JP6783591B2 - 情報処理装置、情報処理方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体上で物体の質感を再現するための情報処理技術に関する。

凹凸や立体物を形成する方法として、インクジェット記録方式を用いる方法が知られて
いる。特許文献１では、凹凸と色を形成して立体感や質感を表現したハードコピーを得る
インクジェットプリンタが開示されている。

特開２００４−２９９０５８号公報

しかしながら、特許文献１に記載のプリンタなど、物体の質感を再現するためのプリンタを用いる場合、質感が発現する構造を形成するには、画像の形成に時間がかかり、インクを多く消費してしまうという課題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、物体の質感を再現したプリント物の一定の質感を得るためにかかる時間の短縮及び記録材の消費量の削減を実現するための処理を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る情報処理装置は、３次元構造の高さを表す高さデータを取得する第１取得手段と、ユーザからの指示に基づいて、前記高さデータが表す高さを補正する方法を設定する設定手段と、前記設定手段によって設定された前記方法に基づいて、前記高さデータが表す高さを下げる補正を行う補正手段と、前記補正手段によって補正された前記高さデータが表す高さを有する３次元構造を記録媒体上に形成するための第１記録材の記録量を表す第１記録量データを出力する出力手段と、を有し、前記設定手段は、前記方法を少なくとも２つの補正方法から設定し、前記少なくとも２つの補正方法は、複数の面から構成される前記３次元構造の面それぞれについての法線と前記記録媒体への垂線とがなす角が、所定の角度範囲内にあるか否かを判定し、前記所定の角度範囲内にないと判定された面に対応する領域の前記高さを補正する第１の方法と、ユーザからの指示に基づいて前記高さの削減量を決定し、前記削減量に基づいて前記高さを補正する第２の方法と、であることを特徴とする。

本発明によれば、物体の質感を再現したプリント物の一定の質感を得るためにかかる時間の短縮及び記録材の消費量の削減を実現することができる。

情報処理装置１のハードウェア構成を表すブロック図 情報処理装置１の論理構成を表すブロック図 情報処理装置１の処理を表すフローチャート 質感データを説明するための模式図 ＵＩ画面の一例を説明するための図 ＵＩ画面の状態遷移を表す図 生成部２０２の処理を表すフローチャート 色変換ＬＵＴの模式図 色データを生成する処理を表すフローチャート 高さデータを生成する処理を表すフローチャート 形状ＬＵＴ及び形状データを説明するための模式図 最大削減率の算出処理を表すフローチャート 高さデータを補正する処理を表すフローチャート 第１ドラフトモードにおける処理を表すフローチャート 第２ドラフトモードの処理を表すフローチャート 形成制御部２０６の処理を表すフローチャート ＵＩ画面の一例を説明するための図 ＵＩ画面の状態遷移を表す図 法線の角度の算出処理を表すフローチャート

以下に、ユーザインターフェース（以下、ＵＩと呼ぶ）画面において設定された印刷設定に基づいて、低印刷コストで対象物体の質感を再現したプリント物を得ることができる情報処理技術について詳細を説明する。尚、低印刷コストは、画像の形成にかかる時間が従来より短く、かつ、画像の形成のために消費するインク量が従来より少ないこととする。

［実施例１］
図１は、本実施例における情報処理装置１のハードウェア構成例である。図１において、ＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０３をワークメモリとして、ＲＯＭ１０２、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１３や各種記録メディアに格納されたオペレーティングシステム（ＯＳ）や各種プログラムを実行する。そして、システムバス１０７を介して各構成を制御する。尚、ＣＰＵ１０１が実行するプログラムには、後述する処理を実行するプログラムが含まれる。汎用インターフェース（Ｉ／Ｆ）１０４は、例えばＵＳＢなどのシリアルバスインターフェースである。汎用Ｉ／Ｆ１０４には、マウスやキーボードなどの入力デバイス１１やプリンタ１２などが接続される。シリアルＡＴＡ（ＳＡＴＡ）Ｉ／Ｆ１０５には、ＨＤＤ１３や各種記録メディアの読み書きを行う汎用ドライブ１４が接続される。ＣＰＵ１０１は、ＨＤＤ１３や汎用ドライブ１４にマウントされた各種記録メディアをデータの格納場所として読み書きに利用する。また、ビデオインターフェース（Ｉ／Ｆ）１０６には、ディスプレイ１５が接続される。ＣＰＵ１０１は、プログラムが提供するＵＩの画面をディスプレイ１５に表示し、入力デバイス１１を介してユーザからの指示を受け付ける。上記構成において、ＣＰＵ１０１からの指令に基づき情報処理アプリケーションが、実行する処理について以下に説明する。

図２は、本実施例における情報処理装置１の論理構成を表すブロック図である。情報処理装置１は、第１取得部２０１、生成部２０２、表示制御部２０３、第２取得部２０４、補正部２０５、形成制御部２０６、データ保持部２０７を有する。第１取得部２０１は、データ保持部２０７から質感データを取得する。図４に質感データを説明するための模式図を示す。図４（ａ）における４０１は質感データの画素である。質感データはＢＲＤＦ（双方向反射率分布関数）のパラメータを画素ごとに保持している。本実施例においては、ＢＲＤＦのモデルとして、式１及び式２で示す異方性Ｗａｒｄモデルを用いる。尚、ＢＲＤＦのモデルは上記一例に限定されず、ＢＲＤＦを表現可能なモデルであればどのようなモデルであってもよい。例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎にＢＲＤＦパラメータを有していてもよいし、色情報とＢＲＤＦパラメータの組み合わせであってもよい。また、ＢＲＤＦパラメータについては、一般的なＢＲＤＦ測定器から出力されるデータや、ＣＧレンダリングソフトで用いる設定値を用いてもよい。また、複数の幾何条件において被写体を撮像して得た撮像データに対してフィッティングを行うことでパラメータを算出してもよい。

