WO2022264793A1 - 表示媒体、処理装置、プログラムおよびプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

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WO2022264793A1
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快勢 櫻井
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株式会社ドワンゴ
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    • G02B30/26Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type

Definitions

  • the present invention relates to a display medium, a processing device, a program, and a computer-readable recording medium on which the program is recorded.
  • Display media that display different images depending on the direction are used for advertising posters, cards, etc., because they attract the viewer's attention and tend to attract attention. Special devices and equipment are generally required to produce such display media.
  • Patent Document 1 In order to realize efficient information display on display media, there are display media that can display multiple pieces of information (see Patent Document 1).
  • a planar member to which a color is applied is divided into a plurality of sub-cells, and projecting members are formed on the planar member for visually recognizing the color of the sub-cells.
  • a projecting member is formed on the planar member parallel to the designated direction and perpendicular to the planar member.
  • Patent Document 1 In the display medium described in Patent Document 1, the color gamut is narrow because the color of the projecting member is monochromatic. Moreover, since the content is displayed in some of the colors provided on the planar member, the brightness of each content displayed on the display medium may be low. Further, Patent Document 1 only discloses that the display medium is formed on a plane, and does not disclose anything about having a three-dimensional shape.
  • an object of the present invention is to provide a technology related to a display medium having a three-dimensional shape that can display multiple contents with a wide color gamut and high brightness.
  • a first feature of the present invention is to provide a substrate having a three-dimensional shape, and on the surface of the substrate, the space on the surface of the substrate is divided radially in each of a plurality of directions.
  • a partition having a surface is provided, and a portion exposed when the display medium is observed from a predetermined direction among the plurality of directions is given a content color corresponding to the predetermined direction, and the content is the display medium.
  • the present invention relates to a display medium, which is image data of a portion where the display medium is installed in a field of view observed from a viewpoint in the predetermined direction with no medium installed.
  • the partition may have a surface that radially divides the space on the surface of the base material for each direction in which the partition is viewed among the plurality of directions.
  • the partition is formed in a cell provided on the surface of the three-dimensional shape, and the skeleton of the partition is a Voronoi diagram in a Voronoi diagram with a point virtually provided on a line connecting the direction and a point on the cell as a generating point. A part of the surface may be included.
  • a second feature of the present invention is a processing device for calculating a color given to a display medium according to the first feature, wherein the surface of the display medium is virtually divided into a plurality of sub-cells, and the A sub-cell visually recognized from each of a plurality of directions is specified, and the display medium is observed from each of the viewpoints in the plurality of directions in a state where the display medium is not installed.
  • the colors formed by the acquisition unit that acquires each image data of the portion where the medium is placed, and the colors of the sub-cells that are viewed from each of the plurality of directions correspond to the respective directions of the plurality of directions.
  • the present invention relates to a processing device comprising a color determination unit that determines colors to be given to the sub-cells so as to be close to the colors of the portion of the image data.
  • a third aspect of the present invention is a program for calculating a color given to the display medium according to the first aspect, wherein the surface of the display medium is virtually divided into a plurality of sub-cells, and the plurality of specifying the sub-cell viewed from each of the directions, and the computer, in a state where the display medium is not installed, from each of the viewpoints in the plurality of directions, out of the field of view obtained by observing the position where the display medium is installed, an acquisition unit that acquires each image data of the portion where the display medium is installed;
  • the present invention relates to a program that functions as a color determination unit that determines colors to be given to the sub-cells so as to approximate the colors of corresponding content portions.
  • a fourth feature of the present invention is a processing apparatus for determining positions to install a plurality of parts on a surface of a substrate having a three-dimensional shape, comprising substrate shape data for specifying the shape of the substrate; a storage device for storing shapes of a plurality of packs each containing a plurality of parts, and pack data specifying a reference position to be set on the surface of the base material in the packs; and the base material shape data.
  • a reference position of one pack is arranged on the surface of the base material, and one already arranged pack is used as a reference pack until a new pack in contact with the reference pack cannot be arranged.
  • a packing unit that performs a process of arranging a pack on the surface of the base material so as to be in contact with the reference pack, and repeats the process until a new pack that is in contact with the already arranged pack cannot be arranged; and a processing apparatus including a position calculation unit that calculates a position to install the component so that the surface of the component is positioned at a reference position of the pack according to the position of the pack arranged in the above.
  • a fifth feature of the present invention is a program for determining positions to install a plurality of parts on a surface of a base material having a three-dimensional shape, wherein a computer is provided with base material shape data for specifying the shape of the base material. , a storage unit for storing shapes of a plurality of packs each containing the plurality of parts, and pack data specifying a reference position to be set on the surface of the base material in the packs; and the shape of the base material.
  • the reference position of one pack is arranged on the surface of the base material, and one pack that has already been arranged is used as the reference pack, making it impossible to arrange a new pack in contact with the reference pack.
  • the present invention relates to a program that functions as a position calculation unit that calculates a position where the component is placed so that the surface of the component is positioned at a reference position of the pack according to the position of the pack arranged in the packing unit.
  • a sixth feature of the present invention is a processing apparatus for specifying the shape of a model obtained by adding a plurality of parts to a base material, comprising shape data for specifying the shape of the base material, part shape for specifying the shape of each part, a storage device for storing data and component position data specifying a position on the base material to which the component is to be added;
  • the present invention relates to a processing device having an intersection identifying unit that identifies intersecting parts and a changing unit that changes the position of adding the identified part to a position that does not intersect the shape of another part.
  • the changing unit may delete the specified part when there is no position to add the specified part.
  • a generating unit that generates the shape data of the model by a union operation of the shape of the base material, the position to add each part after being changed by the changing unit, and the shape of each part.
  • a seventh feature of the present invention is a program for specifying the shape of a model in which a plurality of parts are added to a base material, wherein a computer is provided with shape data for specifying the shape of the base material and a shape of each part.
  • a storage unit for storing part shape data and part position data specifying a position on the base material where the part is to be added; and when adding the part to the position specified by the part position data, another part
  • the present invention relates to a program that functions as an intersection identification unit that identifies a part that intersects with a shape, and a change unit that changes the position of adding the identified part to a position that does not intersect with the shape of another part.
  • the present invention it is possible to provide a technology related to a display medium having a three-dimensional shape capable of displaying multiple contents with a wide color gamut and high brightness.
  • FIG. 4 is a top view of cells and partitions used in the display medium according to the embodiment of the present invention
  • 1 is a perspective view of a partition according to an embodiment of the invention
  • FIG. It is a figure explaining the cell provided in the base material of the display medium which concerns on embodiment of this invention. It is a figure explaining an example of the display medium based on embodiment of this invention. It is a figure explaining the partition which concerns on embodiment of this invention. It is a figure explaining an example of the target image which the display medium which concerns on embodiment of this invention displays in each direction.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an output image displayed in each direction by the display medium according to the embodiment of the present invention; It is a figure explaining the hardware constitutions and functional blocks of the processor which concerns on embodiment of this invention.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining packing processing according to the embodiment of the present invention. It is a figure explaining the state which performed the packing process to the base material which has a three-dimensional shape, and the base material in embodiment of this invention. 6 is a flowchart for explaining partition shape identification processing according to the embodiment of the present invention; 4 is a flowchart for explaining shape identification processing according to the embodiment of the present invention; 4 is a flowchart for explaining color determination processing according to the embodiment of the present invention; FIG.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating functional blocks of a processing device that generates input pixel value data according to an application example; It is an example of polar coordinate image data acquired by a 360-degree omnidirectional camera installed at a position where a display medium is installed. It is an example of image data for each designated direction. It is an example of image data for each designated direction that specifies the position where the display medium is installed. It is a figure explaining the bright part directly illuminated with light, and the dark part other than that among the surfaces of a display medium. 9 is a flowchart for explaining acquisition processing by an acquisition unit according to an application example;
  • a display medium 1 has an arbitrary three-dimensional shape and displays different contents in a plurality of directions.
  • the display medium 1 includes a substrate 2 having a three-dimensional shape, and partitions P on the surface of the substrate 2 having surfaces that radially divide the space on the surface of the substrate 2 in a plurality of directions.
  • the base material 2 of the display medium 1 may have any three-dimensional shape.
  • the substrate 2 has, for example, a rabbit shape as shown in FIG. 12(a), but is not limited to this.
  • the partition P is not provided on the bottom surface so that the display medium 1 can be placed on a stand or the like will be described. good.
  • the display medium 1 is formed so as to be able to display different contents in a plurality of directions.
  • the display medium 1 can display different contents for each direction by observing from each predetermined direction.
  • the direction in which the display medium 1 displays content is called the designated direction.
  • the direction in which the display medium 1 is visually recognized from the viewpoint on the designated direction is referred to as the line-of-sight direction.
  • the specified direction in which content can be displayed may be within a predetermined angle range with respect to the display medium 1 .
  • the content displayed by the display medium 1 in each designated direction is an arbitrary still image.
  • the display medium 1 can display arbitrary content for each designated direction. There is no restriction such that the composition is similar or the subject or part of the subject is common among the plurality of contents displayed on the display medium 1 .
  • the display medium 1 can display any content that indicates different meanings for each designated direction. Accordingly, a user viewing the display medium 1 can understand different information from each content displayed in each designated direction, so the display medium 1 can convey a large amount of information.
  • each content displayed in the specified direction is an arbitrary still image, and the subjects are different.
  • a subject is a tangible object, a character, a symbol, a number, or the like represented by content, and is a cluster of pixels representing an object. The subject may be displayed sharply against the background.
  • each content displayed for each designated direction can include subjects with completely different colors, shapes, etc., without changing the overlapping manner or deformation of a plurality of subjects.
  • content displayed in one designated orientation may include text on a solid background, and content rendered in the other designated orientation may include projections of people on a city background. is.
  • the content different from the content intended by the display medium 1 is the content that is not intended to make the user understand predetermined information from the display content of the content, and in many cases, it is difficult for the user to understand the meaning from the content. is.
  • the position where the meaning can be understood from the content is a position on one of a plurality of specified directions assumed by the display medium 1 or a position in the vicinity of one of the specified directions.
  • FIG. 1 A partition P included in the display medium 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 1 As shown in FIG. 1, each cell C is provided with a partition P.
  • FIG. 1 A partition P included in the display medium 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 1 As shown in FIG. 1, each cell C is provided with a partition P.
  • the display medium 1 has a substrate 2 as shown in FIG.
  • the base material 2 should just diffuse-reflect.
  • the base material 2 has a three-dimensional shape, and a plurality of cells C are formed on the surface of the three-dimensional shape.
  • a cell C may be formed virtually, and adjacent cells C may not be visually distinguished.
  • the surface of the substrate 2 is the XY plane and is provided outside the substrate 2 .
  • the surface of the base material 2 may be formed flat or curved.
  • the cell C has a rectangular shape in the example shown in FIG. 3, it may have any shape such as a circle. Also, in the base material 2, the case where the cells C are laid all over is described, but regions other than the cells may be provided between the cells C.
  • light sources exist in all directions.
  • the colors applied to the display medium 1 diffuse isotropically in all directions.
  • a partition P shown in FIGS. 1 and 2 is formed in each cell C formed on the surface of the substrate 2 of the display medium 1 .
  • a plurality of partitions P are formed on the surface of the substrate 2 of the display medium 1 .
  • Each partition P provided in each cell C is formed on the surface of the substrate 2 independently of each other.
  • a partition P is formed in a cell C.
  • the partition P is a surface formed on a surface that intersects with the surface of the base material 2, and has portions that are exposed when the display medium 1 is observed from each of a plurality of directions.
  • the base material 2 and the partition P are made of a member having a shielding property such as pigmented UV (ultraviolet) curable resin, gypsum, or the like.
  • the partition P is provided so as to be in contact with the outer edge of the cell C. As shown in FIG.
  • the partition P has a convex shape that rises outward with respect to the surface of the base material 2 .
  • the partition P may have a concave shape with the front end of the partition P as a surface, which is recessed inward with respect to this surface.
  • a surface portion other than the portion where the partition P is in contact with the base material 2 is given a color representing the content.
  • the color of the content is given in a convex shape to the surface of the base material 2. Therefore, the color of the content is higher than that in the case where only the base material is given the color of the content. becomes larger.
  • the display medium 1 having such a partition P can form a large area for expressing each content even when a plurality of contents are displayed on one medium, so that the content can be displayed with a wide color gamut and high brightness. be possible.
  • the surface portion of the surface of the base material 2 other than the portion in contact with the partition P is given a color that expresses the content. Thereby, it is possible to form a wide area for expressing each content.
  • the partition P has multiple faces.
  • the partition P has one or more surfaces with respect to one designated direction of the display medium 1 .
  • This surface faces the line-of-sight direction in which the display medium 1 is viewed from a viewpoint on one designated direction, and is exposed when the display medium 1 is viewed from the viewpoint.
  • the surface exposed in the specified direction expresses the color of the content corresponding to the specified direction.
  • the portion exposed when the display medium 1 is observed from a predetermined direction out of a plurality of directions is given the color of the content corresponding to that predetermined direction.
  • a part of the surface of the partition P is exposed in the specified direction when the display medium 1 is observed from the specified direction, and the exposed part corresponds to the specified direction. given the color of the content to be displayed.
  • the partition P has a surface that radially divides the space on the surface of the base material 2 for each direction in which the partition is viewed among a plurality of directions. Since the display medium 1 has a three-dimensional shape in the embodiment of the present invention, the direction in which the partition P is viewed is restricted depending on the position where the partition P is installed. In the example shown in Figure 12(a), one point on the rabbit's head is visible from the side or top, while one point on the rabbit's body is not visible from the other side of the point. Therefore, the partition P is formed so as to have a surface that expresses the content in the direction in which the partition P is visible for each position where the partition P is installed.
  • the partition P shown in FIGS. 1 and 2 is given five content colors for five specified directions.
  • the five specified directions are the normal direction to the base material 2 of cell C, the direction with an azimuth angle of 0 degrees and an elevation angle of 45 degrees, the direction with an azimuth angle of 90 degrees and an elevation angle of 45 degrees, and the direction with an azimuth angle of 180 degrees and an elevation angle of 45 degrees. and a direction with an azimuth angle of 270 degrees and an elevation angle of 45 degrees.
  • the azimuth angle indicates the orientation of the substrate 2 of cell C on the XY plane
  • the elevation angle is the angle between the XY plane of the substrate 2 of cell C and the line of sight looking up from the XY plane to a point in the Z direction. indicates
  • the partition P has 16 triangular faces facing multiple lines of sight.
  • the partition P has four triangular faces normal to the substrate 2 of the cell C. These four planes express a part of the content corresponding to the normal direction.
  • Partition P also has three triangular faces in each of the four non-normal directions. Each of the three planes represents a portion of the corresponding content on each direction.
  • a Voronoi diagram is virtually formed for generating points virtually provided on a designated direction.
  • the skeleton of the partition P includes a part of a Voronoi surface in a Voronoi diagram with a point virtually provided on a line connecting a specified direction and a point on the cell C as a generating point.
  • the partition P is a skeleton of the Voronoi surface.
  • the surface of the partition P includes planes parallel to the Voronoi planes.
  • Generating points T1, T2 and T3 are provided on the line of sight when viewing the center Cs of the cell C from each of the viewpoints E1, E2 and E3.
  • Generating points T1, T2 and T3 are provided on a virtual sphere with a predetermined radius centered on the center Cs of the cell C.
  • the partition P has one or more shielding members B.
  • the shielding member B has a Voronoi surface as a skeleton, and the Voronoi surface is fleshed out.
  • the shielding member B divides the space above the cell C in which the partition P is installed into regions for each designated direction.
  • the partition P in the example shown in FIG. 5 has shielding members B1 and B2.
  • the shielding member B1 has a skeleton of the Voronoi surface Q1 and is fleshed out with a thickness l.
  • the shielding member B2 has a skeleton of the Voronoi surface Q2 and is fleshed out with a thickness l.
  • the tip of the shielding member B1 is formed in a circular shape with a radius of l.
  • the shielding member B1 divides the space above the cell C into a space A1 corresponding to the viewpoint E1 and a space A2 corresponding to the viewpoint E2.
  • the shielding member B2 divides the space above the cell C into a space A2 corresponding to the viewpoint E2 and a space A3 corresponding to the viewpoint E3.
