JPH11230831A - 変角分光反射率の測定方法 - Google Patents
変角分光反射率の測定方法Info
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- JPH11230831A JPH11230831A JP10044471A JP4447198A JPH11230831A JP H11230831 A JPH11230831 A JP H11230831A JP 10044471 A JP10044471 A JP 10044471A JP 4447198 A JP4447198 A JP 4447198A JP H11230831 A JPH11230831 A JP H11230831A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高精細かつ現実感のある３次元コンピュータ
グラフィックス画像を形成することができ、かつ、パー
ソナルコンピュータ等によって好適に使用することがで
きる変角分光反射率データベースを、従来方法に比べて
少ない受光方向における測色により、短縮した時間で作
成することができる変角分光反射率の測定方法を提供す
る。 【解決手段】 測色試料からの反射光を、変角分光光度
計の全部の可能な受光方向からランダムに選択された、
全部の可能な受光方向のうちの一部の複数の受光方向に
おいて測色する３次元コンピュータグラフィックス画像
形成用塗色データベースに使用するための変角分光反射
率の測定方法。
グラフィックス画像を形成することができ、かつ、パー
ソナルコンピュータ等によって好適に使用することがで
きる変角分光反射率データベースを、従来方法に比べて
少ない受光方向における測色により、短縮した時間で作
成することができる変角分光反射率の測定方法を提供す
る。 【解決手段】 測色試料からの反射光を、変角分光光度
計の全部の可能な受光方向からランダムに選択された、
全部の可能な受光方向のうちの一部の複数の受光方向に
おいて測色する３次元コンピュータグラフィックス画像
形成用塗色データベースに使用するための変角分光反射
率の測定方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、変角分光光度計を
用いた変角分光反射率の測定方法に関し、より詳細に
は、３次元コンピュータグラフィックス画像のレンダリ
ング用塗色データベースに使用することができる変角分
光反射率を、ランダムに選択された受光方向において変
角分光光度計により測色する変角分光反射率の測定方法
に関する。
用いた変角分光反射率の測定方法に関し、より詳細に
は、３次元コンピュータグラフィックス画像のレンダリ
ング用塗色データベースに使用することができる変角分
光反射率を、ランダムに選択された受光方向において変
角分光光度計により測色する変角分光反射率の測定方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光や色彩に関する物理理論に基づ
いて、光源から出た光が物体表面や物体内部において反
射、透過、散乱、干渉されて最終的に受光器又は受光器
官に到達する過程を解析する光学・測色学の知見を利用
した３次元コンピュータグラフィックスの手法が開発さ
れた。これに基づき、高精細かつ現実感のある画像を、
測色用塗板等の試料を測色して得た変角分光反射率に基
づいてレンダリングして描く技術が進展しつつある。こ
れによれば、現実の塗料を対象物に塗装した場合の色彩
効果を表示装置上で確認することが可能となり、デザイ
ン業務、コーティング素材の開発業務等に多大の貢献を
なすであろうことが期待されている。
いて、光源から出た光が物体表面や物体内部において反
射、透過、散乱、干渉されて最終的に受光器又は受光器
官に到達する過程を解析する光学・測色学の知見を利用
した３次元コンピュータグラフィックスの手法が開発さ
れた。これに基づき、高精細かつ現実感のある画像を、
測色用塗板等の試料を測色して得た変角分光反射率に基
づいてレンダリングして描く技術が進展しつつある。こ
れによれば、現実の塗料を対象物に塗装した場合の色彩
効果を表示装置上で確認することが可能となり、デザイ
ン業務、コーティング素材の開発業務等に多大の貢献を
なすであろうことが期待されている。
【０００３】変角分光反射率は、測色波長λ、適当な直
角座標系において規定される、光の試料面への入射方向
を記述する二つの角θ1 及びθ2 並びに試料面からの光
の反射方向を記述する二つの角θ3 及びθ4 の合計５つ
の自由度をもつ。通常、この変角分光反射率は、変角分
光光度計を用いて、試料物体からの反射光を受光する受
光角を変化させて変角毎に分光反射率を測定して得られ
る。
角座標系において規定される、光の試料面への入射方向
を記述する二つの角θ1 及びθ2 並びに試料面からの光
の反射方向を記述する二つの角θ3 及びθ4 の合計５つ
の自由度をもつ。通常、この変角分光反射率は、変角分
光光度計を用いて、試料物体からの反射光を受光する受
光角を変化させて変角毎に分光反射率を測定して得られ
る。
【０００４】この測色の実施においては、容易にあらゆ
る方向を網羅することができるので、従来の測定方法
は、規則的に受光方向を変化させて測色するものであっ
て、受光角を所定の間隔で設定し、受光方向を規定する
パラメータを適当な量づつ変化させながら、受光方向を
段階的に変化させて順次的に測定を行いつつ、実質的に
全方向での測色を確保して行われている。例えば、所定
の光源から放射された照明光の入射面内において、反射
光の反射方向と正反射方向とがはさむ角で定義される偏
角を所定の増分角でもって順次段階的に変化させつつ、
各段階でそれぞれ反射光の測色を行うことが一般に行わ
れている。
る方向を網羅することができるので、従来の測定方法
は、規則的に受光方向を変化させて測色するものであっ
て、受光角を所定の間隔で設定し、受光方向を規定する
パラメータを適当な量づつ変化させながら、受光方向を
段階的に変化させて順次的に測定を行いつつ、実質的に
全方向での測色を確保して行われている。例えば、所定
の光源から放射された照明光の入射面内において、反射
光の反射方向と正反射方向とがはさむ角で定義される偏
角を所定の増分角でもって順次段階的に変化させつつ、
各段階でそれぞれ反射光の測色を行うことが一般に行わ
れている。
【０００５】ところで、３次元コンピュータグラフィッ
クスにおいて、高精細かつ現実感のあるレンダリング画
像を現実の測色データに基づいて形成する場合、一般的
にはあらゆる受光方向で測定された変角分光反射率が必
要である。すなわち、現実の物体を視認する場合の光の
反射率分布を再現するためには、できるだけ多数の波長
でできるだけ多数の方向における光の反射率を採取する
ことが好ましい。このために、測色データの採取にあた
っては、通常、変角分光光度計を用いて、極めて多数の
受光方向、例えば、数千〜１万程度の受光方向において
測色が実施される。しかしながら、実際の測色データの
採取は、データ量が多くなるほど困難になる。
クスにおいて、高精細かつ現実感のあるレンダリング画
像を現実の測色データに基づいて形成する場合、一般的
にはあらゆる受光方向で測定された変角分光反射率が必
要である。すなわち、現実の物体を視認する場合の光の
反射率分布を再現するためには、できるだけ多数の波長
でできるだけ多数の方向における光の反射率を採取する
ことが好ましい。このために、測色データの採取にあた
っては、通常、変角分光光度計を用いて、極めて多数の
受光方向、例えば、数千〜１万程度の受光方向において
測色が実施される。しかしながら、実際の測色データの
採取は、データ量が多くなるほど困難になる。
【０００６】例えば、このような測色方法は、極めて多
数の受光方向の測定をするので、長時間を必要とし、一
つの試料、すなわち一つの塗色を測色するために、通常
２〜３日程度を要していた。従って、多数の塗色を測色
するには多大の時間と労力とを必要とし、一般的には数
十色〜数百色程度必要とされる塗色データベースを作成
したり、新たな塗色データの補充等を行ううえでネック
となっていた。
数の受光方向の測定をするので、長時間を必要とし、一
つの試料、すなわち一つの塗色を測色するために、通常
２〜３日程度を要していた。従って、多数の塗色を測色
するには多大の時間と労力とを必要とし、一般的には数
十色〜数百色程度必要とされる塗色データベースを作成
したり、新たな塗色データの補充等を行ううえでネック
となっていた。
【０００７】また、得られた一つの塗色あたりの測色デ
ータの規模は必然的に大きくならざるを得ず、データベ
ース化すると大きな記憶容量となり、パーソナルコンピ
ュータ等で処理する場合、処理速度や記憶容量の確保の
点で不都合があった。
ータの規模は必然的に大きくならざるを得ず、データベ
ース化すると大きな記憶容量となり、パーソナルコンピ
ュータ等で処理する場合、処理速度や記憶容量の確保の
点で不都合があった。
【０００８】このため、現実には、この両方を考慮して
適当な数の測色データを用いてレンダリングが行われて
いる。ところが、上述のように、精細度と現実感とを犠
牲にすることなくレンダリングを行うためには、極めて
多数の受光方向での測色データが必要であった。
適当な数の測色データを用いてレンダリングが行われて
いる。ところが、上述のように、精細度と現実感とを犠
牲にすることなくレンダリングを行うためには、極めて
多数の受光方向での測色データが必要であった。
【０００９】従って、このような場合、数千〜１万程度
の変角分光光度計の可能な全ての受光方向からその一部
を、例えば、その１０分の１〜数十分の１程度の受光方
向を、規則的に、例えば、一つ又は複数の所定の間隔の
角度毎に選択して測色データベースを作成しても、デー
タ量が不充分であって、精細度と現実感を犠牲にするこ
となくレンダリングするのに必要な分光反射率の情報を
得ることはできない。また、受光角の変角の間隔を領域
によって粗又は密にしても、受光方向の数そのものを大
幅に変化させることはできなかった。
の変角分光光度計の可能な全ての受光方向からその一部
を、例えば、その１０分の１〜数十分の１程度の受光方
向を、規則的に、例えば、一つ又は複数の所定の間隔の
角度毎に選択して測色データベースを作成しても、デー
タ量が不充分であって、精細度と現実感を犠牲にするこ
となくレンダリングするのに必要な分光反射率の情報を
得ることはできない。また、受光角の変角の間隔を領域
によって粗又は密にしても、受光方向の数そのものを大
幅に変化させることはできなかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の現状
に鑑み、高精細かつ現実感のある３次元コンピュータグ
ラフィックス画像を形成することができ、かつ、パーソ
ナルコンピュータ等によって好適に使用することができ
る変角分光反射率データベースを、従来方法に比べて少
ない受光方向における測色により、短縮した時間で作成
することができる変角分光反射率の測定方法を提供する
ことを目的とするものである。
に鑑み、高精細かつ現実感のある３次元コンピュータグ
ラフィックス画像を形成することができ、かつ、パーソ
ナルコンピュータ等によって好適に使用することができ
る変角分光反射率データベースを、従来方法に比べて少
ない受光方向における測色により、短縮した時間で作成
することができる変角分光反射率の測定方法を提供する
