JPH0933347A - 色再現方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光輝材の濃度に基づき塗装色を調整すること
を可能にし、その塗装色を忠実に再現する。 【解決手段】 外板色塗板の変角分光反射率を変角分光
測定機によって実測する（Ｓ１）。実測された変角分光
反射率から変角に関する特徴量と波長に関する特徴量を
抽出する（Ｓ２）。抽出した波長に関する特徴量から基
準濃度光輝材での波長特徴量、光輝材濃度依存係数及び
光輝材濃度を求め、光輝材濃度を変更する処理を行った
後に前記波長に関する特徴量を再構成する（ＳＸ）。変
角に関する特徴量と前記再構成した波長に関する特徴量
とから変角分光反射率を再構成する（Ｓ３）。再構成さ
れた変角分光反射率を用い塗装色の画像を表示する（Ｓ
４）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、色再現方法にかか
り、特に、物体に施される塗装色を表示装置へ表示する
際やこの塗装色を紙等の媒体へ印刷する際に物体に施さ
れる塗装色を色再現する色再現方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】計算機上で色を伴う画像表示や印刷を可
能とするコンピュータグラフィクスの分野では、レンダ
リングで知られているように様々な色を伴った模様や図
形等の画像を画面上に表示させたり、表示させた色画像
を印刷させたりすることが行われている。物体の画像を
色を伴って表示させようとする場合には光の反射原理を
モデル化して光の輝度等により表現するが、輝度等によ
る物体表現のみでは物体の材質感等の目視者の感覚的な
色の表現が充分ではなく、物体の実質的な色を表現する
ことが困難であった。

【０００３】このような物体の材質感の表現を試みた装
置として色再現装置が知られている（特開平４−１９５
４８０号公報、特開平５−４０８３３号公報参照）。こ
の色再現装置では、物体についての反射係数や透過係数
を検出し、物体からの反射光を鏡面反射成分と拡散反射
成分に分離して取り扱うことによって、物体の材質感を
忠実に表現しようとしている。

【０００４】また、分光反射率と色材の関係では多重散
乱理論が知られており、ソリッド塗装のように分光反射
率が角度により変化しない場合には１次元に簡略化した
クベルカ・ムンク（Ｋｕｂｅｌｋａ−Ｍｕｎｋ）理論を
適用できる。色材は各波長毎の拡散係数と吸収係数によ
り規定されるので、色材の種類と濃度から塗装面の分光
反射率を求めることができる。これはコンピュータ調色
（ＣＣＭ）とも呼ばれている。

【０００５】しかしながら、物体は、その組成や物性及
び物体固有の表面形状によって透過率や反射率が大きく
異なることがある。例えば、車両のボデー等の物体面
は、塗料等を塗布することにより塗装色を有する塗装面
（塗膜）が形成されるが、ユーザやデザイナ等が意図す
る所望の塗装色の塗装面を得るためには、複数の顔料等
の混合による色材を含む塗料等を想定しなければならな
い。また、塗装面の反射率は、塗装面の反射光を受光す
るときの受光角を正反射方向から変化させた角度（以
下、変角という）に応じて変動する変角特性を有するこ
とが知られている。これにより、変角特性は物体の材質
感等、すなわち目視者の色の感覚に影響する。従って、
従来の色再現装置のように、物体からの反射光を鏡面反
射成分と拡散反射成分とに分離したのみでは変角特性に
より物体の材質感が変動することがあり、忠実な塗装色
を再現することができないことがある。

【０００６】また、メタリック系の塗装面では分光反射
率の角度依存性が高いので、分光反射率の角度依存性を
無視すると、カラーフロップ（やフリップフロップ）と
いわれる明度や色の角度変化を把握することはできな
い。明度や色の角度変化を忠実に把握するためには厳密
に多重散乱理論を展開しなければならないが、膨大な計
算を必要とし現実的ではない。

【０００７】この問題を解消するため、本発明者等は、
変角分光反射率を計測し、分光波長に依存する第１特徴
量と変角に依存する第２特徴量とから分光反射率を構成
して色再現するコンピュータグラフィクス装置を提案し
ている（特願平６−２６０７８６号）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近で
は多くのニーズに対応すべく多数のメタリック系の塗装
面を形成するために、含有させる材料として多種類に亘
る材料を用いている。これらの材料のうち、特に光輝材
については、使用する光輝材の種類や塗料への配合量
（濃度）が塗装の質感やコストに大きな影響を及ぼすた
め、使用する光輝材の種類や濃度の検討が重要である
が、従来の方法ではそのような光輝材の種類や濃度に基
づく色の見えの検討（光輝材の種類や濃度を変更した場
合の色の見えの検討）が不可能であった。

【０００９】本発明は、上記事実を考慮して、光輝材の
種類または濃度に基づき塗装色を調整することを可能に
し、かつ、その塗装色を忠実に再現することができる色
再現方法を得ることが目的である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、光輝材を含む被塗装物からの反射光を受光
する受光角を変化させた変角毎の分光反射率として変角
分光反射率を計測し、計測した変角分光反射率を用いて
分光波長に依存する第１の特徴量と、前記変角に依存す
る第２の特徴量を演算し、前記特徴量演算手段で求めた
第１の特徴量と第２の特徴量との積を用いて変角毎の分
光反射率を構成し、構成された変角度毎の分光反射率の
第１の特徴量を、予め定めた所定濃度のときの前記第１
の特徴量と、前記光輝材の種類または濃度に依存する入
力された第３の特徴量との積を用いて表し、前記予め定
めた所定濃度のときの第１の特徴量と、前記光輝材の種
類または濃度に依存する第３の特徴量と、前記第２の特
徴量との積を用いて変角毎の分光反射率を再構成し、再
構成された分光反射率によって前記被塗装物の塗装色を
再現する。

【００１１】本発明では、光輝材を含む被塗装物からの
反射光を受光する受光角を変化させた変角毎の分光反射
率として変角分光反射率を計測する。従って、被塗装物
の塗装面に含まれる少なくとも光輝材の材料が所有する
固有の変角特性を得ることができる。このため、塗装色
は各変角・各波長での反射率、すなわち、変角分光反射
率で表現することができる。この計測した変角分光反射
率を用いて波長に依存する第１の特徴量と、変角に依存
する第２の特徴量を演算する。演算された第１の特徴量
と第２の特徴量との積または和を用いて変角毎の分光反
射率を構成すれば、被塗装物の塗装色を再現できる。

【００１２】ここで、被塗装物からの反射光は光輝材の
種類や濃度によって変化する。本発明者等は、第２の特
徴量が光輝材の濃度には依存せず、さらに、第１の特徴
量は、予め定めた所定濃度のときの前記第１の特徴量
と、前記光輝材の種類及び濃度に依存する第３の特徴量
との積で表現できるとの知見を得た。このため、本発明
では、被塗装物を計測し、その計測値から演算によって
求められる第１の特徴量を、予め定めた所定濃度のとき
の前記第１の特徴量と、前記光輝材の種類または濃度に
依存する入力された第３の特徴量との積を用いて表し、
前記予め定めた所定濃度のときの第１の特徴量と、前記
光輝材の種類または濃度に依存する第３の特徴量と、前
記第２の特徴量との積を用いて変角毎の分光反射率を再
構成している。

