JP5115448B2 - 異方性反射媒体作成装置、異方性反射媒体作成方法、およびプログラム - Google Patents
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Description
そこで、任意の立体形状に基づいて方向性を制御した多数の曲線群を生成し、これを凹凸に加工することにより、元の立体形状を見せる反射の変化の様相を表す異方性反射を実現することができる。(例えば、特許文献1)
特許文献2では、個々の曲線を描画する際に排他的論理和をとるという方法が開示されているが、図14に示すように、線の生成において重なりや隙間を完全に回避することはできない。また、線が切れ切れになってしまい、設定よりも細い線が大量に生成されてしまう。
また、非特許文献1では、ベクタープロットを行う際、ぼけた画像で線の疎密度合いを評価し、密ならば点を移動させたり、線の幅を細くしたり、濃淡で調整を行う。再び疎密度合いを評価し、問題が解消されていれば動かした点の位置、線の幅を採用するという処理を全ての曲線に対して繰り返すという方法が開示されている。非特許文献2では、曲線を描画する際、線の疎密度合いが疎なところから線を引いていき、曲線間の内接円の大きさを比較し、内接円の半径が所定の値dよりも小さくならないように、すなわち、曲線間の距離が所定の値dに近づいたら線を引くのをやめるという方法が開示されている。
また、これらの版下をエッチング等で凹凸を実体化して作成した異方性反射媒体では、線と背景の境界部分に形成される斜面が異方性反射素子と同様の働きをすることにより、全体として異方性反射媒体としての絵柄を表現している。従って、絵柄の中で線の存在密度が一定でないと、絵柄の部分によって反射輝度が変化するため、異方性反射媒体としては好ましくない。
最初に生成した曲線群に基づいて、曲線セグメントには規定画素数N以上の長さを確保しながら、累積誤差を積算して曲線セグメントの描画判断を行うことにより、一定の曲線セグメント長を確保した破線化が可能となる。これにより、より均一な分布の溝を持ち、スクラッチパターンが目立たず、高輝度で均一な輝度を有する異方性反射媒体を実現することが可能となり、意匠的にも好ましい。
曲線群を生成し、曲線密度が均一ではない部分に含まれる曲線群を破線化することにより、見た目で均一な曲線群を作成して版下画像を作成し、エンボス加工、盛り上げ印刷等を行うことで、より均一な分布の溝を持った異方性反射を実現することができる。
図1は、第1の実施の形態に係る異方性反射媒体作成装置1を実現するコンピュータのハードウェア構成図である。尚、図1のハードウェア構成は一例であり、用途、目的に応じて様々な構成を採ることが可能である。
異方性反射媒体作成装置1は、制御部3、記憶部5、メディア入出力部7、通信制御部9、入力部11、表示部13、周辺機器I/F部15等が、バス17を介して接続される。
ROMは、不揮発性メモリであり、コンピュータのブートプログラムやBIOS等のプログラム、データ等を恒久的に保持している。
RAMは、揮発性メモリであり、記憶部5、ROM、記録媒体等からロードしたプログラム、データ等を一時的に保持するとともに、制御部3が各種処理を行う為に使用するワークエリアを備える。
これらの各プログラムコードは、制御部3により必要に応じて読み出されてRAMに移され、CPUに読み出されて各種の手段として実行される。
入力部11を介して、コンピュータに対して、操作指示、動作指示、データ入力等を行うことができる。
図2は、異方性反射媒体作成装置1の機能の概要を示すブロック図である。
生成された曲線群は、曲線を近似した点列で表現される。これらの点列は、例えば、スプライン補間のような補間方法により曲線としてラスタ化される。
