JP3738282B2 - 立体表現用画像の作成方法、及び立体表現用コンピュータ・グラフィックス・システム、並びに立体表現用プログラム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、銀行券、株券、債券、その他の有価証券類等の偽造防止に好適な立体表現用画像の作成方法及び、立体表現用コンピュータ・グラフィックス・システム、並びに立体表現用プログラムを記録した記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日、３Ｄコンピュータ・グラフィックス（以下３ＤＣＧと称する）と呼ばれる画像は、コンピュータメモリ上に創造した３次元空間座標Ｘ軸（横軸）、Ｙ軸（縦軸）、Ｚ軸（高さ軸）で表すモデリングデータに、コンピュータ処理によって視点を定めた位置から成るレンダリングを行いラスタデータに変換した画像である。又、レンダリングによって得た画像において、モデリングデータを立体として認識させるには、同時にシェーディング（陰影付け）処理を施すことによって作成した物体表面の濃淡から自然な立体感を得るというのが一般的である。
３ＤＣＧの主な応用分野には、建築物等の静止画像や映画等の動画像があり、実際に存在する物体、あるいは存在していない仮想物体においても立体形状を詳細に理解させることができる。このような利点により、３ＤＣＧは今日の映像表現において重要な役割を担っている。
【０００３】
又、立体表現方法のうち、地形図も２次元画像上に効率よく３次元空間を示した代表例である。
地形図の場合、２次元画像を観察者から向かって奥にある低い位置と向かって手前にある高い位置とを、色表示を変えることによって立体を認識させるものが一般的である。例えば平地を緑色で表示したり山頂を茶色で表示したりすることである。
地形図を３ＤＣＧによって描画するには、一般的にＺ軸レンダリングという手法が適用される。Ｚ軸レンダリングとは、特開平６−２０８６２９号公報にあるように、色データとＺデータを使用して、コンピュータ・グラフィックス・システム内の表示装置上に、行および列に配列された複数の画素を含み、各画素に色が関連付けられた、３次元画像を図形表示する方法およびシステムを提供する。このシステムは、レンダリング・システム内に、各画素に関連するＺデータを決定する命令と、Ｚデータを各画素に関連する色データと組み合わせて、それらの画素の複数の修正済み色値を形成する命令とを含む、コンピュータ・グラフィックス・システムである。色テーブルから割り当てられた色を使用して画素を表示して、画素色が物体の色に加えて高さや温度など他のパラメータを示す、３次元画像又は地形図の２次元表現を形成している。
【０００４】
しかし、従来は、物体の立体感を奏するのはレンダリングによって得た画像の濃淡若しくは色相分けのみであり、３ＤＣＧは写真的な階調画像になってしまうことが多く、線画的な表現が行われることは殆どなかった。
【０００５】
３ＤＣＧで線画的な表現をする手法としては、ワイヤーフレームモデルと呼ばれる描画法がある。ワイヤーフレームモデルの場合、その殆どはモデリングデータを線画表示したものである。つまり、ワイヤーフレームモデルは３次元座標間を均一の太さの実線で結んだ状態の画像であって、立体物のおおよその形状を理解できるものの立体物の表面形状まで認識することはできない。
【０００６】
３ＤＣＧの他に線画で立体物を表示する代表的な手法は、有価証券類の模様として古くから使われている線画レリーフ模様がある。
有価証券類では、偽造防止効果を与えるため、券面に線画表現による線画レリーフ模様が多く使用される。この線画レリーフ模様については、従来は、彫塑用粘土や手彫り彫刻で浮き彫りを作製し、これを触針式のレリーフ彫刻機と呼ばれるもので、Ｘ方向に走査的にトレースし、その際の触針のＺ方向の上下動をＹ方向の変動に変換することにより、直万線群の変位として、元の浮き彫りを線画レリーフ模様として２次元平面上に再現するという手法により作製していた。この様な、彫塑や彫刻により浮き彫りを作製する手法は、極めて熟練した作業者や、職人が手作業で行うため、製造コストと時間がかかるという問題がある。又、レリーフ彫刻機は機械的な走査方式であるため、レリーフ形状を表現するための線画パターンも直万線に限られる等の制限があった。
【０００７】
手作業による問題点の解消を図るため、今日ではコンピュータ処理による線画レリーフ模様の描画方法が提案されている。コンピュータ処理による、公知の初歩的アルゴリズムとしては、例えば特開平５−１２０４５０号公報に開示されるように、絵柄領域と背景領域とからなる二値画像をラスタデータ又は輪郭線データの形式でコンピュータ内に用意し、この二値画像上に基準線を所定間隔をおいて、互いに平行になるように定義し、線画レリーフ模様の立体感を左右するパラメータとして、傾斜角度と峰点を予め決めておき、基準線に基づいて万線を作成し、万線はモチーフとなる二値画像の背景部分と絵柄部分との境界線で曲折するように作成する方法がある。又、特開平５−１５８２０７号公報に開示されるように、濃度値０〜２５５のいずれかが定義された画素の集合からなる階調画像をコンピュータ内に用意し、この画像上で所定間隔をおいて互いに平行な複数の基準線を定義し、入力した階調画像を二値化し、画像に合まれる輪郭線を抽出し、基準線上の画素を輪郭線に基づいて、絵柄の内部領域の画素と外部領域の画素に分け、内部領域の画素については、その濃度値の目盛り位置にそれぞれ変位点を定義し、基準線に基づいて万線を作成する方法がある。更には、特開平５−１５８２０８号公報、特開平５−１５８２０９号公報、特開平５−１５８２１０号公報に開示されるように、線画をモチーフとした線画レリーフ模様をデジタルデータとしてコンピュータ内に用意し、この線画上には複数の基準線が定義され、この基準線に基づいて万線が作成され、万線はモチーフとなる線画と交差する近傍において曲折するように作成するか、又は交差する近傍において基準線を迂回線に置換することにより作成する方法が提案されている。しかし、このようなアルゴリズムによるコンピュータ処理手法においては、搬送用線群も機械的手法と同様直線若しくは限定された曲線に限られ、レリーフ模様も単純な立ち上がり曲線しか描けないという問題があった。
【０００８】
又、最近ではコンピュータ処理による幾何関数曲線の線画を発生させる技術が進歩し、線画レリーフ模様の作成技術についても彩紋模様状の複雑な幾何関数曲線状の線画に施すことが可能になっている。これにより、公報の他にもコンピュータ用ソフトウェアとして実現しているものがある。
例えばバルコ・グラフィックス社（ベルギー）は、既に線画レリーフ模様生成機能を有するソフトウェアを商品化し販売している。しかし、このソフトウェアが内部処理で描画できる線画レリーフ模様は、図２に示すように、二値画像Ａもしくは輪郭線データの境界線における線画レリーフ模様の画線ｄの立ち上がりにおいて、境界線の大きさｂより外側の距離ｃから発生するだけでなく、レリーフ線の画線ｄを制御できるのがレリーフ線の立ち上がる角度や円形度等のみしか選択できず、搬送用線群については自由な幾何曲線が使えるものの、レリーフ模様においては単純な立ち上がり曲線しか描けないという問題がある。
