JP6085948B2 - 表示装置、表示方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、表示装置、表示方法およびプログラムに関する。

印刷システムにおいて、実際の印刷を行う前に、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）の画面などに、印刷結果を推定するプレビュー画像を表示する印刷システムも知られている。このように、プレビュー画像を表示することにより、ユーザは印刷前に印刷結果を確認することができるので、ミスプリントを防止することができる。プレビュー画像を表示する技術としては、例えば、特許文献１には、プレビュー画像を表示する際に、光の反射による表現を擬似的にディスプレイ上に表示する技術が開示されている。

しかしながら、このような従来技術では、印刷データをディスプレイにプレビュー表示する際に、紙種に応じて光源の映り込みとたわみ方で表現しているが、用紙を特定の不連続な形状変化による撓み表現をさせるだけでは、一般的な用紙の扱い方における用紙の曲がり方を表現できておらず、印刷仕上がりのプレビュー表示において、用紙らしさを的確に表現することが困難であり、用紙の質感を踏まえた印刷結果を事前に確認することが困難であるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、プレビュー表示において、用紙の質感を踏まえた印刷結果を事前に容易に確認することができる表示装置、表示方法およびプログラムを提供することを主な目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる表示装置は、印刷データのプレビュー表示を行う表示装置であって、ユーザから、前記印刷データを印刷する用紙の振る舞いの入力を受け付ける入力手段と、入力された前記用紙の振る舞いから、前記用紙の予め定められた折り曲げ形状の組み合わせを特定する折り曲げ形状特定手段と、特定された前記折り曲げ形状の組み合わせの動作を表す立体画像を生成する折り曲げ形状生成手段と、生成された前記立体画像を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる表示方法は、印刷データのプレビュー表示を行う表示方法であって、ユーザから、前記印刷データを印刷する用紙の振る舞いの入力を受け付けるステップと、入力された前記用紙の振る舞いから、前記用紙の予め定められた折り曲げ形状の組み合わせを特定するステップと、特定された前記折り曲げ形状の組み合わせの動作を表す立体画像を生成するステップと、生成された前記立体画像を表示するステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明にかかるプログラムは、印刷データのプレビュー表示を行うコンピュータに実行させるためのプログラムであって、ユーザから、前記印刷データを印刷する用紙の振る舞いの入力を受け付けるステップと、入力された前記用紙の振る舞いから、前記用紙の予め定められた折り曲げ形状の組み合わせを特定するステップと、特定された前記折り曲げ形状の組み合わせの動作を表す立体画像を生成するステップと、生成された前記立体画像を表示するステップと、を前記コンピュータに実行させる。

本発明によれば、プレビュー表示において、用紙の質感を踏まえた印刷結果を事前に容易に確認することができるという効果を奏する。

図１は、本実施の形態の表示装置の機能的構成を示すブロック図である。 図２は、硬さテーブルの一例を示す図である。 図３は、戻し形状と曲げ形状の違いを説明するための図である。 図４は、手持ち位置を「下」、折り曲げ方法を「持ち上げ」と指定した場合のプレビュー表示の例を示す図である。 図５は、手持ち位置を「左」、折り曲げ方法を「後方めくり」に指定した場合のプレビュー表示の例を示す図である。 図６は、手持ち位置を「左」、折り曲げ方法を「前方めくり」に指定した場合のプレビュー表示の例を示す図である。 図７は、折り曲げ方法が「持ち上げ」、手持ち位置が「下」の場合の折り曲げ形状の組み合わせを示す図である。 図８は、折り曲げ方法が「後方めくり」、手持ち位置が「左」の場合の折り曲げ形状の組み合わせを示す図である。 図９は、折り曲げ方法が「前方めくり」、手持ち位置が「左」の場合の折り曲げ形状の組み合わせを示す図である。 図１０は、本実施の形態の折り曲げ形状生成部１２０による折り曲げ形状生成処理の手順を示すフローチャートである。 図１１は、制御点の一例を示す図である。 図１２は、制御点の一例を示す図である。 図１３は、角度θの時の戻し形状の制御点の例を示す図である。 図１４は、補正部によるベジエ曲面の補正処理の手順を示すフローチャートである。 図１５は、用紙の長さの補正について説明するための図である。 図１６は、テクスチャマッピングの際に発生する歪みを示す図である。 図１７は、テクスチャマッピングによる歪み補正について説明するための図である。 図１８は、ｕ＝１、ｖ＝０．５の時のＳ（１，０．５）とＴ（１，０．５）の位置を示す図である。 図１９は、テクスチャ用ベジエ曲面の制御点として追加する制御点の配置例を示す図である。 図２０は、テクスチャ用ベジエ曲面の制御点として追加する制御点の配置例を示す図である。 図２１は、角度θの時の曲げ形状の場合の制御点を示す図である。 図２２は、本実施の形態の表示装置のハードウェア構成図である。

以下に添付図面を参照して、表示装置、表示方法およびプログラムの実施の形態を詳細に説明する。

本実施の形態の表示装置は、画像形成装置としての印刷装置にネットワークで接続され、印刷装置で印刷するための印刷データを、印刷前の印刷結果の確認のために３次元画像でプレビュー表示するものである。表示装置としては、例えば、ＰＣ等の通常のコンピュータ等が該当するがこれに限定されるものではない。