参照画像作成手段24は、曲線群生成手段22により生成された曲線群をパラメータ入力手段23により指定された版下画像の解像度でラスタ展開し、ローパルフィルタリングを施した画像Lを生成する。画像Lの画素値L(x,y)は、その画素の近傍に現れる曲線エッジの数を表す。曲線エッジは黒画素で示され、異方性反射媒体では異方性反射素子、すなわち異方性反射媒体の溝の壁である。参照画像作成手段24は、全ての画素の中で画素値L(x,y)の最小値Mを算出する。そして、参照画像作成手段24は、画像全体の曲線密度を一定に近づけるため、画像の全ての位置において、近傍の曲線エッジ数がMとなるように曲線を破線化する。版下画像において、画素(x,y)を曲線が通過する場合、この画素(x,y)に実際に描画する確率P(x,y)を求める。実際に描画する確率P(x,y)は、式P(x,y)=M/L(x,y)により算出する。
近傍の曲線密度を参照しながら、実際に描画する確率P(x,y)を求めることにより、個々の曲線は破線化され、版下画像全体において曲線が均一に配置される。
図3は、異方性反射媒体作成装置1が行う版下データ作成処理の流れを示すフローチャート、図4は、曲線群生成手段22により生成した曲線群の一例を示す図、図5は、参照画像作成手段24による処理の流れを示すフローチャート、図6は、曲線群生成手段22により生成した曲線群をラスタ展開、ローパスフィルタリングして得た画像の一例を示す図、図7は、参照画像作成手段24により、曲線密度を一定に近づけて得た画像の一例を示す図、図8は、参照画像作成手段24により、曲線密度を一定に近づけて得た画像をラスタ展開、ローパスフィルタリングして得た画像の一例を示す図である。
画像Lの濃淡は、例えば0〜255の階調を持ち、画像中の各位置(x,y)の近傍に含まれる曲線エッジの疎密を表現する。各画素の画素値L(x,y)は、その近傍に含まれる曲線エッジ数を示す。画像Lの中の相対的に明るい位置では、その近傍に含まれる曲線エッジが少ないことを示し、相対的に暗い位置では、その近傍に含まれる曲線エッジが多いことを示す。曲線を均一に配置するため、画像L全体で最も明るい位置、すなわち最も曲線エッジが疎な位置に全体を合わせるように、個々の曲線を破線化する。なお、線幅1でラスタ化しているため、ローパスフィルタリングの結果で含まれる黒画素は、曲線エッジを表している。
版下データ作成手段25は、参照画像作成手段24により求めた実際に描画する確率P(x,y)を参照し、曲線群生成手段22により生成した曲線群の各画素を実際に描画するかどうか決定する。例えば、画素毎に0から1の間をとる一様分布乱数R(x,y)を生成し、P(x,y)>R(x,y)の条件が成立した場合にのみ、実際に画素(x、y)を描画する。
以上のとおり、異方性反射媒体作成装置1は、異方性反射媒体の作成に用いる版下データを作成する。
以上説明したように、第1の実施の形態に係る異方性反射媒体作成装置1は、曲線群を生成し、曲線密度が均一ではない部分に含まれる曲線群を破線化することにより、見た目で均一な曲線群を作成して版下画像を作成し、エンボス加工、盛り上げ印刷等を行うことで、より均一な分布の溝を持った異方性反射を実現する。
図9は、点列で定義した曲線を説明する図、図10は、異方性反射媒体作成装置1が行う曲線描画の処理の流れを示すフローチャート、図11は、曲線群生成手段22により生成した曲線群の一例を示す図、図12は、曲線群生成手段22により生成した曲線群をラスタ展開、ローパスフィルタリングして得た画像の一例を示す図である。
そこで、第2の実施の形態では、各曲線を破線化しながらラスタ化する際、描画判断を画素毎ではなく曲線単位で行い、描画する曲線セグメントは予め決めたN画素以上の長さを確保する。
ただし、最初に累積誤差Errを0とすると、曲線を描画するときに必ず1画素目が描画されて黒となり、曲線密度が密集してしまう可能性もあるため、Errを乱数として設定するようにしてもよい。
終了していない場合、描画中の画素長Lcが規定画素数N未満かどうかを判定し(ステップS306)、描画中の画素長Lcが規定画素数N未満の場合はステップS302に戻り、描画処理を続ける。
累積誤差Errが0以上の場合、次の画素には曲線セグメントを描画しないため、変数iをi=i+1とし(ステップS308)、曲線の最終画素(xn−1,yn−1)の描画判断処理が終了したかどうか、すなわち、i==nでないかどうか判定し(ステップS309)、i==nでなければ次の処理に進む。
