JPH08272851A - Method and device for preparing grained pattern having cross-section - Google Patents

Method and device for preparing grained pattern having cross-section

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JPH08272851A
JPH08272851A JP7099713A JP9971395A JPH08272851A JP H08272851 A JPH08272851 A JP H08272851A JP 7099713 A JP7099713 A JP 7099713A JP 9971395 A JP9971395 A JP 9971395A JP H08272851 A JPH08272851 A JP H08272851A
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Naoki Kawai
直樹 河合
Toshio Motegi
敏雄 茂出木
Takeshi Oshima
健 大嶋
Yasuhiro Hayashi
靖浩 林
Ieharu Hashizume
家治 橋爪
Toshio Ariyoshi
俊雄 有吉
Masaru Okamoto
優 岡本
Yoshio Sukegawa
佳夫 助川
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Abstract

PURPOSE: To artificially generate a natural grained pattern close to that of natural tree or the grained pattern improved in design which is not obtained in natural tree. CONSTITUTION: A growth ring model Mr composed of the set of picture elements provided with a picture element value cyclically changed based on the distance from the center axis C is prepared, vessels F extended in a direction approximately along the center axis C are arranged inside the growth ring model Mr, a vessel model Mf composed of the set of the picture elements present at least in a contour part inside the conductor F is added to the growth ring model Mr and thus, a three-dimensional tree model M is prepared. At the time of cutting the three-dimensional tree model M by a prescribed cutting surface J, a pattern constituted of the set of the picture elements positioned on the cutting surface J is extracted as the grain pattern. As the cutting surface J, the wrinkled cutting surface having fluctuation by a two-dimensional fractal field is used.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、導管断面を有する木目
柄パターンの作成方法および作成装置に関し、特に、自
然な風合いをもった木目柄パターン、あるいは意匠性の
高い木目柄パターンを人為的に発生させるための技術に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for producing a wood grain pattern having a conduit cross section, and in particular, a wood grain pattern having a natural texture or a wood grain pattern having a high design property is artificially formed. The technology for generating.

【0002】[0002]

【従来の技術】壁紙などの建材製品や、種々の商品のパ
ッケージなどの模様として、木目柄パターンは広く利用
されている。このような木目柄パターンをもった印刷物
を作成する場合、通常は、天然木の板目をカメラなどで
撮影し、この天然木のもつ木目柄パターンをそのまま利
用する方法が採られる。また、近年では、印刷分野にお
いてもコンピュータを利用した画像処理技術が普及して
きているため、天然木の木目柄パターンをCCDカメラ
などで画像データとして取り込み、この画像データに対
して、コンピュータを利用して必要な画像処理を施し、
処理後の画像データに基づいて印刷を行うという手法も
広く行われている。
2. Description of the Related Art A wood grain pattern is widely used as a building material product such as wallpaper and a package pattern for various products. When a printed matter having such a wood grain pattern is created, a method is usually used in which the grain of natural wood is photographed with a camera and the grain pattern of the natural wood is used as it is. Further, in recent years, image processing technology using a computer has become widespread also in the printing field. Therefore, a grain pattern pattern of a natural tree is captured as image data by a CCD camera or the like, and a computer is used for this image data. And perform the necessary image processing,
A method of printing based on the processed image data is also widely used.

【0003】一般に、木目柄パターンは、年輪パターン
と導管断面パターンとを含んでいる。年輪パターンは、
樹木の年ごとの成長に合わせて形成されるパターンであ
る。通常は、樹木の成長環境における寒暖の差に基づい
て濃淡の差が生じ、この濃淡の差がそのまま年輪パター
ンとして現れることになる。したがって、1年ごとの周
期的な濃淡パターンになる。一方、導管断面パターン
は、樹木の導管を切断することによって得られる断面パ
ターンである。導管は、樹木が植物としての生理作用を
営むために必要な器官であり、幹から梢に向かって伸び
る細い管であり、その断面は細長い楕円状になるのが一
般的である。したがって、天然木の板目に現れる木目柄
パターンを観察すると、全体的には年輪パターンが認識
されるが、細かく見ると、小さな導管断面パターンが多
数配置されているのが認識される。
Generally, the wood grain pattern includes an annual ring pattern and a conduit cross-section pattern. The annual ring pattern is
It is a pattern that is formed as the tree grows year by year. Usually, a difference in light and shade occurs based on the difference in temperature and temperature in the growth environment of trees, and this difference in light and shade appears as an annual ring pattern. Therefore, it becomes a periodic light and shade pattern every year. On the other hand, the conduit cross-sectional pattern is a cross-sectional pattern obtained by cutting the conduit of the tree. The conduit is an organ necessary for a tree to perform a physiological function as a plant, and is a thin tube extending from the trunk toward the treetop, and its cross section is generally elongated and elliptical. Therefore, when observing the grain pattern that appears in the grain of natural wood, the annual ring pattern is generally recognized, but when viewed in detail, it is recognized that many small conduit cross-section patterns are arranged.

【0004】壁紙などでは、上述のような天然木の木目
柄パターンの風合いをできるだけ忠実に再現するため
に、年輪パターンと導管断面パターンとを重畳して木目
柄パターンを表現するのが一般的である。通常は、天然
木の板目から、年輪パターンと導管断面パターンとをそ
れぞれ別個に撮影し、別個の版を作成し、印刷時に両者
を合成する手法が採られる。年輪パターンと導管断面パ
ターンとは、いずれも印刷によって塩化ビニルシートな
どの媒体上に形成されることもあるし、年輪パターンを
印刷によって、導管断面パターンをエンボス凹凸構造に
よって、それぞれ別個に形成することもある。もとも
と、天然木についての導管断面は凹凸構造を有するた
め、導管断面パターンをエンボス凹凸構造として形成す
れば、より天然木に近い質感が表現できる。
In a wallpaper or the like, it is common to express a wood grain pattern by superimposing an annual ring pattern and a conduit cross-section pattern in order to faithfully reproduce the texture of the above-mentioned wood grain pattern of natural wood. is there. Usually, a method is adopted in which the annual ring pattern and the conduit cross-section pattern are separately photographed from the grain of natural wood, separate plates are created, and both are combined at the time of printing. The annual ring pattern and the conduit cross-sectional pattern may both be formed on a medium such as a vinyl chloride sheet by printing, or the annual ring pattern may be printed and the conduit cross-sectional pattern may be formed separately by the embossed concavo-convex structure. There is also. Originally, since the conduit cross section of natural wood has an uneven structure, if the conduit cross section pattern is formed as an embossed uneven structure, a texture closer to that of natural wood can be expressed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、天然木
の板目から年輪パターンや導管断面パターンを抽出する
作業は、かなり手間のかかる作業になる。意匠性の高い
パターンを抽出するためには、意匠的に優れた年輪パタ
ーンや導管断面パターンを有する板材を選定するところ
から始めなければならない。しかも、撮影によって鮮明
なパターン抽出ができるように、パターンが明瞭に現れ
た板材を用意する必要がある。特に、天然木の板目から
鮮明な導管断面パターンを抽出する作業は、技術的には
非常に困難な作業になる。この作業は、通常は、カメラ
で板目を写真撮影し、スキャナ装置によってこの写真か
ら導管断面パターンをデジタルデータとして取り込む
か、あるいは、デジタルカメラで板目から直接導管断面
パターンを取り込むことによって行われる。ところが、
カメラやスキャナの空間解像度には限界があり、微小な
導管断面の形状を忠実にパターンデータとして取り込む
ことは困難である。特に、天然木によっては、板目に現
れた導管部と非導管部との色調差が微差である場合があ
り、このような板目に対しては、画像入力系の感度、ダ
イナミックレンジ、量子化ビット数、A/Dビット数な
どの限界から、導管断面パターンを忠実に取り込むこと
は非常に困難になる。このような場合、導管部のみを染
料などで着色した後に写真撮影するなどの手法も採られ
ているが、導管部のみを正確に着色することは技術的に
困難であり、また、着色という余分な工程が必要になる
ため、手間が増大するという問題が生じる。
However, the work of extracting the annual ring pattern and the conduit cross-section pattern from the grain of natural wood is a very troublesome work. In order to extract a pattern with high designability, it is necessary to start by selecting a plate material having an annual ring pattern and a conduit cross-sectional pattern that are excellent in design. Moreover, it is necessary to prepare a plate material in which a pattern clearly appears so that a clear pattern can be extracted by photographing. Particularly, the work of extracting a clear conduit cross-section pattern from the grain of natural wood is technically extremely difficult. This work is usually performed by taking a photograph of the cross section of the sheet with a camera and capturing the conduit cross section pattern as digital data from the photograph with a scanner device, or by capturing the conduit cross section pattern directly from the sheet with a digital camera. . However,
The spatial resolution of cameras and scanners is limited, and it is difficult to faithfully capture the shape of a minute conduit cross section as pattern data. In particular, depending on the natural wood, there may be a slight difference in color tone between the conduit portion and the non-conduit portion appearing in the wood grain, and for such wood grain, the sensitivity of the image input system, the dynamic range, Due to the limit of the number of quantization bits, the number of A / D bits, etc., it is very difficult to faithfully capture the conduit cross-section pattern. In such a case, a method is used in which only the conduit section is colored with a dye and then a photo is taken, but it is technically difficult to accurately color only the conduit section. Therefore, there is a problem that the time and effort are increased.

【0006】また、従来の方法により天然木から抽出し
た木目柄パターンは、意匠性に乏しいという問題もあ
る。すなわち、年輪パターンおよび導管断面パターンを
天然木の板目から抽出すると、確かに、天然木に近い自
然な風合いをもったパターンを媒体上に再現することは
可能であるが、逆に言えば、天然に存在する樹木に見ら
れる木目柄パターンに限定されてしまい、斬新なデザイ
ンをもった導管断面を有する木目柄パターンを作成する
ことができなくなる。その結果、意匠的に単調なパター
ンになりやすい。
Further, the wood grain pattern pattern extracted from the natural wood by the conventional method has a problem that the design is poor. That is, if the annual ring pattern and the conduit cross-section pattern are extracted from the grain of natural wood, it is certainly possible to reproduce a pattern with a natural texture close to that of natural wood on the medium, but conversely, Since it is limited to the woodgrain pattern found in naturally existing trees, it becomes impossible to create a woodgrain pattern having a novel conduit design with a conduit cross section. As a result, the pattern tends to be monotonous in terms of design.

【0007】そこで本発明は、天然木に近い自然な木目
柄パターン、あるいは、天然木にない意匠性の高い木目
柄パターンを、人為的に発生させることのできる木目柄
パターンの作成方法および作成装置を提供することを目
的とする。
Therefore, the present invention provides a method and an apparatus for creating a wood grain pattern which can artificially generate a natural wood grain pattern pattern close to that of natural wood, or a wood grain pattern pattern of high design which is not found in natural wood. The purpose is to provide.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(1) 本発明の第1の態様は、導管断面を有する木目柄
パターンを人為的に作成する方法において、所定の中心
軸からの距離に基づいて周期的に変化する画素値を有す
る画素の集合からなる年輪モデルを作成する段階と、こ
の年輪モデル内において、中心軸にほぼ沿った方向に伸
びる導管を配置し、この導管内の少なくとも輪郭部に存
在する画素の集合からなる導管モデルを、年輪モデルに
付加することにより三次元樹木モデルを作成する段階
と、この三次元樹木モデルを所定の切断面によって切断
したときに、切断面に位置する画素の集合によって構成
されるパターンを、木目柄パターンとして抽出する段階
と、を行うようにしたものである。
(1) A first aspect of the present invention is a method of artificially creating a woodgrain pattern having a conduit cross section, which is a set of pixels having pixel values that periodically change based on a distance from a predetermined central axis. And a conduit model consisting of a set of pixels existing at least in the contour part of the conduit is arranged in the annual ring model. The step of creating a three-dimensional tree model by adding it to the model, and when this three-dimensional tree model is cut by a predetermined cutting plane, a pattern composed of a set of pixels located on the cutting plane The extraction step is performed as follows.

【0009】(2) 本発明の第2の態様は、上述の第1
の態様に係る木目柄パターンの作成方法において、導管
外部の領域に存在する各画素については、所定の範囲内
の画素値を定義し、導管内部の領域に存在する各画素に
ついては、上記所定の範囲外の仮の画素値を定義し、こ
の仮の画素値を、切断面から導管輪郭部までの深度に基
づく画素値に置き換える処理を行うようにしたものであ
る。
(2) A second aspect of the present invention is the above-mentioned first aspect.
In the method of creating a woodgrain pattern according to the aspect of (1), a pixel value within a predetermined range is defined for each pixel existing in the area outside the conduit, and each pixel existing in the area inside the conduit is defined by the above predetermined value. A temporary pixel value outside the range is defined, and the temporary pixel value is replaced with a pixel value based on the depth from the cut surface to the contour of the conduit.

【0010】(3) 本発明の第3の態様は、上述の第1
の態様に係る木目柄パターンの作成方法において、三次
元樹木モデルの切断によって形成される導管溝の立体形
状を認識し、所定の光源条件を設定することにより、こ
の導管溝の各部からの反射光強度を演算により求め、導
管内部の領域に存在する各画素については、求めた反射
光強度により画素値を決定するようにしたものである。
(3) A third aspect of the present invention is the above-mentioned first aspect.
In the method of creating a wood grain pattern according to the aspect of (3), the three-dimensional shape of the conduit groove formed by cutting the three-dimensional tree model is recognized, and predetermined light source conditions are set to reflect light from each part of the conduit groove. The intensity is calculated and the pixel value of each pixel existing in the area inside the conduit tube is determined by the calculated reflected light intensity.

【0011】(4) 本発明の第4の態様は、上述の第1
〜第3の態様に係る木目柄パターンの作成方法におい
て、年輪モデルの画素値の分布に基づいて、導管の配置
密度を決定するようにしたものである。
(4) A fourth aspect of the present invention relates to the above-mentioned first aspect.
In the method for creating a woodgrain pattern according to the third aspect, the arrangement density of the conduits is determined based on the distribution of pixel values of the annual ring model.

【0012】(5) 本発明の第5の態様は、上述の第1
〜第4の態様に係る木目柄パターンの作成方法におい
て、所定のスカラー値を自己相似的に二次元平面上の各
格子点に定義した二次元フラクタル格子を用意し、この
二次元フラクタル格子の各格子点のもつスカラー値に応
じて、基準面上の各点を所定方向に変位させることによ
り有皺切断面を生成し、この有皺切断面によって三次元
樹木モデルを切断して木目柄パターンを抽出するように
したものである。
(5) A fifth aspect of the present invention relates to the above-mentioned first aspect.
-In the method for creating a woodgrain pattern according to the fourth aspect, a two-dimensional fractal grid in which a predetermined scalar value is self-similarly defined at each grid point on a two-dimensional plane is prepared, and each of the two-dimensional fractal grids is prepared. A wrinkle cut surface is generated by displacing each point on the reference plane in a predetermined direction according to the scalar value of the grid point, and the three-dimensional tree model is cut by this wrinkle cut surface to form a grain pattern. It is designed to be extracted.

【0013】(6) 本発明の第6の態様は、上述の第1
〜第5の態様に係る木目柄パターンの作成方法におい
て、所定のスカラー値を自己相似的に二次元平面上の各
格子点に定義した二次元フラクタル格子または三次元空
間内の各格子点に定義した三次元フラクタル格子を用意
し、三次元樹木モデルを構成する各画素を、用意した二
次元フラクタル格子または三次元フラクタル格子の各格
子点に定義されたスカラー値に基づいて変位させること
により、歪曲三次元樹木モデルを作成し、この歪曲三次
元樹木モデルを所定の切断面によって切断することによ
り、木目柄パターンを抽出するようにしたものである。
(6) A sixth aspect of the present invention relates to the above-mentioned first aspect.
~ In the method of creating a woodgrain pattern according to the fifth aspect, a predetermined scalar value is defined in a two-dimensional fractal grid or three-dimensional space defined in a self-similar manner to each grid point on a two-dimensional plane. The 3D fractal grid is prepared, and each pixel that makes up the 3D tree model is displaced based on the scalar value defined at each grid point of the prepared 2D or 3D fractal grid. A three-dimensional tree model is created, and the distorted three-dimensional tree model is cut along a predetermined cutting plane to extract a grain pattern.