図１は、本実施の形態の表示装置の機能的構成を示すブロック図である。本実施の形態の表示装置１００は、図１に示すように、操作部１０１と、入力部１１０と、折り曲げ形状特定部１０２と、記憶部１０３と、折り曲げ形状生成部１２０と、表示制御部１３１と、表示部１３０とを主に備えている。

操作部１０１は、キーボードやマウス等の入力デバイスであり、本実施の形態では、ユーザから、印刷データを印刷する用紙の振る舞いと印刷する用紙の種類の入力を受け付ける。ここで、用紙の振る舞いとしては、用紙の手持ち位置と、用紙の折り曲げ方法があり。用紙の手持ち位置は、ユーザが用紙を手で持つ場合の用紙における位置であり、本実施の形態では、用紙の「左」、「右」、「上」、「下」が該当する。操作部１０１は、手持ち位置として、用紙の「左」、「右」、「上」、「下」のいずれかの位置の入力を受け付ける。

用紙の折り曲げ方法は、ユーザが上記手持ち位置で用紙を持った状態で用紙に対して折り曲げる動作を行った場合の折り曲げの態様であり、本実施の形態では、用紙を持ち上げる折り曲げ方法である「持ち上げ」、用紙をユーザ側の方向である前方にめくる折り曲げ方法である「前方めくり」、用紙をユーザ側と反対側の方向である後方にめくる折り曲げ方法である「後方めくり」が該当する。操作部１０１は、折り曲げ方法として、「持ち上げ」、「前方めくり」、「後方めくり」のいずれかの指定入力を受け付ける。

用紙の種類としては、ミラーコート紙、グロスコート紙、マットコート紙、普通紙等があり、操作部１０１は、これらのいずれかの種類の入力を受け付ける。ただし、用紙の種類として、これらは一例であり、これらに限定されるものではない。

この他、操作部１０１は、ユーザから光源の強さレベルである光源設定、印刷対象の入力データの指定、装置の終了指示等を受け付ける。

操作部１０１のこれらの情報の入力の受け付けは、表示部１３０に用紙の種類等の項目を選択させる選択画面を表示制御部１３１によって表示させ、このような選択画面に表示された項目をユーザが操作部１０１により選択して受け付けるように構成すればよい。

入力部１１０は、操作部１０１により受け付けた入力データをＲＡＭ等に読み込み、表示装置１００で扱えるデータ形式のプレビュー表示用データに変換する。具体的には、入力部１１０は、入力データを、画像データやＰＤＦ形式のデータ等のプレビュー表示用データに変換する。また、入力部１１０は、プレビュー表示用データに用紙の種類に応じた質感を付与する質感面生成部１１１を備えている。

例えば、質感面生成部１１１は、操作部１０１から入力された用紙の種類に対応する照明変換パラメータや光の反射強度パラメータを後述する記憶部１０３から読み取り、読取った照明変換パラメータや反射強度パラメータから質感情報を生成して、プレビュー表示用データに付与する。

記憶部１０３は、ハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）やフラッシュメモリ等の記憶媒体である。記憶部１０３には、用紙の種類と、硬さパラメータとを対応付けた硬さテーブルを記憶している。図２は、硬さテーブルの一例を示す図である。図２に示すように、硬さテーブルには、ミラーコート紙、グロスコート紙、マットコート紙、普通紙等の用紙の種類に、硬さパラメータが対応付けられて登録されている。

ここで、硬さパラメータは、用紙の種類に応じた用紙の硬さを示すパラメータであり、０から１の範囲の値である。１に近い程、用紙が硬く曲げにくいことを示している。例えば、図２では、簡単に折り曲がらないようなミラーコート紙に対しては、「０．９」、容易に折り曲がるようなグロスコート紙やマットコート紙に対しては「０．６」を硬さパラメータとして対応付けている。

記憶部１０３には、この他、用紙の種類に対応付けて、照明変換パラメータや、鏡面反射、拡散反射、環境反射の光の反射強度パラメータや、用紙種類のざらつき感を表現するためのαチャネルパターンデータの元情報になるグレースケールデータが記憶されている。これらの硬さテーブル、照明変換パラメータ、光の反射強度パラメータ、グレースケールデータ等は、ユーザが表示部１３０に表示されたプレビュー画像を見ながら、任意に設定変更可能となっている。

図１に戻り、表示部１３０は、ディスプレイ装置等の表示デバイスである。表示制御部１３１は、表示部１３０に対する表示を制御する。本実施の形態では、ＯｐｅｎＧＬなどで代表される公知の３Ｄ表示エンジンを備え、後述する折り曲げ形状生成部１２０により生成された経時的な用紙の折り曲げ形状の曲面データの画像を、立体画像（動画）として、折り曲げ形状生成部１２０で指定された位置に表示する。３Ｄ表示エンジンでは、光源の強さを示すパラメータと、その光源の反射強度を示すパラメータを引数として受け取ることで、入力された画像データに光源との向きの関係を加味した光の映り込みを模擬表示できる。

