JP2017033317A - 建築素材画像処理システム、方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】観察環境の変化や建築素材の向きの変化に応じた建築素材の質感を表現する。【解決手段】表示手段とレンダリング手段とを備えた建築素材画像処理システムにおいて、前記レンダリング手段が、選択された少なくとも２つの建築素材を空間に適応する指示に応答して、空間の空間照明情報及び建築素材の質感に関する素材情報に基づいて、建築素材を適用した空間の表示データをレンダリングし、表示手段が、レンダリングされた空間の表示データを用いて空間の画像を表示する。建築素材の質感に関する素材情報は、素材の画像の各画素についての色特性、形状特性及び反射特性を含む。第１の建築素材および第２の建築素材の画像の素材情報は、第１のコンピュータおよび第２のコンピュータからそれぞれ取得される。【選択図】図１０

Description

本発明は、建築素材画像処理システム、方法、及びプログラムに関し、より詳細には、建築物の素材の質感を画像表示する建築素材画像処理システム、方法、及びプログラムに関する。

従来、建築物を新築またはリフォームする際には、モデルルームへ行き、実物の間取りや建築素材（例えば、床、壁及び天井に用いられる面材）の質感を体験している。また、は、モデルルームに使用されている建築素材を変更する際には、建築素材のカタログから別の建築素材を選択する。

また、近年では、間取り等を含む住宅仕様を、コンピュータグラフィックス（ＣＧ）で仮想体験することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−５２１６号公報（第００３７段落、図３参照）

建築物の建築素材（例えば、床、壁及び天井に用いられる面材）として、印刷技術により印刷・加工をした化粧板が使用されている。例えば、基材（合板や繊維板など）の表面に顔料インクを塗布して絵柄（模様および／又は色彩）を形成して、表面をエンボス加工（凹凸加工）した様々な建築素材（化粧材）、あるいは、基材の表面に、絵柄が形成された化粧紙（薄葉紙、ウレタンコート紙、強化紙、チタン紙）または樹脂製の化粧シートを貼付して、表面をエンボス加工（凹凸加工）した様々な建築素材（化粧材）が利用されている。このような建築素材の質感や見えは、観察環境の変化や観者に対する建築素材（化粧材）の向きに応じて変化する。

上記のような建築素材のカタログは、一部の素材のみを小片（実物）の見本として掲載し、その他の多くは色見本のみを掲載している。建築素材の実物の小片の見本だけでは、当該建築素材を適用した空間をイメージすることが難しく、建築素材の質感や見えを確認することが難しい。

また、カタログの見本だけでは建築素材の質感を体験することはできない。コンピュータグラフィックス（ＣＧ）の仮想体験でも、建築素材の質感を体験することはできない。

さらに、一般的に、建築素材のカタログは、施工業者から施主へ提供される。したがって、施主は、施工業者から提供されたカタログから建築素材を選択することになり、建築素材の選択に関して、施主の裁量の範囲は狭い。

したがって、空間に配置されている素材のより詳細な見えの変化（質感）を確認できる、すなわち、観察環境の変化や素材の向きの変化に応じた当該素材の見えの変化（質感）を疑似体験できるシステムが提供されることが望ましい。また、建築素材の選択に関して、施主の裁量の範囲を狭めないシステムが提供されることが望ましい。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、空間に配置されている複数の素材のより詳細な見えの変化（質感）を同時に確認することを可能にする、すなわち、観察環境の変化や素材の向きの変化に応じた当該複数の素材の質感を同時に画像表示することを可能にする建築素材画像処理システム、方法、及びプログラムを提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明の第１の態様は、建築素材画像処理システムである。このシステムは、選択された少なくとも２つの建築素材を空間に適応する指示に応答して、空間の空間照明情報及び建築素材の質感に関する素材情報に基づいて、建築素材を適用した空間の表示データをレンダリングするように構成されたレンダリング手段と、レンダリングされた空間の表示データを用いて空間の画像を表示するように構成された表示手段とを備える。

一実施形態では、建築素材画像処理システムは、空間に適用される建築素材の画像を表示するように構成された第２の表示手段と、照明情報、建築素材の質感に関する素材情報、並びに照明、第２の表示手段の表示面及び観者の相対的位置関係に基づいて、建築素材の表示データをレンダリングするように構成された第２のレンダリング手段とをさらに備える。第２の表示手段は、レンダリングされた建築素材の表示データを用いて建築素材の画像を表示する。

一実施形態では、建築素材画像処理システムは、複数のコンピュータと接続され、選択された少なくとも２つの建築素材のうちの第１および第２の建築素材の質感に関する素材情報は、複数のコンピュータのうちの第１および第２のコンピュータからそれぞれ取得される。建築素材の質感に関する素材情報は、建築素材の画像の各画素についての色特性、形状特性及び反射特性を含む。

一実施形態では、建築素材画像処理システムは、第１および第２の建築素材の単価を第１および第２のコンピュータからそれぞれ取得し、第１および第２の建築素材がそれぞれ適用される空間の部分のサイズに基づいて、空間に第１および第２の建築素材を適用した場合の材料費を計算する見積手段をさらに備える。

一実施形態では、建築素材画像処理システムは、第１および第２のコンピュータから第１および第２の建築素材を用いた施工が可能な施工業者を識別する情報をそれぞれ取得し、第１の建築素材および第２の建築素材の双方を用いた施工が可能な施工業者を提示する施工業者提示手段をさらに備える。

本発明の第２の態様は、上記建築素材画像処理システムにおける建築素材画像処理方法である。

本発明の第３の態様は、コンピュータシステムに第２の態様の建築素材画像処理方法を実行させるプログラムである。

以上説明したように、本発明によれば、観察環境の変化や素材の向きの変化に応じた当該複数の素材の質感を同時に画像表示する建築素材画像処理システム、方法、及びプログラムを提供することが可能となる。