  • a portion of the surface of the partition P that is exposed when the display medium 1 is observed from a predetermined designated direction out of a plurality of designated directions is a portion of the surface that is exposed when the display medium 1 is observed from a direction other than the predetermined designated direction out of the plurality of designated directions. Then, it has a portion that is shielded.
  • a surface of the partition P may be exposed in one or more predetermined designated directions, but may not be visible in other designated directions.
  • the surface of the partition P expresses the color of the content corresponding to the designated direction of exposure.
  • the display medium 1 can express a part of different content in a plurality of designated directions, and thus can display a plurality of content with a wide color gamut and high brightness.
  • the surface of the shielding member B1 on the space A1 side is visible from the viewpoint E1, but has a portion that is not visible from the viewpoint E2 or E3.
  • the surface of the shielding member B1 on the space A2 side has a portion that is visible from the viewpoint E2 but cannot be visually recognized from the viewpoint E1 or E3.
  • the surface of the shielding member B2 on the space A2 side has a portion that can be seen from the viewpoint E2 but cannot be seen from the viewpoint E1 or E3.
  • the surface of the shielding member B2 on the space A3 side has a portion that can be seen from the viewpoint E3 but cannot be seen from the viewpoint E1 or E2.
  • Each face of the partition P is formed to be easily visible from the designated direction and difficult to be visually recognized from other designated directions.
  • Each surface of the partition P has both the effect of emitting the color forming the content in the designated direction and the effect of blocking light from directions other than the designated direction. Accordingly, the display medium 1 can display arbitrary different contents in each designated direction. In addition, the display medium 1 can display content with a wide color gamut and high brightness in each designated direction.
  • Each surface of the partition P is suppressed from being affected by lines of sight from directions other than the designated direction, so that the surface observed from the designated direction can be given a suitable color.
  • the skeleton of partition P is formed on the Voronoi surface formed with respect to generating points.
  • the Voronoi surface is formed in each generating point so as to pass through the center of adjacent generating points and block the line of sight from each generating point.
  • the surface of the partition P is formed with a predetermined thickness with respect to the Voronoi surface thus formed.
  • the display medium 1 is formed by a 3D printer in the embodiment of the present invention.
  • the shape and accuracy of the partition P therefore depend on the performance of the 3D printer that forms the partition. For example, by forming the partition P with a thin thickness with respect to the Voronoi surface within the range of performance of the 3D printer, the visibility from the designated direction can be improved.
  • FIGS. 6 and 7 An example of content displayed by the display medium 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the display medium 1 shown in FIG. Different contents are displayed in a total of nine directions (elevation angle of 90 degrees).
  • the display medium 1 shown in FIG. 7 is formed by a 3D printer.
  • FIG. 6 shows the target image that the display medium 1 tries to display in each direction.
  • Each figure shown in FIGS. 6A to 6H is a target image to be displayed in eight directions with different azimuth angles on the side surface on the XY plane.
  • FIG. 6(i) is the target image displayed on the top surface.
  • FIG. 7 shows content displayed by the display medium 1 in each direction.
  • Each figure shown in FIGS. 7(a) to (h) is contents to be displayed in eight directions with different azimuth angles of the sides on the XY plane, and corresponds to FIGS. 6(a) to (h).
  • FIG. 7(i) shows content displayed on the upper surface and corresponds to FIG. 6(i).
  • Each diagram in FIG. 7 can express the characteristics of each diagram in FIG. 6, and it can be seen that different contents can be displayed in nine directions on one display medium 1.
  • FIG. 7 can express the characteristics of each diagram in FIG. 6, and it can be seen that different contents can be displayed in nine directions on one display medium 1.
  • the partition P installed near the rabbit's head, spine, etc. may have faces in all of the nine specified directions.
  • a partition P placed on the sides of the rabbit may have less than 9 sides, such as 3-4 sides.
  • the partition P has surfaces exposed in each of a plurality of directions.
  • the exposed surface radially divides the space on the surface of the substrate 2 into a plurality of directions, even if the display direction of the display medium 1 increases, the area of the exposed surface can be maintained. It can display multiple contents with high color gamut and high brightness.
  • a processing device 3 calculates the position and shape of the partition P in order to display the content in the designated direction. Further, the processing device 3 calculates the color of each sub-cell L of the display medium 1 so that the output image (content) displayed in each designated direction approaches the desired target image.
  • the processing device 3 calculates a Voronoi surface with respect to the generating points in the designated direction, identifies the position and shape of the partition P centered on the Voronoi surface, and identifies the shape of the display medium 1 .
  • the processing device 3 divides the surface of the display medium 1 into a plurality of sub-cells L, and determines whether or not each sub-cell L can be seen from each designated direction.
  • the processing device 3 optimizes the color of each sub-cell L so that the content corresponding to each specified direction can be displayed with the color given to the sub-cell L visible from each specified direction.
  • the processing device 3 calculates the position and shape of the partition P and the color of the subcell L
  • the present invention is not limited to this.
  • the position and shape of partition P and the color of subcell L may be calculated by hand.
  • the position and shape of the partition P may be designed using a tool such as a ruler or compass.
  • the processing device 3 is a general computer equipped with a storage device 10, a processing control device 20 and an input/output interface 30.
  • a general computer executes the processing program to implement the functions shown in FIG.
  • the storage device 10 is a ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), hard disk, etc., and stores various data such as input data, output data and intermediate data for the processing control device 20 to execute processing. do.
  • the processing control device 20 is a CPU (Central Processing Unit), reads and writes data stored in the storage device 10, inputs and outputs data to and from the input/output interface 30, and executes processing in the processing device 3. do.
  • CPU Central Processing Unit
  • the input/output interface 30 is an interface with an external device that inputs/outputs to/from the processing control device 20 .
  • the input/output interface 30 outputs the shape of the partition P and the color of the subcell L on the partition P to the partition P manufacturing apparatus.
  • the manufacturing apparatus forms the partition P based on the input position and shape of the partition P and the color of the display medium 1 .
  • the manufacturing device is a 3D printer.
  • Data on the shape of the display medium 1 and the color data of the sub-cells L on the display medium 1 may be input from the processing device 3 to the manufacturing device via a communication network, a communication cable, or the like.
  • Data related to the display medium 1 may be input to the manufacturing apparatus via a storage medium such as a USB (Universal Serial Bus) memory.
  • USB Universal Serial Bus
  • the case where the 3D printer forms and colors the display medium 1 will be described, but the present invention is not limited to this. For example, the formation and coloring of the display medium 1 may be performed by different devices.
  • the storage device 10 stores a processing program, as well as condition data 11, shape data 12, input pixel value data 13, and color value data 14.
  • the condition data 11 and the input pixel value data 13 are provided in advance prior to processing by the processing control device 20 .
  • the processing program can be stored in computer-readable recording media such as HDD, SSD, USB (Universal Serial Bus) memory, CD (Compact Disc), DVD (Digital Versatile Disc), etc., or distributed via network. can.
  • the condition data 11 includes data on the shape of the base material 2 and data on conditions necessary to determine the shape and color of the partition P.
  • the conditions are, for example, the designated direction and the number of designated directions, the shape and position of the cell C of the display medium 1, and the like.
  • the shape data 12 is data that specifies the shape of the display medium 1 .
  • the shape data 12 may be generated in a format readable by the manufacturing equipment.
  • the input pixel value data 13 is data of the target image of the output image output by the display medium 1 in each direction.
  • the input pixel value data 13 specifies color values corresponding to each cell formed on the display medium 1 for each designated direction.
  • the input pixel value data 13 has, for example, color values for each section having the same arrangement as each cell of the display medium 1 .
  • the color value is, for example, each value of three primary colors of RGB.
  • the color value data 14 specifies the color value given to each sub-cell L of the display medium 1. Similar to the input pixel value data 13, the color values are, for example, values of the three primary colors of RGB.
  • the processing control device 20 includes a shape identification unit 21, a shape output unit 22, a color determination unit 23 and an output unit 24.
  • the shape specifying unit 21 calculates the position and shape of the partition P and specifies the shape of the display medium 1.
  • the shape specifying unit 21 stores the shape data 12 specifying the specified shape of the display medium 1 in the storage device 10 .
  • the shape specifying unit 21 specifies the shape of the display medium 1 according to the performance of the manufacturing apparatus that forms the display medium 1 .
  • the shape output unit 22 outputs the shape data 12 generated by the shape identification unit 21 to the manufacturing apparatus via the input/output interface 30.
  • the manufacturing device forms the display medium 1 based on the input shape data 12 .
  • the color determination unit 23 determines the color of each sub-cell L provided on the surface of the display medium 1 from the input pixel value data 13, generates the color value data 14, and stores it in the storage device 10.
  • the output unit 24 outputs the color value data 14 generated by the color determination unit 23 to the manufacturing apparatus via the input/output interface 30 .
  • the manufacturing apparatus colors each sub-cell L of the display medium 1 based on the input color value data 14 .
  • the shape identification unit 21 densely arranges the packs containing the partition P on the surface of the display medium 1 and calculates the position of the partition P.
  • FIG. The shape specifying unit 21 calculates the shape of each partition P so that each partition P has a surface that radially divides the space on the surface of the base material 2 for each direction in which the partition P is viewed. For example, the shape identification unit 21 first calculates a Voronoi surface for generating points provided on each specified direction. The shape identifying unit 21 further calculates, as the shape of the partition P, a shape obtained by providing a predetermined thickness to the calculated Voronoi surface.
  • the shape specifying unit 21 updates the positions of the partitions P so that the partitions P do not intersect with each other.
  • a union is calculated from the updated position of each partition P, the shape of each partition P, and the shape of the base material 2 to generate shape data 12 for specifying the shape of the display medium 1 and store it in the storage device 10. do.
  • the display medium 1 and partition P may be replaced with general models and parts.
  • the shape identification unit 21 may be applied to identify the shape of a model obtained by adding a plurality of parts to the base material 2 .
  • the model may be a general tangible object, or an object used in computer processing such as input to a 3D printer.
  • the shape identification unit 21 will be described with reference to FIG.
  • the shape identification unit 21 includes a calculation unit 100 , a verification unit 130 and a generation unit 150 .
  • the calculation unit 100 calculates the positions at which a plurality of partitions P (parts) are to be installed and the shape of each partition P on the surface of the base material 2 having a three-dimensional shape.
  • the display medium 1 In order for the display medium 1 to display content with a wide color gamut and high brightness, it is preferable to install more partitions P on the surface of the base material 2 .
  • the partitions P intersect each other, problems arise such that the color of the partition P cannot be seen because of the shadow of the other partition P, and the shape of the display medium 1 cannot be specified and the display medium 1 cannot be generated by the 3D printer.
  • the calculation unit 100 calculates the positions where the partitions P are arranged so that the partitions P do not overlap each other when viewed from each viewpoint direction.
  • the partitions P instead of arranging the partitions P densely globally (instead of calculating the optimum solution for arranging the partitions densely over the entire surface of the base material), they are arranged densely locally (one The partitions P are arranged densely by repeating the process of arranging the surrounding partitions P densely with respect to one partition P).
  • partitions are arranged densely on a global basis, a large computational cost may be incurred, but by repeating densely arranging partitions locally, the computational load can be reduced.
  • the calculation unit 100 defines a pack that includes the partitions P and arranges the packs densely, thereby enabling the partitions P to be arranged densely.
  • the pack defined here may include the maximum volume of the partition P determined by specifications or the like.
  • the partition P is formed within a sphere of radius r, so the pack also has a spherical shape of radius r.
  • the calculation unit 100 After arranging the packs on the surface of the base material 2, the calculation unit 100 identifies the positions of the partitions P to be arranged in the packs.
  • the calculation unit 100 identifies the shape of the partition P so as to have a plane (Voronoi plane) for each specified direction in which the position is visually recognized according to the position of the partition P.
  • FIG. 1 is a plane (Voronoi plane) for each specified direction in which the position is visually recognized according to the position of the partition P.
  • the calculation unit 100 has condition data 11 , pack data 111 , pack position data 112 , partition position data 113 , partition shape data 114 , packing unit 121 , partition position calculation unit 122 and partition shape calculation unit 123 .
  • condition data 11 includes data for specifying the shape of the base material 2 (base material shape data) and data necessary for determining the shape and color of the partition P such as the designated direction. Contains conditional data.
  • the pack data 111 specifies the shape of a plurality of packs each containing a plurality of partitions P (parts) and the reference position set on the surface of the base material 2 in each pack.
  • the reference position is a reference position for arranging the pack on the base material, and is arranged so that the reference position is on the surface of the base material 2 .
  • the packs may have a shape that includes the partition P, but it is preferable that the packs are in contact with the partition P in order to arrange them more densely.
  • the partition P is formed within a virtual sphere of radius r centered at the center Cs of the cell C shown in FIG. 5, and the pack has a spherical shape of radius r.
  • the pack is a sphere in the embodiment of the present invention, any shape such as a convex hull may be used as long as it has no dents on the surface. Even if there is a dent on the surface of the pack, it may be controlled so that other packs do not come into contact with the dent.
  • the pack position data 112 is data specifying the position of each pack arranged on the surface of the base material 2 based on the processing result of the packing unit 121 .
  • the puck position data 112 includes, for example, the position of the surface of the substrate 2 where the reference position of each puck is arranged.
  • the partition position data 113 is data that specifies the position of each partition P based on the processing result of the partition position calculation unit 122 .
  • the partition position data 113 includes the position of the surface of the substrate 2 where the reference position of the partition P, such as the center Cs of the cell C, is arranged.
  • the partition shape data 114 is data that specifies the shape of each partition P based on the processing result of the partition shape calculation unit 123 .
  • the partition shape data 114 has a surface that can be visually recognized from the designated direction and is difficult to be visually recognized from other designated directions for each designated direction in which the position where the partition P is installed can be visually recognized. This plane is defined, for example, by a Voronoi plane.
  • the packing unit 121 refers to the base material shape data of the condition data 11 and the pack data 111 to arrange the reference position of one pack on the surface of the base material 2 .
  • the packing unit 121 performs a process of arranging packs on the surface of the base material so as to be in contact with the reference pack until it becomes impossible to arrange a new pack in contact with the reference pack, with one already arranged pack as the reference pack. .
  • the packing unit 121 changes the reference pack and repeats this process until it becomes impossible to place a new pack in contact with the already placed pack.
  • the packing unit 121 generates pack position data 112 including the position of each pack placed on the base material 2 when it becomes impossible to place a new pack in contact with the already placed packs.
  • the packing unit 121 does not arrange the actual pack and the actual base material, but performs calculations for arranging the pack object and the base material object as computer processing in order to determine the position of the partition P.
  • the packing unit 121 arranges the reference pack P0 on the surface of the base material 2, as shown in FIG. 10(a).
  • the packing unit 121 arranges the new pack P1 so as to be in contact with the reference pack P0.
  • the reference positions of the reference pack P0 and the new pack P1 are located on the surface of the base material 2.
  • FIG. The pucks are arranged so that they do not cross other pucks, but the pucks and the surface of the substrate do.
  • the packing unit 121 arranges the new pack P2 so as to be in contact with the reference pack P0 and the new pack P1, as shown in FIG. 10(b).
  • the reference position of the new puck P2 is located on the surface of the substrate 2 . Further, the packing unit 121 repeats the process of arranging the new packs P3 to P6 so as to contact the reference pack P0 and the already placed packs, thereby obtaining the arrangement shown in FIG. 10(c).
  • a pack other than the reference pack P0 (for example, pack P1) is used as a new reference pack along with the pack P1 and the existing pack (here, P2 or P2). Place the new puck so that it touches P6).
  • the example shown in FIG. 10 is a case where the surface of the base material 2 is flat. If the base material 2 has a curved surface, the number of packs that can be arranged around the reference pack P0 is five or less.
  • each pack can be locally densely arranged, and the packs can be densely arranged over the entire base material 2 without incurring computational costs. .
  • step S101 the packing unit 121 arranges the reference position of one pack on the surface of the base material 2.
  • step S102 The processing from step S102 to step S104 is repeated for each pack that has already been placed.
  • step S102 the packing unit 121 defines one already arranged pack as a reference pack.
  • step S103 the reference position of the new pack is set on the surface of the base material 2 so as to be in contact with the reference pack.
  • step S104 the packing unit 121 determines whether or not a new pack can be installed so as to be in contact with the reference pack defined in step S102. If a new pack can be installed, a new pack is installed in step S103. If a new pack cannot be installed, the packing unit 121 defines a new reference pack in step S102 and performs the processing of steps S103 and S104.
