定する方法である。これは透過性の大きい物体の計測において有効な手法である。型取りには、公知の宝石型取用シリコンゴム等を利用することができる。

以上のような３次元計測器及び計測方法を用いて、読み込まれるダイヤモンドの３次元形状データについて、３次元形状取得手段２１は、３次元形状計測器１から入力される３次元データを取得し、記憶手段３に記憶する。なお、この記憶手段３は、ハードディスク等の補助記憶手段を構成するストレージと、情報を一時的に取り出して記憶するメインメモリとの両方の意義を含むものである。したがって、３次元形状取得手段２１は、メインメモリに３次元形状を一時的に記憶して、ＣＰＵによってそれを読み出して処理を実行してもよいし、補助記憶装置からキャッシュメモリ２４に読み出して処理を実行してもよい。以下、メモリといった場合は、これらを区別せずに用いるものとする。

（２−２）模擬光線によるシミュレーションステップ
３次元形状取得手段２１により、計測対象のダイヤモンドの３次元形状が取得されると、続いて、この取得した形状に対して、シミュレーション手段２２により、模擬光線を発生して照射し、模擬光線の３次元形状における進路をシミュレーションする。

具体的には、シミュレーション手段２２は、記憶手段３から３次元形状を読み出し、メモリ内で形状を復元する３次元形状復元手段２２１と、シミュレーションの条件を設定するシミュレーション条件指定手段２２２と、復元した３次元形状に対して模擬光線を発生させる模擬光線発生手段２２３と、発生させた模擬光線の進路に応じて、模擬光線の進路シミュレーションを実行するシミュレーション実行手段２２４と、シミュレーション結果を解析するシミュレーション結果解析手段２２５と、を備える。

以下、３次元形状復元手段２２１、シミュレーション条件指定手段２２２、模擬光線発生手段２２３、シミュレーション実行手段２２４及びシミュレーション結果解析手段２２５の各々の手段について、個別に説明する。

（２−２−１）ダイヤモンド形状の復元
３次元形状復元手段２２１は、３次元形状取得手段２１により得たダイヤモンドの３次元形状データから、メモリ内に当該ダイヤモンドの形状を復元するものである。なお、以下の記述において、ダイヤモンドと記述されているものは、このメモリ内に復元されたダイヤモンドのことを指す。

３次元形状復元手段２２１は、形状の復元に際して、後述の模擬光線発生手段２２３における模擬光線の発生及び照射に当たって、ダイヤモンドのテーブル面がガードルより上に位置するように、ダイヤモンドをガードルで固定した状態で復元を行うものである。

ここでの形状の復元は説明の便宜上やイメージの容易さから、ダイヤモンド全体の形状を読み出し、メモリ上で全体の形状を復元する旨示しているが、本実施形態並びに発明では、必ずしもダイヤモンド全体について行う必要はなく、後述するシミュレーションの各光線の進路にしたがって必要とされる面を、都度読み出して復元する方法も採用することができる。

（２−２−２）シミュレーション条件の指定
シミュレーション条件指定手段２２２は、模擬光線を発生するに当たり、模擬光線の条件として、以下の４つを定義する。
（１）模擬光線発生パターン
（２）模擬光線特性（波長）
（３）模擬光線生成数（Ｎ）
（４）最大内部全反射回数（Ｍ）

（１）の模擬光線発生パターンについては、後述するシミュレーションパターン１〜３のいずれかを選択する。（２）の模擬光線特性については、光線の波長に応じて屈曲率が異なるので、本実施形態では選択可能としているが、ここでは、模擬光線として、現在、一般的に宝石鑑定に用いられている波長５８９３ÅのナトリウムＤ線を用いて説明する。模擬光線としてナトリウムＤ線を用いるのは、ナトリウムＤ線は橙黄色の光で、人間が最も視認し易い５５５ｎｍの波長に近く、視感度はすべての光源中で最も良いからである。なお、これは最適な実施例を示すもので、いうまでもなく他の波長によってシミュレーションすることも可能である。

（３）の模擬光線生成数については任意の数を設定する。すなわち、ダイヤモンドは、その大きさがまちまちであるが、本実施形態では、後に詳しく述べるように、模擬光線の照射は、パターン１〜３のいずれにおいても、大きさに関わらず所定の均等な密度で行う。そのため、パターン１〜３のいずれかを選択し、これを照射するダイヤモンドの大きさと比較することで、照射される模擬光線の数を算出する。例えば、１平方ミリメートル当たり１００本の光線密度とし、これをダイヤモンドの当接する面に対して同一の密度で照射する。

（４）では、光線がダイヤモンドの内部に進入した後、内部で反射しダイヤモンド内部に留まってしまう場合を想定し、シミュレーションにおいてこれを無限に繰り返すのは適切でないため、内部反射回数を所定数に決定し、反射回数がその所定数に達した場合には、当該光線はダイヤモンド内部に留まると判断するものである。例えば、この反射回数を１０００回と設定し、ダイヤモンド内部で１０００回以上反射する光線を内部に留まるものとして処理する。

（２−２−２）模擬光線の発生
模擬光線発生手段２２３は、３次元形状復元手段２２１によってメモリ内に復元されたダイヤモンドに対して、仮想の模擬光線を発生させる手段である。ここで、模擬光線としては、上述の発生条件で設定したとおり、波長５８９３ÅのナトリウムＤ線を用いる。

模擬光線発生手段２２３では、上述のとおり、ダイヤモンドのテーブル面がガードルより上に位置するように、ダイヤモンドをガードルで固定した状態とし、模擬光線はガードルより上の部分（クラウン部分）から入射することを前提とする（図２参照）。

上記を前提として、模擬光線発生手段２２３における代表的な模擬光線の発生例として、図２（ａ）〜（ｃ）に示す３つのパターンが考えられる。なお、図２では、便宜上２次元で表しているが、実際には３次元にて実行する。
［パターン１］ダイヤモンドの固定部（ガードル）に対して上方より垂直に、ダイヤモンドをはみ出さない範囲に、均等な密度で発生させる（図２（ａ）参照）。
［パターン２］ダイヤモンドのガードルより上部の各面に対して外側より各面に垂直に、各面をはみ出さない範囲に、均等な密度で発生させる（図２（ｂ）参照）。
［パターン３］ダイヤモンドのテーブル面に対して上方より垂直に、ダイヤモンドをはみ出さない範囲に、均等な密度で発生させる（図２（ｃ）参照）。

以下、これらの３つのパターンのいずれか１、２又はすべてについて、それぞれ以下の「ダイヤモンド表面」、「ダイヤモンド内部」、「ダイヤモンド外部」の３つの場合において、シミュレーション実行手段２２４がシミュレーションを実行する。

［模擬光線進路シミュレーション１］（ダイヤモンド表面での反射）
シミュレーション実行手段２２４は、まず、ダイヤモンド外部で発生させた模擬光線が、ダイヤモンド表面に到達してからの進路について、次の２つのルールに基づいて、模擬光線がダイヤモンド表面で反射するか（反射光）、内部に入射するか（屈折光）で場合分けを行う。

(1) ダイヤモンド表面に対する模擬光線の入射角が所定の角度（８２°）以上の場合に、ダイヤモンドに向けて発射した光は、ダイヤモンド内部に進まず、反射するものとして扱う。

(2) ダイヤモンド表面に対する模擬光線の入射角が所定の角度（８２°）より小さい場合に、模擬光線はダイヤモンド内部に進む。その時に模擬光線が進む向きは、次の入射角ｒと屈折角ｓの関係を表す以下のＳｎｅｌｌの公式による。
［数１］ ｓｉｎ ｒ ／ｓｉｎ ｓ ＝屈折率（≒２．４２）