本発明の一実施形態の建築素材画像処理システムの概略図である。 本発明の一実施形態の建築素材画像処理システムで画像表示する空間を説明する図である。 本発明の一実施形態の建築素材画像処理システムの画像処理装置のユーザ・インタフェースを説明するための図である。 本発明の一実施形態にかかる建築素材画像処理システムの画像処理装置の機能ブロック図である。 本発明の一実施形態の建築素材画像処理システムの仮想空間画像処理装置の機能ブロック図である。 本発明の一実施形態を説明するための図である。 本発明の一実施形態を説明するための図である。 本発明の一実施形態を説明するための図である。 本発明の一実施形態を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る建築素材画像処理システムの仮想空間画像処理装置の処理のフロー図である。 本発明の一実施形態に係る建築素材画像処理システムの画像処理装置の処理のフロー図である。 本発明の一実施形態におけるデータ構造を示す図であり、（ａ）は仮想空間情報記憶部に格納された仮想空間情報の各種パーツのサイズのデータ構造を例示する図であり、（ｂ）は素材毎の単価と施行可能業者のリストのデータ構造を例示する図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。以下に説明する建築素材画像処理システム、方法、及びプログラムは、住宅などの室内・外の空間で用いられる建築物の建築素材の電子見本帳に適する。すなわち、本実施形態の建築素材画像処理システム、方法、及びプログラムによれば、観察環境の変化や建築素材の向きの変化に応じた当該建築物の建築素材の質感を画像表示することが可能となり、実物の小片を集めたサンプル集や単なる色見本は不要の代替となり得る。

限定するものではないが、建築物の建築素材（以下単に、素材ともいう。）は、例えば、床材、壁材、外壁材、天井材、建具造作材、屋根材、壁面収納材としての化粧材であり、さらには、水周り設備、空調機器等の設備機器、家具類、ファブリック類、家電機器等のインテリア類を含む。

図１は、建築素材画像処理システムの構成を示す図である。建築素材画像処理システムは、画像処理装置１００と仮想空間画像処理装置３００とを含む。建築素材画像処理システムは、画像処理装置１００と仮想空間画像処理装置３００へ各種データ及び／又はサービスを提供するサーバ５００を含んでもよい。図１には、画像処理装置１００、仮想空間画像処理装置３００、および／またはサーバ５００と接続されるコンピュータ８０２〜８０６が示されている。コンピュータ８０２〜８０６は、それぞれ素材の質感に関する素材情報および関連する情報（例えば、素材の単価や施工可能な施工業者を識別する情報）を提供する。コンピュータ８０２〜８０６の各々は、例えば、建設素材のメーカーや問屋が有するシステム内に設置されたコンピュータである。本建築素材画像処理システムにあっては、コンピュータの数は制限されない。コンピュータの数が多いほど多くの建設素材のメーカーや問屋が参加していることとなり好ましい。

図２は、仮想空間画像処理装置３００が備えるモニタ（ディスプレイデバイス等）に表示される仮想空間の一例を示す。仮想空間に関する情報は、壁、床、天井、ドア、窓、及び照明等の間取りの情報を含む。仮想空間情報は、仮想空間画像処理装置３００の仮想空間情報記憶部３０８に格納され、仮想空間画像処理装置３００のレンダリング部３０４が表示データを生成する際に用いられる。仮想空間情報は、仮想空間画像処理装置３００で作成し仮想空間情報記憶部３０８に格納してもよく、サーバ５００から取得して仮想空間情報記憶部３０８に格納してもよい。

図２の仮想空間は、空間の間取りを構成する各種パーツ（壁１〜３、床１、天井１、ドア１、窓１、照明１，２）を含む。仮想空間に関する情報である仮想空間情報は、各種パーツを識別する情報及び仮想空間における各種パーツの位置を識別する情報を含む。さらに、仮想空間情報は、図１２（ａ）に示すように各種パーツのサイズの情報を含む。また、仮想空間における光に関する情報（光の方位、色成分（ＲＧＢ情報または光の波長毎に強度を表した分光情報）及び強度）は、照明情報として定義されている。照明情報は、配光を含んでもよい。各種パーツを識別する情報により、パーツの種類（壁、床、天井、ドア等）を識別することができる。位置を識別する情報により、各パーツの仮想空間における場所、他のパーツとの間の境界、距離及び相対的位置関係を算出することができる。各種パーツの素材の選択（決定）方法については、後述する。仮想空間の表示データを生成する際、各種パーツの素材の情報（素材情報：素材の各種特性情報を含む）、各光源２０２，２０４，２０６（照明１及び２並びに太陽）からの光に関する照明情報が考慮される。

例えば、施主は（以下、住宅購入希望者ともいう）は、表示された仮想空間を使用して、質感を確認したい素材（すなわち、パーツ（壁１〜３、床１、天井１等））を指定することができる。仮想空間画像処理装置３００は、クリックされた仮想空間画像処理装置３００の表示部３０２の位置に対応する仮想空間内の位置に存在するパーツを、指定されたパーツとして処理することができる。あるいは、仮想空間画像処理装置３００は、仮想空間における観者の目が接近したパーツを（すなわち仮想空間における観者の目とパーツとの距離が閾値以下になった場合）、指定されたパーツとして処理することができる。画像処理装置１００は、仮想空間画像処理装置３００で指定されたパーツの素材の質感を表示することができる。したがって、住宅購入希望者は、指定したパーツのより詳細な見えの変化（質感）を確認できる。

図３は、仮想空間内の各種パーツの素材を選択する際に、画像処理装置１００で提供されるユーザ・インタフェース（素材ビューア）を例示する図である。例えば、住宅購入希望者は、図３のユーザ・インタフェースを使用して、仮想空間画像処理装置３００で指定されたパーツの素材の質感を確認することができる。さらに、住宅購入希望者は、図３のユーザ・インタフェースを使用して、別の素材へ変更してその別の素材の質感を確認することができる。仮想空間画像処理装置３００は、図３のユーザ・インタフェースを使用して変更された素材が適用された仮想空間の表示情報を生成し表示する。したがって、住宅購入希望者は、仮想空間内でより詳細な質感を確認したいパーツを指定して、そのパーツの素材の質感を確認するだけでなく、別の素材の質感を確認したり、その別の素材を仮想空間に適用させることもできる。