最初の画素を黒画素とすると、累積誤差ErrはErr=Err+(1−P(x,y))=0+(1−1/10)=9/10となる。すなわち、黒画素を描画することにより、9/10の誤差が累積される。
次の画素は、黒画素が最低でも2画素連続する必要があるため黒画素となり、累積誤差ErrはErr=9/10+(1−1/10)=18/10となる。累積誤差は0より大きいため、この画素は「描画しすぎてしまった黒」という評価になる。
このように、最初に生成した曲線上で2画素の黒、18画素の白がそれぞれ交互に現れ、描画した黒画素の確率は2/20=1/10で、実際に描画する確率P(x,y)=1/10と一致することになる。
これにより、より均一な分布の溝を持ち、スクラッチパターンが目立たず、高輝度で均一な輝度を有する異方性反射媒体を実現することが可能となり、意匠的にも好ましい。
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
21………ベクトル場入力手段
22………曲線群生成手段
23………パラメータ入力手段
24………参照画像作成手段
25………版下データ作成手段
26………線分版下データ
Claims (7)
- 表面が曲線パターンによって立体加工される異方性反射媒体を作成する異方性反射媒体作成装置であって、
曲線を配置するためのベクトル場を入力するベクトル場入力手段と、
版下画像の解像度、曲線の密度、曲線の長さ等のパラメータを入力するパラメータ入力手段と、
前記ベクトル場を用いて、前記パラメータに従って曲線群を生成する曲線群生成手段と、
前記曲線群を、前記パラメータに従ってラスタ展開、ローパルフィルタリングした画像を生成し、前記画像の中の最小画素値を算出し、前記最小画素値と各画素の画素値を用いて、各画素の実際に描画される確率を算出する参照画像作成手段と、
前記曲線群を、前記確率に従って描画する版下データ作成手段と、
を具備することを特徴とする異方性反射媒体作成装置。 - 前記版下データ作成手段は、前記曲線群に含まれる曲線毎に、一定のセグメント長を保持しながら、前記確率に従って描画確率密度の累積誤差を積算し、累積誤差が一定未満となるように描画の継続、中断を判断することにより、曲線を破線化して描画することを特徴とする請求項1記載の異方性反射媒体作成装置。
- 前記版下データ作成手段は、前記曲線群をラスタ展開し、前記確率を参照して各画素を実際に描画するかどうかを判定することを特徴とする請求項1記載の異方性反射媒体作成装置。
- 表面が曲線パターンによって立体加工される異方性反射媒体を作成する異方性反射媒体作成方法であって、
曲線を配置するためのベクトル場を入力するベクトル場入力ステップと、
版下画像の解像度、曲線の密度、曲線の長さ等のパラメータを入力するパラメータ入力ステップと、
前記ベクトル場を用いて、前記パラメータに従って曲線群を生成する曲線群生成ステップと、
前記曲線群を、前記パラメータに従ってラスタ展開、ローパルフィルタリングした画像を生成し、前記画像の中の最小画素値を算出し、前記最小画素値と各画素の画素値を用いて、各画素の実際に描画される確率を算出する参照画像作成ステップと、
前記曲線群を、前記実際に描画される確率に従って描画する版下データ作成ステップと、
を具備することを特徴とする異方性反射媒体作成方法。 - 前記版下データ作成ステップは、前記曲線群に含まれる曲線毎に、一定のセグメント長を保持しながら、前記実際に描画される確率に従って描画確率密度の累積誤差を積算し、累積誤差が一定未満となるように描画の継続、中断を判断することにより、曲線を破線化して描画することを特徴とする請求項4記載の異方性反射媒体作成方法。
- 前記版下データ作成ステップは、前記曲線群をラスタ展開し、前記実際に描画される確率を参照して各画素を実際に描画するかどうかを判定することを特徴とする請求項4記載の異方性反射媒体作成方法。
- コンピュータを請求項1から請求項3のいずれかに記載の異方性反射媒体作成装置として機能させるプログラム。
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