上記(1) について、ダイヤモンド表面に対して照射される光は、２つに分かれる。すなわち、１つはダイヤモンド内部に進み、もう１つはダイヤモンド表面で反射する。この内部に進入する光の量と反射光の量は、入射角によって変化する。すなわち、入射角が垂直に近くなってくると、照射される光の大部分はダイヤモンドの表面を通過して内部に進む。このようにダイヤモンドに照射される光について、ダイヤモンドの内部に進む割合とダイヤモンド表面で反射する割合とが模擬光線の入射角に応じて逆転する角度を「逆転角」として定義し、これを８２°と設定する。そして、模擬光線のダイヤモンド表面に対する入射角が逆転角以上の場合は、反射するものと判断する。同様に、(2) について、模擬光線のダイヤモンド表面に対する入射角が逆転角より小さい場合は、当該模擬光線はダイヤモンド内部に入射すると判断する。

ここで、この逆転角を８２°と設定したのは、図１４に「ダイヤモンドの入射角に対する反射光と屈折光の関係」（ベレーナ パーゲル＝タイゼン著、依田光弘訳「ダイヤモンドハンドブック その評価と鑑別法」、発行者：全国宝石協会、発売所：(株)同友館、発行日：昭和52年5月30日、112，113頁より）を示すように、入射角に対する反射光と屈折光との割合が、入射光８０°のときに反射光が４３．４４％、屈折光が５６．６７％で、入射角８９°のときに反射光が８９．９７％、屈折光が１０．０３％であり８０°と８９°との間で、入射光と屈折光の割合が逆転しており（図１４（ａ）参照）、図１４（ｂ）に示すように、その角度が大凡８２°であることによる。

上記(2) の場合は、ダイヤモンド表面で反射せず、内部に入射する。そこで、上記(2) の場合には、さらに以下のシミュレーション２を行うこととなる。

［模擬光線進路シミュレーション２］（ダイヤモンド内部）
シミュレーション実行手段２２４は、上記シミュレーション１の(2) の場合、ダイヤモンドに入射した模擬光線が、内部で反射し、屈折して進む向きをシミュレーション１の上記２つのルール(1) (2) に基づいてシミュレーションする。

そして、それぞれの模擬光線がダイヤモンド内部から外部に放出されるケースについて、図３に示すとおり、以下の４つのいずれであるかを特定する。

［ケース１］ダイヤモンドのガードルより上部から、水平面に対して上に向かって出て行く。
［ケース２］ダイヤモンドのガードルより上部から、水平面に対して下に向かって出て行く。
［ケース３］ガードルより下部から出て行く。
［ケース４］シミュレーションの結果、模擬光線がダイヤモンド内部で全反射を繰り返し、ダイヤモンド外部に出て行かない。

ここで、ケース１〜４について説明すると、ダイヤモンドのカットは「上方から注がれた光を、できるだけ多くダイヤモンド上方に進ませて、宝石としての輝きを最大にする」という目的に基づいてなされるものであるから、ガードルより上部へ戻らない光は、輝きを構成する要素とならない。これは、ダイヤモンドは、通常ガードル面の上方から鑑賞するのであり、上方に向かうケース１のｎ１を鑑賞者の眼に届く有効な輝きとすれば良いからである。そこで、以下のステップにおいて輝きを評価する上で、輝き要素として必要なのは、水平面に対して上方に向かって放出されるケース１のみであるとする。

［模擬光線の集計］
シミュレーション結果解析手段２２５は、ダイヤモンド表面で全反射した模擬光線と、ダイヤモンド内部に入射した後に、外部に放出された模擬光線の数を集計する。すなわち、以下の数Ｎ、ｎ１〜ｎ４を算出し、集計する。

発生させた模擬光線の総数：Ｎ
ケース１の模擬光線の数をｎ１
ケース２の模擬光線の数をｎ２
ケース３の模擬光線の数をｎ３
ケース４の模擬光線の数をｎ４
として、それぞれの数を集計する。
なお、Ｎ＝ｎ１+ｎ２+ｎ３+ｎ４である。

（２−３）輝きの評価ステップ
評価手段２３は、前述のシミュレーション結果解析手段２２５によって出力されたＮ，ｎ１〜ｎ４の数に基づいて、輝き評価を実行する手段である。この評価手段２３は、シミュレーション結果解析手段２３１と、評価結果出力手段２３２とを備える。

（２−３−１）輝きの評価
シミュレーション結果解析手段２３１は、シミュレーション結果解析手段２２５において解析した模擬光線数Ｎの数と、輝きとして有効なｎ１との割合で、輝き評価する手段であり、具体的には、ｎ１／Ｎの数値が大きいほど輝きが大きいと評価する手段である。

シミュレーション結果解析手段２３１におけるこの評価は、上述のように、「上方から注がれた光を、できるだけ多くダイヤモンド上方に進ませて、宝石としての輝きを最大にする」という本来のカットの目的に合致するものである。

（２−３−２）輝き特性（ばらつき）を可視化
評価結果出力手段２３２は、上記のようにしてシミュレーション結果解析手段２３１により算出された輝き評価の結果を、ディスプレイなどの表示手段４又はプリンタなどの出力手段５に対して出力して可視化する手段である。

宝石としてのダイヤモンドは採掘した原石を一つ一つ研磨して宝石にするため、精確な対象形とは限らず、個々に輝き方のクセがある。すなわち、輝きが明るい部分と暗い部分とが存在する。評価結果出力手段２３２は、その輝きの特性を可視化する手段である。

出力の具体的な形式として、評価結果出力手段２３２は、ダイヤモンド表面で全反射した全ての模擬光線と、ダイヤモンド内部に進んだ後にダイヤモンドから放出された全ての模擬光線の進路（３次元）を、平面画像（２次元）にプロットする。

また、評価結果出力手段２３２の手法として、例えば、図４に示すように、平面画像として、地図の「円筒図法」（図４（ａ））や「舟形多円錐図法」（図４（ｂ））などの図法を模擬して、平面画像上に輝きの濃淡を表現する。平面上においてプロットが密な部分は輝きが大きく、疎の部分は小さく表現することが可能である。それにより固有の輝きの特性が可視化される。また、同時に、模擬光線数Ｎの数に対する輝きとして有効なｎ（図中では「放出模擬光線」又は「放出数」として表現）の数の割合を表示することで、数値で輝き具合を把握できるようにしている。

（３）第１実施形態の作用
以上の構成からなる本実施形態のダイヤモンドカットの評価プログラム及び評価方法を実行する手順について説明する。

（３−１）作用の概要
まず、図５のフローチャートに、本実施形態のダイヤモンドカットの評価プログラム及び評価方法の作用の概要を示す。３次元形状取得手段２１は、３次元形状計測器１によって計測されたダイヤモンドの３次元形状を読み込み、記憶手段３に記憶する（Ｓ５０１）。

続いて、シミュレーション手段２２が、３次元形状取得手段２１で取得したダイヤモンドの３次元データを復元し、これに模擬光線を照射して当該模擬光線の進路をシミュレーションし、その結果をまとめる（Ｓ５０２）。

このシミュレーション結果に基づき、評価手段２３は、シミュレーション結果の評価を行う（Ｓ５０３）。さらに、評価手段２３は、この評価結果を、ディスプレイ等の表示手段４や印刷機等の出力手段５に対して出力する（Ｓ５０４）。

（３−２）各作用の詳細
上記の各処理のうち、シミュレーション手段２２における模擬光線シミュレーションの処理と、その後のダイヤモンドカットの評価手段２３における処理について、より詳しく説明する。