画像処理装置１００と仮想空間画像処理装置３００は、仮想空間に関する情報を共有している。例えば、図３に示すようにユーザ・インタフェース（素材ビューア）は、仮想空間（図２）の各種パーツを選択可能にするカタログリスト４０１、パーツリスト４０２を含む。カタログリスト４０１のカタログ１，２および３は、コンピュータ８０２，８０４および８０６に対応する。例えば、ユーザ・インタフェースは、カタログ３が選択されると、コンピュータ８０６が提供する素材の選択が可能になる。ユーザ・インタフェースは、パーツリストから選択されたパーツに適用可能な素材のカテゴリを選択可能にするリスト（素材カテゴリリスト）４０４を含む。さらに、ユーザ・インタフェースは、素材カテゴリリストから選択されたカテゴリに分類された素材のサムネールのリスト（サムネールリスト）４０６を含む。また、ユーザ・インタフェースは、サムネールリストから選択された素材の画像を表示する質感ビューア領域４０８を含む。ユーザ・インタフェースは、複数の素材を１つまたは複数のカタログから選択することを可能にする。さらにまた、ユーザ・インタフェースは、仮想空間についてモデル化された各種照明環境の照明情報（モデル１，２・・・）の選択を可能にする照明環境リスト４１２を含む。照明環境リストは、仮想空間の照明情報とは別に、画像処理装置１００が存在する実環境の照明情報を含んでもよい。照明環境リストには、モデル化された照明情報の概要（時間帯、光源種別・状態、窓の有無、配光特性）を含んでもよい。質感ビューア領域４０８には、選択された素材の素材情報（色特性、形状特性、反射特性）及び照明情報（光の方位、配光、色成分（ＲＧＢ情報または光の波長毎に強度を表した分光情報）及び強度）が反映された画像が表示される。質感ビューア領域４０８は、ディスプレイの表示領域の全体を占めるように構成してもよい。以下に説明するように、画像処理装置１００は、画像処理装置（タブレット端末）の傾斜（ディスプレイ面の方位及び水平面に対する傾き）を考慮して、素材の画像をレンダリングして表示する。したがって、観者は、素材を手にしているかのように、素材の画像を観察し素材の質感を体験することができる。なお、図３に示すユーザ・インタフェースは、見積部１２０が算出した例示する見積額を表示する領域、および施工業者提示部１２２が提示する施工可能な施工業者を表示する領域が示されているが、これらの領域は、図２に示す空間の一部に設けても良い。

図４は、本発明に係る画像処理装置の一実施形態である携帯型端末の機能ブロック図である。図４の携帯型端末１００は、例えば、タブレット端末であり、ディスプレイ、プロセッサ、メモリ、各種センサを備える。携帯型端末１００は、通信デバイス、キーボード、コンピュータマウスを含むポインティングデバイス、及びマイクロフォン等の入力デバイスを含んでもよい。入力デバイスは、入力部１１２を構成する。

ディスプレイデバイスは、画像の表示に適したディスプレイデバイスであればよく、これに限定するものではないが、電磁誘導式、静電容量式又は感圧式のタッチディスプレイデバイスが好ましい。ディスプレイデバイスは、表示部１０２を構成する。電磁誘導式、静電容量式又は感圧式のタッチディスプレイデバイスは、表示部１０２および入力部１１２を構成する。

プロセッサは、ＣＰＵの他、ＧＰＵやコプロセッサを含んでもよい。プロセッサは、表示部に表示される画像に対応する表示データを生成する。プロセッサは、レンダリング部（表示データ生成部）１０４、見積部１２０、施工業者提示部１２２を構成する。

メモリは、ＨＤＤなどの磁気ドライブ及びＳＳＤなどの半導体ドライブのいずれでもよい。メモリは、内蔵型でも外付型でも良い。メモリは、照明情報記憶部１０６及び素材情報記憶部１１６を構成する。メモリは、傾き検出部１１０により検出されたタブレット端末の傾斜（ディスプレイ面の方位及び水平面に対する傾き）の情報を記憶することもできる。

各種センサは、タブレット端末の周囲の照明情報（周囲照明情報）を取得するのに適したデバイス（以下、周囲照明情報取得デバイス）及びタブレット端末の傾斜の検出に適したデバイス（傾き検出デバイス）であればよい。例えば、周囲照明情報取得デバイスは、測光デバイス、照度センサ及びカメラの１以上とすることができる。周囲照明情報取得デバイスは内蔵型でも外付型でもよい。また、例えば、傾き検出デバイスは、ジャイロセンサ、加速度センサ、磁気センサの１以上とすることができる。周囲照明情報取得デバイスは、プロセッサと共に又は単独で、周囲照明情報取得部１０８を構成する。また、傾き検出デバイスは、プロセッサと共に又は単独で、傾き検出部１１０を構成する。さらに、各種センサは、観者（例えば、観者の目）の位置を検出するのに適したデバイスを備えてもよい。このようなデバイスは、赤外線センサ及びカメラの１以上とすることができる。

例えば、周囲照明情報取得デバイスとしてのカメラは、周囲全周囲画像カメラまたは全天球撮影カメラ（omnidirectional camera）とすることができ、このようなカメラでタブレット端末の全周囲を撮影した全周囲画像の色味や輝度を実環境の照明情報（周囲照明情報）とすることができる。あるいは、内蔵型でも外付型のカメラでも、カメラを水平面に置いた状態で撮影した基準画像と、カメラの向きを変えて複数回に分けて撮影したタブレット端末の全周囲を画像とを組み合わせて（繋ぎ合わせて）、全周囲画像を生成し、生成された全周囲画像の色味や輝度を実環境の照明情報（周囲照明情報）とすることができる。カメラが備えるイメージセンサのダイナミックレンジ（ラチチュード（latitude））がタブレット端末の周囲の実環境の輝度分布の輝度レンジより狭い場合は、露光量を多段に変えて撮影した後に合成する写真技法（ハイダイナミックレンジ合成（high dynamic range imaging：HDR）を用いてもよい。さらに、カメラを照明器具の正面で動かしながら輝度の変化を捉えることで、簡易的に配光特性を取得してもよい。