【０００９】
上記問題を解決する方法として、複雑な形状の線画レリーフ模様を作成したい場合は、テンプレートと呼ばれる濃度値０〜２５５のいずれかが定義された画素の集合からなるラスタデータの階調画像を利用することによって実現可能にできる。このようなテンプレートを利用する線画レリーフ模様の生成方法とは、濃度値０〜２５５のいずれかが定義された画素の集合からなる階調画像から、濃度値をレリーフの高さ情報に変換する方法である。
しかし、前記テンプレートを利用する方法においても、例えばユラ社（ハンガリー）のレリーフ用テンプレート作成ソフトウェアでは、図２に示す二値画像Ａをモチーフ絵柄として線画レリーフ模様にするには図３に示すテンプレートＡ’のように、二値画像の連結成分の境界線から、グレースケール画像に変換して４種類の膨張処理によりレリーフの立ち上がり形状を制御しているので、この場合においても図４に示す線画レリーフ模様ｂ３のように、境界線より外側から発生する線画レリーフ模様となる。このため輪郭線が細密且つ複雑で立体的な線画レリーフ模様を作成するためのテンプレートが得られないだけでなく、線画レリーフ模様となった後も線が平坦で抑揚がないという問題点がある。
【００１０】
従って、線画によって豊かな立体感のある物体表現ができる立体表現用画像とその作成方法及び作成装置の開発が望まれていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように従来の３ＤＣＧでは、物体の立体感を奏するためにレンダリングによって得られる画像は濃淡若しくは色相分けのみで表現された写真的な階調画像であった。
本発明は上記事情に鑑み、線画による複数本の同一画線幅の直線及び曲線によって、立体表面形状を表現する新しい３ＤＣＧを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、３次元空間座標からなるモデリングデータから得た立体表面形状を基に、２次元座標上に複数本の同一画線幅の直線及び曲線を形成させることを特徴とする立体表現用画像の作成方法である。
【００１３】
本発明は、３次元空間座標からなるモデリングデータを入力させる段階と、３次元空間座標を示すＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸において、Ｘ軸、Ｙ軸の２次元座標上に設定した所定の標本点群と、前記標本点群の各標本点毎に前記モデリングデータのＺ軸の値を所定段階の量子化条件によって定めたｚ値を設定させてラスタデータを得るレンダリング段階と、前記ラスタデータを基に、前記ｚ値を変化量として複数本の同一画線幅の直線及び曲線から成る線画立体図形を発生させる線画発生段階とを有することを特徴とする前記立体表現用画像の作成方法である。
【００１４】
本発明は、レンダリング段階によって得た前記ラスタデータを、グレースケール画像データ形式に変換させる段階をさらに有することを特徴とする前記立体表現用画像の作成方法である。
【００１５】
本発明は、レンダリング段階によって得た前記ラスタデータ、又は前記グレースケール画像データ形式に変換させる段階によって得た変換データにおける、前記ｚ値を所定の関数を用いて加工編集する段階をさらに有することを特徴とする前記立体表現用画像の作成方法である。
【００１６】
本発明は、前記加工編集させる段階において、前記ラスタデータ、又は前記グレースケール画像データにおけるｚ値を、１価関数を用いて線形変換することを特徴とする前記立体表現用画像の作成方法である。
【００１７】
本発明は、前記加工編集させる段階において、前記ラスタデータ、又は前記グレースケール画像データのｚ値のヒストグラムを作成し、前記ヒストグラム上でｚ値を非線形変換することを特徴とする前記立体表現用画像の作成方法である。
【００１８】
本発明は、前記加工編集させる段階において、前記ラスタデータ、又は前記グレースケール画像データのｚ値を空間フィルタテーブルを用いて、局所平均を行うことを特徴とする前記立体表現用画像の作成方法である。
【００１９】
本発明は、前記加工編集させる段階において、前記ラスタデータ、又は前記グレースケール画像データのｚ値を空間フィルタテーブルを用い、エッジを強調する処理を行うことを特徴とする前記立体表現用画像の作成方法である。
【００２０】
本発明は、前記加工編集させる段階において、前記ラスタデータ、又は前記グレースケール画像データのｚ値を空間フィルタテーブルを用い、隣り合う標本点のｚ値が滑らかに近似する処理を行うことを特徴とする前記立体表現用画像の作成方法である。
【００２１】
本発明は、前記加工編集させる段階において、前記ラスタデータ、又は前記グレースケール画像データのｚ値にランダムな係数を乗算することを特徴とする前記立体表現用画像の作成方法である。
【００２２】
本発明は、前記加工編集させる段階において、前記ラスタデータ、又は前記グレースケール画像データの前記ｚ値に対し、一定間隔の標本点領域において平均化を行うことを特徴とする前記立体表現用画像の作成方法である。
【００２３】
本発明は、前記線画発生段階において、前記ｚ値を変化量として形状が変化する複数本の同一画線幅の直線及び曲線から成る線画立体図形が、前記変化量の奏するＸ、Ｙ座標上の所定の方向で並び換え行い、前記線画立体図形が前記ｚ値の変化量で変化した領域をマスクあるいは白塗りを施すことを特徴とする前記立体表現用画像の作成方法である。
【００２４】
本発明は、レンダリング段階によって得たラスタデータ、又は画像データ形式に変換させる段階によって得た変換データ、又は加工編集させる段階によって得た加工編集データ、又は線画発生段階によって得た複数本の同一画線幅の直線及び曲線から成る線画立体図形を、ディスプレイ・モニタ若しくはプリンタを用いて表示出力させる立体データ校正確認段階を更に有することを特徴とする前記立体表現用画像の作成方法である。
【００２５】
本発明は、３次元空間座標からなるモデリングデータを入力する手段と、３次元空間座標を示すＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸において、Ｘ軸、Ｙ軸の２次元座標上に設定した所定の標本点群と、前記標本点群の各標本点毎に前記モデリングデータのＺ軸の値を所定段階の量子化条件によって定めたｚ値で設定したラスタデータを得るレンダリング手段と、前記ラスタデータを基に、前記ｚ値の変化に従って複数本の同一画線幅の直線及び曲線を変化させて線画を発生させる線画発生手段とを有することを特徴とするコンピュータ・グラフィックス・システムである。
【００２６】