折り曲げ形状特定部１０２は、操作部１０１により入力された用紙の振る舞いから、用紙の折り曲げ形状の組み合わせを特定する。より具体的には、折り曲げ形状特定部１０２は、折り曲げ形状として、戻し形状、曲げ形状、および跳ね返り形状の組み合わせを特定する。ここで、戻し形状、曲げ形状、および跳ね返り形状は、予め定められており、いずれの動作を表す立体画像も後述する折り曲げ形状生成部１２０で生成可能なものである。

戻し形状は、用紙が垂れ下がった状態から持ち上げられて起き上がる（平面の状態になる）ときの形状である。曲げ形状は、用紙が手持ち位置とは逆側をつままれて前方ないし、後方に折り曲げられる時の形状である。

ここで、図３は、戻し形状と曲げ形状の違いを説明するための図である。図３（ａ）は戻し形状の動作のときの用紙の動きを示し、図３（ｂ）は曲げ形状の動作のときの用紙の動きを示している。戻し形状では、図３（ａ）に示すように、用紙は、用紙の手持ち位置から近い部分が折れ曲がった状態から平面の状態に戻る動作を行う。曲げ形状では、図３（ｂ）に示すように、用紙は、平面の状態から用紙の手持ち位置から遠い部分が折れ曲がった状態に折れ曲がる動作を行う。

跳ね返り形状は、戻し形状から手前にわずかに用紙が跳ね上がるときの形状であり、曲げ形状における最大折り曲げの最大角度（折り曲げ角度）を、微小にしたものである。言い換えれば、跳ね返り形状は、曲げ形状の一部である。

上述のとおり、操作部１０１では、手持ち位置の指定として「上」、「下」、「左」、「右」のいずれか、折り曲げ方法として、「前方めくり」、「後方めくり」、「持ち上げ」のいずれかが指定されるが、折り曲げ形状特定部１０２は、これら指定された振る舞いを、折り曲げ形状生成部１２０で生成可能な戻し形状、曲げ形状、跳ね返り形状の組み合わせの形状として特定している。

図４は、手持ち位置を「下」、折り曲げ方法を「持ち上げ」と指定した場合のプレビュー表示の例を示す図である。この例は、ユーザが机上にある縦長の用紙をもちあげたときの用紙の動きを模擬したものである。

図５は、手持ち位置を「左」、折り曲げ方法を「後方めくり」に指定した場合のプレビュー表示の例を示す図である。この例は、ユーザが横長の用紙の左端を左手で持ち、右手で用紙を奥側に折り曲げたときの用紙の動きを模擬したものである。

図６は、手持ち位置を「左」、折り曲げ方法を「前方めくり」に指定した場合のプレビュー表示の例を示す図である。この図は、ユーザが横長の用紙の左端を左手で持ち、右手で用紙を手前側に折り曲げたときの用紙の動きを模擬したものである。なお、図４〜６において、θは用紙の折り曲げる最大角度である折り曲げ角度である。すなわち、折り曲げ角度θは、図４〜６に示すように、手持ち位置を原点とし、折り曲げていない状態の位置と、折り曲げたときの端との最大角度である。

このような用紙の各振る舞い（手持ち位置、折り曲げ方法）を、折り曲げ形状生成部１２０で生成可能な戻し形状、曲げ形状、跳ね返り形状の各動作に対応づけると以下のようになる。

図７は、折り曲げ方法が「持ち上げ」、手持ち位置が「下」の場合の折り曲げ形状の組み合わせを示す図である。折り曲げ形状特定部１０２は、折り曲げ方法が「持ち上げ」、手持ち位置が「下」の場合には、図７に示すように、用紙の持ち上げによる折り曲げ形状として、戻し形状（上、後方）、戻し形状（上、後方戻り）、跳ね返り形状（上、手前）、跳ね返り形状（上、手前戻し）のように、２回の戻し形状と２回の跳ね返り形状の組み合わせと特定する。

図８は、折り曲げ方法が「後方めくり」、手持ち位置が「左」の場合の折り曲げ形状の組み合わせを示す図である。折り曲げ形状特定部１０２は、折り曲げ方法が「後方めくり」、手持ち位置が「左」の場合には、図８に示すように、用紙の後方めくりによる折り曲げ形状として、曲げ形状（右、後方）、曲げ形状（右、後方戻し）のように、２回の曲げ形状の組み合わせと特定する。

図９は、折り曲げ方法が「前方めくり」、手持ち位置が「左」の場合の折り曲げ形状の組み合わせを示す図である。折り曲げ形状特定部１０２は、折り曲げ方法が「前方めくり」、手持ち位置が「左」の場合には、図９に示すように、用紙の前方めくりによる折り曲げ形状として、曲げ形状（右、手前）、曲げ形状（右、手前戻し）のように、２回の曲げ形状の組み合わせと特定する。

折り曲げ形状特定部１０２は、このように折り曲げ形状の組み合わせを特定したら、特定された組み合わせの折り曲げ形状ごとに折り曲げ形状生成部１２０を実行する。すなわち、折り曲げ形状生成部１２０により折り曲げ形状が生成されると、折り曲げ形状特定部１０２は、折り曲げ形状生成部１２０に対して、組み合わせにおける次の折り曲げ形状の生成を指示して実行する。