ことを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、３次元コンピ
ュータグラフィックス画像形成用塗色データベースに使
用するための変角分光反射率の測定方法であって、測色
試料からの反射光を、変角分光光度計の全部の可能な受
光方向からランダムに選択された、前記全部の可能な受
光方向のうちの一部の複数の受光方向において測色する
変角分光反射率の測定方法である。以下、本発明を詳細
に説明する。
ュータグラフィックス画像形成用塗色データベースに使
用するための変角分光反射率の測定方法であって、測色
試料からの反射光を、変角分光光度計の全部の可能な受
光方向からランダムに選択された、前記全部の可能な受
光方向のうちの一部の複数の受光方向において測色する
変角分光反射率の測定方法である。以下、本発明を詳細
に説明する。
【００１２】一般に、観測可能な数値の集団である母集
団から、大きさｎのランダムに選択された標本をとると
き、ｎが大きいなら、このような標本の統計的分布特性
は、母集団のそれとほとんど確実にほぼ等しいことが、
大数の法則からいえる。変角分光反射率分布Ｒ（λ，
Ｐ）は、波長λと受光方向Ｐとの関数である。上記受光
方向Ｐは、通常、数千〜１万程度の方向である。変角分
光反射率は、これらの数千〜１万程度の方向Ｐから、あ
る特定のＰi を定めて、それに対応する観測を実施する
ことにより、特定の観測値Ｒi として定まるものであ
る。従って、変角分光反射率分布Ｒは、変角分光反射率
の観測値の集合｛Ｒi ｝と、受光方向の集合｛Ｐi ｝と
を対応づける関数であると考えることができる。この場
合、Ｐを確率変数とみなすならば、上記変角分光反射率
分布Ｒは、適当な正規化を施したなら、この確率変数の
分布関数であるとみなすことができる。
団から、大きさｎのランダムに選択された標本をとると
き、ｎが大きいなら、このような標本の統計的分布特性
は、母集団のそれとほとんど確実にほぼ等しいことが、
大数の法則からいえる。変角分光反射率分布Ｒ（λ，
Ｐ）は、波長λと受光方向Ｐとの関数である。上記受光
方向Ｐは、通常、数千〜１万程度の方向である。変角分
光反射率は、これらの数千〜１万程度の方向Ｐから、あ
る特定のＰi を定めて、それに対応する観測を実施する
ことにより、特定の観測値Ｒi として定まるものであ
る。従って、変角分光反射率分布Ｒは、変角分光反射率
の観測値の集合｛Ｒi ｝と、受光方向の集合｛Ｐi ｝と
を対応づける関数であると考えることができる。この場
合、Ｐを確率変数とみなすならば、上記変角分光反射率
分布Ｒは、適当な正規化を施したなら、この確率変数の
分布関数であるとみなすことができる。
【００１３】そこで、本発明においては、これらの数千
〜１万程度の方向における全ての受光方向Ｐi （ｉ＝１
から数千〜１万程度までの整数）を、ある測定波長に対
して、一つの母集団とする。この母集団から、大きさｎ
のランダムに選択された｛Ｐ1 ，Ｐ2 ・・・，Ｐn ｝な
る標本を作る。すると、ｎが大きいとき、その標本分布
の特性は、母集団の分布の特性に一致する。
〜１万程度の方向における全ての受光方向Ｐi （ｉ＝１
から数千〜１万程度までの整数）を、ある測定波長に対
して、一つの母集団とする。この母集団から、大きさｎ
のランダムに選択された｛Ｐ1 ，Ｐ2 ・・・，Ｐn ｝な
る標本を作る。すると、ｎが大きいとき、その標本分布
の特性は、母集団の分布の特性に一致する。
【００１４】ところで、物体像がヒトの視覚を介して認
識される機構は、単に網膜における画像受信過程のみな
らず、その後の神経網による視細胞からの情報の大脳視
覚中枢への伝達過程及び大脳における情報処理を含む認
知過程が重要な役割を果していることが解明されつつあ
る。すなわち、物体像は、色彩、形状及び質感等の視覚
要素の統合されたものであり、この認知は、大脳にすで
に格納されている類似の記憶内容と照合する記号解読を
伴うものであることが近年明らかにされつつある。例え
ば、形状は、大脳に記憶されている原形状と入力された
形状情報とを比較照合して解読されて始めて認識され
る。このように、ヒトが物体像やその再生画像を視覚を
介して認識するためには、外部からの光情報入力を、形
状や質感等がある特定のものであると解読される過程を
含むものであることは注目に値する。この過程は、所謂
パターン認識といわれ、画像の特定の特徴を抽出して行
われるものであることも知られている。
識される機構は、単に網膜における画像受信過程のみな
らず、その後の神経網による視細胞からの情報の大脳視
覚中枢への伝達過程及び大脳における情報処理を含む認
知過程が重要な役割を果していることが解明されつつあ
る。すなわち、物体像は、色彩、形状及び質感等の視覚
要素の統合されたものであり、この認知は、大脳にすで
に格納されている類似の記憶内容と照合する記号解読を
伴うものであることが近年明らかにされつつある。例え
ば、形状は、大脳に記憶されている原形状と入力された
形状情報とを比較照合して解読されて始めて認識され
る。このように、ヒトが物体像やその再生画像を視覚を
介して認識するためには、外部からの光情報入力を、形
状や質感等がある特定のものであると解読される過程を
含むものであることは注目に値する。この過程は、所謂
パターン認識といわれ、画像の特定の特徴を抽出して行
われるものであることも知られている。
【００１５】実際、ヒトが物体を認識する場合に、その
物体からの物理的光学情報の全てを使用しているわけで
はないことは、日常の経験に照らしていえることであ
る。例えば、自動車を見て、それが自動車であることを
認識するためには、全ての細部にわたる視覚的情報受容
が必要なことはなく、一部の、特に、観察者にとって認
識可能な特徴を弁別し、それによって対象物である自動
車の概念が形成される。そして、逆に、こうして形成さ
れた対象物の概念に基づいて更に観察対象である自動車
への認識が深まり、より一層対象物の概念を精密にして
いく過程であると考えられる。
物体からの物理的光学情報の全てを使用しているわけで
はないことは、日常の経験に照らしていえることであ
る。例えば、自動車を見て、それが自動車であることを
認識するためには、全ての細部にわたる視覚的情報受容
が必要なことはなく、一部の、特に、観察者にとって認
識可能な特徴を弁別し、それによって対象物である自動
車の概念が形成される。そして、逆に、こうして形成さ
れた対象物の概念に基づいて更に観察対象である自動車
への認識が深まり、より一層対象物の概念を精密にして
いく過程であると考えられる。
【００１６】一方、コンピュータグラフィックス画像の
形成過程をみると、測色過程、レンダリング過程、表示
装置への表示過程があり、そのそれぞれで一定の精度限
界があり、最終的に形成される画像の精度は、これらの
各過程における精度に支配されている。
形成過程をみると、測色過程、レンダリング過程、表示
装置への表示過程があり、そのそれぞれで一定の精度限
界があり、最終的に形成される画像の精度は、これらの
各過程における精度に支配されている。
【００１７】この二つの過程、すなわち、コンピュータ
グラフィックス画像の物理的形成過程及びコンピュータ
グラフィックス画像のヒトによる視認過程の両方の過程
によって、ヒトが物体の再生画像を認識する過程がなり
たっている。従って、デザイン業務やプレゼンテーショ
ン等の業務に必要な精度のコンピュータグラフィックス
画像を形成するために、測色過程の精度を如何にすべき
であるかは、これらの全ての過程の全体がヒトの画像認
識に及ぼす作用を考慮して定めるられるべきである。本
発明は、このような考察に基づくものであり、ヒトによ
る最終的な画像認識の精度を落とすことがない必要精度
のコンピュータグラフィックス画像を形成することがで
きる塗色データベースのための測色方法が、従来必要と
されていた測光点数を大幅に減少可能であるとの知見に
基づくものである。
グラフィックス画像の物理的形成過程及びコンピュータ
グラフィックス画像のヒトによる視認過程の両方の過程
によって、ヒトが物体の再生画像を認識する過程がなり
たっている。従って、デザイン業務やプレゼンテーショ
ン等の業務に必要な精度のコンピュータグラフィックス
画像を形成するために、測色過程の精度を如何にすべき
であるかは、これらの全ての過程の全体がヒトの画像認
識に及ぼす作用を考慮して定めるられるべきである。本
発明は、このような考察に基づくものであり、ヒトによ
る最終的な画像認識の精度を落とすことがない必要精度
のコンピュータグラフィックス画像を形成することがで
きる塗色データベースのための測色方法が、従来必要と
されていた測光点数を大幅に減少可能であるとの知見に
基づくものである。
【００１８】従って、本発明においては、通常、数千〜
１万程度である変角分光光度計の可能な全ての受光方向
のうち、ランダムに選択された一部の、例えば、３００
〜５００の受光方向において変角分光反射率を測色する
ことにより、通常、数千〜１万程度の受光方向で測定が
行われる変角分光反射率の測色を、より少ない受光方向
で測色して、実用上充分な精細度と現実感とを有する３
次元コンピュータグラフィックス画像形成に必要な測色
情報を提供することができる塗色データベースを作成す
ることができる。
１万程度である変角分光光度計の可能な全ての受光方向
のうち、ランダムに選択された一部の、例えば、３００
〜５００の受光方向において変角分光反射率を測色する
ことにより、通常、数千〜１万程度の受光方向で測定が
行われる変角分光反射率の測色を、より少ない受光方向
で測色して、実用上充分な精細度と現実感とを有する３
次元コンピュータグラフィックス画像形成に必要な測色
情報を提供することができる塗色データベースを作成す
ることができる。
【００１９】また、かくして作成された塗色データベー
スを使用することにより、塗膜の質感、例えば、メタリ
ック感、シルキー感、パール感等を感知可能な３次元コ
ンピュータグラフィックス画像を作成することが可能で
ある。
スを使用することにより、塗膜の質感、例えば、メタリ
ック感、シルキー感、パール感等を感知可能な３次元コ
ンピュータグラフィックス画像を作成することが可能で
ある。
【００２０】
【発明の実施の形態】第一の実施の形態においては、変
角分光光度計の全部の可能な受光方向から一部の複数の
受光方向をランダムに選択する方法として、コンピュー
タに格納された角度ファイル内にランダムに発生させた
角度値から、測定可能な入射角、受光角及びあおり角の
組を所定の数だけランダムに選択して、上記コンピュー
タ内の測定角度指定ファイルに格納する。上記コンピュ
ータには、少なくとも、図４に示すように、一様乱数を
発生させる乱数発生機能、測定装置制御機能、演算機
能、角度ファイル、測定角度指定ファイル及び標準とな
る塗板の測定データを記憶する機能が付与されている。
角分光光度計の全部の可能な受光方向から一部の複数の
受光方向をランダムに選択する方法として、コンピュー
タに格納された角度ファイル内にランダムに発生させた
角度値から、測定可能な入射角、受光角及びあおり角の
組を所定の数だけランダムに選択して、上記コンピュー
タ内の測定角度指定ファイルに格納する。上記コンピュ
ータには、少なくとも、図４に示すように、一様乱数を
発生させる乱数発生機能、測定装置制御機能、演算機
能、角度ファイル、測定角度指定ファイル及び標準とな
る塗板の測定データを記憶する機能が付与されている。
【００２１】変角分光反射率Ｒは、一般に、測色波長
λ、適当な直角座標系において規定される、光の試料面