【００１３】本発明において、第３の特徴量は、例えば
光輝材濃度依存係数及び光輝材濃度を含んで構成するこ
とができ、この光輝材濃度を変更した後に、変更した光
輝材濃度を含む第３の特徴量を用いて変角毎の分光反射
率を再構成することにより、光輝材濃度が変更された被
塗装物の分光反射率を得ることができ、この分光反射率
から、光輝材濃度が変更された被塗装物の塗装色を忠実
に再現することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を詳細に説明する。本発明の実施の形態は、
自動車の外装等の塗装色（外板色）をデザインするとき
の色再現に本発明を適用したものである。

【００１５】図３に示すように塗装色を再現するための
コンピュータグラフィクス装置は、パーソナルコンピュ
ータ１６を備えている。このパーソナルコンピュータ１
６は、色データ等を入力するためのキーボード１０、予
め記憶されたプログラムに従って所望の塗装色を生成す
るための関連したデータを演算するコンピュータ本体１
２、及びコンピュータ本体１２の演算結果である塗装色
等を表示するＣＲＴ１４から構成されている。コンピュ
ータ本体１２は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを含んで構成
されており、また、後述する特徴量を記憶するためのメ
モリを有している。

【００１６】自動車の外板色は、着色顔料を主成分とす
るソリッド塗料と、着色顔料と光輝材とを主成分とする
メタリック系塗料に大別される。ソリッド塗料は、光を
照射する方向や見る方向に依存せず、略一定の色を呈す
る。一方、メタリック系塗料は、光を照射する方向や見
る方向によって呈する色（特に明るさ）が変化すること
が特徴であり、この方向による色の変化の挙動が塗料の
重要な（デザイン上の）特性となる。近年では、新規な
光輝材の開発により、方向による色の変化の挙動のバリ
エーションが増加しつつあり、又、自動車市場おいても
メタリック系塗料の比率は増加している。

【００１７】本発明の実施の形態のコンピュータグラフ
ィクス装置は、塗装物体（メタリック系塗装）の色や質
感をＣＲＴ上に正確に再現（表示）したり、色及び質感
を独立かつ任意に変更する方法、及び光輝材濃度を変更
した場合の色や質感を再現する方法を提供し、塗装のデ
ザインや塗装材の開発を支援するためのものである。

【００１８】先ず、塗装物体の塗装質感を材料から考え
ると、塗装物体の質感には塗膜に含まれる光輝材（アル
ミ粉、酸化鉄等）が強く影響しており、光輝材の種類毎
にそれぞれ固有の質感が感じられる。

【００１９】また、塗装物体の塗装質感を光学特性から
考えると、塗装物体の（見えの）質感は、塗膜の光反射
特性（変角分光反射率）で定まり、それは鏡面反射成分
と層内拡散反射成分に分けることができる。このうち、
鏡面反射成分は塗膜表面のクリア（プラスチック）層の
表面形状や屈折率により決まり光輝材の種類には依存し
ない。従って、この成分は塗装物に共通な質感には関係
するが、光輝材毎の微妙な質感には関与しない。一方、
本発明者等は、層内拡散反射成分を各種光輝材について
測定した結果、各光輝材毎に特有の反射特性を示してお
り、これが各光輝材固有の質感を形成しているという知
見を得た。

【００２０】ここで、本発明の実施の形態では、塗装色
を再現するために、その塗装色を扱うための物理量とし
て、物体表面の分光反射率を用いる。なお、この分光反
射率は、複雑な形状の試料、例えば繊維やメタリック塗
装等の面では計測器の受光方向によって異なる値で計測
されることがあるため、本発明の実施の形態では、試料
への入射角及び試料で反射された光を受光する受光素子
への受光角等を変角することによる立体的な分光反射率
である分光立体角反射率を用いる。

【００２１】表面がフラットな試料の分光反射率は通常
ゴニオ・スペクトロ・フォトメータ(Gonio Spectro Pho
tometer 、以下、ゴニオという。）２４で測定（測色）
することができ、この測定した分光反射率を分光立体角
反射率(Spectral ReferenceFactor) 、または変角分光
反射率という。この分光立体角反射率を、以下、単に反
射率Ｒという。

【００２２】図４に示したように、ゴニオ２４は、光源
２８と測定部である受光器２６を有している。ゴニオ２
４では、光源２８から試料３０の測定点Ｏｂに向かう光
の入射光軸３２と、測定点Ｏｂにおいて入射光軸３２の
光が正反射したときの正反射方向の反射光軸３４と、を
含む平面を入射平面Ｄ₁ と定めている。このゴニオ２４
では、受光器２６と測定点Ｏｂとを結ぶ軸を測定光軸３
６として、この測定光軸３６が入射面Ｄ₁ 内に含まれる
ように受光器２６が立体的に動く機構（図示省略）とな
っている。すなわち、一般的なゴニオは、測定点を中心
として光源部と受光部が入射面内を動く機構となってい
る。

【００２３】反射率Ｒは、反射光軸３４と測定光軸３６
とのなす角度ｘ、すなわち受光部の正反射方向からの反
射角ｘ（単位 deg、以下、変角ｘという。）、及び光の
波長λ（単位nm）の関数であり、以下の式（１）で表す
ことができる。

【００２４】Ｒ（ｘ，λ） ・・・（１） 但し、変角ｘは、反射光軸３４と測定光軸３６とが一致
するときが０°であると共に、正反射方向から光源部へ
向かって時計方向（図４で変角ｘを示した矢印方向）に
回転した受光部２６の位置から得る変角ｘの符号を正符
号とする。

【００２５】図５に示すように、変角ｘは、入射面等に
よる直角座標系において定めることができる。すなわ
ち、試料３０の法線方向＄Ｎ、試料３０と光源２８との
方位である入射方向＄Ｌ、試料３０から受光器２６へ向
かう受光方向＄Ｒ、試料３０で正反射する光の正反射方
向＄Ｐを定め、法線方向＄Ｎ及び正反射方向＄Ｐを含む
面を入射面Ｄ₁ 、法線方向＄Ｎと受光方向＄Ｒを含む面
を受光面Ｄ₂ と定める。これにより、法線方向＄Ｎと入
射方向＄Ｌとのなす角度θ₁ 、法線方向＄Ｎと受光方向
＄Ｒとのなす角度θ₂ 、入射面Ｄ₁ と受光面Ｄ₂ とのな
す角度θ₃ が定まる。また、試料３０の表面に方向性が
ある場合（例えば、織物、ブラシ仕上げ面等）は、測定
点Ｏｂを中心として試料面（塗装面）の基準方向（図５
では方向＄Ａ）が、入射面Ｄ₁ から離れる角度を角度θ
₄ とする。従って、上記式（１）の反射率Ｒは、一般式
として以下の式（２）で表せる。

【００２６】 Ｒ（λ，θ₁,θ₂,θ₃,θ₄) ・・・（２） 但し、 θ₁ ：光源の入射角(deg) θ₂ ：受光角 (deg) θ₃ ：方位角 (deg) θ₄ ：回転角 (deg)