図１に戻り、折り曲げ形状生成部１２０は、折り曲げ形状特定部１０２で特定された折り曲げ形状の組み合わせ（組み合わせを構成する折り曲げ形状とその組み合わせ）の動作を表す立体画像を生成する。折り曲げ形状生成部１２０は、戻し形状を生成する戻し形状生成部１２１と、曲げ形状を生成する曲げ形状生成部１２２と、補正部１２３とを備えている。なお、跳ね返り形状は、曲げ形状において折り曲げ角度θを微少としたものであるため、曲げ形状生成部１２２により生成される。

折り曲げ形状生成部１２０の戻し形状生成部１２１、曲げ形状生成部１２２は、入力部１１０で変換されたプレビュー表示用データから、折り曲げ形状特定部１０２で特定された折り曲げ形状の組み合わせの動作を表す経時的な曲面データ（座標上方、画像データ）を生成することにより、各折り曲げ形状およびその組み合わせの動作の立体画像を生成し、生成した経時的な曲面データを表示制御部１３１に連続的に送出する。これにより、表示部１３０に、用紙の折り曲げまたは戻しの立体的な動作がアニメーション等の動画として表示されることになる。

折り曲げ形状生成部１２０は、このような曲面データをベジエ曲面で定義している。以下、折り曲げ形状生成部１２０の処理の詳細について説明する。図１０は、本実施の形態の折り曲げ形状生成部１２０による折り曲げ形状生成処理の手順を示すフローチャートである。

図１０に示すように、折り曲げ形状生成部１２０の戻し形状生成部１２１、曲げ形状生成部１２２のそれぞれは、各折り曲げ形状に基づいて用紙の折り曲げの折り曲げ角度θを算出する（ステップＳ１１）。ここで、折り曲げ形状生成部１２０の戻し形状生成部１２１、曲げ形状生成部１２２のそれぞれは、硬さテーブルにおいて、操作部１０１で入力された用紙の種類に対応した硬さパラメータに基づいて折り曲げ角度θを算出している。

ここで、用紙の硬さパラメータＨは、０〜１．０で表され、Ｈ＝０は最も柔らかく、Ｈ＝１は最大の硬さである。用紙が柔らかいほど曲がりやすく、用紙が硬いほど曲がりにくいことから、折り曲げ角度θは、用紙の硬さによって変化するように定める。より具体的には、折り曲げ形状生成部１２０の戻し形状生成部１２１、曲げ形状生成部１２２のそれぞれは、硬さパラメータＨが１に近い値になるに従って（すなわち、硬くなるに従って）、折り曲げ角度θを小さい値で算出する。本実施の形態では、次の（１）式で折り曲げ角度θを求めている。
θ＝Θ×（１−Ｈ） ・・・（１）
ここで、Θは、予め定めた所定の角度であり、曲げ形状、戻し形状、跳ね返り形状ごとに異なる角度を定義される。特に「跳ね返り形状」の場合は、その角度Θは微小であるため、用紙の硬さＨの違いによる見栄えは変わらない。

図１０に戻り、折り曲げ角度θが算出されたら、戻し形状生成部１２１、曲げ形状生成部１２２のそれぞれは、ベジエ曲線を構成する複数の制御点を算出する（ステップＳ１２）。そして、補正部１２３は、算出された複数の制御点で構成されるベジエ曲面の補正を行う（ステップＳ１３）。

次に、このステップＳ１２、Ｓ１３の処理の詳細について説明する。まず、戻し形状生成部１２１による戻し形状の生成における制御点の算出、および補正部１２３によるベジエ曲線の補正について説明する。

ステップＳ１２では、戻し形状生成部１２１は、戻し形状における３次元空間上での制御点の位置を算出する。本実施の形態では、１×２次ベジエ曲面を利用することとし、算出する制御点は６点となる。

図１１、１２は、制御点の一例を示す図である。図４に示すように、用紙を縦方向に折り曲げる場合、図１１に示すように、用紙の上下の端点の間に制御点を内挿して配置する。一方、用紙を横方向に折り曲げる場合には、図１２に示すように、用紙の左右の端点の間に制御点を内挿して配置する。紙が平面の形状である場合は、６制御点は同一平面上にある。この６制御点を制御して、戻し形状および曲げ形状の曲面となるようにする。

ここで、図１１、１２において、ｈは用紙の縦方向の長さであり、ｗは用紙の幅である。

図１３は、角度θの時の戻し形状の制御点の例を示す図である。図１３は、用紙を縦方向に折り曲げている状態（図４）を横方向からみた図を示している。用紙が平面状態の形状の場合、ｚ＝０のｘｙ平面上にあるものとしている。戻し形状生成部１２１は、制御点Ｐ００−Ｐ１０の直線、制御点Ｐ０１−Ｐ１１の直線、制御点Ｐ０２−Ｐ１２の直線の３直線は３次元空間上で平行になるように制御する。従って、Ｐ００、Ｐ０１、Ｐ０２の３制御点もしくはＰ１０、Ｐ１１、Ｐ１２の３制御点の位置が分かれば、残りの３制御点も平行移動したものであるため位置が分かる。図１３では、３つの制御点Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２に着目して制御する方法を示している。

