画像処理システム、画像処理方法、およびプログラム
【課題】光の照射角度に応じて見え方の異なる、粒状物群を内包するサンプルを表現することが可能な、画像処理システム、画像処理方法、およびプログラムを提供する。
【解決手段】光輝材群を含む塗料が塗布されたサンプルを、サンプルに対する光の照射角度および撮像器の受光角度を変化させて撮像して得られる各画像データから、光輝材群の分布を表す基礎データをそれぞれ生成し、これらを少なくともサンプルに対する光の照射角度の条件と対応づけて記憶手段に記憶させておいて、仮想３次元空間５１に配置される３次元モデル５５の表面の部分領域５７ごとに、部分領域５７内の代表位置に対する仮想的な光の照射角度θＩが上記条件を満たす基礎データを適用して、光輝材群の分布を表す画像を部分領域５７の画像として生成する。
【解決手段】光輝材群を含む塗料が塗布されたサンプルを、サンプルに対する光の照射角度および撮像器の受光角度を変化させて撮像して得られる各画像データから、光輝材群の分布を表す基礎データをそれぞれ生成し、これらを少なくともサンプルに対する光の照射角度の条件と対応づけて記憶手段に記憶させておいて、仮想３次元空間５１に配置される３次元モデル５５の表面の部分領域５７ごとに、部分領域５７内の代表位置に対する仮想的な光の照射角度θＩが上記条件を満たす基礎データを適用して、光輝材群の分布を表す画像を部分領域５７の画像として生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理システム、画像処理方法、およびプログラムに関し、特に、仮想３次元空間に配置される３次元モデルの表面に画像を表示する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車体などの塗装色を、コンピュータによって表示装置の画面上に表現する技術が知られている。例えば、アルミ粉などの光輝材を含むメタリック系塗装では、光の照射角度や視点の受光角度によって見え方（特に明るさ）が異なることから、特許文献１には、メタリック系塗装からの反射光を受光角度を変化させて測定した、受光角度毎の分光反射率に基づいてメタリック系塗装の塗装色を再現する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平９−３３３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、光輝材を含むメタリック系塗装のような、粒状物群を内包するサンプルにおいては、観察距離が近い場合などに、個々の粒状物による光の反射が観察されるようになる。また、光の照射角度に応じて、個々の粒状物により反射される光の方向などがそれぞれに変化し、その結果、サンプルの見え方が異なってくる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１のように、受光角度毎の分光反射率に基づいて塗装色を巨視的に再現する技術では、個々の粒状物による光の反射を表現することができない。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みて為されたものであり、光の照射角度に応じて見え方の異なる、粒状物群を内包するサンプルを表現することが可能な、画像処理システム、画像処理方法、およびプログラムを提供することをその目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の画像処理システムは、光の照射角度に応じて見え方の異なる、粒状物群を内包するサンプルを表現するための複数の基礎データを、少なくとも前記サンプルに対する光の照射角度の条件と対応づけて記憶する記憶手段と、仮想３次元空間に配置される３次元モデル表面の部分領域ごとに、該部分領域内の代表位置に対する仮想的な光の照射角度が前記条件を満たす前記基礎データを適用して、前記部分領域の画像を生成する描画手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の画像処理方法は、コンピュータを用い、光の照射角度に応じて見え方の異なる、粒状物群を内包するサンプルを表現するための複数の基礎データを、少なくとも前記サンプルに対する光の照射角度の条件と対応づけて記憶手段に記憶させ、仮想３次元空間に配置される３次元モデル表面の部分領域ごとに、該部分領域内の代表位置に対する仮想的な光の照射角度が前記条件を満たす前記基礎データを適用して、前記部分領域の画像を生成する、ことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のプログラムは、光の照射角度に応じて見え方の異なる、粒状物群を内包するサンプルを表現するための複数の基礎データを、少なくとも前記サンプルに対する光の照射角度の条件と対応づけて記憶する記憶手段、および、仮想３次元空間に配置される３次元モデル表面の部分領域ごとに、該部分領域内の代表位置に対する仮想的な光の照射角度が前記条件を満たす前記基礎データを適用して、前記部分領域の画像を生成する描画手段、としてコンピュータを機能させることを特徴とする。コンピュータは、例えばパーソナルコンピュータ等である。プログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリカード、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体に格納されても良い。また、プログラムは、例えばインターネット等の通信路を介して流通させても良い。