シミュレーション手段２２は、図６のフローチャートに示すように、まず、３次元形状復元手段２２１が、３次元形状取得手段２１により得たダイヤモンドの３次元形状データから、メモリ内に当該ダイヤモンドの形状を復元する（Ｓ６０１）。３次元形状復元手段２２１は、このとき、次工程の模擬光線発生手段２２３におけるシミュレーションに当たって、ダイヤモンドのテーブル面がガードルより上に位置するように、ダイヤモンドをガードルで固定した状態で復元を行う。

続いて、シミュレーション手段２２は、復元した３次元形状に対して、模擬光線を照射し、模擬光線の進路に関するシミュレーションを実行する（Ｓ６０２〜Ｓ６２０）。

すなわち、まず、シミュレーション条件指定手段２２２が、模擬光線を発生するに当たり、模擬光線の条件指定として、以下の４つを定義する（Ｓ６０２）。
（１）模擬光線発生パターン
（２）模擬光線特性（波長）
（３）模擬光線生成数（Ｎ）
（４）最大内部全反射回数（Ｍ）
なお、上記（１）〜（４）は構成の項において説明した内容を援用する。

さらに、シミュレーション条件指定手段２２２は、模擬光線生成数を初期値として「０」にし（Ｓ６０３）、さらに、以降のシミュレーション処理を実行するため、模擬光線生成数を現在の数（「０」）に「＋１」として設定する（Ｓ６０４）。続いて、シミュレーション条件指定手段２２２は、最大内部全反射回数のカウント数Ｍを、初期値の０として設定する（Ｓ６０５）。

次に、模擬光線発生手段２２３が、まず、模擬光線生成数Ｎが、シミュレーション条件指定手段２２２により定められた所定値になっていないかを確認する（Ｓ６０６）。処理開始時は、上述のように、模擬光線生成数Ｎは１に設定されているので、ここでは、Ｓ６０６のＮＯの処理に進む。

これに基づき、模擬光線発生手段２２３は、シミュレーション条件指定手段２２２によって指定されたパターン１〜３のいずれかに従って、模擬光線を発生させる（Ｓ６０７）。

続いて、シミュレーション実行手段２２４が、Ｓ６０８〜Ｓ６１０において、シミュレーション処理を実行する。具体的には、Ｓ６０８〜６１０では、上述の模擬光線進路シミュレーション１を実行し、Ｓ６１４〜Ｓ６１６では、上述の模擬光線進路シミュレーション２を実行する。

［模擬光線進路シミュレーション１］
シミュレーション実行手段２２４は、まず、模擬光線発生手段２２３によって発生させた模擬光線のダイヤモンド表面における入射角から、当該模擬光線がダイヤモンド表面で反射するか、内部に入射するかを判断する（Ｓ６０８）。すなわち、シミュレーション実行手段２２４は、ダイヤモンド表面に対する模擬光線の入射角が逆転角（８２°）以上かを判断し、模擬光線の角度が逆転角以上であれば（ＹＥＳ）、模擬光線は、ダイヤモンド表面で反射すると判断し、Ｓ６０９へ進む。一方、模擬光線の入射角が逆転角より小さければ（ＮＯ）、当該模擬光線は、ダイヤモンド内部に入射すると判断し、シミュレーション２を実行するＳ６１４へ進む。

シミュレーション実行手段２２４は、Ｓ６０９において、ダイヤモンドから放出される模擬光線の放出される位置及び向きを判断するため、模擬光線の放出が、ガードルより上部か否かを判断する（Ｓ６０９、図３参照）。

模擬光線の放出先が、ガードルより上部方向である場合（ＹＥＳ）には、Ｓ６１０へ進み、さらに、模擬光線が、ガードルより上部において上向きに放出されているかを判断する（Ｓ６１０）。ここで、模擬光線が上向きに放出されているのであれば（ＹＥＳ）、当該模擬光線は、ケース１としてその数をｎ１としてカウントする（Ｓ６１１、図３参照）。一方、模擬光線が下向きに放出されているのであれば（ＮＯ）、当該模擬光線は、ケース２としてその数をｎ２としてカウントする（Ｓ６１２、図３参照）。Ｓ６１１，Ｓ６１２，Ｓ６１３においてケースカウントを行った後は、Ｓ６０４に処理を返し、これを模擬光線生成数Ｎが所定値になるまで繰り返す。

［模擬光線進路シミュレーション２］
一方、Ｓ６０８において、模擬光線の入射角が逆転角より小さい場合（ＮＯ）には、Ｓ６１４において、シミュレーション実行手段２２４により模擬光線進路シミュレーション２を実行する。

すなわち、模擬光線進路シミュレーション２では、ダイヤモンド内部に入射した模擬光線が、さらに、内部において如何なる進路を辿るかをシミュレーションするものである。ここでは、内部に入射した模擬光線が、次に当接する面に対して、模擬光線進路シミュレーション１と同様に、ダイヤモンド内側表面に対する模擬光線の入射角と臨界角（≒２４°２６′）との大小を比較し判断する（Ｓ６１４）。ダイヤモンド内側表面に対する模擬光線の入射角が臨界角より大きい場合には、今度は、内部で全反射するので、光線が内部を行き来することとなり、当該角度が臨界角以下の場合には、全反射せずダイヤモンド内部から外部へ放出されることとなる。

したがって、模擬光線の入射角が、臨界角より大きければ（Ｓ６１４のＹＥＳ）、当該模擬光線は、ダイヤモンド内部の入射した面に対して全反射し、再び内部のいずれかの面に当接するので、最大内部全反射回数Ｍを「＋１」カウントする（Ｓ６１５）。続いて、内部全反射回数Ｍが所定の最大値に到達したかを判断し（Ｓ６１６）、到達していれば、その模擬光線は、ダイヤモンド内部において無限に反射して留まる光線であるとして、ケース４としてカウントする（Ｓ６１７、図３参照）。

一方、Ｓ６１６において、内部全反射回数Ｍが最大値に到達していない場合には（Ｓ１６のＮＯ）、Ｓ６１４に戻って、模擬光線が次に当接するダイヤモンド内部の面に対する反射の態様をシミュレーションする。

Ｓ６１４において、模擬光線の入射角が、臨界角以下の場合（Ｓ６１４におけるＮＯ）、模擬光線は、ダイヤモンド内部からダイヤモンド外部へ放出されるため、この放出される模擬光線に対して、Ｓ６０９へ移行して、当該模擬光線がガードル上部から放出されるか（Ｓ６０９）、ガードル上部から放出された場合に、上向きに放出されるか（Ｓ６１０）を検討し、Ｓ６１１〜Ｓ６１３のケース１〜３（図３参照）へ分類する。

模擬光線が、ガードルより下部から外部へ放出される場合（Ｓ６０９のＮＯ）には、当該模擬光線は、ケース３としてその数をｎ３としてカウントする（Ｓ６１３）。一方、模擬光線がガードル上部より放出される場合に（Ｓ６０９のＹＥＳ）、さらにその光線が上向きに放出される場合には（Ｓ６１０のＹＥＳ）、ケース１としてその数をｎ１としてカウントし、その光線が下向きに放出される場合には、ケースｎ２としてカウントする（Ｓ６１２、図３参照）。

Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１７におけるケース１〜４の模擬光線の進路態様に関するカウントを行った後は、Ｓ１０４に戻って、模擬光線発生手段２２３が、模擬光線生成数Ｎを「＋１」とし、上述したＳ１０５〜Ｓ１１７の処理を繰り返し、Ｓ１０６において模擬光線の生成数Ｎが所定の上限値になった時点で、Ｓ１１８においてケース１〜４のカウント数を出力して、処理を終了する（ＥＮＤ）。