【0014】(7) 本発明の第7の態様は、導管断面を
有する木目柄パターンを人為的に作成する装置におい
て、所定の中心軸からの距離に基づいて周期的に変化す
る画素値を有する画素の集合からなる年輪モデルを生成
する年輪モデル生成手段と、この年輪モデル内におい
て、中心軸にほぼ沿った方向に伸びる導管を配置し、こ
の導管内の少なくとも輪郭部に存在する画素の集合から
なる導管モデルを、年輪モデルに付加することにより三
次元樹木モデルを生成する三次元樹木モデル生成手段
と、所定のスカラー値を自己相互的に二次元平面上の各
格子点に定義した二次元フラクタル格子を発生する二次
元フラクタル格子発生手段と、三次元樹木モデルを、二
次元フラクタル格子のもつスカラー値に応じたゆらぎを
もつ所定の有皺切断面によって切断し、この有皺切断面
に位置する画素の集合によって構成されるパターンを、
木目柄パターンとして抽出する木目柄パターン抽出手段
と、を設けたものである。
(7) A seventh aspect of the present invention is, in an apparatus for artificially creating a wood grain pattern having a conduit cross section, having a pixel value that periodically changes based on a distance from a predetermined central axis. An annual ring model generating means for generating an annual ring model composed of a set of pixels, and a conduit extending in a direction substantially along the central axis in the annual ring model are arranged, and from the set of pixels existing in at least the contour portion in the conduit. A three-dimensional tree model generating means for generating a three-dimensional tree model by adding the above conduit model to the annual ring model, and a two-dimensional fractal in which a predetermined scalar value is self-reciprocally defined at each grid point on the two-dimensional plane. A two-dimensional fractal grid generating means for generating a grid and a three-dimensional tree model are installed by a predetermined wrinkled cut surface having fluctuations according to the scalar value of the two-dimensional fractal grid. The pattern formed by the set of pixels located on this wrinkle cut surface,
And a wood grain pattern pattern extracting means for extracting as a wood grain pattern pattern.

【0015】(8) 本発明の第8の態様は、上述の第7
の態様に係る木目柄パターンの作成装置において、所定
の数値範囲内の乱数を発生する乱数発生手段を更に設
け、二次元フラクタル格子発生手段が、乱数発生手段が
発生した乱数を利用して二次元フラクタル格子を発生す
るようにし、年輪モデル生成手段が、乱数発生手段が発
生した乱数を利用して各周期の長さを定義するように
し、三次元樹木モデル生成手段が、乱数発生手段が発生
した乱数を利用して導管の配置を行うようにしたもので
ある。
(8) An eighth aspect of the present invention is the seventh aspect described above.
In the device for creating a woodgrain pattern according to this aspect, a random number generating means for generating a random number within a predetermined numerical range is further provided, and the two-dimensional fractal grid generating means uses the random number generated by the random number generating means to generate a two-dimensional pattern. The fractal grid is generated, the annual ring model generation means defines the length of each cycle using the random numbers generated by the random number generation means, and the three-dimensional tree model generation means generates the random number generation means. The arrangement of conduits is performed using random numbers.

【0016】(9) 本発明の第9の態様は、上述の第7
または第8の態様に係る木目柄パターンの作成装置にお
いて、各画素のもつ画素値を、印刷に必要な複数の原色
成分に対応させるためのカラーマップを設定するカラー
マップ設定手段と、カラーマップに基づいて、木目柄パ
ターン抽出手段が抽出した木目柄パターンを構成する各
画素に対して、それぞれ印刷に必要な複数の原色成分を
割り当てる色調割り当て手段と、この色調割り当て手段
によって割り当てられた原色成分を用いて、木目柄パタ
ーンの印刷を行う印刷手段と、を更に設けたものであ
る。
(9) A ninth aspect of the present invention is based on the above-mentioned seventh aspect.
Alternatively, in the grain pattern creating apparatus according to the eighth aspect, a color map setting unit that sets a color map for making the pixel value of each pixel correspond to a plurality of primary color components necessary for printing, and a color map setting unit. Based on the color tone allocation means for allocating a plurality of primary color components necessary for printing to each pixel forming the wood grain pattern pattern extracted by the wood grain pattern pattern extraction means, and the primary color components allocated by this color tone allocation means, And a printing unit that prints a grain pattern by using the printing unit.

【0017】[0017]

【作 用】本発明に係る導管断面を有する木目柄パター
ンの作成方法および作成装置によれば、コンピュータを
利用して、木目柄パターンを人為的に発生させることが
できる。本発明では、まず、コンピュータ上において、
三次元樹木モデルが構築される。この三次元樹木モデル
は、年輪モデルに導管モデルを付加したものであり、天
然木の実際の三次元形態を模したものになる。すなわ
ち、この三次元樹木モデルは、所定の画素値をもった画
素を三次元空間に配置することにより構成される。ここ
で、年輪モデルは、所定の中心軸からの距離に基づいて
周期的に変化する画素値をもった画素の集合によって構
成され、樹木の1年ごとの成長に基づいて現れる濃淡パ
ターンを再現するモデルになる。また、導管モデルは、
年輪モデルの内部に配置された導管を示すモデルとな
る。このような三次元樹木モデルを、所定の切断面で切
断し、この切断面上に位置する画素の集合によってパタ
ーンを形成すれば、このパターンは、天然木を切断した
ときに切断面に現れる木目柄パターンに対応したものに
なる。
[Operation] According to the method and apparatus for producing a woodgrain pattern having a conduit cross section according to the present invention, it is possible to artificially generate a woodgrain pattern using a computer. In the present invention, first, on a computer,
A three-dimensional tree model is built. This three-dimensional tree model is a tree ring model with a conduit model added, and is a model of the actual three-dimensional form of a natural tree. That is, this three-dimensional tree model is configured by arranging pixels having a predetermined pixel value in the three-dimensional space. Here, the annual ring model is composed of a set of pixels having a pixel value that periodically changes based on a distance from a predetermined center axis, and reproduces a light and shade pattern that appears based on annual growth of trees. Become a model. Also, the conduit model is
It is a model showing the conduits placed inside the annual ring model. If such a three-dimensional tree model is cut at a predetermined cutting plane and a pattern is formed by a set of pixels located on this cutting plane, the pattern will be the grain that appears on the cutting plane when the natural tree is cut. It corresponds to the pattern.

【0018】このような方法で木目柄パターンを作成す
れば、実際の天然木から年輪パターンや導管断面パター
ンを抽出する作業が一切必要なくなり、全く人為的に木
目柄パターンを作成することが可能になる。しかも、三
次元樹木モデルを実際の天然木に近いものにしておけ
ば、天然木に近い自然な木目柄パターンを得ることがで
きる。また、三次元樹木モデルを構築するためのパラメ
ータをいろいろと変えてやれば、天然木にはない意匠性
の高い木目柄パターンを得ることも可能になる。
If the grain pattern is created by such a method, the work of extracting the annual ring pattern and the conduit cross-section pattern from the actual natural tree is not necessary at all, and it is possible to artificially create the grain pattern. Become. Moreover, if the three-dimensional tree model is close to an actual natural tree, a natural grain pattern close to that of a natural tree can be obtained. In addition, if the parameters for constructing the three-dimensional tree model are variously changed, it is possible to obtain a wood grain pattern pattern with a high design which is not found in natural trees.

【0019】導管モデルを切断することによって得られ
る導管断面パターンについては、切断面から導管壁まで
の深さを演算によって求めることができるので、この深
さの情報を画素値に置き換えることにより、導管断面パ
ターン内部の画素についてより正確な画素値を与えるこ
とが可能になる。
With respect to the conduit cross-section pattern obtained by cutting the conduit model, the depth from the cut surface to the conduit wall can be obtained by calculation. Therefore, by replacing this depth information with pixel values, It becomes possible to give more accurate pixel values for the pixels inside the cross-sectional pattern.

【0020】また、三次元樹木モデルの切断によって形
成される導管溝の立体形状を認識するようにすれば、こ
の導管溝の内壁にいわゆるレンダリングの手法を用いて
陰影情報を付加することができるので、導管断面パター
ン内部の画素については、この影を表現した画素値を与
えるようにすれば、平面上に印刷された導管断面パター
ンであっても、導管溝の立体感が表現できる。
If the three-dimensional shape of the conduit groove formed by cutting the three-dimensional tree model is recognized, shadow information can be added to the inner wall of the conduit groove by using a so-called rendering method. With respect to the pixels inside the conduit cross-section pattern, if the pixel value expressing this shadow is given, the stereoscopic effect of the conduit groove can be expressed even if the conduit cross-section pattern is printed on a flat surface.

【0021】一般に、年輪パターンは、年周期で濃淡の
階調をもつが、これと同様に、導管断面パターンの分布
も年周期で変化する。通常、年輪パターンの淡い部分ほ
ど導管密度は大きく、濃い部分ほど密度は小さくなる。
これは、樹木の成長態様が成長時期(四季)によって異
なるため、生成される導管の密度も成長時期(四季)に
よって異なるためである。そこで、導管モデルを作成す
る際に、年輪モデルの画素値の分布に基づいて、導管の
配置密度を決定するようにすれば、得られる木目柄パタ
ーンにおける導管断面パターンの密度分布が年輪パター
ンの濃淡分布に同調したものとなり、導管断面パターン
を人為的に発生したのにもかかわらず、全体的に自然な
風合いが表現できることになる。
Generally, the annual ring pattern has a gradation of light and shade in an annual cycle, but similarly, the distribution of the conduit cross-section pattern also changes in an annual cycle. Usually, the lighter the density of the annual ring pattern, the higher the conduit density, and the darker the density, the lower the density.
This is because the growth pattern of trees differs depending on the growing season (four seasons), and the density of the generated conduits also varies depending on the growing season (four seasons). Therefore, when creating the conduit model, the density of the conduit cross-section pattern in the obtained woodgrain pattern can be determined by determining the density of the conduit pattern based on the distribution of pixel values of the annual ring model. It will be in tune with the distribution, and the overall natural texture can be expressed despite the artificial generation of the conduit cross-section pattern.

【0022】三次元樹木モデルに対する切断面として
は、どのような面を用いてもよいが、自然の風合いをも
った木目柄パターンを得るためには、フラクタルゆらぎ
をもった面を切断面として用いるのが好ましい。たとえ
ば、所定のスカラー値を自己相似的に二次元平面上の各
格子点に定義した二次元フラクタル格子を用いて、各格
子点のもつスカラー値に応じて平面上の各点を変位させ
ることにより有皺面を作成し、この有皺面によって三次
元樹木モデルを切断し、この有皺切断面を再び二次元平
面に投影すれば、得られる木目柄パターンにはフラクタ
ルゆらぎが潜在的に含まれることになり、自然のゆらぎ
が反映されたパターンになる。また、切断面にフラクタ
ルゆらぎを与える代わりに、三次元樹木モデル自身にフ
ラクタルゆらぎを与えることも可能である。たとえば、
二次元あるいは三次元フラクタル格子を用いて、三次元
樹木モデルを構成する各画素を変位させて歪曲三次元樹
木モデルを作成し、これを所定の切断面で切断すること
により木目柄パターンを得ればよい。
Any surface may be used as a cutting surface for the three-dimensional tree model, but in order to obtain a wood grain pattern having a natural texture, a surface having fractal fluctuation is used as a cutting surface. Is preferred. For example, by using a two-dimensional fractal grid in which a given scalar value is self-similarly defined for each grid point on the two-dimensional plane, by displacing each point on the plane according to the scalar value of each grid point, If a wrinkled surface is created, a three-dimensional tree model is cut by this wrinkled surface, and this wrinkled cutting surface is projected again onto a two-dimensional plane, the resulting grain pattern will potentially contain fractal fluctuations. This is a pattern that reflects the fluctuations of nature. Further, instead of giving fractal fluctuation to the cut surface, it is possible to give fractal fluctuation to the three-dimensional tree model itself. For example,
Using a two-dimensional or three-dimensional fractal grid, displace each pixel that makes up the three-dimensional tree model to create a distorted three-dimensional tree model, and cut this with a predetermined cutting plane to obtain a grain pattern. Good.

【0023】年輪モデル、導管モデル、フラクタル格子
を発生させるプロセスでは、乱数を用いるのが好まし
い。年輪モデルを構成する画素のもつ画素値は、中心軸
からの距離に基づいて周期的に変化するものであるが、
この周期は、一定周期にするよりも、変動周期にする方
が自然の風合いを表現する上では効果的である。そこ
で、乱数を用いて、この周期を決定するのが好ましい。
また、導管モデルについては、導管の配置を乱数を用い
て決定するようにすれば、自然な導管分布が実現でき
る。更に、乱数を用いてフラクタル格子を発生させれ
ば、所定の範囲内のスカラー値をもったフラクタル場を
容易に得ることができるようになる。
Random numbers are preferably used in the process of generating the annual ring model, the conduit model and the fractal grid. The pixel value of the pixels that make up the annual ring model changes periodically based on the distance from the central axis.
This cycle is more effective in expressing the natural texture than in a fixed cycle. Therefore, it is preferable to determine this cycle using a random number.
For the conduit model, a natural conduit distribution can be realized if the arrangement of the conduits is determined using random numbers. Furthermore, if a fractal lattice is generated using random numbers, a fractal field having a scalar value within a predetermined range can be easily obtained.

【0024】また、得られた木目柄パターンを最終的に
媒体上に印刷する上では、各画素のもつ画素値を、印刷
に必要な複数の原色成分に対応させるためのカラーマッ
プを用意しておくと便利である。印刷の色調を微妙に調
整する場合には、このカラーマップを調整するだけの作
業で済み、比較的簡単な工程で所望の色合いをもった木
目柄パターンを媒体上に表現することが可能になる。
When finally printing the obtained grain pattern on the medium, a color map is prepared for making the pixel value of each pixel correspond to a plurality of primary color components necessary for printing. It is convenient to leave it. If you want to finely adjust the color tone of printing, all you have to do is adjust this color map, and it is possible to express a wood grain pattern with a desired hue on the medium with a relatively simple process. .

【0025】[0025]

【実施例】以下、本発明を図示する実施例に基づいて説
明する。
The present invention will be described below based on illustrated embodiments.

【0026】§1. 木目柄パターンの構成 はじめに、図1を参照しながら、一般的な木目柄パター
ンの構成を説明する。壁紙や建材など装飾に用いられて
いる一般的な木目柄パターンP12は、図1に示すよう
に、年輪パターンP1と導管断面パターンP2とを重畳
することにより得られる。
§1. Structure of Wood Pattern Pattern First, the structure of a general wood pattern pattern will be described with reference to FIG. A general wood grain pattern P12 used for decoration such as wallpaper or building material is obtained by superimposing an annual ring pattern P1 and a conduit cross-section pattern P2 as shown in FIG.

【0027】既に述べたように、年輪パターンは、樹木
の年ごとの成長に合わせて形成されるパターンであり、
通常は、樹木の成長環境における寒暖の差に基づいて濃
淡の差が生じ、この濃淡の差がそのまま年輪パターンと
して現れることになる。図1の左上に示す図は、天然木
T1を示す単純な幾何学モデル図であり、天然木T1を
単純な同軸円筒モデルとして示してある。1つの円筒と
その外側の円筒との間の領域が、1年間に成長した部分
を示している。もちろん、実際の天然木は、このような
完全な同軸円筒モデルにはならず、かなり歪な形状にな
る。このような天然木T1を所定の切断面J1によって
切断すると、その切断面には、図示のような年輪パター
ンP1が得られることになる。この単純な幾何学モデル
の場合、年輪パターンP1は同心楕円状のパターンとな
り、1つの楕円とその外側の楕円との間の領域が、1年
間に成長した部分に対応することになる。
As described above, the annual ring pattern is a pattern formed according to the annual growth of trees,
Usually, a difference in light and shade occurs based on the difference in temperature and temperature in the growth environment of trees, and this difference in light and shade appears as an annual ring pattern. The diagram shown in the upper left of FIG. 1 is a simple geometric model diagram showing the natural tree T1, and shows the natural tree T1 as a simple coaxial cylinder model. The area between one cylinder and the outer cylinder shows the portion that has grown over the course of one year. Of course, an actual natural tree does not have such a perfect coaxial cylindrical model, but has a considerably distorted shape. When such a natural tree T1 is cut along a predetermined cut surface J1, the annual ring pattern P1 as shown is obtained on the cut surface. In the case of this simple geometric model, the annual ring pattern P1 becomes a concentric ellipse pattern, and the region between one ellipse and the ellipse outside the one ellipse corresponds to the portion grown in one year.