  • Steps S102 to S104 are performed for each pack that has already been placed, and if a new pack cannot be placed for each pack that has already been placed, the process proceeds to step S105.
  • the packing unit 121 outputs the pack position data 112 including the position of each pack arranged in step S103.
  • the partition position calculation unit 122 identifies the position of the partition P (part) by referring to the pack position data.
  • the partition position calculator 122 calculates the position of the partition P in each pack and generates partition position data 113 .
  • the partition position calculation unit 122 calculates the positions where the partitions P (parts) are to be installed, according to the positions of the packs arranged by the packing unit 121, so that the surface of the partition P is positioned at the reference position of the packs.
  • FIG. 12(a) shows the shape of the base material 2
  • FIG. 12(b) shows the state in which the pack is arranged.
  • the packing portion 121 allows the packs to be densely arranged on the surface of the substrate 2.
  • the partition shape calculation unit 123 identifies the shape of each partition.
  • the partition shape calculation unit 123 identifies the shape of the partition according to the position where each partition P is installed. Since the partition P is provided on a base material having a three-dimensional shape, the designated direction in which the partition P can be visually recognized is limited depending on the position where the partition P is installed.
  • the partition P has a surface that is easily visible from the specified direction so as to represent a part of the content displayed in the specified direction that is visible. By not having a surface related to the designated direction that is not visible, more resources can be used to display one piece of content, and detailed content can be displayed.
  • the size of the cell C (the length in the X-axis direction and the length in the Y-axis direction), the specified direction, and the number of specified directions (n) are specified in advance.
  • the cell C has a square shape with the same length in the X-axis direction and the same length in the Y-axis direction.
  • the diagonal distance of cell C is 2r. If the substrate 2 is not flat, the phantom sphere is formed so as to intersect the surface of the substrate 2 .
  • the generatrix T1 is determined for the designated direction in which the viewpoint E1 is observed from the center Cs.
  • a generatrix T2 is determined for a specified direction in which the viewpoint E2 is observed from the center Cs.
  • a generatrix T3 is determined for a designated direction in which the viewpoint E3 is observed from the center Cs.
  • the space on the cell C is divided into regions according to which generating point it is closest to, thereby determining a three-dimensional Voronoi diagram.
  • the skeleton (center/core) of the partition P is obtained by cutting this three-dimensional Voronoi diagram with a virtual sphere having a radius r centered at the center Cs of the cell C.
  • the skeleton of the partition P is a part of the Voronoi surface in the Voronoi diagram with generating points virtually provided in each direction of a plurality of directions.
  • the skeleton of the partition P obtained by calculation is a so-called manifold, has no thickness, and cannot be modeled. Therefore, a plane M is provided at a specified distance l from the skeleton.
  • the face M is formed such that the distance to the nearest skeleton is l.
  • a three-dimensional shape including the plane M becomes the partition P.
  • FIG. Note that the distance l is sufficiently smaller than the radius r of the phantom sphere. If the value of the distance l is large, the area of the surface that gives the color becomes small, and the visibility may deteriorate.
  • the value of the distance l depends on the performance of the device (3D printer) that forms the partition P or the like.
  • Equation (1) the face M included in the partition P is expressed by Equation (1) using implicit function modeling.
  • Equation (1) The face M of the partition P expressed by Equation (1) is a non-manifold face.
  • the thickness of partition P is 2l.
  • equation (2) is turned into a triangular mesh by a polygonizer. This ensures that each partition P generated is a watertight mesh.
  • the specific shape of the partition P may be changed as appropriate.
  • the plurality of shielding members formed in the partition P may be integrally formed as shown in FIG. 5, or may be formed individually.
  • the skeleton of the partition P also includes intersections of lines of sight when viewing the display medium 1 from multiple directions. As shown in FIGS. 1 and 2, when the designated directions are provided symmetrically with respect to the center Cs of the cell C, the line of sight intersection is provided at the center Cs of the cell C.
  • FIG. The intersection of the lines of sight is the intersection of the Voronoi planes in the Voronoi diagram with the generating points virtually provided in each direction of a plurality of directions.
  • the shielding member of the partition P is formed so as to radially divide the space above the cell from the center Cs of the cell C. As shown in FIG.
  • the partition shape calculation process by the partition shape calculation unit 123 will be described with reference to FIG.
  • the processing shown in FIG. 13 is processing for calculating the shape of one partition P.
  • FIG. 13 is processing for calculating the shape of one partition P.
  • step S201 the partition shape calculation unit 123 calculates the position of a virtual sphere having a radius of r from the center Cs of the cell C to be processed.
  • the partition shape calculation unit 123 repeats the process of step S102 for each designated direction.
  • the shape identification unit 21 calculates the intersection of the line of sight observing the cell C from the specified direction of the processing target and the virtual sphere calculated in step S101 as the generating point.
  • the process proceeds to step S203.
  • step S203 the partition shape calculation unit 123 calculates a Voronoi surface for each generating point calculated in step S202.
  • the partition shape calculation unit 123 identifies the shape within the phantom sphere calculated in step S201 among the Voronoi surfaces calculated in step S203 as the skeleton of the partition P provided in the cell C to be processed.
  • the inside of the Voronoi surface calculated in step S203 cut off by the phantom sphere calculated in step S201 becomes the skeleton of the partition P.
  • step S205 the partition shape calculation unit 123 specifies the shape of the partition P by providing a thickness to the skeleton of the partition P calculated in step S204.
  • a set of positions separated by a predetermined distance from the skeleton of the partition P identified in step S204 is identified as the partition P shape.
  • the identified partition shape is output as partition shape data 114 .
  • the partition shape calculation unit 123 generates partition shape data 114 that specifies the shape of each partition P.
  • the verification unit 130 verifies whether the 3D printer can recognize the shape of the display medium 1 with respect to the position and shape of the partition P calculated by the calculation unit 100 .
  • the verification unit 130 also changes the position of the partition P so that the 3D printer can recognize the shape of the display medium 1 .
  • the calculation unit 100 defines packs containing partitions P, arranges the packs densely to determine the position of each partition P, and then identifies the shape of each partition P. Therefore, the partitions P may contact each other and the outer edges of the partitions P may intersect. If the outer edges of the partitions P intersect, the watertightness of the display medium 1 cannot be ensured, and the 3D printer cannot grasp the surface shape of the display medium 1 .
  • the verification unit 130 changes the positions of the partitions P that intersect with other partitions P so that each partition P becomes independent, thereby eliminating the intersections between the partitions P.
  • the verification unit 130 can specify the surface shape of the display medium 1 by updating the position of the partition P where the display medium 1 can be formed by the 3D printer.
  • the verification unit 130 includes partition position data 113 , partition shape data 114 , intersection data 131 , intersection identification unit 141 and modification unit 142 .
  • the partition position data 113 and the partition shape data 114 are data generated by the calculator 100 .
  • intersection data 131 is data generated by the intersection identification unit 141, and is data that identifies a partition P that intersects another partition P from the positions and shapes of the plurality of partitions P provided in the display medium 1.
  • the intersection specifying unit 141 When adding a partition P to a position specified by the partition position data 113, the intersection specifying unit 141 specifies a partition P that intersects with the shape of another partition P.
  • the intersection identification unit 141 identifies the position and shape of each partition P, identifies partitions P that intersect with other partitions, and stores them in the intersection data 131 .
  • the changing unit 142 changes the position to add the partition P identified as intersecting with another partition P to a position that does not intersect with the shape of the other partition P.
  • the changing unit 142 may search for a position that does not intersect with other partitions P within a predetermined range from the partition P identified as intersecting, or may search for any of the surfaces of the base material 2 .
  • the shape of the partition P is specified from the relationship between its installation position and the specified direction. is preferred.
  • the changing unit 142 deletes the partition P identified as intersecting with another partition.
  • the changing unit 142 deletes the data of the partition P to be deleted from the partition position data 113 and the partition shape data 114 .
  • the generation unit 150 generates the shape data 12 of the display medium 1 (model) by the union operation of the shape of the base material 2, the position to add each partition P (part), and the shape of each partition P (part). .
  • the position of each partition is specified by the partition position data 113 and is the position calculated by the partition position calculation unit 122 or the position after change by the change unit 142 .
  • the generator 150 preliminarily calculates the union of the shapes of the partitions P, and further calculates the union of the shapes of the base material 2 and the union. Thereby, the number of times of processing for adding the partition P to the base material 2 is one, and the calculation cost can be suppressed.
  • the shape data 12 generated by the generation unit 150 is shape data of the display medium 1 in which the base material 2 is provided with a plurality of partitions P.
  • the partition P has a surface facing the designated direction that allows the installation position to be visually recognized, and this surface expresses the color of a portion of the content displayed in the designated direction.
  • Shape identification method A shape identification method by the shape identification unit 21 will be described with reference to FIG.
  • step S1 the calculation unit 100 causes the packing unit 121 to densely arrange packs containing the partitions P on the surface of the base material 2 . This processing is as described with reference to FIG.
  • step S2 the calculation unit 100 causes the partition position calculation unit 122 to arrange the partition P in the pack arranged in step S1, and specifies the position of the partition.
  • step S3 the calculation unit 100 uses the partition shape calculation unit 123 to calculate the shape of the partition P according to the position of the partition P calculated in step S2. This processing is as described with reference to FIG.
  • the verification unit 130 uses the intersection identification unit 141 to identify partitions P that intersect with other partitions P in step S4. In step S5, the verification unit 130 causes the change unit 142 to change the position of the partition P that intersects with another partition P to eliminate the intersection.
  • step S6 the generation unit 150 generates the shape data 12 of the display medium 1 according to the shape of the base material 2, the position of the partition specified in step S2 or step S5, and the shape of the partition P specified in step S3.
  • the shape data 12 generated in this way ensures the watertightness of the display medium 1, and allows the 3D printer to grasp the shape of the display medium 1.
  • the surface of the display medium 1 is virtually partitioned into a plurality of sub-cells L, and the sub-cells L are colored with colors representing contents.
  • Subcells L are provided not only on the surface of the partition P but also on the surface of the base material 2 excluding the surface on which the partition P is installed.
  • the color determination unit 23 first identifies sub-cells L that are visible from each of a plurality of directions. The color determining unit 23 determines whether or not each sub-cell L can be seen from each specified direction. Further, the color determining unit 23 determines that the colors formed by the respective colors of the sub-cells L viewed from each of the plurality of directions correspond to the respective directions of the plurality of directions, as shown in the following formula (3). Determine the color to be given to the subcell L so as to be close to the color of the partition P part of .
  • the color determination unit 23 identifies the color value of the cell to be processed in each target image displayed in each specified direction.
  • the color of each sub-cell L of the cell is adjusted so that the color mixture of the sub-cell L that can be visually recognized when observing the partition P from the specified direction becomes the color value of the cell to be processed in the target image corresponding to the specified direction. to decide. Similar processing is repeated for each specified direction to optimize the color of each sub-cell L of the cell to be processed. Also, the color determination unit 23 similarly calculates the color to be given to each sub-cell of the display medium 1 .
  • the color determination unit 23 generates color value data 14 that specifies the color of each optimized sub-cell L.
  • the color value data 14 specifies the color of each sub-cell L provided in each cell C of the display medium 1 .
  • the color determination unit 23 stores the generated color value data 14 in the storage device 10 .
  • the display medium 1 can display good content in the specified direction, but can also display the content even if it is slightly away from the specified direction. For example, if the user is away from the specified direction but is far away from another specified direction, the content displayed in the specified direction is slightly deformed and displayed. If the content is less deformed, or if the content is deformed in a range that does not affect the recognition of the content, the user can understand the meaning of the content even if the content is deformed.
  • the display medium 1 when the display medium 1 is viewed from a direction far from any specified direction, such as viewing the display medium 1 from the Voronoi surface, the content that the user can view differs from the content intended by the display medium 1. In many cases, it is not possible to make the user recognize the semantic content from the content.
  • the base material 2 may not be colored, and only the surface of the partition P may be given the color of the content.
  • the surface forming the partition P is virtually divided into a plurality of subcells L.
  • a portion of the partition P that can be seen from at least one designated direction out of a plurality of designated directions is partitioned into a plurality of subcells L.
  • Each sub-cell L is given a color that represents its content.
  • Each sub-cell L need not be visually partitioned, but may be a virtual partition. For example, adjacent sub-cells L may be given the same color so that the sub-cells L are visually indistinguishable.
  • sub-cells L shown in FIG. 5 are separated from each other for the sake of explanation, they are preferably formed adjacent to each other. Also, the thickness of the subcell L shown in FIG. 5 is enlarged to improve visibility, and is not limited to this. Although not shown, sub-cells L are also provided on the substrate 2 shown in FIG. 5 in the embodiment of the present invention.
  • the size of the sub-cell L is sufficiently small relative to the distance from the viewpoint.
  • the viewpoints are placed at such distances that juxtaposed additive color mixing is established.
  • a sub-cell L is an area that divides the surface of the display medium 1 .
  • the sub-cells L are regions corresponding to intersection points when the surface of the partition P is divided into meshes, as shown in FIG. 1-2 and the like.
  • the sub-cell L may be an area whose vertices are the intersection points when partitioned by the mesh, or may be an area whose center is the intersection point.
  • a sub-cell L that is visible from the specified direction is specified.
  • the sub-cells L that are visible from the specified direction and the sub-cells L that are not visible are specified.
  • the sub-cells L that are visible from the specified direction and the sub-cells L that are not visible are specified.
  • each sub-cell L The color value of each sub-cell L is determined so that the color value of the cell in which the sub-cell L of the content corresponding to each specified direction is located can be represented by the sub-cell L viewed from each specified direction. At this time, it suffices if the color value of the content can be represented by a plurality of sub-cells L that can be visually recognized from the designated direction by juxtaposed additive color mixture.
  • each sub-cell L is adjusted so that the difference between the color Ac of the cell viewed from the designated direction and the color B of the cell to be processed of the content corresponding to the designated direction is close. Decide on a color.
  • a cell color Ac is represented by a mixture of colors given to each sub-cell L visible from a specified direction.
  • the color of each sub-cell L may be represented by a matrix of three parameters when represented by three primary colors such as RGB (Red, Green, Blue) and CMY (Cyan, Magenta, Yellow). .
  • the color determining unit 23 sets the sub-cell L for that area as well, and calculates the color to be given to the sub-cell L in the same manner as described above. Also good.
  • the display medium 1 can display different contents in each designated direction.
  • the partition P increases the area of the cell in which the partition P is provided and expresses a part of the content corresponding to the designated direction. Multiple contents can be displayed.
  • the color specifying process by the color determination unit 23 will be described with reference to FIG.
  • the example shown in FIG. 15 is the process of determining the color of sub-cells L on the surfaces of the substrate 2 and partition P in one cell.
  • step S301 the color determining unit 23 divides the surface of the cell C to be processed into a plurality of sub-cells L.
  • step S302 is executed for each subcell L and each specified direction divided in step S301.
  • step S202 the color determining unit 23 determines whether or not the sub-cell L to be processed can be seen from the designated direction to be processed.
  • step S303 the process proceeds to step S303.
  • step S303 the color determining unit 23 sets the color of each sub-cell L so that the sub-cell L visible from each designated direction can express the target color value.
  • the target color value is the color value expressed in the processing target cell among the color values of each content displayed in each designated direction.
  • a target color value is provided for each designated direction.
  • the color determination unit 23 determines the surface color of the cell C so that the color mixture of each sub-cell L viewed from each specified direction satisfies the requirement that the color value of the cell to be processed of the content displayed in each specified direction be close to the color value of the cell. Optimize the color value of subcell L.
  • the display medium 1 is formed by the processing device 3 calculating the shape of the partition P of each cell and the color to be given to the cell based on the formulas (1) and (3).
  • the display medium 1 according to the embodiment of the present invention can provide information with different meanings and contents in a plurality of directions, it is possible to provide more information in a limited area. can.
  • the present invention is not limited to this.
  • the surface of the partition P is formed by a display capable of displaying moving images and the surface of the partition can be changed dynamically
  • the content displayed by the display medium 1 in each designated direction may be moving images.
  • a display capable of displaying moving images is, for example, a liquid crystal display or an organic EL (electro-luminescence) display.
  • each frame data to be displayed simultaneously among the plurality of target videos becomes the target image.