ここで、ｉは光源の方向を示す光源ベクトル、ｖは視線の方向を示す視線ベクトルである。θ_ｉは画素の法線ベクトルと光源ベクトルｉとがなす角度、θ_ｖは画素の法線と視線ベクトルｖとがなす角度、θ_ｈは画素の法線ベクトルと、光源ベクトルｉと視線ベクトルｖとのハーフベクトルｈとがなす角度である。また、φ_ｈはハーフベクトルｈと画素の接ベクトル（ｘ軸）とがなす角度である。Ｒ_ｄは反射強度の拡散反射成分、Ｒ_ｓは反射強度の鏡面反射成分、ａ_ｘは鏡面反射の接ベクトル（ｘ軸）方向の広がりを表す鏡面反射拡がり成分、ａ_ｙは鏡面反射の縦法線ベクトル（ｙ軸）方向の広がりを表す鏡面反射拡がり成分である。鏡面反射拡がり成分を接ベクトル（ｘ軸）方向、縦法線ベクトル（ｙ軸）方向の２次元で表すことにより、光学的な異方性が表現される。本実施例では、上記４つのパラメータ（Ｒ_ｄ、Ｒ_ｓ、ａ_ｘ、ａ_ｙ）を、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の３つの色情報それぞれについて有する。また、接ベクトル（ｘ軸）は画素ごとに方向が異なるよう定義可能で、質感データは各画素の接ベクトルと画像の横軸とがなす角度（回転角）φを画素ごとに有する。図４（ｂ）に、回転角φを説明するための模式図を示す。以上述べたように、本実施例における質感データは、各画素において４パラメータ（Ｒ_ｄ、Ｒ_ｓ、ａ_ｘ、ａ_ｙ）×３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＋１角度（回転角φ）の計１３の情報を有する。

生成部２０２は、第１取得部２０１で取得した質感データに基づき、記録媒体上に形成する画像の色を表す色データと画像上に形成する３次元構造の高さを表す高さデータとを生成する。表示制御部２０３は、ディスプレイ１５に印刷設定に関するＵＩ画面を表示させ、ユーザからの指示を受け付ける。第２取得部２０４は、表示制御部で受け付けたユーザからの指示に基づいて設定された印刷設定を取得する。補正部２０５は、印刷設定に基づいて、生成部２０２で生成した高さデータを補正する。形成制御部２０６は、色データと補正された高さデータとに基づいて、プリンタ１２に画像を形成させる。データ保持部２０７は、上述した質感データなどの情報を予め保持している。

図３は、情報処理装置１が実行する処理のフローチャートである。以下、図３を用いて情報処理装置１における動作の詳細を説明する。尚、下記動作は、入力デバイス１１を介して入力されたユーザからの指示を受け付けることで開始する。以下、各ステップ（工程）は符号の前に「Ｓ」をつけて表す。

Ｓ３０１において、第１取得部２０１は、データ保持部２０７から上述した質感データを取得する。Ｓ３０２において、生成部２０２は、記録媒体上に形成する画像が表現する色を表す色データ及び画像上に形成する３次元構造の高さを表す高さデータを生成する。Ｓ３０２の詳細については後述する。

Ｓ３０３において、表示制御部３０３は、ディスプレイ１５にＵＩ画面を表示させる。本実施例におけるＵＩ画面の一例を図５（ａ）に模式的に示す。ＵＩ画面５００は、低コスト印刷を行う（オン）か行わない（オフ）かを設定するチェックボックス５０１、第１ドラフトモードを選択するボタン５０２、観察角度を設定するスクロールバー５０３ａ及びスクロールボックス５０３ｂを有する。また、第２ドラフトモードを選択するボタン５０４、削減率を設定するスクロールバー５０５ａ及びスクロールボックス５０５ｂを有する。さらに、設定に応じた画像の形成にかかる予想時間を表示するテキストボックス５０６、印刷を実行するための印刷ボタン５０７を有する。尚、上述した観察角度は、図５（ｂ）に示すように、入射光（鏡面反射光）からの相対角度である。また、上述した削減率は、３次元構造を形成するためのインクの記録量（消費量）に対するインクの記録量の削減量の比率である。第１ドラフトモード及び第２ドラフトモードについては後述する。

図６にＵＩ画面５００の状態遷移図を示す。以下、各状態は符号の前に「ステート」をつけて表す。ステート６０１では、ＵＩ画面５００をディスプレイ１５に表示させ、ステート６０２へ移行する。ステート６０２は、ユーザの入力待ち状態であり、チェックボックス５０１がオンにされた場合ステート６０３へ、ボタン５０２が選択された場合ステート６０４へ、ボタン５０４が選択された場合ステート６０５へ移行する。また、印刷ボタン５０７が押下された場合はステート６０６へ移行する。ステート６０３では、Ｓ３０２で生成された高さデータから、後述の処理により最大削減率を算出し、算出終了後にステート６０２へ移行する。ステート６０４では、観察角度の変更を行うとともにドラフトモードとして第１ドラフトモードを設定し、設定終了後にステート６０２へ移行する。ステート６０５では、ステート６０３で算出した最大削減率の範囲内で削減率の変更を行うとともにドラフトモードに第２ドラフトモードを設定し、設定終了後にステート６０２へ移行する。ステート６０６では、ＵＩ画面５００の表示を終了する処理を行う。