への入射方向を記述する二つの角θ1 及びθ2 並びに試
料面からの光の反射方向を記述する二つの角θ3 及びθ
4 の合計５つの自由度をもっており、 Ｒ（λ，θ1 ，θ2 ，θ3 ，θ4 ） で表される５つの変数を持つ多変数関数として表すこと
ができる。
λ、適当な直角座標系において規定される、光の試料面
への入射方向を記述する二つの角θ1 及びθ2 並びに試
料面からの光の反射方向を記述する二つの角θ3 及びθ
4 の合計５つの自由度をもっており、 Ｒ（λ，θ1 ，θ2 ，θ3 ，θ4 ） で表される５つの変数を持つ多変数関数として表すこと
ができる。
【００２２】この角度変数は、座標系によって表し方が
異なり、本発明においては、図５に示す入射角、受光角
及びあおり角として規定する。図５中、平面１は、塗板
の法線と入射光線とを含む平面を表し、平面３は、試料
塗板面を表す。光線は、光源４から照射点５を経て、受
光角６及び平面３からの回転角で表されるあおり角で特
定される受光方向で受光器に受光される。従って、測色
試料からの反射光を、変角分光光度計の全部の可能な受
光方向からランダムに選択する方法として、先ず、コン
ピュータに格納された角度ファイル内に、入射角、受光
角及びあおり角の角度値をランダムに発生させる。これ
は、上記コンピュータによって一様乱数を発生させて実
行することができる。
異なり、本発明においては、図５に示す入射角、受光角
及びあおり角として規定する。図５中、平面１は、塗板
の法線と入射光線とを含む平面を表し、平面３は、試料
塗板面を表す。光線は、光源４から照射点５を経て、受
光角６及び平面３からの回転角で表されるあおり角で特
定される受光方向で受光器に受光される。従って、測色
試料からの反射光を、変角分光光度計の全部の可能な受
光方向からランダムに選択する方法として、先ず、コン
ピュータに格納された角度ファイル内に、入射角、受光
角及びあおり角の角度値をランダムに発生させる。これ
は、上記コンピュータによって一様乱数を発生させて実
行することができる。
【００２３】上記角度ファイルは、入受光方向を指定す
る。この書式は、例えば、
る。この書式は、例えば、
【００２４】
【数１】
【００２５】で表わすことができる。上記ファィル書式
は、任意に測定角度を記載することができる。従って、
従来のように、一定間隔に順次測定角度を記載する必要
はなく、所望の角度をランダムに適宜記載することがで
き、また、所望の角度領域について角度を密に又は粗に
記載することも自由にできる。
は、任意に測定角度を記載することができる。従って、
従来のように、一定間隔に順次測定角度を記載する必要
はなく、所望の角度をランダムに適宜記載することがで
き、また、所望の角度領域について角度を密に又は粗に
記載することも自由にできる。
【００２６】こうしてランダムに発生させた角度値に
は、特定の測定装置では現実に測定不可能な数値が含ま
れていてもよい。例えば、受光器と光源との位置関係に
より、測定装置によっては物理的に測定不能な角度、例
えば、入射角と受光角とが等しく、受光器と光源とが同
一位置にあるような場合や、入射角と受光角が完全に水
平になる場合等を含んでいてもよい。また、ランダムに
発生させた上記角度値の、上記角度ファイル内における
並び方は、任意であり、なんら特定の順序に依拠しな
い。
は、特定の測定装置では現実に測定不可能な数値が含ま
れていてもよい。例えば、受光器と光源との位置関係に
より、測定装置によっては物理的に測定不能な角度、例
えば、入射角と受光角とが等しく、受光器と光源とが同
一位置にあるような場合や、入射角と受光角が完全に水
平になる場合等を含んでいてもよい。また、ランダムに
発生させた上記角度値の、上記角度ファイル内における
並び方は、任意であり、なんら特定の順序に依拠しな
い。
【００２７】次に、本発明においては、上記ランダムに
発生させた角度値から、実際に測定可能な入射角、受光
角及びあおり角の組を所定の数ｎだけランダムに選択す
る。しかしながら、実際に測定可能な角度は、測定装置
によって一般には異なる。そこで、本発明においては、
上記角度ファイルとは異なるファイルを測定角度指定フ
ァイルとして設け、上記角度ファイル内から、使用する
測定装置が測定可能な角度値を所定の数ｎだけランダム
に選択して、コンピュータ内の上記測定角度指定ファイ
ルに格納する。従って、上記角度ファイル自体は、特定
の測定装置に依存することはないので、測定装置の性能
や仕様が異なっても、上記角度ファイルは常に適用可能
である。一般には、ｎすなわち上記ランダムに選択され
る受光方向は、３００〜５００であることが好ましい。
発生させた角度値から、実際に測定可能な入射角、受光
角及びあおり角の組を所定の数ｎだけランダムに選択す
る。しかしながら、実際に測定可能な角度は、測定装置
によって一般には異なる。そこで、本発明においては、
上記角度ファイルとは異なるファイルを測定角度指定フ
ァイルとして設け、上記角度ファイル内から、使用する
測定装置が測定可能な角度値を所定の数ｎだけランダム
に選択して、コンピュータ内の上記測定角度指定ファイ
ルに格納する。従って、上記角度ファイル自体は、特定
の測定装置に依存することはないので、測定装置の性能
や仕様が異なっても、上記角度ファイルは常に適用可能
である。一般には、ｎすなわち上記ランダムに選択され
る受光方向は、３００〜５００であることが好ましい。
【００２８】なお、上記角度ファイル又は上記測定角度
指定ファイル内には、数１に例示するように、測定波長
を記載しておくこともできる。測定装置の制御をコンピ
ュータを用いて行う場合には、この角度値及び測定波長
値が制御用データとして使用される。
指定ファイル内には、数１に例示するように、測定波長
を記載しておくこともできる。測定装置の制御をコンピ
ュータを用いて行う場合には、この角度値及び測定波長
値が制御用データとして使用される。
【００２９】測定を最適かつ最短時間で効率よく実施す
るためには、上記測定角度指定ファイル内の角度値は、
測定装置にとって都合のよい順序に並んでいることが好
ましい。そこで、本発明においては、上記測定角度指定
ファイルに格納された角度値を、測定を開始する前に、
当該測定装置にとって都合のよい順序に並べ替えること
が好ましい。そして、この並べ替えた角度に従って、実
際の測定を実施する。
るためには、上記測定角度指定ファイル内の角度値は、
測定装置にとって都合のよい順序に並んでいることが好
ましい。そこで、本発明においては、上記測定角度指定
ファイルに格納された角度値を、測定を開始する前に、
当該測定装置にとって都合のよい順序に並べ替えること
が好ましい。そして、この並べ替えた角度に従って、実
際の測定を実施する。
【００３０】上記角度ファイル及び上記測定角度指定フ
ァイルにおいて、入射角、受光角及びあおり角の最小指
定角度の大きさは特に限定されず、例えば、倍精度浮動
小数点で表現可能な最小値を角度指定の最小単位とする
ことができる。しかしながら、現実の測定装置では、微
小な単位まで指定された角度を制御することは、通常、
困難である。従って、実際の測定は、指定された角度に
最も近い角度、例えば、「５７．４９３１５度」が指定
されている場合に、「５７．５度」又は「５７度」で測
定が行われる。
ァイルにおいて、入射角、受光角及びあおり角の最小指
定角度の大きさは特に限定されず、例えば、倍精度浮動
小数点で表現可能な最小値を角度指定の最小単位とする
ことができる。しかしながら、現実の測定装置では、微
小な単位まで指定された角度を制御することは、通常、
困難である。従って、実際の測定は、指定された角度に
最も近い角度、例えば、「５７．４９３１５度」が指定
されている場合に、「５７．５度」又は「５７度」で測
定が行われる。
【００３１】上記ファイル書式の採用並びに上記角度フ
ァイル及び上記測定角度指定ファイルの採用により、従
来のような、一定間隔に順次測定角度を指定する場合と
異なり、所望の角度を適宜指定して、それらの角度につ
いてのみ測定を実施することができので、測定時間の最
短化、測定の柔軟性等をはかることができる。
ァイル及び上記測定角度指定ファイルの採用により、従
来のような、一定間隔に順次測定角度を指定する場合と
異なり、所望の角度を適宜指定して、それらの角度につ
いてのみ測定を実施することができので、測定時間の最
短化、測定の柔軟性等をはかることができる。
【００３２】第二の実施の形態においては、変角分光光
度計の全部の可能な受光方向から一部の複数の受光方向
をランダムに選択する方法として、予め標準となる塗板
の変角分光反射率分布を求めておき、受光方向を表す複
数組の角度値をランダムに発生させ、上記各組の角度値
で特定されるそれぞれの受光方向によって、上記変角分
光反射率分布から定められる反射率データから、予測変
角分光反射率分布を求め、所定の精度でもとの上記変角
分光反射率分布を再現することができる複数の受光方向
を選択するまで試行を繰り返す。以下、この過程を説明
する。
度計の全部の可能な受光方向から一部の複数の受光方向
をランダムに選択する方法として、予め標準となる塗板
の変角分光反射率分布を求めておき、受光方向を表す複
数組の角度値をランダムに発生させ、上記各組の角度値
で特定されるそれぞれの受光方向によって、上記変角分
光反射率分布から定められる反射率データから、予測変
角分光反射率分布を求め、所定の精度でもとの上記変角
分光反射率分布を再現することができる複数の受光方向
を選択するまで試行を繰り返す。以下、この過程を説明
する。
【００３３】試料面で反射された反射光は、上記試料面
が属する平面に対して入射光方向が属する半球面上の全
ての点に向かって反射される。図２中、ａに示すよう
に、試料が完全拡散面である場合、反射光強度は、全て
の方向について一様に等しくなる。一方、光沢を有する
塗料やメタリック塗料やパールマイカ塗料等からなる光
輝性塗面である場合、図２中、ｂに示すように、正反射
方向に強く反射される。図３中、曲線Ｃは、試料のある
特定の波長における反射率の、受光方向による変化を表
す。この曲線Ｃは、反射方向のうち、入射方向と正反射
方向とを含む平面内において、所定の波長の、受光角の
みを変化させた反射率変化に該当する。この曲線Ｃを観
測データに基づいて求めるためには、曲線Ｃ上の点を多
数求めればよい。しかし、曲線Ｃの曲率が一定の部分に
おいては、曲線Ｃ上の点を多く求める必要はなく、少数
の通過点を求めれば充分である。一方、曲率が大きく変
化する部分については、より詳細に点を求める必要があ
る。従って、適当な数の点を曲線Ｃ上に定めることによ
って、少なくともこれらの点において曲線Ｃと一致し、
その他の点については、曲線Ｃの近傍にある曲線又は折
れ線を定めることができる。曲線Ｃ上のこのような点と
して、所定の適当な精度で曲線Ｃを近似することができ
る一組のｐ個の点、例えば、ｚ1 ，ｚ2 ，・・・，
ｚi , ・・，ｚp を曲線Ｃ上にとる。これらの各点の受
光角（あおり角ゼロ）をθ1,θ2 ，・・・，θi ，・・
・，θp とする。
が属する平面に対して入射光方向が属する半球面上の全
ての点に向かって反射される。図２中、ａに示すよう
に、試料が完全拡散面である場合、反射光強度は、全て
の方向について一様に等しくなる。一方、光沢を有する
塗料やメタリック塗料やパールマイカ塗料等からなる光
輝性塗面である場合、図２中、ｂに示すように、正反射
方向に強く反射される。図３中、曲線Ｃは、試料のある
特定の波長における反射率の、受光方向による変化を表