  • the processing device 3 optimizes the color of each sub-cell L on the display medium 1 so that each frame data to be simultaneously displayed in each designated direction in the moving image displayed by the display medium 1 is close to each target image. .
  • the subcell L according to the embodiment of the present invention is formed on the display.
  • a subcell L is a pixel or group of adjacent pixels that make up the display.
  • the present invention is not limited to this.
  • the size of the display medium 1 is restricted by the specifications of the 3D printer, but the display medium 1 may be formed in any size.
  • the display method of the display medium 1 according to the embodiment of the present application can be applied to large displays of several meters to several tens of meters, such as billboards installed in baseball stadiums, concert venues, urban areas, and the like. .
  • a large display is divided into a plurality of cells, and partitions having surfaces corresponding to a plurality of designated directions are formed in each cell. The surfaces of these partitions are given the colors that make up the output image corresponding to the specified orientation.
  • the display media provided in the center of the hall can display different content in each direction.
  • large displays installed in urban areas can be used for road information signs. Different information corresponding to each designated direction can be simultaneously provided to persons positioned in different designated directions with respect to the large display.
  • a large display can display signals for different designated directions, thereby realizing a traffic light corresponding to a plurality of directions with a single display.
  • the display method according to the embodiment of the present invention can provide information in a specific direction. For example, by providing the display medium according to the embodiment of the present invention at an intersection where a plurality of lanes coexist, the display medium can specify each lane and display a signal. As a result, the driver entering the intersection can be prevented from erroneously mistaking the signal display for his own lane and the signal display for another lane.
  • the display medium 1 according to the embodiment of the present invention has a three-dimensional shape, content can be displayed in any direction. It is preferable that the display medium 1 is installed at a place such as an intersection where people positioned in each direction can visually recognize it.
  • the display medium displays content that can be directly viewed by human eyes
  • An output image of the display medium may be photographed by a camera, and a person may recognize the content through the photographed image.
  • the display medium is huge, for example, people may recognize the content through aerial photography such as drones.
  • the display medium according to the embodiment of the present invention can display different contents in the specified direction.
  • the designated direction in which the display medium according to the third modification displays the content is matched to the difference between the left and right visual angles of the user viewing the display medium.
  • the display medium displays content for the right eye with which the user can perceive stereoscopic vision in the designated direction for the right eye, and displays content for the left eye in the designated direction for the left eye.
  • the display medium according to the modified example of the third embodiment may be applied to naked-eye 3D.
  • FIG. 16 An application example using the display medium 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 16 to 21.
  • FIG. 16 An application example using the display medium 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 16 to 21.
  • the content displayed by the display medium 1 according to the application example is obtained by observing the position where the display medium 1 is installed from a viewpoint in a predetermined direction in a state where the display medium 1 is not installed.
  • the content is image data of the portion where the display medium 1 is to be placed in the field of view including the position where the display medium 1 is to be placed.
  • the display medium 1 displays the field of view observed from that direction.
  • the display medium 1 displays the background in a state where the display medium 1 does not exist.
  • the process of generating the input pixel value data 13, which is the content according to the application example, will be described with reference to FIG.
  • the field image data group 15, the shape data 12 and the input pixel value data 13 are stored in the storage device 10.
  • FIG. The acquisition unit 25 is provided in the processing control device 20 .
  • the visual field image data group 15 is a visual field image data group obtained by observing the state in which the display medium 1 is not installed when the position where the display medium 1 is to be installed is viewed from a viewpoint in the specified direction.
  • the designated direction is a direction passing through the direction of the viewing point for viewing the display medium 1 with the installed display medium 1 as a starting point.
  • the state in which the display medium 1 is not installed is the state before the display medium 1 that displays the content is installed.
  • Each image data of the visual field image data group 15 does not include the appearance of the display medium 1 .
  • the visual field image data group 15 includes visual field image data for each designated direction.
  • the shape data 12 and the input pixel value data 13 are as described with reference to FIG.
  • the shape data 12 is data that can specify, for each designated direction, the shape of the display medium 1 when the display medium 1 is viewed from a viewpoint on the designated direction by rendering or the like.
  • the input pixel value data 13 indicates a specified direction in which the display medium 1 displays content and a position where the display medium 1 is installed from a viewpoint in a predetermined direction (specified direction) when the display medium 1 is not installed. It is data that associates the image data of the portion where the display medium 1 is installed in the observed field of view.
  • the input pixel value data 13 for a certain specified direction is generated, for example, by extracting the shape portion of the display medium 1 from the view of the position where the display medium 1 is installed from the viewpoint provided on the specified direction. be done.
  • the acquisition unit 25 acquires each image data of the portion where the display medium 1 is installed, out of the field of view obtained by observing the position where the display medium 1 is installed from each of viewpoints in a plurality of directions while the display medium 1 is not installed. , to get The acquisition unit 25 sets each image data corresponding to a plurality of directions as the input pixel value data 13 .
  • the color determining unit 23 refers to the input pixel value data 13 and determines the color to be given to each sub-cell of each partition P.
  • the acquisition unit 25 cuts out the shape portion of the display medium 1 from the view of the position where the display medium is installed from the viewpoint in the specified direction of the display medium 1 .
  • the acquisition unit 25 generates image data obtained by cutting out the shape portion of the display medium 1 for each designated direction, and generates the input pixel value data 13 .
  • the designated directions are 8 directions with an elevation/depression angle of 0 degrees and an azimuth angle of 0 degrees, 45 degrees, 90 degrees, 135 degrees, 180 degrees, 225 degrees, 270 degrees and 315 degrees, and 1 direction with an elevation angle of 90 degrees. There are nine directions in total.
  • the acquisition unit 25 installs a 360-degree omnidirectional camera at the position where the display medium 1 is installed, and acquires polar coordinate image data.
  • the polar coordinate image data specifies the wavelength distribution of light with respect to the omnisphere from the position where the display medium 1 is installed.
  • the acquiring unit 25 associates the elevation/depression angle ⁇ and the azimuth angle ⁇ with the polar coordinate image data as shown in FIG. 17 .
  • the acquisition unit 25 cuts out a range including the position where the display medium 1 is installed from each viewpoint from the image shown in FIG.
  • the range is specified by an angle of view, such as an angle of view of 39.6 degrees.
  • Each viewpoint is provided on a designated direction in which the display medium 1 can display.
  • the specified direction is specified by the elevation/depression angle ⁇ and the azimuth angle ⁇ .
  • the acquisition unit 25 generates image data for each specified direction, as shown in FIG. 18 .
  • image data for each designated direction is generated from polar coordinate image data captured by an omnidirectional camera, but the present invention is not limited to this.
  • the direction in which the display medium 1 is installed may be captured from a viewpoint on the specified direction of the display medium 1 to generate image data for each specified direction.
  • the acquisition unit 25 identifies the portion where the display medium 1 is installed in the image data in the designated direction, as shown in each diagram of FIG. 19 .
  • the portion where the display medium 1 is installed is specified according to the orientation of the display medium 1 and the designated direction corresponding to the image data. Specifically, in each figure shown in FIG. 19, the shape of the display medium 1 is different.