【００２７】上記式（２）はθ₁ 、θ₂ 、θ₃ 、θ₄ で
表記した４つの角度パラメータを持つが、一般のペイン
ト塗装面における反射光の強度分布（反射光の強さを、
照射点を中心として距離で表した分布）は、入射光の入
射角θ₁ に関係なく、正反射方向＄Ｐを軸として常に相
似形のスフェリカルシンメトリ（Spherical Symmetry）
であることが知られている。従って、反射率は、方向＄
Ｐ、＄Ｒの間の変角ｘのみで表わされる。

【００２８】従って、ペイント塗装面の反射率は、正反
射方向＄Ｐと受光方向＄Ｒとの間の変角ｘの関数とし
て、上記の式（１）に示したように反射率Ｒ（ｘ，λ）
と表わすことができる。例えば、受光角θ₂ 以外の角度
条件を所定値（θ₁ ＝６０°、θ₃ ＝０°、θ₄ ＝０
°）に固定し、変角ｘを０°〜９０°（この場合、ｘ＝
θ ₁ −θ₂ ）で変化させたときの、反射率Ｒ（ｘ，λ）
をゴニオで測定すれば反射率Ｒ（ｘ，λ）は０°＜ｘ＜
９０°の角度範囲で求まる。

【００２９】また、反射率Ｒ（ｘ，λ）を以下の〔角度
条件〕で定めれば、−３０°＜ｘ＜１５０°の角度範囲
において、反射率Ｒ（ｘ，λ）を決定できる。

【００３０】〔角度条件〕 Ｒ（ｘ，λ） ＝ Ｒ（ −ｘ，λ） （−３０°＜ｘ＜ ０°） ＝ Ｒ（９０°，λ） （ ９０°＜ｘ＜１５０°）

【００３１】なお、以下の説明では、上記角度条件（θ
₁ ＝６０°、θ₃ ＝０°、θ₄ ＝０°）以外の場合でも
正反射方向＄Ｐ、受光方向＄Ｒの関係から変角ｘを演算
した反射率Ｒ（ｘ，λ）を用いる。

【００３２】［変角分光反射率の測定］塗装面の反射率
は、変角ｘ及び波長λの連続特性からなる反射率である
が、次のように、近似的に扱うことができる。

【００３３】先ず、変角ｘ（０°〜９０°）を境界値ｘ
_j （ｊ＝１，２，・・・ｎ，０°＝ｘ₁ ＜ｘ₂ ＜・・・
＜ｘ_n ＝９０°）により［ｎ＋１］個に等間隔または反
射率の変化が急激な範囲を細分割する等、適度な分割
（以下、適度な分割という）を行う（図６（Ａ）参
照）。なお、この適度な分割は、１°〜５°の間隔によ
り１９個〜９１個のデータ数を得ることができるように
設定することが好ましい。

【００３４】また、波長λも同様に、例えば可視波長を
３８０(nm)≦λ≦７２０(nm)の波長域として考え、この
可視の波長域を境界波長λ_k （ｋ＝１，２，・・・ｍ，
３８０nm＝λ₁ ＜λ₂ ・・・＜λ_m ＝７２０nm）により
［ｍ＋１］個に適度に分割する（図６（Ｂ）参照）。な
お、波長域の適度な分割は、１０〜２０nmの間隔により
１８個〜３５個のデータ数を得ることができるように設
定することが好ましい。

【００３５】従って、塗装面の反射率Ｒ（ｘ，λ）は、
離散的である反射率Ｒ（ｘ₁ ，λ₁）、Ｒ（ｘ₂ ，
λ₁ ）、・・・、Ｒ（ｘ_n ，λ_m ）から近似することが
できる。すなわち、図６（Ｃ）に示すように、反射率Ｒ
（ｘ、λ）と変角ｘと波長λとから各々を軸とする３次
元座標系において、反射率Ｒ（ｘ、λ）は連続的な曲面
等の面（以下、連続面という。）７０になる。反射率Ｒ
（ｘ、λ）を表す連続面７０は、この連続面７０上に含
まれる離散的な複数の点から補間により求めることがで
きる。

【００３６】図７（ａ）〜（ｃ）に示したように、表面
が塗装された試料の塗装面は、色を決める有色顔料、メ
タル、パールマイカ等の光輝材、表面のクリアー等の種
々の物質によって構成される。

【００３７】図７（ａ）に示すように、メタリック塗装
が施された塗装面は、クリアコート層４０、メタリック
ベース層４２、中塗り層４４、電着層４６から構成され
る。このメタリックベース層４２には顔料５４及びアル
ミニウム５６が含まれている。図７（ｂ）に示すよう
に、パールマイカ塗装が施された塗装面は、クリアコー
ト層４０、マイカベース層４８、カラーベース層５０、
中塗り層４４、電着層４６から構成される。このマイカ
ベース層４８にはチタンコートマイカ顔料５８が含まれ
ている。図７（ｃ）に示すように、ソリッド塗装による
塗装面は、上塗り層５２、中塗り層４４、電着層４６か
ら構成される。この上塗り層５２には、着色顔料６０が
含まれている。

【００３８】これらの光輝材及び種々の物質による塗装
の違いにより、反射率Ｒ（ｘ，λ）の連続面の面形状も
異なるものとなる。なお、反射率Ｒ（ｘ，λ）は、顔
料、光輝材の種類や量によって左右される。

【００３９】実際の外板色塗板では、材料間の相互作用
（例えば、メタリック塗板では、アルミ片からの反射光
がさらに一般顔料に反射してから塗板外に出射する等）
が考えられ、その挙動は複雑である。

【００４０】従って、これらの塗料構成物の各々の挙動
から、その塗料の変角分光反射率を求めることは、極め
て困難であるが、塗料構成物によって特徴付けられる変
角分光反射率を解折し、その特徴を抽出することは可能
である。

【００４１】上述のように、外板色は各変角・各波長で
の反射率（即ち、変角分光反射率）で表現することがで
きる。しかしながら、そのデータ量は多く、又、色や質
感を変更することも困難である。このため、データ量の
削減を図り、かつ、色や質感の制御を容易にする方法が
必要になる。本発明の実施の形態に係る色再現方法を構
成する複数の段階のうちの一部は、特願平６−２６０７
８６号において本願発明者等が提案した方法を適用して
おり、外板色の特性に基づき、変角分光反射率を変角に
依存する成分（以下、変角に関する特徴量）と分光波長
に依存する成分（以下、波長に関する特徴量）に分離し
たモデル式（詳細後述）を用いて、色や質感の制御を容
易にしたものである。

【００４２】ここで、本発明者等は、色や質感の制御を
容易にするために、以下に説明するモデル式の導出を行
った。

【００４３】以下の説明では、着色顔料に光輝材を配合
した中彩から濃彩の６０枚のブルー（青）の塗板を試料
として用いている。この試料は、着色顔料の組成を一定
とし、光輝材の種類と濃度を変動させている。また、光
輝材としてはアルミ系、マイカ系、酸化鉄系、グラファ
イトおよび銀めっきガラスフレークを使用しており、表
１に示すようにアルミ系の着色アルミは表面に着色顔料
を薄くコーティングしたものである。また、干渉マイカ
はマイカに酸化チタンの薄膜をコーティングしたもの
で、複合マイカはそれに着色アルミと同様の処理を加え
たものである。色名は干渉色の色相を表している。ま
た、酸化鉄系の光輝材はいずれも酸化鉄の板状結晶であ
るが製造法が異なり、ＭＩＯ（鱗片状酸化鉄）は濃灰緑
色を、板状酸化鉄は赤色を呈する。なお、光輝材の濃度
は１，３，５，７，９％の５水準としたが、銀めっきガ
ラスフレークに限り、実際の使用濃度範囲を考えて濃度
は各水準の３／８とした。