本発明は、レンダリング手段によって得た前記ラスタデータを、グレースケール画像データ形式に変換させる手段をさらに有することを特徴とする前記コンピュータ・グラフィックス・システムである。
【００２７】
本発明は、レンダリング手段によって得た前記ラスタデータ、又は前記グレースケール画像データ形式に変換させる手段によって得た変換データの前記ｚ値を所定の関数を用いて加工編集する手段をさらに有することを特徴とする前記コンピュータ・グラフィックス・システムである。
【００２８】
本発明は、前記加工編集する手段において、前記ラスタデータ、又は前記グレースケール画像データを、１価関数を用いて前記ｚ値を線形変換することを特徴とする前記コンピュータ・グラフィックス・システムである。
【００２９】
本発明は、前記加工編集する手段において、前記ラスタデータ、又は前記グレースケール画像データの前記ｚ値のヒストグラムを作成し、前記ヒストグラム上で前記ｚ値を非線形変換することを特徴とする前記コンピュータ・グラフィックス・システムである。
【００３０】
本発明は、前記加工編集する手段において、前記ラスタデータ、又は前記グレースケール画像データを、前記ｚ値を空間フィルタテーブルを用いて、局所平均を行うことを特徴とする前記立体表現用画像の作成方法である。
【００３１】
本発明は、前記加工編集する手段において、前記ラスタデータ、又は前記グレースケール画像データを、前記ｚ値を空間フィルタテーブルを用いて、エッジを強調する処理を行うことを特徴とする前記コンピュータ・グラフィックス・システムである。
【００３２】
本発明は、前記加工編集する手段において、前記ラスタデータ、又は前記グレースケール画像データにおけるＸ軸、Ｙ軸の２次元座標上に設定した任意の標本点群に、標本化分解能の補間修正を行うことを特徴とする前記コンピュータ・グラフィックス・システムである。
【００３３】
本発明は、前記加工編集する手段において、前記ラスタデータ、又は前記グレースケール画像データのｚ値にランダムな係数を乗算することを特徴とする前記コンピュータ・グラフィックス・システムである。
【００３４】
本発明は、前記加工編集する手段において、前記ラスタデータ、又は前記グレースケール画像データの前記ｚ値に対し、一定間隔の標本点領域において平均化を行うことを特徴とする前記コンピュータ・グラフィックス・システムである。
【００３５】
本発明は、前記線画発生段階において、前記ｚ値を変化量として形状が変化する複数本の同一画線幅の直線及び曲線から成る線画立体図形が、前記変化量の奏するＸ、Ｙ座標上の所定の方向で並び換え行い、前記線画立体図形が前記ｚ値の変化量で変化した領域をマスクあるいは白塗りを施すことを特徴とする前記コンピュータ・グラフィックス・システムである。
【００３６】
本発明は、レンダリング手段によって得たラスタデータ、又は画像データ形式に変換させる手段によって得た変換データ、又は加工編集させる手段によって得た加工編集データ、又は線画発生手段によって得た複数本の同一画線幅の直線及び曲線から成る線画立体図形を、ディスプレイ・モニタ若しくはプリンタを用いて表示出力させる立体データ校正確認手段を更に有することを特徴とする前記コンピュータ・グラフィックス・システムである。
【００３７】
本発明は、前記モデリングデータを入力する手段についてはモデリングデータのデータタイプの選択、前記レンダリング手段についてはラスタデータの標本化分解能の設定と各標本点毎の整数値範囲の設定、前記線画発生手段については複数本の同一画線幅の直線及び曲線の数、長さ、位置、画線幅、色、変化量の設定、前記変換出力手段についてはラスタデータを変換するファイルフォーマットの選択、前記加工編集手段についてはラスタデータ又は前記変換データのｚ値を修正するための設定値の設定、前記校正確認手段については線画立体図形の選択又は変換データの選択又は加工データの選択における所定の設定値を設定するためのパラメータ設定手段を備えることを特徴とするコンピュータ・グラフィックス・システムである。
【００３８】
本発明は、前記いずれかに記載の方法を実現するプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００４０】
本発明の立体表現用コンピュータ・グラフィックス・システムは図１に示すように、モデリングデータ入力手段１と、Ｚ軸レンダリング手段２と、線画発生手段３と、変換出力手段４と、加工編集手段５と、校正確認手段６と、パラメータ設定手段７とを備えている。
【００４１】
（モデリングデータ入力手段１）
コンピュータ処理において立体物を表現するには、ポリゴンモデラー、Ｂスプライン ベジェ等のオブジェクト表現方式を用いて、３次元空間座標を有するモデリングデータを作成し、Ｚ軸レンダリング手段２に入力する。例えば、ポリゴンモデラーを用いて作成した図５の模式図に示されるようなモデリングデータＰ１を入力する。
モデリングデータＰ１はコンピュータで処理できる形式であれば、立体物のオブジェクト表現方式及びモデリングデータのファイルフォーマットを限定するものではない。又、モデリングデータＰ１の作成は、市販の３ＤＣＧソフトウェアを用いて行っても良い。
【００４２】
（Ｚ軸レンダリング手段２）
次に、モデリングデータＰ１の空間座標におけるＺ軸に対してＺ軸レンダリングを行う。Ｚ軸レンダリングは、図５のＺ軸の値を図６に示すような０〜２５５の２５６段階の量子化条件を基に、図７のラスタデータＰ２にモデリングデータＰ１をレンダリングするものである。
まず、本実施の形態ではモデリングデータＰ１のレンダリングに際し、２５６段階の量子化条件として図６に示す整数値の表記を用いた。整数値αの表記ではＺ軸の値が「０」の時は整数値「２５５」、Ｚ軸の値が最大値「ｍａｘ」の時は整数値「０」としている。又、整数値βの表記ではＺ軸の値が「０」の時は整数値「０」、Ｚ軸の値が最大値「ｍａｘ」の時は整数値「２５５」としている。本発明では、整数値βの表記を用いた。整数値はあくまでも次工程の処理の都合に合わせれば良いので、実際に用いる場合は整数値α整数値βどちらの表記でも構わない。
【００４３】
レンダリングとは立体形状の設定データを基にラスタデータを描画することを言うものである。即ち図７のラスタデータＰ２では、ラスタデータの標本化分解能として例えばＸ軸Ｙ軸に１０００×１０００標本点を設定し、Ｚ軸レンダリングによってモデリングデータＰ１のＺ軸の値を標本点毎に例えば２５６段階の整数値を設定している。ラスタデータＰ２はｘ、ｙで表す２次元座標と、２５６段階で表す整数値によって、標本化分解能に帰属する３次元データとなっているものである。これにより、１０万個所の標本値からなる解像度の３次元データが得られる。
例えば、モデリングデータＰ１の空間座標Ｚ０は、ラスタデータＰ２の標本点Ｚ０’はｘ＝５００、ｙ＝９５０、ｚ＝０として表され、モデリングデータＰ１の空間座標Ｚｍｉｄｏｌｅは、ラスタデータＰ２の標本点Ｚｍｉｄｏｌｅ’はｘ＝５００、ｙ＝５００、ｚ＝１２０として表され、モデリングデータＰ１の空間座標Ｚｍａｘは、ラスタデータＰ２の標本点Ｚｍａｘ’はｘ＝５００、ｙ＝６５０、ｚ＝２５５として表される。