［シミュレーション結果の解析］
以上のようなシミュレーション実行手段２２４の処理によってカウントされたケース１〜ケース４のカウント数について、シミュレーション結果解析手段２２５が以下の数Ｎ，ｎ１〜ｎ４を算出する。
発生させた模擬光線の総数：Ｎ
ケース１の模擬光線の数をｎ１
ケース２の模擬光線の数をｎ２
ケース３の模擬光線の数をｎ３
ケース４の模擬光線の数をｎ４
なお、Ｎ＝ｎ１+ｎ２+ｎ３+ｎ４である。
これにより、ダイヤモンド表面で全反射した模擬光線と、ダイヤモンド内部に入射した後に、外部に放出された模擬光線の数を集計する。

評価手段２３は、前述のシミュレーション結果解析手段２２５によって出力されたＮ，ｎ１〜ｎ４の数に基づいて、輝き評価を実行する。具体的には、シミュレーション結果解析手段２３１が、シミュレーション結果解析手段２２５において解析した模擬光線数Ｎの数と、輝きとして有効なｎ１との割合について、ｎ１／Ｎの数値が大きいほど輝きが大きいと評価する。

続いて、評価結果出力手段２３２は、上記のようにしてシミュレーション結果解析手段２３１により算出された輝き評価の結果を、ディスプレイなどの表示手段４又はプリンタなどの出力手段５に対して出力して可視化する。

以上のような本実施形態のダイヤモンドカットの評価プログラム及び評価方法によれば、次のような効果を奏する。

ダイヤモンドのカットの善し悪しを、３次元デジタイザ等の３次元形状計測器１によって読み込み、３次元形状を元に輝きのシミュレーションを行うことができるので、従来の２次元でのシミュレーションに比較して、よりダイヤモンド形状に合った的確なシミュレーションが可能となる。

また、カットの善し悪しを、輝きという観点で、数値化して出力することで、ユーザに対して客観的で合理的なカット評価の方法を提供することができるようになる。特に、シミュレーション結果解析手段２３１は、所定のパターンで放たれる複数本の模擬光線のうち、それぞれ何本がガードル上部に戻るかを算出し、これを割合であらわすことで、客観的でさらに分かり易い結果を出力することができる。

さらに、輝きの評価結果を、ディスプレイ等の表示手段４に可視化して表示することで、画面上で、ダイヤモンドを動かした場合、輝きの色を、画面上で確認できる。これにより、輝きを可視化して、輝き具合の判断が容易なインタフェースが提供できる。

このようなダイヤモンドカットの評価プログラム及び評価方法を用いれば、ダイヤモンドの輝きの絶対値での比較が可能となる。例えば、１０００ｄｐｉの等密度の模擬光線をダイヤモンド上方から垂直に注いだ場合に、何本を上方に返せるかを、１カラットのダイヤモンドと０．５カラットのダイヤモンドによって絶対値比較が可能となる。なお、絶対値の比較が可能なのは、上記の通り、模擬光線をダイヤモンド上方から垂直に照射する、模擬光線発生パターン１又はパターン３の場合である。
この場合、
（１）１カラットで５０００本の模擬光線を上方に返すダイヤモンド
（２）０.５カラットで６０００本の模擬光線を上方に返すダイヤモンド
の２つを比較すると、（２）は、カラットは小さいが宝石から発する全体の輝きは（１）より大きい。この場合、（１）と（２）との選択は、カラットを重視するか、輝きを重視するかによって変わる。したがって、カラットに頼らない、ダイヤモンドの選択が可能となる。

また、ダイヤモンドの輝き方の特徴を知ることにより、指輪などの装飾品に、当該ダイヤモンドを、どの向きに取付けると効果的か判断が容易になる。これによれば、例えば、宝石デザイナー（制作者側）に対して自らの経験的判断に評価担保を与えることができる。

［２．第２実施形態］
第２実施形態に係るダイヤモンドカットの評価プログラム及び評価方法は、第１実施形態に改良を加えたもので、第１実施形態における「輝きシミュレーション」に代えて、又は「輝きシミュレーション」に追加して、「煌めきシミュレーション」を実行するものである。なお、この「煌めきシミュレーション」において、３次元形状を測定するステップ及びそれを復元するステップにおける処理は、上述の「輝きシミュレーション」と共通するので、本項では説明を省略する場合がある。

［煌めきステップの考え方］
上述のとおり、ダイヤモンドは、ダイヤモンドを細かく動かして、その向きや位置を変えると、そのダイヤモンドから鑑賞者の眼に届く光の輝きが変化するとともに、光の色の変化も発生する。白色光（波長３８００Å〜７８００Å）がダイヤモンドに入射すると、屈折により、赤、橙、黄、緑、青、紫などの色に分散される。

このような箇所による光の輝きの変化や、光の色の変化もダイヤモンドの価値を創出する要素となっている。そこで、本実施形態では、この輝き及び色の変化を「煌き」（きらめき）として定量化し、出力することで、ダイヤモンドの客観的評価基準を提示するものである。

［煌めきステップの処理の概要］
煌めきステップにおいては、まず、３次元形状の測定データに基づいて、形状の復元を行う。続いて、鑑賞者の眼の位置を模擬して、視点の設定を行う。例えば、図７に模式的に示すように、鑑賞者が、ダイヤモンドを眺める角度を、ダイヤモンドのガードル面に対して３０度とし、この位置に、鑑賞者の視点を設定する。

次に設定した視点から、模擬光線を発生させる。この模擬光線の進路をシミュレーションし、その光線の放出先が、ガードル面より上方に放出されるものを採用し、ガードル面より下方又はダイヤモンド内部に留まるものは除外する。すなわち、ガードル面より上方に放出される光線は、逆を辿れば、ガードル面より上方から照射された光線ということになり、鑑賞者の眼に届く光線だということができるからである。

この模擬光線は、波長３８００Å〜７８００Åの間で、所定の間隔を決定し、この所定間隔で所定数について進路シミュレーションを繰り返す。これは、光の波長により屈折率が異なり、同じ視点においても波長により眼から逆に追った光が、ダイヤモンドに適正に（ダイヤモンドのガードル上部から）入射されているか否かを波長ごとに確認する必要があるからである。

以上のように、設定した所定の視点から模擬光線を発射し、その進路を、複数の波長についてシミュレーションすることで、視点に対して如何なる波長の光がダイヤモンドに適正に入射されたか判明する。これに従い、視点に届く光を波長ごとにダイヤモンドの面に模式的にそれぞれのプロットに、該当する上記の色をつけ、これをディスプレイ等の出力器において回転させながら復元することにより、光の分散によるダイヤモンドの煌きがシミュレーションできる。

［煌めきステップを実行する手段］
本実施形態における煌めきステップは、図８に示すように、煌めきシミュレーション手段２５により実行される。具体的には、煌めきシミュレーション手段２５は、記憶手段３から３次元形状を読み出し、メモリ内で形状を復元する３次元形状復元手段２５１と、鑑賞者の眼とダイヤモンドの相対的位置関係を決定する条件を設定する条件設定手段２５２と、条件設定手段２５２によって設定された条件に基づいて鑑賞者の視点とダイヤモンドの相対位置を設定する相対位置設定手段２５３と、を備える。

また、煌めきシミュレーション手段２５は、鑑賞者の視点からダイヤモンドのクラウン部分を見た場合の２次元形状を作成するクラウン形状作成手段２５４と、そのクラウン部分の２次元形状の領域をドット割りするクラウン領域分割手段２５５と、を備える。