Ｓ３０４において、第２取得部２０４は、ユーザからの指示に基づいて設定された印刷設定を取得する。Ｓ３０５において、補正部２０５は、Ｓ３０４で取得した印刷設定に基づいて、後述の処理により高さデータを補正する。Ｓ３０６において、形成制御部２０６は、Ｓ３０２で生成した色データ及びＳ３０５で補正された高さデータに基づいて、後述の処理によりプリンタ１２に画像を形成させる。

図７は、Ｓ３０２の処理を表すフローチャートである。Ｓ７０１では、後述の色データを生成する処理を行う。Ｓ７０２では、後述の高さデータを生成する処理を行う。

色データを生成する処理Ｓ７０１の処理を詳細に説明する。各画素について、第１取得部２０１において取得した質感データが表すＲ_ｄ、Ｒ_ｓから、色データが表すＲＧＢ値を決定する。本実施例においては、この処理をＲ，Ｇ，ＢそれぞれとＲ_ｄ，Ｒ_ｓとが対応付けられた色変換ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を参照することにより行う。図８は、この色変換ＬＵＴを説明するものである。図８に示すように、この色変換ＬＵＴには、８０１列のＲＧＢの色信号に対するＲ_ｄ、Ｒ_ｓ、ａ_ｘ、ａ_ｙの値がＲ，Ｇ，Ｂごとにそれぞれ８０２列〜８０５列に記録されている。尚、この色変換ＬＵＴは、８０１列の色を有するパッチ画像データを作成し、この画像データをプリンタ１２に入力して形成した画像をゴニオフォトメータ等の公知の測定方法で測定することで作成できる。よって色変換ＬＵＴに記録されているａ_ｘ、ａ_ｙは、インクを記録した画像表面の鏡面反射広がり成分となる。図９は、色データを生成する処理Ｓ７０１の処理を表すフローチャートである。本実施例では、質感データが表すＲ_ｄ、Ｒ_ｓと色変換ＬＵＴ８０２列及び８０３列のＲ_ｄ、Ｒ_ｓとの距離が最小となる８０１列のＲＧＢ値を各画素に格納したデータが色データである。具体的な処理の流れを図９のフローチャートに示す。Ｓ９０１において、Ｒ_ｄ、Ｒ_ｓの距離の評価値Ｖを式３、式４、式５によって算出する。

Ｖ＝ΔＥｄ＋ｋ・ΔＥｓ・・・式（３）

ここで、ｋは定数であり、Ｒ_ｄ＿ｒ、Ｒ_ｄ＿ｇ、Ｒ_ｄ＿ｂは質感データが表すＲ（ｒ），Ｇ（ｇ），Ｂ（ｂ）ごとの反射強度の拡散反射成分である。Ｒ_ｓ＿ｒ、Ｒ_ｓ＿ｇ、Ｒ_ｓ＿ｂは質感データが表すＲ（ｒ），Ｇ（ｇ），Ｂ（ｂ）ごとの反射強度の鏡面反射成分である。また、Ｒ_ｄＬＵＴ＿ｒ［ｍ］、Ｒ_ｄＬＵＴ＿ｇ［ｍ］、Ｒ_ｄＬＵＴ＿ｂ［ｍ］は、８０２列のｒ，ｇ，ｂにおけるｍ行目の値を示し、Ｒ_ｓＬＵＴ＿ｒ［ｍ］、Ｒ_ｓＬＵＴ＿ｇ［ｍ］、Ｒ_ｓＬＵＴ＿ｂ［ｍ］は８０３列のｒ，ｇ，ｂにおけるｍ行目の値を示している。

Ｓ９０２において、色変換ＬＵＴの全点（図８の全行）について算出された評価値Ｖの中で最小となるＶを与える行における８０１列のＲＧＢ値と８０４列と８０５列のａ_ｘ、ａ_ｙの値を記録する。上記Ｓ９０１およびＳ９０２の処理を質感データの各画素に対して行う。Ｓ９０３において、得られた各画素におけるＲＧＢ値から、当該ＲＧＢ値を各画素に格納した色データを生成する。尚、色データの生成方法としては以上で述べた方法に限らず、公知のカラーマッチングアルゴリズムを応用することができる。

高さデータを生成する処理Ｓ７０２の処理を詳細に説明する。Ｓ７０２では、質感データが表す鏡面反射拡がり成分であるａ_ｘ，ａ_ｙおよび回転角φ、Ｓ７０１の処理で記録した、インクを記録した画像表面の鏡面反射拡がり成分ａ_ｘ’，ａ_ｙ’から、６×６画素単位で画像上に形成する３次元構造の高さを決定する。図１０は、Ｓ７０２の処理のフローチャートである。本実施例における質感データはＲ，Ｇ，Ｂごとに鏡面反射拡がり成分ａ_ｘ，ａ_ｙを表す。そこで、まずＳ１００１において、輝度についての鏡面反射拡がり成分を算出する。本実施例では、ａ_ｘ，ａ_ｙについてＲ，Ｇ，Ｂの加重平均をとってＲ，Ｇ，Ｂについて１組のａ_ｘ，ａ_ｙを算出するが、上記一例には限定されない。以降では、この加重平均された値をそれぞれａ_ｘ，ａ_ｙと表記する。つぎに、Ｓ１００２において、ａ_ｘとａ_ｘ’との比率Ｘｒａｔｉｏ及びａ_ｙとａ_ｙ’との比率Ｙｒａｔｉｏを式６、式７で算出する。
Ｘｒａｔｉｏ＝ａ’_ｘ／ａ_ｘ・・・式（６）
Ｘｒａｔｉｏ＝ａ’_ｙ／ａ_ｙ・・・式（７）

