JP5491661B1 - 画像生成方法、画像生成装置、画像生成用プログラム、彫刻物製造方法、及び彫刻物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】X軸方向、及び前記X軸方向に直交するY軸方向からなるX−Y座標平面上の複数の座標位置の画素値を含む、立体物の画像データを取得する画像データ取得工程(S1)と、それぞれの前記座標位置に対応する前記立体物の高さを取得する高さ取得工程(S2)と、複数の万線を、当該複数の万線の幅と同じ間隔で前記X−Y座標平面上に配置することで万線画像を生成する万線画像生成工程(S3)と、それぞれの前記座標位置に対応する前記高さに基づいて、当該座標位置における前記万線の位置がY軸方向に移動した変形万線画像を生成する変形万線画像生成工程(S4)と、それぞれの前記座標位置における前記画素値に基づいて、前記座標位置における前記万線の幅が変更された2値画像を生成する2値画像生成工程(S5)と、を備える。
【選択図】図2
Description
[画像生成方法]
図1は、第1の実施形態に係る画像生成装置1の構成を示す図である。図2は、第1の実施形態に係る画像生成方法のフローチャートである。画像生成装置1は、画像データ取得部10と、高さ取得部11と、万線画像生成部12と、変形万線画像生成部13と、2値画像生成部14とを備える。画像生成装置1は、CPU等のコンピュータを有しており、コンピュータは、メモリ等の記憶媒体に格納された画像生成用プログラムに基づいて、画像生成方法に係る画像データ取得工程(S1)と、高さ取得工程(S2)と、万線画像生成工程(S3)と、変形万線画像生成工程(S4)と、2値画像生成工程(S5)とを実行することができる。
以下、図1及び図2を参照して、画像生成装置1の構成及び動作を説明する。
また、高さ取得部11は、画像データに、それぞれの座標位置に関連付けて高さを示す情報が含まれていない場合、画像データにおける輪郭線に基づいて、高さを算出する。具体的には、高さ取得部11は、画像データに含まれる輪郭線を抽出する(S21)。図5は、図3の画像データから抽出された輪郭線を示す図である。
具体的には、変形万線画像生成部13は、まず、高さ取得部11によってメモリに記憶された(xA’,yA’)に対応する高さhを読み出す。次に、変形万線画像生成部13は、(xA’,yA’)の位置の万線のY軸方向の移動量ah(ただし、aは実数)を算出する。続いて、変形万線画像生成部13は、Y座標をahの大きさだけ移動する。すなわち、変形万線画像生成部13は、(xA’,yA’)の位置の万線を(xA’,yA’+ah)の位置に移動する。変形万線画像生成部13は、万線上のそれぞれの座標位置に対して上記の移動処理を行うことにより、変形万線画像を生成する。なお、a<0の場合には、立体物を上方から見下ろしたように表現され、a>0の場合には、立体物を下方から見上げたように表現される。
また、図11(e)は、1本の万線をY軸方向に複数の万線に分割し、分割後のそれぞれの万線上の座標位置に対応する画像データの画素値に基づいて、それぞれの万線の幅を調整することにより、複数の階調に対応する2値画像を生成できることも示している。例えば、図11(e)における階調4+1/2は、分割後の上側の万線の階調が階調5で、分割後の下側の万線の階調が階調4である場合を示している。このように、Y軸方向に非対称に幅を変化させることで、画像データの階調情報をより微細に表現することが可能になる。
以下、上記の画像生成方法により生成された2値画像を用いて、基底材に彫刻をする方法について説明する。
図12Aから図12Dは、上記の画像生成方法により得られた2値画像を基底材に彫刻する第1の方法を示す図である。
続いて、図12Bに示すように、レジストを塗布した基底材に研削材を吹き付けるブラスト処理、又はエッチング剤を用いるエッチング処理を施し、レジストが塗布されていない領域に凹部を形成する。なお、ブラスト処理及びエッチング処理を併用して凹部を形成してもよい。