煌めきシミュレーション手段２５は、また、クラウン形状作成手段２５４によってドット分けされた領域に順番を付し、シミュレーションする領域の数と順序を管理する領域設定手段２５６と、領域設定手段２５６において、クラウン形状ｂとして入力されたクラウン形状の所定領域に対して、色の計算を実行する色計算実行手段２５７と、色計算実行手段２５７によって決定されたエリアの色を表示器において出力する色出力手段２５８と、を備える。

３次元形状復元手段２２１は、第１実施形態と同様、３次元形状取得手段２１により得たダイヤモンドの３次元形状データから、メモリ内に当該ダイヤモンドの形状を復元するものである。

条件設定手段２５２は、鑑賞者の眼とダイヤモンドの相対的位置関係を決定する条件を設定する手段である。相対的位置関係としては、以下の（１）〜（４）が想定される。なお、以下に示す数字は、すべて任意に決定し得るものであり、以下では例を示すに過ぎない。
（１）位置関係変化パターン（ダイヤモンド回転量等）
（２）位置関係変化量
（３）波長間隔：Ｄ（Å）
（４）クラウン形状分割数Ｂ（＝０〜ｂ〜Ｂ）

（１）及び（２）の位置関係変化パターンと、位置関係変化量とにより、鑑賞者の眼とダイヤモンドの相対的位置関係が決定される。この相対的位置関係は、位置関係１，位置関係２，…，位置関係ａ，…位置関係Ａとして複数個設ける。

例えば、位置関係変化パターンをダイヤモンドの回転とし、１周３６０°について、０．５°ごとに回転させるとすると、位置関係変化量は１周で７２０通り存在する。また、位置関係変化パターンを、ダイヤモンドに対して視点の位置がガードルと水平位置０°からガードルに対して垂直位置９０°までとし、これを１°ごとに変化させるとすると、位置関係変化量は、９０通り存在する。この場合、位置関係変化パターンＡは、７２０×９０＝６４８００通りとなる。したがって、位置関係変化パターンＡは１〜６４８００となる。

（３）の波長間隔Ｄ（Å）については、３８００Å（紫）〜７８００Å（赤色）の間で設定されるものである。そこで、波長Ｃを３８００Å〜７８００Åの変化量をｃ個に分け、最小値［波長０］＝３８００Åとし、最大値［波長Ｃ］＝７８００Åとして、波長０、波長１、波長２、…、波長ｃとする（ｃは波長パターンの個数を表す。）。

［波長ｃ］−［波長ｃ−１］＝［一定値Ｄ］として、このＤに任意の変数を設定すると、任意の［波長ｃ］＝（３８００＋Ｄｃ）Åとして決定しうる。この変数Ｄは、設計的に変更可能であり、本実施形態では、Ｄ＝１０とすると、波長ｃは、０〜４００となる。

（４）のクラウン形状分割数Ｂは、上述した鑑賞者の視点から見たガードル上部のダイヤモンドの形状を二次元に投影して捉えた場合に、その平面をドットに分けた場合の個数をいう。この場合、図９に示すように、ダイヤモンドのガードルを中心として、略楕円形に投影される。従って、この分割数Ｂは、表示手段４に用いられるディスプレイの画素数に応じて可変にすることも可能で、例えば、１２８０×１０２４ピクセルの画面であれば、ダイヤモンドの平面形状を、横方向に３分の１、縦方向に、この横方向の２分の１程度の範囲に投影するとして、６４０×３２０＝２０４８００ピクセル、すなわち、分割数Ｂは、２０４８００個となる。

相対位置設定手段２５３は、鑑賞者の視点となる位置の設定を行うとともに、ダイヤモンドと鑑賞者の視点との相対的位置関係のパターン数Ａの進捗を管理する手段である。すなわち、相対位置設定手段２５３は、煌めきステップの処理の開始とともに、位置関係パターン数Ａをリセットした後、上述した６４８００通り位置関係について、後述する色計算処理が実行されるたびに、位置関係を一つ更新し、最終的に、位置関係パターン数であるａの数が、最大値６４８００に達したかどうかを判断する手段である。

クラウン形状作成手段２５４は、ダイヤモンドと鑑賞者の視点との相対的な位置関係であるａにおいて、鑑賞者の視点から見えるダイヤモンドのクラウン部分の形状を２次元で投影し、これを模式的にあらわす手段である。すなわち、図９の模式図に示すように、位置関係ａとして特定した位置から、ダイヤモンドを見た二次元形状（これを「投影クラウン形状」という。）を作成する。

クラウン領域分割手段２５５は、クラウン形状作成手段２５４によって作成された二次元の投影クラウン形状を、上述したクラウン形状分割数Ｂに応じて、Ｂ個のエリアに分割する手段である。ここで上述のように、クラウン形状分割数Ｂは、鑑賞者の視点から見たガードル上部のダイヤモンドの形状を２次元（平面）上に投影クラウン形状として捉えた場合に、その平面を所定数のエリアに分けた場合の個数をいう。

領域設定手段２５６は、クラウン形状作成手段２５４によってドット分けされたエリアの各々に順を付し、シミュレーションするエリアの数と順序を管理する手段である。すなわち、領域設定手段２５６は、具体的な処理として、シミュレーションが開始される当初に、シミュレーションされるクラウンのエリア数の管理のため、クラウン形状パターン数Ｂの数を初期化し、その後は、数Ｂを＋１として、所定個目のエリアｂを色計算実行手段２５７に入力する。領域設定手段２５６は、エリアｂについて順番にシミュレーションを実行し、エリアｂの個数が最大値に到達したか、すなわち、すべての投影クラウン形状のすべてについて色計算が終了したかを判断し、終了している場合には、色出力手段２５８にその旨入力するものである。

色計算実行手段２５７は、領域設定手段２５６において、エリアｂとして入力されたクラウン形状の複数の所定領域の各々に対して、色の計算を実行する手段である。すなわち、色計算実行手段２５７は、可視光の波長域である３８００Åから７８００Åの範囲において、複数パターンの波長ｃについて、設定した視点からダイヤモンドに照射して如何なる方向に進むかについてのシミュレーションを実行する手段である。

この波長ｃの複数のパターンの決定方法については上述のとおりであり、色計算実行手段２５７は、波長ｃを、基準値である３８００Åに、設定した波長間隔Ｄに対して波長ｃの個数を掛け合わせて足した（３８００＋Ｄｃ）Åとして設定する。Ｄ＝１０とすると、ｃは、０〜４００となり、色計算実行手段２５７は、この波長ｃを４００回実行するものである。

また、色計算実行手段２５７は、波長ｃにおける光線が、シミュレーションの結果、ガードル上部より放出したかを判断し、ガードルより上部に放出している場合には、これを記憶手段５に格納されるテーブルに記憶するものである。

色計算実行手段２５７は、さらに、各エリアにおける波長ｃが、０個の場合は、外部からガードル面より上方に入射して、当該クラウン形状の領域ｂに対して放出される光線はなかったと判断するものである。また、波長ｃの数が１個であると判断すると、エリアｂの色は波長ｃの単色であると判断する。さらに、１個ではないと判断した場合には、エリアｂの色は、テーブル内の複数色であると判断し、その光線の色を、色出力手段２５８に対して入力するものである。

色出力手段２５８は、エリアｂの色の出力を、複数色の合成とするか、単色とするか、又は無色とするかを決定し、図９に画面例を示すように、表示手段４や出力手段５において出力するものである。