【００４４】

【表１】

【００４５】この試料を用いて上記ゴニオ２４で反射率
を測定した。このゴニオ２４と同様の測定機として、変
角分光光度計（村上色彩技術研究所製：型番ＧＣＭＳ−
４）がある。測定における受光面積は０°受光（θ₂ ＝
０°）のとき８×１６ｍｍと設定され、反射率は光輝材
による微視的な反射率の分布を平均化した測定値が得ら
れる。また、角度条件については、メタリック系塗装の
反射率は正反射の方向に対して対称であり、入射角が変
わっても変角ｘが等しければ反射率はほとんど変わらな
い。これにより、変角を変数として測定、すなわち、本
測定では入射角を４５°として、変角を０から７０°の
範囲で２°刻みで変化させ、それぞれの角度における反
射率を測定した。

【００４６】この測定から、変角が６°以下の正反射近
傍ではいずれの試料も分光反射率曲線は波長依存性のな
い平坦な形状を示すという知見を得て、このことから正
反射近傍の変角領域ではクリア表面の反射が支配的で光
輝材の影響は少ないと考えられる。しかし、変角が８°
から４０°のハイライトの領域では光輝材の影響がみら
れた。

【００４７】図９及び図１０には光輝材として着色アル
ミ（Ａ２）を用いたときの反射率を対数表示で表記した
ときの波長と反射率、変角と反射率の関係を示した。図
９に示すように、各変角に対する特性では分光反射率の
曲線形状は類似している。また、図１０に示すように、
各波長に対する特性では、反射率は変角が８°から３０
°の範囲では、略直線的に減少し、傾き変化は微小であ
る。また、変角が４０°以上のシェード領域では変角に
対する反射率の変化は小さい。

【００４８】従って、反射率の対数値は変角に対して直
線的に減少し、その傾きは波長に依存しないことが理解
できる。このことから変角分光反射率Ｒ（ｘ，λ）は、
次の式（３）で表すことができる。

【００４９】 ＬｎＲ（ｘ，λ）＝Ｍｘ＋Ｂ（λ） ・・・（３） 但し、ｘ ：変角 λ ：波長 Ｍ ：変角分光反射率Ｒ（ｘ，λ）を縦軸、変角ｘ
を横軸にした直交座標平面上における直線の傾き Ｂ（λ）：変角分光反射率Ｒ（ｘ，λ）を縦軸、変角ｘ
を横軸にした直交座標平面上における直線のｙ切片 Ｌｎ ：対数値を演算することを表す演算子

【００５０】ここで、Ｍ＝Ｌｎｍ，Ｂ（λ）＝Ｌｎｂ
（λ）とおくと、変角分光反射率Ｒ（ｘ，λ）は、次の
モデル式（４）で表すことができる。

【００５１】 Ｒ（ｘ，λ）＝ｂ（λ）・ｍ^x ・・・（４）

【００５２】以上のことにより、メタリック系塗装の変
角分光反射率は、波長依存性を表す、すなわち色を表す
パラメータｂ（λ）と、角度依存性を表すパラメータｍ
との２個のパラメータにより表現できる。なお、傾きＭ
＜０からパラメータｍは１以下の正数であり、１に近い
ほど変角分光反射率の角度変化は小さくなるものであ
る。

【００５３】以上の説明では、外板色は各変角・各波長
での反射率（変角分光反射率）で表現することができる
ことを述べた。上記では色や質感の制御を容易にするた
めの、変角に関する特徴量と波長に関する特徴量とに分
離したモデル式を例示したが、本発明では、上記のモデ
ル式による反射率Ｒとして、以下に説明する濃度を含め
たモデル式を用いる。

【００５４】先ず、本発明者等は、光輝材の量による質
感の再現や変更の影響を評価するため、モデル式（４）
を用いて、変角分光反射率に及ぼす光輝材の種類と濃度
の影響について調べた。

【００５５】図１２は、パラメータｍと光輝材の濃度と
の関係を示したものである。いずれの光輝材についても
濃度が小さくなるとパラメータｍが若干大きくなる傾向
があるが、濃度による効果は概ね小さく、パラメータｍ
は主に光輝材の種類により決まることが理解される。

【００５６】図１３は、着色アルミにおけるパラメータ
ｂ（λ）の濃度変化を示したものである。パラメータｂ
（λ）の対数値は濃度と共に大きくなるが、その波形形
状の変化は微小であった。このような波形の相似性は、
干渉マイカ（グリーン：緑）と板状酸化鉄を除けば、い
ずれの光輝材についても現れている。

【００５７】そこで、濃度ｃにおけるパラメータｂ
（λ）の対数、すなわち、Ｌｎｂ（λ；ｃ）の平均値を
Ｌｎｂ（ｃ）として光輝材毎に濃度との関係を求めた。
図１４にはパラメータｂ（λ）の対数平均値と濃度との
関係を光輝材毎に示した。図から理解されるように、い
ずれの光輝材でもＬｎｂ（ｃ）は濃度の対数に対して直
線的に変化するが、光輝材の材質が同じであればその傾
きの違いは微小である。

【００５８】これにより、パラメータｂ（λ）の対数の
平均値Ｌｎｂ（ｃ）は次の式（５）で表すことができ
る。

【００５９】 Ｌｎｂ（ｃ）＝ｋＬｎｃ＋Ｂ ・・・（５） 但し、ｋは直線の傾き、Ｂはｙ切片である。

【００６０】ここで、１％濃度（ｃ＝１）のときには、
式（５）の右辺第２項が、Ｂ＝Ｌｎｂ（１）となる。従
って、式（５）はＬｎｂ（ｃ）＝ｋＬｎｃ＋Ｌｎｂ
（１）となるので、濃度ｃにおけるパラメータｂ（λ）
は、次の式（６）で表すことができる。

【００６１】 ｂ（ｃ）＝ｂ（１）ｃ^K ・・・（６）

【００６２】また、上記のように波形形状は類似してい
るので、上記の関係はどの波長でも成立すると仮定で
き、濃度ｃにおけるパラメータｂ（λ）は、次の式
（７）で表すことができる。

【００６３】 ｂ（λ；ｃ）＝ｂ（λ；１）ｃ^K ・・・（７）

【００６４】これによって、濃度ｃにおけるパラメータ
ｂ（λ；ｃ）は光輝材の種類によって異なるふたつのパ
ラメータ、すなわち濃度１％における波長依存性を示す
パラメータｂ（λ；１）と濃度依存性を表すパラメータ
ｋを用いて記述できる。図１５にこれらの関係を示す。
従って、パラメータｂ（λ；ｃ）はパラメータｂ（λ；
１）に比例して濃度ともに大きくなるが、その変化率は
パラメータｋに依存していることが理解できる。なお、
この結果から上記モデル式（４）は次の式（８）で表す
ことができる。