す。この曲線Ｃは、反射方向のうち、入射方向と正反射
方向とを含む平面内において、所定の波長の、受光角の
みを変化させた反射率変化に該当する。この曲線Ｃを観
測データに基づいて求めるためには、曲線Ｃ上の点を多
数求めればよい。しかし、曲線Ｃの曲率が一定の部分に
おいては、曲線Ｃ上の点を多く求める必要はなく、少数
の通過点を求めれば充分である。一方、曲率が大きく変
化する部分については、より詳細に点を求める必要があ
る。従って、適当な数の点を曲線Ｃ上に定めることによ
って、少なくともこれらの点において曲線Ｃと一致し、
その他の点については、曲線Ｃの近傍にある曲線又は折
れ線を定めることができる。曲線Ｃ上のこのような点と
して、所定の適当な精度で曲線Ｃを近似することができ
る一組のｐ個の点、例えば、ｚ1 ，ｚ2 ，・・・，
ｚi , ・・，ｚp を曲線Ｃ上にとる。これらの各点の受
光角（あおり角ゼロ）をθ1,θ2 ，・・・，θi ，・・
・，θp とする。
【００３４】ところで、反射率分布は、塗面に固有の特
性であるので、曲線Ｃは、塗面について本来的に定まっ
ており、所定の波長について、受光角（あおり角ゼロ）
θ1,θ2 ，・・・，θi ，・・・，θp を定めれば、曲
線Ｃ上の点ｚ1 ，ｚ2 ，・・・，ｚi ，・・・，ｚp が
定まり、その値は、観測により求めることができる。従
って、θ1,θ2 ，・・・，θi ，・・・，θp なる数列
のうちの任意の一つの数列を指定することができれば、
逆に、これらの点ｚi を通過する折れ線又は曲線を求め
ることにより、所定の精度で曲線Ｃを近似することがで
きる。このｐ個の角度値からなる数列Θを構成するθ1,
θ2 ，・・・，θi ，・・・，θp は、所望の精度で曲
線Ｃを近似する曲線又は折れ線を与えるものであるかぎ
り、任意の適当な数列であってよい。例えば、上記数列
Θを一つ発見したなら、その数列の各数の近傍に属する
数からなる数列もまた上記所定の精度を確保することが
できる可能性が高いと考えることができる。従って、数
列Θは事実上無数に存在する。
性であるので、曲線Ｃは、塗面について本来的に定まっ
ており、所定の波長について、受光角（あおり角ゼロ）
θ1,θ2 ，・・・，θi ，・・・，θp を定めれば、曲
線Ｃ上の点ｚ1 ，ｚ2 ，・・・，ｚi ，・・・，ｚp が
定まり、その値は、観測により求めることができる。従
って、θ1,θ2 ，・・・，θi ，・・・，θp なる数列
のうちの任意の一つの数列を指定することができれば、
逆に、これらの点ｚi を通過する折れ線又は曲線を求め
ることにより、所定の精度で曲線Ｃを近似することがで
きる。このｐ個の角度値からなる数列Θを構成するθ1,
θ2 ，・・・，θi ，・・・，θp は、所望の精度で曲
線Ｃを近似する曲線又は折れ線を与えるものであるかぎ
り、任意の適当な数列であってよい。例えば、上記数列
Θを一つ発見したなら、その数列の各数の近傍に属する
数からなる数列もまた上記所定の精度を確保することが
できる可能性が高いと考えることができる。従って、数
列Θは事実上無数に存在する。
【００３５】そこで、上記数列Θのいずれか一つを発見
するために、本発明においては、ｐ個の角度値からなる
数列を、ランダムに発生させ、これらの点を通過する曲
線又は折れ線が、曲線Ｃに対して、所定の近似精度を確
保することができるまでこの試行を繰り返す。この過程
は、図４に示すように、コンピュータに乱数発生機能を
有するプログラムを格納し、コンピュータによって一様
乱数を発生させて行うことができる。この詳細を図１に
示す。
するために、本発明においては、ｐ個の角度値からなる
数列を、ランダムに発生させ、これらの点を通過する曲
線又は折れ線が、曲線Ｃに対して、所定の近似精度を確
保することができるまでこの試行を繰り返す。この過程
は、図４に示すように、コンピュータに乱数発生機能を
有するプログラムを格納し、コンピュータによって一様
乱数を発生させて行うことができる。この詳細を図１に
示す。
【００３６】図１中、過程１において、所望の精度を設
定する。次に、過程２において、ランダムサンプリング
の大きさｐを設定し、必要に応じてサンプリングの試行
回数を過程３において設定し、過程４において大きさｐ
のランダムサンプリングを行って、過程５において、過
程４で得られたｐ個の角度値によって定まるｐ個の点ｚ
1 ，ｚ2 ，・・・，ｚi ，・・・，ｚp を通過する曲線
又は折れ線と、曲線Ｃとの一致の程度を求める。
定する。次に、過程２において、ランダムサンプリング
の大きさｐを設定し、必要に応じてサンプリングの試行
回数を過程３において設定し、過程４において大きさｐ
のランダムサンプリングを行って、過程５において、過
程４で得られたｐ個の角度値によって定まるｐ個の点ｚ
1 ，ｚ2 ，・・・，ｚi ，・・・，ｚp を通過する曲線
又は折れ線と、曲線Ｃとの一致の程度を求める。
【００３７】少ない試行回数のランダムサンプリング
で、目的の数列Θを求めることができるようにするため
に、本発明においては、いくつかの工夫をする。その一
つに、近似曲線として３次のスプライン関数を使用した
スプライン曲線を採用するか、又は、ベジェ曲線を採用
する。上記スプライン関数は、任意に設定した幾つかの
点を滑らかに通過するスプライン曲線を計算することが
でき、１次や２次のスプライン関数に比べて３次のスプ
ライン関数はより一層滑らかなスプライン曲線を得るこ
とができ、近似精度を向上させることができる。上記ベ
ジェ曲線は、曲線の始点と終点を指定し、更に、それぞ
れの点について、曲線の伸びていく方向を指定すること
により数学的な定義に従って得られる滑らかな曲線であ
り、この方法によれば、複雑な曲線であっても、比較的
少ないデータで描くことができる。また、例えば、正反
射方向においては、必ず曲線Ｃと近似曲線とが一致する
ように、サンプリング角度値の中に必ず正反射方向を含
めておくことが好ましい。
で、目的の数列Θを求めることができるようにするため
に、本発明においては、いくつかの工夫をする。その一
つに、近似曲線として３次のスプライン関数を使用した
スプライン曲線を採用するか、又は、ベジェ曲線を採用
する。上記スプライン関数は、任意に設定した幾つかの
点を滑らかに通過するスプライン曲線を計算することが
でき、１次や２次のスプライン関数に比べて３次のスプ
ライン関数はより一層滑らかなスプライン曲線を得るこ
とができ、近似精度を向上させることができる。上記ベ
ジェ曲線は、曲線の始点と終点を指定し、更に、それぞ
れの点について、曲線の伸びていく方向を指定すること
により数学的な定義に従って得られる滑らかな曲線であ
り、この方法によれば、複雑な曲線であっても、比較的
少ないデータで描くことができる。また、例えば、正反
射方向においては、必ず曲線Ｃと近似曲線とが一致する
ように、サンプリング角度値の中に必ず正反射方向を含
めておくことが好ましい。
【００３８】上記過程５においては、スプライン曲線又
はベジェ曲線と曲線Ｃとの一致判定を実行する。上記過
程５の実行を図７に示す。標準となる試料塗板を数千〜
１万点程度の受光方向にて予め変角分光測色することに
より、反射率プロフィール、即ち、上記曲面を決定して
おき、コンピュータのメモリに前もって記憶させてお
く。過程５０１は、この反射率プロフィールから、所定
の一つ又は複数のあおり角毎に上記曲線Ｃを予め決定
し、これを必要に応じて、一時的にメモリに格納する。
過程５０２は、かくして予め定められた標準の曲線Ｃと
上記過程４で得られたｐ個の角度値から、曲線Ｃ上にｐ
個の点ｚ1 ，ｚ2 ，・・・，ｚi ，・・・，ｚp を定め
る。過程５０３は、上記ｐ個の点ｚ1 ，ｚ2 ，・・・，
ｚi ，・・・，ｚp を通過するスプライン曲線又はベジ
ェ曲線を決定する。過程５０４は、かくして定められた
曲線Ｃと上記スプライン曲線又はベジェ曲線との一致を
判定する。この判定は、例えば、図６に示すように、点
ｚ1 とｚ2 との中点、・・・、ｚi-1 とｚi との中点、
・・・、ｚp-1 とｚp との中点において、それぞれ曲線
Ｃとスプライン曲線又はベジェ曲線との差Δの平方を求
め、それらの合計が所定値以内であるか否かを判定する
ことにより実行することができる。
はベジェ曲線と曲線Ｃとの一致判定を実行する。上記過
程５の実行を図７に示す。標準となる試料塗板を数千〜
１万点程度の受光方向にて予め変角分光測色することに
より、反射率プロフィール、即ち、上記曲面を決定して
おき、コンピュータのメモリに前もって記憶させてお
く。過程５０１は、この反射率プロフィールから、所定
の一つ又は複数のあおり角毎に上記曲線Ｃを予め決定
し、これを必要に応じて、一時的にメモリに格納する。
過程５０２は、かくして予め定められた標準の曲線Ｃと
上記過程４で得られたｐ個の角度値から、曲線Ｃ上にｐ
個の点ｚ1 ，ｚ2 ，・・・，ｚi ，・・・，ｚp を定め
る。過程５０３は、上記ｐ個の点ｚ1 ，ｚ2 ，・・・，
ｚi ，・・・，ｚp を通過するスプライン曲線又はベジ
ェ曲線を決定する。過程５０４は、かくして定められた
曲線Ｃと上記スプライン曲線又はベジェ曲線との一致を
判定する。この判定は、例えば、図６に示すように、点
ｚ1 とｚ2 との中点、・・・、ｚi-1 とｚi との中点、
・・・、ｚp-1 とｚp との中点において、それぞれ曲線
Ｃとスプライン曲線又はベジェ曲線との差Δの平方を求
め、それらの合計が所定値以内であるか否かを判定する
ことにより実行することができる。
【００３９】試行回数が充分大きいと、所定の精度内の
近似曲線を得ることができる数列Θを複数組発見するこ
とができる。一方、所定の試行回数内で所定の精度内の
近似曲線を得ることができる数列Θを発見することがで
きない場合は、試行回数を増加させて再度サンプリング
を実行するか、又は、ランダムサンプリングの大きさｐ
を増加させて再度サンプリングを実行する。以上の過程
を、あおり角を任意に変化させて、他のあおり角につい
ても実行する。かくして、正反射面と、少なくとも１つ
の他のあおり角の面において、受光方向を定めることが
できる。このようにして得られた全ての受光方向の合計
ｎの大きさは、所望の精度によって適宜指定することが
できる。一般には、ｎすなわち上記ランダムに選択され
る受光方向は、３００〜５００の受光方向であることが
好ましい。
近似曲線を得ることができる数列Θを複数組発見するこ
とができる。一方、所定の試行回数内で所定の精度内の
近似曲線を得ることができる数列Θを発見することがで
きない場合は、試行回数を増加させて再度サンプリング
を実行するか、又は、ランダムサンプリングの大きさｐ
を増加させて再度サンプリングを実行する。以上の過程
を、あおり角を任意に変化させて、他のあおり角につい
ても実行する。かくして、正反射面と、少なくとも１つ
の他のあおり角の面において、受光方向を定めることが
できる。このようにして得られた全ての受光方向の合計
ｎの大きさは、所望の精度によって適宜指定することが
できる。一般には、ｎすなわち上記ランダムに選択され
る受光方向は、３００〜５００の受光方向であることが
好ましい。
【００４０】かくして、本発明においては、任意の所望
の精度を達成することができるｎ個の受光方向からなる
組の少なくとも１組、好ましくは、３００〜５００の受
光方向からなる組を、全ての可能な受光方向よりも少な
い数の受光方向として選択して設定する。
の精度を達成することができるｎ個の受光方向からなる
組の少なくとも１組、好ましくは、３００〜５００の受