  • the acquisition unit 25 generates input pixel value data 13 by extracting a portion where the display medium 1 is installed from the image data in each designated direction.
  • the shape of the partition P provided at the point p on the display medium 1 will be described.
  • the n specified directions of the display medium 1 are assumed to be polar coordinates ( ⁇ e1 , ⁇ e1 ), . . . ( ⁇ en , ⁇ en ).
  • the polar coordinates ( ⁇ e1 , ⁇ e1 ) , . be done.
  • E be a set of e
  • the shape of the partition P provided at a certain point p on the display medium 1 is specified by each generatrix provided at a position moved a distance r from a certain point p in each specified direction e. be.
  • the shape of the partition P is specified by specifying a Voronoi diagram from the generating points calculated for each specified direction, and cutting out the specified Voronoi diagram into a predetermined shape such as a sphere.
  • the display medium 1 can display the background in a state where the display medium 1 does not exist, and it is possible to produce an effect in which the display medium 1 is transparent or does not exist.
  • the entire display medium 1 may not be illuminated brightly.
  • the portion of the surface of the display medium 1 that is directly illuminated becomes brighter, and the portion that is illuminated only by indirect light or is not illuminated becomes darker.
  • the acquisition unit 25 may include an adjustment unit 26 that adjusts the color of each image data of the portion where the display medium 1 is placed, considering the light irradiation condition on the surface of the display medium 1 .
  • the adjustment unit 26 acquires the brightness obtained by observing the display medium 1 from each viewpoint while the display medium 1 is placed at a predetermined position.
  • the adjustment unit 26 adjusts the brightness of the image data corresponding to each viewpoint so that the acquired brightness becomes the target brightness.
  • the acquisition unit 25 generates the input pixel value data 13 according to the adjusted image data.
  • the color determination unit 23 refers to the input pixel value data 13 and determines the color to be given to each sub-cell of the partition P.
  • the adjustment unit 26 may adjust the brightness of each pixel in the image data so that the brightness of each pixel reaches the target brightness.
  • a certain pixel of image data corresponding to a viewpoint on a specified direction will be described.
  • the ratio of luminance that is insufficient with respect to the target luminance is l m /l t .
  • the target brightness is, for example, the brightness of pixels of image data obtained by cutting out a portion of the display medium 1 corresponding to each viewpoint. Assuming that the target color to be represented by this pixel, specifically, the color on the pixel data is Ct , the color c of the pixel after adjustment is Ct * lt / lm .
  • the adjustment unit 26 adjusts the brightness of each pixel of the image data for each designated direction to generate the input pixel value data 13 .
  • the adjustment unit 26 adjusts the luminance according to the position where the display medium 1 is installed, and adjusts the color displayed by the display medium 1 so that it blends in better with the background color. can do.
  • the display medium 1 is more precise, and enables transparent or non-existent effects.
  • step S401 to step S405 Acquisition processing by the acquisition unit 25 will be described with reference to FIG. The processing from step S401 to step S405 is repeated for each designated direction in which the display medium 1 displays the content.
  • step S401 the acquisition unit 25 acquires field-of-view image data viewed from a viewpoint on the specified direction of the target.
  • step S ⁇ b>402 the acquisition unit 25 renders the shape of the display medium viewed from the target direction from the shape data 12 .
  • step S403 the acquisition unit 25 extracts the shape portion of the display medium 1 specified in step S403 from the visual field image data acquired in step S401 to generate target image data.
  • step S404 the obtaining unit 25 adjusts the brightness of each pixel of the target image data generated in step S403 so that the brightness of the surface of the display medium 1 when the display medium 1 is installed becomes the target brightness.
  • the acquisition unit 25 When the processing of steps S401 to S405 is completed for each specified direction in which the display medium 1 displays the content, the acquisition unit 25 generates the input pixel value data 13 in step S405.
  • processing apparatus described in the embodiments of the present invention may be configured on one piece of hardware as shown in FIG. can be It may also be implemented on an existing processing system that also implements other functions.

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Abstract

表示媒体1は、立体形状を有する基材2と、基材2の表面に、基材の表面上の空間を複数の方向毎に放射状に区分する面を有するパーティションPを備える。複数の方向のうち所定の方向から表示媒体1を観察した際に露出する部分に、所定の方向に対応するコンテンツの色が与えられ、コンテンツは、表示媒体1が設置されない状態で所定の方向上の視点から前記表示媒体が設置される位置を観察した視界のうち、表示媒体1が設置される部分の画像データである。

Description

表示媒体、処理装置、プログラムおよびプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
 本発明は、表示媒体、処理装置、プログラムおよびプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
 方向に依存して互いに異なる画像を表示する表示媒体は、その観察者の目を引き、注目されやすいので、広告用のポスター、カード等に使われる。このような表示媒体を制作するために、一般的に、特殊な装置と機材を要する。
 表示媒体で効率的な情報表示を実現するために、複数の情報を表示可能な表示媒体がある(特許文献1参照)。この特許文献1に記載の発明によれば、色が塗布される平面部材を複数のサブセルに区分し、平面部材に、サブセルの色を視認させる突状部材が形成される。突状部材が、平面部材上で指定方向に平行に、かつ、平面部材に垂直に形成される。指定方向から表示媒体を観察すると、指定方向に平行なサブセルに塗布された色が、指定方向から観察される。
特許第6374625号公報
 特許文献1に記載の表示媒体において、突状部材の色は単色であるため色域が狭い。また平面部材上に設けられた一部の色でコンテンツを表示するので、表示媒体が表示する各コンテンツの輝度が、低くなる場合がある。また特許文献1は、表示媒体が平面上に形成されることを開示するに止まり、立体形状を有することについて何ら開示がない。
 従って本発明の目的は、広色域かつ高輝度な複数のコンテンツを表示する可能な立体形状を有する表示媒体に関する技術を提供することである。
 上記課題を解決するために、本発明の第1の特徴は、立体形状を有する基材と、前記基材の表面に、前記基材の表面上の空間を複数の方向毎に放射状に区分する面を有するパーティションを備え、前記複数の方向のうち所定の方向から前記表示媒体を観察した際に露出する部分に、前記所定の方向に対応するコンテンツの色が与えられ、前記コンテンツは、前記表示媒体が設置されない状態で前記所定の方向上の視点から前記表示媒体が設置される位置を観察した視界のうち、前記表示媒体が設置される部分の画像データである表示媒体に関する。
 前記パーティションは、前記複数の方向のうち、当該パーティションが視認される方向毎に、前記基材の表面上の空間を放射状に区分する面を有しても良い。
 前記パーティションは、前記立体形状の表面に設けられるセルに形成され、前記パーティションの骨格は、前記方向と前記セル上の点を結ぶ線上に仮想的に設けられる点を母点としたボロノイ図におけるボロノイ面の一部を含んでも良い。
 本発明の第2の特徴は、上記第1の特徴に記載の表示媒体に与えられる色を算出する処理装置であって、前記表示媒体の表面は、複数のサブセルに仮想的に区分され、前記複数の方向のそれぞれから視認されるサブセルを特定し、前記表示媒体が設置されない状態で、前記複数の方向上の視点のそれぞれから前記表示媒体が設置される位置を観察した視界のうち、前記表示媒体が設置される部分の各画像データを、取得する取得部と、前記複数の方向のそれぞれから視認されるサブセルのそれぞれの色で形成される色が、前記複数の方向の各方向に対応する前記画像データの部分の色に近くなるように、前記サブセルに与える色を決定する色決定部を備える処理装置に関する。
 本発明の第3の特徴は、上記第1の特徴に記載の表示媒体に与えられる色を算出するプログラムであって、前記表示媒体の表面は、複数のサブセルに仮想的に区分され、前記複数の方向のそれぞれから視認されるサブセルを特定し、コンピュータを、前記表示媒体が設置されない状態で、前記複数の方向上の視点のそれぞれから前記表示媒体が設置される位置を観察した視界のうち、前記表示媒体が設置される部分の各画像データを、取得する取得部と、前記複数の方向のそれぞれから視認されるサブセルのそれぞれの色で形成される色が、前記複数の方向の各方向に対応するコンテンツの部分の色に近くなるように、前記サブセルに与える色を決定する色決定部として機能させるプログラムに関する。
 本発明の第4の特徴は、立体形状を有する基材の表面に、複数の部品を設置する位置を決定する処理装置であって、前記基材の形状を特定する基材形状データと、前記複数の部品をそれぞれ包含する複数のパックの形状と、前記パック内の、前記基材の表面に設置される基準位置を特定するパックデータと、を記憶する記憶装置と、前記基材形状データと前記パックデータを参照して、一つのパックの基準位置を前記基材の表面に配置し、既に配置された一つのパックを基準パックとして、前記基準パックに接する新たなパックを配置できなくなるまで、前記基準パックに接するように、前記基材の表面にパックを配置する処理を実行し、前記処理を、既に配置されたパックに接する新たなパックを配置できなくなるまで繰り返すパッキング部と、前記パッキング部で配置された前記パックの位置に従って、前記パックの基準位置に前記部品の表面が位置するように、前記部品を設置する位置を算出する位置算出部を備える処理装置に関する。
 本発明の第5の特徴は、立体形状を有する基材の表面に、複数の部品を設置する位置を決定するプログラムであって、コンピュータを、前記基材の形状を特定する基材形状データと、前記複数の部品をそれぞれ包含する複数のパックの形状と、前記パック内の、前記基材の表面に設置される基準位置を特定するパックデータと、を記憶する記憶部と、前記基材形状データと前記パックデータを参照して、一つのパックの基準位置を前記基材の表面に配置し、既に配置された一つのパックを基準パックとして、前記基準パックに接する新たなパックを配置できなくなるまで、前記基準パックに接するように、前記基材の表面にパックを配置する処理を実行し、前記処理を、既に配置されたパックに接する新たなパックを配置できなくなるまで繰り返すパッキング部と、前記パッキング部で配置された前記パックの位置に従って、前記パックの基準位置に前記部品の表面が位置するように、前記部品を設置する位置を算出する位置算出部として機能させるプログラムに関する。
 本発明の第6の特徴は、基材に複数の部品を追加したモデルの形状を特定する処理装置であって、前記基材の形状を特定する形状データ、各部品の形状を特定する部品形状データおよびと前記部品を追加する前記基材における位置を特定する部品位置データを記憶する記憶装置と、前記部品を、前記部品位置データで特定された位置に追加する場合、他の部品の形状と交差する部品を特定する交差特定部と、特定された部品を追加する位置を、他の部品の形状と交差しない位置に変更する変更部を備える処理装置に関する。
 変更部は、前記特定された部品を追加する位置がない場合、前記特定された部品を削除しても良い。
 前記基材の形状と、前記変更部による変更後の各部品を追加する位置および各部品の形状の和集合演算により、前記モデルの形状データを生成する生成部
 をさらに備えても良い。
 本発明の第7の特徴は、基材に複数の部品を追加したモデルの形状を特定するプログラムであって、コンピュータを、前記基材の形状を特定する形状データ、各部品の形状を特定する部品形状データおよびと前記部品を追加する前記基材における位置を特定する部品位置データを記憶する記憶部と、前記部品を、前記部品位置データで特定された位置に追加する場合、他の部品の形状と交差する部品を特定する交差特定部と、特定された部品を追加する位置を、他の部品の形状と交差しない位置に変更する変更部として機能させるプログラムに関する。
 本発明によれば、広色域かつ高輝度な複数のコンテンツを表示する可能な立体形状を有する表示媒体に関する技術を提供することができる。
本発明の実施の形態に係る表示媒体に用いられるセルとパーティションの上面図である。 本発明の実施の形態に係るパーティションの斜視図である。 本発明の実施の形態に係る表示媒体の基材に設けられるセルを説明する図である。 本発明の実施の形態に係る表示媒体の一例を説明する図である。 本発明の実施の形態に係るパーティションを説明する図である。 本発明の実施の形態に係る表示媒体が各方向に表示する目標画像の一例を説明する図である。 本発明の実施の形態に係る表示媒体が各方向に表示する出力画像の一例を説明する図である。 本発明の実施の形態に係る処理装置のハードウエア構成と機能ブロックを説明する図である。 本発明の実施の形態に係る処理装置の形状特定部の機能ブロックを説明する図である。 本発明の実施の形態に係るパッキング処理を説明する図である。 本発明の実施の形態に係るパッキング処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態において立体形状を有する基材と、その基材にパッキング処理を施した状態を説明する図である。 本発明の実施の形態に係るパーティション形状特定処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る形状特定処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る色決定処理を説明するフローチャートである。 適用例に係る入力画素値データを生成する処理装置の機能ブロックを説明する図である。 表示媒体を設置する位置に設置された、360度撮影可能な全天球カメラが取得した極座標画像データの一例である。 指定方向毎の画像データの一例である。 表示媒体が設置される位置を特定する、指定方向毎の画像データの一例である。 表示媒体の表面のうち、直接光が照らされる明部と、それ以外の暗部を説明する図である。 適用例に係る取得部による取得処理を説明するフローチャートである。
 次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。
 (表示媒体)
 本発明の実施の形態に係る表示媒体1は、任意の立体形状を有し、複数の方向に、それぞれ異なるコンテンツを表示する。表示媒体1は、立体形状を有する基材2と、基材2の表面に、基材2の表面上の空間を複数の方向毎に放射状に区分する面を有するパーティションPを備える。
 表示媒体1の基材2は、立体形状を有する任意の形状であればよい。基材2は、例えば図12(a)に示すようなウサギの形状を有するが、これに限らない。本発明の実施の形態において、表示媒体1を台等に設置できるように、底面にパーティションPを設けない場合を説明するが、表示媒体1を視認した際に露出する部分にパーティションが設けられれば良い。
 表示媒体1は、複数の方向に、それぞれ異なるコンテンツを表示可能に形成される。表示媒体1は、所定の各方向から観察することで、方向毎に異なるコンテンツを表示することが可能ある。