戻し形状生成部１２１は、制御点Ｐ１０を原点に配置する。制御点Ｐ１１は角度θによらずｘ軸上に固定して配置する。ただし、用紙の硬さパラメータＨによって配置する位置を制御する。用紙が柔らかい場合（硬さパラメータＨが０に近い場合）には制御点Ｐ１０に近い方で折り曲がり、用紙が硬い場合（硬さパラメータＨが１に近い場合）には全体的に折り曲がる。このことから、用紙が柔らかいほど、制御点Ｐ１０に近く、用紙が硬いほどｘ軸上のｈ／２の点に近くなるようにする。このため、制御点Ｐ１１のｘ軸上の位置をｈ／２×Ｈとしている。

制御点Ｐ１２はｙ＝０のｘｚ平面上で、半径ｈの円周上に配置する。位置は角度θを利用して定める。以上により、戻し形状生成部１２１は、６個の制御点の位置を定めることができる。なお、ここでは、縦方向の折り曲げについて記述したが、ｘ軸とｙ軸を入れ替えることにより、横方向の折り曲げにも適用することができる。

次に、ステップＳ１３で補正部１２３は、ベジエ曲面の補正を行う。図１４は、補正部１２３によるベジエ曲面の補正処理の手順を示すフローチャートである。補正部１２３は、戻し形状生成部１２１により折り曲げ角度算出、制御点算出で求めたベジエ曲面上で用紙の長さの補正を行い（ステップＳ２１）、次に、テクスチャマッピングの歪み補正を行なう（ステップＳ２２）。

まず、用紙の長さの補正について説明する。用紙の長さ補正は、図１３に示す６個の制御点により生成されるベジエ曲面の端の曲線の長さの補正である。図１３において、半径が用紙の縦方向の長さｈであることから、生成される曲線は明らかに用紙の長さｈより長くなってしまう。このため、補正部１２３は、制御点を移動して、生成される曲線の長さが用紙の長さｈになるように補正している。

ベジエ曲線の長さは、ベジエ曲線を分割し、分割した頂点間の直線距離の和で近似できる。本実施の形態では、補正部１２３は、ベジエ曲線を２５６分割して長さを求めている。このベジエ曲線の長さＢＬが用紙の長さに十分近くなれば良い。補正部１２３は、このベジエ曲線の長さが許容範囲±ｎ％内に入らない場合に補正する。ここで、用紙の長さは、用紙の縦方向の長さ（高さ）ｈであり、許容範囲はｈ（１−ｎ／１００）〜ｈ（１＋ｎ／１００）となる。従って、補正部１２３は、ベジエ曲線の長さが、許容範囲ｈ（１−ｎ／１００）〜ｈ（１＋ｎ／１００）内に入らない場合に補正する。

移動させる制御点は制御の中心となるＰ１０、Ｐ１１、Ｐ１２の３個の制御点のうち、制御点Ｐ１２である。図１５は、用紙の長さの補正について説明するための図である。ベジエ曲線の長さが予め定めた上記許容範囲から外れる場合、図１５に示すように、補正部１２３は、制御点Ｐ１２を角度θで半径（ｈ−α）の円周上の点Ｐ’１２へ移動させる。

補正部１２３は、移動量αを、補正前のベジエ曲線の長さＢＬと用紙の長さｈから算出する。ここで、用紙の長さは用紙の縦方向の長さ（高さ）ｈであることから、補正部１２３は、移動量αを次式で算出する。ベジエ曲線の長さが用紙の長さより短い場合次の（２）式を用いる。

移動量α＝（ＢＬ−ｈ）／２ ・・・（２）

これにより、補正部１２３により、長さが補正された新しいベジエ曲線が定まる。この補正部１２３は、この新しいベジエ曲線の長さが上記許容範囲内になるまで同様の処理を繰り返し実行する。制御点Ｐ１２は、符号１４０１の軌跡に沿って移動することになる。補正部１２３は、他の制御点Ｐ００、Ｐ０１、Ｐ０２も補正したＰ１０、Ｐ１１、Ｐ１２をもとに算出する。

次に、補正部１２３は、ステップＳ２２においてテクスチャマッピングの歪み補正を行う。図１６は、テクスチャマッピングの際に発生する歪みを示す図である。図１７は、テクスチャマッピングによる歪み補正について説明するための図である。補正部１２３は、図１６に示すように、２次元画像であるテクスチャを３次元画像の曲面に張り付けるテクスチャマッピングを行なう際に発生する歪みを、図１７に示すように補正する。

戻し形状生成部１２１が３次元のベジエ曲面にテクスチャを張り付ける際に、ベジエ曲面のパラメータ表現を利用することができるようにテクスチャの領域についても２次元のベジエ曲面を利用する。ベジエ曲面は、一般に横方向のパラメータｕ（０≦ｕ≦１）、縦方向のパラメータｖ（０≦ｖ≦１）を用いて、Ｓ（ｕ，ｖ）で表現される。戻し形状生成部１２１が生成した３次元空間上の１×２次ベジエ曲面をＳ（ｕ，ｖ）とし、テクスチャ用の２次元上のベジエ曲面をＴ（ｕ，ｖ）とする。テクスチャマッピングでは、ｕとｖで定められるテクスチャ上の位置Ｔ（ｕ，ｖ）をＳ（ｕ，ｖ）に対応付けるために歪みが発生する。