【００６５】 Ｒ（ｘ，λ）＝ｂ（λ；１）ｃ^K ｍ^X ・・・（８）

【００６６】図１６及び図１７はパラメータ間の関係を
示したものである。図１７から理解されるようにパラメ
ータｍに対するパラメータｋの相関係数はやや低いが、
図１６から理解されるように各パラメータは互いに相関
しており、パラメータｍが小さくなるに従ってパラメー
タｂ（１）、ｋが大きくなる。また、パラメータｂ
（１）やパラメータｋが大きくなると変角分光反射率も
大きくなることから、角度による変角分光反射率の変化
が大きいときには、変角の影響が少ないハイライト領域
における試料の明度や光輝材の濃度による明度の変化は
大きく、そうでないときには試料の明度や濃度による明
度変化は小さいことが理解できる。

【００６７】以上の評価や測定から得た、光輝材の種類
や濃度による影響から、次の知見を得た。 （１）メタリック系塗装の変角分光反射率は、正反射領
域を除き、波長依存性と角度依存性の積で表されたモデ
ル式で表現できる。 （２）光輝材濃度と変角分光反射率の間には、概ね、光
輝材濃度が大きくなると光輝材の単位濃度における波長
依存性を保持したまま変角分光反射率は増大するが、そ
の角度依存性は変わらない、という傾向がある。 （３）変角分光反射率を規定するパラメータ、すなわ
ち、角度依存性や濃度依存性および光輝材の単位濃度に
おける波長依存性を表すパラメータは光輝材の種類に依
存する。 （４）これらのパラメータの間には強い相関があり、角
度依存性が大きくなると濃度依存性や光輝材の単位濃度
における波長依存性を示す分光反射率は大きくなる。

【００６８】［概要］本発明の実施の形態における塗装
色の忠実な色再現、すなわち色や質感の制御を容易にす
る方法は、図１に示すように、先ず、段階Ｓ１として、
外板色塗板の変角分光反射率を上記のゴニオによって実
測する。この１つの実測された変角分光反射率から、次
の段階Ｓ２において、変角に関する特徴量と波長に関す
る特徴量を抽出する。

【００６９】この抽出された変角分光反射率は、全て記
憶するのではなく、変角に関する特徴量と波長に関する
特徴量を記憶することによって、次の段階Ｓ３におい
て、元の変角分光反射率を再現することができ、記憶し
なければならないデータ量を削減することができる。ま
た、段階Ｓ２では、抽出した変角に関する特徴量を変更
することにより外板色の色を維持した状態で質感を変更
することや、波長に関する特徴量を変更することによっ
て外板色の質感を維持した状態で色を変更することが可
能になる。さらに、段階Ｓ２では、変角に関する特徴量
を、他の外板色の変角分光反射率から抽出された変角に
関する特徴量に置き換えることや、波長に関する特徴量
について、同様のことを行なうことにより、色を維持し
て質感のみを他の材質のものと入れ換えることや、質感
を維持して色のみを入れ換えることができる。

【００７０】さらに、次の段階ＳＸでは、本発明に基づ
き、予め保存された基準濃度光輝材での波長特徴量と光
輝材濃度依存係数を参照して、波長に関する特徴量から
それを再現する様な基準濃度光輝材での波長特徴量、光
輝材濃度依存係数および光輝材濃度を求め、その光輝材
濃度の変更を可能とする。そして光輝材濃度が変更され
ると、基準濃度光輝材での波長特徴量、光輝材濃度依存
係数および光輝材濃度から波長に関する特徴量を再構成
する。

【００７１】上記色変更や質感変更、および、光輝材濃
度変更を行った場合、その変更内容によっては、変角分
光反射率を実測する際の測定誤差（バラツキ）が増幅さ
れ、変更方向での色変化が不連続になることがある。そ
れを防止するために、実測した変角分光反射率データに
対して、測定バラツキを低減する処理（ノイズ除去）を
行う。このノイズ除去の基本はスムージング処理である
が、反射率の大きさによって、その処理を実施するか否
かを制御することにより、効果が高く、しかも、変角分
光反射率の本来の特性を損なわないように処理すること
ができる。

【００７２】段階Ｓ３では、変角に関する特徴量と波長
に関する特徴量から変角分光反射率を再構成し、次の段
階Ｓ４ではＣＡＤのフレーム画像の面データ等として、
得られる変角分光反射率に基づいた塗装色の画像を表示
する。

【００７３】［色変更、質感変更］上記のように外板色
は各変角・各波長での反射率（即ち、変角分光反射率）
で表現可能であるので、デザイナがその外板色を変更す
るためには、変角分光反射率の１点１点の反射率を変更
すれば良い。しかし、そのデータ量は膨大になるので、
変角分光反射率の１点１点の変更という操作は事実上不
可能である。このため、デザイナの要求する変更を迅速
に、かつ的確に行なう方法が必要である。

【００７４】外板色の主要な特性は、色と質感である。
デサイナが外板色を変更する場合、これらの特性を各々
変更することを想起する。例えば、銀色のアルミメタリ
ックの外板色を変更する場合には、「アルミメタリック
の質感はそのままで、銀色に少し赤みを加える」とか、
「銀色はそのままで、メタリック感を強める」といった
抽象概念で提示されることが多い。従って、色に関する
変更方法と質感に関する変更方法を確立し、これらの方
法によって変角分光反射率全体を変更することが望まし
い。色に関する変更は、塗料の中の着色顔料の種類や量
を変更することに相当し、又、質感に関する変更は、塗
料の中の光輝材の種類や量を変更することに相当する。

【００７５】外板色の質感は維持して色を変更する場
合、例えば、デザイナはある変角での色を変更するとい
う操作を行なう。この操作をその変角にだけ反映したの
では、その結果はデザイナの望む物にはならない。すな
わちデザイナは、ある変角での色の変更を通して塗料の
中の着色顔料の変更を意図しており、その場合には、そ
の変角の色だけでなく、全ての変角について色が変化し
なければならない。その際、デザイナが変更を実施した
変角以外の角度について、色の変更をどのように行なう
かが問題となる。質感を維持し、かつ、色を変更するた
めには、変角分光反射率から質感の情報と色の情報を分
離し、色の情報を変更した後、再び、質感の情報と合成
しなければならない。

【００７６】また、逆に、外板色の色を維持して質感を
変更する場合、例えば、デザイナは「ハイライト部とシ
ェード部の明暗差を大きくする」というような操作を行
う。この操作のデザイナ意図は光輝材の変更であり、変
角全体の変角分光反射率を変更しなければならない。そ
の際、着色顔料の変更は意図されていないから、明暗を
除く色の変化が起こることは望ましくない。従って、こ
の場合にも、変角分光反射率から質感の情報と色の情報
を分離し、質感の情報を変更した後、再び、色の情報と
合成しなければならない。

【００７７】さらに、色は維持し、質感を他の光輝材の
ものと置き換える様な変更も行われる。例えば、赤色メ
タリックの外板色を元にし、材質をマイカに変更する様
な場合である。その場合には、赤色メタリックの変角分
光反射率から質感の情報と色の情報を分離すると同時
に、マイカの変角分光反射率からもその質感の情報を得
て、赤色メタリックの質感の情報と入れ換える必要があ
る。