Ｓ１００３において、上記Ｘｒａｔｉｏ、Ｙｒａｔｉｏから形状ＬＵＴを参照し、ベースとなる表面の形状を決定する。図１１は、この形状ＬＵＴを説明する図である。本実施例では、高さデータについて６×６画素単位に高さ情報を算出する。そのため形状ＬＵＴは、６×６画素以上の大きさの領域（画素単位）について高さ情報を記録した形状データを複数持つ。尚、高さデータの６×６画素は質感データの１画素に対応しているため、６×６画素の３次元構造を決めるために１組のＸｒａｔｉｏ，Ｙｒａｔｉｏを用いる。図１１（ａ）は形状データの各画素について説明する図であり、図１１（ｂ）は形状データの３次元構造の一例を示す図である。図１１（ａ）に示すように、本実施例ではｘ方向、ｙ方向に各１２画素、１２×１２画素において高さ情報を有する。このように形状データは、高さ情報を出力する１つの単位である６×６画素よりも大きいサイズ（１２×１２画素）で高さ情報を有することで、後述する回転処理Ｓ１００５を施しても６×６画素のサイズで高さ情報を算出できる。なお、この６×６画素よりも大きいサイズは、出力するサイズの１辺の大きさ（本実施例では６）の√２倍以上のサイズであることが望ましい。尚、形状ＬＵＴの作成方法の一例として以下の手順で行うものとする。まず、作成する３次元構造のｘ方向、ｙ方向各々について鏡面反射の広がりを異ならせた印字サンプルを用意する。次にＢＲＤＦ測定器にて各３次元構造の測定を行う。次に、測定値からＸｒａｔｉｏ，Ｙｒａｔｉｏを算出し、３次元構造とパラメータを対応させたＬＵＴとする。この形状データは、図１１（ｃ）に示す形状ＬＵＴにＸｒａｔｉｏ、Ｙｒａｔｉｏの組み合わせである１１０１列における１１４画素の高さ情報（１１０２列）として記録される。なお、後述する回転処理Ｓ１００５があるため、この形状ＬＵＴは図１１（ｄ）に示すようにＬＵＴを行列に見立てると、上三角行列についての形状データを保持すればよい。また、図１１（ｄ）に示すように、ＸｒａｔｉｏまたはＹｒａｔｉｏが大きくなるほど形状の凹凸が大きくなるようにすることで、ＸｒａｔｉｏまたはＹｒａｔｉｏが大きくなるほど鏡面反射の拡がりが大きく再現される。さらに、ＸｒａｔｉｏとＹｒａｔｉｏとが等しい対角線上は鏡面反射の拡がりを等方的にするため、ｘ方向とｙ方向で同じ形状となる高さ情報を表す形状データとすることが望ましい。また、ＸｒａｔｉｏとＹｒａｔｉｏとの差が大きいほど、異方性を強く再現するため、ｘ方向とｙ方向で形状が異なるような形状データとすることが望ましい。

３次元構造の面の法線の変化に対し、インク記録面の鏡面反射拡がり成分ａ_ｘ’またはａ_ｙ’が小さいときは、面の法線の方向に応じて複数の方向に正反射光が広がりすぎてしまう。そこでＳ１００４において、インク記録面の鏡面反射拡がり成分ａ_ｘ’またはａ_ｙ’に応じて３次元構造の面の法線の変化率を制限する補正処理を行う。具体的には、形状データが表す高さ情報のｘ方向での変化率（微分値）を算出し、その値がａ_ｘ’に応じてあらかじめ決定される所定の閾値Ｔｈより大きい場合に、高さ情報に１未満の値を乗算することで高さを低くする処理を繰返し行う。本実施例における閾値Ｔｈの決定方法を以下に示す。プリンタがインクを積層して形成できる最大高さをＨｍａｘ（μｍ）、プリンタが形成する画素サイズＨｐｉｘ（μｍ）として、式８により算出する。
Ｔｈ＝Ｈｍａｘ／Ｈｐｉｘ・・・式（８）

次に、ｙ方向についても同様に、高さ情報のｙ方向での変化率（微分値）を算出し、その値がａ_ｙ’に応じてあらかじめ決定される閾値Ｔｈより大きい場合に、高さ情報に１未満の値を乗算することで高さを低くする処理を繰返しおこなう。ここで１未満の値の一例として、補正後の変化率を閾値に近くしたい場合には１に近い値を用いるのが望ましい。