【００４４】
従って、詳細且つ複雑な立体形状を奏するにはモデリングデータＰ１の密度以外に、ラスタデータＰ２の高い標本化分解能が必要となる。尚、Ｚ軸レンダリングの方法についてはここで特に限定するものではなく、前記特開平６−２０８６２９号公報にあるような方法を用いても良い。
【００４５】
（線画発生手段３）
次に、レンダリングを終えたラスタデータＰ２を基に、モデリングデータＰ１が有する立体形状を線画表示させる方法について説明する。
例えば図８に示すようにラスタデータＰ２上に標本点群Ｐ２’が横に並んで配置していたとすると、ラスタデータＰ２は３次元データであるから、標本点群Ｐ２’にはそれぞれｘ値、ｙ値、ｚ値の整数値が格納されている。そこで、標本点群Ｐ２’と同じ位置に基本線Ｂ１を設定し、ｚ値（図８の下線を引いた数値）を基本線Ｂ１におけるｘ軸及びｙ軸における任意の座標方向の変化量として線画Ｌ１を描画する。尚、描画する線画はベジェ曲線、スプライン曲線などにより、滑らかな線画を作成することが望ましい。
【００４６】
即ち、図８の方法にて線画を描画すると、図９に示すように、基本線方向がｘ軸方向であり、ラスタデータＰ２上の標本点Ｚｍｉｄｏｌｅ’と交わる基本線Ｂ２は線画Ｌ２のような形状で生成し、標本点Ｚｍａｘ’と交わる基本線Ｂ３は線画Ｌ３のような形状で生成し、標本点Ｚ０’と交わる基本線Ｂ４は線画Ｌ４のような形状で生成する。
【００４７】
但し、立体形状を認識する上で最も重要なのは、立体物に対する視点の位置である。そこで図１０に示すように、例えばモデリングデータＰ１に対する視線Ｓの角度θが１０度であり、Ｚ軸の最大長ｚ１が２５ｍｍだったとすると、三角関数の定義（ｔａｎＡ＝ａ／ｂ）により最大変化量ｘ２は４．４ｍｍであることが算出できる。
更に、モデリングデータＰ１のＹ軸の最大長ｙ１が８０ｍｍであり、モデリングデータＰ１と原寸大の立体表示をする場合、図９のラスタデータＰ２に対し最大変化量ｙ２にｚ値を横基本線のｙ軸方向の変化量として適用する。
尚、最大変化量ｙ２は４．４ｍｍであるから、ラスタデータＰ２上の標本点Ｚｍａｘ’のｚ値２５５が最大変化量の４．４ｍｍとなるようにするため、全ての標本点のｚ値に定数０．０１７（つまりｙ２／２５５＝０．０１７である。）を乗算する。
【００４８】
次に、上述のように図９のラスタデータＰ２の標本点全てのｚ値に定数０．０１７を乗算し、図９のラスタデータＰ２全体をほぼ網羅するように例えば縦ピッチが０．６２５ｍｍ且つ１６０本の横基本線からなる線画の集合模様を配置し、図８の方法にて線画を描画すると、図１１に示すような複数本の同一画線幅の直線及び曲線で形成した豊かな立体感のある物体表現の線画立体図形Ｐ３を表示することができる。
但し、立体形状を認識する上で必ずしもモデリングデータ通りの厳密な３次元空間を満足する必要はなく、少なくともｙ軸方向の変化量はｙ２≦ｚ１の関係が成立していれば自然な立体形状として認識することができる。
【００４９】
又、図１１は線画立体図形Ｐ３の横基本線に対し下向きに変化させているので下向きの顔のように認識できるが、横基本線に対し上向きに変化させると上向きの顔のように認識できる。
【００５０】
更に、図１２に示すように、基本線方向をｙ軸方向とした場合、ｚ値をｘ軸方向の変化量とするために線画立体図形Ｐ３’に示すように横向きの顔のようになる。つまり変化量を表す数値は、前述では観察角度がｙ軸方法であったが、基本線方向がｙ軸方向である場合には観察角度をｘ方向に変化させることが望ましい。
【００５１】
又、本実施の形態のように複数本の同一画線幅の直線及び曲線にて立体形状をより明確に表現するには、線画発生手段３から発生する線画の集合模様を予め密にしておくことが望ましい。
【００５２】
又更に、線画発生手段３においては、線画立体図形から立体形状が明確に認識できるように、隠線消去を施すことが望ましい。隠線消去については後述の実施例１にて詳細に説明する。
【００５３】
尚、線画発生手段３は、スプライン曲線、ベジエ曲線等、汎用の線画表現方法によって描画できるＣＧ装置であれば、何等装置を限定するものではない。例えばバルコ・グラフィックス社（ベルギー）又はユラ社（ハンガリー）の線画発生ソフトウェアにて本発明で得たラスタデータＰ２をテンプレートとして用いることにより、本実施の形態における立体表現用画像を作成することができる。
【００５４】
（変換出力手段４）
尚、図１に示すように、必要に応じて上述した図９のラスタデータＰ２を各種ファイルフォーマット例えばＰＩＣＴ、ＴＩＦＦ、ＥＰＳ等、汎用の形式の変換データＰ４に変換する。これにより、汎用の形式のデータを基に線画の曲線形状を制御する市販のソフトウェアであれば線画発生手段３に容易に適用することができる。例えばバルコ・グラフィックス社（ベルギー）又はユラ社（ハンガリー）の線画発生ソフトウェアにて本発明で得た変換データＰ４をテンプレートとして用いることにより、本実施の形態における立体表現用画像を作成することができる。
【００５５】
（加工編集手段５）
加工編集手段５は図１に示すように、必要に応じてラスタデータＰ２又は変換データＰ４に加工編集を加え、加工データＰ５を作成するものである。例えば、変換データＰ４の標本点の数からｚ値のヒストグラムを作成し、ヒストグラム上でｚ値の修正を行うこともできる。又例えば、標本化分解能の補間修正や、ｚ値を空間フィルタテーブルを用い、局所平均、エッジ検出等の積和演算を行うこともできる。これにより、本発明の立体表現用画像の奥行き感、粗さ、滑らかさ等、様々な表現を演出することができる。
【００５６】
例えば、加工編集手段５によって、ラスタデータＰ２又は変換データＰ４に加工編集した加工データＰ５ａを画像表示したものを図１３に示す。加工データＰ５ａは、ラスタデータＰ２又は変換データＰ４における顔部のｚ値のみにランダムな係数を乗算して作成したものである。
次に、この加工データＰ５ａを基に、線画発生手段３にて線画立体図形Ｐ３と同様のパラメータ設定で線画立体図形Ｐ３ａを作成して得られた線画を図１４に示す。この加工データＰ５ａの顔部において、各標本点ごとのｚ値にランダムな係数を乗算して変化させているので、線画立体図形Ｐ３ａの顔部に砂目状の質感をもたらすことができる。
【００５７】
又例えば、ラスタデータＰ２又は変換データＰ４におけるＸ、Ｙ方向の一定間隔の標本点領域においてｚ値の平均化（モザイク処理）を行って作成した加工データＰ５ｂを画像表示したものを図１５に示す。
次に、この加工データＰ５ｂを基に、線画発生手段３にて線画立体図形Ｐ３と同様のパラメータ設定で線画立体図形Ｐ３ｂを作成したものを図１６に示す。加工データＰ５ｂの一定間隔の標本点領域についてｚ値の平均化させているので、得られた線画立体図形Ｐ３ｂには階段状の高さがもたらされている。