【0028】一方、導管断面パターンは、樹木が植物と
しての生理作用を営むために必要な導管を切断すること
によって得られるパターンであり、通常は、微細な細長
い楕円状のパターンになる。図1の右上に示す図は、天
然木の組織を構成する1本の導管T2を示す単純な幾何
学モデル図であり、導管T2を単純な円筒モデルとして
示してある。この円筒状の導管内を伝わって、植物の生
理作用に必要な物質が運搬されることになる。このよう
な導管T2を所定の切断面J2によって切断すると、そ
の切断面には、図にハッチングを施して示すような楕円
状の単一の導管断面パターンPが得られることになる。
もちろん、実際には、この単一の導管断面パターンP
は、幾何学的に完全な楕円にはならず、かなり歪な形状
になる。図1の右上には、1本の導管T2を切断面J2
によって切断した状態を示してあるが、樹木内には、こ
のような導管T2が多数存在するため、天然木を切断し
て得られる板目の上には、図示する導管断面パターンP
2のように、多数の導管断面が配置されたパターンが得
られることになる。通常、天然板を切断する場合、でき
るだけ美しい板目が得られるように、成長方向に沿った
断面で切断されることが多い。このため、導管断面パタ
ーンP2は、非常に細長い歪な楕円状パターンの集合と
なり、肉眼で観察した場合には、多数の線状痕がいずれ
もほぼ樹木の成長方向を向いて配置されているようなパ
ターンに見える。
On the other hand, the conduit cross-section pattern is a pattern obtained by cutting a conduit required for a tree to perform a physiological function as a plant, and is usually a fine, elongated elliptical pattern. The diagram shown in the upper right of FIG. 1 is a simple geometric model diagram showing one conduit T2 that constitutes the tissue of a natural tree, and the conduit T2 is shown as a simple cylindrical model. The substances necessary for the physiological action of the plant are transported along the inside of this cylindrical conduit. When such a conduit T2 is cut by a predetermined cutting plane J2, a single elliptical conduit cross-section pattern P as shown by hatching in the drawing is obtained on the cutting plane.
Of course, in practice, this single conduit cross-section pattern P
Will not be a geometrically perfect ellipse, but rather a rather distorted shape. In the upper right of FIG. 1, one conduit T2 is provided with a cut surface J2.
Although there are many such conduits T2 in the tree, the conduit cross-section pattern P shown in FIG.
As in 2, a pattern in which a large number of conduit cross sections are arranged will be obtained. Usually, when cutting a natural plate, it is often cut in a cross section along the growth direction in order to obtain as beautiful a grain as possible. Therefore, the conduit cross-section pattern P2 is a collection of very elongated and distorted elliptical patterns, and when observed with the naked eye, many linear marks are all arranged substantially in the direction of tree growth. Looks like a simple pattern.

【0029】このような導管断面パターンP2を、年輪
パターンP1に重ねることにより、木目柄パターンP1
2が得られることになる。このような木目柄パターンP
12を媒体上に表現する方法としては、年輪パターンP
1については印刷による表現が一般的であるが、導管断
面パターンP2については印刷による表現を行う場合
と、エンボス凹凸構造(導管内部が凹部となる)として
表現する場合とが代表的な方法である。その他にも、意
匠上の効果をねらって盛り上げインキを用いた印刷を行
う場合もある。
By overlaying such a conduit cross-section pattern P2 on the annual ring pattern P1, a wood grain pattern P1 is obtained.
2 will be obtained. Such a wood grain pattern P
12 is represented on the medium as a ring pattern P.
1 is generally expressed by printing, but a typical method is to express the conduit cross-section pattern P2 by printing and express it as an embossed concavo-convex structure (the inside of the conduit is a recess). . In addition, printing may be performed using a raised ink for the purpose of design effect.

【0030】壁紙などの印刷物に木目柄パターンによる
装飾を施す場合、従来は、天然木から年輪パターンP1
および導管断面パターンP2を抽出していたが、この作
業は非常に労力を必要とするものであり、また、斬新な
意匠性の高い木目柄パターンを得ることはできないとい
う問題があることは既に述べたとおりである。本発明
は、このような問題を解決するために、木目柄パターン
P12をコンピュータを用いて人為的に発生させるため
の新規な技術を提供するものである。以下、この技術に
関する実施例を説明する。
In the case of decorating a printed matter such as wallpaper with a wood grain pattern, conventionally, a tree ring pattern P1 is formed from natural wood.
And the conduit cross-section pattern P2 have been extracted, but this work is extremely labor-intensive, and it has already been mentioned that there is a problem that it is not possible to obtain a woodgrain pattern with a novel design. That's right. In order to solve such a problem, the present invention provides a novel technique for artificially generating a grain pattern P12 using a computer. Examples of this technique will be described below.

【0031】§2. 年輪モデルの構築 はじめに、コンピュータ上において、年輪モデルMrを
構築する。この年輪モデルMrは、所定の中心軸Cから
の距離に基づいて周期的に変化する画素値を有する画素
の集合からなる幾何学仮想モデルであり、図1に示す天
然木T1のもつ年輪の要素を表現するものである。図2
は、このような年輪モデルMrの具体例を示す斜視図で
ある。このような年輪モデルMrは、本実施例では、 1年間の平均成長幅:D(単位mm) 年間成長幅のばらつきの最大値:Δ(単位mm) これまでの成長年:year なる年輪パラメータを設定することにより発生させてい
る。図2に示す年輪モデルMrは、year=4に設定
したモデルであり、1年目の成長幅D1、2年目の成長
幅D2、3年目の成長幅D3、4年目の成長幅D4が示
されている。ここで、i年目の成長幅Diは、 Di = D + Δ・RND (1) なる式で与えられる。なお、RNDは、コンピュータを
利用した乱数発生手段で発生した乱数であり、−1≦R
ND≦+1の範囲をとる。
§2. Construction of annual ring model First, an annual ring model Mr is constructed on a computer. The annual ring model Mr is a geometrical virtual model composed of a set of pixels having a pixel value that periodically changes based on the distance from a predetermined central axis C, and is an element of the annual ring of the natural tree T1 shown in FIG. Is to express. Figure 2
[Fig. 3] is a perspective view showing a specific example of such an annual ring model Mr. In the present embodiment, such an annual ring model Mr has an annual growth parameter of 1 year average growth width: D (unit mm) and maximum annual growth width variation: Δ (unit mm). It is generated by setting. The annual ring model Mr shown in FIG. 2 is a model in which year = 4 is set, and the growth width D1 in the first year, the growth width D2 in the second year, the growth width D3 in the third year, the growth width D4 in the fourth year. It is shown. Here, the growth width Di in the i-th year is given by the equation: Di = D + ΔRND (1). Note that RND is a random number generated by a random number generating means using a computer, and −1 ≦ R
It takes a range of ND ≦ + 1.

【0032】この年輪モデルMrの実態は、三次元立体
画像であり、三次元空間に分布した画素の集合である。
したがって、各画素には所定の画素値が定義されること
になる。このモデルの特徴は、中心軸Cからの距離に基
づいて周期的に変化するような画素値が与えられる点に
ある。この実施例では、1画素のもつ画素値を7ビット
のデータで表現することにする。したがって、各画素に
は、0〜127という128とおりの画素値のいずれか
が与えられることになる。なお、この実施例の場合、こ
の段階で各画素に与えられる画素値は、実際に印刷の段
階で階調値として直接用いられる値ではない(後述する
ように、カラーマップに基づく色調割り当てにより、印
刷段階で直接用いる階調値が割り当てられる)。したが
って、本明細書では、この段階で各画素に定義される7
ビットの画素値を、特に「ポテンシャル値U」と呼ぶこ
とにする。
The actual state of the annual ring model Mr is a three-dimensional stereoscopic image, which is a set of pixels distributed in a three-dimensional space.
Therefore, a predetermined pixel value is defined for each pixel. The feature of this model is that a pixel value that changes periodically is given based on the distance from the central axis C. In this embodiment, the pixel value of one pixel is represented by 7-bit data. Therefore, each pixel is given one of 128 pixel values of 0 to 127. In the case of this embodiment, the pixel value given to each pixel at this stage is not a value that is directly used as a gradation value at the stage of printing (as will be described later, by assigning a tone based on a color map, Gradation values used directly in the printing stage are assigned). Therefore, in this specification, 7 defined for each pixel at this stage is used.
The pixel value of the bit will be specifically referred to as “potential value U”.

【0033】図3は、中心軸Cに対して垂直な面におい
て、この年輪モデルMrの各画素に定義されるポテンシ
ャル値Uを示す図である。1年目の成長幅D1の区間内
では、成長方向に向かってポテンシャル値Uは0〜12
7と単調増加するが、2年目の成長幅D2の区間内に入
ると、ポテンシャル値Uは再び0に戻り、やはり0〜1
27と単調増加する。このように、各年の成長幅の区間
内において、ポテンシャル値Uは0〜127と単調増加
することになる。図4は、このようなポテンシャル値U
の周期的な変化をグラフで示したものである。この実施
例では、ポテンシャル値Uの単調増加はいずれも線形増
加になっているが、必ずしも線形に増加させる必要はな
い。このモデルの特徴である「中心軸Cからの距離に基
づいて周期的に変化するような画素値が与えられる」と
いう意味は、このように、各年の成長幅区間ごとに、周
期的な(必ずしも一定周期ではない)ポテンシャル値U
が与えられるという意味である。このようなポテンシャ
ル値Uの定義は、本実施例では、中心軸Cの周囲360
°のいずれの成長方向に関しても同様であり、また、中
心軸Cに対して垂直ないずれの面についても同様であ
る。もちろん、360°の各成長方向ごとに、あるい
は、中心軸Cに対して垂直な各面ごとに、異なるポテン
シャル値を定義してもかまわない。
FIG. 3 is a diagram showing a potential value U defined in each pixel of the annual ring model Mr on a plane perpendicular to the central axis C. In the section of the growth width D1 of the first year, the potential value U is 0 to 12 in the growth direction.
It increases monotonically with 7, but when it enters into the section of the growth width D2 in the second year, the potential value U returns to 0 again, and again 0 to 1
It increases monotonically with 27. In this way, the potential value U monotonically increases from 0 to 127 in the growth width section of each year. FIG. 4 shows such a potential value U
Is a graph showing the periodic change of the. In this embodiment, the monotonic increase of the potential value U is linearly increased, but it is not always necessary to increase linearly. The meaning of "a pixel value that changes periodically based on the distance from the central axis C", which is a feature of this model, is thus described for each growth width section of each year. Potential value U
Means that is given. In the present embodiment, the definition of such a potential value U is 360 around the central axis C.
The same applies to any growth direction of °, and the same applies to any plane perpendicular to the central axis C. Of course, different potential values may be defined for each growth direction of 360 ° or for each surface perpendicular to the central axis C.

【0034】結局、このような年輪モデルMrの立体画
像をコンピュータ上に構築すれば、この三次元空間内の
任意の位置に存在する画素についてのポテンシャル値U
は、非常に単純な演算により求めることができる。もっ
とも、コンピュータ上での実際の演算を考えるならば、
この年輪モデルMrは、有限の大きさをもった画素の集
合からなる立体画像としてとらえるよりも、三次元空間
内の任意の座標位置(体積が0の幾何学的な点)に特定
のポテンシャル値Uが定義された三次元ポテンシャル場
としてとらえることができ、実際のコンピュータ上で
は、必ずしも、個々の画素についての画素値をメモリに
記憶している必要はなく、何らかの関数として定義して
おいてもよい。
After all, if such a three-dimensional image of the annual ring model Mr is constructed on the computer, the potential value U for the pixel existing at an arbitrary position in this three-dimensional space.
Can be obtained by a very simple operation. However, if you consider the actual calculation on the computer,
This annual ring model Mr is not a stereoscopic image composed of a set of pixels having a finite size, but rather a specific potential value at an arbitrary coordinate position (geometric point with volume 0) in a three-dimensional space. U can be regarded as a defined three-dimensional potential field, and in an actual computer, it is not always necessary to store the pixel value of each pixel in the memory, and it is possible to define U as a function. Good.

【0035】さて、この年輪モデルMrを構成する個々
の画素は、0〜127までのポテンシャル値Uを画素値
としてもっているわけであるが、各画素を実際に媒体上
に印刷する上では、このポテンシャル値Uを所定の階調
値Cに変換することになる。そのために、ポテンシャル
値Uを階調値Cに対応させるためのカラーマップが用意
される。たとえば、図5に示すグラフには、カラーマッ
プC(U)が、ポテンシャル値Uと階調値Cとの関数と
して示されている。このカラーマップC(U)を用いれ
ば、0〜127までの任意のポテンシャル値Uを、最大
階調Cmax 〜最小階調Cmin までの範囲内のいずれかの
階調値Cに変換することができる。図5のグラフの右端
には、このCmax 〜Cmin までの階調変化に対応する濃
淡分布が例示されている。実際の媒体上では、各画素は
このような濃淡をもった微小領域として表現されること
になる。
The individual pixels constituting the annual ring model Mr have the potential value U of 0 to 127 as the pixel value, but when actually printing each pixel on the medium, this The potential value U is converted into the predetermined gradation value C. Therefore, a color map for making the potential value U correspond to the gradation value C is prepared. For example, in the graph shown in FIG. 5, the color map C (U) is shown as a function of the potential value U and the gradation value C. By using this color map C (U), an arbitrary potential value U from 0 to 127 can be converted into any gradation value C within the range from the maximum gradation Cmax to the minimum gradation Cmin. . At the right end of the graph of FIG. 5, the gradation distribution corresponding to the gradation change from Cmax to Cmin is illustrated. On an actual medium, each pixel is represented as a minute area having such a shade.

【0036】より天然木に近い年輪パターンを媒体上に
表現する場合には、実際の天然木の各成長時期における
個々の部位の濃淡を考慮して、カラーマップC(U)を
設定するようにすればよい。たとえば、図5に示す例で
は、ポテンシャル値Uがとる0〜127の数値範囲を、
1年間にわたる成長時期、すなわち1月1日〜12月3
1日に対応づけ(一般的な樹木の場合、各時期によって
成長速度が異なるため、線形対応にはならない)、階調
値Cを決定している。具体的には、たとえば実際の樹木
について、7月1日(夏)の時期に成長した部分が、ど
のような階調値Cをもつかを確認し、7月1日の成長位
置に対応するポテンシャル値U=95に対しては、この
7月1日の時期に成長した部分の実際の階調値Cを対応
づけるようなカラーマップC(U)を設定しておけばよ
い。通常、一般的な樹木では、1年の寒暖の差に基づく
成長の差によって、成長時期に基づく濃淡差が生じるの
で、カラーマップC(U)は、1年分の対応関係を定義
できれば十分である。なお、ここではモノクロの階調値
Cを対応づけるためのカラーマップC(U)の例を示し
てあるが、最終的にカラー印刷を行う場合には、個々の
画素についてYMCKなどの4原色についての階調値を
定義することができるカラーマップC(U)を用意する
ことになる。
When a tree ring pattern that is closer to that of a natural tree is expressed on the medium, the color map C (U) is set in consideration of the shading of individual parts at each actual growing time of the natural tree. do it. For example, in the example shown in FIG. 5, the numerical range of 0 to 127 taken by the potential value U is
Growth period over a year, from January 1 to December 3
The gradation value C is determined by associating with one day (in the case of a general tree, the growth rate is different depending on each period, so that it is not a linear correspondence). Specifically, for example, regarding the actual tree, it is confirmed what gradation value C the part that has grown during the period of July 1 (summer) has, and it corresponds to the growth position of July 1. For the potential value U = 95, a color map C (U) may be set so as to correspond to the actual gradation value C of the portion grown during the period of July 1. Generally, in a general tree, a difference in growth based on the difference in temperature between one year and the other causes a difference in light and shade based on the growth period. Therefore, it is enough for the color map C (U) to define the correspondence for one year. is there. Although an example of the color map C (U) for associating the monochrome gradation value C is shown here, when color printing is finally performed, for each pixel, four primary colors such as YMCK are used. A color map C (U) capable of defining the gradation value of will be prepared.

【0037】このようなカラーマップC(U)は、表現
しようとする天然木によってそれぞれ異なるため、模倣
の対象となる天然木ごとに別個のカラーマップC(U)
を用意しておくのが好ましい。一般的な樹木の場合、春
から夏にかけて成長が盛んになり、秋から冬にかけて成
長が緩慢になるため、図5に示すカラーマップC(U)
のように、春から夏にかけて成長した部分は淡い色にな
り、秋から冬にかけて成長した部分は濃い色になる。も
っとも、天然の樹木にはない斬新な意匠性の高い木目柄
パターンを得るという目的であれば、このような天然木
の性質にこだわることはなく、自由なカラーマップC
(U)を設定してかまわない。
Since such a color map C (U) differs depending on the natural tree to be expressed, a different color map C (U) is created for each natural tree to be imitated.
It is preferable to prepare. In the case of a general tree, since the growth is active from spring to summer and the growth is slow from autumn to winter, the color map C (U) shown in FIG. 5 is used.
As shown in, the part grown from spring to summer becomes a light color, and the part grown from autumn to winter becomes a dark color. However, for the purpose of obtaining a wood grain pattern with a novel design that is not found in natural trees, there is no need to stick to the nature of such natural trees, and a free color map C
You may set (U).