図１８は、ｕ＝１、ｖ＝０．５の時のＳ（１，０．５）とＴ（１，０．５）の位置を示す図である。図１８からわかるように、ｖ方向に歪みがあることがわかる。また、ｕ方向は直線となるため、パラメータｕが距離を表すことになり、ｕ方向においては歪みは発生しない。

補正部１２３は、この歪みを補正するために、テクスチャ用ベジエ曲面に制御点を追加する。図１９、２０は、テクスチャ用ベジエ曲面の制御点として追加する制御点の配置例を示す図である。

当該追加する制御点は、用紙を折り曲げる方向により定まる。図１９は、用紙を縦方向に折り曲げる場合におけるテクスチャ用ベジエ曲面の２×ｎの制御点の配置例を示す。用紙を縦方向に折り曲げる場合には、図１９に示すように、上下の端点の間に制御点が追加される。

図２０は、用紙を横方向に折り曲げる場合におけるテクスチャ用ベジエ曲面の２×ｎの制御点の配置例を示す。用紙を横方向に折り曲げる場合には、図２０に示すように、左右の端点の間に制御点が追加される。

歪みはｖ方向で発生するため、補正部１２３は、制御点Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２で生成するベジエ曲線を利用して補正する。

ここで、Ｐ（ｔ）を制御点Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２で生成するベジエ曲線（０≦ｔ≦１）とし、Ｌ（０，ｔ）をＰ（０）からＰ（ｔ）の弧長（Ｌ（０，ｔ）はＬ（０，１）＝１となるように正規化する）、Ｔ１０、・・・、Ｔ１ｎをテクスチャ用の制御点、Ｑ（ｔ）を制御点Ｔ１０、・・・、Ｔ１ｎで生成されるベジエ曲線とすると、補正部１２３は、補正としては、次の（３）式を満たすように、制御点を追加する。
Ｌ（０，ｔ）＝Ｑ（ｔ） ・・・（３）

一般に、ｎ次ベジエ曲線はｎ＋１個の制御点Ｐｉにより定義され、次の（４）、（５）式で表される。

これにより、端点Ｔ１０，Ｔ１ｎの間の、あるｔ＝ｔ’において、Ｌ（０，ｔ’）＝Ｑ（ｔ’）とするには、テクスチャ用の制御点を１つ加えて、ｎ＝２とし、Ｑ（ｔ）を制御点Ｔ１０、Ｔ１１、Ｔ１２で生成される２次ベジエ曲線とすればよい。すなわち、このことは、Ｑ（ｔ）の制御点のｘ座標は固定であり、更にＴ１０のｙ座標は０、Ｔ１２のｙ座標は画像の高さであるためこれらは固定でき、そこにさらにｔ’の制御点を追加することを意味する。但し、この場合、他のｔ＝ｔ”のときに、Ｌ（０，ｔ”）＝Ｑ（ｔ”）になるとは限らない。ｔ’とｔ”のときもＬ（０，ｔ）＝Ｑ（ｔ）を満たすようにするためには、補正部１２３は、制御点を２点加えて、ｎ＝３とし、制御点Ｔ１０、Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３で生成される３次ベジエ曲線とする。すなわち、端点Ｔ１０、Ｔ１ｎ間で、各ｔ＝ｔ₁、ｔ₂、・・・、ｔ_n-1において、Ｌ（０，ｔ）＝Ｑ（ｔ）となるように制御点Ｔ１１、・・・、Ｔ１（ｎ−１）を追加する。Ｔ１０、Ｔ１１、・・・、Ｔ１ｎのｙ座標をそれぞれｒ₀、ｒ₁、・・・、ｒ_nとすると、次の（６）式が成り立つ。未知数はｒ₁、・・・、ｒ_n-1である。

（６）式を解法して、ｒ₁、・・・、ｒ_n-1を求める式に変換すれば制御点Ｔ１０、Ｔ１１、・・・、Ｔ１ｎが定まる。なお、本実施の形態では、ｔ₁＝１／ｎ、ｔ₂＝２／ｎ、・・・、ｔ_n-1＝（ｎ−１）／ｎとする。

ここで、表示制御部１３１でテクスチャマッピングする３次元のベジエ曲面を実際に描画する場合は、ｕ方向、ｖ方向にそれぞれ指定した値ｌ，ｍで分割し、その分割した頂点を利用してポリゴンを生成し描画する。このことから、補正部１２３は、ｖ方向にｍ分割するときは、ｍ−１個の制御点を追加すればよい。本実施の形態の補正部１２３では、７点の制御点を追加し、テクスチャ用のベジエ曲面は１×８次ベジエ曲面とする。

このようにして、補正部１２３により３次元空間上での描画位置を特定していくことで、テクスチャの歪みを補正することができる。

次に、曲げ形状の生成、すなわち、曲げ形状の３次元空間上での制御点の算出、ベジエ曲面の補正について説明する。

曲げ形状生成部１２２は、３次元空間上のベジエ曲面の６個の制御点を求める。図２１は、角度θの時の曲げ形状の場合の制御点を示す図である。曲げ形状の場合、戻し形状の場合と同様に、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２の３個の制御点に着目して制御する方法を示す。制御点Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２は、ｙ＝０のｘｚ平面上にあり、曲げ形状生成部１２２は、制御点Ｐ１０を原点に配置する。
まず、制御点Ｐ１２の軌跡について説明する。曲げ形状生成部１２２は、制御点Ｐ１２を、制御点Ｐ１０を中心とする楕円上に配置し、楕円の長径Ｒは用紙の高さ（縦方向の長さ）ｈとするが、短径ｒは用紙の硬さパラメータＨに応じて変化させるようにする。用紙が硬い場合は曲がりが少ないため短径は長くなり円に近づく。一方、用紙が柔らかい場合は短径は短くなる。このような性質を満たす短径ｒは、次の（７）式で示される。