最後に、Ｓ１００５において、Ｓ１００４にて補正された形状データを回転角φだけ回転させ、６×６画素サイズの高さ情報を算出する。まず、Ｓ１００４で補正されたベースとなる形状である１２×１２画素の高さ情報を、中心座標（図１１（ａ）においては、（ｘ，ｙ）＝（６，６））を中心にｘ、ｙを回転角φだけ回転させた座標（ｘ’，ｙ’）を求める。次に、出力する６×６画素の高さ情報に相当する座標（ｘ，ｙ）の高さｈをｘ’，ｙ’，ｈの空間から公知の補間処理にて算出する。図１１（ａ）においては、中心座標を中心とする６×６画素（ｘ座標３〜８，ｙ座標３〜８）における高さ情報をｘ’，ｙ’，空間から算出し、その高さ情報を出力する６×６画素の高さ情報とする。以上の処理を質感データの全画素について行うことで、各画素に高さ情報を格納した高さデータを生成する。

以下では、Ｓ３０３のステート６０３における最大削減率の算出処理の流れについて図１２を用いて説明する。

Ｓ１２０１では、Ｓ３０２で算出した高さデータから高さ情報を取得するとともに、画素番号を表す変数ｉ，ｊを０に初期化する。また、最小高さを表す変数Ｈｍｉｎの初期値に十分大きな値を設定し、最大高さを表す変数Ｈｍａｘに十分小さな値を設定する。本実施例における初期値は、Ｈｍｉｎの初期値を２５５、Ｈｍａｘの初期値を０とする。Ｓ１２０２では、画素（ｉ，ｊ）の高さＨｉｊとＨｍｉｎを比較し、ＨｉｊがＨｍｉｎより小さければＨｍｉｎをＨｉｊで置き換える。

Ｓ１２０３では、画素（ｉ，ｊ）の高さＨｉｊとＨｍａｘを比較し、ＨｉｊがＨｍａｘより大きければＨｍａｘをＨｉｊで置き換える。Ｓ１２０４では、全ての画素に対して処理を行ったかを判定し、行っていればＳ１２０５へ、そうでなければ画素を表す変数を更新してＳ１２０２へ移行する。Ｓ１２０５では、式９により最大削減率Ｈｒｅｄを算出する。
Ｈｒｅｄ＝Ｈｍｉｎ／Ｈｍａｘ・・・式（９）

以下に、Ｓ３０５における印刷設定に基づいた高さデータの補正について説明する。図１３は、Ｓ３０５の処理の流れを表すフローチャートである。

Ｓ１３０１では、印刷設定を取得する。Ｓ１３０２では、ドラフトモード設定がオンになっているか否かを判定し、オンになっていればＳ１３０３へ、そうでなければ終了に関する処理を行う。Ｓ１３０３では、第１ドラフトモードを選択するボタン５０２がオンになっているかを判定し、オンになっていれば第１ドラフトモードを選択する。そうでなければ第２ドラフトモードを選択する。

Ｓ１３０４では、第１ドラフトモードにおける方法（第１の方法）によって、高さデータが表す高さ情報を補正する。第１ドラフトモードは、３次元構造の傾斜面のうち観察角度内の面だけを残してそれ以外の構造を削除する高さの補正方法を用いることで、コスト削減をしつつ観察角度内から観察すると質感が表れるプリント物を印刷できるドラフトモードである。具体的には、３次元構造の傾斜面のうち、ＵＩ画面５００におけるスクロールボックス５０３ｂで設定された入射光からの相対的な角度範囲内の角度（入射光からの相対角度）である法線をもつ傾斜面のみを残してそれ以外の構造を削除するドラフトモードである。尚、傾斜面は平面として考える。図１４は、第１の方法による高さの補正処理の流れを表すフローチャートである。

Ｓ１４０１では、スクロールボックス５０３ｂで設定された観察角度範囲（質感を再現する角度の範囲）とＳ７０２で生成された高さデータを取得する。Ｓ１４０２では後述の処理により画素位置（ｉ，ｊ）に形成される斜面の法線の角度を算出する。Ｓ１４０３では、法線の角度が設定された角度範囲に含まれるか否かを判定し、含まれていなければＳ１４０４へ、そうでなければＳ１４０５へ進む。Ｓ１４０４では、画素位置（ｉ、ｊ）の高さを０にする。Ｓ１４０５では、全ての画素位置における法線に対して設定された角度範囲にあるか否かの判定を実施したかを判定し、実施していればＳ１４０６へ、そうでなければ画素を更新してＳ１４０２へジャンプする。Ｓ１４０６では、高さが０でない画素の中から最小の高さを算出する。Ｓ１４０７では、Ｓ１４０６で求めた最小の高さを高さが０でない画素の高さから減算する。

以下では、Ｓ１４０２における法線の算出処理について説明する。図１９は法線ベクトルの算出処理を表すフローチャートである。

Ｓ１８０１では、対象となる傾斜面（ｉ，ｊ）について、傾斜面（ｉ，ｊ）上に存在するＡｉｊ，Ｂｉｊ，Ｃｉｊの３点について座標を算出する。点Ａは対象面（ｉ，ｊ）の中央の点であり、座標（ＸｉｊＡ，ＹｉｊＡ，ＺｉｊＡ）は（ｉ＋０．５，ｊ＋０．５，Ｈ＋０．５）となる。ここで点Ｂｉｊは、対象面とｘ方向に（本実施例では右方）隣接する斜面との境界上に位置する点であり、点Ｂｉｊの座標（ＸｉｊＢ，ＹｉｊＢ，ＺｉｊＢ）は式１０より算出する。尚、対象面（ｉ，ｊ）が３次元構造の右端にある場合は左方の斜面との境界上に位置する点を用いる。その場合の点Ｂｉｊの座標は式１１により算出する。