【００５８】
又例えば、ラスタデータＰ２又は変換データＰ４における顔部の一定間隔の標本点領域においてｚ値の平均化を行って作成し、且つ背景部のｚ値にランダムな係数を与えて作成した加工データＰ５ｃを画像表示したものを図１７に示す。
次に、この加工データＰ５ｃを基に、線画発生手段３にて前記線画立体図形Ｐ３と同様のパラメータ設定で線画立体図形Ｐ３ｃを作成したものを図１８に示す。線画立体図形Ｐ３ｃは、加工データＰ５ｃの顔部は一定間隔の標本点領域についてｚ値の平均化させているので、階段状の高さをもたらすことができ、背景部はランダムな係数がｚ値を微細に変化させているので、砂目状の質感がもたらされている。
【００５９】
又例えば、ラスタデータＰ２又は変換データＰ４における顔部左半分の一定間隔の標本点領域においてｚ値の平均化を行って作成し、且つ顔部右半分のｚ値にランダムな係数を与えて作成した加工データＰ５ｄを画像表示したものを図１９に示す。
次に、この加工データＰ５ｄを基に、線画発生手段３にて前記線画立体図形Ｐ３と同様のパラメータ設定で線画立体図形Ｐ３ｄを作成したものを図２０に示す。線画立体図形Ｐ３ｄは、加工データＰ５ｄの顔部左半分は一定間隔の標本点領域についてｚ値の平均化させているので、階段状の高さをもたらすことができ、顔部右半分はランダムな係数がｚ値を微細に変化させているので、砂目状の質感がもたらされている。
【００６０】
尚、加工編集手段５で加工編集するための処理は、前述の例に限るものではない。
【００６１】
（校正確認手段６）
校正確認手段６は必要に応じて、線画立体図形Ｐ３又は変換データＰ４又は加工データＰ５をディスプレイ・モニタ若しくはプリンタを用いて表示出力することができる。
【００６２】
（パラメータ設定手段７）
パラメータ設定手段７は本発明の立体表現を実現するため、各手段に適当なパラメータを設定する手段である。モデリングデータ入力手段１のパラメータについてはモデリングデータＰ１のデータタイプの選択を行う。Ｚ軸レンダリング手段２についてはラスタデータＰ２の標本化分解能の設定と各標本点毎の整数値範囲の設定を行う。線画発生手段３については複数本の同一画線幅の直線及び曲線の数、長さ、位置、画線幅、色等の基本的な線画の構成要素の設定の他、変化量ｙ１の設定を行う。変換出力手段４についてはラスタデータＰ２を変換する各種ファイルフォーマットの選択を行う。加工編集手段５についてはラスタデータＰ２又は前記変換データＰ４のｚ値等の修正するための設定値の設定を行う。校正確認手段６については線画立体図形Ｐ３の選択又は変換データＰ４の選択又は加工データＰ５の選択を行うものである。
【００６３】
（線画レリーフ模様作成プログラムを記録した記録媒体）
本発明の立体表現方法は、その処理の手順をコンピュータプログラムとして記録媒体に記録し、コンピュータを用いて実行することにより実現が可能である。具体的には、先ずプログラムを記録した記録媒体を、コンピュータの読み取り装置で読み取る。例えば図２１に示された構成を有するコンピュータ８において、プログラムを記録したフロッピーディスク１１、ＣＤ−ＲＯＭ１２、又は磁気テープ１３を、フロッピーディスクドライブ９、光ディスクドライブ１０、又はテープ再生装置１４で読み取り、コンピュータ８内のハードディスクにインストールする。続いて、コンピュータ８内のメインメモリに転送し、ＣＰＵにより順次実行する。
ここで、記録媒体はコンピュータにより読み取り可能なものであればいかなるものであってもよく、例えばハードディスク等の磁気ディスク、磁気テープ、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等）、光磁気ディスク（ＭＯ等）、カードメモリ、半導体メモリ（フラッシュメモリ等）等を用いてもよい。又、記録媒体にはプログラムを静的に保持し得るディスクやメモリ等に限らず、プログラムを転送することが可能な通信媒体１５も含まれる。
さらに、記録媒体からコンピュータにインストールされたプログラムの指示に基づいて、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）や、データベース管理ソフト、ネットワーク管理ソフト等のＭＷ（ミドルウェア）等が本発明による方法を実現するために処理の一部を実行してもよい。
又、プログラムを記述する言語には限定はなく、汎用言語として用いられているＣ言語、Ｃ＋＋、ＣＯＢＯＬ、ＰＬ／１、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ等、いかなる言語を用いて記述してもよい。
上記のプログラムを記録した記録媒体を読み込んだコンピュータにより、線画レリーフ模様を作成することを短時間で実現することができる。
【００６４】
又、既存の画像処理ソフトウェアを記述する言語を用いて、本発明の線画レリーフ模様作成方法を記述したプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、その記録媒体を既存の画像処理ソフトウェアが搭載されたコンピュータで読み込み、既存の画像処理ソフトウェアの拡張機能追加ソフトウェア（Plug-in）として動作させてもよい。
【００６５】
（実施例１）
次に、より複雑なモデリングデータの例で、本発明の立体表現用画像の特徴について説明する。
【００６６】
図２２は想像上の動物「シーサー」の立体形状を、Ｂスプラインを用いて作成したモデリングデータＰ１ａである。シェーディング処理を使ったレンダリングでは、図２３に示すラスタデータＰ４ａのようになる。
ラスタデータＰ４ａは、変換出力手段４で作成することができ、校正確認手段６にて立体形状を確認することができる。但し、シェーディング処理方法については何等限定するものではない。
【００６７】
本実施の形態の立体表現用画像の作成方法では、Ｚ軸レンダリング処理によって図２４に示す例えばＸ軸Ｙ軸に１０００×１０００の標本点を有するラスタデータＰ２ａを得たのち、加工編集手段５にてラスタデータＰ２ａのｚ値の線形変換を可能にしている。そこで、ラスタデータＰ２ａを加工編集手段５において図２５に示す１価関数を用いてｚ値の線形変換を行った。これにより、ラスタデータＰ２ａが有しているｚ値１６の範囲を「１２８」から「２５５」の高域に圧縮したｚ値１７に変更し、図２６に示す加工データＰ５ｅを得た。加工データＰ５ｅは、ラスタデータＰ２ａのｚ値のうち１２７以下は０であるため、「シーサー」の後方部１８は「０」というｚ値が設けられる
【００６８】
次に、加工データＰ５ｅを領域１９によって選択した部分にのみ、線画発生手段３にて図２７に示すｙ方向の任意の最大変化量を有する線画立体図形Ｐ３ｅを作成した。線画立体図形Ｐ３ｅは、前記加工データＰ５ｅにおいて前記加工編集手段５により「シーサー」の後方部１８のデータを「０」にしているので、前方部にのみの線画立体図形となったものである。
【００６９】