【0038】さて、結局、図2に示すような年輪モデル
Mr(画素値として、0〜127のポテンシャル値Uを
もつ画素を三次元空間に配置したモデル)を構築してお
き、この年輪モデルMrを所定の切断面J1によって切
断し、その切断面に位置する画素の集合からなるパター
ンについて、図5に示すようなカラーマップC(U)を
適用し、各画素のもつポテンシャル値Uを階調値Cに変
換すれば、図1に示すような年輪パターンP1が得られ
ることになる。別言すれば、図1の左上に示す天然木T
1を切断面J1によって実際に切断し、この実際の切断
面上に年輪パターンP1を得る操作を、コンピュータ上
でシミュレーションしたことになる。しかし、このよう
な年輪モデルMrのみを仮想切断して得られるパターン
は、年輪パターンP1だけである。実際の木目柄パター
ンP12は、図1に示したように、この年輪パターンP
1に導管断面パターンP2を付加したものである。そこ
で、導管断面パターンP2を付加するための手法を以下
に説明する。
By the way, after all, an annual ring model Mr as shown in FIG. 2 (a model in which pixels having a potential value U of 0 to 127 are arranged in a three-dimensional space as pixel values) is constructed, and this annual ring model Mr is prepared. Is cut by a predetermined cut plane J1, and a color map C (U) as shown in FIG. 5 is applied to a pattern formed of a set of pixels located on the cut plane to gradation the potential value U of each pixel. When converted to the value C, the annual ring pattern P1 as shown in FIG. 1 is obtained. In other words, the natural tree T shown in the upper left of FIG.
1 is actually cut by the cutting plane J1 and the operation of obtaining the annual ring pattern P1 on this actual cutting plane is simulated on a computer. However, the pattern obtained by virtually cutting only such annual ring model Mr is only the annual ring pattern P1. The actual grain pattern P12 is, as shown in FIG.
1 to which the conduit cross-section pattern P2 is added. Therefore, a method for adding the conduit cross-section pattern P2 will be described below.

【0039】§3. 導管モデルの付加/三次元樹木モ
デルの構築 本発明における三次元樹木モデルMは、§2において構
築した年輪モデルMrに、更に導管モデルMfを付加し
たものである。図6は、このようにして構築された三次
元樹木モデルMの具体例を示す斜視図である。導管モデ
ルMfは、中心軸Cにほぼ沿った方向に伸びる導管F
を、年輪モデルMr内に多数配置することによって構成
されるモデルであり、より具体的には、この個々の導管
F内の少なくとも輪郭部に存在する画素の集合から構成
されるモデルである。この実施例では、各導管Fは、い
ずれも中心軸Cに平行な円柱状の立体で構成され、導管
モデルMfは、この円柱状の立体の内部の全空間に存在
する画素によって構成されている。したがって、§2に
おいて構築された年輪モデルMrが占める空間のうち、
円柱状の導管Fによって占有された空間については、導
管モデルMfによって置き換えられることになる。
§3. Addition of conduit model / 3D tree model
Construction of Dell The three-dimensional tree model M in the present invention is obtained by adding the conduit model Mf to the annual ring model Mr constructed in §2. FIG. 6 is a perspective view showing a specific example of the three-dimensional tree model M constructed in this way. The conduit model Mf has a conduit F extending in a direction substantially along the central axis C.
Is a model configured by arranging a large number of pixels in the annual ring model Mr, and more specifically, a model configured by a set of pixels existing at least in the contour portion in each individual conduit F. In this embodiment, each of the conduits F is composed of a cylindrical solid body parallel to the central axis C, and the conduit model Mf is composed of pixels existing in the entire space inside the cylindrical solid body. . Therefore, of the space occupied by the annual ring model Mr constructed in §2,
The space occupied by the cylindrical conduit F will be replaced by the conduit model Mf.

【0040】図7は、中心軸Cに対して垂直な面におい
て、この三次元樹木モデルMの各画素に定義される画素
値を示す図である。図6の三次元樹木モデルMについ
て、図示するようにXYZ三次元座標系を定義すれば、
図7は、この三次元樹木モデルMを、XY平面に平行な
面によって切断した断面に相当する。この図7におい
て、導管Fの外部の領域は、年輪モデルMrを構成する
画素から構成され、導管Fの内部の領域は、導管モデル
Mfを構成する画素から構成されることになる。既に述
べたように、年輪モデルMrを構成する画素(導管Fの
外部の画素)には、0〜127の値をとるポテンシャル
値Uが、中心軸Cからの距離に基づいて周期的に変化す
る画素値として定義されている。したがって、たとえ
ば、図7における画素K1は、「64」なる画素値をと
る。これに対し、導管モデルMfを構成する画素(導管
Fの内部の画素)には、この実施例では、一律に「12
8」なる画素値を与えている。たとえば、図7における
画素K2は、「128」なる画素値をとり、多数の導管
Fの内部の画素は、いずれもすべて画素値「128」を
とることになる。この画素値「128」はいわば仮の画
素値であり、その画素が導管Fの内部に存在する画素で
あることを示すためのものである。したがって、導管F
の外部の画素は、0〜127の範囲の画素値をとること
になるが、この導管Fの内部の画素に与える画素値は、
0〜127の範囲外の画素値であれば、どのような画素
値を定義してもかまわない。
FIG. 7 is a diagram showing pixel values defined for each pixel of the three-dimensional tree model M on a plane perpendicular to the central axis C. For the three-dimensional tree model M of FIG. 6, if an XYZ three-dimensional coordinate system is defined as shown,
FIG. 7 corresponds to a cross section of the three-dimensional tree model M cut by a plane parallel to the XY plane. In FIG. 7, the area outside the conduit F is composed of pixels forming the annual ring model Mr, and the area inside the conduit F is composed of pixels forming the conduit model Mf. As described above, the potential value U having a value of 0 to 127 is periodically changed in the pixels forming the annual ring model Mr (pixels outside the conduit F) based on the distance from the central axis C. It is defined as a pixel value. Therefore, for example, the pixel K1 in FIG. 7 has a pixel value of "64." On the other hand, in the pixels (pixels inside the conduit F) forming the conduit model Mf, in this embodiment, all pixels are equal to “12”.
The pixel value "8" is given. For example, the pixel K2 in FIG. 7 has a pixel value of “128”, and all the pixels inside the multiple conduits F have the pixel value of “128”. The pixel value “128” is, so to speak, a temporary pixel value, and is for indicating that the pixel is a pixel existing inside the conduit F. Therefore, the conduit F
Pixels outside the pixel have a pixel value in the range of 0 to 127, but the pixel value given to the pixel inside the conduit F is
Any pixel value may be defined as long as it is a pixel value outside the range of 0 to 127.

【0041】結局、図6に示す三次元樹木モデルMは、
0〜127のポテンシャル値Uを画素値としてもった画
素(導管Fの外部の画素)と、「128」なる固定値を
画素値としてもった画素(導管Fの内部の画素)と、の
集合からなるモデルということになる。なお、この実施
例では、導管F内の空間に位置するすべての画素によっ
て導管モデルMfを構成しているが、導管モデルMf
は、導管Fの少なくとも輪郭部(管壁部)に存在する画
素によって構成しておけば足りる。本発明では、要する
に、三次元空間内の所定点が導管Fの内部の点である
か、外部の点であるかを認識することができればよく、
少なくとも導管Fの輪郭が画定すれば、このような認識
が可能になる。
After all, the three-dimensional tree model M shown in FIG.
From a set of pixels having a potential value U of 0 to 127 (pixels outside the conduit F) and pixels having a fixed value of “128” as a pixel value (pixels inside the conduit F) It will be a model. In this embodiment, all the pixels located in the space inside the conduit F constitute the conduit model Mf.
Need only be configured with pixels that exist in at least the contour portion (tube wall portion) of the conduit F. In the present invention, in short, it suffices to be able to recognize whether the predetermined point in the three-dimensional space is an internal point or an external point of the conduit F,
Such recognition is possible if at least the contour of the conduit F is defined.

【0042】ところで、できるだけ自然の風合いをもっ
た三次元樹木モデルMを構築するためには、次の2つの
条件を満たすようにして、年輪モデルMrの内部の所定
位置に導管Fを配置するようにするとよい。第1の条件
は、できるだけランダムな位置に配置にすることであ
り、第2の条件は、年輪モデルMrの画素値の分布に基
づいて、導管Fの配置密度が決定されるように配置する
ことである。第1の条件は、特に説明を要しないであろ
う。導管Fを規則的に配置したのでは、人為的な風合い
が強くなる。天然木独特の自然の風合いを表現するに
は、ランダムな位置に導管Fを発生させる必要がある。
第2の条件は、天然木における導管密度が、成長時期に
よって変わるという事実に基づく。たとえば、1月
(冬)に成長した部分における導管密度と、7月(夏)
に成長した部分における導管密度とでは、同じ樹木であ
っても寒暖の差に基づいて大きな差が生じるのである。
By the way, in order to construct the three-dimensional tree model M having a natural texture as much as possible, the conduit F is arranged at a predetermined position inside the annual ring model Mr so as to satisfy the following two conditions. It should be set to. The first condition is to arrange them at random positions as much as possible, and the second condition is to arrange them so that the arrangement density of the conduits F is determined based on the distribution of the pixel values of the annual ring model Mr. Is. The first condition may not require special explanation. The regular arrangement of the conduits F enhances the artificial texture. In order to express the natural texture peculiar to natural wood, it is necessary to generate the conduits F at random positions.
The second condition is based on the fact that the conduit density in natural wood varies with the time of growth. For example, the density of conduits in the part that grew in January (winter) and July (summer)
There is a big difference between the density of the conduits in the area that grew up to the same area and the same tree, based on the difference in temperature.

【0043】図8は、このような成長時期tと導管密度
Dとの対応関係の一例を示すグラフである。具体的にど
のようなグラフが得られるかは、個々の樹木によって異
なるが、樹木さえ特定できれば、その樹木についての平
均的なグラフを実測により得ることができる。図8に示
すグラフは、春から夏に成長した部分では導管密度が高
くなり、秋から冬にかけて成長した部分では導管密度が
低くなるような一般的な樹木についての一例である。年
輪モデルMr内に多数の導管Fを発生させて三次元樹木
モデルMを構築する場合に、このようなグラフに示され
る密度Dをもって導管Fを発生させるようにすれば、よ
り天然の樹木に近い導管密度分布をもった三次元樹木モ
デルMを構築することが可能になる。
FIG. 8 is a graph showing an example of the correspondence relationship between the growth time t and the conduit density D. What kind of graph is specifically obtained depends on the individual tree, but if only a tree can be specified, an average graph for that tree can be obtained by actual measurement. The graph shown in FIG. 8 is an example of a general tree in which the duct density is high in the portion grown from spring to summer and is low in the portion grown from autumn to winter. When a large number of conduits F are generated in the annual ring model Mr to construct the three-dimensional tree model M, if the conduits F are generated with the density D shown in such a graph, it becomes closer to a natural tree. It becomes possible to construct a three-dimensional tree model M having a conduit density distribution.

【0044】上述したように、構築した年輪モデルMr
の各画素の画素値(ポテンシャル値U)は成長時期に対
応づけることができる。したがって、図8に示すグラフ
では、ポテンシャル値U→成長時期t→導管密度Dとい
う対応づけが可能になる。そこで本実施例では、更に、
この導管密度Dを導管Fの発生確率を示す確率値Zに対
応づけ、この確率値Zを用いることにより、上述した第
1の条件と第2の条件との双方を満足するような配置を
もった多数の導管Fを発生させるようにしている。確率
値Zは導管密度Dに比例した値として、すなわち、Z=
kDとして求めることができる。ここで、kは比例定数
であり、構築した年輪モデルMrを構成する1画素のX
Y平面上での占有面積を単位面積で除した値となる。た
とえば、1画素のXY平面上での占有面積が単位面積の
1/100の大きさであれば、k=1/100となり、
Z=1/100・Dとなる。具体的には、たとえば、X
Y平面上の単位面積内に導管Fが3本存在する場合、導
管密度はD=3であるから、確率値Z=0.03とな
り、100画素に3本の割合で導管Fを発生させればよ
いことがわかる。
As described above, the annual ring model Mr constructed
The pixel value (potential value U) of each pixel can be associated with the growth period. Therefore, in the graph shown in FIG. 8, it becomes possible to associate potential value U → growth time t → conduit density D. Therefore, in this embodiment,
By associating this conduit density D with a probability value Z indicating the probability of occurrence of the conduit F, and using this probability value Z, an arrangement that satisfies both the above-mentioned first condition and second condition is provided. In addition, a large number of conduits F are generated. The probability value Z is a value proportional to the conduit density D, that is, Z =
It can be obtained as kD. Here, k is a proportional constant, and X of one pixel forming the constructed annual ring model Mr.
It is a value obtained by dividing the occupied area on the Y plane by the unit area. For example, if the occupied area of one pixel on the XY plane is 1/100 of the unit area, k = 1/100,
Z = 1/100 · D. Specifically, for example, X
If there are three conduits F in the unit area on the Y plane, the conduit density is D = 3, so the probability value Z = 0.03, and the conduits F can be generated at a rate of three per 100 pixels. I understand that it is good.

【0045】結局、個々の画素については、ポテンシャ
ル値U→成長時期t→導管密度D→確率値Zという対応
づけが可能になり、図8に示すような確率関数Z(U)
を定義することができる。このような確率関数Z(U)
は、実際には、0〜127の範囲内の任意のポテンシャ
ル値Uを、所定の確率値Zに変換するテーブルとして用
意しておけばよい。
After all, for each pixel, it becomes possible to associate potential value U → growth time t → conduit density D → probability value Z, and a probability function Z (U) as shown in FIG.
Can be defined. Such a probability function Z (U)
In practice, it suffices to prepare a table for converting an arbitrary potential value U within the range of 0 to 127 into a predetermined probability value Z.

【0046】導管Fを発生させる具体的な処理として
は、本実施例では、次のような乱数を用いた処理を行っ
ている。まず、年輪モデルMrのXY平面上の各画素の
それぞれについて、導管Fの「発生位置」になるか否か
の判断を次のようにして行う。すなわち、その画素のも
つポテンシャル値U(画素値)について、図8に示す確
率関数Z(U)を適用し、対応する確率値Zを得る(実
際には、テーブルを引く操作により確率値Zを得る)。
続いて、任意の乱数RND(0<RND<1)を発生さ
せ、RND<Zであれば、その画素を「発生位置」と
し、RND≧Zであれば「発生位置」とはしない。この
ような処理を、XY平面上のすべての画素について別個
に行えば、最終的に、各画素について「発生位置」とな
るか否かが決定できる。
As a concrete process for generating the conduit F, the following process using random numbers is performed in this embodiment. First, with respect to each of the pixels on the XY plane of the annual ring model Mr, it is determined whether or not the “occurrence position” of the conduit F is reached as follows. That is, for the potential value U (pixel value) of the pixel, the probability function Z (U) shown in FIG. 8 is applied to obtain the corresponding probability value Z (actually, the probability value Z is obtained by the operation of drawing a table. obtain).
Subsequently, an arbitrary random number RND (0 <RND <1) is generated, and if RND <Z, the pixel is set as the “generation position”, and if RND ≧ Z, it is not set as the “generation position”. If such a process is performed separately for all the pixels on the XY plane, it can be finally determined whether or not the "occurrence position" is reached for each pixel.

【0047】こうして、「発生位置」となる画素が決定
できたら、その画素の中心を通りZ軸に平行な線を中心
線とするような細長い円柱立体を発生させ、これを1本
の導管Fとして定義すればよい。こうすれば、それぞれ
「発生位置」となった画素を通る導管Fが、図6に示す
ように多数発生することになり、しかも、その分布密度
は年輪モデルMrの画素のもつポテンシャル値Uに基づ
き、かつ、個々の導管Fの配置はランダムなものにな
る。別言すれば、前述した第1の条件と第2の条件との
双方を満たすような配置で、多数の導管Fを発生させる
ことができる。
In this way, when the pixel to be the "occurrence position" can be determined, an elongated cylindrical solid body having a center line which is a line passing through the center of the pixel and parallel to the Z axis is generated, and this is formed into one conduit F Can be defined as In this way, a large number of conduits F passing through the pixels at the "occurrence position" are generated as shown in FIG. 6, and the distribution density thereof is based on the potential value U of the pixels of the annual ring model Mr. , And the placement of the individual conduits F will be random. In other words, a large number of conduits F can be generated in an arrangement that satisfies both the first condition and the second condition described above.