例えば、タブレット端末の内蔵カメラ（またはタブレット端末との相対的位置関係が既知である外付けカメラ）で撮影される画像から、当該タブレット端末の操作者（観者）の顔（目）の位置を特定することで、タブレット端末の表示面と観者の相対的位置関係を特定することができる。撮影と観者の顔（目）の位置の特定を短い時間間隔で繰り返すことで、タブレット端末の表示面と観者の相対的位置関係をリアルタイムで特定することができる。

通信デバイスは、外部機器との接続用のバス（例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ））インタフェース、有線通信用のネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）及び無線通信用の無線デバイスの１以上とすることができる。通信デバイスは、通信部１１４を構成する。タブレット端末１００は、通信部１１４を介して外部（仮想空間画像処理装置３００又はサーバ５００）から照明情報（仮想空間についてモデル化された照明情報（空間照明情報））及び素材情報を取得することもできる。外部から取得した照明情報は、周囲照明情報（実空間の照明情報）の代替として用いることができる。また、タブレット端末１００は、通信部１１４を介して外部（コンピュータ８０２〜８０６の各々）との間で、素材情報および素材に関する情報（素材のカテゴリ、素材名、識別子、単価、施工可能業者）を送受し記憶してもよい。

照明情報記憶部１０６は、周囲照明情報取得部１０８によって取得された周囲照明情報又は通信部１１４を介して外部から取得された空間照明情報を記憶する。

素材情報記憶部１１６は、通信部１１４を介して外部から取得された素材情報を記憶する。素材情報は、素材の質感に関する情報である。素材情報は、ピクセル（画素）毎の法線情報（形状特性：装材（床材、壁材、天井材）におけるピクセルの面の向きを示す情報であり、例えば、画素の法線ベクトル情報である）を含む。また、素材情報は、画素毎のＲＧＢ情報（色特性：素材の地やコート層など、素材を構成する各層の色を示す情報）を含む。また、素材情報は、画素毎の光沢情報（反射特性：素材の表面に設けるコート層など、素材を構成する表面の光沢を示す情報）を含む。反射特性である光沢情報は、例えば、双方向反射率分布関数（BRDF）、双方向散乱面反射率分布関数（BSSRDF）を用いて反射モデル化されたものを用いることができる。モデル化された光沢情報としては、例えば、光沢の強さの情報と光沢の鋭さの情報で構成されるものが挙げられる。このとき、光沢情報は、光沢の強さの情報と光沢の鋭さの情報に加え、光沢の方向性の情報をさらに含むことができる。光沢の方向性の情報により、異方性反射を有する素材の質感を表現することができる。なお、光沢の強さの情報は、各ピクセルのＲＧＢ毎の強さの情報としてもよい。周囲照明情報（または外部から取得した空間照明情報）及び素材情報に基づいて表示データが生成される。この結果、素材の色とあわせ、素材の質感（光沢感、ざらつき感、凹凸感）が画像表示される。

タブレット端末１００は、仮想空間画像処理装置３００で指定された仮想空間内のパーツの素材をディスプレイに表示することができる。上述したように、観者は、仮想空間画像処理装置３００のユーザ・インタフェース（ＵＩ）を介して、質感を確認したい素材（すなわち、パーツ（壁１〜３、床１、天井１等））を指定することができる。タブレット端末１００は、仮想空間画像処理装置３００から、指定されたパーツおよび素材を識別する情報を受信し、当該素材をディスプレイに表示することができる。

見積部１２０は、選択した素材を適用した場合の、当該素材についての金額を計算して提示する。例えば、図１２（ａ）に示すように予め記憶されたパーツ毎のサイズと、図１２（ｂ）に示すような予め登録された各素材の単価から、素材についての金額を計算する。

施工業者提示部１２２は、選択した素材を用いた施工が可能な施工業者を提示する。例えば、図１２（ｂ）に示すような素材と予め対応付けられて登録された施工可能業者を提示する。異なるカタログから複数の素材が選択された場合には、選択された複数の素材を用いた施工が可能な施工業者を提示する。図１２（ｂ）に示すテーブルは、サーバ５００に記憶され、テーブルには、コンピュータ８０２〜８０６から取得した情報が関連づけられて管理されている。例えば、コンピュータ８０２から提供される素材に関する情報は、カタログ種別００１として、素材のカテゴリ、素材名、識別子、単価、施工可能業者が登録されている。同様に、コンピュータ８０４から提供される素材に関する情報は、カタログ種別００２として、素材のカテゴリ、素材名、識別子、単価、施工可能業者が登録されている。

サーバ５００が、コンピュータ８０２〜８０６の各々から取得した素材に関する情報を１つのテーブルに集約する替りに、タブレット端末１００がコンピュータ８０２〜８０６の各々から素材に関する情報を取得してもよい。

また、タブレット端末１００は、観者とのインタラクションのためのユーザ・インタフェース（ＵＩ）(例えば、図３の素材ビューア）を提供するＵＩ提供部（不図示）を備える。上述したように、観者は、ＵＩを介して、表示させたい素材を選択することができる。すなわち、タブレット端末１００は、ＵＩを介して観者からの素材の選択を受信し、当該素材をディスプレイに表示することができる。ＵＩは、観者が表示させたい素材を選択することができる、階層形式のカテゴリ別メニュー（素材カテゴリ）を含んでもよい。例えば、素材を壁材、床材及び天井材のようなカテゴリ別に分類し、観者がカテゴリの階層にしたがって素材を選択できるようにしてよい。サブカテゴリでは複数の素材のサムネールを提示して、観者が表示させたい素材を選択させてもよい。