【００７８】従って、図２の段階Ｓ２に示すように、上
記図１の段階Ｓ２において抽出する特徴量として変角に
関する特徴量を質感に関する特徴量として扱うと共に、
波長に関する特徴量を外板色の質感を維持した状態の色
に関する特徴量として扱い、各々の特徴量を独立または
相互に関係するように変更する処理を行えば、色変更、
質感変更を行うことができる。

【００７９】さらに、本発明によれば、段階ＳＸに示す
様に、色に関する特徴量から基準濃度光輝材での波長特
徴量、光輝材濃度依存係数および光輝材濃度を求め、光
輝材濃度を変更する処理を行った後、色に関する特徴量
を再構成すれば、色および質感へ重大な影響を及ぼす光
輝材濃度について、その濃度を連続的に変化させた場合
の色および質感を確認することが可能である。

【００８０】［色の情報の分離と変更］＜ｂ（λ）＞ 色の情報は、一般的に分光反射率で表現される。変角分
光反射率の場合、変角毎に、分光反射率が定まるが、あ
る変角での分光反射率か又は複数の変角の分光反射率か
ら求められた分光反射率で、変角分光反射率の色情報を
代表させることができる（但し、色相変化効果を有する
場合を除く）。

【００８１】色情報の変更については、例えば、グラフ
ィックイコライザを使って各波長の反射率を変更する方
法や、三刺激値やマンセル値を変化させ、その結果を分
光反射率に反映させる方法がある。結果的に分光反射率
が変更されるような方法であれば、色情報の変更方法の
内容は問わない。

【００８２】また、変角分光反射率がモデル式化されて
いれば、色情報を代表させる分光反射率の変角と、色変
更の操作を行なう変角とは一致している必要はない。す
なわち、任意の変角での色変更が可能である。

【００８３】［質感の情報の分離と変更］＜ｍ^x ：ｘは
変角＞ 質感の情報の表現方法については、一般的な方法は知ら
れていない。例えば、変角毎の視感反射率Ｙを使って、
外板色の質感を表示する場合もあるが、当然のことなが
らＹ値には色依存性があり、同じ質感であっても、赤色
の場合と青色の場合とでは、そのＹ値は異なったものに
なる。従って、変角毎のＹ値を使って質感の情報を表現
したのでは、先に述べたような光輝材の量の変更や種類
の変更を意図した質感のみの変更が困難になるばかりで
なく、色変更に伴なって質感の情報も変更する必要が生
じ、処理が非常に煩雑になる。

【００８４】従って、色に依存しない質感情報を抽出す
ることが色再現を行うためのポイントとなり、本発明の
実施の形態では、上記モデル式（４）の変角の関数の値
を質感情報としている。これらの関数は、色に依存せ
ず、光輝材の挙動を示しているから、質感のみ変更が可
能であり、又、色変更の際にも特に処理を必要としな
い。

【００８５】質感の変更は、その質感の強める／弱める
という意図に対応し、質感情報である各特徴量に係数を
掛けることや所定の値に置き換えることによって行う。
また、これらの特徴量を、他の光輝材の特徴量に置き換
えることにより、光輝材の変更を実現することもでき
る。

【００８６】［光輝材濃度情報の分離と変更］＜ｃ^K ＞ 光輝材の濃度は塗装の質感やコストに大きな影響を及ぼ
すため、光輝材濃度を変更した場合の色、質感を確認す
る事は塗装色をデザインする上で非常に重要である。し
かし、従来は、光輝材濃度を変更した場合の変角分光反
射率を計算機上で求めることは非常に困難であり、様々
な光輝材濃度の塗料を実際に数多く作成し、その塗料で
塗装を行った塗板を作成して、その色、質感を確認せざ
るを得なかった。

【００８７】本発明によれば、予め、基準濃度光輝材で
の波長特徴量および光輝材濃度依存係数を求めておくこ
とにより、塗板を測定して得られた変角分光反射率から
色に関する特徴量を経て、その塗板の光輝材濃度を求め
ることが可能であり、かつ、光輝材濃度を計算機上で変
更した後、変角分光反射率を再構成する事により、光輝
材濃度を変更した場合の色、質感を確認することが可能
である。さらに、本発明によれば、光輝材濃度を連続的
に変化させることが可能であり、光輝材濃度と色、質感
の関係を詳細に検討、確認する事が可能である。このよ
うな処理を行うために必要な情報は、１つの基準濃度光
輝材での波長特徴量と１つの光輝材濃度依存係数だけで
あり、光輝材濃度依存係数は、最少の場合、前記基準濃
度を含む２つの光輝材濃度での波長に関する特徴量から
求めることができる。

【００８８】次に、光輝材濃度制御を行って塗装色を再
構成する処理を図８のフローチャートと共に説明する。

【００８９】パーソナルコンピュータ１６を含んで構成
されるコンピュータグラフィクス装置の図示しない電源
スイッチがオンされ、塗装色を再現するための処理へ移
行すると、図８の処理ルーチンが実行される。ステップ
１０２では、ゴニオ２４によって外板色塗板の変角分光
反射率Ｒが測定される。次に、ステップ１０４において
測定データのノイズを除去した後に、次のステップ１０
６において特徴量を抽出する。このステップ１０４で
は、測定データ中のノイズ成分を選択的平滑化処理によ
り除去する。また、ステップ１０６では、上記モデル式
（４）のパラメータｂ（λ），ｍ^x を導出（推定）し、
さらに、保存された基準濃度光輝材での波長特徴量およ
び光輝材濃度依存係数を参照する事により、パラメータ
ｂ（λ）から光輝材濃度を求める。

【００９０】次のステップ１０８では抽出された光輝材
濃度の変更を行い、次のステップ１１０では変角分光反
射率を再構成する。より詳しくは、基準濃度光輝材での
波長特徴量ｂ（λ；１）、光輝材濃度依存係数ｋおよび
変更された光輝材濃度ｃからパラメータｂ（λ）が求め
られ、このパラメータｂ（λ）と前記パラメータｍ^xか
ら変角分光反射率Ｒ'(ｘ，λ）を算出（再構成）する。
次のステップ１１２では再構成された変角分光反射率に
基づいた塗装色の画像を表示する。次のステップ１１４
では、キーボード１０の判定指示入力（ＯＫ／ＮＧ）に
よって表示された画像の塗装色が意図する塗装色である
か否かが判断され、意図する塗装色になるまでステップ
１０８からステップ１１２を繰り返し実行する。このよ
うに、ステップ１０４における測定データのスムージン
グ及びステップ１０６の特徴量の抽出は、元となる測定
データにつき、１回のみ行えば良い。

【００９１】なお、測定データは予め測定済の測定デー
タを図示しない記憶装置にデータベース化しておけば、
図示しない記憶装置から測定データを読み取るのみの処
理でよい。

【００９２】実際の測定データは、変角０°近傍におい
て反射率の急激な変化が認められる。すなわち、高い周
波数成分が存在することになる。この部分について、上
記マスクを適用すると反射率の立ち上がりがにぶくにな
り、望ましくない結果となる。すなわち、保存すべき高
周波成分をカットしてしまう結果となる。従って、しき
い値以下の視感反射率以下でオン（ノイズ除去有）する
スイッチング処理により変角０°付近ではノイズ除去処
理を行わないようにすることによって、上記望ましくな
い高周波成分カットを回避することができる。