【0048】なお、発生させる多数の導管Fは、その直
径もランダムなものにするのが好ましい。この実施例で
は、平均直径φと、直径の分散σとを予め定めてお
き、乱数RNDを利用して、平均直径φ、分散σとな
るように、相互に直径が若干異なるような多数の導管F
を発生させるようにしている。結局、本実施例では、図
6の右側に示したように、導管パラメータとして、確率
関数Z(U)、一画素の実寸長L(1画素のXY平面上
での占有面積はLになる)、導管平均直径φ、直径の
分散σを予め定めておき、これら導管パラメータを用
いて、年輪モデルMr内に多数の導管Fを発生させ、三
次元樹木モデルMを構築するようにしている。このよう
にして発生させた任意の導管Fiは、直径φiおよびX
Y平面上での位置座標値(xi,yi)という3つの変
数で表現することができる。あるいは、位置座標値(x
i,yi)の代わりに極座標値(ri,θi)を用いて
もよい。
The large number of conduits F to be generated preferably have random diameters. In this embodiment, an average diameter φ and a variance σ 2 of the diameter are predetermined, and a random number RND is used to obtain the average diameter φ and the variance σ 2. Conduit F
I am trying to generate. After all, in this embodiment, as shown in the right side of FIG. 6, the probability function Z (U) is used as the conduit parameter, and the actual size length L of one pixel (the occupied area of one pixel on the XY plane is L 2) . ), The average diameter φ of the conduit and the variance σ 2 of the diameter are determined in advance, and using these conduit parameters, a large number of conduits F are generated in the annual ring model Mr to construct the three-dimensional tree model M. . Any conduit Fi thus generated has a diameter φi and X
It can be expressed by three variables of position coordinate values (xi, yi) on the Y plane. Alternatively, the position coordinate value (x
Polar coordinate values (ri, θi) may be used instead of i, yi).

【0049】§4. 三次元樹木モデルの切断 さて、こうして三次元樹木モデルMが構築できれば、図
9に示すように、このモデルMを所定の切断面Jで切断
することにより、木目柄パターンを得ることができる。
別言すれば、切断面J上に位置する画素の集合からなる
パターンが、木目柄パターンということになる。切断面
Jの配置角度によって、得られる木目柄パターンの絵柄
が多少異なることになるが、この点は、天然木を切断し
て得られる木目柄パターンと全く同様である。
§4. Cutting of Three-Dimensional Tree Model Now, if the three-dimensional tree model M can be constructed in this way, a grain pattern can be obtained by cutting the model M at a predetermined cutting plane J as shown in FIG.
In other words, the pattern composed of a set of pixels located on the cut surface J is a wood grain pattern. Depending on the arrangement angle of the cutting plane J, the pattern of the obtained grain pattern will be slightly different, but this point is exactly the same as the grain pattern obtained by cutting the natural wood.

【0050】図10は、このようにして得られた木目柄
パターンP12の一例を示す図である。三次元樹木モデ
ルMは、年輪モデルMrと導管モデルMfとによって構
成されているので、得られた木目柄パターンP12も、
年輪パターンP1と導管断面パターンP2とを含んだも
のとなる。この実施例では、年輪パターンP1を構成す
る画素K3は、画素値0〜127(ポテンシャル値U)
をもち、導管断面パターンP2を構成する画素K4は、
仮の画素値128をもつことになる。したがって、12
8未満の画素値を有する領域は年輪パターンP1であ
り、128の画素値を有する領域は導管断面パターンP
2であることが直ちに認識できる。
FIG. 10 is a diagram showing an example of the grain pattern P12 obtained in this way. Since the three-dimensional tree model M is composed of the annual ring model Mr and the conduit model Mf, the obtained wood grain pattern P12 also
The annual ring pattern P1 and the conduit cross-section pattern P2 are included. In this embodiment, the pixel K3 forming the annual ring pattern P1 has pixel values 0 to 127 (potential value U).
And the pixel K4 forming the conduit cross-section pattern P2 is
It will have a temporary pixel value of 128. Therefore, 12
The area having a pixel value of less than 8 is the annual ring pattern P1, and the area having a pixel value of 128 is the conduit cross-section pattern P.
You can immediately recognize that it is 2.

【0051】このような木目柄パターンP12を媒体上
に印刷するには、画素値0〜127をもつ画素について
は、図5に示すようなカラーマップC(U)を用いて、
各ポテンシャル値Uを階調値Cに変換すればよい。これ
により、年輪パターンP1を媒体上に表現することがで
きる。カラー印刷の場合には、モノクロの階調値Cの代
わりに、YMCKの各原色成分の組み合わせからなる色
値を用いることになる。一方、仮の画素値128をもつ
画素、すなわち、導管断面パターンP2を構成する画素
については、いくつかの取り扱い方法が考えられる。最
も単純な取り扱い方法は、導管溝を表現するのに適した
何らかの階調値を一律に割り当てることである。たとえ
ば、画素値0〜127については茶系統の色を割り当
て、画素値128については黒色を割り当てれば、茶系
統の年輪パターンP1の中に黒色の導管断面パターンP
2が混在した木目柄パターンP12を表現することがで
きる。ただ、この方法では、導管断面パターンP2内部
は均一色となるため、天然木の風合いを微細に表現する
ことはできない。そこで、本実施例では、次のような方
法により、導管断面パターンP2に画素値分布を定義す
るようにしている。
To print such a woodgrain pattern P12 on the medium, for pixels having pixel values 0 to 127, a color map C (U) as shown in FIG. 5 is used.
Each potential value U may be converted into the gradation value C. Thereby, the annual ring pattern P1 can be expressed on the medium. In the case of color printing, instead of the monochrome gradation value C, a color value that is a combination of the primary color components of YMCK is used. On the other hand, with respect to the pixel having the provisional pixel value 128, that is, the pixel forming the conduit cross-section pattern P2, some handling methods can be considered. The simplest handling method is to uniformly assign some suitable gradation value to represent the conduit groove. For example, by assigning a brown color to the pixel values 0 to 127 and assigning a black color to the pixel value 128, the black conduit cross-section pattern P is included in the brown annual ring pattern P1.
It is possible to express a wood grain pattern P12 in which two are mixed. However, with this method, the inside of the conduit cross-section pattern P2 has a uniform color, and therefore the texture of natural wood cannot be expressed in detail. Therefore, in this embodiment, the pixel value distribution is defined in the conduit cross-section pattern P2 by the following method.

【0052】いま、図11に示すように、1本の導管F
を切断面Jで切断したモデルを考える。このモデルにお
いて、切断面Jより下の部分が板材を構成するとすれ
ば、板材の表面層には、図示するような導管溝Gが形成
されることになる。この導管溝Gを上方から見たときの
輪郭線が、単一の導管断面パターンPに他ならない。導
管Fが完全な円筒図形であり、切断面Jが平面であれ
ば、この単一の導管断面パターンPは幾何学的に完全な
楕円パターンとなる。ここで、導管Fの輪郭部(管壁)
上の各点と切断面Jとの距離を導管溝Gの深度と定義し
て、導管溝G内の深度分布を考えると、図示のとおり、
楕円の長軸に沿って、一方から他方に向けて、浅い部分
から深い部分へと単調増加することがわかる。具体的に
は、図11に示す単一の導管断面パターンPの右端位置
における深度Z0が最も浅く、位置C1における深度Z
1、位置C2における深度Z2、位置C3における深度
Z3、の順に徐々に深くなり、パターンPの左端位置に
おける深度Z4が最も深くなる。このような深度分布
は、楕円の長軸方向のものであり、楕円の短軸方向につ
いてはまた別な深度分布が得られる。いずれにせよ、単
一の導管断面パターンPの内部の各位置における深度分
布は、導管Fの直径と、導管Fと切断面Jとのなす角
と、の2つのパラメータが既知であれば一義的に定ま
る。したがって、図9に示すような三次元樹木モデルM
と切断面Jとを定めることにより、図10に示すような
木目柄パターンP12が得られたとすれば、この木目柄
パターンP12内の個々の導管断面パターンPの内部の
各位置について、それぞれ所定の深度を演算によって求
めることができる。
Now, as shown in FIG. 11, one conduit F
Consider a model in which is cut at the cutting plane J. In this model, if the portion below the cut surface J constitutes a plate material, a conduit groove G as shown in the figure will be formed in the surface layer of the plate material. The contour line when the conduit groove G is viewed from above is nothing but a single conduit cross-sectional pattern P. If the conduit F is a perfect cylindrical figure and the cut surface J is a plane, this single conduit cross-sectional pattern P is a geometrically perfect elliptical pattern. Here, the contour of the conduit F (tube wall)
Considering the depth distribution in the conduit groove G by defining the distance between each point above and the cut surface J as the depth of the conduit groove G, as shown in the drawing,
It can be seen that along the major axis of the ellipse, the depth increases monotonically from one side to the other side, from the shallow portion to the deep portion. Specifically, the depth Z0 at the right end position of the single conduit cross-sectional pattern P shown in FIG. 11 is the shallowest, and the depth Z at the position C1.
1, the depth Z2 at the position C2, and the depth Z3 at the position C3 are gradually increased in this order, and the depth Z4 at the left end position of the pattern P is the deepest. Such a depth distribution is in the major axis direction of the ellipse, and another depth distribution is obtained in the minor axis direction of the ellipse. In any case, the depth distribution at each position inside the single conduit cross-section pattern P is unique if two parameters of the diameter of the conduit F and the angle between the conduit F and the cut surface J are known. Set to. Therefore, the three-dimensional tree model M as shown in FIG.
Assuming that a wood grain pattern P12 as shown in FIG. 10 is obtained by defining the cut surface J and the cut surface J, predetermined positions are set for respective positions inside the individual conduit cross-section patterns P in the wood grain pattern P12. The depth can be calculated.

【0053】ところで、図10に示したように、現段階
では、導管断面パターンP2を構成する画素K4に対し
ては、仮の画素値「128」が一律に与えられている。
そこで、本実施例では、この仮の画素値を、深度に基い
て本来の画素値128〜255に置き換える処理を行っ
ている。たとえば、図11に示す深度Z0に対して画素
値128を対応させ、深度Z4に対して画素値255を
対応させれば、その中間の深度Z1,Z2,Z3に対し
ては、128〜255の範囲内の所定の深度が対応づけ
られ、単一の導管断面パターンP内のすべての画素につ
いて、128〜255のいずれかの画素値が対応づけら
れることになる。結局、本実施例においては、最終的
に、年輪パターンP1を構成する画素K3については0
〜127の範囲の画素値が割り当てられ、導管断面パタ
ーンP2を構成する画素K4については128〜255
の範囲の画素値が割り当てられることになる。そして、
画素値0〜127に対して図5に示すようなカラーマッ
プC(U)を用意したのと同様に、画素値128〜25
5に対しても導管溝G内部を表現するための別なカラー
マップを用意しておけば、各導管溝Gの深さまでをも表
現した木目柄パターンP12を生成することが可能にな
る。
By the way, as shown in FIG. 10, at the present stage, a temporary pixel value "128" is uniformly given to the pixels K4 constituting the conduit cross-section pattern P2.
Therefore, in this embodiment, a process of replacing the temporary pixel value with the original pixel value of 128 to 255 based on the depth is performed. For example, if the pixel value 128 is associated with the depth Z0 shown in FIG. 11 and the pixel value 255 is associated with the depth Z4, then 128 to 255 for the intermediate depths Z1, Z2, and Z3. A predetermined depth within the range is associated with, and for all pixels within a single conduit cross-section pattern P, any pixel value from 128 to 255 will be associated. After all, in this embodiment, finally, the pixel K3 forming the annual ring pattern P1 is 0.
Pixel values in the range of to 127 are assigned, and 128 to 255 are assigned to the pixels K4 constituting the conduit cross-section pattern P2.
Pixel values in the range will be assigned. And
Similarly to the case where the color map C (U) as shown in FIG. 5 is prepared for the pixel values 0 to 127, the pixel values 128 to 25
If a different color map for expressing the inside of the conduit groove G is prepared for 5 as well, it is possible to generate the wood grain pattern P12 that also expresses the depth of each conduit groove G.

【0054】§5. 有皺切断面を用いた切断 図9には、三次元樹木モデルMを平面からなる切断面J
で切断することにより木目柄パターンP12を得る例が
示されている。しかしながら、実際には、切断面Jとし
ては、平面を用いずに、自然なゆらぎをもった曲面を用
いるのが好ましい。本実施例では、フラクタル格子のも
つスカラー場を利用して生成した曲面(ここでは、有皺
面と呼ぶ)を切断面として用いている。
§5. Cutting using wrinkled cutting surface In FIG. 9, a three-dimensional tree model M is cut along a plane J
An example is shown in which a wood grain pattern P12 is obtained by cutting with. However, in practice, it is preferable to use a curved surface having a natural fluctuation as the cut surface J instead of using a flat surface. In this embodiment, a curved surface (referred to as a wrinkled surface here) generated by using the scalar field of the fractal lattice is used as the cutting surface.

【0055】一般に、フラクタル図形は、自然界の多く
のものを表現するのに適した図形であることが知られて
いる。このフラクタル図形の特徴は、ミクロ的に見て
も、マクロ的に見ても、その複雑さは常に同じであると
いう点にある。自然界に見られる海岸線の形状、樹木や
葉脈の形状、雪の結晶の形状、などは、いずれもこのフ
ラクタル図形の代表的なものであり、ミクロ的に見ても
マクロ的に見ても、入り組んだ独特の形状をしている。
このような性質は一般に自己相似性と呼ばれている。フ
ラクタル理論の本質は、この自己相似性にあり、この理
論をより一般的に拡張すると、所定のスカラー値を自己
相似的に個々の格子点に定義したフラクタル格子を考え
ることができる。たとえば、一次元フラクタル格子や、
二次元フラクタル格子は、一次元線分上あるいは二次元
平面上に配列された各格子点のそれぞれに、所定のスカ
ラー値を定義したものであり、空間的なスカラー場を与
えるものである。このスカラー場において、各スカラー
値は、自然なゆらぎをもって空間的に変化することにな
る。別言すれば、この変化のパターンは、ミクロ的に見
ても、マクロ的に見ても、その複雑さは常に同じ、すな
わち自己相似的になる。このような自然のゆらぎを、木
目柄パターン内に盛り込むようにすると、より天然木の
木目柄に近い印象をもったパターンを作成することがで
きる。
It is generally known that a fractal figure is a figure suitable for expressing many things in the natural world. The feature of this fractal figure is that its complexity is always the same whether it is microscopic or macroscopic. The shapes of coastlines, the shapes of trees and veins, the shapes of snowflakes, etc. found in the natural world are all typical of this fractal figure, and they are intricate even when viewed microscopically or macroscopically. It has a unique shape.
Such a property is generally called self-similarity. The essence of fractal theory lies in this self-similarity, and a more general extension of this theory makes it possible to consider a fractal lattice in which a given scalar value is self-similarly defined at each lattice point. For example, one-dimensional fractal grid,
The two-dimensional fractal lattice defines a predetermined scalar value for each lattice point arranged on a one-dimensional line segment or a two-dimensional plane, and gives a spatial scalar field. In this scalar field, each scalar value changes spatially with natural fluctuations. In other words, this change pattern, whether microscopically or macroscopically, always has the same complexity, that is, self-similarity. By incorporating such natural fluctuations in the grain pattern, it is possible to create a pattern having an impression closer to that of a natural tree.

【0056】ここでは、二次元フラクタル格子を作成す
る手法の一例を図を参照しながら説明しよう。この手法
は、一般に「ランダム中点変位法」と呼ばれている方法
である。いま、図12に示すように、初期段階(以下、
第0段階と呼ぶ)の格子点として、正方形の4頂点に格
子点A,B,C,D(図では二重の円で示す)を配置
し、それぞれスカラー値a,b,c,dを定義する。こ
こで、この正方形は、最終的に生成された二次元フラク
タル格子の外形を形成する外形矩形である。
Here, an example of a method for creating a two-dimensional fractal lattice will be described with reference to the drawings. This method is a method generally called “random midpoint displacement method”. Now, as shown in FIG. 12, the initial stage (hereinafter,
The grid points A, B, C, and D (indicated by double circles in the figure) are arranged at the four vertices of the square as grid points of the 0th stage), and the scalar values a, b, c, and d are respectively set. Define. Here, this square is an outline rectangle forming the outline of the finally generated two-dimensional fractal lattice.