【０００９】
上記本発明によると、３次元モデル表面の部分領域毎ごとに、この部分領域に照射される仮想的な光の照射角度が、サンプルに対する光の照射角度の条件を満たす基礎データが適用されるので、光の照射角度に応じて見え方の異なる、粒状物群を内包するサンプルを、３次元モデル表面に表現することができる。
【００１０】
このとき、前記複数の基礎データは、前記粒状物群としての光輝材群を含む塗料が塗布されたサンプルを、該サンプルに対する光の照射角度および撮像手段の受光角度を変化させて撮像した、それぞれの画像データに基づいて生成されるものとしても良い。これによると、光輝材群を含む塗料が塗布されたサンプルを、３次元モデル表面に表現することができる。
【００１１】
また、本発明の画像処理システムは、前記画像データから、前記光輝材群の分布を表す前記基礎データを生成する生成手段を更に備え、前記描画手段が、前記基礎データに基づいて、前記光輝材群の分布を表す画像を、前記部分領域の画像として生成するようにしても良い。これによると、光輝材群の分布を表す画像を、３次元モデル表面に表示することができる。
【００１２】
このとき、前記画像データは、種類の異なる光輝材群をそれぞれ含むサンプル毎に作成され、前記生成手段は、前記サンプル毎の画像データに基づいて、前記種類の異なる光輝材群を所与の比率で配合した場合の分布を表す前記基礎データを生成するようにしても良い。これによると、種類の異なる光輝材群を配合したサンプルの画像データを作成することなく、種類の異なる光輝材群を配合した場合の分布を表す画像を、３次元モデル表面に表示することができる。
【００１３】
本発明の一態様では、前記生成手段は、前記画像データから、前記光輝材群の分布およびそれぞれの姿勢を表す前記基礎データを生成し、前記記憶手段は、前記複数の基礎データを、前記サンプルに対する光の照射角度の条件と対応付けて記憶し、前記描画手段は、前記部分領域内の代表位置に対する仮想的な光の照射角度が前記条件を満たす前記基礎データを適用して、前記光輝材群によるそれぞれの姿勢に応じた前記仮想的な光の反射を計算して得られる画像を、前記部分領域の画像として生成する。
【００１４】
この態様によると、光輝材群によるそれぞれの姿勢に応じた仮想的な光の反射を計算して、部分領域の画像を生成するので、部分領域に照射される仮想的な光の挙動を、実際にサンプルに照射される光の挙動に近づけることができる。
【００１５】
また、本発明の一態様では、前記生成手段は、前記画像データから、前記光輝材群の分布およびそれぞれの明度を表す前記基礎データを生成し、前記記憶手段は、前記複数の基礎データを、前記サンプルに対する光の照射角度および撮像手段の受光角度の条件に対応付けて記憶し、前記描画手段は、前記部分領域内の代表位置に対する仮想的な光の照射角度および視点の受光角度が前記条件を満たす前記基礎データを適用して、前記光輝材群の分布およびそれぞれの明度を表す画像を、前記部分領域の画像として生成する。
【００１６】
この態様によると、部分領域に照射される仮想的な光の照射角度および視点の受光角度が、サンプルに対する光の照射角度および撮像手段の受光角度の条件を満たす基礎データを適用して、光輝材のそれぞれの明度を表す画像を生成するので、部分領域に表示される画像の明度分布を、実際にサンプルを観察した場合の明度分布に近づけることができる。
【００１７】
また、本発明の一態様では、前記記憶手段は、前記それぞれの画像データを、前記複数の基礎データとして、前記サンプルに対する光の照射角度および撮像手段の受光角度の条件に対応付けて記憶し、前記描画手段は、前記部分領域内の代表位置に対する仮想的な光の照射角度および視点の受光角度が前記条件を満たす前記画像データの画像を、前記部分領域の画像とする。
【００１８】
この態様によると、光の照射角度および視点の受光角度に応じたサンプルの実際の見え方を、３次元モデル表面に表現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像処理方法の工程例を表すフローチャートである。この画像処理方法は、サンプルからの反射光を測定する測定工程（Ｓ１）と、レンダリングに利用される基礎データを生成するデータ生成工程（Ｓ２）と、表示装置の画面に車体などの３次元モデルを表示するレンダリング工程（Ｓ３）とを、主要な工程として含んでいる。