続いて、図12Dに示すように、レジストを剥離することにより、2値画像の黒色領域に対応する凹部が黒く、2値画像の白色領域に対応する凹部以外の部分が黒色よりも明るい色の彫刻が完成する。
図13Aから図13Dは、上記の画像生成方法により得られた2値画像を基底材に彫刻する第2の方法を示す図である。
図14は、上記の画像生成方法により得られた2値画像を基底材に彫刻する第3の方法を示す図である。本方法においては、2値画像の黒色の領域に対応する位置に、切削工具やレーザ加工等を用いて凹部を彫刻する。凹部の深さを凹部の幅以上にすることにより、凹部の内部に影が生じて黒く見える。このようにすることで、着色することなく、2値画像の黒色の領域が濃く見え、元画像の明暗が表現された彫刻を作成することができる。
図15A及び図15Bは、上記の画像生成方法により得られた2値画像を基底材に彫刻する第4の方法を示す図である。まず、図15Aに示すように、基底材の表面をメッキ処理や塗装処理により着色する。例えば、基底材の表面を黒色に着色する。続いて、切削工具等を用いて彫刻することにより、2値画像における黒色領域に対応する部分が着色されて突出した彫刻が完成する。
図16A及び図16Bは、上記の画像生成方法により得られた2値画像を基底材に彫刻する第5の方法を示す図である。本方法で用いられる基底材の色は、第4の方法で用いた基底材の色よりも濃い。
図17A及び図17Bは、上記の画像生成方法により得られた2値画像を基底材に彫刻する第6の方法を示す図である。
まず、図17Aに示すように、2値画像の黒色の領域に対応する位置に、切削工具等を用いて凹部を彫刻する。続いて、凹部に基底材の色よりも濃い色の塗料を流し込み、凹部以外の領域に付着した塗料を拭き取る。このようにすることで、2値画像の黒色の領域が濃く見える彫刻を作成することができる。
図18Aから図18Dは、上記の画像生成方法により得られた2値画像を基底材に彫刻する第7の方法を示す図である。
続いて、図18Bに示すように、レジストを塗布した基底材にブラスト処理又はエッチング処理を施し、レジストが塗布されていない領域に凹部を形成する。その結果、レジストが塗布された領域に凸部が形成される。
図19Aから図19Dは、上記の画像生成方法により得られた2値画像を基底材に彫刻する第8の方法を示す図である。
図20A及び図20Bは、上記の画像生成方法により得られた2値画像を基底材に彫刻する第9の方法を示す図である。図12から図19における凹部の側面及び底面は平面状に形成されていたが、図20A及び図20Bに示すように、基底材に形成される凹部の内部には曲面が形成されていてもよい。
なお、上記の各彫刻方法で得られた彫刻板を鋳型として、この鋳型に溶解させた金属や樹脂を流し込んで固化させることにより、同一の彫刻物を複数製造することができる。
以上のとおり、本実施形態によれば、複数の万線を、当該複数の万線の幅と同じ間隔で前記X−Y座標平面上に配置することで生成した万線画像における万線を、立体物の高さに基づいてY軸方向に移動した変形万線画像を生成し、画像データの画素値に基づいて、変形万線画像を構成する万線の幅を変更することにより、立体物の形状と絵柄とを基底材における二次元座標上で表現可能な2値画像を生成できるという効果を奏する。本実施形態の構成によれば、コンピュータを用いて、彫刻に適した2値画像を生成できるので、属人的な特殊技能によることなく、良質な彫刻を短期間で製造することが可能になる。
第1の実施形態においては、立体物の高さを取得する高さ取得工程と、複数の万線を、当該複数の万線の幅と同じ間隔でX−Y座標平面上に配置することで万線画像を生成する万線画像生成工程と、それぞれの座標位置に対応する高さに基づいて、当該座標位置における万線の位置をY軸方向に移動する変形万線画像生成工程とを順次実行することで、変形万線画像を生成した。これに対して、第2の実施形態においては、X軸方向、及びX軸方向に直交するY軸方向からなるX−Y座標平面上の複数の座標位置の画素値を含む、立体物の画像データを取得する画像データ取得工程と、当該画像データに基づいて立体物を形成する工程とを経て形成した立体物にレーザ光を照射することで、変形万線画像を生成する点で、第1の実施形態と異なる。