【0057】続いて、図13に示すように、格子点AB
間、BC間、CD間、DA間のそれぞれ中点に、第1段
階の格子点E,F,G,Hを定義するとともに、4つの
格子点ABCDの対角線の交点に、もうひとつの第1段
階の格子点Iを定義する。そして、これら5つの格子点
について、それぞれスカラー値e,f,g,h,iを定
義するが、これは次のような演算式 e=(a+b)/2 + T・RND (2) f=(b+c)/2 + T・RND (3) g=(c+d)/2 + T・RND (4) h=(d+a)/2 + T・RND (5) i= (a+b+c+d)/4 + T・RND (6) によって計算される。なお、以下の図では、スカラー値
が未定義の状態の格子点を一重の円で示し、スカラー値
が定義された状態の格子点を二重の円で示すことにす
る。ここで、Tはゆらぎの最大半振幅値、RNDは、−
1≦RND≦+1なる任意の乱数である。このように、
スカラー値e〜iの定義には、乱数が用いられており、
偶然の要素が左右することになる。ただし、上述の演算
式によって定義される各スカラー値としては、全くデタ
ラメな値が定義されるわけではない。たとえば、スカラ
ー値eとしては、両隣の格子点A,Bのスカラー値a,
bと、最大半振幅値Tと、によって制限を受けることに
なる。すなわち、上述の式(2)に示されているように、
スカラー値a,bの平均値に、−T〜+Tの範囲内の任
意の値(乱数によって定まる)を加えた値が、スカラー
値eの値となる。したがって、最大半振幅値Tは、平均
値からずれるゆらぎの程度を制限するパラメータとな
る。
Then, as shown in FIG.
Grid points E, F, G, and H of the first stage are defined at the midpoints of the grids, BCs, CDs, and DAs, respectively, and at the intersection of the diagonal lines of the four grid points ABCD, another first grid point is defined. Define a grid point I of a stage. Then, scalar values e, f, g, h, and i are defined for these five lattice points, respectively. This is the following arithmetic expression: e = (a + b) /2+T.RND (2) f = (B + c) /2+T.RND (3) g = (c + d) /2+T.RND (4) h = (d + a) /2+T.RND (5) i = (a + b + c + d ) /4+T.RND (6). In the following figures, the grid points in the state where the scalar value is undefined are shown by a single circle, and the grid points in the state where the scalar value is defined are shown by a double circle. Here, T is the maximum half-amplitude value of fluctuation, and RND is −
It is an arbitrary random number satisfying 1 ≦ RND ≦ + 1. in this way,
Random numbers are used to define the scalar values e to i,
Coincidental factors will influence. However, as each scalar value defined by the above-mentioned arithmetic expression, no definite value is defined. For example, as the scalar value e, the scalar values a of the adjacent grid points A and B,
It will be limited by b and the maximum half amplitude value T. That is, as shown in the above equation (2),
The value of the scalar value e is a value obtained by adding an arbitrary value (determined by a random number) within the range of −T to + T to the average value of the scalar values a and b. Therefore, the maximum half-amplitude value T is a parameter that limits the degree of fluctuation that deviates from the average value.

【0058】こうして、第1段階の格子点E,F,G,
H,Iについてのスカラー値e,f,g,h,iが定義
できたら、続いて、図14に示すように、隣接する各格
子点の中点および4つの格子点の対角線の交点に、それ
ぞれ第2段階の格子点J,K,L,M,N,…を定義す
る(繁雑になるのを避けるため、図14では、格子点
J,K,L,M,Nのみ格子点名を表示してある)。そ
して、これらの各格子点について、それぞれスカラー値
j,k,l,m,n,…を定義するが、これは次のよう
な演算式(j〜nまでについての演算式のみを示す) j=(a+e)/2 + (1/2)・T・RND (7) k=(e+i)/2 + (1/2)・T・RND (8) l=(i+h)/2 + (1/2)・T・RND (9) m=(h+a)/2 + (1/2)・T・RND (10) n= (a+e+i+h)/4 + (1/2)・T・RND (11) によって計算する。式(7) 〜(11) は、式(2) 〜(6) と
非常に似ているが、最大半振幅値Tに(1/2)なる係
数がかかっている点は留意すべきである。
Thus, the grid points E, F, G, of the first stage are
After the scalar values e, f, g, h, and i for H and I can be defined, subsequently, as shown in FIG. 14, at the midpoint of each adjacent grid point and the intersection of the diagonals of the four grid points, The grid points J, K, L, M, N, ... of the second stage are defined respectively (in order to avoid complication, only grid points J, K, L, M, N are displayed with grid point names in FIG. Have been done). Then, for each of these lattice points, scalar values j, k, l, m, n, ... Are defined, respectively. This is the following arithmetic expression (only the arithmetic expressions for j to n are shown) j = (A + e) / 2 + (1/2) .T.RND (7) k = (e + i) / 2 + (1/2) .T.RND (8) l = (i + h) / 2 + (1 / 2) ・ T ・ RND (9) m = (h + a) / 2 + (1/2) ・ T ・ RND (10) n = (a + e + i + h) / 4 + (1/2) ・ T -Calculate by RND (11). It should be noted that the expressions (7) to (11) are very similar to the expressions (2) to (6), but the maximum half amplitude value T is multiplied by a coefficient of (1/2). .

【0059】以下、同様に、第3段階、第4段階、…、
第n段階の処理を繰り返し実行してゆけば、二次元平面
上に配列された多数の格子点について、スカラー値が定
義されることになる。
Similarly, the third stage, the fourth stage, ...
If the process of the nth stage is repeatedly executed, the scalar value will be defined for a large number of grid points arranged on the two-dimensional plane.

【0060】以上の処理を、一般論として説明すると、
まず、第0段階において、外形矩形のそれぞれ4隅位置
に4つの格子点を定義し、各格子点にそれぞれ所定のス
カラー値を定義する。そして、以下、第i段階の処理と
して、次のような処理を順次実行すればよい。すなわ
ち、まず、第(i−1)段階までに定義された格子点を
内部に含まない現段階での最小矩形を認識する。たとえ
ば、i=1の第1段階の場合は、図12に示す矩形AB
CDが最小矩形(第0段階までに定義された格子点A,
B,C,Dを内部に含まない矩形)であり、i=2の第
2段階の場合は、図13に示す4つの矩形AEIH,E
BFI,HIGD,IFCGがそれぞれ最小矩形(第1
段階までに定義された格子点A〜Iをいずれも内部に含
まない矩形)である。
The above processing will be explained as a general theory.
First, in the 0th stage, four grid points are defined at the four corner positions of the outer shape rectangle, and predetermined scalar values are defined at each grid point. Then, as the processing of the i-th stage, the following processing may be sequentially executed. That is, first, the minimum rectangle at the current stage that does not include the grid points defined up to the (i-1) th stage is recognized. For example, in the case of the first stage where i = 1, the rectangle AB shown in FIG.
CD is the minimum rectangle (the grid point A defined up to the 0th stage,
B, C, and D are not included inside), and in the case of the second stage of i = 2, the four rectangles AEIH and E shown in FIG.
BFI, HIGD, and IFCG are the smallest rectangles (first
It is a rectangle that does not include any of the grid points A to I defined up to the stage.

【0061】そして、この最小矩形の各辺の中点および
この最小矩形の中心点に、第i段階に定義すべき格子点
を生成する(たとえば、i=1の第1段階の場合は、図
13に示すように、最小矩形ABCDの各辺の中点E,
F,G,Hおよび中心点Iに、定義すべき格子点が生成
されている)。更に、これらの格子点のうち、中点に生
成した格子点については、その辺の端点に存在する第
(i−1)段階までに定義された2つの格子点のもつス
カラー値に乱数を作用させることによって得られるスカ
ラー値を与える。たとえば、図13に示す格子点Eにつ
いては、2つの格子点A,Bのもつスカラー値a,bに
乱数RNDを作用させることによって得られたスカラー
値eが与えられている。一般に、第n段階において隣接
する格子点の中点として定義される格子点についてのス
カラー値s1の計算方法を式で示せば、 s1=(α+β)/2+(1/2(n−1))・T・RND (12) となる。ここで、αおよびβは、その格子点の両隣の格
子点のスカラー値(第(n−1)段階で計算されてい
る)である。
Then, grid points to be defined in the i-th stage are generated at the midpoints of the sides of the minimum rectangle and the center point of the minimum rectangle (for example, in the case of the first stage where i = 1, As shown in 13, the midpoint E of each side of the minimum rectangle ABCD,
Lattice points to be defined are generated at F, G, H and center point I). Furthermore, of these grid points, for the grid point generated at the middle point, a random number is applied to the scalar values of the two grid points defined up to the (i-1) th stage existing at the end points of the side. Gives the scalar value obtained by For example, for the grid point E shown in FIG. 13, a scalar value e obtained by applying a random number RND to the scalar values a and b of the two grid points A and B is given. In general, if the calculation method of the scalar value s1 with respect to the grid point defined as the midpoint of the adjacent grid points in the nth stage is shown by an equation, s1 = (α + β) / 2 + (1/2 (n-1) )・ T ・ RND (12). Here, α and β are scalar values (calculated in the (n−1) th stage) of grid points on both sides of the grid point.

【0062】一方、最小矩形の中心点に生成した格子点
については、その最小矩形の4隅位置に存在する第(i
−1)段階までに定義された4つの格子点のもつスカラ
ー値に乱数を作用させることによって得られるスカラー
値を与える。たとえば、図13に示す格子点Iについて
は、4つの格子点A,B,C,Dのもつスカラー値a,
b,c,dに乱数RNDを作用させることによって得ら
れたスカラー値iが与えられている。一般に、第n段階
において最小矩形の中心点として定義される格子点につ
いてのスカラー値s2の計算方法を式で示せば、 s2= (α+β+γ+δ)/4 +(1/2(n−1))・T・RND (13) となる。ここで、α,β,γ,δは、その最小矩形の4
つの隅にある格子点のスカラー値(第(n−1)段階で
計算されている)である。
On the other hand, with respect to the grid point generated at the center point of the minimum rectangle, the grid points (i
-1) Give a scalar value obtained by applying a random number to the scalar values of the four grid points defined up to the step. For example, for the grid point I shown in FIG. 13, the scalar value a, which has four grid points A, B, C, and D,
A scalar value i obtained by applying a random number RND to b, c, and d is given. Generally, if the calculation method of the scalar value s2 about the lattice point defined as the center point of the minimum rectangle in the nth stage is shown by an equation, s2 = (α + β + γ + δ) / 4 + (1/2 (n-1) ). It becomes T ・ RND (13). Here, α, β, γ, δ are 4 of the smallest rectangle.
It is a scalar value of a grid point at one corner (calculated in the (n-1) th stage).

【0063】このような方法によって生成された二次元
フラクタル格子は、結局、二次元平面的に広がったスカ
ラー場を与えるものになる。そこで、この二次元フラク
タル格子の面を水平面上にとり、各スカラー値を垂直方
向の高さ(標高)としてグラフにプロットすれば山岳の
隆起構造のような凹凸パターンが表現できる。このよう
な隆起構造は、自然界に存在する実際の山岳の隆起構造
の凹凸パターンと似た性質をもつことが知られている。
すなわち、凹凸構造の複雑さは、ミクロ的に見ても、マ
クロ的に見ても同じになり、この凹凸構造の一部を虫め
がねで拡大して見た場合も、やはり同じ複雑さをもって
いる。別言すれば、二次元平面上に分布した個々のスカ
ラー値は自己相似的に配置されており、自然なゆらぎを
もって空間的に増減変化していることになる。
The two-dimensional fractal lattice generated by such a method eventually gives a scalar field spread in a two-dimensional plane. Therefore, if the surface of this two-dimensional fractal grid is placed on a horizontal plane and each scalar value is plotted as a vertical height (elevation) on a graph, a concavo-convex pattern such as a mountain ridge structure can be expressed. It is known that such a raised structure has properties similar to the uneven pattern of the actual mountain raised structure existing in nature.
That is, the complexity of the concavo-convex structure is the same from a microscopic point of view and a macroscopic point of view, and even when a part of the concavo-convex structure is magnified with a magnifying glass, it has the same complexity. In other words, the individual scalar values distributed on the two-dimensional plane are arranged in a self-similar manner, and spatially increase or decrease with natural fluctuations.

【0064】このような二次元フラクタル格子を用いれ
ば、平面からなる切断面Jに基づいて、自然なゆらぎを
もった有皺切断面JJを生成することが可能である。以
下にその原理を示す。いま、図15(a) に示すように、
基準面となるべき切断面Jをその主面に対して垂直に切
った断面を考える。いわば切断面の切断面である。切断
面Jは平面であるから、その断面は、図15(a) に示す
ように直線になる。ここで、この切断面J上の点Qを、
図の上方に変位量dだけ動かし、点QQの位置まで変位
させたとすると、この点QQの位置において、切断面J
は歪んだ面になる。そこで、切断面J上に分布する多数
の点について、同様に上下に変位させてみる。ただし、
変位量dは各点ごとにランダムな値になるようにし、変
位量が負の値をとるときには、図の下方に向かって変位
させるものとする。すると、切断面Jは、いわば皺くち
ゃになった紙のような面、すなわち有皺切断面JJが得
られることになる。図15(b) は、こうして得られる有
皺切断面JJの断面図である。
By using such a two-dimensional fractal grid, it is possible to generate a wrinkled cut surface JJ having a natural fluctuation based on the cut surface J formed of a plane. The principle is shown below. Now, as shown in FIG. 15 (a),
Consider a cross section in which a cutting plane J to be a reference plane is cut perpendicularly to its main surface. It is, so to speak, a cut surface of the cut surface. Since the cross section J is a plane, its cross section becomes a straight line as shown in FIG. Here, the point Q on the cut surface J is
If it is moved to the position of the point QQ by moving the displacement amount d upward in the figure, at the position of this point QQ, the cutting plane J
Becomes a distorted surface. Therefore, a large number of points distributed on the cut surface J are similarly displaced vertically. However,
The displacement amount d has a random value at each point, and when the displacement amount has a negative value, the displacement amount is displaced downward in the figure. Then, the cut surface J is a wrinkled paper-like surface, that is, a wrinkled cut surface JJ. FIG. 15B is a cross-sectional view of the wrinkled cut surface JJ thus obtained.

【0065】ところで、上述の説明では、「変位量dを
各点ごとにランダムな値にとり、切断面J上に分布する
多数の点を変位させる」と述べたが、このランダムな値
として、二次元フラクタル格子によって定義されるスカ
ラー値を用いれば、得られる有皺切断面JJは、二次元
フラクタル場を高さにもった曲面になる。具体的には、
切断面J上の各点に、二次元フラクタル格子の各格子点
を対応させ、各格子点に定義されたスカラー値を変位量
dとして、切断面J上の各点を変位させればよい。こう
して得られた有皺切断面JJは、たとえば山岳地帯の起
伏構造のように、自然のゆらぎをもった皺状の面とな
る。したがって、この有皺切断面JJによって、三次元
樹木モデルMを切断し、この有皺切断面JJ上に位置す
る画素を切断面J上に投影すれば、投影面上には画素の
集合からなる木目柄パターンP12が得られることにな
るが、この木目柄パターンP12は二次元フラクタル場
のゆらぎを含んだパターンになる。
By the way, in the above description, "the displacement amount d is set to a random value for each point and a large number of points distributed on the cut surface J are displaced", but this random value is set to two. If the scalar value defined by the two-dimensional fractal grid is used, the wrinkled cut surface JJ obtained becomes a curved surface having a height of the two-dimensional fractal field. In particular,
It suffices to associate each point on the cut surface J with each grid point of the two-dimensional fractal grid, and displace each point on the cut surface J with the scalar value defined for each grid point as the displacement amount d. The wrinkled cut surface JJ thus obtained is a wrinkled surface with natural fluctuations, such as an undulating structure in a mountainous area. Therefore, if the three-dimensional tree model M is cut by the wrinkle cut surface JJ and the pixels located on the wrinkle cut surface JJ are projected onto the cut surface J, a pixel group is formed on the projection surface. Although the grain pattern P12 is obtained, this grain pattern P12 is a pattern including fluctuations in the two-dimensional fractal field.

【0066】なお、上述の例では、切断面Jに基づいて
有皺切断面JJを生成する場合に、切断面J上の点Q
を、この切断面Jに対して垂直な方向(図15(a) ,
(b) における上下方向)に変位量dだけ変位させて点Q
Qを定義していた。しかし、点QQを得るための変位方
向は、必ずしも切断面Jに対して垂直な方向だけに限定
されるものではない。予め変位方向を定めておけば、ど
のような方向に変位させてもかまわない。たとえば、図
16に示すように、変位方向を「三次元樹木モデルMの
中心軸Cに向かう方向」に設定することも可能である。
この例では、変位量dが正の場合には、切断面J上の点
Qを、図に示すように、中心軸Cに垂線を下ろす方向に
絶対値dだけ変位させた位置に点QQを定義し(破線に
よる変位方向は、切断面Jに対して垂直な方向を示して
いる)、逆に変位量dが負の場合には、この垂線に沿っ
て中心軸Cから離れる方向に絶対値dだけ変位させた位
置に点QQを定義することになる。図4に示したよう
に、この実施例における年輪モデルMrでは、ポテンシ
ャル値Uは、中心軸Cからの距離に基づいて周期的に変
化するような分布になっているので、変位方向をこのよ
うに定めておけば、変位量dによるポテンシャル値Uの
変動は、単純な加減算により求められる。したがって、
実際の演算としては、切断面Jによって得られる個々の
ポテンシャル値Uに対して、変位量d(すなわち、二次
元フラクタル格子から得られたスカラー値S)に基づく
増減補正を行えばすむので演算負担が軽くなる。
In the above example, when the wrinkled cutting surface JJ is generated based on the cutting surface J, a point Q on the cutting surface J is generated.
In a direction perpendicular to the cutting plane J (Fig. 15 (a),
Displacement amount d in the vertical direction in (b))
Q was defined. However, the displacement direction for obtaining the point QQ is not necessarily limited to the direction perpendicular to the cut surface J. If the displacement direction is determined in advance, it may be displaced in any direction. For example, as shown in FIG. 16, it is possible to set the displacement direction to “the direction toward the central axis C of the three-dimensional tree model M”.
In this example, when the displacement amount d is positive, the point QQ is located at a position displaced by the absolute value d in the direction perpendicular to the central axis C, as shown in the figure. When the displacement amount d is negative, the absolute value is defined in the direction away from the central axis C along this perpendicular line. The point QQ is defined at the position displaced by d. As shown in FIG. 4, in the annual ring model Mr in this embodiment, the potential value U has a distribution that periodically changes based on the distance from the central axis C. If the above is determined, the fluctuation of the potential value U due to the displacement amount d can be obtained by simple addition and subtraction. Therefore,
As an actual calculation, since the increase / decrease correction based on the displacement amount d (that is, the scalar value S obtained from the two-dimensional fractal grid) needs to be performed for each potential value U obtained by the cut surface J, the calculation load is required. Becomes lighter.