 本発明の実施の形態において、表示媒体1がコンテンツを表示する方向を、指定方向と称する。また、指定方向上の視点から表示媒体1を視認する方向を視線方向と称する。なお、本発明の実施の形態においてコンテンツを表示することが可能な指定方向は、表示媒体1に対して所定の角度の範囲内であっても良い。
 表示媒体1が各指定方向に表示するコンテンツは、任意の静止画である。表示媒体1は、指定方向毎に任意のコンテンツを表示することができる。表示媒体1が表示する複数のコンテンツ間に、構図が類似する、被写体または被写体の一部が共通するなどの制限はない。表示媒体1は、指定方向毎に異なる意味内容を示す任意のコンテンツを表示することができる。これにより表示媒体1を視認したユーザは、指定方向毎に表示される各コンテンツから、異なる情報を理解することができるので、表示媒体1は、多くの情報を伝えることを可能とする。
 本発明の実施の形態において、指定方向に表示される各コンテンツは、任意の静止画であり、それぞれ被写体が異なる。本発明の実施の形態において被写体は、コンテンツで表現される有体物、文字、記号、数字等であって、物を表現する画素の塊である。被写体は、背景に対して鮮明に表示されても良い。本発明の実施の形態において指定方向毎に表示する各コンテンツは、複数の被写体が重なり方を変えたり変形したりするものではなく、色、形等が全く異なる被写体を含むことを可能とする。本発明の実施の形態において、一方の指定方向で表示されるコンテンツは、無地の背景に文字を含み、他の指定方向で表現されるコンテンツは、市街地の背景に人の写像を含むことが可能である。
 なお、いずれの指定方向からも離れた方向から表示媒体1を視認したユーザは、表示媒体1が意図するコンテンツとは異なるコンテンツを視認することになる。表示媒体1が意図するコンテンツとは異なるコンテンツは、コンテンツの表示内容からユーザに所定の情報を理解させることを意図しないコンテンツであって、多くの場合、そのコンテンツからユーザが意味を理解しにくいコンテンツである。
 表示媒体1上の空間から、視線位置を変えながら表示媒体1を観察すると、表示媒体1が表示するコンテンツから意味を理解できる位置もあれば、意味を理解できない位置もある。コンテンツから意味を理解できる位置は、表示媒体1が想定する複数の指定方向のうちのいずれかの指定方向上の位置、あるいはいずれかの指定方向の近傍の位置である。
 (パーティション)
 図1および図2を参照して、本発明の実施の形態に係る表示媒体1が備えるパーティションPを説明する。図1に示すように、各セルCに、パーティションPが設けられる。
 図3に示すように表示媒体1は、基材2を有する。基材2は、拡散反射すれば良い。
 本発明の実施の形態において基材2は立体形状を有し、その立体形状の表面上に複数のセルCが形成される。セルCは、仮想的に形成されればよく、隣接するセルCは、視覚的に区別されなくても良い。図3に示す例において基材2の表面は、XY平面であって、基材2の外側に設けられる。基材2の表面は、平面に形成されても良いし、曲面に形成されても良い。図3に示す例においてセルCは、矩形を有するが、円形など任意の形状であっても良い。また基材2において、隈無くセルCが敷きつめられる場合を説明するが、セルC間にセル以外の領域が設けられても良い。
 本発明の実施の形態において、光源は全方位に存在する。表示媒体1に与えられた色は、全方位に等方的に拡散する。
 表示媒体1の基材2の表面に形成される各セルCに、図1および図2に示すパーティションPが形成される。表示媒体1の基材2の表面に、複数のパーティションPが形成される。各セルCに設けられる各パーティションPは、互いに独立して、基材2の表面に形成される。所定の指定方向から表示媒体1を観察した際に、視線方向に対向するパーティションPの面に与えられた色と基材2の表面に与えられた色で、その視点に対応するコンテンツが表現される。
 パーティションPは、セルCに形成される。パーティションPは、基材2の表面と交わる面上に形成される面であって、複数の方向のそれぞれから表示媒体1を観察した際に露出する部分を有する。基材2およびパーティションPは、例えば、顔料入りのUV (ultraviolet)硬化樹脂、石膏等の遮蔽性を有する部材で形成される。図1に示す例においてパーティションPは、セルCの外縁に接するように設けられる。
 図4に示すようにパーティションPは、基材2の表面に対して外側に盛り上がる凸形状を有する。またパーティションPは、パーティションPの先端を表面として、この表面に対して内側に窪んだ凹形状であっても良い。パーティションPが基材2と接する部分以外の表面部分に、コンテンツを表現する色が与えられる。本発明の実施の形態に係る表示媒体1は、基材2の表面に対して凸形状にコンテンツの色が与えられるので、基材のみにコンテンツの色が与えられる場合に比べて、コンテンツの色が与えられる面積が広くなる。このようなパーティションPを備える表示媒体1は、一つの媒体で複数のコンテンツを表示する場合でも、各コンテンツを表現する面積を広く形成できるので、広色域かつ高輝度なコンテンツを表示することが可能になる。
 また本発明の実施の形態においてさらに、基材2の表面のうち、パーティションPが接する部分以外の表面部分に、コンテンツを表現する色が与えられる。これにより、各コンテンツを表現する面積を広く形成することができる。
 図1および図2に示すように、パーティションPは、複数の面を有する。パーティションPは、表示媒体1の1つの指定方向に対して1以上の面を有する。この面は、1つの指定方向上の視点から表示媒体1を視認する視線方向に対向し、視点から表示媒体1を視認する際に露出する。指定方向に対して露出する面で、その指定方向に対応するコンテンツの色を表現する。
 より詳述すると、パーティションPの表面のうち、複数の方向のうち所定の方向から表示媒体1を観察した際に露出する部分に、その所定の方向に対応するコンテンツの色が与えられる。表示媒体1の各指定方向について、パーティションPの表面の一部が、その指定方向から表示媒体1を観察した際に、指定方向に対して露出し、その露出する部分に、その指定方向に対応するコンテンツの色が与えられる。これによりパーティションPは複数の面を有することから、複数の指定方向に対して、各指定方向に対応するコンテンツの一部を表現することができる。
 本発明の実施の形態においてパーティションPは、複数の方向のうち、当該パーティションが視認される方向毎に、基材2の表面上の空間を放射状に区分する面を有する。本発明の実施の形態において表示媒体1は、立体形状を有するので、パーティションPが設置される位置によって、そのパーティションPが視認される方向に制限が生じる。図12(a)に示す例において、ウサギの頭部上の1点は、側面ないし上面で視認できる一方、ウサギの胴体上の1点は、その点の反対側からは視認できない。そこでパーティションPは、そのパーティションPが設置される位置毎に、そのパーティションPが視認可能な方向に対して、コンテンツを表現する面を有するように形成される。
 なお、所定の指定方向に対して露出する部分であっても、他の指定方向に向けても露出する場合もある。そのように複数の指定方向に対して露出する部分に、これらの複数の指定方向に対応する複数のコンテンツに好適な色が与えられる。
 図1および図2に示すパーティションPに、5つの指定方向に対する5つのコンテンツの色が与えられる。5つの指定方向は、セルCの基材2に対する法線方向のほか、方位角0度かつ仰角45度の方向、方位角90かつ仰角45度の方向、方位角180度かつ仰角45度の方向および方位角270度かつ仰角45度の方向である。ここで方位角は、セルCの基材2のXY平面上の方位を示し、仰角は、セルCの基材2のXY平面と、XY平面からZ方向のある点を見上げる視線とがなす角を示す。
 図1および図2に示す例においてパーティションPは、複数の視線に対向する16の三角形状面を有する。パーティションPは、セルCの基材2に対する法線方向に対する4つの三角形状面を有する。この4つの面で、法線方向に対応するコンテンツの一部を表現する。またパーティションPは、法線方向以外の4つの方向のそれぞれついて、3つの三角形状面を有する。各3つの面で、各方向上に対応するコンテンツの一部を表現する。
 図5を参照して、パーティションPの形状を説明する。本発明の実施の形態において、指定方向上に仮想的に設けられる母点に対するボロノイ図が、仮想的に形成される。パーティションPの骨格は、指定方向とセルC上の点を結ぶ線上に仮想的に設けられる点を母点としたボロノイ図におけるボロノイ面の一部を含む。パーティションPは、骨格であるボロノイ面に肉付けしたものである。パーティションPの表面は、ボロノイ面に平行な面を含む。
 図5に示す例において、3つの視点E1、E2およびE3が設けられる。各視点E1、E2およびE3からセルCの中心Csを視認する際の視線上に、母点T1、T2およびT3が設けられる。母点T1、T2およびT3は、セルCの中心Csを中心とする所定の半径の仮想球体上に設けられる。
 パーティションPは、1以上の遮蔽部材Bを有する。遮蔽部材Bは、ボロノイ面を骨格とし、ボロノイ面に肉付けをしたものである。遮蔽部材Bは、パーティションPが設置されたセルC上の空間を、指定方向毎の領域に区分する。
 図5に示す例においてパーティションPは、遮蔽部材B1およびB2を有する。遮蔽部材B1は、ボロノイ面Q1を骨格とし、厚みlの肉付けをしたものである。遮蔽部材B2は、ボロノイ面Q2を骨格とし、厚みlの肉付けをしたものである。また遮蔽部材B1の先端は、半径lとなる円状に形成する。
 遮蔽部材B1は、セルC上の空間を、視点E1に対応する空間A1と、視点E2に対応する空間A2に区分する。遮蔽部材B2は、セルC上の空間を、視点E2に対応する空間A2と、視点E3に対応する空間A3に区分する。
 パーティションPの表面のうち、複数の指定方向のうち所定の指定方向から表示媒体1を観察した際に露出する部分は、複数の指定方向のうち所定の指定方向以外の方向から表示媒体1を観察すると遮蔽される部分を有する。パーティションPの表面は、所定の1以上の指定方向に対して露出する場合でも、その他の指定方向からは見えない場合がある。パーティションPの表面は、露出する指定方向に対応するコンテンツの色を表現する。これにより表示媒体1は、複数の指定方向に対して、異なるコンテンツの一部を表現することが可能になるので、広色域かつ高輝度な複数のコンテンツを表示することができる。
 図5に示す例において、遮蔽部材B1の空間A1側の面は、視点E1から視認できる一方、視点E2または視点E3から視認できない部分を有する。遮蔽部材B1の空間A2側の面は、視点E2から視認できる一方、視点E1または視点E3からの視認できない部分を有する。遮蔽部材B2の空間A2側の面は、視点E2から視認できる一方、視点E1または視点E3から視認できない部分を有する。遮蔽部材B2の空間A3側の面は、視点E3から視認できる一方、視点E1または視点E2からの視認できない部分を有する。
 パーティションPが有する各面は、指定方向から視認しやすく、それ以外の指定方向から視認しにくく形成される。パーティションPが有する各面は、指定方向に対してコンテンツを形成する色を発する効果と、指定方向以外から遮光する効果を両立する。これにより表示媒体1は、各指定方向に対して、任意の異なるコンテンツを表示することができる。また表示媒体1は、各指定方向に対して色域が広く輝度の高いコンテンツを表示することができる。パーティションPの各面は、指定方向以外からの視線の影響が抑制されるので、指定方向から観察される面に、好適な色を与えることができる。
 本発明の実施の形態において、パーティションPの骨格は、母点に対して形成されたボロノイ面上に形成される。ボロノイ面は、各母点の中で、近隣の母点との中央を通り、かつ、それぞれの母点からの視線を遮るように形成される。パーティションPの面は、このように形成されたボロノイ面に対して、所定の厚みを設けて形成される。
 このように形成されるパーティションPの表面に色を与えることにより、広い面にコンテンツの色を与え、コンテンツの視認性(輝度)を向上させることができる。
 なお、本発明の実施の形態において表示媒体1は、3Dプリンタで形成される。従って、パーティションPの形状および精度は、パーティションを形成する3Dプリンタの性能に依存する。例えば3Dプリンタの性能の範囲内でボロノイ面に対して薄く厚みを形成してパーティションPを形成することにより、指定方向からの視認性を向上させることができる。
 図6および図7を参照して、本発明の実施の形態に係る表示媒体1が表示するコンテンツの一例を説明する。図6および図7に示す例において、図4に示す表示媒体1を、XY平面上の側面の方位角を45度ずつずらした8方向(仰角0度)と、上面(Z軸)からの1方向(仰角90度)の、合計9方向に異なるコンテンツを表示する。図7に示す表示媒体1は、3Dプリンタで形成されたものである。
 図6は、表示媒体1が各方向に表示しようとする目標画像である。図6(a)ないし(h)に示す各図は、XY平面上の側面の方位角の異なる8方向に対して表示する目標画像である。図6(i)は、上面に対して表示する目標画像である。
 図7は、表示媒体1が各方向に表示するコンテンツである。図7(a)ないし(h)に示す各図は、XY平面上の側面の方位角の異なる8方向に対して表示するコンテンツであって、図6(a)ないし(h)に対応する。図7(i)は、上面に対して表示するコンテンツであって、図6(i)に対応する。図7の各図は、図6の各図の特徴をそれぞれ表現できており、一つの表示媒体1で9方向に対してそれぞれ異なるコンテンツを表示できていることがわかる。
 なお、図7に示す例において、ウサギの頭部、背骨等の近郊に設置されるパーティションPは、9つ全ての指定方向に面を有する場合がある。一方、ウサギの側面に設置されるパーティションPは、3-4方向など、9方向よりも少ない面を有する場合がある。
 本発明の実施の形態においてパーティションPは、複数の方向のそれぞれに対して、露出する面を有する。また露出する面は、基材2の表面上の空間を複数の方向毎に放射状に区分するので、表示媒体1が表示する方向が増えたとしても、露出する面の面積を維持できるので、広色域かつ高輝度な複数のコンテンツを表示することができる。
 (処理装置)
 図8を参照して、本発明の実施の形態に係る処理装置3を説明する。処理装置3は、指定方向にコンテンツを表示するためにパーティションPの位置と形状を算出する。さらに処理装置3は、各指定方向に対して表示する出力画像(コンテンツ)が、所望の目標画像に近づくように、表示媒体1の各サブセルLの色を算出する。
 処理装置3は、指定方向上の母点に対してボロノイ面を算出し、そのボロノイ面を中心とするパーティションPの位置および形状を特定して、表示媒体1の形状を特定する。処理装置3は、表示媒体1の表面を複数のサブセルLに分割し、各サブセルLについて、各指定方向から見えるか否かを判定する。処理装置3は、各指定方向から見えるサブセルLに与える色で、各指定方向に対応するコンテンツを表示できるように、各サブセルLの色を最適化する。
 なお、本発明の実施の形態において、処理装置3が、パーティションPの位置および形状とサブセルLの色を算出する場合を説明するが、これに限られない。例えば、パーティションPの位置および形状とサブセルLの色は、手計算により算出されても良い。またパーティションPの位置および形状は、定規またはコンパス等の道具を用いて設計されても良い。
 処理装置3は、記憶装置10、処理制御装置20および入出力インタフェース30を備える一般的なコンピュータである。一般的なコンピュータが処理プログラムを実行することにより、図8に示す機能を実現する。
 記憶装置10は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random access memory)、ハードディスク等であって、処理制御装置20が処理を実行するための入力データ、出力データおよび中間データなどの各種データを記憶する。処理制御装置20は、CPU(Central Processing Unit)であって、記憶装置10に記憶されたデータを読み書きしたり、入出力インタフェース30とデータを入出力したりして、処理装置3における処理を実行する。
 入出力インタフェース30は、処理制御装置20に入出力する外部装置とのインタフェースである。本発明の実施の形態において入出力インタフェース30は、パーティションPの形状と、パーティションP上のサブセルLの色を、パーティションPの製造装置に出力する。製造装置は、入力されたパーティションPの位置および形状、表示媒体1の色に基づいて、パーティションPを形成する。
 本発明の実施の形態において、製造装置は、3Dプリンタである。なお表示媒体1の形状および表示媒体1上のサブセルLの色のデータは、通信ネットワークまたは通信ケーブル等を介して、処理装置3から製造装置に入力されても良い。表示媒体1に関するデータは、USB(Universal Serial Bus)メモリ等の記憶媒体を介して、製造装置に入力されても良い。本発明の実施の形態において、3Dプリンタが表示媒体1の形成および着色を行う場合を説明するが、これに限らない。例えば表示媒体1の形成と着色が、それぞれ異なる装置によって行われても良い。
 記憶装置10は、処理プログラムを記憶するとともに、条件データ11、形状データ12、入力画素値データ13および色値データ14を記憶する。条件データ11および入力画素値データ13は、処理制御装置20による処理に先駆けて、予め与えられる。処理プログラムは、HDD、SSD、USB(Universal Serial Bus)メモリ、CD (Compact Disc)、DVD (Digital Versatile Disc)などのコンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶することも、ネットワークを介して配信することもできる。
 条件データ11は、基材2の形状のデータと、パーティションPの形状および色を決定するために必要な条件のデータを含む。条件は、例えば、指定方向および指定方向の数、表示媒体1のセルCの形状および位置等である。
 形状データ12は、表示媒体1の形状を特定するデータである。形状データ12は、製造装置が読み取り可能な形式で生成されても良い。
 入力画素値データ13は、表示媒体1が各方向に対して出力する出力画像の目標画像のデータである。入力画素値データ13は、指定方向毎に、表示媒体1上に形成される各セルに対応する色値を特定する。入力画素値データ13は、例えば、表示媒体1の各セルと同様の並びを有する区間毎の色値を有する。色値は、例えば、RGBの三原色の各値である。
 色値データ14は、表示媒体1の各サブセルLに与える色値を特定する。色値は、入力画素値データ13と同様に、例えば、RGBの三原色の各値である。
 処理制御装置20は、形状特定部21、形状出力部22、色決定部23および出力部24を備える。
 形状特定部21は、パーティションPの位置および形状を算出して、表示媒体1の形状を特定する。形状特定部21は、特定された表示媒体1の形状を特定する形状データ12を、記憶装置10に記憶する。形状特定部21は、表示媒体1を形成する製造装置の性能に従って、表示媒体1の形状を特定する。
 形状出力部22は、形状特定部21が生成した形状データ12を、入出力インタフェース30を介して、製造装置に出力する。製造装置は、入力された形状データ12に基づいて、表示媒体1を形成する。
 色決定部23は、入力画素値データ13から表示媒体1の表面に設けられる各サブセルLの色を決定して、色値データ14を生成し、記憶装置10に記憶する。
 出力部24は、色決定部23が生成した色値データ14を、入出力インタフェース30を介して、製造装置に出力する。製造装置は、入力された色値データ14に基づいて、表示媒体1の各サブセルLに着色する。
 (形状特定部)
 形状特定部21は、パーティションPを包含するパックを、表示媒体1の表面に密に並べ、パーティションPの位置を算出する。形状特定部21は、各パーティションPについて、パーティションPが視認される方向毎に、基材2の表面上の空間を放射状に区分する面を有するようにパーティションPの形状を算出する。例えば形状特定部21は、まず、各指定方向上に設けられる母点に対するボロノイ面を算出する。形状特定部21は、さらに、算出されたボロノイ面に対して、所定の厚みを設けた形状を、パーティションPの形状として算出する。各パーティションPを設置する位置および形状を特定すると、形状特定部21は、パーティションP同士が交差しないようにパーティションPの位置を更新する。更新後の各パーティションPの位置、各パーティションPの形状および基材2の形状から、和集合を算出して、表示媒体1の形状を特定する形状データ12を生成して、記憶装置10に記憶する。
 本発明の実施の形態において、表示媒体1に設けられるパーティションPの位置および形状を特定する場合について説明するが、表示媒体1およびパーティションPは、一般的なモデルおよび部品に置き換えられても良い。例えば、形状特定部21は、基材2に複数の部品を追加したモデルの形状を特定する場合に適用されても良い。モデルは、一般的な有体物であっても良いし、3Dプリンタに入力するなどコンピュータ処理で用いるオブジェクトであっても良い。
 図9を参照して、形状特定部21を説明する。形状特定部21は、算出部100、検証部130および生成部150を備える。
 (算出部)
 算出部100は、立体形状を有する基材2の表面に、複数のパーティションP(部品)を設置する位置および各パーティションPの形状を算出する。
 表示媒体1が広色域かつ高輝度なコンテンツを表示するために、基材2の表面により多くのパーティションPを設置することが好ましい。一方、パーティションP同士が交差する場合、他のパーティションPの影になりパーティションPの色が見えない、表示媒体1の形状を特定できず3Dプリンタで表示媒体1を生成できないなどの不都合が生じる。
 そこで算出部100は、なるべく多くのパーティションPを、各視点方向から見た際にパーティションP同士が重ならないように、パーティションPを配置する位置を算出する。本発明の実施の形態において、大局的にパーティションPを密に並べるのではなく(基材の表面全体でパーティションを密に並べる最適解を算出するのではなく)、局所的に密に並べる(一つのパーティションPに対して周囲のパーティションPを密に並べる)ことの繰り返しにより、パーティションPを密に並べる。大局的にパーティションを密に並べる場合、多大な計算コストがかかる場合があるところ、局所的に密に並べることを繰り返すことにより、計算負荷を軽減することができる。