まず、任意の連続階調の写真を用意する。次に、アクリル板などの透明なプラスチック板に熱を加えて可塑性を高めた上で変形させて、元画像の顔などの立体的な形態を再現する。プラスチック板を変形させる代わりに、三次元画像データに基づいて、三次元プリンターによって立体的な形態を再現してもよい。
以上のとおり、第2の実施形態によれば、元画像に基づいて立体的な形態を再現した後にレーザ光を照射することにより変形万線画像を生成する。このようにすることで、画像データに高さ情報が含まれない場合であっても、所望の立体形状を表す2値画像と、彫刻物を生成することができる。また、本実施形態によれば、元画像がデータではなく従来型の写真である場合に、デジタル処理の工程を経ることなく、立体形状を表現することができる。
上記の実施形態においては、画像データが示す立体物の高さ情報に基づいて万線のY軸方向の位置を移動させた後に、画像データの画素値に基づいて万線の幅及び万線を構成する線分の長さのいずれかを変更することにより2値画像が生成されていた。しかし、立体物の高さ情報を用いることなく、画像データの画素値に基づいて万線の幅及び万線を構成する線分の長さのいずれかを変更してもよい。
10 画像データ取得部
11 高さ取得部
12 万線画像生成部
13 変形万線画像生成部
14 2値画像生成部
Claims (11)
- X軸方向、及び前記X軸方向に直交するY軸方向からなるX−Y座標平面上の複数の座標位置の画素値を含む、立体物の表面の絵柄を前記X−Y座標平面上に投影して得られる画像データを取得する画像データ取得工程と、
それぞれの前記座標位置に対応する前記立体物の高さを取得する高さ取得工程と、
複数の万線を、当該複数の万線の幅と同じ間隔で前記X−Y座標平面上に配置することで万線画像を生成する万線画像生成工程と、
それぞれの前記座標位置に対応する前記高さに基づいて、当該座標位置における前記万線の位置がY軸方向に移動した変形万線画像を生成する変形万線画像生成工程と、
それぞれの前記座標位置における前記画素値に基づいて、前記座標位置における画素値が黒色の画素値に近ければ近いほど前記万線の幅を大きくするとともに、前記座標位置における画素値が白色の画素値に近ければ近いほど前記万線の幅を小さくすることで、前記座標位置における前記万線の幅が変更された2値画像を生成する2値画像生成工程と、
を備える画像生成方法。 - 前記万線画像生成工程において、
前記2値画像に基づいて加工する基底材を加工可能な最小の幅より大きい幅の複数の万線を、当該複数の万線の幅と同じ間隔で前記X−Y座標平面上に配置することで前記万線画像を生成する、
請求項1に記載の画像生成方法。 - 前記2値画像生成工程において、
前記座標位置における画素値が所定の閾値よりも白色の画素値に近い場合に前記万線を分断することで、前記2値画像を生成する、
請求項2に記載の画像生成方法。 - 前記高さ取得工程は、
前記画像データにおける輪郭線を抽出する工程と、
それぞれの前記座標位置と前記輪郭線からの距離に応じて前記高さを決定する工程と、
を有する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の画像生成方法。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の画像生成方法により生成された前記2値画像に基づいて、基底材に凹部及び凸部を形成する工程
を備える彫刻物の製造方法。 - 前記2値画像に含まれる前記万線の位置に基づいて、前記凹部及び凸部の少なくとも一部に着色する工程