【0067】§6. 木目柄パターンの作成装置 図17は、本発明の一実施例に係る木目柄パターンの作
成装置の基本構成を示すブロック図である。この装置
は、年輪モデルMrを生成するために必要な年輪パラメ
ータを設定する年輪パラメータ設定手段10と、導管モ
デルMfを生成するために必要な導管パラメータを設定
する導管パラメータ設定手段20と、年輪パラメータ設
定手段10に設定されている年輪パラメータに基いて、
所定の中心軸からの距離に基づいて周期的に変化する画
素値を有する画素の集合からなる年輪モデルMrを生成
する年輪モデル生成手段30と、導管パラメータ設定手
段20に設定されている導管パラメータに基いて、年輪
モデルMrの中心軸にほぼ沿った方向に伸びる導管を多
数配置し、この導管内の少なくとも輪郭部に存在する画
素の集合からなる導管モデルMfを、年輪モデルMrに
付加することにより三次元樹木モデルMを生成する三次
元樹木モデル生成手段40と、を有している。
§6. Creation device 17 of the grain pattern pattern is a block diagram showing the basic configuration of the producing apparatus of the grain pattern pattern according to an embodiment of the present invention. This apparatus includes annual ring parameter setting means 10 for setting annual ring parameters necessary for generating the annual ring model Mr, conduit parameter setting means 20 for setting conduit parameters required for generating the conduit model Mf, and annual ring parameters. Based on the annual ring parameter set in the setting means 10,
The annual ring model generation means 30 for generating an annual ring model Mr composed of a set of pixels having a pixel value that periodically changes based on a distance from a predetermined central axis, and a conduit parameter set in the conduit parameter setting means 20. On the basis of this, by arranging a large number of conduits extending in a direction substantially along the central axis of the annual ring model Mr, and adding a conduit model Mf consisting of a set of pixels existing at least in the contour portion of this conduit to the annual ring model Mr. And a three-dimensional tree model generating means 40 for generating a three-dimensional tree model M.

【0068】また、この装置は、所定のスカラー値を自
己相似的に二次元平面上の各格子点に定義した二次元フ
ラクタル格子を発生する二次元フラクタル格子発生手段
50と、所定の数値範囲内の乱数を発生する乱数発生手
段60と、三次元樹木モデルMを、二次元フラクタル格
子のもつスカラー値に応じたゆらぎをもつ所定の有皺切
断面JJによって切断し、この有皺切断面JJに位置す
る画素の集合によって構成されるパターンを、木目柄パ
ターンP12として抽出する木目柄パターン抽出手段7
0を有しており、更に、各画素のもつ画素値を、印刷に
必要な複数の原色成分に対応させるためのカラーマップ
を設定するカラーマップ設定手段80と、このカラーマ
ップに基づいて、木目柄パターン抽出手段70が抽出し
た木目柄パターンP12を構成する各画素に対して、そ
れぞれ印刷に必要な複数の原色成分を割り当てる色調割
り当て手段90と、この色調割り当て手段90によって
割り当てられた原色成分を用いて、木目柄パターンP1
2の印刷を行う印刷手段100を有している。この印刷
手段100による印刷の結果、木目柄パターンの印刷物
110を得ることができる。
This apparatus also includes a two-dimensional fractal grid generating means 50 for generating a two-dimensional fractal grid in which a predetermined scalar value is self-similarly defined at each grid point on a two-dimensional plane, and within a predetermined numerical range. Random number generating means 60 for generating the random number and the three-dimensional tree model M are cut by a predetermined wrinkle cutting plane JJ having fluctuations according to the scalar value of the two-dimensional fractal grid, and the wrinkle cutting plane JJ is cut. A pattern pattern extracting means 7 for extracting a pattern formed by a set of located pixels as a pattern pattern P12.
0, and further, a color map setting unit 80 for setting a color map for making the pixel value of each pixel correspond to a plurality of primary color components necessary for printing, and the grain pattern based on this color map. Color tone assigning means 90 for assigning a plurality of primary color components necessary for printing to each pixel constituting the wood grain pattern P12 extracted by the pattern pattern extracting means 70, and primary color components assigned by this color tone assigning means 90 By using the grain pattern P1
It has a printing unit 100 for performing printing of 2. As a result of printing by the printing unit 100, a printed matter 110 having a wood grain pattern can be obtained.

【0069】この実施例では、年輪パラメータ設定手段
10内には、図2において説明した年輪パラメータ、す
なわち、一年間の平均成長幅D,年間成長幅のばらつき
最大値Δ,これまでの成長年yearが設定されており、年
輪モデルMr生成手段30は、これらの年輪パラメータ
と、乱数発生手段60が発生する乱数とに基いて、図2
に示すような年輪モデルMrを生成する。一方、導管パ
ラメータ設定手段20内には、図6において説明した導
管パラメータ、すなわち、確率関数Z(U),一画素の
実寸長L,導管平均直径φ,直径の分散σが設定され
ており、三次元樹木モデル生成手段40は、これらの導
管パラメータと、乱数発生手段60が発生する乱数とに
基いて、多数の導管Fからなる導管モデルMfを生成
し、これを年輪モデルMrに付加することにより、図6
に示すような三次元樹木モデルMを構築する。
In this embodiment, in the annual ring parameter setting means 10, the annual ring parameters described in FIG. 2, that is, the average annual growth width D, the maximum variation Δ of the annual growth width Δ, and the past growth year year. 2 is set, and the annual ring model Mr generation means 30 is based on these annual ring parameters and the random numbers generated by the random number generation means 60.
An annual ring model Mr as shown in is generated. On the other hand, in the conduit parameter setting means 20, the conduit parameters described in FIG. 6, namely, the probability function Z (U), the actual length L of one pixel, the conduit average diameter φ, and the diameter variance σ 2 are set. The three-dimensional tree model generating means 40 generates a conduit model Mf composed of a large number of conduits F based on these conduit parameters and the random numbers generated by the random number generating means 60, and adds this to the annual ring model Mr. As a result, FIG.
A three-dimensional tree model M as shown in is constructed.

【0070】また、二次元フラクタル格子発生手段50
は、乱数発生手段60が発生する乱数を用いて、二次元
フラクタル格子を生成し、この二次元フラクタル格子を
用いて有皺切断面JJを生成する。木目柄パターン抽出
手段70は、この有皺切断面JJによって、三次元樹木
モデルMを切断することにより、木目柄パターンP12
を抽出する。このとき、導管断面パターンP2を構成す
る画素については、前述したように、仮の画素値「12
8」を、深度に基く本来の画素値128〜255に置き
換える処理も行われる。結局、木目柄パターン抽出手段
70から出力される木目柄パターンP12のうち、年輪
パターンP1を構成する画素については、画素値0〜1
27が割り当てられ、導管断面パターンP2を構成する
画素については、画素値128〜255が割り当てられ
ることになる。
Further, the two-dimensional fractal grid generating means 50
Uses a random number generated by the random number generation means 60 to generate a two-dimensional fractal grid, and uses this two-dimensional fractal grid to generate a wrinkled cutting plane JJ. The wood grain pattern pattern extracting means 70 cuts the three-dimensional tree model M with the wrinkle cut surface JJ, and thereby the wood grain pattern pattern P12.
To extract. At this time, regarding the pixels forming the conduit cross-section pattern P2, as described above, the temporary pixel value “12” is set.
The process of replacing "8" with the original pixel values 128 to 255 based on the depth is also performed. After all, of the wood grain pattern P12 output from the wood grain pattern pattern extracting means 70, the pixel values 0 to 1 are assigned to the pixels forming the annual ring pattern P1.
27 is assigned, and pixel values 128 to 255 are assigned to the pixels forming the conduit cross-section pattern P2.

【0071】カラーマップ設定手段80には、画素値0
〜255に対して割り当てるべき原色CMYK(あるい
はRGB)の組み合わせからなる色値を示すカラーマッ
プC(U)が設定されている。色調割り当て手段90
は、このカラーマップC(U)を用いて、木目柄パター
ンP12を構成する各画素に色値を割り当てる処理を行
い、この色値が割り当てられた木目柄パターンは、木目
柄画像データとして印刷手段100に与えられる。印刷
手段100は、刷版および印刷を行う装置から構成さ
れ、与えられた木目柄画像データに基いて、たとえば塩
化ビニルシート上に印刷を行い、木目柄パターンの印刷
物110を生成する。
The color map setting means 80 has a pixel value of 0.
A color map C (U) indicating color values made up of a combination of primary colors CMYK (or RGB) to be assigned to .about.255 is set. Color tone assigning means 90
Performs a process of assigning a color value to each pixel forming the grain pattern P12 using this color map C (U), and the grain pattern pattern to which this color value is assigned is printed by the printing unit as grain pattern image data. Given to 100. The printing unit 100 is composed of a printing plate and a device for printing, and prints on a vinyl chloride sheet, for example, based on the given woodgrain pattern image data to generate a printed matter 110 having a woodgrain pattern.

【0072】なお、この図17に示す装置における手段
10〜手段90は、実際にはコンピュータおよび記憶装
置などによって構成され、上述した各処理プロセスは、
コンピュータ上でのデータ処理として実行されることに
なる。
The means 10 to 90 in the apparatus shown in FIG. 17 are actually constituted by a computer and a storage device, and the above-mentioned processing processes are
It will be executed as data processing on the computer.

【0073】§7. その他の実施例 以上、本発明を図示する実施例に基いて説明したが、本
発明はこの実施例に限定されるものではなく、その他に
も種々の態様で実施可能である。以下にいくつかの変形
例を述べておく。
§7. Other Embodiments The present invention has been described above based on the illustrated embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments and can be implemented in various modes. Some modifications will be described below.

【0074】上述の§5では、三次元樹木モデルMを有
皺切断面JJによって切断する実施例を述べた。すなわ
ち、この§5の実施例では、有皺切断面JJ側にフラク
タルゆらぎをもたせることにより、得られる木目柄パタ
ーンP12にフラクタルゆらぎが含まれるようにしてい
る。これに対して、三次元樹木モデルM側にフラクタル
ゆらぎをもたせるようにしてもよい。この場合は、所定
のスカラー値を自己相似的に二次元平面上の各格子点に
定義した二次元フラクタル格子または三次元空間内の各
格子点に定義した三次元フラクタル格子を用意し、三次
元樹木モデルMを構成する各画素を、二次元フラクタル
格子または三次元フラクタル格子の各格子点に定義され
たスカラー値に基づいて変位させることにより、歪曲三
次元樹木モデルMMを作成し、この歪曲三次元樹木モデ
ルMMを所定の切断面Jによって切断することにより、
木目柄パターンP12を抽出するようにすればよい。ま
た、歪曲三次元樹木モデルMMを有皺切断面JJによっ
て切断することも可能である。
In the above-mentioned §5, the embodiment in which the three-dimensional tree model M is cut by the wrinkled cutting plane JJ has been described. That is, in the embodiment of §5, the fractal fluctuation is included in the obtained wood grain pattern P12 by providing the fractal fluctuation on the wrinkle cut surface JJ side. On the other hand, fractal fluctuation may be provided on the side of the three-dimensional tree model M. In this case, prepare a two-dimensional fractal grid that defines a given scalar value at each grid point on the two-dimensional plane in a self-similar manner or a three-dimensional fractal grid defined at each grid point in three-dimensional space, and Distorted three-dimensional tree model MM is created by displacing each pixel forming tree model M based on the scalar value defined at each grid point of the two-dimensional fractal grid or three-dimensional fractal grid, and the distorted cubic By cutting the original tree model MM along a predetermined cutting plane J,
The grain pattern P12 may be extracted. It is also possible to cut the distorted three-dimensional tree model MM by the wrinkled cutting plane JJ.

【0075】これまで述べた実施例では、木目柄パター
ンP12を印刷によって媒体上に表現しているが、導管
断面パターンP2については更にエンボス凹凸構造とし
て媒体上に表現することも可能である。この場合は、た
とえば、画素値128〜255を深度値に置き換えて、
凹凸構造をもったエンボス版を作成し、エンボス加工を
行うようにすればよい。
In the above-described embodiments, the wood grain pattern P12 is printed on the medium, but the conduit cross-section pattern P2 can be further printed on the medium as an embossed concavo-convex structure. In this case, for example, replacing the pixel values 128 to 255 with depth values,
An embossing plate having an uneven structure may be created and embossing may be performed.

【0076】あるいは、エンボス加工を行う代わりに、
いわゆるレンダリングの手法を用いることにより、導管
断面パターンP2内部に陰影を形成して平面上に印刷す
ることも可能である。すなわち、図11に示すような幾
何学モデルを考えれば、三次元樹木モデルMの切断によ
って形成される導管溝Gの立体形状を認識することがで
き、この導管溝Gの内壁面にレンダリングの手法を用い
て陰影をマッピングすることができる。そこで、画素値
128〜255として、深度値を用いる代わりに、この
陰影の濃淡を示す値を用いるようにすれば、導管断面パ
ターンP2内部には、陰影の濃淡が表現されることにな
り、平面上に印刷された導管断面パターンであっても、
導管溝Gの立体感を表現することが可能になる。導管溝
Gの内壁面に対するレンダリングを行うには、所定の光
源条件(光源の位置、光源の輝度、光源の種類(点光
源,線光源,面光源)など)を設定し、一方では、図1
1に示す幾何学モデルに基いて、導管溝Gの内壁上の各
画素に立てた法線の向きを法線ベクトルという形で求
め、この内壁における反射条件を設定し、導管溝Gの内
壁上の各画素についての反射光強度を演算によって求め
ればよい。そして、導管断面パターンP2内部の画素に
ついては、この反射光強度に基いて画素値を決定するよ
うにすれば、導管溝Gの立体感を陰影によって表現する
ことが可能になる。
Alternatively, instead of performing embossing,
By using a so-called rendering method, it is also possible to form a shadow inside the conduit cross-section pattern P2 and print it on a plane. That is, considering a geometric model as shown in FIG. 11, it is possible to recognize the three-dimensional shape of the conduit groove G formed by cutting the three-dimensional tree model M, and a rendering method is applied to the inner wall surface of the conduit groove G. Can be used to map shadows. Therefore, if the value indicating the shading of the shadow is used as the pixel values 128 to 255 instead of using the depth value, the shading of the shadow is expressed inside the conduit cross-sectional pattern P2, and the plane Even with the conduit cross-section pattern printed above,
It becomes possible to express the stereoscopic effect of the conduit groove G. In order to perform rendering on the inner wall surface of the conduit groove G, predetermined light source conditions (light source position, light source brightness, light source type (point light source, line light source, surface light source), etc.) are set.
Based on the geometric model shown in 1, the direction of the normal line standing on each pixel on the inner wall of the conduit groove G is obtained in the form of a normal vector, the reflection condition on this inner wall is set, and on the inner wall of the conduit groove G. The reflected light intensity for each pixel may be calculated. Then, for the pixels inside the conduit cross-section pattern P2, if the pixel value is determined based on the reflected light intensity, the stereoscopic effect of the conduit groove G can be represented by shading.