Ｘｉ，ｊ，Ｂ＝（Ｘｉ，ｊ，Ａ−Ｘｉ＋１，ｊ，Ａ）／２
Ｙｉ，ｊ，Ｂ＝（Ｙｉ，ｊ，Ａ−Ｙｉ＋１，ｊ，Ａ）／２・・・式（１０）
Ｚｉ，ｊ，Ｂ＝（Ｚｉ，ｊ，Ａ−Ｚｉ＋１，ｊ，Ａ）／２

Ｘｉ，ｊ，Ｂ＝（Ｘｉ−１，ｊ，Ａ−Ｘｉ，ｊ，Ａ）／２
Ｙｉ，ｊ，Ｂ＝（Ｙｉ−１，ｊ，Ａ−Ｙｉ，ｊ，Ａ）／２・・・式（１１）
Ｚｉ，ｊ，Ｂ＝（Ｚｉ−１，ｊ，Ａ−Ｚｉ，ｊ，Ａ）／２

点Ｃｉｊは、対象面とｙ方向に（本実施例では下方）隣接する斜面との境界上に位置する点であり、点Ｃｉｊの座標（ＸｉｊＣ，ＹｉｊＣ，ＺｉｊＣ）は式１２より算出する。尚、対象面（ｉ，ｊ）が下端にある場合は上方の斜面との境界上に位置する点を用いる。その場合の点Ｃｉｊの座標は式１３により算出する。

Ｘｉ，ｊ，Ｃ＝（Ｘｉ，ｊ，Ａ−Ｘｉ，ｊ＋１，Ａ）／２
Ｙｉ，ｊ，Ｃ＝（Ｙｉ，ｊ，Ａ−Ｙｉ，ｊ＋１，Ａ）／２・・・式（１２）
Ｚｉ，ｊ，Ｃ＝（Ｚｉ，ｊ，Ａ−Ｚｉ，ｊ＋１，Ａ）／２

Ｘｉ，ｊ，Ｃ＝（Ｘｉ，ｊ−１，Ａ−Ｘｉ，ｊ，Ａ）／２
Ｙｉ，ｊ，Ｃ＝（Ｙｉ，ｊ−１，Ａ−Ｙｉ，ｊ，Ａ）／２・・・式（１３）
Ｚｉ，ｊ，Ｃ＝（Ｚｉ，ｊ−１，Ａ−Ｚｉ，ｊ，Ａ）／２

Ｓ１８０２では、算出する法線ベクトルｎｉｊを（ＮｉｊＸ，ＮｉｊＹ，ＮｉｊＺ）とし、ベクトルＡＢ、ベクトルＡＣとの内積が０となる一連の関係式１４から変数の消去を行い、法線ベクトルｎｉｊを算出する。

Ｓ１８０３では、Ｓ１８０２で算出した法線ベクトルと画像の水平面のベクトルｎｈｏｒ（０，０，１）を用いて式１５よりベクトル内積の定義式からｃｏｓθを算出する。

さらに算出されたｃｏｓθより、紙面（記録媒体）への垂線と斜面の法線とがなす角度θｉｊを求める。

Ｓ１８０４では、全ての傾斜面について算出したかを判定し、算出してあれば終了に関する処理を行い、そうでなければｉに１を加えて、Ｓ１８０１へジャンプする。

Ｓ１３０５では、第２ドラフトモードにおける方法（第２の方法）によって、高さデータが表す高さ情報を補正する。第２ドラフトモードは、Ｓ７０２で生成された高さデータが表す高さから、ＵＩ画面５００におけるスクロールボックス５０５ｂで設定された高さの削減率を満たすように高さの補正を行う、削減率を優先したドラフトモードである。図１５は、第２の方法による高さの補正処理の流れを表すフローチャートである。

Ｓ１５０１では、スクロールボックス５０５ｂにて設定された削減率とＳ７０２で生成された高さデータを取得する。Ｓ１５０２では、高さデータが表す高さから削減すべき高さＨｅを式１６より算出する。ここで、最大高さをＨｍａｘ、削減率をＲとする。
Ｈｅ＝Ｈｍａｘ×（１−Ｒ）・・・式（１６）

Ｓ１５０３では、画素位置（ｉ、ｊ）の高さが削減すべき高さＨｅ以下であるか否かを判定し、Ｈｅ以下であればＳ１５０４へ、そうでなければＳ１５０５へ進む。Ｓ１５０４では、高さを０にする。Ｓ１５０５では、式１７によって補正後の高さＨ’を算出する。
Ｈ’＝Ｈ−Ｈｅ・・・式（１７）

Ｓ１５０６では、すべての画素に対して処理を行ったかを判定し、行っていれば終了し、そうでなければ画素位置を更新しＳ１５０３へジャンプする。

以下では、Ｓ３０６において、プリンタ１２に画像を形成させる処理を詳細に説明する。図１６はＳ３０６において実行される形成制御部２０６の処理のフローチャートである。

Ｓ１６０１において、Ｓ７０１で生成された色データを有色インクの記録量を表す記録量データに変換し、公知のハーフトーン処理及びパス分解により、プリンタ１２に画像を形成させる。色データからインク量データへの変換にはＲＧＢ値とＣＭＹＫ値が対応づけられているテーブルを利用する。