携帯型端末１００のレンダリング部（表示データ生成部）１０４、見積部１２０及び施工業者提示部１２２を、サーバ５００に実装してもよい。これらの機能をサーバ５００に実装する場合には、携帯型端末１００は、通信部１１４を介して、レンダリングされた素材の表示データ、計算された素材についての金額及び提示された施工業者を、サーバ５００から受信して表示部１０２に表示することができる。

図５は、本発明の一実施形態である画像処理システムの仮想空間画像処理装置３００の機能ブロック図である。仮想空間画像処理装置３００は、仮想空間画像のレンダリング及び表示に適したコンピュータであり、モニタ、プロセッサ、メモリを備える。仮想空間画像処理装置３００を構成するコンピュータは、通信デバイス、キーボード、コンピュータマウスを含むポインティングデバイス、及びマイクロフォン等の入力デバイスを含んでもよい。入力デバイスは、入力部３１２を構成する。

モニタは、仮想空間の画像表示に適したディスプレイデバイス等であればよく、表示部３０２を構成する。

プロセッサは、ＣＰＵの他、ＧＰＵやコプロセッサを含んでもよい。プロセッサは、表示部に表示される画像に対応する表示データを生成する。プロセッサは、レンダリング部（表示データ生成部）３０４を構成する。また、プロセッサは、入力デバイスと共に又は単独で、仮想空間における観者（例えば、観者の目（視点）、あるいはカメラ）の位置を検出する空間内観者位置検出部３１８を構成する。

メモリは、ＨＤＤなどの磁気ドライブ及びＳＳＤなどの半導体ドライブのいずれでもよい。メモリは、内蔵型でも外付型でも良い。メモリは、空間照明情報記憶部３０６、空間情報記憶部３０８及び素材情報記憶部３１６を構成する。

通信デバイスは、外部機器との接続用のバス（例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ））インタフェース、有線通信用のネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）及び無線通信用の無線デバイスの１以上とすることができる。通信デバイスは、通信部３１４を構成する。仮想空間画像処理装置を構成するコンピュータ３００は、通信部３１４を介して外部（携帯型端末１００又はサーバ５００）との間で、空間情報、空間照明情報及び素材情報を送受することができる。また、コンピュータ３００は、通信部３１４を介して外部（コンピュータ８０２〜８０６の各々）との間で、素材情報および素材に関する情報（素材のカテゴリ、素材名、識別子、単価、施工可能業者）を送受し記憶してもよい。空間照明情報記憶部３０６は空間照明情報を記憶する。素材情報記憶部３１６は素材情報を記憶する。空間情報記憶部３０８は空間情報を記憶する。

仮想空間画像処理装置３００のレンダリング部（表示データ生成部）３０４及び空間内観者位置検出部３１８を、サーバ５００に実装してもよい。これらの機能をサーバ５００に実装する場合には、仮想空間画像処理装置３００は、通信部３１４を介して、サーバ５００がレンダリングした空間の表示データを受信して表示部３０２に表示することができる。

図６は、周囲照明情報取得部１０８によって周囲照明情報が取得される空間を示す。図６において、ｘ軸及びｙ軸は水平面内で互いに直交する軸であり、ｚ軸は水平面内に直交する軸である。図６の空間には、２つの電灯２０２及び２０４と太陽２０６を含む合計３つの光源が示されている。ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の交点を周囲照明情報取得部１０８の位置として、２つの電灯２０２及び２０４並びに太陽２０６の３つの光源からの光を観測し、光源毎に観測される光の方位、色成分（ＲＧＢ情報または光の波長毎に強度を表した分光情報）及び強度（輝度）を、空間における周囲照明情報として取得する。光源の数は、３つに限定されない。光源は、発光体に限定されず、周囲照明情報取得部１０８に向けて光を反射する反射体でもよい。空間内で観測される全ての光源の周囲照明情報（光の方位、色成分及び強度）を取得してもよい。あるいは、モデル化された空間における照明の情報のうち、光の方位と配光情報ならびに強度だけを使用し、色成分については観測された色成分を組み合わせてもよい。取得された周囲照明情報は、照明情報記憶部１０６に記憶される。

周囲照明情報代替として、通信部１１４を介して外部から空間照明情報を取得することができる。空間照明情報及び周囲照明情報を単に照明情報という。空間照明情報は、南向きの窓（太陽光が差し込む窓）があり４灯のダウンライトがある部屋や、窓の無く電灯が１つの寝室など、モデル化された空間における照明の情報（予め外部の仮想空間画像処理装置３００又はサーバ５００などに格納されている照明の情報）とすることができる。モデル化された空間は、販売中／建設予定の建築物件のモデルルームの間取り内の１つ又は複数の空間とすることができる。すなわち、仮想空間における照明情報を反映させてタブレット端末１００で素材を表示することができるため、観者は、その仮想空間内で素材を見た場合の質感を疑似体験することができる。例えば、質感を確認したいパーツを指定する際にクリックされた位置（すなわち、クリックされた仮想空間画像処理装置３００の表示部３０２の位置に対応する仮想空間内の位置）における照明の方向や明るさを用いることができる。あるいは、質感を確認したいパーツ内の所定の位置（パーツの中心など）における照明の方向や明るさを用いることもできる。さらに、タブレット端末１００の表示部１０２上で指示された位置（例えば、指でなぞられた位置）に応じて、素材を懐中電灯で照らしているかのように表示することもできる。この場合、例えば、表示部１０２上で指示された位置に応じた仮想空間内の位置に、新たな照明情報（懐中電灯の照明情報）を追加する。

図７は、図６に示した空間にタブレット端末１００を配置した状態を示す。図７には、タブレット端末１００によって表示される画像の観者の目２０８も示されている。タブレット端末１００は、ディスプレイ面を上向きにして、ディスプレイ面がｘｙ面に平行と成るように、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の交点に配置されている。目２０８の方位は、観者検出部１１８によって検出されるディスプレイ面の法線に対する方位でもよく、ディスプレイ面の法線に予め決められた方位と（観者検出部１１８によって検出しない）してもよい。