光方向からなる組を、全ての可能な受光方向よりも少な
い数の受光方向として選択して設定する。
【００４１】本発明においては、上述のいずれかの方法
を含む適当な方法によって選択されたｎ個の受光方向に
おいて、測色を実行する。この際、測色光の波長は適宜
選択することができ、例えば、３５個程度の波長をラン
ダムに設定すればよい。この波長は、上述のように、角
度ファイル若しくは測定角度指定ファイル内に記載して
おくことができ、又は、別の波長指定用のファイルを設
けてその中に記載してもよい。
を含む適当な方法によって選択されたｎ個の受光方向に
おいて、測色を実行する。この際、測色光の波長は適宜
選択することができ、例えば、３５個程度の波長をラン
ダムに設定すればよい。この波長は、上述のように、角
度ファイル若しくは測定角度指定ファイル内に記載して
おくことができ、又は、別の波長指定用のファイルを設
けてその中に記載してもよい。
【００４２】なお、上記方法によって、一旦、ある一つ
の波長について、ｎ個の受光角を指定したならば、塗膜
による屈折を考慮する必要がない場合には、反射率分布
の再現性は、波長によらず確保されていると考えること
ができる。なぜなら、光輝性塗膜の場合、反射光の強度
は、受光角によって大きく変化するが、反射率分布の形
は、正反射方向で最大値をとる略正規分布に近い形を本
質的に崩すことはなく、限定された数の受光方向におけ
る反射率で反射率分布を近似するうえで、波長によって
実質的に近似精度が変化することはないと考えることが
できるからである。また、光輝性塗色については、光輝
材の種類が一定であるならば、塗色によらず適用可能で
ある。
の波長について、ｎ個の受光角を指定したならば、塗膜
による屈折を考慮する必要がない場合には、反射率分布
の再現性は、波長によらず確保されていると考えること
ができる。なぜなら、光輝性塗膜の場合、反射光の強度
は、受光角によって大きく変化するが、反射率分布の形
は、正反射方向で最大値をとる略正規分布に近い形を本
質的に崩すことはなく、限定された数の受光方向におけ
る反射率で反射率分布を近似するうえで、波長によって
実質的に近似精度が変化することはないと考えることが
できるからである。また、光輝性塗色については、光輝
材の種類が一定であるならば、塗色によらず適用可能で
ある。
【００４３】変角分光光度計の全部の可能な受光方向
は、試料面が属する平面に対して入射光方向が属する半
球面上の全ての点の方向である。しかしながら、現実の
物体からの変角分光反射率分布を求める際には、一般に
は、装置の測定機構による制限等を考慮し、数千〜１万
程度の受光方向が充てられる。本明細書中、「変角分光
光度計の全部の可能な受光方向」とは、このように、理
論的に測定可能な全ての方向を含むものであるが、実際
の装置で測定可能な全ての受光方向の数は極めて大き
く、また、現実に測定不可能な受光方向を対象とするこ
とは無意味であるので、このような実際の装置で測定可
能な全ての受光方向であってもよい。
は、試料面が属する平面に対して入射光方向が属する半
球面上の全ての点の方向である。しかしながら、現実の
物体からの変角分光反射率分布を求める際には、一般に
は、装置の測定機構による制限等を考慮し、数千〜１万
程度の受光方向が充てられる。本明細書中、「変角分光
光度計の全部の可能な受光方向」とは、このように、理
論的に測定可能な全ての方向を含むものであるが、実際
の装置で測定可能な全ての受光方向の数は極めて大き
く、また、現実に測定不可能な受光方向を対象とするこ
とは無意味であるので、このような実際の装置で測定可
能な全ての受光方向であってもよい。
【００４４】本発明においては、変角分光光度計の全部
の可能な受光方向が、所定の光源から放射された照明光
の入射面内において、反射光の反射方向と正反射方向と
がはさむ角で定義される偏角を所定の増分角でもって段
階的に変化させた各段階における上記入射光面内におけ
る複数の受光方向〔１〕と、入射光面に対して所定の増
分角でもって段階的に変化させた各段階におけるあおり
角だけ傾斜した複数のあおり面内において、反射光の反
射方向と準正反射方向とがはさむ角で定義される準偏角
を所定の増分角でもって段階的に変化させた各段階にお
ける上記あおり面内における複数の受光方向〔２〕から
なり、上記受光方向〔１〕は、偏角が所定値以下の領域
では、該偏角が上記所定値を超える領域におけるよりも
増分角を小さい値に設定したものであり、上記受光方向
〔２〕は、準偏角が所定値以下の領域では、該準偏角が
上記所定値を超える領域におけるよりも増分角を小さい
値に設定したものであることが好ましい。
の可能な受光方向が、所定の光源から放射された照明光
の入射面内において、反射光の反射方向と正反射方向と
がはさむ角で定義される偏角を所定の増分角でもって段
階的に変化させた各段階における上記入射光面内におけ
る複数の受光方向〔１〕と、入射光面に対して所定の増
分角でもって段階的に変化させた各段階におけるあおり
角だけ傾斜した複数のあおり面内において、反射光の反
射方向と準正反射方向とがはさむ角で定義される準偏角
を所定の増分角でもって段階的に変化させた各段階にお
ける上記あおり面内における複数の受光方向〔２〕から
なり、上記受光方向〔１〕は、偏角が所定値以下の領域
では、該偏角が上記所定値を超える領域におけるよりも
増分角を小さい値に設定したものであり、上記受光方向
〔２〕は、準偏角が所定値以下の領域では、該準偏角が
上記所定値を超える領域におけるよりも増分角を小さい
値に設定したものであることが好ましい。
【００４５】上記受光方向〔１〕及び上記受光方向
〔２〕からなる受光方向をランダムサンプリングの対象
とすることができる。また、試料面が属する平面に対し
て入射光方向が属する半球面上の全ての点の方向をラン
ダムサンプリングの対象とすることもできる。この場合
には、サンプリングして得た角度値が変角分光光度計の
測定角度に該当しない場合があるので、全ての角度値が
変角分光光度計の測定角度に該当する値を得るまでサン
プリングの試行を行えばよい。
〔２〕からなる受光方向をランダムサンプリングの対象
とすることができる。また、試料面が属する平面に対し
て入射光方向が属する半球面上の全ての点の方向をラン
ダムサンプリングの対象とすることもできる。この場合
には、サンプリングして得た角度値が変角分光光度計の
測定角度に該当しない場合があるので、全ての角度値が
変角分光光度計の測定角度に該当する値を得るまでサン
プリングの試行を行えばよい。
【００４６】このようにランダムに選択された複数の受
光方向における測色は、所定の光源から放射された照明
光の入射面内において、反射光の反射方向と正反射方向
とがはさむ角で定義される偏角を変化させつつ、上記ラ
ンダムに選択された複数の受光方向のうち、該当するそ
れぞれの受光方向への反射光についての測色値データを
採取する工程〔１〕と、入射光面に対して所定のあおり
角だけ傾斜した少なくとも１つのあおり面内において、
反射光の反射方向と準正反射方向とがはさむ角で定義さ
れる準偏角を変化させつつ、上記ランダムに選択された
複数の受光方向のうち、該当するそれぞれの受光方向へ
の反射光についての測色値データを採取する工程〔２〕
とを含む工程によって実行することが好ましい。
光方向における測色は、所定の光源から放射された照明
光の入射面内において、反射光の反射方向と正反射方向
とがはさむ角で定義される偏角を変化させつつ、上記ラ
ンダムに選択された複数の受光方向のうち、該当するそ
れぞれの受光方向への反射光についての測色値データを
採取する工程〔１〕と、入射光面に対して所定のあおり
角だけ傾斜した少なくとも１つのあおり面内において、
反射光の反射方向と準正反射方向とがはさむ角で定義さ
れる準偏角を変化させつつ、上記ランダムに選択された
複数の受光方向のうち、該当するそれぞれの受光方向へ
の反射光についての測色値データを採取する工程〔２〕
とを含む工程によって実行することが好ましい。
【００４７】本発明において、上記変角分光反射率は、
変角分光測色装置により測色することができる。この変
角分光測色装置の構成の例を図９に示す。図に示すよう
に、変角分光測色装置は、例えば、照光器７と試料回転
台８と分光器９とで構成されている。照光器７にはハロ
ゲンランプ１０が設けられ、このハロゲンランプ１０か
ら放射された照明光の一部は、第一投光ミラー１１と第
一投光レンズ１２とを介して試料回転台８に案内され、
試料照明光Ｒ１として試料１５に照射される。また、所
謂拡散反射領域では、ハロゲンランプ１０から放射され
た照明光の他の一部は、第二投光ミラー１３と第二投光
レンズ１４とを介して試料回転台８に案内され、白色拡
散板照明光Ｒ２として白色拡散板１６に照射される。
変角分光測色装置により測色することができる。この変
角分光測色装置の構成の例を図９に示す。図に示すよう
に、変角分光測色装置は、例えば、照光器７と試料回転
台８と分光器９とで構成されている。照光器７にはハロ
ゲンランプ１０が設けられ、このハロゲンランプ１０か
ら放射された照明光の一部は、第一投光ミラー１１と第
一投光レンズ１２とを介して試料回転台８に案内され、
試料照明光Ｒ１として試料１５に照射される。また、所
謂拡散反射領域では、ハロゲンランプ１０から放射され
た照明光の他の一部は、第二投光ミラー１３と第二投光
レンズ１４とを介して試料回転台８に案内され、白色拡
散板照明光Ｒ２として白色拡散板１６に照射される。
【００４８】試料回転台８の所定の位置には、試料１５
と白色拡散板１６とが取り付けられている。試料１５に
照射された試料照明光Ｒ１の所定の受光方向への反射光
である試料反射光Ｂ１は分光器９に導かれる。他方、白
色拡散板１６に照射された白色拡散板照明光Ｒ２の上記
所定の受光方向への反射光である白色拡散板反射光Ｂ２
も分光器４に導かれる。すなわち、この変角分光測色装
置は、試料１５及び白色拡散板１６について、照明光Ｒ
１、Ｒ２の光軸方向と、反射光Ｂ１、Ｂ２の光軸方向と
は固定されている。もちろん、これらの両光軸方向は、
必要により所定の範囲内で任意に変更可能である。
と白色拡散板１６とが取り付けられている。試料１５に
照射された試料照明光Ｒ１の所定の受光方向への反射光
である試料反射光Ｂ１は分光器９に導かれる。他方、白
色拡散板１６に照射された白色拡散板照明光Ｒ２の上記
所定の受光方向への反射光である白色拡散板反射光Ｂ２
も分光器４に導かれる。すなわち、この変角分光測色装
置は、試料１５及び白色拡散板１６について、照明光Ｒ
１、Ｒ２の光軸方向と、反射光Ｂ１、Ｂ２の光軸方向と
は固定されている。もちろん、これらの両光軸方向は、
必要により所定の範囲内で任意に変更可能である。
【００４９】図８に示すように、試料１５と白色拡散板
１６とが取り付けられている試料回転台８は、図示しな
い駆動機構により鉛直軸Ｌ1 のまわりと水平軸Ｌ2 のま
わりとにおいて回転可能である。試料回転台８を鉛直軸
Ｌ1 のまわりに回転させることにより、入射光面内にお
いて、受光方向と正反射方向とがはさむ角として定義さ
れる偏角を任意に変化させることができるようになって
いる。
１６とが取り付けられている試料回転台８は、図示しな
い駆動機構により鉛直軸Ｌ1 のまわりと水平軸Ｌ2 のま
わりとにおいて回転可能である。試料回転台８を鉛直軸
Ｌ1 のまわりに回転させることにより、入射光面内にお
いて、受光方向と正反射方向とがはさむ角として定義さ
れる偏角を任意に変化させることができるようになって
いる。