Ｓ１６０２において、Ｓ１３０４あるいはＳ１３０５で補正された高さ情報からＵＶ硬化型インクの積層数を算出する。算出については、インクの厚みと積層数の対応関係を記録したテーブルを用いる方法を利用する。尚、積層数の算出方法として、積層数とインクの厚みは比例関係にあることから、インクの厚みに係数を掛けることで積層数を算出することもできる。Ｓ１６０３において、Ｓ１６０２において算出された積層数に基づき、記録媒体上に３次元構造（ＵＶ硬化型インクの層）を形成させる。本実施例のプリンタ１２においては、所望の厚みの層を形成するため、キャリッジによる走査を繰り返すことでインクを複数回積層する。

以上説明したように、ＵＩ画面において設定されたドラフトモードに基づき、質感を発現する３次元構造の高さを補正し、低印刷コストでかつ質感を発現するプリント物を得ることができる。

［実施例２］
実施例１では、２つのうち一方のドラフトモードを設定する方法を説明した。しかしながら、観察角度及び削減率の両方の条件を勘案しつつ画像形成を行う場合がある。そこで本実施例では、質感を発現するプリントの形成において、観察角度及び削減率の両方の条件を勘案しつつコストを削減する方法について説明する。尚、以下に実施例１と異なる部分を主に説明する。

本実施例におけるＵＩ画面１７００の一例を図１７に模式的に示す。ＵＩ画面１７００は、低コスト印刷を行う（オン）か行わない（オフ）かを設定するチェックボックス１７０１、入射光からの相対観察角度を設定するためのスクロールバー１７０２ａ、観察角度の範囲を設定するためのスクロールボックス１７０２ｂを有する。また、削減率を設定するためのスクロールバー１７０３ａ、削除率の値を設定するためのスクロールボックス１７０３ｂを有する。さらに、設定に応じた予想所要時間を表示するためのテキストボックス１７０４、印刷を実行するための印刷ボタン１７０５を有する。

図１８にＵＩ画面１７００の状態遷移図を示す。ステート１８０１ではＵＩ画面１７００をディスプレイ１５に表示させ、ステート１８０２へ移行する。ステート１８０２では、Ｓ１７０１で高さデータの最大高さをＨｍａｘとして格納し、ユーザの入力待ちになる。ユーザからの指示によりチェックボックス１７０１がオンにされた場合ステート１８０３へ、スクロールボックス１７０２ｂがアクティブな場合にステート１８０４へ、スクロールボックス１７０３ｂがアクティブな場合にステート１８０６へ移行する。また、印刷ボタン１７０５が押下された場合はステート１８０８へ移行する。尚、アクティブは、スクロールボックスが移動されたことを指す。ステート１８０３では、上述した方法により最大削減率を算出し、算出終了後ステート１８０２へ移行する。

ステート１８０４では、観察角度の変更を行うとともに第１ドラフトモードを設定し、変更および設定終了後ステート１８０５へ移行する。ステート１８０５では、第１ドラフトモードによって補正された高さの最大高さを算出し、その最大高さに基づいて最大削減率を変更しステート１８０２へ移行する。ステート１８０６では、削減率の変更を行うとともに第２ドラフトモードを設定し、変更および設定終了後ステート１８０７へ移行する。ステート１８０７では、ＵＩ画面の表示を終了させる処理を行う。

以上説明したように、片方のドラフトモードにおける補正の結果を他方のドラフトモードのパラメータの調整に用いることで、観察角度及び削減率の両方の条件を勘案しつつ低印刷コストでかつ質感を再現するプリント物を得ることができる。

［変形例］
上述した実施例では、インクを積層して３次元構造を形成する方法を例に説明を行ったが、３次元構造の形成方法はこれに限定されない。例えば、３次元構造に対応した形状を有した原版を記録媒体に押し当てて３次元構造を形成するナノインプリント技術を用いることも可能である。

また、上述した実施例では、３次元構造の表面における鏡面反射光の方向を制御する方法を説明したが、３次元構造と記録媒体との界面において鏡面反射光の方向を制御してもよい。例えば、３次元構造を吸収及び散乱係数の小さいインクで形成し、３次元構造を透過して記録媒体面で反射した鏡面反射光の方向を、３次元構造での屈折によって制御する形態が考えられる。

また、上述した実施例では、質感データから色データ及び質感データを生成したが、上記一例に限定されない。質感データを取得せず、直接色データと高さデータを取得しても良い。この場合、色データは各画素にＲＧＢ値を格納したデータであり、高さデータは各画素に高さ情報を格納したデータである。色データと高さデータとは同じ解像度であることが望ましい。

また、上述した実施例では、有色の記録材としてＣ（シアン）インク、Ｍ（マゼンタ）インク、Ｙ（イエロー）インク、Ｋ（ブラック）インクを用いたが、有色トナーなどでも構わない。

また、上述した実施例では、第１の方法又は第２の方法によって高さの補正を行ってコスト削減したが、コストを削減しつつ質感が表れるプリント物を形成できれば、どのような高さの補正方法でも構わない。

［その他の実施例］
本発明は、上述の実施例の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１ 情報処理装置
２０１ 第１取得部
２０４ 第２取得部
２０５ 補正部

Claims (18)