図７に示す状態で、レンダリング部１０４は、素材の面がディスプレイ面に重ねられているかのように素材の表示データを生成する。生成された表示データがディスプレイデバイスに表示されると、タブレット端末１００を持っている観者は、あたかも素材を自身の手で持っているかのように、素材の質感を観察することができることができる。

レンダリング部１０４は、素材情報記憶部１１６からレンダリングする素材の素材情報（ピクセル毎の法線情報（形状特性）、ＲＧＢ情報（色特性）、光沢の強さの情報及び光沢の鋭さの情報）を読み出し、照明情報記憶部１０６から照明情報（１つまたは複数の光源からの光の方位、色成分及び強度（輝度））を読み出し、各画素における観者の方位に反射する色成分及び強度（輝度）を計算して表示データを生成する。生成された表示データが用いられ、表示部に画像が表示される。図７に示す状態では、素材の表面に３つの光源（２つの電灯２０２及び２０４並びに太陽２０６）から入射し、目２０８の方位に反射する光の色成分及び強度（輝度））が計算される。

図８に示す状態では、タブレット端末１００のディスプレイ面は水平面（ｘｙ面）から傾斜している。この傾斜は、電灯２０２の光がディスプレイ面に入射しない程度の傾きである。傾き検出部１１０がこの傾斜を検出し、レンダリング部１０４は、表示データの生成の際に考慮する。すなわち、レンダリング部１０４は、素材の表面に２つの光源（１つの電灯２０４及び太陽２０６）から入射し、目２０８の方位に反射する光の色成分及び強度（輝度））を計算し表示データを生成する。

さらに、図９に示す状態では、タブレット端末１００のディスプレイ面はｚ軸に平行に配置されている。この配置は、２つの電灯２０２及び２０４の光がディスプレイ面に入射しない配置である。傾き検出部１１０がこのときのタブレット端末１００の傾斜を検出し、レンダリング部１０４は、表示データの生成の際に考慮する。すなわち、レンダリング部１０４は、素材の表面に１つの光源（太陽２０６）のみから入射し、目２０８の方位に反射する光の色成分及び強度（輝度））を計算し表示データを生成する。

図７から９を参照して説明したように、レンダリング部１０４によって生成された表示データは、タブレット端末１００の傾き（ディスプレイ面の方位）および目の位置（方位）が反映されている。したがって、タブレット端末１００を持っている観者は、タブレット端末１００を傾けたり、目の位置（方位）を変えたりすることで、素材の実物を観察している時と同様に、素材の質感を観察することができることができる。

レンダリング部１０４は、ズーム機能を実装することもできる。上述したように、レンダリング部１０４は、素材の面がディスプレイ面に重ねられているかのように素材の表示データを生成する。ディスプレイ面と、タブレット端末１００を保持する観者との間の距離は、略観者の腕の長さとなり、大きく変化しない。したがって、ユーザ・インタフェース（ＵＩ）を介して受信する観者からのズーム・インの指示に応答して、素材がディスプレイ面と観者との間に置かれているかのように素材の表示データを生成する、あるいは、ＵＩを介して受信するズーム・アウトの指示に応答して、ディスプレイ面が素材と観者との間に置かれている（素材がディスプレイ面の裏側に置かれている）かのように素材の表示データを生成する、ズーム機能をレンダリング部１０４に実装することは有用である。例えば、観者は、ディスプレイ面が水平面に垂直となるようにタブレット端末を保持し、壁材の素材をさせる際に、ズーム・アウト機能を使用して、２〜３ｍは離れた位置の壁を想定して、素材の質感を観察することが可能になる。

図１０は、仮想空間画像処理装置の処理のフローチャートである。

ステップＳ７０１で、仮想空間画像処理装置３００（レンダリング部３０４）は、仮想空間照明情報を取得する。空間照明情報記憶部３０６に予め格納されたモデル化された空間の照明情報（空間照明情報）が取得される。空間照明情報は、通信部１１４を介してサーバ５００又は携帯型端末１００から取得され空間照明情報記憶部３０６に格納された空間照明情報とすることができる。

ステップＳ７０３で、仮想空間画像処理装置３００（レンダリング部３０４）は、予め各パーツに関連付けられた素材の識別子に対応する素材情報を取得する。あるいは、携帯型端末１００からのパーツの識別子及び当該パーツに適用する素材の識別子を受信し、応答して、当該素材の素材情報（色特性、形状特性、反射特性）を取得する。素材情報記憶部３１６に予め格納された素材情報が取得される。素材情報は、通信部３１４を介してサーバ５００又は携帯型端末１００から取得し素材情報記憶部３１６に記憶された素材情報とすることができる。素材情報は、上述した色特性、形状特性及び反射特性を示す情報である。

ステップＳ７０５で、仮想空間画像処理装置３００（観者位置検出部３１８）は、仮想空間における観者の目の位置（視点あるいはカメラの位置）を決定する。

ステップＳ７０７で、仮想空間画像処理装置３００（レンダリング部３０４）は、識別された素材が配置された空間（仮想空間）の表示データをレンダリングする。空間の表示データのレンダリングは、取得した照明情報及び素材情報、並びに決定した仮想空間における観者の目の位置に基づく。

ステップＳ７０９で、仮想空間画像処理装置３００（表示部３０２）は、表示データを用いて空間（仮想空間）の画像を表示（再表示）する。

ステップＳ７１０で、仮想空間画像処理装置３００は、質感を確認したいパーツが指定されたかどうかを決定する。指定された場合は、ステップＳ７１２へ進み、指定されていない場合は、ステップＳ７１１へ進む。