【００５０】また、試料回転台８を水平軸Ｌ2 のまわり
に回転させることにより、あおり角を任意に変化させる
ことができる。入射光面に対して所定のあおり角だけ傾
斜した面を、あおり面と称する。試料回転台８を、更に
鉛直軸Ｌ1 のまわりに回転させると、あおり面内におい
て、受光方向と準正反射方向とがはさむ角として定義さ
れる準偏角を任意に変えることができる。ここで、上記
準正反射方向とは、正反射方向をあおり角だけ回転させ
てあおり面上へ移したもの、すなわちあおり面内におい
て正反射光に最も近い位置にある直線を意味する。
に回転させることにより、あおり角を任意に変化させる
ことができる。入射光面に対して所定のあおり角だけ傾
斜した面を、あおり面と称する。試料回転台８を、更に
鉛直軸Ｌ1 のまわりに回転させると、あおり面内におい
て、受光方向と準正反射方向とがはさむ角として定義さ
れる準偏角を任意に変えることができる。ここで、上記
準正反射方向とは、正反射方向をあおり角だけ回転させ
てあおり面上へ移したもの、すなわちあおり面内におい
て正反射光に最も近い位置にある直線を意味する。
【００５１】図９に示すように、試料回転台８の鉛直軸
Ｌ1 のまわりの回転角と水平軸Ｌ2のまわりの回転角と
に対応するあおり角と偏角又は準偏角とで規定される試
料１５からの試料反射光Ｂ１は、分光器９に導入された
後、必要により第一減光板１７を介して第一受光ミラー
１８によりセクター１９に案内される。セクター１９を
通過した試料反射光Ｂ１は、受光レンズ２０とスリット
２１とを介して回折格子２２に導かれ、所定の波長毎に
分光された後、受光素子２３により光電変換される。
Ｌ1 のまわりの回転角と水平軸Ｌ2のまわりの回転角と
に対応するあおり角と偏角又は準偏角とで規定される試
料１５からの試料反射光Ｂ１は、分光器９に導入された
後、必要により第一減光板１７を介して第一受光ミラー
１８によりセクター１９に案内される。セクター１９を
通過した試料反射光Ｂ１は、受光レンズ２０とスリット
２１とを介して回折格子２２に導かれ、所定の波長毎に
分光された後、受光素子２３により光電変換される。
【００５２】白色拡散板１６からの白色拡散板反射光Ｂ
２は、第二減光板２４、第二受光ミラー２５を介してセ
クター１９に案内され、試料反射光Ｂ１と同様にして光
電変換される。なお、鏡面反射領域における測色の場合
は、白色拡散板反射光Ｂ２に代えて光源光が直接セクタ
ー１９に案内される。すなわち、所定の反射方向への試
料の反射光の分光測色値を、拡散反射領域では同一条件
下における白色拡散板の反射光の分光測色値に対する相
対値で表し、鏡面反射領域では同一条件下における受光
量の入射光量に対する比、すなわち鏡面反射率で表す。
２は、第二減光板２４、第二受光ミラー２５を介してセ
クター１９に案内され、試料反射光Ｂ１と同様にして光
電変換される。なお、鏡面反射領域における測色の場合
は、白色拡散板反射光Ｂ２に代えて光源光が直接セクタ
ー１９に案内される。すなわち、所定の反射方向への試
料の反射光の分光測色値を、拡散反射領域では同一条件
下における白色拡散板の反射光の分光測色値に対する相
対値で表し、鏡面反射領域では同一条件下における受光
量の入射光量に対する比、すなわち鏡面反射率で表す。
【００５３】かくして、変角分光測色装置を用いて、あ
おり角と偏角又は準偏角とを所定値になるように制御し
つつ、それぞれの受光方向で分光測色を行うことによ
り、上記分光測光データを得る。なお、上記変角分光測
色装置としては、具体的には、例えば、村上色彩技術研
究所社製変角分光測光システムＧＣＭＳ−４型等を挙げ
ることができる。
おり角と偏角又は準偏角とを所定値になるように制御し
つつ、それぞれの受光方向で分光測色を行うことによ
り、上記分光測光データを得る。なお、上記変角分光測
色装置としては、具体的には、例えば、村上色彩技術研
究所社製変角分光測光システムＧＣＭＳ−４型等を挙げ
ることができる。
【００５４】本発明においては、上記受光方向〔１〕に
おいて、偏角が所定値以下の領域では、該偏角が上記所
定値を超える領域におけるよりもより高密度のランダム
サンプリングを行い、上記受光方向〔２〕において、準
偏角が所定値以下の領域では、該準偏角が上記所定値を
超える領域におけるよりもより高密度のランダムサンプ
リングを行うことが好ましい。
おいて、偏角が所定値以下の領域では、該偏角が上記所
定値を超える領域におけるよりもより高密度のランダム
サンプリングを行い、上記受光方向〔２〕において、準
偏角が所定値以下の領域では、該準偏角が上記所定値を
超える領域におけるよりもより高密度のランダムサンプ
リングを行うことが好ましい。
【００５５】上記変角分光光度計の受光方向の制御は、
パーソナルコンピュータに格納されたプログラムによっ
て行うことが好ましい。
パーソナルコンピュータに格納されたプログラムによっ
て行うことが好ましい。
【００５６】本発明の方法で得られた測色データは、母
集団のデータの分布をよく反映するものである。しか
し、関数Ｒが急激に変化する領域では、より多くのデー
タを必要とする。そこで、本発明においては、このよう
にして得られた受光方向点データ間を、必要に応じてモ
ンテカルロ法により補間する。以下、この過程を説明す
る。
集団のデータの分布をよく反映するものである。しか
し、関数Ｒが急激に変化する領域では、より多くのデー
タを必要とする。そこで、本発明においては、このよう
にして得られた受光方向点データ間を、必要に応じてモ
ンテカルロ法により補間する。以下、この過程を説明す
る。
【００５７】変角分光反射率Ｒは、上述のように、 Ｒ（λ，θ1 ，θ2 ，θ3 ，θ4 ） で表される５つの変数を持つ多変数関数として表すこと
ができる。この関数Ｒは、一般に、解析的に取り扱うこ
とは困難であり、現実には、上記関数Ｒは、これらの変
数を変化させて、極めて多数の測定を行って、変角分光
反射率とこれらの変数との組み合わせからなる極めて多
数のデータの集合体として規定される。しかしながら、
上記関数Ｒ上の幾つかの点を観測により求めることがで
きたなら、これらの点の間の任意の点の関数値を、モン
テカルロ法により求めることができる。
ができる。この関数Ｒは、一般に、解析的に取り扱うこ
とは困難であり、現実には、上記関数Ｒは、これらの変
数を変化させて、極めて多数の測定を行って、変角分光
反射率とこれらの変数との組み合わせからなる極めて多
数のデータの集合体として規定される。しかしながら、
上記関数Ｒ上の幾つかの点を観測により求めることがで
きたなら、これらの点の間の任意の点の関数値を、モン
テカルロ法により求めることができる。
【００５８】関数Ｒ（λ，θ1 ，θ2 ，θ3 ，θ4 ）
は、適当な関数であってよいが、以下、多重線型関数で
ある場合を例にして説明する。すなわち、関数Ｒ（λ，
θ1 ，θ2 ，θ3 ，θ4 ）が、 Ｒ（λ，θ1 ，θ2 ，θ3 ，θ4 ）≡Ｒ（ｘ1 ，ｘ2 ，ｘ3 ，ｘ4 ，ｘ5 ） ＝Π5 i=1 （ｂi ＋ｃi ｘi ） （１） と表せるものとする。ｘi は、λ、θi を適当な区間で
［０，１] に線型変換した変数である。このとき、ｘi
が０又は１に対する関数値が測定により既知であると
き、任意の点Ｐ（ｐ1 ，ｐ2 ，ｐ3 ，ｐ4 ，ｐ5 ）、０
≦ｐi ≦１（ｉ＝１，２，３，４，５）に対する関数値
Ｒ（Ｐ）は、以下のようにして求める。すなわち、上記
（１）式は、 Ｒ（ｘ1 ・・ｐj ・・ｘ5 ） ＝（ｂJ ＋ｃJ ｐJ ）Π′5 i=1 （ｂi ＋ｃi ｘi ） ＝ｐJ Ｒ1 ＋（１−ｐJ ）Ｒ0 （２） と書ける。
は、適当な関数であってよいが、以下、多重線型関数で
ある場合を例にして説明する。すなわち、関数Ｒ（λ，
θ1 ，θ2 ，θ3 ，θ4 ）が、 Ｒ（λ，θ1 ，θ2 ，θ3 ，θ4 ）≡Ｒ（ｘ1 ，ｘ2 ，ｘ3 ，ｘ4 ，ｘ5 ） ＝Π5 i=1 （ｂi ＋ｃi ｘi ） （１） と表せるものとする。ｘi は、λ、θi を適当な区間で
［０，１] に線型変換した変数である。このとき、ｘi
が０又は１に対する関数値が測定により既知であると
き、任意の点Ｐ（ｐ1 ，ｐ2 ，ｐ3 ，ｐ4 ，ｐ5 ）、０
≦ｐi ≦１（ｉ＝１，２，３，４，５）に対する関数値
Ｒ（Ｐ）は、以下のようにして求める。すなわち、上記
（１）式は、 Ｒ（ｘ1 ・・ｐj ・・ｘ5 ） ＝（ｂJ ＋ｃJ ｐJ ）Π′5 i=1 （ｂi ＋ｃi ｘi ） ＝ｐJ Ｒ1 ＋（１−ｐJ ）Ｒ0 （２） と書ける。
【００５９】式中、Π′は、（ｂJ ＋ｃJ ｐJ ）を除い
た積であり、Ｒ0 、Ｒ1 は、Ｒa ＝Ｒ（ｘ1 ・・ａ・・
ｘ5 ）（ａ＝０，１）である。従って Ｒ（ｘ1 ・・ｐj ・・ｘ5 ） ＝Σｒj Ｒｘ1 ・・δj ・・ｘ5 ） （３） と書くことができる。式中、Σは、δj ＝０，１にわた
り、ｒj は、δj ＝０又は１によってそれぞれ、ｒj ＝
１−ｐj 又はｐj である。この手順を他のｐi について
繰り返すことにより、一般に、 Ｒ（Ｐ）＝Σｒ1 ，ｒ2 ，ｒ3 ，ｒ4 ，ｒ5 Ｒ（δ1 ，δ2 ，δ3 ，δ4 ，δ5 ） （４） と表される。
た積であり、Ｒ0 、Ｒ1 は、Ｒa ＝Ｒ（ｘ1 ・・ａ・・
ｘ5 ）（ａ＝０，１）である。従って Ｒ（ｘ1 ・・ｐj ・・ｘ5 ） ＝Σｒj Ｒｘ1 ・・δj ・・ｘ5 ） （３） と書くことができる。式中、Σは、δj ＝０，１にわた
り、ｒj は、δj ＝０又は１によってそれぞれ、ｒj ＝
１−ｐj 又はｐj である。この手順を他のｐi について
繰り返すことにより、一般に、 Ｒ（Ｐ）＝Σｒ1 ，ｒ2 ，ｒ3 ，ｒ4 ，ｒ5 Ｒ（δ1 ，δ2 ，δ3 ，δ4 ，δ5 ） （４） と表される。
【００６０】次に、０と１の二つの値のみをとる乱数α
i をｉ＝１、２、３、４、５に対して αi ＝１（確率ｐi で） ＝０（確率１−ｐi で） （５） で発生させる。このとき、上記式（４）は、変数Ｒ（α
1 ，α2 ，α3 ，α4 ，α5 ）の平均値を表すことは明
らかである。従って、このようにモンテカルロ法によ
り、ランダムに選択したＰ（α1 ，α2 ，α3 ，α4 ，
α5 ）におけるＲの値の算術平均から、任意の点Ｐ（ｐ
1 ，ｐ2 ，ｐ3 ，ｐ4 ，ｐ5 ）における関数値Ｒ（Ｐ）
を求めることができる。乱数発生確率（５）を変化させ
ることにより、上記λ、θi の区間の他の任意の点Ｐ′
（ｐ′1 ，ｐ2 ′，ｐ3 ′，ｐ4 ′，ｐ5 ′）、０≦ｐ
i ′≦１（ｉ＝１，２，３，４，５）についても、同様
の手法により、Ｒ（Ｐ′）を求めることができる。
i をｉ＝１、２、３、４、５に対して αi ＝１（確率ｐi で） ＝０（確率１−ｐi で） （５） で発生させる。このとき、上記式（４）は、変数Ｒ（α
1 ，α2 ，α3 ，α4 ，α5 ）の平均値を表すことは明
らかである。従って、このようにモンテカルロ法によ
り、ランダムに選択したＰ（α1 ，α2 ，α3 ，α4 ，
α5 ）におけるＲの値の算術平均から、任意の点Ｐ（ｐ
1 ，ｐ2 ，ｐ3 ，ｐ4 ，ｐ5 ）における関数値Ｒ（Ｐ）
を求めることができる。乱数発生確率（５）を変化させ
ることにより、上記λ、θi の区間の他の任意の点Ｐ′
（ｐ′1 ，ｐ2 ′，ｐ3 ′，ｐ4 ′，ｐ5 ′）、０≦ｐ
i ′≦１（ｉ＝１，２，３，４，５）についても、同様
の手法により、Ｒ（Ｐ′）を求めることができる。
【００６１】上記の過程を、所望の回数繰り返すことに
より、任意の個数の点Ｐについて、その関数値Ｒ（Ｐ）
をモンテカルロ法によって求めることができる。かくし