更に、線画立体図形Ｑ５の立体形状をより見易くするために隠線消去を行う。
本発明の隠線消去方法の特徴は、線画発生手段３における生成した線画の順位によって隠線される順位が決定するものである。例えば図２８に示すように、横基本線に対し標本点ｚ’から下向きの変化量ｙ’を与えて線画を生成させたとき、横基本線の順位が上からになるように並び換えを行う。又、横基本線に対し標本点ｚ’から上向きの変化量ｙ’を与えて線画を生成させたとき、横基本線の順位が下からになるように並び換えを行う。即ち、変化量の奏するＸ、Ｙ座標上の所定の方向で並び換え行うものである。
図２８のように第４位及び第５位の線画を、横基本線に対して変化した領域Ｍを、図２９に示すように、マスクあるいは白塗りを施すことによって、下の順位の線画に隠線消去ができる。
【００７０】
図２７の線画立体図形Ｐ３ｅに隠線消去を施すと、図３０のＰ３ｆに示すように線画が重なり合うことなく立体図形を認識することができる。
【００７１】
（実施例２）
次に、ラスタデータＰ２又は変換データＰ４のｚ値を加工編集手段５により加工処理する場合における例について説明する。
【００７２】
加工編集手段５はラスタデータの加工編集だけでなく、加工データに最加工を施すことも可能である。例えば、加工データＰ５ｅに対し、任意の空間フィルタテーブルを用いて、空間周波数成分の変換を行うことができる。図３１に示す空間フィルタテーブルは、一般的に高域強調フィルタまたはラプラシアン法のエッジ検出フィルタとも呼ばれる空間フィルタテーブルである。この空間フィルタテーブルを用いて、加工データＰ５ｅを再加工した結果、図３２に示すようにｚ値を変換した加工データＰ５ｆを得ることができる。図３１に示す空間フィルタテーブルのマトリックスは５×５の標本点で示しているが、標本点の数に制限はない。
更に、加工データＰ５ｆに対して線画発生手段３を用いてｙ方向の任意の最大変化量を有する線画立体図形を作成した結果、図３３に示されるような立体図形の輪郭の高さを増した印象を与える線画立体図形Ｐ３ｉにすることができる。尚、上述した隠線消去も施している。
【００７３】
また、図３４に示す空間フィルタテーブルは、ガウシアン法の平滑化フィルタとも呼ばれる空間フィルタテーブルである。この空間フィルタテーブルを用いて、加工データＰ５ｅを再加工した結果、図３５に示すようにｚ値を変換した加工データＰ５ｈを得ることができる。図３４に示す空間フィルタテーブルのマトリックスは５×５の標本点で示しているが、標本点の数に制限はない。
更に、加工データＰ５ｈに対して線画発生手段３を用いてｙ方向の任意の最大変化量を有する線画立体図形を作成した結果、隣り合う標本点のｚ値が滑らかに近似するため、図３６に示されるような角のない柔らかな印象を与える線画立体図形Ｐ３ｋにすることができる。尚、上述した隠線消去も施している。
【００７４】
次に、図３７に示すように、加工データＰ５ｅのｚ値のヒストグラム（ア）を作成し、ヒストグラム（ア）の「０」から「２５５」のｚ値を、ヒストグラム（イ）のように変換することにより、図３８に示すような加工データＰ５ｇを得ることができる。
更に、加工データＰ５ｆに対し線画発生手段３を用いて図３３に示されるようなｙ方向の任意の最大変化量を有する線画立体図形を作成した結果、立体図形の手前にある高さを強調したような線画立体図形Ｐ３ｊを得ることができる。尚、ここでは上述した隠線消去も施している。
【００７５】
（実施例３）
次に、レンダリングを終えた図４０に示すラスタデータＰ２ｂを基に、線画発生手段３にて、より立体的な表現を可能にする実施の形態について説明する。
【００７６】
先ず、図４０に示すように、基本線方向がｘ軸方向であり、ラスタデータＰ２ｂ上の標本点Ｚｍｉｄｏｌｅ”と交わる基本線Ｂ２’は線画Ｌ２’のような形状で生成し、標本点Ｚｍａｘ”と交わる基本線Ｂ３’は線画Ｌ３’のような形状で生成し、標本点Ｚ０”と交わる基本線Ｂ４’は線画Ｌ４’のような形状で生成する。
【００７７】
本実施例は、線画発生手段３において全ての標本点のｚ値を任意の角度（方向）に任意の変化量を、パラメータ設定手段７によって手入力で設定することができるものである。例えば角度θ’を３０度とし、変化量ｘ３を２０ｍｍとしたとき、ラスタデータＰ２ｂ上の標本点Ｚｍａｘ”のｚ値２５５が最大変化量の２０ｍｍとなるようにするため、全ての標本点のｚ値に定数０．０７８（つまりｘ３／２５５＝０．０７８である。）を乗算する。
【００７８】
次に、上述のように図４０のラスタデータＰ２の標本点全てのｚ値に定数０．０７８を乗算し、図４０のラスタデータＰ２ｂ全体をほぼ網羅するように例えば縦ピッチが０．６２５ｍｍ且つ１６０本の横基本線からなる線画の集合模様を配置し、図８に示された変化の手法にて線画を描画する。これにより、図４１に示すような複数本の同一画線幅の直線及び曲線で形成した豊かな立体感のある物体表現の線画立体図形Ｐ３ｅを表示することができる。
【００７９】
更に、より自然な立体感を得るために、線画発生手段３では前記線画立体図形Ｐ３ｅに対し必要に応じて線画の描画像に変形を与えることができる。
例えば図４２に示すＰ３ｈは、図４１の線画立体図形Ｐ３ｇに７度の角度を有する角度θ”をパラメータ設定手段７において操作者が設定し、変形を与えた状態を示したものである。これにより、自然且つ豊かな立体感のある物体表現の線画立体図形Ｐ３ｈを表示することができる。
【００８０】
尚、本実施例は、線画発生手段３で角度θ’、角度θ”、変化量ｘ３をパラメータ設定手段７によって手入力で設定しているが、これらは３次元空間座標を計算して算出しても良い。
【発明の効果】
従来の３ＤＣＧでは、物体の立体感を奏するのはレンダリングによって得た画像の濃淡若しくは色相分けのみで写真的な階調画像になってしまうのに対し、本発明によれば、線画による複数本の同一画線幅の直線及び曲線によって、立体表面形状を表現する新しい３ＤＣＧを提供することができる。
【００８１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の立体表現用コンピュータ・グラフィックス・システムを示したブロック図。
【図２】従来の技術における二値画像Ａもしくは輪郭線データの境界線における線画レリーフ模様の画線の立ち上がりを示した説明図。
【図３】従来の技術における二値画像の連結成分の境界線からレリーフの立ち上がり形状を制御するテンプレートを示した説明図。
【図４】従来の技術における境界線より外側から発生する線画レリーフ模様を示した説明図。
【図５】本発明の実施の形態によるモデリングデータを示した説明図。
【図６】同実施の形態に従いモデリングデータのＺ軸の値を０〜２５５の２５６段階の量子化条件を示した説明図。
【図７】同実施の形態に従いモデリングデータにＺ軸レンダリングでラスタデータの作成を示した説明図。
【図８】同実施の形態に従いレンダリングを終えたラスタデータを基にモデリングデータが有する立体形状を線画表示させる方法示した説明図。