次に、制御点Ｐ１１の軌跡について説明する。曲げ形状生成部１２２は、制御点Ｐ１１が用紙が硬いために全く曲がらない場合を想定し、用紙の硬さに応じて円になり得る楕円上にあるように設定する。制御点Ｐ１１の楕円の中心Ｏ_cは、用紙が硬く全く曲がらない場合、すなわち、硬さパラメータＨ＝１の時には、制御点Ｐ１０と一致する。用紙が非常に柔らかい場合、すなわち、硬さパラメータＨ＝０の時、θ＝９０度の時に、ベジエ曲線の性質からｘ軸上のｈと一致する。曲げ形状生成部１２２は、この性質を満たすように、制御点Ｐ１１の楕円の中心Ｏ_cを設定する。中心Ｏ_cはｘ軸上にあり、中心Ｏ_cを次の（８）式により定める。

次に、制御点Ｐ１１の軌跡になる楕円の長径をＣ、短径をｃとする。曲げ形状生成部１２２は、用紙が硬く全く折り曲がらない場合、すなわち硬さパラメータＨ＝１の時は、制御点Ｐ１１は線分Ｐ１０−Ｐ１２の間にあり、用紙が非常に柔らかい場合、すなわち、硬さパラメータＨ＝０の時、ｘ軸上のｈにあるような長径Ｃと短径ｃを定める。曲げ形状生成部１２２は、このような性質を満たすよう、長径Ｃを（９）式で定め、短径ｃを（１０）式で定める。

以上により、曲げ形状生成部１２２は、６個の制御点の動作軌跡を定義することができるため、折り曲げ角度θに応じた位置が定まるようになる。なお、上記では縦方向の折り曲げについて記述したが、ｘ軸とｙ軸を入れ替えれば横方向の折り曲げにも適用することができる。

次に、補正部１２３は、曲げ形状の用紙の長さの補正（ステップＳ２１）とテクスチャマッピングの歪み補正（ステップＳ２２）を行なうことにより、曲げ形状のベジエ曲面の補正を行う（ステップＳ１３）。

曲げ形状の用紙の長さの補正では、戻し形状における補正と同様に、ベジエ曲線の長さＢＬが用紙の長さに十分近くなれば良い。この補正はベジエ曲線の長さが許容範囲±ｎ％内に入らない場合に実施される。すなわち、ここでの用紙の長さｈに対して許容範囲はｈ（１−ｎ／１００）〜ｈ（１＋ｎ／１００）とする。

補正部１２３が移動させる制御点は制御の中心となるＰ１０、Ｐ１１、Ｐ１２の３個の制御点のうち、制御点Ｐ１１である。ベジエ曲線の長さが予め定めた許容範囲より大きい場合、補正部１２３は、制御点Ｐ１１をｘ軸のマイナス方向へ移動させる。ベジエ曲線の長さが予め定めた許容範囲より小さい場合は、補正部１２３は、制御点Ｐ１１をｘ軸のプラス方向へ移動させる。

また、補正部１２３は、移動量αを、補正前のベジエ曲線の長さＢＬと用紙の長さｈから算出する。ここで、用紙の長さは、用紙の高さ（縦方向の長さ）ｈであるため、補正部１２３は、移動量αを次の（１１）式で算出する。ベジエ曲線の長さが用紙の長さより短い場合次の（１１）式を用いる。

移動量α＝（ＢＬ−ｈ）／２ ・・・（１１）

これにより、補正部１２３により、長さが補正された新しいベジエ曲線が定まる。この補正部１２３は、この新しいベジエ曲線の長さが上記許容範囲内になるまで同様の処理を繰り返し実行する。補正部１２３は、他の制御点Ｐ００、Ｐ０１、Ｐ０２も補正したＰ１０、Ｐ１１、Ｐ１２をもとに算出する。

次に、補正部１２３は、ステップＳ２２においてテクスチャマッピングの歪み補正を行う。テクスチャマッピングの歪みは、戻し形状の場合と同一の原因で発生するため、補正部１２３は、戻し形状におけるテクスチャマッピングの歪み補正と同様に行う。

なお、跳ね返り形状は、曲げ形状の一部の動作であり、Θの定め方が異なるだけで、跳ね返り形状の生成は、曲げ形状の生成と同様である。

以上のように折り曲げ形状生成部１２０で３次元空間上の曲面データ（座標情報、画像データ）は、表示制御部１３１に送出され、表示部１３０に立体画像としてプレビュー表示される。