て求めた補間値もまた測色データに加えて使用すること
ができる。
より、任意の個数の点Ｐについて、その関数値Ｒ（Ｐ）
をモンテカルロ法によって求めることができる。かくし
て求めた補間値もまた測色データに加えて使用すること
ができる。
【００６２】上記測色データは、波長、あおり角及び偏
角又は準偏角の各変数によって規定されており、フロッ
ピーディスク等の記憶媒体中に、適当なファイル形式に
よって記述されて格納することができる。上記ファイル
に含まれる上記各変数の精度は、その各変数ごとに独立
に任意の増分角を選択することにより自由に変えること
ができる。そして、いくつかの塗板についてのこれらの
全ての分光反射率からなるデータの一群が、一つの測色
データベースをなす。この測色データベースから読みだ
された変角分光反射率分布に基づいて３次元コンピュー
タグラフィックスソフトウェアにより３次元の形状曲面
上に画像をレンダリングすることができる。
角又は準偏角の各変数によって規定されており、フロッ
ピーディスク等の記憶媒体中に、適当なファイル形式に
よって記述されて格納することができる。上記ファイル
に含まれる上記各変数の精度は、その各変数ごとに独立
に任意の増分角を選択することにより自由に変えること
ができる。そして、いくつかの塗板についてのこれらの
全ての分光反射率からなるデータの一群が、一つの測色
データベースをなす。この測色データベースから読みだ
された変角分光反射率分布に基づいて３次元コンピュー
タグラフィックスソフトウェアにより３次元の形状曲面
上に画像をレンダリングすることができる。
【００６３】
【実施例】以下、実施例を掲げて本発明を更に詳細に説
明するが、本発明は、これら実施例に限定されるもので
はない。
明するが、本発明は、これら実施例に限定されるもので
はない。
【００６４】製造例１光輝材系塗料の製造 アクリル樹脂（スチレン／メチルメタクリレート／エチ
ルメタクリレート／ヒドロキシエチルメタクリレート／
メタクリル酸共重合体、数平均分子量約２００００、水
酸基価４５、酸価１５、固形分５０％、溶剤：キシレ
ン）を固形分で８０重量部、メラミン樹脂（三井東圧化
学社製ユーバン２０ＳＥ（商品名）、固形分６０％）を
固形分で２０重量部を混合し、塗膜形成用のビヒクル樹
脂を作成した。赤系顔料のペリンドマルーンＲ−６４３
６（バイエル社製ペリレン系顔料）を予め上記ビヒクル
樹脂中に予備混合した後、サンドグラインダーミルによ
り充分に分散処理し、これに、アルミフレーク顔料（平
均粒径２０μｍ）を、ペリレン系顔料／アルミ系光輝材
が１００／２００の配合比で混合し、ディスパー型の攪
拌機で均一に攪拌混合して光輝材系塗料を製造した。
ルメタクリレート／ヒドロキシエチルメタクリレート／
メタクリル酸共重合体、数平均分子量約２００００、水
酸基価４５、酸価１５、固形分５０％、溶剤：キシレ
ン）を固形分で８０重量部、メラミン樹脂（三井東圧化
学社製ユーバン２０ＳＥ（商品名）、固形分６０％）を
固形分で２０重量部を混合し、塗膜形成用のビヒクル樹
脂を作成した。赤系顔料のペリンドマルーンＲ−６４３
６（バイエル社製ペリレン系顔料）を予め上記ビヒクル
樹脂中に予備混合した後、サンドグラインダーミルによ
り充分に分散処理し、これに、アルミフレーク顔料（平
均粒径２０μｍ）を、ペリレン系顔料／アルミ系光輝材
が１００／２００の配合比で混合し、ディスパー型の攪
拌機で均一に攪拌混合して光輝材系塗料を製造した。
【００６５】実施例１ パーソナルコンピュータ（ＤＯＳ／Ｖ互換機、２００Ｍ
ｚ、内部メモリー６４ＭＢ）を使用し、乱数発生プログ
ラムにより角度ファイル内にランダムに入射角、反射
角、あおり角を一組とする角度値を発生させた。角度フ
ァイルの構造は、１行にこれらの３つの角度の組を上述
の書式に従って１つ記載されている。角度の最小単位
は、倍精度浮動小数点で表現可能な最小値とした。この
角度値から、使用する変角分光光度計（村上色彩技術研
究所社製、ＧＣＭＳ−４型）で測定可能な角度値を、測
定角度指定ファイル内に、３５０の受光方向を選択して
転記した。この測定角度指定ファイル内には、４００〜
７３０ｎｍの範囲で測色波長をナノメートル単位で記載
した。測定角度指定ファイルの構造は、以下のようであ
る。なお、測色の実施にあたっては、波長及び角度のフ
ァイル内における記載順序を、使用する測定装置につい
て最適化して使用した。
ｚ、内部メモリー６４ＭＢ）を使用し、乱数発生プログ
ラムにより角度ファイル内にランダムに入射角、反射
角、あおり角を一組とする角度値を発生させた。角度フ
ァイルの構造は、１行にこれらの３つの角度の組を上述
の書式に従って１つ記載されている。角度の最小単位
は、倍精度浮動小数点で表現可能な最小値とした。この
角度値から、使用する変角分光光度計（村上色彩技術研
究所社製、ＧＣＭＳ−４型）で測定可能な角度値を、測
定角度指定ファイル内に、３５０の受光方向を選択して
転記した。この測定角度指定ファイル内には、４００〜
７３０ｎｍの範囲で測色波長をナノメートル単位で記載
した。測定角度指定ファイルの構造は、以下のようであ
る。なお、測色の実施にあたっては、波長及び角度のフ
ァイル内における記載順序を、使用する測定装置につい
て最適化して使用した。
【００６６】
【数２】
【００６７】標準試料塗板の作成 ブリキ板（０．３×１００×２００ｍｍ）にオルガＳ−
９０シーラー（日本ペイント社製）を乾燥膜厚が４０μ
ｍとなるように塗装し、１４０℃で３０分間焼き付け
た。この上に、製造例１で製造した光輝材系塗料を下地
色が隠蔽されように、膜厚１９〜２０μｍとなるように
塗布し、その上から、アクリル／メラミン樹脂系クリア
塗料（日本ペイント社製スーパーラックＯ−１００）を
膜厚３９〜４０μｍで塗布し、測色用標準試料塗板を作
成した。
９０シーラー（日本ペイント社製）を乾燥膜厚が４０μ
ｍとなるように塗装し、１４０℃で３０分間焼き付け
た。この上に、製造例１で製造した光輝材系塗料を下地
色が隠蔽されように、膜厚１９〜２０μｍとなるように
塗布し、その上から、アクリル／メラミン樹脂系クリア
塗料（日本ペイント社製スーパーラックＯ−１００）を
膜厚３９〜４０μｍで塗布し、測色用標準試料塗板を作
成した。
【００６８】測色用標準試料塗板を変角分光光度計（村
上色彩技術研究所社製、ＧＣＭＳ−４型）を用いて測色
し、データを記憶装置に格納し、測色データベースを作
成した。測色は、上記測定角度指定ファイルを使用し
て、上記コンピュータによって変角分光光度計を制御し
て行った。測色に要した時間は、約３時間であった。
上色彩技術研究所社製、ＧＣＭＳ−４型）を用いて測色
し、データを記憶装置に格納し、測色データベースを作
成した。測色は、上記測定角度指定ファイルを使用し
て、上記コンピュータによって変角分光光度計を制御し
て行った。測色に要した時間は、約３時間であった。
【００６９】３次元コンピュータグラフィックス画像の
作成 得られた測色データベースを使用して、３次元コンピュ
ータグラフィックスソフトウエア（インテグラ社製、Ｐ
ＥＡＲＬ）により、乗用車の３次元コンピュータグラフ
ィックス画像を作成した。これを図１０に示した。
作成 得られた測色データベースを使用して、３次元コンピュ
ータグラフィックスソフトウエア（インテグラ社製、Ｐ
ＥＡＲＬ）により、乗用車の３次元コンピュータグラフ
ィックス画像を作成した。これを図１０に示した。
【００７０】実施例２標準測色データの採取 実施例１で作成した標準試料塗板を、変角分光光度計
（村上色彩技術研究所社製、ＧＣＭＳ−４型）を用いて
４００〜７３０ｎｍの範囲で１０ｎｍ毎に測色した。入
射角を４５°に固定し、受光方向は、変角１０°以下で
は増分角０．５°とし、変角１０°を超える領域では増
分角１．５°とした。次に、あおり角をランダムに１９
個（−３０．１９４８、２６．３７９２９、−１０．３
０２２６、２６．９７３１６８、３６．４９９５４、５
４．２０７０２、１．８７５８３６、−０．０２４１２
２、４９．２１６５６、４．４９３３８５、−２２．３
２６１８、−６８．４０６２３、１．５６８２４、７．
７６８４７、−５１．７２５５９、６９．２９９４５、
２２．３７３７５、２１．７７９９８、−３９．８９３
２３）選択し、同様に測色した。測定の所要時間は、約
８０時間であった。このデータをコンピュータ（ＤＯＳ
／Ｖ互換機、２００Ｈｚ、内部メモリ６４ＭＢ）の記憶
装置に格納した。
（村上色彩技術研究所社製、ＧＣＭＳ−４型）を用いて
４００〜７３０ｎｍの範囲で１０ｎｍ毎に測色した。入
射角を４５°に固定し、受光方向は、変角１０°以下で
は増分角０．５°とし、変角１０°を超える領域では増
分角１．５°とした。次に、あおり角をランダムに１９
個（−３０．１９４８、２６．３７９２９、−１０．３
０２２６、２６．９７３１６８、３６．４９９５４、５
４．２０７０２、１．８７５８３６、−０．０２４１２
２、４９．２１６５６、４．４９３３８５、−２２．３
２６１８、−６８．４０６２３、１．５６８２４、７．
７６８４７、−５１．７２５５９、６９．２９９４５、
２２．３７３７５、２１．７７９９８、−３９．８９３
２３）選択し、同様に測色した。測定の所要時間は、約
８０時間であった。このデータをコンピュータ（ＤＯＳ
／Ｖ互換機、２００Ｈｚ、内部メモリ６４ＭＢ）の記憶
装置に格納した。
【００７１】受光方向の選択 次に、あおり角ゼロ度の場合について、ランダムに選択
した１５個の角度値よりなる一組の変角について、上記
測定データの該当変角又は最も近似する変角の測色値を
用いて３次のスプライン関数により、スプライン曲線を
求めた。このスプライン曲線と上記測定データの分布曲
線との偏差を、上記スプライン曲線上のとなりあう２つ
のデータポイントの中点の変位量の２乗和として求め
た。
した１５個の角度値よりなる一組の変角について、上記
測定データの該当変角又は最も近似する変角の測色値を
用いて３次のスプライン関数により、スプライン曲線を
求めた。このスプライン曲線と上記測定データの分布曲
線との偏差を、上記スプライン曲線上のとなりあう２つ
のデータポイントの中点の変位量の２乗和として求め
た。
【００７２】あおり角ゼロ度の場合について、３０組の
ランダムに選択した１５個の角度値についてそれぞれ上
述の操作を回繰り返した。このうち、最も偏差の少ない
組（７５．９５１８６、−６２．２６９６７、５７．５
１８３８、３５．３４７２６、６．０９１６２４、−２
５．７２６７６、−５９．６０９４６、３３．１６９４
４、４０．１８４２、２５．４６０１９、−１５．０３
１１３、４７．８０１４２、−６３．４５７１２、１
０．４４３２３、５０．３３７１２ ）をあおり角ゼロ
の場合の受光方向として選択した。
ランダムに選択した１５個の角度値についてそれぞれ上
述の操作を回繰り返した。このうち、最も偏差の少ない
組（７５．９５１８６、−６２．２６９６７、５７．５
１８３８、３５．３４７２６、６．０９１６２４、−２
５．７２６７６、−５９．６０９４６、３３．１６９４
４、４０．１８４２、２５．４６０１９、−１５．０３
１１３、４７．８０１４２、−６３．４５７１２、１
０．４４３２３、５０．３３７１２ ）をあおり角ゼロ
の場合の受光方向として選択した。
【００７３】同様の操作を、他の１９のあおり角につい
て繰り返し、それぞれ、偏差の最も少ない組を受光方向
として選択し、合計３００個の受光方向を選択した。
て繰り返し、それぞれ、偏差の最も少ない組を受光方向
として選択し、合計３００個の受光方向を選択した。
【００７４】上記選択した受光方向について、実施例１