【図９】同実施の形態に従いラスタデータの標本点と交わる基本線の形状を示した説明図。
【図１０】同実施の形態に従いモデリングデータに対する視線の角度θから三角関数の定義によりｙ軸方向の最大変化量を示した説明図。
【図１１】同実施の形態に従い複数本の同一画線幅の直線及び曲線で形成した豊かな立体感のある物体表現の線画立体図形を示した説明図。
【図１２】同実施の形態に従い基本線方向がｙ軸方向とした場合の複数本の同一画線幅の直線及び曲線で形成した豊かな立体感のある物体表現の線画立体図形を示した説明図。
【図１３】同実施の形態に従い前記加工編集手段によって顔部のｚ値のみにランダムな係数を与えた加工データを示した説明図。
【図１４】同実施の形態に従い基本線方向がｙ軸方向とした場合の複数本の同一画線幅の直線及び曲線で形成し砂目状の質感のある物体表現の線画立体図形を示した説明図。
【図１５】同実施の形態に従い前記加工編集手段によって一定間隔の標本点領域についてｚ値の平均化を行った加工データを示した説明図。
【図１６】同実施の形態に従い基本線方向がｙ軸方向とした場合の複数本の同一画線幅の直線及び曲線で形成し階段状の高さをもつ物体表現の線画立体図形を示した説明図。
【図１７】同実施の形態に従い前記加工編集手段によって顔部の一定間隔の標本点領域についてｚ値の平均化を行い且つ背景部のｚ値のみにランダムな係数を与えた加工データを示した説明図。
【図１８】同実施の形態に従い基本線方向がｙ軸方向とした場合の複数本の同一画線幅の直線及び曲線で形成し顔部に階段状の高さをもち且つ背景部に砂目状の質感のある物体表現の線画立体図形を示した説明図。
【図１９】同実施の形態に従い前記加工編集手段によって顔部右半分のｚ値のみにランダムな係数を与えて且つ顔部左半分の一定間隔の標本点領域についてｚ値の平均化を行った加工データを示した説明図。
【図２０】同実施の形態に従い基本線方向がｙ軸方向とした場合の複数本の同一画線幅の直線及び曲線で形成し顔部右半分に階段状の高さをもち且つ顔部左半分に砂目状の質感のある物体表現の線画立体図形を示した説明図。
【図２１】同実施の形態に従い図形データ変更方法を実現可能にするコンピュータプログラムを記録した記録媒体の説明図。
【図２２】同実施の形態に従い想像上の動物「シーサー」の立体形状を、Ｂスプラインを用いて作成したモデリングデータ示した説明図。
【図２３】同実施の形態に従いシェーディング処理を使ってレンダリングしたラスタデータを示した説明図。
【図２４】同実施の形態に従いＺ軸レンダリング処理を使ってレンダリングしたラスタデータを示した説明図。
【図２５】同実施の形態に従いｚ値の線形変換の１価関数を示した説明図。
【図２６】同実施の形態に従いｚ値の範囲を「１２８」から「２５５」の高域に圧縮したラスタデータを示した説明図。
【図２７】同実施の形態に従い線画発生手段にて作成したｙ方向の任意の最大変化量を有する線画立体図形を示した説明図。
【図２８】同実施の形態に従い横基本線に対し標本点ｚ’から下向きの変化量ｙ’を与えて線画を生成させたとき、横基本線の順位が上からになるような並び換えを示した説明図。
【図２９】同実施の形態に従い横基本線に対して変化した領域Ｍを、マスクあるいは白塗りを施して下の順位の線画の隠線消去を示した説明図。
【図３０】同実施の形態に従い隠線消去を施した線画立体図形を示した説明図。
【図３１】同実施の形態に従いラプラシアン法のエッジ検出フィルタとも呼ばれる空間フィルタテーブルを示した説明図。
【図３２】同実施の形態に従い空間フィルタテーブルを用いてｚ値を変換した加工データを示した説明図。
【図３３】同実施の形態に従い線画発生手段を用いてｙ方向の任意の最大変化量を有する線画立体図形を作成し、立体図形の輪郭の高さを増した印象を与える線画立体図形を示した説明図。
【図３４】同実施の形態に従いガウシアン法の平滑化フィルタとも呼ばれる空間フィルタテーブルを示した説明図。
【図３５】同実施の形態に従い空間フィルタテーブルを用いてｚ値を変換した加工データを示した説明図。
【図３６】同実施の形態に従い線画発生手段を用いてｙ方向の任意の最大変化量を有する線画立体図形を作成し、角のない柔らかな印象を与える線画立体図形を示した説明図。
【図３７】同実施の形態に従い加工データのｚ値のヒストグラムの変換を示した説明図。
【図３８】同実施の形態に従い加工データのｚ値のヒストグラムの変換によって得た加工データを示した説明図。
【図３９】同実施の形態に従いｙ方向の任意の最大変化量を有する線画立体図形を作成し、立体図形の手前にある高さを強調したような線画立体図形を示した説明図。
【図４０】同実施の形態に従いＺ軸レンダリング処理を使ってレンダリングしたラスタデータを示した説明図。
【図４１】同実施の形態に従い任意の角度（方向）に任意の変化量によって作成した線画立体図形を示した説明図。
【図４２】同実施の形態に従い線画発生手段は前記線画立体図形に対し線画の描画像に変形を施した線画立体図形を示した説明図。
【符号の説明】
１ モデリングデータ入力手段
２ レンダリング手段
３ 線画発生手段
４ 変換出力手段
５ 加工編集手段
６ 校正確認手段
７ パラメータ設定手段
８ コンピュータ
９ フロッピーディスクドライブ
１０ 光ディスクドライブ
１１ フロッピーディスク
１２ ＣＤ−ＲＯＭ
１４ テープ再生装置
１５ 通信媒体
１６ ｚ値
１７ ｚ値
１８ 後方部
１９ 領域
Ａ 二値画像
Ｂ１ 基本線
Ｂ２ 基本線
Ｂ３ 基本線
ｂ３ 線画レリーフ模様
Ｂ４ 基本線
ｃ 距離
ｄ 画線
Ｌ１ 線画
Ｌ２ 線画
Ｌ３ 線画
Ｌ４ 線画
Ｍ 領域
Ｐ１ モデリングデータ
Ｐ１ａ モデリングデータ
Ｐ２ ラスタデータ
Ｐ２ 標本点群
Ｐ２ａ ラスタデータＰ２ｂ ラスタデータ
Ｐ３ 線画立体図形
Ｐ３ａ 線画立体図形
Ｐ３ｂ 線画立体図形
Ｐ３ｃ 線画立体図形
Ｐ３ｄ 線画立体図形
Ｐ３ｅ 線画立体図形
Ｐ３ｇ 線画立体図形
Ｐ３ｈ 線画立体図形
Ｐ３ｉ 線画立体図形
Ｐ３ｊ 線画立体図形
Ｐ３ｋ 線画立体図形
Ｐ４ 変換データ
Ｐ４ａ ラスタデータ
Ｐ５ 加工データ
Ｐ５ａ 加工データ
Ｐ５ｂ 加工データ
Ｐ５ｃ 加工データ
Ｐ５ｄ 加工データ
Ｐ５ｅ 加工データ
Ｐ５ｆ 加工データ
Ｐ５ｇ 加工データ
Ｐ５ｈ 加工データ
Ｑ５ 線画立体図形
Ｓ 視線
Ｘ 次元空間座標
ｘ２ 最大変化量
ｘ３ 変化量
ｙ 変化量
ｙ１ 最大長
ｙ１ 変化量
ｙ２ 最大変化量
ｚ’ 標本点
ｙ’ 変化量
Ｚ０ 空間座標
Ｚ０” 標本点
ｚ１ 最大長
Ｚｍａｘ 空間座標
Ｚｍａｘ” 標本点
Ｚｍｉｄｏｌｅ 空間座標
Ｚｍｉｄｏｌｅ” 標本点
α 整数値
β 整数値
θ 角度
θ” 角度

Claims (21)