【００９３】（特徴量の抽出）次に、上記ステップ１０
６の詳細を説明する。ステップ１０６では次のようにし
てモデル式（４）のパラメータｂ（λ）及びパラメータ
ｍ^x を各々推定することによって特徴量を抽出する。

【００９４】まず、角度依存性を表すパラメータｍの推
定について説明する。測定した変角分光反射率から、変
角１０°における反射率を１（１００％）としたときの
変角ｘ毎の比反射率ρ（ｘ，λ）を次の式（９）を参照
して求める。この式（９）では、モデル式（４）から、
パラメータｂ（λ）は消去され、比反射率ρはパラメー
タｍのみで表現できることになる。

【００９５】 ρ（ｘ，λ）＝Ｒ（ｘ，λ）／Ｒ（１０，λ） ＝ｍ^-10 ・ｍ^x ・・・（９）

【００９６】ここで、上記説明したようにパラメータｍ
に波長依存性がないと仮定できるので、変角毎に比反射
率ρを平均してもこの関係は成立する。従って、比反射
率ρは、変角ｘ毎の比反射率ρの平均比反射率ρ（ｘ）
を用いて、変角の１次式である次の式（１０）で表わす
ことができる。

【００９７】 Ｌｎρ（ｘ）＝ｘＬｎｍ−１０Ｌｎｍ ＝Ｍｘ−１０Ｍ ・・・（１０）

【００９８】従って、平均比反射率ρ（ｘ）と変角ｘを
軸とする２次元座標平面上において、平均比反射率ρ
（ｘ）の対数を変角ｘに対してプロットすれば、回帰直
線の傾きＭを求めることができ、求めた傾きＭからパラ
メータｍを推定することができる。

【００９９】次に、波長依存性を示すパラメータｂ
（λ）の推定を説明する。パラメータｂ（λ）は最小自
乗法により推定できる。先ず、変角ｘに対する波長毎の
残差自乗和Ｐ（λ）は次の式（１１）で表すことができ
る。

【０１００】 Ｐ（λ）＝Σ｛Ｒ（ｘ，λ）−ｂ（λ）ｍ^x ｝² ・・・（１１）

【０１０１】この残差自乗和Ｐ（λ）が最小となるとき
には、次の式（１２）に示すように、パラメータｂに関
して偏微分した結果は零（δＰ／δｂ＝０）となる。従
って、パラメータｂ（λ）は、次の式（１３）で表すこ
とができる。

【０１０２】

【数１】

【０１０３】これによって、変角分光反射率Ｒ（ｘ，
λ）とパラメータｍを用いて式（１３）からパラメータ
ｂ（λ）を求めることができる。

【０１０４】以上のようにして、モデル式（４）のパラ
メータｂ（λ）及びパラメータｍ^xを各々推定すること
ができる。

【０１０５】（再構成のための変更モデル式）ここで、
本発明者等は、上記導出したモデル式（４）の評価を行
った。モデル式（４）はハイライト領域を前提にしてい
るが、変角０°から７０°の範囲を対象に広げて、測定
値と計算値の相関を調べることで評価を行った。

【０１０６】図１１には、その評価結果の一例を示し
た。図では、測定値と計算値の相関の大きさを寄与率
（ｒ² ：相関係数の自乗）で示し、変角による寄与率の
変化を変角ｘと寄与率との関係を示す特性として打点し
た。この寄与率は１に近いほどモデル式が測定値と相関
が高いことを表している。

【０１０７】次に示す表２は上記の結果に基づいて光輝
材毎にモデル式を評価したものである。この表２から次
のことが導出できる。

【０１０８】（１）正反射近傍でいずれの光輝材も変角
４°以下では寄与率が低く、モデル式は成立しない。

【０１０９】（２）ハイライトからシェード領域ではい
ずれの光輝材も変角が大きくなるに従って寄与率は低下
するが、一部の光輝材［干渉マイカ（グリーン）、板状
酸化鉄］を除けば寄与率は０．７以上である。このた
め、シェード領域を含めてもモデル式は成立すると仮定
できる。特に、変角ｘが１０°から３０°の間では、干
渉マイカ（グリーン）を除き、０．９以上の寄与率を示
した。

【０１１０】（３）上記（１）、（２）の結果は濃度を
変えても概ね同様であった。しかし、詳細にみればアル
ミ系では濃度が９％のとき、その他の光輝材では１％の
とき、シェード領域において多少異なる挙動を示した。

【０１１１】このことから、正反射領域および一部の光
輝材を除けば、変角分光反射率はモデル式と良好な相関
を示すことがわかる。なお、相関が低い光輝材について
は、分光反射率曲線の形状がハイライト領域とシェード
領域で異なることが観測された。すなわち、グリーン
（緑）の干渉マイカでは、ハイライト領域で干渉色の影
響によりブルー（青）がグリーン（緑）の方向に、ま
た、板状酸化鉄ではシェード領域で、本来の色が影響し
てブルー（青）がレッド（赤）の方向にシフトした。こ
のため、反射率の対数は変角に対して直線的に変化する
ものの、その傾きには波長依存性が認められた。

【０１１２】また、シェード領域における数式モデルの
寄与率を上げるためには反射率の変角依存性をシェード
領域も含めて曲線で近似したほうがよい（図１０参
照）。

【０１１３】

【表２】

【０１１４】以上のことから、シェード領域まで適用可
能なモデル式としてモデル式（４）を、次の式（１４）
に示す変角分光反射率の波長依存性を考慮したもの、ま
たは次の式（１５）に示す式（１４）からさらにシェー
ド領域まで拡げたモデル式に拡張することが好ましい。
この拡張された変更モデル式により残差をより小さくす
ることができる。

【０１１５】 Ｒ（ｘ，λ）＝ｂ（λ）ｍ（λ）^x ・・（１４）

【０１１６】

【数２】

【０１１７】（メタリック塗板における光輝材の種類や
濃度）次にステップ１０８の詳細を説明する。

【０１１８】先に述べたように、本発明者等は、パラメ
ータｍは光輝材濃度に依存せず、さらに、パラメータｂ
（λ）の対数は光輝材濃度に対して直線的に変化すると
の知見を得た。ステップ１０８は、この知見に基づき、
上記ｂ（λ）を後述の光輝材濃度を含めたモデル式（１
６）により基準濃度光輝材での波長特徴量ｂ（λ；
１）、光輝材濃度依存係数ｋおよび光輝材濃度ｃによっ
て表現し、光輝材濃度ｃの制御等を行うステップであ
る。

【０１１９】 ｂ（λ；ｃ）＝ｂ（λ；１）ｃ^K ・・・（１６）

【０１２０】この結果からモデル式（１４）は次の式
（１７）で表すことができる。 Ｒ（ｘ，λ）＝ｂ（λ；１）ｃ^K ｍ^X ・・・（１７）

【０１２１】具体的にはステップ１０６において抽出さ
れた特徴量、すなわちパラメータｂ（λ）を上記モデル
式（１７）により導出される別のパラメータｂ'(＝ｂ
（λ；１）ｃ^K ）に入れ換えることにより実現される。
なお、光輝材濃度ｃを制御する方法については、例え
ば、キーボードから光輝材濃度値を入力しても良く、ま
たは、キーボード上の矢印キー等により光輝材濃度値を
増減し、その結果の色をすぐに画面に表示する事によ
り、光輝材濃度値を変化させた結果を確認しながら、デ
ザイン上好ましい光輝材濃度値を決定する様にしても良
い。