 算出部100は、パーティションPの配置を決定する際に、パーティションPを包含するパックを定義して、そのパックを密に並べることで、パーティションPを密に並べることを可能にする。なおここで定義されるパックは、仕様等によって定められるパーティションPの最大体積を包含すれば良い。図5で説明したようにパーティションPは、半径rの球内で形成されるので、パックも半径rの球形状を有する。
 算出部100は、パックを基材2の表面に並べた後、そのパック内に配置するパーティションPの位置を特定する。算出部100は、パーティションPの位置に応じて、その位置が視認される各指定方向に対する面(ボロノイ面)を有するように、パーティションPの形状を特定する。
 算出部100は、条件データ11、パックデータ111、パック位置データ112、パーティション位置データ113、パーティション形状データ114、パッキング部121、パーティション位置算出部122およびパーティション形状算出部123を有する。
 条件データ11は、図8を参照して説明したように、基材2の形状を特定するデータ(基材形状データ)と、指定方向等のパーティションPの形状および色を決定するために必要な条件のデータを含む。
 パックデータ111は、複数のパーティションP(部品)をそれぞれ包含する複数のパックの形状と、各パック内の、基材2の表面に設置される基準位置を特定する。基準位置は、パックを基材に配置する際の基準となる位置であって、基材2の表面に基準位置がくるように配置される。
 ここでパックは、パーティションPを包含する形状であれば良いが、より密に並べるために、パーティションPに接することが好ましい。実施の形態において、パーティションPは、図5に示すセルCの中心Csを中心とする半径rの仮想球内にパーティションPが形成され、パックは、半径rの球形状を有する。なお、本発明の実施の形態においてパックは球であるが、凸包等の表面に凹みがない形状であれば良い。パックの表面に、凹みがあったとしても他のパックがその凹みに接しないように制御されれば良く、パックの形状に、凹みがあっても許容される場合がある。
 パック位置データ112は、パッキング部121の処理結果により、基材2の表面に配置された各パックの位置を特定するデータである。パック位置データ112は、例えば、各パックの基準位置が配置される基材2の表面の位置を含む。
 パーティション位置データ113は、パーティション位置算出部122の処理結果により、各パーティションPの位置を特定するデータである。パーティション位置データ113は、セルCの中心CsなどのパーティションPの基準位置が配置される基材2の表面の位置を含む。
 パーティション形状データ114は、パーティション形状算出部123の処理結果により、各パーティションPの形状を特定するデータである。パーティション形状データ114は、パーティションPが設置される位置を視認できる指定方向毎に、その指定方向から視認でき、それ以外の指定方向から視認しにくい面を有する。この面は、例えばボロノイ面で定義される。
 パッキング部121は、条件データ11の基材形状データとパックデータ111を参照して、一つのパックの基準位置を基材2の表面に配置する。パッキング部121は、既に配置された一つのパックを基準パックとして、基準パックに接する新たなパックを配置できなくなるまで、基準パックに接するように、基材の表面にパックを配置する処理を実行する。パッキング部121は、基準パックを変更して、この処理を、既に配置されたパックに接する新たなパックを配置できなくなるまで繰り返す。
 パッキング部121は、既に配置されたパックに接する新たなパックを配置できなくなると、基材2に配置された各パックの位置を含むパック位置データ112を生成する。
 なおパッキング部121は、パックの実物および基材の実物を並べるものではなく、パーティションPの位置を決定するために、コンピュータ処理として、パックオブジェクトと基材オブジェクトを並べる計算をするものである。
 パッキング部121は、図10(a)に示すように、基材2の表面に、基準パックP0を配置する。パッキング部121は、基準パックP0に接するように、新たなパックP1を配置する。このとき、基準パックP0および新たなパックP1の基準位置は、基材2の表面に位置する。パックは、他のパックと交差しないが、パックと基材の表面は交差するように配置される。
 パッキング部121は、図10(b)に示すように、基準パックP0および新たなパックP1に接するように、新たなパックP2を配置する。新たなパックP2の基準位置は、基材2の表面に位置する。さらにパッキング部121は、基準パックP0と既に置かれたパックに接するように新たなパックP3ないしP6を配置する処理を繰り返すと、図10(c)のような配置が得られる。
 図10(c)において、基準パックP0に接する新たなパックを配置できないので、基準パックP0以外のパック(例えばパックP1)を、新たな基準パックとして、パックP1と既存のパック(ここではP2またはP6)に接するように、新たなパックを配置する。
 なお図10に示す例は、基材2の表面が平面である場合である。基材2の表面が曲面である場合、基準パックP0の周りに配置可能なパックの数は5個以下である。
 このように既存のパックに接するようにパックを配置することで、各パックを局所的に密に並べ、計算コストをかけることなく、基材2の全体にパックを密に並べることが可能になる。
 図11を参照して、パッキング部121によるパッキング処理を説明する。
 まずステップS101においてパッキング部121は、1つのパックの基準位置を、基材2の表面に配置する。
 既に配置された各パックについて、ステップS102ないしステップS104の処理を繰り返す。
 ステップS102においてパッキング部121は、既に配置された一つのパックを基準パックと定義する。ステップS103において、基準パックに接するように、新たなパックの基準位置を基材2の表面に設置する。ステップS104においてパッキング部121は、ステップS102で定義した基準パックに接するように、新たなパックを設置可能か否かについて判断する。新たなパックを設置可能な場合、ステップS103において新たなパックを設置する。新たなパックを設置できない場合、ステップS102においてパッキング部121は、新たな基準パックを定義してステップS103ないしステップS104の処理を行う。
 既に配置した各パックに対してステップS102ないしステップS104の処理を行い、既に配置した各パックに対して新たなパックを配置できない場合、ステップS105に進む。ステップS105においてパッキング部121は、ステップS103で配置した各パックの位置を含むパック位置データ112を出力する。
 パッキング部121がパック位置データ112を生成すると、パーティション位置算出部122は、パック位置データを参照して、パーティションP(部品)の位置を特定する。
 パーティション位置算出部122は、各パックにおけるパーティションPの位置を算出して、パーティション位置データ113を生成する。パーティション位置算出部122は、パッキング部121で配置されたパックの位置に従って、パックの基準位置にパーティションPの表面が位置するように、パーティションP(部品)を設置する位置を算出する。本発明の実施の形態においてパックは、パーティションPの最大体積を包含するので、パックの位置を、パーティションPの位置として特定する。より具体的には、パーティション位置算出部122は、図5のパーティションPの各ボロノイ面の交点が、パックの基準位置となるように、パーティションPの位置を算出する。
 図12を参照して、基材2の表面にパックが配置された状態を示す。図12(a)は、基材2の形状を示し、図12(b)は、パックが配置された状態を示す。図12(b)に示すように、パッキング部121により基材2の表面にパックを密に配置することが可能になる。
 パーティション位置算出部122がパーティション位置データ113を生成すると、パーティション形状算出部123が、各パーティションの形状を特定する。
 パーティション形状算出部123は、各パーティションPが設置される位置に従って、パーティションの形状を特定する。パーティションPは、立体形状を有する基材に設けられるので、パーティションPが設置される位置によって、そのパーティションPを視認できる指定方向が限られる。パーティションPは、視認される指定方向に表示するコンテンツの一部を表現するように、その指定方向から視認しやすい面を有する。視認されない指定方向に関する面を有さないことにより、1つのコンテンツを表示するためにより多くのリソースを使うことができ、精細なコンテンツを表示することができる。
 パーティション形状算出部123が、あるセルに設けられるパーティションPの形状を算出する方法を説明する。予め、セルCのサイズ(X軸方向の長さおよびY軸方向の長さ)、指定方向と、指定方向の数(n)が特定される。ここで、セルCは、X軸方向の長さおよびY軸方向の長さが同じ正方形形状を有する。またセルCの対角線上の距離は、2rである。なお、基材2が平面でない場合、仮想球は、基材2の表面に交差するように形成される。
 図5に示すように、セルCの中心Csを中心とする半径rの仮想球を想定する。指定方向から中心Csを観察した際の仮想球との交点を、その指定方向に対応する母点とする。図5に示す例において、中心Csから視点E1を観察する指定方向について、母点T1が決定される。同様に、中心Csから視点E2を観察する指定方向について、母点T2が決定される。中心Csから視点E3を観察する指定方向について、母点T3が決定される。
 各指定方向に対応する母点が決まると、セルC上の空間を、いずれの母点に近いかによって領域分けすることで、立体的なボロノイ図が決定される。この立体的なボロノイ図を、セルCの中心Csを中心とする半径rの仮想球でボロノイ図を切り取った部分が、パーティションPの骨格(中心/芯)となる。
 パーティションPの骨格は、複数の方向の各方向上に仮想的に設けられる母点としたボロノイ図におけるボロノイ面の一部である。
 しかしながら、計算によって得られるパーティションPの骨格は、いわゆる多様体(manifold)で、厚みがなく、造形することができない。そこで、骨格を中心として、指定した距離lの位置に面Mを設ける。面Mは、最も近い骨格までの距離がlとなるように形成される。面Mを含む立体形状が、パーティションPとなる。なお、距離lは、仮想球の半径rに比べて充分に小さい。距離lの値が大きいと、色を与える面の面積が小さくなり視認性が低下する場合があるので、なるべく小さい方が好ましい。距離lの値は、パーティションPを形成する装置(3Dプリンタ)等の性能に依存する。
 ここで、パーティションPに含まれる面Mは、陰関数モデリングを用いて式(1)で表現される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 式(1)で表現されるパーティションPの面Mは、ノンマニフォールドな面である。式(1)においてパーティションPの厚みは2lとなる。3Dプリンタの最小解像度を2lに設定することで、最小の誤差で制作ができる。なお式(1)は集合の記述であるが、実装上は、式(2)をポリゴナイザーにより、三角形メッシュ化する。これにより、生成される個々のパーティションPは水密メッシュを保証する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 なお、具体的なパーティションPの形状は、適宜変更されても良い。例えば、パーティションPに形成される複数の遮蔽部材は、図5に示すように、一体形状に形成されても良いし、個別に形成されても良い。
 またパーティションPの骨格は、複数の方向から表示媒体1を観察した際の視線の交点を含む。図1および図2に示すように、セルCの中心Csに対して、対称に指定方向が設けられる場合、視線の交点は、セルCの中心Csに設けられる。また視線の交点は、複数の方向の各方向上に仮想的に設けられる母点としたボロノイ図におけるボロノイ面の交点となる。換言すると、パーティションPの遮蔽部材は、セルCの中心Csからセル上の空間を放射状に区分するように形成される。
 図13を参照して、パーティション形状算出部123によるパーティション形状算出処理を説明する。図13に示す処理は、1つのパーティションPの形状を算出する処理である。
 ステップS201においてパーティション形状算出部123は、処理対象のセルCの中心Csから半径rの仮想球の位置を算出する。
 パーティション形状算出部123は、各指定方向について、ステップS102の処理を繰り返す。ステップS102において形状特定部21は、処理対象の指定方向からセルCを観察した視線と、ステップS101で算出した仮想球の交点を、母点として算出する。各指定方向について母点が算出されると、ステップS203に進む。
 ステップS203においてパーティション形状算出部123は、ステップS202で算出した各母点に対するボロノイ面を算出する。ステップS204においてパーティション形状算出部123は、ステップS203で算出されるボロノイ面のうち、ステップS201で算出した仮想球内の形状を、処理対象のセルCに設けられるパーティションPの骨格として特定する。ステップS203で算出したボロノイ面を、ステップS201で算出した仮想球で切り取った内側が、パーティションPの骨格となる。
 ステップS205においてパーティション形状算出部123は、ステップS204で算出されたパーティションPの骨格に対して厚みを設けて、パーティションPの形状を特定する。ここでは、ステップS204で特定されたパーティションPの骨格から所定距離離れた位置の集合を、パーティションPの形状として特定する。特定されたパーティションの形状は、パーティション形状データ114として出力される。
 パーティション形状算出部123は、各パーティションPの形状を特定するパーティション形状データ114を生成する。
 (検証部)
 検証部130は、算出部100によって算出されたパーティションPの位置および形状について、3Dプリンタが表示媒体1の形状を認識可能であるか否かを検証する。また検証部130は、3Dプリンタが表示媒体1の形状を認識できるように、パーティションPの位置を変更する。
 算出部100は、パーティションPを包含するパックを定義し、パックを密に並べて各パーティションPの位置を決定した後、各パーティションPの形状を特定する。従って、パーティションP同士が接し、パーティションPの外縁が交差する場合が生じる。パーティションPの外縁が交差すると、表示媒体1の水密性が担保できず、3Dプリンタが表示媒体1の表面形状を把握できない。
 そこで検証部130は、個々のパーティションPが独立するように、他のパーティションPと交差するパーティションPの位置を変更して、パーティションP同士の交差を解消する。これにより検証部130は、3Dプリンタで表示媒体1を形成することが可能なパーティションPの位置に更新することで、表示媒体1の表面形状を特定可能にする。
 検証部130は、パーティション位置データ113、パーティション形状データ114、交差データ131、交差特定部141および変更部142を備える。
 パーティション位置データ113およびパーティション形状データ114は、算出部100によって生成されたデータである。
 交差データ131は、交差特定部141によって生成されるデータであって、表示媒体1が備える複数のパーティションPの位置および形状から、他のパーティションPと交差するパーティションPを特定するデータである。
 交差特定部141は、パーティションPをパーティション位置データ113で特定された位置に追加する場合、他のパーティションPの形状と交差するパーティションPを特定する。交差特定部141は、個々のパーティションPの位置および形状を特定し、他のパーティションと交差するパーティションPを特定し、交差データ131に記憶する。
 変更部142は、他のパーティションPと交差すると特定されたパーティションPを追加する位置を、他のパーティションPの形状と交差しない位置に変更する。変更部142は、交差すると特定されたパーティションPから所定範囲以内において、他のパーティションPと交差しない位置を探しても良いし、基材2の表面のいずれかで探しても良い。本発明の実施の形態においてパーティションPは、その設置位置と指定方向との関係から形状が特定されるので、変更後の位置においても指定方向との関係が大きく崩れない位置に、変更されることが好ましい。
 変更部142は、特定されたパーティションPを追加する位置がない場合、他のパーティションと交差すると特定されたパーティションPを削除する。変更部142は、パーティション位置データ113およびパーティション形状データ114から、削除対象のパーティションPのデータを削除する。
 (生成部)
 生成部150は、基材2の形状と、各パーティションP(部品)を追加する位置および各パーティションP(部品)の形状の和集合演算により、表示媒体1(モデル)の形状データ12を生成する。各パーティションの位置は、パーティション位置データ113によって特定され、パーティション位置算出部122で算出された位置、または変更部142による変更後の位置である。
 基材2に対して各パーティションPの形状を追加して、和集合を計算する場合、パーティションPの数に従って追加する処理が発生するので、計算コストが高い。そこで生成部150は、各パーティションPの形状の和集合を予め算出し、基材2の形状との和集合をさらに算出する。これにより、基材2にパーティションPを追加する処理の回数が1回となり、計算コストを抑えることができる。
 生成部150が生成した形状データ12は、基材2に複数のパーティションPが備えられた表示媒体1の形状のデータである。このときパーティションPは、その設置位置を視認できる指定方向に対する面を有し、この面で、指定方向に表示するコンテンツの一部の色を表現する。
 (形状特定方法)
 図14を参照して、形状特定部21による形状特定方法を説明する。
 まずステップS1において算出部100は、パッキング部121により、基材2の表面に、パーティションPを包含するパックを密に配置する。この処理は、図11を参照して説明した通りである。
 ステップS2において算出部100は、パーティション位置算出部122により、ステップS1で配置したパック中にパーティションPを配置し、そのパーティションの位置を特定する。ステップS3において算出部100は、パーティション形状算出部123により、ステップS2で算出したパーティションPの位置に応じて、パーティションPの形状を算出する。この処理は、図13を参照して説明した通りである。
 パーティションPの位置および形状が算出されると、ステップS4において検証部130は、交差特定部141によって、他のパーティションPと交差するパーティションPを特定する。ステップS5において検証部130は、変更部142によって、他のパーティションPと交差するパーティションPの位置を変更し、交差を解消する。
 ステップS6において生成部150は、基材2の形状、ステップS2またはステップS5で特定したパーティションの位置、およびステップS3で特定したパーティションPの形状に従って表示媒体1の形状データ12を生成する。
 このように生成された形状データ12は、表示媒体1の水密性が担保され、3Dプリンタが表示媒体1の形状を把握することができる。
 (色決定部)
 本発明の実施の形態において、表示媒体1の表面は、複数のサブセルLに仮想的に区分され、そのサブセルLにコンテンツを表現する色が着色される。パーティションPの表面のみならず、パーティションPの設置面を除く基材2の表面に、サブセルLが設けられる。
 色決定部23は、まず、複数の方向のそれぞれから視認されるサブセルLを特定する。色決定部23は、各サブセルLについて、各指定方向から見えるか否かを判定する。さらに色決定部23は、下記の式(3)で示すように、複数の方向のそれぞれから視認されるサブセルLのそれぞれの色で形成される色が、複数の方向の各方向に対応するコンテンツのパーティションPの部分の色に近くなるように、サブセルLに与える色を決定する。
 色決定部23は、各指定方向に対して表示する各目標画像における、処理対象のセルの色値を特定する。指定方向からパーティションPを観察した際に視認できるサブセルLの色の混合が、その指定方向に対応する目標画像における、処理対象のセルの色値になるように、そのセルの各サブセルLの色を決定する。各指定方向について同様の処理を繰り返し、処理対象のセルの各サブセルLの色を最適化する。また色決定部23は、表示媒体1の各サブセルに与える色を同様に算出する。
 色決定部23は、最適化された各サブセルLの色を特定する色値データ14を生成する。色値データ14は、表示媒体1の各セルCに設けられる各サブセルLの色を特定する。色決定部23は、生成した色値データ14を記憶装置10に記憶する。
 なお、本発明の実施の形態に係る表示媒体1は、指定方向に対して良好なコンテンツを表示することができるが、指定方向から少し離れた場合でも、コンテンツを表示することが可能である。例えば、指定方向から離れるものの、他の指定方向には遠い場合、指定方向に対して表示するコンテンツが若干変形して表示される。このようなコンテンツにおける変形が少ない場合、またはコンテンツの認識において影響の少ない範囲での変形の場合、ユーザは、変形したコンテンツであっても、コンテンツの意味内容を理解することが可能となる。
 一方、例えば、ボロノイ面上から表示媒体1を視認するなど、いずれの指定方向からも遠い方向から表示媒体1を視認する場合、ユーザが視認できるコンテンツは、表示媒体1が意図するコンテンツとは異なり、コンテンツからユーザに意味内容を認識させることができない場合が多い。
 また本発明の実施の形態において、基材2上に、コンテンツの色が設けられる場合を説明するが、これに限られない。例えば、基材2に色を設けず、パーティションPの表面のみにコンテンツの色が与えられても良い。
 図1ないし図2に示すように、パーティションPを形成する面は、複数のサブセルLに仮想的に区分される。パーティションPのうち、複数の指定方向のうちの少なくとも1つの指定方向から見える部分が、複数のサブセルLに区分される。各サブセルLに、コンテンツを表現する色が与えられる。各サブセルLは、視覚的に区分される必要はなく、仮想的な区分でも良い。例えば、隣接するサブセルLに同じ色が与えられ、サブセルLが視覚的に区別されなくても良い。