1. ３次元構造の高さを表す高さデータを取得する第１取得手段と、
   ユーザからの指示に基づいて、前記高さデータが表す高さを補正する方法を設定する設定手段と、
   前記設定手段によって設定された前記方法に基づいて、前記高さデータが表す高さを下げる補正を行う補正手段と、
   前記補正手段によって補正された前記高さデータが表す高さを有する３次元構造を記録媒体上に形成するための第１記録材の記録量を表す第１記録量データを出力する出力手段と、を有し、
   前記設定手段は、前記方法を少なくとも２つの補正方法から設定し、
   前記少なくとも２つの補正方法は、
   複数の面から構成される前記３次元構造の面それぞれについての法線と前記記録媒体への垂線とがなす角が、所定の角度範囲内にあるか否かを判定し、前記所定の角度範囲内にないと判定された面に対応する領域の前記高さを補正する第１の方法と、
   ユーザからの指示に基づいて前記高さの削減量を決定し、前記削減量に基づいて前記高さを補正する第２の方法と、であることを特徴とする情報処理装置。
2. 物体の表面の質感を表す質感データを取得する第２取得手段と、
   前記質感データに基づいて、前記高さデータを生成する第１生成手段と、をさらに有し、
   前記第１取得手段は、前記第１生成手段によって生成された前記高さデータを取得することを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記質感データに基づいて、前記記録媒体上に画像の色を記録するための第２記録材の記録量を表す第２記録量データを生成する第２生成手段をさらに有し、
   前記出力手段は、さらに、前記第２記録量データを出力することを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
4. 前記第２記録材は有色インクであることを特徴とする請求項３に記載の情報処理装置。
5. 前記第１記録材はＵＶ硬化型インクであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の情報処理装置。
6. ユーザインターフェースを含む画面を表示装置に表示させる表示制御手段をさらに有し、
   前記設定手段は、前記ユーザインターフェースを含む画面を介して得られる前記ユーザからの指示に基づいて前記方法の設定を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の情報処理装置。
7. 前記表示制御手段は、前記記録媒体上に前記３次元構造を形成するためにかかる所要時間を前記表示装置に表示させることを特徴とする請求項６に記載の情報処理装置。
8. 前記質感データは、所定のＢＲＤＦのモデルによって前記物体の表面の質感を表すことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の情報処理装置。
9. 前記所定のＢＲＤＦのパラメータと、前記第２記録材の記録量及び前記記録媒体上に前記第２記録材を用いて形成された前記画像のＢＲＤＦのパラメータと、が対応付けられたテーブルを取得する第３取得手段をさらに有し、
   前記第２生成手段は、前記テーブルに基づいて、前記所定のＢＲＤＦのパラメータと前記画像のＢＲＤＦのパラメータとの値の差が最小となる前記第２記録材の記録量を表す前記第２記録量データを生成することを特徴とする請求項８に記載の情報処理装置。
10. 前記設定手段は、前記補正手段が用いる前記方法として、前記第１の方法と前記第２の方法とのどちらか一方を設定することを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
11. 前記設定手段は、前記補正手段が用いる前記方法として、前記第１の方法と前記第２の方法との両方を設定し、
    前記補正手段は、前記第１の方法によって行った補正に基づいて、前記第２の方法による補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
12. ユーザからの指示に基づいて、所定の角度範囲を決定する決定手段をさらに有し、前記補正手段は、前記所定の角度範囲に応じた補正値を取得し、前記補正値に基づいて前記高さデータが表す高さを下げる補正を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の情報処理装置。
13. 前記法線と前記記録媒体への垂線とがなす角を前記３次元構造の面ごとに算出する算出手段と、
    ユーザからの指示に基づいて、所定の角度範囲を決定する決定手段と、をさらに有し、
    前記補正手段は、前記算出手段によって算出された前記法線と前記記録媒体への垂線とがなす角と、前記決定手段によって決定された前記所定の角度範囲と、に基づいて、前記高さデータが表す高さを補正することを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
14. 前記第１記録量データに基づいて、前記記録媒体上に前記３次元構造を形成する形成手段をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の情報処理装置。
15. 前記形成手段は、さらに、前記第２記録量データに基づいて、前記記録媒体上に前記画像を形成することを特徴とする請求項１４に記載の情報処理装置。
16. 前記形成手段は、前記第２記録材を用いて前記記録媒体上に前記画像を形成した後、前記第１記録材を用いて前記画像上に前記３次元構造を形成することを特徴とする請求項１５に記載の情報処理装置。
17. コンピュータを請求項１乃至請求項１３のいずれか一項に記載の情報処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。
18. ３次元構造の高さを表す高さデータを取得する取得ステップと、
    ユーザからの指示に基づいて、前記高さデータが表す高さを補正する方法を設定する設定ステップと、
    前記設定ステップにおいて設定された前記方法に基づいて、前記高さデータが表す高さを下げる補正を行う補正ステップと、
    前記補正ステップにおいて補正された前記高さデータが表す高さを有する３次元構造を記録媒体上に形成するための記録材の記録量を表す記録量データを出力する出力ステップと、を有し、
    前記設定ステップにおいて、前記方法を少なくとも２つの補正方法から設定し、
    前記少なくとも２つの補正方法は、
    複数の面から構成される前記３次元構造の面それぞれについての法線と前記記録媒体への垂線とがなす角が、所定の角度範囲内にあるか否かを判定し、前記所定の角度範囲内にないと判定された面に対応する領域の前記高さを補正する第１の方法と、
    ユーザからの指示に基づいて前記高さの削減量を決定し、前記削減量に基づいて前記高さを補正する第２の方法と、であることを特徴とする情報処理方法。

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