ステップＳ７１２で、仮想空間画像処理装置３００は、ステップＳ７１０で指定されたパーツおよびそのパーツの素材の識別子を送信する。

ステップＳ７１１で、仮想空間における観者の目（視点）が変更されたかどうか（仮想空間が回転されたかどうか、又は拡大縮小されたかどうか）を決定する。変更されない場合はステップＳ７１４へ進む。観者の目（視点）が変更された場合は、ステップＳ７１３へ進む。ステップＳ７１３およびＳ７１４ではそれぞれ、プログラムの終了が指示されたかどうかを判定する。

ステップＳ７１３でプログラムの終了が指示されている場合は、処理のフローを終了し、プログラムの終了が指示されていない場合は、ステップＳ７０５へ戻り、空間（仮想空間）の表示データのレンダリングをやり直し画像を再表示する（ステップＳ７０９）。ステップＳ７１４でプログラムの終了が指示されている場合は、処理のフローを終了する。プログラムの終了が指示されていない場合は、Ｓ７１０へ戻る。

図１１は、画像処理装置の処理のフローチャートであり、上述した携帯型端末１００によって実行される処理フローの一例である。

ステップＳ６００で、携帯型端末１００は、仮想空間画像処理端末３００から、指定されたパーツおよびそのパーツの素材の識別子を受信する。

ステップＳ６０１で、携帯型端末１００（レンダリング部１０４）は、周囲照明情報を取得する。当該携帯型端末が配置された実環境において周囲照明情報取得部１０８によって取得された照明情報、又は周囲照明情報記憶部１０６に格納された照明情報が取得される。代替として、通信部１１４を介して取得されたモデル化された空間における外部照明情報、又は通信部１１４を介して取得され周囲照明情報記憶部１０６に格納された外部照明情報が取得される。

ステップＳ６０３で、携帯型端末１００（レンダリング部１０４）は、表示する素材の素材情報（色特性、形状特性、反射特性）を取得する。通信部１１４を介して外部から取得され素材情報記憶部１１６に記憶された素材情報が取得される。たとえば、色特性は素材の画素毎のＲＧＢ情報であり、形状特性は素材の画素毎の法線ベクトル情報であり、反射特性は画素毎の光沢の強さの情報及び光沢の鋭さの情報である。

ステップＳ６０５で、携帯型端末１００（レンダリング部１０４）は、照明、ディスプレイ面及び観者の相対的位置関係を特定する。携帯型端末１００（レンダリング部１０４）は、照明、ディスプレイ面及び観者の相対的位置関係を、照明情報に含まれる光の方位と、ディスプレイ面の方位及び観者の目の方位の少なくとも１つとを用いて計算することにより、特定することができる。携帯型端末の傾き及び観者の目の方位は、傾き検出部１１０及び観者検出部１１８によってそれぞれ検出され、レンダリング部１０４がアクセスできるようにメモリなどに保持されている。

ステップＳ６０７で、携帯型端末１００（レンダリング部１０４）は、取得した照明情報と、計算した相対的位置関係と、取得した素材情報（色特性、形状特性、反射特性）とに基づいて、素材の表示データをレンダリングする。

ステップＳ６０９で、表示部１０２は、表示データを用いて素材の画像を表示（再表示）する。

ステップＳ６１１で、表示部１０２に画像表示された素材を別の素材に変更して仮想空間のパーツに適用することが選択されたかどうかを決定する。素材の変更が選択されない場合、ステップＳ６１７へ進む。ユーザ・インタフェースは、ユーザ（例えば、住宅購入希望者）が、複数の素材を１つまたは複数のカタログから選択することを可能にする。選択される複数の素材は、同一のカタログ（コンピュータ８０２〜８０６のうちの１つによって提供される）から選択されるか、または複数のカタログ（コンピュータ８０２〜８０６のうちの複数）から選択され得る。例えば、コンピュータ８０２〜８０６の各々は、建設素材のメーカーや問屋が有するシステム内に設置されたコンピュータである。これにより、ユーザは、空間に配置されている、様々なメーカーや問屋が取り扱う複数の建築素材の質感を同時に確認することができる。

素材の適用が選択された場合、ステップＳ６１３で、仮想空間のパーツの識別子及び選択された素材の識別子を送信する。送信された仮想空間のパーツの識別子及び選択された素材の識別子は、仮想空間画像処理装置３００又はサーバ５００によって、受信される。また、ステップＳ６１３で、表示部１０２は、Ｓ６１１で選択された別の素材の画像をＳ６０１から６０９のように表示することもできる。

ステップＳ６１５で、見積部１２０は、選択した素材を適用した場合の、当該素材についての金額を計算する。また、施工業者提示部１２２は、選択した素材を用いた施工が可能な施工業者を提示する。

ステップ６１７でプログラムの終了が指示されたかどうかを判定する。プログラムの終了が指示されている場合は、処理のフローを終了する。プログラムの終了が指示されていない場合は、ステップＳ６０５へ戻る。

なお、ステップＳ６０１は、ステップＳ６０３の後に実行してもよい。特に、実環境において取得された照明情報を用いる場合、ステップＳ６０１は、ステップＳ６０５からＳ６０９のループに含めて、レンダリング部１０４が表示情報をレンダリングする毎に照明情報を取得し直すようにしてもよい。

以上、説明したように、本発明によれば、空間に配置されている素材のより詳細な見えの変化（質感）を確認することを可能にする、すなわち、観察環境の変化や素材の向きの変化に応じた当該素材の質感を画像表示することを可能にする画像処理システム、方法、及びプログラムを提供できる。

なお、上記実施形態の説明では、画像処理システムが携帯型端末（タブレット端末）と仮想空間画像処理端末（コンピュータ）とを含む構成を説明したが、仮想空間画像処理端末の機能部を携帯型端末に実装し、本発明を実施することができる。また、画像処理システムの構成にサーバを含め、仮想空間画像処理端末の一部の機能をサーバに実装し、本発明を実施することができる。