をさらに備える請求項5に記載の彫刻物の製造方法。 - 前記2値画像に含まれる前記万線の位置に基づいて、前記万線の幅以上の深さの凹部を形成する工程
をさらに備える請求項5又は6に記載の彫刻物の製造方法。 - X軸方向、及び前記X軸方向に直交するY軸方向からなるX−Y座標平面上の複数の座標位置の画素値を含む、形成する立体物の表面の絵柄を前記X−Y座標平面上に投影して得られる画像データを取得する画像データ取得工程と、
前記画像データに基づいて前記立体物を形成する工程と、
前記立体物に所定の角度からレーザ光を照射することで、複数の万線が、当該複数の万線の幅と同じ間隔で前記X−Y座標平面上に配置され、かつ、それぞれの前記座標位置に対応する高さに基づいて、当該座標位置における前記万線の位置がY軸方向に移動した変形万線画像を生成する変形万線画像生成工程と、
それぞれの前記座標位置における前記画素値に基づいて、前記座標位置における画素値が黒色の画素値に近ければ近いほど前記万線の幅を大きくするとともに、前記座標位置における画素値が白色の画素値に近ければ近いほど前記万線の幅を小さくすることで、前記座標位置における前記万線の幅が変更された2値画像を生成する2値画像生成工程と、
を備える画像生成方法。 - X軸方向、及び前記X軸方向に直交するY軸方向からなるX−Y座標平面上の複数の座標位置の画素値を含む、立体物の表面の絵柄を前記X−Y座標平面上に投影して得られる画像データを取得する画像データ取得部と、
それぞれの前記座標位置に対応する前記立体物の高さを取得する高さ取得部と、
複数の万線を、当該複数の万線の幅と同じ間隔で前記X−Y座標平面上に配置することで万線画像を生成する万線生成部と、
それぞれの前記座標位置に対応する前記高さに基づいて、当該座標位置における前記万線の位置をY軸方向に移動することで変形万線画像を生成する変形万線画像生成部と、
それぞれの前記座標位置における前記画素値に基づいて、前記座標位置における画素値が黒色の画素値に近ければ近いほど前記万線の幅を大きくするとともに、前記座標位置における画素値が白色の画素値に近ければ近いほど前記万線の幅を小さくすることで、前記座標位置における前記万線の幅が変更された2値画像を生成する2値画像生成部と、
を備える画像生成装置。 - コンピュータに、
X軸方向、及び前記X軸方向に直交するY軸方向からなるX−Y座標平面上の複数の座標位置の画素値を含む、立体物の表面の絵柄を前記X−Y座標平面上に投影して得られる画像データを取得する画像データ取得工程と、
それぞれの前記座標位置に対応する前記立体物の高さを取得する高さ取得工程と、
複数の万線を、当該複数の万線の幅と同じ間隔で前記X−Y座標平面上に配置することで万線画像を生成する万線画像生成工程と、
それぞれの前記座標位置に対応する前記高さに基づいて、当該座標位置における前記万線の位置がY軸方向に移動した変形万線画像を生成する変形万線画像生成工程と、
それぞれの前記座標位置における前記画素値に基づいて、前記座標位置における画素値が黒色の画素値に近ければ近いほど前記万線の幅を大きくするとともに、前記座標位置における画素値が白色の画素値に近ければ近いほど前記万線の幅を小さくすることで、前記座標位置における前記万線の幅が変更された2値画像を生成する2値画像生成工程と、
を実行させるための画像生成用プログラム。 - X軸方向、及び前記X軸方向に直交するY軸方向からなるX−Y座標平面上の複数の座標位置の画素値を含む画像データと、それぞれの幅と同じ間隔で前記X−Y座標平面上に配置された複数の万線を前記画素値に基づいて変形することにより凹部及び凸部が形成された彫刻物であって、前記座標位置に対応する立体物の高さに応じてY軸方向の位置が異なり、かつ、前記立体物の表面の絵柄を前記X−Y座標平面上に投影して得られる前記画像データの前記座標位置ごとの画素値に応じて幅が異なる前記凹部及び前記凸部が形成された基底材を備える彫刻物。
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