図２２は、本実施の形態の表示装置１００のハードウェア構成図である。本実施の形態の表示装置１００は、図２２に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２１０１と、ＲＯＭ（不図示）やＲＡＭ２１０４、ＶＲＡＭ２１０２などのメモリと、ＨＤＤ等の記憶部１０３と、ディスプレイなどの表示部１０３と、キーボードやマウスなどの操作部１０１と、入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ）２１０３とを備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。

本実施の形態の表示装置１００で実行される表示プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。

また、本実施の形態の表示装置１００で実行される表示プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施の形態の表示装置１００で実行される表示プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

また、本実施の形態の表示装置１００で実行される表示プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。

本実施の形態の表示装置１００で実行される表示プログラムは、上述した各部（入力部１１０、折り曲げ形状特定部１０２、折り曲げ形状生成部１２０、表示制御部１３１）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ２１０１が上記記憶媒体から表示プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、入力部１１０、折り曲げ形状特定部１０２、折り曲げ形状生成部１２０、表示制御部１３１が主記憶装置上に生成されるようになっている。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１００ 表示装置
１０１ 操作部
１１０ 入力部
１０２ 折り曲げ形状特定部
１０３ 記憶部
１２０ 折り曲げ形状生成部
１３０ 表示部
１３１ 表示制御部

特開２０１１−１４０１３５号公報

Claims (12)

1. 印刷データのプレビュー表示を行う表示装置であって、
   ユーザから、前記印刷データを印刷する用紙の振る舞いの入力を受け付ける入力手段と、
   入力された前記用紙の振る舞いから、前記用紙の予め定められた折り曲げ形状の組み合わせを特定する折り曲げ形状特定手段と、
   特定された前記折り曲げ形状の組み合わせの動作を表す立体画像を生成する折り曲げ形状生成手段と、
   生成された前記立体画像を表示する表示手段と、
   を備えたことを特徴とする表示装置。
2. 前記入力手段は、前記用紙の振る舞いとして、前記用紙の手持ち位置と、前記用紙の折り曲げ方法との入力を受付けること、
   を特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記入力手段は、前記用紙の手持ち位置として、前記用紙の左右上下のいずれかの位置の入力を受け付け、前記用紙の折り曲げ方法として、前記用紙の持ち上げまたは前記用紙のめくりのいずれかの入力を受け付けること、
   を特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記折り曲げ形状特定手段は、前記折り曲げ形状として、戻し形状、曲げ形状、および跳ね返り形状の組み合わせを特定すること、
   を特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 前記折り曲げ形状特定手段は、前記用紙の折り曲げ方法が前記用紙の持ち上げの場合に、前記用紙の持ち上げによる前記折り曲げ形状として、前記戻し形状と前記跳ね返り形状の組み合わせを特定すること、
   を特徴とする請求項４に記載の表示装置。
6. 前記折り曲げ形状特定手段は、前記用紙の折り曲げ方法が前記用紙のめくりの場合に、前記用紙のめくりによる前記折り曲げ形状として、複数の前記曲げ形状の組み合わせを特定すること、
   を特徴とする請求項４または５に記載の表示装置。
7. 前記折り曲げ形状生成手段は、前記用紙の経時的なベジエ曲面により前記立体画像を生成すること、
   を特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の表示装置。
8. 前記折り曲げ形状生成手段は、前記折り曲げ形状に基づいて、前記用紙の折り曲げの最大角度である折り曲げ角度を算出し、前記ベジエ曲面を構成する複数の制御点を算出し、複数の制御点の軌跡を求めること、
   を特徴とする請求項７に記載の表示装置。
9. 前記用紙の種類と、前記用紙の種類に応じた用紙の硬さを示す硬さパラメータとを対応付けた硬さテーブルを記憶する記憶手段、をさらに備え、
   前記入力手段は、前記ユーザから、さらに、前記用紙の種類の入力を受付け、
   前記折り曲げ形状生成手段は、さらに、前記硬さテーブルにおいて、入力された前記用紙の種類に対応した前記硬さパラメータに基づいて、前記折り曲げ形状に基づいて、前記折り曲げ角度を算出し、複数の制御点の軌跡を求めること、
   を特徴とする請求項８に記載の表示装置。
10. 前記折り曲げ形状生成手段は、前記硬さパラメータが示す硬さが硬いに従って、前記折り曲げ角度を小さい値で算出すること、
    を特徴とする請求項９に記載の表示装置。
11. 印刷データのプレビュー表示を行う表示方法であって、
    ユーザから、前記印刷データを印刷する用紙の振る舞いの入力を受け付けるステップと、
    入力された前記用紙の振る舞いから、前記用紙の予め定められた折り曲げ形状の組み合わせを特定するステップと、
    特定された前記折り曲げ形状の組み合わせの動作を表す立体画像を生成するステップと、
    生成された前記立体画像を表示するステップと、
    を含むことを特徴とする表示方法。
12. 印刷データのプレビュー表示を行うコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    ユーザから、前記印刷データを印刷する用紙の振る舞いの入力を受け付けるステップと、
    入力された前記用紙の振る舞いから、前記用紙の予め定められた折り曲げ形状の組み合わせを特定するステップと、
    特定された前記折り曲げ形状の組み合わせの動作を表す立体画像を生成するステップと、
    生成された前記立体画像を表示するステップと、
    を前記コンピュータに実行させるためのプログラム。

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