［煌めきステップの処理の詳細］
次に、煌めきステップの処理の流れについて図１０のフローチャートを用いて詳細に説明する。
煌めきステップにおいては、まず、３次元形状復元手段２２１により、３次元形状取得手段２１が取得した３次元形状データから、メモリ内に当該ダイヤモンドの形状を復元する（Ｓ１００１）。

続いて、条件設定手段２５２が、（１）位置関係変化パターン、（２）位置関係変化量、（３）波長間隔：Ｄ（Å）及び（４）クラウン形状分割数Ｂ（＝０〜ｂ〜Ｂ）の４つを設定する（Ｓ１００２）。

続いて、相対位置設定手段２５３が、条件設定手段２５２によって設定される（１）及び（２）の基準に基づいて、鑑賞者の視点となる位置を設定（Ｓ１００３〜Ｓ１００５）。具体的には、相対位置設定手段２５３は、まず、位置関係ａをリセットするため、初期値のａ＝０とする（Ｓ１００３）。次に、位置関係を一つ更新するため、位置関係ａ＝ａ＋１とする（Ｓ１００４）。その上で、位置関係ａの数が、所定の最大値（本実施形態では、６４８００）に達したかどうかを判断する（Ｓ１００５）。

相対位置設定手段２５３は、位置関係ａが最大値に達していない場合には（Ｓ１００５のＮＯ）、位置関係ａをメモリ上に設定する（Ｓ１００６）。

次に、クラウン形状作成手段２５４は、位置関係ａにおける投影クラウン形状を作成する（Ｓ１００７）。すなわち、図９の模式図に示すように、位置関係ａとして特定した位置から、ダイヤモンドを見た二次元形状を作成する。そして、クラウン領域分割手段２５５は、この二次元の投影クラウン形状を、上述したクラウン形状分割数Ｂに応じて、Ｂ個のエリアに分割する。

続いて、領域設定手段２５６は、この投影クラウン形状の一つ一つに対して、模擬光線を照射してシミュレーションを行うため、クラウン形状の個数ｂを初期化し、ｂ＝０とする（Ｓ１００９）。そして、領域設定手段２５６は、次のステップにおいて、クラウン形状ｂを順番に実施するため、ｂを一つ足して、ｂ＝ｂ＋１とする（Ｓ１０１０）。この段階で、クラウン形状ｂの数が最大値Ｂに到達したかどうかを判断する（Ｓ１０１１）。

色計算実行手段２５７は、領域設定手段２５６において、複数個目の領域ｂが最大値まで到達していないと判断された場合（ＮＯ）には、現在のエリアｂにおける色の計算を実行する（Ｓ１０１３）。この色計算については、フローチャートを使って後述する。

色計算実行手段２５７において、エリアｂにおける色が算出されると、このエリアｂの色を、記憶手段３に記憶する（Ｓ１０１４）。煌めきシミュレーション手段２５では、エリアｂの色を記憶すると、Ｓ１１０に戻り、再び領域設定手段２５６が、クラウン形状ｂをｂ＋１とし（Ｓ１０１０）、このクラウン形状ｂが、最大値Ｂに到達したか否かを判断する（Ｓ１０１１）。領域設定手段２５６において、クラウン形状ｂが最大値に達していないと判断された場合には、＋１されたエリアｂの色を計算し記憶し（Ｓ１０１３，Ｓ１０１４）、Ｓ１０１０に戻る。

一方、領域設定手段２５６において、クラウン形状ｂが最大値に到達した場合には、位置関係ａにおける彩色済のクラウンの形状を記憶し（Ｓ１０１２）、Ｓ１０５に戻り、位置関係ａ＝Ａになっていないかを判断し、位置関係ａ＝Ａになっていなければ（ＮＯ）、Ｓ１００６以降の処理を実行し、位置関係ａ＝Ａになっている場合には（Ｓ１００５のＹＥＳ）Ｓ１０１５に進み、位置関係１〜Ａにおける彩色済のクラウン形状を出力手段５又は表示手段４に出力して処理を終了する（ＥＮＤ）。

ここで、図１１を参照して、色計算実行手段２５７における色計算の処理の流れを説明する。色計算は、クラウン形状ｂにおいて、図１０のＳ１００２において設定した波長間隔Ｄ（Å）にて順次光線を発生させ、シミュレーションを行うものである。

図１１に示すように、まず、色計算実行手段２５７は、波長ｃの回数を初期化するために、波長ｃ＝−１であると定義する（Ｓ１１０１）。続いて、色計算実行手段２５７は、波長ｃの回数を更新して、波長ｃ＝ｃ＋１とする（Ｓ１１０２）。なお、色計算処理開始時は、波長ｃの回数は０となる。

次に、色計算実行手段２５７は、波長ｃの波長を決定する。すなわち、波長ｃを、基準値である３８００Åに、設定した波長間隔Ｄに対して波長ｃの個数を掛け合わせて足した（３８００＋Ｄｃ）Åとして設定する。

続いて、色計算実行手段２５７は、この波長ｃ＝（３８００＋Ｄｃ）Åが、最大値である７８００Åに達しているかを判断し（Ｓ１１０４）、達していない場合には、Ｓ１１０５に進んで、波長ｃにおけるダイヤモンドの屈折率を計算して、光線シミュレーションを行う。そして、色計算実行手段２５７は、波長ｃにおける光線が、シミュレーションの結果、ガードル上部より放出したかを判断する（Ｓ１１０６）。ガードルより上部に放出している場合には、これをテーブルに記憶し（Ｓ１１０７）、Ｓ１１０２に進んで、上記の処理を繰り返す。

一方、色計算実行手段２５７は、Ｓ１１０４において、波長ｃが７８００Åに到達し、すべての波長について、色計算を終了している場合には（ＹＥＳ）、Ｓ１１０７においてテーブルに記憶された波長ｃの数が０個か否か判断し、０個の場合は、当該クラウン形状の領域ｂには、外部からガードル面より上方に入射して、当該クラウン形状の領域ｂに対して放出される光線はなかったと判断し、Ｓ１１１２においてエリアｂは発色なしとして処理する。

Ｓ１１０８において、色計算実行手段２５７は、波長ｃの数が０でないと判断されると（ＮＯ）、続いて波長ｃの数は１個であるかを判断し、１個ではないと判断した場合には（ＮＯ）、エリアｂの色は、テーブル内の複数色であると判断する（Ｓ１１１０）。一方、色計算実行手段２５７は、波長ｃの数が１個である場合には、Ｓ１１１１においてエリアｂの色は波長ｃの単色であると判断する（Ｓ１１１１）。

以上のような処理に基づいて、色出力手段２５８は、エリアｂの色の出力を、複数色の合成によるか、単独によるか、又は無色か、について、図９に表示器において出力して（Ｓ１１１３）、処理を終了する（ＥＮＤ）。

以上のような本実施形態のダイヤモンドカットの評価プログラム及び評価方法によれば、次のような効果を奏する。

ダイヤモンドと、鑑賞者の視点位置を特定し、これらの相対的位置関係を決定し、視点側からダイヤモンドに向けて模擬光線を照射する。この場合、視点から発した模擬光線が、ダイヤモンドのクラウン部分から出射されれば、その模擬光線は、外部からダイヤモンドに入射し、視点に向かって出射されることとなる。これにより、ダイヤモンドと鑑賞者の視点との相対的位置関係を複数設定し、それらについて、模擬光線でのシミュレーションを行うことで、所定の視点から見て、どの部分が光り、どの部分が光らないかを判別することができる。したがって、これを例えば、表示手段のディスプレイなどでダイヤモンドに対する視点を変更可能な態様で表示すれば、ダイヤモンドの輝き方（明度・色彩）の違いにより、「煌めき」の度合を把握することができる。