【0077】また、上述の実施例では、年輪モデルMr
として同軸円筒状のモデルを用いていたが、幹から梢に
ゆくにしたがって、徐々に太さが現象してゆくように同
軸円錐状のモデルを用いることも可能である。同様に、
導管モデルMfとしても円錐状の導管Fを配置したモデ
ルを用いることも可能である。また、上述の実施例で
は、導管Fはすべて中心軸Cに平行に配置していたが、
中心軸Cから若干傾斜させるように配置するようにして
もかまわない。
In the above embodiment, the annual ring model Mr is used.
Although the coaxial cylindrical model was used as the above, it is also possible to use the coaxial conical model so that the thickness gradually decreases as it goes from the trunk to the treetop. Similarly,
It is also possible to use a model in which a conical conduit F is arranged as the conduit model Mf. Further, in the above-mentioned embodiment, all the conduits F are arranged parallel to the central axis C,
It may be arranged to be slightly inclined from the central axis C.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上のとおり本発明に係る木目柄パター
ンの作成方法および作成装置によれば、年輪モデルと導
管モデルとを融合させた三次元樹木モデルを構築し、こ
れを所定の切断面によって切断することにより木目柄パ
ターンを作成するようにしたため、天然木に近い自然な
木目柄パターン、あるいは、天然木にない意匠性の高い
木目柄パターンを、人為的に発生させることができるよ
うになる。
As described above, according to the method and apparatus for creating a wood grain pattern according to the present invention, a three-dimensional tree model in which an annual ring model and a conduit model are fused is constructed, and the three-dimensional tree model is constructed by a predetermined cut surface. Since the wood grain pattern pattern is created by cutting, it is possible to artificially generate a natural wood grain pattern pattern close to that of natural wood, or a wood grain pattern pattern with high design that does not exist in natural wood. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】年輪パターンP1と導管断面パターンP2とを
重畳することによって、木目柄パターンP12を構成す
る一般的な概念を説明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a general concept of forming a grain pattern P12 by superimposing an annual ring pattern P1 and a conduit cross-section pattern P2.

【図2】本発明に係る木目柄パターンの作成方法におい
て用いられる年輪モデルMrの一例を示す概念図であ
る。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example of an annual ring model Mr used in the method for creating a grain pattern according to the present invention.

【図3】図2に示す年輪モデルMrの部分断面図であ
る。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the annual ring model Mr shown in FIG.

【図4】図2に示す年輪モデルMrについて定義された
周期的ポテンシャルを説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a periodic potential defined for the annual ring model Mr shown in FIG.

【図5】図2に示す年輪モデルMrについて定義された
ポテンシャル値Uと階調値Cとを対応づけるカラーマッ
プC(U)の一例を示すグラフである。
5 is a graph showing an example of a color map C (U) that associates a gradation value C with a potential value U defined for the annual ring model Mr shown in FIG.

【図6】本発明に係る木目柄パターンの作成方法におい
て用いられる三次元樹木モデルMの一例を示す概念図で
ある。
FIG. 6 is a conceptual diagram showing an example of a three-dimensional tree model M used in the method for creating a grain pattern according to the present invention.

【図7】図6に示す三次元樹木モデルMの部分断面図で
ある。
7 is a partial cross-sectional view of the three-dimensional tree model M shown in FIG.

【図8】一般的な樹木についての成長時期tと導管密度
Dとの対応関係の一例を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing an example of a correspondence relationship between a growth time t and a conduit density D for a general tree.

【図9】本発明において、三次元樹木モデルMを切断面
Jで切断することにより木目柄パターンを生成する原理
を説明する図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating the principle of generating a wood grain pattern by cutting the three-dimensional tree model M along the cutting plane J in the present invention.

【図10】図9に示す原理によって得られた木目柄パタ
ーンP12の一例を示す図である。
10 is a diagram showing an example of a wood grain pattern P12 obtained by the principle shown in FIG.

【図11】図10に示す導管断面パターンP2の内部の
各点についての深度を演算によって求める原理を説明す
る図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating the principle of calculating the depth for each point inside the conduit cross-section pattern P2 shown in FIG.

【図12】二次元フラクタル格子を発生させる第0段階
の状態を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a state of the 0th stage for generating a two-dimensional fractal lattice.

【図13】二次元フラクタル格子を発生させる第1段階
の状態を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a state of the first stage in which a two-dimensional fractal lattice is generated.

【図14】二次元フラクタル格子を発生させる第2段階
の状態を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a second stage state in which a two-dimensional fractal lattice is generated.

【図15】切断面Jに基いて、有皺切断面JJを生成す
る原理を示す断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing the principle of forming a wrinkled cut surface JJ based on the cut surface J.

【図16】切断面Jに基いて、有皺切断面JJを生成す
る原理を示す別な断面図である。
FIG. 16 is another cross-sectional view showing the principle of forming a wrinkled cut surface JJ based on the cut surface J.

【図17】本発明の一実施例に係る木目柄パターンの作
成装置の基本構成を示すブロック図である。
FIG. 17 is a block diagram showing a basic configuration of a grain pattern creating apparatus according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…年輪パラメータ設定手段 20…導管パラメータ設定手段 30…年輪モデル生成手段 40…三次元樹木モデル生成手段 50…二次元フラクタル格子発生手段 60…乱数発生手段 70…木目柄パターン抽出手段 80…カラーマップ設定手段 90…色調割り当て手段 100…印刷手段 110…木目柄パターンの印刷物 C…中心軸,階調値 C(U)…カラーマップ D1〜D4…一年間の成長幅 d…変位量 F…導管 f…変位量の最大値 G…導管溝 J,J1,J2…切断面 JJ…有皺切断面 K1〜K4…画素 M…三次元樹木モデル Mf…導管モデル Mr…年輪モデル P…単一の導管断面パターン P1…年輪パターン P2…導管断面パターン P12…木目柄パターン Q,QQ…面上の点 RND…乱数 T1…天然木 T2…天然木の導管 t…成長時期 U…ポテンシャル値 Z…確率値 Z0〜Z4…深度 Z(U)…確率関数 10 ... Annual ring parameter setting means 20 ... Conduit parameter setting means 30 ... Annual ring model generating means 40 ... Three-dimensional tree model generating means 50 ... Two-dimensional fractal grid generating means 60 ... Random number generating means 70 ... Wood pattern pattern extracting means 80 ... Color map Setting unit 90 ... Color tone allocating unit 100 ... Printing unit 110 ... Printed matter of wood grain pattern C ... Center axis, gradation value C (U) ... Color map D1 to D4 ... Growth width for one year d ... Displacement amount F ... Conduit f … Maximum amount of displacement G… Conduit groove J, J1, J2… Cutting surface JJ… Wrinkled cutting surface K1 to K4… Pixel M… Three-dimensional tree model Mf… Conduit model Mr… Annual ring model P… Single conduit section Pattern P1 ... Annual ring pattern P2 ... Conduit cross-section pattern P12 ... Wood grain pattern Q, QQ ... Point on surface RND ... Random number T1 ... Natural tree T2 ... Natural tree Conduit t ... Growth period U ... Potential value Z ... Probability value Z0-Z4 ... Depth Z (U) ... Probability function

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 靖浩 東京都新宿区市谷加賀町一丁目1番1号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 橋爪 家治 東京都新宿区市谷加賀町一丁目1番1号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 有吉 俊雄 東京都新宿区市谷加賀町一丁目1番1号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 岡本 優 東京都新宿区市谷加賀町一丁目1番1号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 助川 佳夫 埼玉県入間郡三芳町竹間沢311 株式会社 大日本トータルプロセス建材内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yasuhiro Hayashi 1-1-1, Ichigaya-Kagacho, Shinjuku-ku, Tokyo Within Dai Nippon Printing Co., Ltd. (72) Ieharu Hashizume, 1-chome, Ichigaya-Kagacho, Shinjuku-ku, Tokyo No. 1-1 Dai Nippon Printing Co., Ltd. (72) Inventor Toshio Ariyoshi 1-1-1 Ichigaya Kaga-cho, Shinjuku-ku, Tokyo Inside Dai-ni Printing Co., Ltd. (72) Inventor Yu Okamoto Ikaya-kaga, Shinjuku-ku, Tokyo 1-1-1 Dai Nippon Printing Co., Ltd. (72) Inventor Yoshio Sukegawa 311 Takemazawa, Miyoshi-cho, Iruma-gun, Saitama Dai-Nihon Total Process Building Materials Co., Ltd.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導管断面を有する木目柄パターンを人為
的に作成する方法であって、 所定の中心軸からの距離に基づいて周期的に変化する画
素値を有する画素の集合からなる年輪モデルを作成する
段階と、 この年輪モデル内において、前記中心軸にほぼ沿った方
向に伸びる導管を配置し、この導管内の少なくとも輪郭
部に存在する画素の集合からなる導管モデルを、前記年
輪モデルに付加することにより三次元樹木モデルを作成
する段階と、 この三次元樹木モデルを所定の切断面によって切断した
ときに、切断面に位置する画素の集合によって構成され
るパターンを、木目柄パターンとして抽出する段階と、 を有することを特徴とする導管断面を有する木目柄パタ
ーンの作成方法。
1. A method for artificially creating a wood grain pattern having a conduit cross section, comprising a growth ring model consisting of a set of pixels having pixel values that periodically change based on a distance from a predetermined central axis. In the step of creating, and in this annual ring model, a conduit tube extending in a direction substantially along the central axis is arranged, and a conduit model consisting of a set of pixels existing at least in the contour part of the conduit tube is added to the annual wheel model. And a step of creating a three-dimensional tree model by doing, and when this three-dimensional tree model is cut by a predetermined cutting plane, a pattern composed of a set of pixels located on the cutting plane is extracted as a woodgrain pattern. A method for producing a wood grain pattern having a conduit cross section, which comprises:
【請求項2】 請求項1に記載の方法において、 導管外部の領域に存在する各画素については、所定の範
囲内の画素値を定義し、導管内部の領域に存在する各画
素については、前記範囲外の仮の画素値を定義し、 前記仮の画素値を、切断面から導管輪郭部までの深度に
基づく画素値に置き換える処理を行うことを特徴とする
導管断面を有する木目柄パターンの作成方法。
2. The method according to claim 1, wherein, for each pixel existing in a region outside the conduit, a pixel value within a predetermined range is defined, and for each pixel existing in a region inside the conduit, Creation of a woodgrain pattern having a conduit cross-section characterized by defining a temporary pixel value outside the range and performing a process of replacing the temporary pixel value with a pixel value based on the depth from the cut surface to the contour of the conduit. Method.
【請求項3】 請求項1に記載の方法において、 三次元樹木モデルの切断によって形成される導管溝の立
体形状を認識し、所定の光源条件を設定することによ
り、前記導管溝の各部からの反射光強度を演算により求
め、導管内部の領域に存在する各画素については、前記
反射光強度により画素値を決定することを特徴とする導
管断面を有する木目柄パターンの作成方法。
3. The method according to claim 1, wherein the three-dimensional shape of the conduit groove formed by cutting the three-dimensional tree model is recognized, and a predetermined light source condition is set, so that each part of the conduit groove is removed. A method of creating a woodgrain pattern having a conduit cross section, wherein the reflected light intensity is calculated and the pixel value of each pixel existing in the region inside the conduit is determined by the reflected light intensity.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の方法に
おいて、 年輪モデルの画素値の分布に基づいて、導管の配置密度
を決定することを特徴とする導管断面を有する木目柄パ
ターンの作成方法。
4. The method according to claim 1, wherein the arrangement density of the conduits is determined on the basis of the distribution of pixel values of the annual ring model. How to make.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の方法に
おいて、 所定のスカラー値を自己相似的に二次元平面上の各格子
点に定義した二次元フラクタル格子を用意し、 この二次元フラクタル格子の各格子点のもつスカラー値
に応じて、基準面上の各点を所定方向に変位させること
により有皺切断面を生成し、 この有皺切断面によって三次元樹木モデルを切断して木
目柄パターンを抽出することを特徴とする導管断面を有
する木目柄パターンの作成方法。
5. The method according to claim 1, wherein a two-dimensional fractal grid in which a predetermined scalar value is self-similarly defined at each grid point on a two-dimensional plane is prepared. A wrinkle cut surface is generated by displacing each point on the reference plane in a predetermined direction according to the scalar value of each grid point of the fractal grid, and the three-dimensional tree model is cut by this wrinkle cut surface. A method of creating a woodgrain pattern having a conduit cross-section, characterized by extracting a woodgrain pattern.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の方法に
おいて、 所定のスカラー値を自己相似的に二次元平面上の各格子
点に定義した二次元フラクタル格子または三次元空間内
の各格子点に定義した三次元フラクタル格子を用意し、 三次元樹木モデルを構成する各画素を、前記二次元フラ
クタル格子または前記三次元フラクタル格子の各格子点
に定義されたスカラー値に基づいて変位させることによ
り、歪曲三次元樹木モデルを作成し、 この歪曲三次元樹木モデルを所定の切断面によって切断
することにより、木目柄パターンを抽出することを特徴
とする導管断面を有する木目柄パターンの作成方法。
6. The method according to claim 1, wherein a predetermined scalar value is defined in a self-similar manner at each lattice point on a two-dimensional plane, or in a two-dimensional fractal lattice or in a three-dimensional space. Prepare a 3D fractal grid defined at grid points, and displace each pixel that constitutes a 3D tree model based on the scalar value defined at each grid point of the 2D fractal grid or the 3D fractal grid. By creating a distorted three-dimensional tree model, and by cutting the distorted three-dimensional tree model by a predetermined cutting plane, a wood grain pattern pattern is extracted, and a method of creating a wood grain pattern pattern having a conduit cross section. .
【請求項7】 導管断面を有する木目柄パターンを人為
的に作成する装置であって、 所定の中心軸からの距離に基づいて周期的に変化する画
素値を有する画素の集合からなる年輪モデルを生成する
年輪モデル生成手段と、 この年輪モデル内において、前記中心軸にほぼ沿った方
向に伸びる導管を配置し、この導管内の少なくとも輪郭
部に存在する画素の集合からなる導管モデルを、前記年
輪モデルに付加することにより三次元樹木モデルを生成
する三次元樹木モデル生成手段と、 所定のスカラー値を自己相互的に二次元平面上の各格子
点に定義した二次元フラクタル格子を発生する二次元フ
ラクタル格子発生手段と、 前記三次元樹木モデルを、前記二次元フラクタル格子の
もつスカラー値に応じたゆらぎをもつ所定の有皺切断面
によって切断し、この有皺切断面に位置する画素の集合
によって構成されるパターンを、木目柄パターンとして
抽出する木目柄パターン抽出手段と、 を備えることを特徴とする導管断面を有する木目柄パタ
ーンの作成装置。
7. An apparatus for artificially creating a woodgrain pattern having a conduit cross section, which comprises a growth ring model consisting of a set of pixels having pixel values that periodically change based on a distance from a predetermined central axis. An annual ring model generating means for generating and a conduit model, which is formed by arranging a conduit extending in a direction substantially along the central axis in the annual ring model, and including a set of pixels existing at least in a contour portion of the conduit, is defined as the annual ring model. A three-dimensional tree model generation means for generating a three-dimensional tree model by adding it to the model, and a two-dimensional fractal grid that self-reciprocally defines two-dimensional fractal grids defined at each grid point on the two-dimensional plane. The fractal grid generating means and the three-dimensional tree model are cut by a predetermined wrinkled cutting surface having a fluctuation corresponding to a scalar value of the two-dimensional fractal grid. An apparatus for creating a wood grain pattern having a conduit cross section, characterized by comprising: a wood grain pattern pattern extracting means for extracting a pattern formed by a set of pixels located on the wrinkle cut surface as a wood grain pattern pattern. .
【請求項8】 請求項7に記載の作成装置において、 所定の数値範囲内の乱数を発生する乱数発生手段を更に
設け、 二次元フラクタル格子発生手段が、前記乱数発生手段が
発生した乱数を利用して二次元フラクタル格子を発生
し、 年輪モデル生成手段が、前記乱数発生手段が発生した乱
数を利用して各周期の長さを定義し、 三次元樹木モデル生成手段が、前記乱数発生手段が発生
した乱数を利用して導管の配置を行うことを特徴とする
導管断面を有する木目柄パターンの作成装置。
8. The generating device according to claim 7, further comprising a random number generating unit that generates a random number within a predetermined numerical range, and the two-dimensional fractal grid generating unit uses the random number generated by the random number generating unit. Then, a two-dimensional fractal grid is generated, the annual ring model generation means defines the length of each cycle using the random numbers generated by the random number generation means, and the three-dimensional tree model generation means An apparatus for creating a wood grain pattern having a conduit cross section, characterized in that the conduits are arranged by using the generated random numbers.
【請求項9】 請求項7または8に記載の作成装置にお
いて、 各画素のもつ画素値を、印刷に必要な複数の原色成分に
対応させるためのカラーマップを設定するカラーマップ
設定手段と、 前記カラーマップに基づいて、木目柄パターン抽出手段
が抽出した木目柄パターンを構成する各画素に対して、
それぞれ印刷に必要な複数の原色成分を割り当てる色調
割り当て手段と、 この色調割り当て手段によって割り当てられた原色成分
を用いて、前記木目柄パターンの印刷を行う印刷手段
と、 を更に備えることを特徴とする導管断面を有する木目柄
パターンの作成装置。
9. The creating apparatus according to claim 7, further comprising: a color map setting unit that sets a color map for making a pixel value of each pixel correspond to a plurality of primary color components necessary for printing, Based on the color map, for each pixel forming the woodgrain pattern extracted by the woodgrain pattern extraction means,
A color tone assigning unit that assigns a plurality of primary color components required for printing, and a printing unit that prints the wood grain pattern using the primary color components assigned by the color tone assigning unit. An apparatus for creating a wood grain pattern having a conduit cross section.
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