１００ 携帯型端末
１０２ 表示部（感圧式ディスプレイ）
１０４，３０４ レンダリング部（表示データ生成部）
１０６，３０６ 照明情報記憶部
１０８ 周囲照明情報取得部（測光デバイス、照度センサ、カメラ）
１１０ 傾き検出部（ジャイロセンサ、加速度センサ、磁気センサ）
１１２，３１２ 入力部（キーボード、キーパッド、マウス、ポインティングデバイス、マイク）
１１４，３１４ 通信部（ネットワークＩＦカード（ＮＦＣ）、無線デバイス）
１１６，３１６ 素材情報記憶部
１１８ 観者検出部（赤外線センサ、カメラ）
１２０ 見積部
１２２ 施工業者提示部
２０２，２０４ 電灯
２０６ 太陽
２０８ 目
３００ コンピュータ
３０２ 表示部（モニタ）
３０８ 空間情報記憶部
３１８ 空間内観者位置検出部

Claims (11)

1. 建築素材画像処理システムであって、
   選択された少なくとも２つの建築素材を空間に適応する指示に応答して、前記空間の空間照明情報及び前記建築素材の質感に関する素材情報に基づいて、前記建築素材を適用した前記空間の表示データをレンダリングするように構成されたレンダリング手段と、
   レンダリングされた前記空間の表示データを用いて前記空間の画像を表示するように構成された表示手段と
   を備えた、建築素材画像処理システム。
2. 前記空間に適用される建築素材の画像を表示するように構成された第２の表示手段と、
   照明情報、前記建築素材の質感に関する素材情報、並びに照明、前記第２の表示手段の表示面及び観者の相対的位置関係に基づいて、前記建築素材の表示データをレンダリングするように構成された第２のレンダリング手段と
   をさらに備え、
   前記第２の表示手段は、レンダリングされた前記建築素材の表示データを用いて前記建築素材の画像を表示するように構成された、請求項１に記載の建築素材画像処理システム。
3. 前記建築素材画像処理システムは複数のコンピュータと接続され、
   前記建築素材の質感に関する素材情報は、前記建築素材の画像の各画素についての色特性、形状特性及び反射特性を含み、
   前記選択された少なくとも２つの建築素材のうちの第１の建築素材の質感に関する素材情報は、前記複数のコンピュータのうちの第１のコンピュータから取得され、
   前記選択された少なくとも２つの建築素材のうちの第２の建築素材の質感に関する素材情報は、前記複数のコンピュータのうちの第２のコンピュータから取得される、請求項１または２に記載の建築素材画像処理システム。
4. 前記第１のコンピュータから前記第１の建築素材の単価を取得し、前記第２のコンピュータから前記第２の建築素材の単価を取得し、前記空間の前記第１の建築素材及び前記第２の建築素材がそれぞれ適用される部分のサイズに基づいて、前記空間の前記第１の建築素材及び前記第２の建築素材を適用した場合の材料費を計算する見積手段をさらに備えた、請求項３に記載の建築素材画像処理システム。
5. 前記第１のコンピュータから前記第１の建築素材を用いた施工が可能な施工業者を識別する情報を取得し、前記第２のコンピュータから前記第２の建築素材を用いた施工が可能な施工業者を識別する情報を取得し、前記第１の建築素材および前記第２の建築素材の双方を用いた施工が可能な施工業者を提示する施工業者提示手段をさらに備えた、請求項３または４に記載の建築素材画像処理システム。
6. 表示手段と、レンダリング手段を備えた建築素材画像処理システムにおける建築素材画像処理方法であって、
   前記レンダリング手段が、選択された少なくとも２つの建築素材を空間に適応する指示に応答して、前記空間の空間照明情報及び前記建築素材の質感に関する素材情報に基づいて、前記建築素材を適用した前記空間の表示データをレンダリングすることと、
   前記表示手段が、レンダリングされた前記空間の表示データを用いて前記空間の画像を表示することと
   を含む、建築素材画像処理方法。
7. 前記建築素材画像処理システムは、第２のレンダリング手段と、第２の表示手段とをさらに備え、前記建築素材画像処理方法は、
   前記第２のレンダリング手段が、照明情報、前記建築素材の質感に関する素材情報、並びに照明、前記第２の表示手段の表示面及び観者の相対的位置関係に基づいて、前記建築素材の表示データをレンダリングすることと、
   前記第２の表示手段が、レンダリングされた前記建築素材の表示データを用いて前記建築素材の画像を表示することと
   をさらに含む、請求項６に記載の建築素材画像処理方法。
8. 前記建築素材画像処理システムは複数のコンピュータと接続され、
   前記建築素材の質感に関する素材情報は、前記建築素材の画像の各画素についての色特性、形状特性及び反射特性を含み、
   前記選択された少なくとも２つの建築素材のうちの第１の建築素材の画像の各画素についての色特性、形状特性及び反射特性素材情報は、前記複数のコンピュータのうちの第１のコンピュータから取得され、
   前記選択された少なくとも２つの素材のうちの第２の建築素材の画像の各画素についての色特性、形状特性及び反射特性は、前記複数のコンピュータのうちの第２のコンピュータから取得される、請求項６または７に記載の建築素材画像処理方法。
9. 前記第１のコンピュータから前記第１の建築素材の単価を取得し、前記第２のコンピュータから前記第２の建築素材の単価を取得し、前記空間の前記第１の建築素材及び前記第２の建築素材がそれぞれ適用される部分のサイズに基づいて、前記空間の前記第１の建築素材及び前記第２の建築素材を適用した場合の材料費を計算する見積手段をさらに備えた、請求項８に記載の建築素材画像処理方法。
10. 前記第１のコンピュータから前記第１の建築素材を用いた施工が可能な施工業者を識別する情報を取得し、前記第２のコンピュータから前記第２の建築素材を用いた施工が可能な施工業者を識別する情報を取得し、前記第１の建築素材および前記第２の建築素材の双方を用いた施工が可能な施工業者を提示することをさらに含む、請求項８または９に記載の画像処理方法。
11. コンピュータシステムに、前記請求項６乃至１０のいずれかに記載の方法を実行させるプログラム。