1. ３次元空間座標からなるモデリングデータを入力させる段階と、３次元空間座標を示すＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸において、Ｘ軸、Ｙ軸の２次元座標上に設定した所定の標本点群と、前記標本点群の各標本点毎に前記モデリングデータのＺ軸の値を所定段階の量子化条件によって定めたｚ値を設定させたラスタデータを得るレンダリング段階と、前記ラスタデータを基に、前記ｚ値を変化量として複数本の同一画線幅の直線及び曲線から成る線画立体図形を発生させる線画発生段階とを備えた立体表現用画像の作成方法であって、
   レンダリング段階によって得た前記ラスタデータ形式に変換させる段階によって得た変換データにおける、前記ｚ値を所定の関数を用いて加工編集する段階を有することを特徴とする立体表現用画像の作成方法。
2. 前記加工編集させる段階において、前記ラスタデータにおけるｚ値を、１価関数を用いて線形変換することを特徴とする請求項１記載の立体表現用画像の作成方法。
3. 前記加工編集させる段階において、前記ラスタデータのｚ値のヒストグラムを作成し、前記ヒストグラム上でｚ値を非線形変換することを特徴とする請求項１記載の立体表現用画像の作成方法。
4. 前記加工編集させる段階において、前記ラスタデータのｚ値を空間フィルタテーブルを用いて、局所平均を行うことを特徴とする請求項１記載の立体表現用画像の作成方法。
5. 前記加工編集させる段階において、前記ラスタデータのｚ値を空間フィルタテーブルを用い、エッジを強調する処理を行うことを特徴とする請求項１記載の立体表現用画像の作成方法。
6. 前記加工編集させる段階において、前記ラスタデータのｚ値を空間フィルタテーブルを用い、隣り合う標本点のｚ値が滑らかに近似する処理を行うことを特徴とする請求項１記載の立体表現用画像の作成方法。
7. 前記加工編集させる段階において、前記ラスタデータのｚ値にランダムな係数を乗算することを特徴とする請求項１記載の立体表現用画像の作成方法。
8. 前記加工編集させる段階において、前記ラスタデータの前記ｚ値に対し、一定間隔の標本点領域において平均化を行うことを特徴とする請求項１記載の立体表現用画像の作成方法。
9. 前記線画発生段階において、前記ｚ値を変化量として形状が変化する複数本の同一画線幅の直線及び曲線から成る線画立体図形が、前記変化量の奏するＸ、Ｙ座標上の所定の方向で並び換えを行い、前記線画立体図形が前記ｚ値の変化量で変化した領域をマスクあるいは白塗りを施すことを特徴とする請求項１乃至８記載の立体表現用画像の作成方法。
10. レンダリング段階によって得たラスタデータ形式に変換させる段階によって得た変換データ、又は加工編集させる段階によって得た加工編集データ、又は線画発生段階によって得た複数本の同一画線幅の直線及び曲線から成る線画立体図形を、ディスプレイ・モニタ若しくはプリンタを用いて表示出力させる立体データ校正確認段階を更に有することを特徴とする請求項１乃至９記載の立体表現用画像の作成方法。
11. ３次元空間座標からなるモデリングデータを入力する手段と、３次元空間座標を示すＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸において、Ｘ軸、Ｙ軸の２次元座標上に設定した所定の標本点群と、前記標本点群の各標本点毎に前記モデリングデータのＺ軸の値を所定段階の量子化条件によって定めたｚ値で設定したラスタデータを得るレンダリング手段と、前記ラスタデータを基に、前記ｚ値の変化に従って複数本の同一画線幅の直線及び曲線を変化させて線画を発生させる線画発生手段とを備えたコンピュータ・グラフィックス・システムであって、
    レンダリング手段によって得た前記ラスタデータ形式に変換させる手段によって得た変換データの前記ｚ値を所定の関数を用いて加工編集する手段を有することを特徴とするコンピュータ・グラフィックス・システム。
12. 前記加工編集する手段において、前記ラスタデータを、１価関数を用いて前記ｚ値を線形変換することを特徴とする請求項１１記載のコンピュータ・グラフィックス・システム。
13. 前記加工編集する手段において、前記ラスタデータの前記ｚ値のヒストグラムを作成し、前記ヒストグラム上で前記ｚ値を非線形変換することを特徴とする請求項１１記載のコンピュータ・グラフィックス・システム。
14. 前記加工編集する手段において、前記ラスタデータを、前記ｚ値を空間フィルタテーブルを用いて、局所平均を行うことを特徴とする請求項１１記載のコンピュータ・グラフィックス・システム。
15. 前記加工編集する手段において、前記ラスタデータを、前記ｚ値を空間フィルタテーブルを用いて、エッジを強調する処理を行うことを特徴とする請求項１１記載のコンピュータ・グラフィックス・システム。
16. 前記加工編集する手段において、前記ラスタデータにおけるＸ軸、Ｙ軸の２次元座標上に設定した任意の標本点群に、標本化分解能の補間修正を行うことを特徴とする請求項１１記載のコンピュータ・グラフィックス・システム。
17. 前記加工編集する手段において、前記ラスタデータのｚ値にランダムな係数を乗算することを特徴とする請求項１１記載のコンピュータ・グラフィックス・システム。
18. 前記加工編集する手段において、前記ラスタデータの前記ｚ値に対し、一定間隔の標本点領域において平均化を行うことを特徴とする請求項１１記載のコンピュータ・グラフィックス・システム。
19. 前記線画発生段階において、前記ｚ値を変化量として形状が変化する複数本の同一画線幅の直線及び曲線から成る線画立体図形が、前記変化量の奏するＸ、Ｙ座標上の所定の方向で並び換えを行い、前記線画立体図形が前記ｚ値の変化量で変化した領域をマスクあるいは白塗りを施すことを特徴とする請求項１１乃至１８記載のコンピュータ・グラフィックス・システム。
20. レンダリング手段によって得たラスタデータ形式に変換させる手段によって得た変換データ、又は加工編集させる手段によって得た加工編集データ、又は線画発生手段によって得た複数本の同一画線幅の直線及び曲線から成る線画立体図形を、ディスプレイ・モニタ若しくはプリンタを用いて表示出力させる立体データ校正確認手段を更に有することを特徴とする請求項１１乃至１９記載のコンピュータ・グラフィックス・システム。
21. 前記モデリングデータを入力する手段についてはモデリングデータのデータタイプの選択、前記レンダリング手段についてはラスタデータの標本化分解能の設定と各標本点毎の整数値範囲の設定、前記線画発生手段については複数本の同一画線幅の直線及び曲線の数、長さ、位置、画線幅、色、変化量の設定、前記変換出力手段についてはラスタデータを変換するファイルフォーマットの選択、前記加工編集手段についてはラスタデータ又は前記変換データのｚ値を修正するための設定値の設定、前記校正確認手段については線画立体図形の選択又は変換データの選択又は加工データの選択における所定の設定値を設定するためのパラメータ設定手段を備えることを特徴とする請求項１１乃至２０記載のコンピュータ・グラフィックス・システム。

Images