３８００Å〜７８００Åで構成される可視光は、当然のことながら、波長によりその色や屈折率が異なるため、視点側から入射した光が波長によっては、ダイヤモンドのクラウンの下側から放出されることもある。そこで、所定の範囲で、複数の波長について、シミュレーションを行うことで、視点側から見た場合の輝きだけでなく、色も再現でき、色の変化による煌めきを再現することができるようになる。

ダイヤモンドと鑑賞者の視点から見たダイヤモンドのクラウン部分の形状全体を複数のエリアに分け、エリアごとに、模擬光線の進路シミュレーションを行うことで、ダイヤモンドから放出される光の分布がより細かく判明し、ダイヤモンドの煌めきをより詳細に表現することができるようになる。

［３．他の実施形態］
本発明は、上記の実施形態で示した内容に限られるものではなく、例えば、以下のような態様も包含するものである。例えば、本発明では、応用的な使用例として、カット済ダイヤモンドの最適なリカット方法をシミュレーションすることも可能である。画面上で出力したダイヤモンドのカット模式的に加工や修正を行うことができるようにすることで、どこを、どの位削れば、輝き具合がどう変化するかを把握することができる。また、場合によっては削る部分の体積も計算できるなど、応用幅が広い。さらには、新規カットをデザインする際に、そのカットの良し悪しの判断ができる。

また、第１実施形態において、［模擬光線進路シミュレーション１］として、ダイヤモンド外部で発生させた模擬光線がダイヤモンド表面で反射するか（反射光）、内部に入射するか（屈折光）について、このダイヤモンドの内部に進む割合と、ダイヤモンド表面で反射する割合とが、模擬光線の入射角に応じて逆転する角度を「逆転角」（８２°）として、この逆転角以上の場合と、逆転角より小さい場合とに分けて、反射するか入射するかの判断を行った。

この点、上述の通り、ダイヤモンド表面に対して照射される模擬光線において、反射光の量と屈折光の量とは、入射角によって徐々に変化するものである。そこで、本発明では、上記実施形態のように、模擬光線が反射するか入射するか、といった二者択一にせず、１本の照射した光に対して、反射光の割合と屈折光の割合とを掛け、それぞれの割合ごとの光が、その後どのように進むかをシミュレーションすることも可能である。

より具体的には、図６に示したフローチャートでいえば、第１実施形態では、Ｓ６０８において、ダイヤモンド表面に照射される模擬光線の入射角が、逆転角以上か（ＹＥＳ）、逆転角より小さいか（ＮＯ）の２者択一の選択を行っていた。これを、例えば、ダイヤモンド表面に照射される模擬光線の角度が、４０°の場合、図１４に示すように、反射光の割合は１７．７３％で、屈折光の割合は８２．２７％であるから、図６のＳ６０８において、Ｓ６０９側には、１７．７３％分の光を入力し、Ｓ６１４側には８２．２７％分の光を入力し、以下の処理をそれぞれこの割合の光として行うことで、より正確なシミュレーションを行うことができるようになる。

また、第１実施形態において、［模擬光線進路シミュレーション２］として、内部に入射した模擬光線が、次に当接する面に対して、ダイヤモンド内側表面に対する模擬光線の入射角と臨界角（≒２４°２６′）との大小を判断し、ダイヤモンド内側表面に対する模擬光線の入射角が臨界角より大きい場合には、全反射とし、当該角度が臨界角以下の場合には、全反射せずダイヤモンド内部から外部へ放出されることと判断した。

この点、上記［模擬光線進路シミュレーション１］の場合と同様、全反射の場合であっても、屈折光はゼロではなく、反射と屈折は同時に起こっている。そこで、本発明では、［模擬光線進路シミュレーション２］においても、模擬光線が全反射するか全反射せずダイヤモンド内部から外部へ放出される、といった二者択一にせず、１本の照射した光に対して、反射光の割合と屈折光の割合とを掛け、それぞれの割合ごとの光が、その後どのように進むかをシミュレーションすることも可能である。

１…３次元形状計測器
２…メインＣＰＵ及びその周辺回路
２１…３次元形状取得手段
２２…シミュレーション手段
２２１…３次元形状復元手段
２２２…シミュレーション条件指定手段
２２３…模擬光線発生手段
２２４…シミュレーション実行手段
２２５…シミュレーション結果解析手段
２３…評価手段
２３１…シミュレーション結果評価手段
２３２…評価結果出力手段
２４…キャッシュメモリ
２５…煌めきシミュレーション手段
２５１…３次元形状復元手段
２５２…条件設定手段
２５３…相対位置設定手段
２５４…クラウン形状作成手段
２５５…クラウン領域分割手段
２５６…領域設定手段
２５７…色計算実行手段
２５８…色出力手段
３…記憶手段
４…表示手段
５…出力手段

Claims (16)