【０１２２】ステップ１０８において、デザイナやユー
ザが光輝材濃度の変更についてのみ検討する場合には、
上記の様な方法により、光輝材濃度を変更すれば良い。
また、逆にデザイン上好ましい色や質感を実現するため
の光輝材濃度を求める場合には、その色や質感に最も近
くなるような光輝材濃度を計算によって求めれば良く、
その方法は、例えば多数の光輝材濃度について、変角分
光反射率を計算し、その中からデザイン上好ましい色や
質感に近い隣接する２つの光輝材濃度を検索し、これら
の２つの光輝材濃度の間の多数の光輝材濃度について、
変角分光反射率の計算、その中からデザイン上好ましい
色や質感に近い隣接する２つの光輝材濃度の検索を繰り
返し行えば良い。この操作により、予め定められた光輝
材を使用した場合に、デザイン上好ましい色や質感に最
も近い塗装色はどのような塗装色になるかを確認する事
ができる。また、基準濃度光輝材での波長特徴量ｂ
（λ；１）、光輝材濃度依存係数ｋおよび変角に関する
特徴量ｍをデータベース化しておく事により、そのデー
タベースに記憶された着色顔料および光輝材の組み合わ
せの中から、デザイン上好ましい色や質感に最も近い着
色顔料、光輝材種及び光輝材濃度（配合量）を求めるこ
とも可能である。

【０１２３】次に、ステップ１１０の再構成では、色や
質感の変更制御を行った後の変角分光反射率Ｒ’( ｘ，
λ）を、モデル式に従って計算することにより求める。
これによって、塗装色を表示すべき色としてのデータを
構築できる。

【０１２４】このように、本発明の実施の形態では、メ
タリック系塗板の変角分光反射率に関する光輝材濃度を
パラメータとしたモデル式を導出し、このモデル式を用
いてメタリック系塗板の色再現や変更を行っているの
で、光輝材濃度を変更した場合の色、質感を再現する事
ができると共に、その光輝材で作成可能な色とデザイン
上好ましい色との差異の確認が可能であり、さらには計
算機上で作成された色の光輝材種や光輝材濃度が求めら
れる事からその色を再現する塗料の配合の決定が容易に
なるという利点を有する。

【０１２５】なお、これらの変更の操作は、変更の対象
となる変角分光反射率を元に作成された塗板や自動車の
画像を見ながら行っても良く、その場合には、質感等の
変更の操作後、すぐに変更後の変角分光反射率を再構成
し、インタラクティブに変更の結果を確認しながら、操
作を行うことが望ましい。

【０１２６】なお、上記発明の実施の形態では、新規ま
たは再構成された変角分光反射率を用いて画像を表示す
る場合について説明したが、本発明は画像の表示に限定
されるものではない。例えば、熟練を要する顔料の混合
比の設定等である配合をクベルカ・ムンク理論に従った
基本色材料（顔料等の着色剤）の配合としてコンピュー
タ演算により求めるコンピュータカラーマッチング（Ｃ
ＣＭ）へ適用することが可能である。このＣＣＭは、分
光光度計等により計測された色見本の反射率に一致する
ように反射率が既知の複数の顔料の混合比等をコンピュ
ータの演算により求めるものである。また、他例として
デザイナやユーザが意図する塗装色を再現するために、
ＣＣＭを用いて着色剤の調合割合等を決定する場合への
適用も可能である。

【０１２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、波
長に依存する第１の特徴量を、光輝材の予め定めた所定
濃度のときの第１の特徴量と、光輝材の種類または濃度
に依存する第３の特徴量との積を用いて表し、この第１
の特徴量と、第３の特徴量と、第２の特徴量との積を用
いて変角毎の分光反射率を再構成しているので、光輝材
の濃度を変更した場合の塗装色を忠実に再現することが
可能であり、例えばメタリック塗装について光輝材濃度
に基づいた塗装色のデザインの検討が可能になるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における色や質感の制御方
法の段階を概念的に示したイメージ図である。

【図２】色変更、質感変更の概念を説明するためのイメ
ージ図である。

【図３】本発明の実施の形態のパーソナルコンピュータ
を含む塗装色を再現するためのコンピュータグラフィク
ス装置の概略構成図である。

【図４】ゴニオの構成を説明するための概念図である。

【図５】本発明の実施の形態に用いる変角を説明するた
めの座標系を示す線図である。

【図６】反射率を近似的に扱うことを説明するための説
明図である。

【図７】塗装面の構成を示すイメージ図であり、（ａ）
はメタリック塗装面、（ｂ）はパールマイカ塗装面、
（ｃ）はソリッド塗装面を示している。

【図８】塗装色を再構成する処理の流れを示すフローチ
ャートである。

【図９】反射率の波長特性変化を変角毎に示した特性図
である。

【図１０】反射率の変角特性変化を波長毎に示した特性
図である。

【図１１】モデル式と実測値との相関を示す関係図であ
る。

【図１２】パラメータｍの濃度依存性を説明するための
濃度とパラメータｍの関係を示す特性図である。

【図１３】パラメータｂ（λ）の濃度に対する影響を説
明するための濃度毎の波長とパラメータｂ（λ）の関係
を示す特性図である。

【図１４】パラメータｂ（λ）の濃度依存性を説明する
ための濃度とパラメータｂ（λ）の関係を示す特性図で
ある。

【図１５】パラメータｋのパラメータｂ（λ）に対する
影響を説明するための特性図である。

【図１６】濃度１％のときのパラメータｂ（λ）とパラ
メータｍの関係を示す関係図である。

【図１７】パラメータｋ及びパラメータｍによる複数の
光輝材の分類を示す分類特性図である。

【符号の説明】

１６ パーソナルコンピュータ ２４ ゴニオ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 服部 寛 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 大関 徹 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 辻 紘良 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41− １ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 石黒 政人 神奈川県横須賀市田浦港町無番地 関東自 動車工業株式会社内 (72)発明者 増田 豊 神奈川県平塚市東八幡４丁目17番１号 関 西ペイント株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光輝材を含む被塗装物からの反射光を受
   光する受光角を変化させた変角毎の分光反射率として変
   角分光反射率を計測し、 計測した変角分光反射率を用いて分光波長に依存する第
   １の特徴量と、前記変角に依存する第２の特徴量を演算
   し、 前記特徴量演算手段で求めた第１の特徴量と第２の特徴
   量との積を用いて変角毎の分光反射率を構成し、 構成された変角度毎の分光反射率の第１の特徴量を、予
   め定めた所定濃度のときの前記第１の特徴量と、前記光
   輝材の種類または濃度に依存する入力された第３の特徴
   量との積を用いて表し、前記予め定めた所定濃度のとき
   の第１の特徴量と、前記光輝材の種類または濃度に依存
   する第３の特徴量と、前記第２の特徴量との積を用いて
   変角毎の分光反射率を再構成し、 再構成された分光反射率によって前記被塗装物の塗装色
   を再現する、 色再現方法。