 なお図5に示す複数のサブセルLは、説明上、互いに離れているが、隣接するように形成されるのが好ましい。また図5に示すサブセルLの厚さは視認性を向上させるために大きく記載したものであって、これに限るものではない。図示しないが、本発明の実施の形態において、図5に示す基材2上にも、サブセルLが設けられる。
 サブセルLの大きさは、視点からの距離に対して充分小さい。視点は、並置加法混色が成り立つ程度離れた場所に設けられる。
 サブセルLは、表示媒体1の表面を区分する領域である。サブセルLは、図1-2等に示すように、パーティションPの表面をメッシュ状に分割した際の交点に対応する領域である。サブセルLは、メッシュで区切られた際の交点を頂点とする領域でも良いし、交点を中心とする領域でも良い。
 表示媒体1の表面に与えられる色を算出する方法を説明する。
 まず、指定方向ごとに、指定方向から視認されるサブセルLが特定される。ここで、各指定方向から表示媒体1をレンダリングすることで、その指定方向から見えるサブセルLと、見えないサブセルLが特定される。表示媒体1が想定する各指定方向について、その指定方向から見えるサブセルLと、見えないサブセルLが特定される。
 次に、各サブセルLに与えられる色を特定する方法を説明する。各指定方向から視認されるサブセルLで、各指定方向に対応するコンテンツのそのサブセルLが位置するセルの色値を表現できるように、各サブセルLの色値を決定する。このとき、並置加法混色により、指定方向から視認される複数のサブセルLで、コンテンツの色値が表現できれば良い。
 具体的には、式(3)により、指定方向から見たセルの色Acが、その指定方向に対応するコンテンツの処理対象のセルの色Bとの差が近くなるように、各サブセルLの色を決定する。セルの色Acは、指定方向から視認できる各サブセルLに与えられる色の混色により表現される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 なお、各サブセルLの色は、例えば、RGB(Red、Green、Blue)、CMY(Cyan、Magenta、Yellow)等の色の3原色で表した際の3つのパラメータの行列で表されても良い。
 このように1つのセルについて、各サブセルLの色が決定されると、他のセルについても同様に、各サブセルLの色が決定される。また基材2の表面に、セルが配置されない領域がある場合、色決定部23は、その領域についてもサブセルLを設定して、上記と同様に、そのサブセルLに与えられる色を算出しても良い。
 このように形成および着色されたセルが、配置されることにより、表示媒体1は、各指定方向に対して異なるコンテンツを表示することができる。
 本発明の実施の形態に係る表示媒体1は、パーティションPは、パーティションPが設けられるセルの面積を増やして、指定方向に対応するコンテンツの一部を表現するので、広色域かつ高輝度な複数のコンテンツを表示することができる。
 図15を参照して、色決定部23による色特定処理を説明する。図15に示す例は、一つのセルにおける基材2およびパーティションPの表面のサブセルLの色を決定する処理である。
 ステップS301において色決定部23は、処理対象のセルCの表面を、複数のサブセルLに区分する。
 ステップS301で区分された各サブセルLおよび各指定方向について、ステップS302の処理が実行される。ステップS202において色決定部23は、処理対象のサブセルLが、処理対象の指定方向から見えるか否かを判定する。各サブセルLおよび各指定方向についてステップS302の処理が終了すると、ステップS303に進む。
 ステップS303において色決定部23は、各指定方向から見えるサブセルLで、目標となる色値を表現できるように、各サブセルLの色を設定する。ここで、目標となる色値は、各指定方向に表示する各コンテンツの色値うち、処理対象のセルで表現する色値である。目標となる色値は、指定方向毎に設けられる。各指定方向から見える各サブセルLの色の混色が、各指定方向に表示するコンテンツの処理対象のセルの色値に近くなる要件を満たすように、色決定部23は、セルCの表面の各サブセルLの色値を最適化する。
 このように、処理装置3が式(1)および式(3)に基づいて、各セルのパーティションPの形状と、セルに与える色を算出することにより、表示媒体1が形成される。
 また本発明の実施の形態に係る表示媒体1は、複数の方向に対して、それぞれ異なる意味内容の情報を提供することができるので、限られた領域で、より多くの情報を提供することができる。
 (第1の変形例)
 本発明の実施の形態において、表示媒体1が各指定方向に表示するコンテンツが、静止画である場合を説明したが、これに限らない。例えば、パーティションPの表面が、動画を表示可能なディスプレイで形成され、パーティションの表面を動的に変更できる場合、表示媒体1が各指定方向に表示するコンテンツは、動画でも良い。動画を表示可能なディスプレイは、例えば、液晶ディスプレイまたは有機EL(electro-luminescence)ディスプレイ等である。
 この場合、複数の目標動画のうち、同時に表示する各フレームデータが、目標画像となる。処理装置3は、表示媒体1が表示する動画のうち、各指定方向に同時に表示する各フレームデータが、各目標画像に近くなるように、表示媒体1上の各サブセルLの色を最適化する。
 また本発明の実施の形態に係るサブセルLは、ディスプレイ上に形成される。サブセルLは、ディスプレイを構成する画素または複数の隣接する画素群である。
 (第2の変形例)
 本発明の実施の形態において、表示媒体1が3Dプリンタで形成される場合を説明したがこれに限らない。本発明の実施の形態において表示媒体1の大きさは、3Dプリンタの仕様の制限を受けるが、表示媒体1は任意の大きさに形成されても良い。
 例えば、野球場、コンサート会場、市街地等に設けられる広告掲示板のように、数メートルないし数十メートルの大型のディスプレイに、本願の実施の形態に係る表示媒体1の表示手法を適用することができる。このような大型のディスプレイを複数のセルに区分し、各セルに、複数の指定方向に対応する面を有するパーティションを形成する。これらのパーティションの表面に、指定方向に対応する出力画像を構成する色を与える。
 このような大型のディスプレイに、実施の形態に係る表示手法を適用することにより、より広い範囲のより多くの人に、各人の位置に応じたコンテンツを表示することができる。
 例えば、ホールの中央に設けられた表示媒体は、各方向に対してそれぞれ異なるコンテンツを表示することができる。
 また、市街地に設けられた大型ディスプレイを、道路の案内標識等に活用することができる。大型ディスプレイに対して異なる指定方向に位置する人に対して、それぞれの指定方向に対応する異なる情報を、同時に提供することができる。例えば、大型ディスプレイは、それぞれ異なる指定方向に対する信号を表示することにより、1つのディスプレイで、複数の方向に対応する信号機を実現することが可能になる。
 本発明の実施の形態に係る表示方法は、特定の方向に対して情報を提供することが可能である。例えば本発明の実施の形態に係る表示媒体を複数の車線が混在する交差点に設けることにより、表示媒体は、それぞれの車線を特定して信号を表示することができる。これによりその交差点に進入する運転者は、自分の車線への信号表示と他の車線への信号表示とを取り違えるような誤認を、防ぐことができる。特に本発明の実施の形態に係る表示媒体1は、立体形状を有するので任意の方向にコンテンツを表示することが可能である。表示媒体1は、交差点等の各方向に位置する人が視認する場所に設置されるのは好適である。
 また本発明の実施の形態において、表示媒体が人の目で直接視認できるコンテンツを表示する場合を説明したが、これに限られない。表示媒体の出力画像が、カメラによって撮影され、人が、その撮影画像を介してコンテンツを認識しても良い。表示媒体が巨大な場合、例えば、ドローン等の空中撮影を介して、人はコンテンツを認識しても良い。
 (第3の変形例)
 本発明の実施の形態に係る表示媒体を、裸眼で立体視を提供する技術に適用することも可能である。
 本発明の実施の形態に係る表示媒体は、指定方向に対して異なるコンテンツを表示することができる。第3の変形例に係る表示媒体がコンテンツを表示する指定方向を、表示媒体を視認するユーザの左右の視覚角度の差にあわせる。表示媒体は、右眼の指定方向に対して、ユーザが立体視を認識可能な右目用のコンテンツを表示するとともに、左眼の指定方向に対して、左目用のコンテンツを表示する。
 このように第3の実施の変形例にかかる表示媒体は、裸眼3Dに適用されても良い。
 (適用例)
 図16ないし図21を参照して、本発明の実施の形態に係る表示媒体1を用いる適用例を説明する。
 適用例に係る表示媒体1が表示するコンテンツは、表示媒体1が設置されない状態で所定の方向上の視点から表示媒体1が設置される位置を観察した視界のうち、表示媒体1が設置される部分の画像データである。適用例においてコンテンツは、表示媒体1を設置する予定の位置を含む視界のうち、表示媒体1を設置する部分の画像データである。表示媒体1がコンテンツを表示する各指定方向について、その方向から観察した視界を表示媒体1が表示する。これにより、表示媒体1は、表示媒体1が存在しない状態における背景を表示するので、表示媒体1が透明または存在しないような演出が可能となる。
 図16を参照して、適用例に係るコンテンツである入力画素値データ13を生成する処理を説明する。図16に示す例において、視界画像データ群15、形状データ12および入力画素値データ13は、記憶装置10に記憶される。取得部25は、処理制御装置20に備えられる。
 視界画像データ群15は、指定方向上の視点から表示媒体1が設置される予定の位置を見たときの、表示媒体1が設置されない状態を観察した視界の画像データ群である。ここで、指定方向は、設置される表示媒体1を起点として、表示媒体1を視認する視点方向を通る方向である。表示媒体1が設置されない状態は、コンテンツを表示する表示媒体1が設置される前の状態である。視界画像データ群15の各画像データは、表示媒体1の外観を含まない。視界画像データ群15は、指定方向毎の、視界の画像データを含む。
 形状データ12および入力画素値データ13は、図8を参照して説明した通りである。適用例において形状データ12は、指定方向毎に、その指定方向上の視点から表示媒体1を視認した際の表示媒体1の形状を、レンダリング等により特定可能なデータである。適用例において入力画素値データ13は、表示媒体1がコンテンツを表示する指定方向と、表示媒体1が設置されない状態で所定の方向(指定方向)上の視点から表示媒体1が設置される位置を観察した視界のうち、表示媒体1が設置される部分の画像データを対応づけるデータである。ある指定方向についての入力画素値データ13は、例えば、その指定方向上に設けられた視点から、表示媒体1が設置される位置を観察した視界から、表示媒体1の形状部分が切り出されて生成される。
 取得部25は、表示媒体1が設置されない状態で、複数の方向上の視点のそれぞれから表示媒体1が設置される位置を観察した視界のうち、表示媒体1が設置される部分の各画像データを、取得する。取得部25は、複数の方向に対応する各画像データを、入力画素値データ13とする。色決定部23は、入力画素値データ13を参照して、各パーティションPの各サブセルに与える色を決定する。
 取得部25は、例えば、表示媒体1の指定方向上の視点から、表示媒体が設置される位置を観察した視界から、表示媒体1の形状部分を切り出す。取得部25は、各指定方向について、表示媒体1の形状部分を切り出した画像データを生成して、入力画素値データ13を生成する。
 図17ないし19を参照して、取得部25の処理を説明する。図18ないし図19において指定方向は、仰俯角0度かつ方位角0度、45度、90度、135度、180度、225度、270度および315度の8方向と、仰角90度の1方向の合計9方向である。
 取得部25は、表示媒体1を設置する位置に、360度撮影可能な全天球カメラを設置して、極座標画像データを取得する。極座標画像データは、表示媒体1を設置する位置からの全天球に対して、光の波長の分布を特定する。取得部25は、極座標画像データに対して、図17に示すように、仰俯角θと方位角αを対応づける。
 取得部25は、図17に示す画像から、各視点から見た表示媒体1が設置される位置を含む範囲を切り出す。範囲は、例えば画角39.6度など、画角で特定される。各視点は、表示媒体1が表示可能な指定方向上に設けられる。ここで指定方向は、仰俯角θと方位角αで特定される。これにより、取得部25は、図18に示すように、指定方向毎の画像データを生成する。
 なお、本発明の実施の形態において、全天球カメラで撮影した極座標画像データから、指定方向毎の画像データを生成するが、これに限らない。例えば、表示媒体1の指定方向上の視点から、表示媒体1が設置される方向を撮影して、指定方向毎の画像データを生成しても良い。
 取得部25は、図19の各図に示すように、指定方向の画像データのうち、表示媒体1が設置される部分を特定する。このとき、表示媒体1の向きと画像データに対応する指定方向に従って、表示媒体1が設置される部分が特定される。具体的には、図19に示す各図において、表示媒体1の形状は異なる。取得部25は、各指定方向の画像データから、表示媒体1が設置される部分を切り出して、入力画素値データ13を生成する。
 ここで、表示媒体1上の点pに設けられるパーティションPの形状を説明する。表示媒体1のn個の指定方向を、極座標(θe1,φe1),・・・(θen,φen)とする。この極座標(θe1,φe1),・・・(θen,φen)は、直交座標(ex1,ey1,ez1),・・・(exn,eyn,ezn)に変換される。このとき、Eをeの集合として、表示媒体1上のある点pに設けられるパーティションPの形状は、ある点pから各指定方向eに距離r移動した位置に設けられる各母点により特定される。各指定方向eに距離r移動した位置に設けられる母点の集合Tは、T={p+re,p+re,p+re|(e,e,e)∈E}で表現される。パーティションPの形状は、各指定方向について算出された母点群から、ボロノイ図を特定し、特定されたボロノイ図を球形などの所定の形状で切り抜いて特定される。
 このように入力画素値データ13を特定することにより、表示媒体1は、表示媒体1が存在しない状態における背景を表示し、表示媒体1が透明または存在しないような演出が可能となる。
 表示媒体1が設置する位置に対する光源の位置および表示媒体1の形状などにより、表示媒体1の全体が明るく照らされない場合がある。例えば図20に示すように、表示媒体1の表面のうち、直接光が照らされる部分は明るくなり、間接光のみが当たる部分または光が当たらない部分は暗くなる。
 そこで、取得部25は、表示媒体1の表面における光の照射状況を考慮して、表示媒体1が設置される部分の各画像データの色を調節する調整部26を備えても良い。調整部26は、表示媒体1を予定する位置に置いた状態を、各視点から表示媒体1を観察して得られる輝度を取得する。調整部26は、取得した輝度が目標輝度になるように、各視点に対応する画像データの輝度を調整する。取得部25は、調整後の画像データに従って、入力画素値データ13を生成する。色決定部23は、入力画素値データ13を参照して、パーティションPの各サブセルに与える色を決定する。
 調整部26は、画像データにおける各画素について、目標輝度になるように、各画素の輝度を調整しても良い。
 ある指定方向上の視点に対応する画像データのある画素について説明する。ある画素の目標輝度をlとして、この画素に対応する表示媒体1上の位置で観察された輝度をlとする。この画素において、目標輝度に対して不足する輝度の割合は、l/lとなる。目標輝度は、例えば、各視点に対応する表示媒体1部分を切り出した画像データの画素の輝度である。この画素で表現する目標の色、具体的には画素データ上の色をCとすると、調整後の画素の色cは、C*l/lとなる。調整部26は、各指定方向についての画像データの各画素について輝度を調整して、入力画素値データ13を生成する。
 このように入力画素値データ13を生成することにより、調整部26は、表示媒体1を設置する位置にあわせて輝度を調整し、表示媒体1が表示する色を背景の色により馴染むように調整することができる。表示媒体1は、より精度高く、透明または存在しないような演出を可能とする。
 図21を参照して、取得部25による取得処理を説明する。表示媒体1がコンテンツを表示する各指定方向について、ステップS401ないしステップS405の処理を繰り返す。
 まずステップS401において取得部25は、対象の指定方向上の視点から見た視界画像データを取得する。ステップS402において取得部25は、形状データ12から対象の方向から見た表示媒体の形状をレンダリングする。ステップS403において取得部25は、ステップS401で取得した視界画像データから、ステップS403で特定した表示媒体1の形状部分を切り出して、目標画像データを生成する。ステップS404において取得部25は、表示媒体1が設置された場合の表示媒体1の表面の輝度が目標輝度になるように、ステップS403で生成した目標画像データの各画素の輝度を、調整する。
 表示媒体1がコンテンツを表示する各指定方向について、ステップS401ないしステップS405の処理が終了すると、取得部25は、ステップS405において、入力画素値データ13を生成する。
 このように表示媒体1が適用例に係るコンテンツを表示することにより、表示媒体1が透明または存在しないような演出が、可能となる。
 (その他の実施の形態)
 上記のように、本発明の実施の形態、その変形例1ないし3および適用例によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなる。
 例えば、本発明の実施の形態に記載した処理装置は、図8に示すように一つのハードウエア上に構成されても良いし、その機能や処理数に応じて複数のハードウエア上に構成されても良い。また、他の機能も実現する既存の処理システム上に実現されても良い。
 本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
 1 表示媒体
 2 基材
 3 処理装置
 10 記憶装置
 11 条件データ
 12 形状データ
 13 入力画素値データ
 14 色値データ
 15 視界画像データ群
 20 処理制御装置
 21 形状特定部
 22 形状出力部
 23 色決定部
 24 出力部
 25 取得部
 26 調整部
 30 入出力インタフェース
 100 算出部
 111 パックデータ
 112 パック位置データ
 113 パーティション位置データ
 114 パーティション形状データ
 121 パッキング部
 122 パーティション位置算出部
 123 パーティション形状算出部
 130 検証部
 131 交差データ
 141 交差特定部
 142 変更部
 150 生成部
 A 空間
 B 遮蔽部材
 C セル
 Cs 中心
 L サブセル
 P パーティション
 T 母点

Claims (6)

  1.  複数の方向に、それぞれ異なるコンテンツを表示する表示媒体であって、
     立体形状を有する基材と、
     前記基材の表面に、前記基材の表面上の空間を複数の方向毎に放射状に区分する面を有するパーティションを備え、
     前記複数の方向のうち所定の方向から前記表示媒体を観察した際に露出する部分に、前記所定の方向に対応するコンテンツの色が与えられ、
     前記コンテンツは、前記表示媒体が設置されない状態で前記所定の方向上の視点から前記表示媒体が設置される位置を観察した視界のうち、前記表示媒体が設置される部分の画像データである
     表示媒体。
  2.  前記パーティションは、前記複数の方向のうち、当該パーティションが視認される方向毎に、前記基材の表面上の空間を放射状に区分する面を有する
     請求項1に記載の表示媒体。
  3.  前記パーティションは、前記立体形状の表面に設けられるセルに形成され、
     前記パーティションの骨格は、前記方向と前記セル上の点を結ぶ線上に仮想的に設けられる点を母点としたボロノイ図におけるボロノイ面の一部を含む
     請求項1に記載の表示媒体。
  4.  請求項1に記載の表示媒体に与えられる色を算出する処理装置であって、
     前記表示媒体の表面は、複数のサブセルに仮想的に区分され、
     前記複数の方向のそれぞれから視認されるサブセルを特定し、
     前記表示媒体が設置されない状態で、前記複数の方向上の視点のそれぞれから前記表示媒体が設置される位置を観察した視界のうち、前記表示媒体が設置される部分の各画像データを、取得する取得部と、
     前記複数の方向のそれぞれから視認されるサブセルのそれぞれの色で形成される色が、前記複数の方向の各方向に対応する前記画像データの部分の色に近くなるように、前記サブセルに与える色を決定する色決定部
     を備える処理装置。
  5.  請求項1に記載の表示媒体に与えられる色を算出するプログラムであって、
     前記表示媒体の表面は、複数のサブセルに仮想的に区分され、
     前記複数の方向のそれぞれから視認されるサブセルを特定し、
     コンピュータを、
     前記表示媒体が設置されない状態で、前記複数の方向上の視点のそれぞれから前記表示媒体が設置される位置を観察した視界のうち、前記表示媒体が設置される部分の各画像データを、取得する取得部と、
     前記複数の方向のそれぞれから視認されるサブセルのそれぞれの色で形成される色が、前記複数の方向の各方向に対応する前記画像データの部分の色に近くなるように、前記サブセルに与える色を決定する色決定部
     として機能させるプログラム。
  6.  請求項5に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
PCT/JP2022/021904 2021-06-14 2022-05-30 表示媒体、処理装置、プログラムおよびプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 WO2022264793A1 (ja)

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