1. ダイヤモンドの３次元形状において光がどのように屈折又は反射するかを、コンピュータを用いて仮想的にシミュレーションしてダイヤモンドのカットの善し悪しを評価するダイヤモンドカットの評価プログラムにおいて、
   このプログラムは、前記コンピュータに、
   評価対象となるダイヤモンドの３次元形状をメモリに復元する３次元形状復元機能と、
   前記復元したダイヤモンド形状のクラウン部分に対して、複数の模擬光線を照射する模擬光線発生機能と、
   前記複数の模擬光線のそれぞれの進路を、反射及び屈折の法則によりシミュレーションするシミュレーション機能と、
   シミュレーションした前記模擬光線のうち、前記復元したダイヤモンドのクラウン部分より上部に向けて放出される模擬光線の数をカウントする模擬光線カウント機能と、
   照射した全模擬光線数に対する前記カウントした模擬光線の数の割合を算出するシミュレーション結果解析機能と、
   を実現させることを特徴とするダイヤモンドカットの評価プログラム。
2. 前記プログラムは、前記コンピュータに、
   評価対象となるダイヤモンドの３次元形状を、３次元形状測定器により測定して取得する３次元形状取得機能を実現させることを特徴とする請求項１記載のダイヤモンドカットの評価プログラム。
3. 前記シミュレーション機能は、
   照射される模擬光線における、前記復元したダイヤモンドの内部に進む割合と、前記復元したダイヤモンド表面で反射する割合とが、模擬光線の入射角に応じて逆転する角度を逆転角とした場合に、
   前記複数の模擬光線のそれぞれの進路について、前記復元したダイヤモンド形状の面に対する入射角が前記逆転角以上の場合には前記復元したダイヤモンド表面で反射すると判断し、前記入射角が前記逆転角より小さい場合には前記復元したダイヤモンド内部に進入すると判断し、
   進入すると判断した場合には、スネルの法則を用いて、当該模擬光線の進行する向きを決定し、
   さらに、この内部に入射した模擬光線の次に当接する面に対する入射角が臨界角より大きい場合には内部で全反射すると判断し、再びスネルの法則を用いて、当該模擬光線の進行する向きを決定するとともに、次に当接する面に対する入射角と臨界角の大小判断する処理を繰り返し、当該入射角が臨界角以下の場合には、全反射せず前記復元したダイヤモンド内部から外部へ放出されると判断するものであることを特徴とする請求項１又は２記載のダイヤモンドカットの評価プログラム。
4. 前記プログラムは、前記コンピュータに、
   前記シミュレーション結果解析機能において算出した割合が大きいほど、評価対象となるダイヤモンドの輝きが大きいと評価する評価機能を実現させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のダイヤモンドカットの評価プログラム。
5. ダイヤモンドの３次元形状において光がどのように屈折又は反射するかを、コンピュータを用いて仮想的にシミュレーションしてダイヤモンドのカットの善し悪しを評価するダイヤモンドカットの評価プログラムにおいて、
   このプログラムは、前記コンピュータに、
   評価対象となるダイヤモンドの３次元形状をメモリに復元する３次元形状復元機能と、
   仮想領域内で、前記復元したダイヤモンドに対して鑑賞者の眼の位置を仮想した視点を設定し、これらの相対的な位置関係を決定する相対位置設定機能と、
   設定された位置関係において、前記仮想した視点から見た前記復元したダイヤモンドのクラウン部分の形状を２次元で投影し、当該２次元形状を投影クラウン形状として特定するクラウン形状作成機能と、
   前記投影クラウン形状に対して、前記視点から複数の模擬光線を照射する逆模擬光線発生機能と、
   前記複数の模擬光線のそれぞれの進路を、反射及び屈折の法則によりシミュレーションするシミュレーション機能と、
   シミュレーションした前記模擬光線のうち、前記復元したダイヤモンドのクラウン部分より上部に向けて放出される模擬光線を、前記復元したダイヤモンドのクラウン部分から入射した光線が前記視点に届く光線であるとして記憶する到達模擬光線記憶機能と、
   を実現させることを特徴とするダイヤモンドカットの評価プログラム。
6. 前記相対位置設定機能は、前記復元したダイヤモンドと前記仮想した視点との相対的な位置を、所定の間隔で複数設定するものであり、
   前記複数の位置の各々について、前記逆模擬光線発生機能、シミュレーション機能及び到達模擬光線記憶機能が実行されることを特徴とする請求項５記載のダイヤモンドカットの評価プログラム。
7. 前記逆模擬光線発生機能は、発生させる模擬光線の波長を変更する波長変更機能を含み、
   この波長変更機能は、可視光の範囲で、模擬光線の波長を複数設定するものであり、
   前記模擬光線の複数の波長の各々について、前記シミュレーション機能及び前記到達模擬光線記憶機能が実行されることを特徴とする請求項５又は６記載のダイヤモンドカットの評価プログラム。
8. 前記プログラムは、前記コンピュータに、
   前記相対位置設定機能における仮想の視点から見た、前記復元したダイヤモンドのクラウン部分の領域を複数のエリアに分割するクラウン領域分割機能を実現させるものであり、
   前記複数の各エリアについて前記逆模擬光線発生機能、シミュレーション機能及び到達模擬光線記憶機能が実行されることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載のダイヤモンドカットの評価プログラム。
9. ダイヤモンドの３次元形状において光がどのように屈折又は反射するかを、コンピュータを用いて仮想的にシミュレーションしてダイヤモンドのカットの善し悪しを評価するダイヤモンドカットの評価方法において、
   前記コンピュータは、
   評価対象となるダイヤモンドの３次元形状をメモリに復元する３次元形状復元ステップと、
   前記復元したダイヤモンド形状のクラウン部分に対して、複数の模擬光線を照射する模擬光線発生ステップと、
   前記複数の模擬光線のそれぞれの進路を、反射及び屈折の法則によりシミュレーションするシミュレーションステップと、
   シミュレーションした前記模擬光線のうち、前記復元したダイヤモンドのクラウン部分より上部に向けて放出される模擬光線の数をカウントする模擬光線カウントステップと、
   照射した全模擬光線数に対する前記カウントした模擬光線の数の割合を算出するシミュレーション結果解析ステップと、
   を順次実行することを特徴とするダイヤモンドカットの評価方法。
10. 評価対象となるダイヤモンドの３次元形状を、３次元形状測定器により測定して取得する３次元形状取得ステップを含むことを特徴とする請求項９記載のダイヤモンドカットの評価方法。
11. 前記シミュレーションステップでは、
    照射される模擬光線における、前記復元したダイヤモンドの内部に進む割合と、前記復元したダイヤモンド表面で反射する割合とが、模擬光線の入射角に応じて逆転する角度を逆転角とした場合に、
    前記複数の模擬光線のそれぞれの進路について、前記復元したダイヤモンド形状の面に対する入射角が前記逆転角以上の場合には前記復元したダイヤモンド表面で反射すると判断し、前記入射角が前記逆転角より小さい場合には前記復元したダイヤモンド内部に進入すると判断し、
    進入すると判断した場合には、スネルの法則を用いて、当該模擬光線の進行する向きを決定し、
    さらに、この内部に入射した模擬光線の次に当接する面に対する入射角が臨界角より大きい場合には内部で全反射すると判断し、再びスネルの法則を用いて、当該模擬光線の進行する向きを決定するとともに、次に当接する面に対する入射角と臨界角の大小判断する処理を繰り返し、当該入射角が臨界角以下の場合には、全反射せず前記復元したダイヤモンド内部から外部へ放出されると判断することを特徴とする請求項９又は１０記載のダイヤモンドカットの評価方法。
12. 前記シミュレーション結果解析ステップにおいて算出した割合が大きいほど、評価対象となるダイヤモンドの輝きが大きいと評価する評価ステップを含むことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載のダイヤモンドカットの評価方法。
13. ダイヤモンドの３次元形状において光がどのように屈折又は反射するかを、コンピュータを用いて仮想的にシミュレーションしてダイヤモンドのカットの善し悪しを評価するダイヤモンドカットの評価方法において、
    前記コンピュータは、
    評価対象となるダイヤモンドの３次元形状をメモリに復元する３次元形状復元ステップと、
    仮想領域内で、前記復元したダイヤモンドに対して鑑賞者の眼の位置を仮想した視点を設定し、これらの相対的な位置関係を決定する相対位置設定ステップと、
    設定された位置関係において、前記仮想した視点から見た前記復元したダイヤモンドのクラウン部分の形状を２次元で投影し、当該２次元形状を投影クラウン形状として特定するクラウン形状作成ステップと、
    前記投影クラウン形状に対して、前記視点から複数の模擬光線を照射する逆模擬光線発生ステップと、
    前記複数の模擬光線のそれぞれの進路を、反射及び屈折の法則によりシミュレーションするシミュレーションステップと、
    シミュレーションした前記模擬光線のうち、前記復元したダイヤモンドのクラウン部分より上部に向けて放出される模擬光線を、前記復元したダイヤモンドのクラウン部分から入射した光線が前記視点に届く光線であるとして記憶する到達模擬光線記憶ステップと、
    を順次実行することを特徴とするダイヤモンドカットの評価方法。
14. 前記相対位置設定ステップは、前記復元したダイヤモンドと前記仮想した視点との相対的な位置を、所定の間隔で複数設定するものであり、
    前記コンピュータは、前記複数の位置の各々について、前記逆模擬光線発生ステップ、シミュレーションステップ及び到達模擬光線記憶ステップを実行することを特徴とする請求項１３記載のダイヤモンドカットの評価方法。
15. 前記逆模擬光線発生ステップは、発生させる模擬光線の波長を変更する波長変更ステップを含み、
    この波長変更ステップは、可視光の範囲で、模擬光線の波長を複数設定するものであり、
    前記コンピュータは、前記模擬光線の複数の波長の各々について、前記シミュレーションステップ及び前記到達模擬光線記憶ステップを実行することを特徴とする請求項１３又は１４記載のダイヤモンドカットの評価方法。
16. 前記相対位置設定ステップにおける仮想の視点から見た、前記復元したダイヤモンドのクラウン部分の領域を複数のエリアに分割するクラウン領域分割ステップを含み、
    前記コンピュータは、前記複数の各エリアについて前記逆模擬光線発生ステップ、シミュレーションステップ及び到達模擬光線記憶ステップを実行することを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１項に記載のダイヤモンドカットの評価方法。

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