と同様に、測色用標準試料塗板を変角分光光度計（村上
色彩技術研究所社製、ＧＣＭＳ−４型）を用いて測色
し、データを記憶装置に格納した。測色に要した時間
は、約３時間であった。
と同様に、測色用標準試料塗板を変角分光光度計（村上
色彩技術研究所社製、ＧＣＭＳ−４型）を用いて測色
し、データを記憶装置に格納した。測色に要した時間
は、約３時間であった。
【００７５】３次元コンピュータグラフィックス画像の
作成 得られた測色データベースを使用して、３次元コンピュ
ータグラフィックスソフトウエア（インテグラ社製、Ｐ
ＥＡＲＬ）により、乗用車の３次元コンピュータグラフ
ィック画像を作成した。作成した画像は、実施例１で作
成した画像と目視上、殆ど差を認めなかった。
作成 得られた測色データベースを使用して、３次元コンピュ
ータグラフィックスソフトウエア（インテグラ社製、Ｐ
ＥＡＲＬ）により、乗用車の３次元コンピュータグラフ
ィック画像を作成した。作成した画像は、実施例１で作
成した画像と目視上、殆ど差を認めなかった。
【００７６】比較例１ 実施例２で得た標準試料塗板の測色データをそのまま使
用して、実施例２と同様にして乗用車の３次元コンピュ
ータグラフィック画像を作成した。これを図１１に示し
た。
用して、実施例２と同様にして乗用車の３次元コンピュ
ータグラフィック画像を作成した。これを図１１に示し
た。
【００７７】図１０及び実施例２の画像は、いずれも、
図１１の、従来法による測色データを使用した画像と比
較して、質感の表現において、実用上、ほぼ同程度の画
質をもっていることが判る。
図１１の、従来法による測色データを使用した画像と比
較して、質感の表現において、実用上、ほぼ同程度の画
質をもっていることが判る。
【００７８】
【発明の効果】本発明により、高精細かつ現実感のある
３次元コンピュータグラフィックス画像を形成すること
ができ、かつ、パーソナルコンピュータ等により好適に
使用することができる変角分光反射率データベースを、
従来方法に比べて大幅に短縮した時間で作成することが
できる。
３次元コンピュータグラフィックス画像を形成すること
ができ、かつ、パーソナルコンピュータ等により好適に
使用することができる変角分光反射率データベースを、
従来方法に比べて大幅に短縮した時間で作成することが
できる。
【図１】数列Θのいずれか一つを発見するための過程を
表すブロック図。
表すブロック図。
【図２】試料面で反射された反射光の反射強度の方向特
性を表す概念図。
性を表す概念図。
【図３】試料のある特定の波長における反射率の曲線Ｃ
を表す図。
を表す図。
【図４】本発明におけるコンピュータに付与すべき機能
を表す図。
を表す図。
【図５】入射角、受光角及びあおり角を説明する概念
図。
図。
【図６】曲線Ｃとの偏差をデータポイントの中点で求め
る説明図。
る説明図。
【図７】上記過程の実行を詳細に説明するブロック図。
【図８】試料回転台３の鉛直軸Ｌ1 のまわりの回転角と
水平軸Ｌ2 のまわりの回転角との関係を表す図。
水平軸Ｌ2 のまわりの回転角との関係を表す図。
【図９】変角分光光度計の構成を示す概念図。
【図１０】実施例１で作成した乗用車の３次元コンピュ
ータグラフィック画像。
ータグラフィック画像。
【図１１】比較例１で作成した乗用車の３次元コンピュ
ータグラフィック画像。
ータグラフィック画像。
７．照光器 ８．試料回転台 ９．分光器 １０．ハロゲンランプ １１，１３．投光ミラー １２，１４．投光レンズ １５．試料 １６．白色拡散板 １７，２４．減光板 １８，２５．受光ミラー １９．セクター ２０．受光レンズ ２１．スリット ２２．回折格子 ２３．受光素子
Claims (11)
- 【請求項１】 ３次元コンピュータグラフィックス画像
形成用塗色データベースに使用するための変角分光反射
率の測定方法であって、測色試料からの反射光を、変角
分光光度計の全部の可能な受光方向からランダムに選択
された、前記全部の可能な受光方向のうちの一部の複数
の受光方向において測色することを特徴とする変角分光
反射率の測定方法。 - 【請求項２】 変角分光光度計の全部の可能な受光方向
から一部の複数の受光方向をランダムに選択する方法と
して、コンピュータに格納された角度ファイル内にラン
ダムに発生させた角度値から、測定可能な入射角、受光
角及びあおり角の組を所定の数だけランダムに選択し
て、前記コンピュータ内の測定角度指定ファイルに格納
する請求項１記載の測定方法。 - 【請求項３】 測色を開始する前に、測定角度指定ファ
イル内の角度を並べ替える請求項２記載の測定方法。 - 【請求項４】 変角分光光度計の全部の可能な受光方向
から一部の複数の受光方向をランダムに選択する方法と
して、予め標準となる塗板の変角分光反射率分布を求め
ておき、受光方向を表す複数組の角度値をランダムに発
生させ、前記各組の角度値で特定されるそれぞれの受光
方向によって、前記変角分光反射率分布から定められる
反射率データから、予測変角分光反射率分布を求め、所
定の精度でもとの前記変角分光反射率分布を再現するこ
とができる複数の受光方向を選択する請求項１記載の測
定方法。 - 【請求項５】 変角分光光度計の全部の可能な受光方向
が、所定の光源から放射された照明光の入射面内におい
て、反射光の反射方向と正反射方向とがはさむ角で定義
される偏角を所定の増分角でもって段階的に変化させた
各段階における前記入射光面内における複数の受光方向
〔１〕と、入射光面に対して所定の増分角でもって段階
的に変化させた各段階のあおり角だけ傾斜した複数のそ
れぞれのあおり面内において、反射光の反射方向と準正
反射方向とがはさむ角で定義される準偏角を所定の増分
角でもって段階的に変化させた各段階における前記あお
り面内における複数の受光方向〔２〕とからなり、前記
受光方向〔１〕は、偏角が所定値以下の領域では、該偏
角が前記所定値を超える領域におけるよりも増分角を小
さい値に設定したものであり、前記受光方向〔２〕は、
準偏角が所定値以下の領域では、該準偏角が前記所定値
を超える領域におけるよりも増分角を小さい値に設定し
たものである請求項１〜４記載の測定方法。 - 【請求項６】 ランダムに選択された複数の受光方向に
おける測色を、所定の光源から放射された照明光の入射
面内において、反射光の反射方向と正反射方向とがはさ
む角で定義される偏角を変化させつつ、前記ランダムに
選択された複数の受光方向のうち、該当するそれぞれの
受光方向への反射光についての測色値データを採取する
工程〔１〕と、入射光面に対して所定のあおり角だけ傾
斜した少なくとも１つのあおり面内において、反射光の
反射方向と準正反射方向とがはさむ角で定義される準偏
角を変化させつつ、前記ランダムに選択された複数の受
光方向のうち、該当するそれぞれの受光方向への反射光
についての測色値データを採取する工程〔２〕とを含む
工程によって実施する請求項５記載の測定方法。 - 【請求項７】 ランダムに選択された３００〜５００の
受光方向において測色する請求項１〜６記載の測定方
法。 - 【請求項８】 変角分光光度計の受光方向の制御を、パ
ーソナルコンピュータに格納されたプログラムによって
行う請求項１〜７記載の測定方法。 - 【請求項９】 パーソナルコンピュータに格納されたプ
ログラムは、少なくとも、変角分光光度計の受光装置の
方向制御機能及び乱数発生機能を有するものである請求
項８記載の測定方法。 - 【請求項１０】 受光方向〔１〕において、偏角が所定
値以下の領域では、該偏角が前記所定値を超える領域に
おけるよりもより高密度のランダムサンプリングを行
い、受光方向〔２〕において、準偏角が所定値以下の領
域では、該準偏角が前記所定値を超える領域におけるよ
りもより高密度のランダムサンプリングを行う請求項９
記載の測定方法。 - 【請求項１１】 選択された受光方向において測定した
測色データ間を、モンテカルロ法を用いて補間する請求
項１０記載の測定方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04447198A JP3631365B2 (ja) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | 変角分光反射率の測定方法 |
| US09/247,556 US6249751B1 (en) | 1998-02-10 | 1999-02-10 | Method of measuring gonio-spectral reflectance factor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04447198A JP3631365B2 (ja) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | 変角分光反射率の測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11230831A true JPH11230831A (ja) | 1999-08-27 |
| JP3631365B2 JP3631365B2 (ja) | 2005-03-23 |
Family
ID=12692439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04447198A Expired - Fee Related JP3631365B2 (ja) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | 変角分光反射率の測定方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6249751B1 (ja) |
| JP (1) | JP3631365B2 (ja) |
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| EP1253554A3 (en) * | 2001-04-24 | 2004-02-11 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | A process for generating a computer image of a coated three-dimensional object |
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| US7283244B2 (en) | 2002-04-12 | 2007-10-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Reflectance estimating method |
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- 1998-02-10 JP JP04447198A patent/JP3631365B2/ja not_active Expired - Fee Related
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- 1999-02-10 US US09/247,556 patent/US6249751B1/en not_active Expired - Lifetime
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