【００２１】
このうち、データ生成工程（Ｓ２）及びレンダリング工程（Ｓ３）は、本発明の一実施形態に係る画像処理システムにより実現される。この画像処理システムは、例えばパーソナルコンピュータ等のコンピュータにより構成される。
【００２２】
画像処理システムの構成例を、図２に示す。画像処理システム１は、システム全体の制御を司る制御部２と、通信部３と、液晶ディスプレイなどの表示装置で構成される表示部４と、キーボードやマウスなどで構成される操作部５と、ハードディスクなどで構成される記憶部６と、を含むコンピュータとして構成されている。
【００２３】
制御部２は、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ等の中央演算装置）やＣＰＵの作業領域とされるＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）などを含んで構成される。記憶部６は、制御部２のＣＰＵの動作に必要なプログラムを記憶している。このプログラムは、本発明の一実施形態に係るプログラムである。例えばＣＤ−ＲＯＭ等の情報記憶媒体に格納されていても良いし、例えばインターネット等の通信路を介して取得しても良い。
【００２４】
ここで、制御部２は、本発明の一実施形態に係るプログラムに基づくＣＰＵのソフトウェア的な動作によって、本発明の生成手段および描画手段として機能する。また、制御部２のＲＡＭや記憶部６は、本発明の記憶手段として機能する。
【００２５】
以下、上記図１に示した測定工程（Ｓ１）、データ生成工程（Ｓ２）及びレンダリング工程（Ｓ３）について、それぞれ詳細に説明する。
【００２６】
［測定工程］
図３は、測定工程（Ｓ１）の具体的な工程例を表すフローチャートである。測定工程（Ｓ１）は、サンプルの分光反射率を測定する工程（Ｓ１１、Ｓ１２）と、サンプルを撮像する工程（Ｓ１３）とを含んでいる。
【００２７】
測定工程（Ｓ１）に用いられるサンプルの構成例を、図４に示す。サンプル２０は、複数の光輝材２１（光輝材群）を含む塗料２２を基板２４の表面に塗布した、いわゆるメタリック系塗装のサンプルである。光輝材２１は、アルミニウム粉などの金属粉からなり、塗料２２内に散在している。塗料２２は、透明性を有しており、外部から光輝材２１を観察できるようになっている。
【００２８】
光輝材２１は、塗料２２や基板２４と比して反射率が大きいなど、周囲と比して反射特性が異なることから、光を照射したときの見え方（特に、視点位置が近い場合の見え方）に大きな影響を及ぼす。また、それぞれの光輝材２１の姿勢が異なるため、光の照射角度や視点の受光角度に応じて、それぞれの光輝材２１により反射される光の見え方が異なってくる。
【００２９】
ここで、測定工程（Ｓ１）では、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとに作成されたサンプル群、および塗料に含まれる顔料の種類（Ｂ１〜Ｂｑ）ごとに作成されたサンプル群が、それぞれ測定に供される。
【００３０】
光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）は、例えば、光輝材としてのアルミニウム粉の粒度（大きさ）や表面平滑度など、サンプルの反射特性に影響を与える要素の程度を互いに異ならせて分類したものである。また、アルミニウムとは異なる素材からなる光輝材についても、光輝材の種類に含めて良い。なお、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとのサンプル群のそれぞれには、透明の塗料内に所定量の光輝材が混入されており、また白色基板が用いられている。
【００３１】
なお、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとのサンプル群以外にも、白色基板を用い、光輝材の濃度を数段階に亘ってそれぞれ変化させたサンプル、および、黒色基板を用い、光輝材の濃度を数段階に亘ってそれぞれ変化させたサンプルについても、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとに作成する。以下、これらのサンプルを「予備サンプル群」という。
【００３２】
顔料の種類（Ｂ１〜Ｂｑ）は、塗料の着色に利用される顔料の種類のことである。なお、顔料の種類（Ｂ１〜Ｂｑ）ごとのサンプル群のそれぞれには、塗料内に、所定量の顔料とともに標準的な光輝材が混入されている。
【００３３】
測定工程（Ｓ１）に用いられる測定系の構成例の概略を、図５に示す。この測定系は、サンプル２０に光を照射する光源３１と、サンプル２０からの反射光を受光して、分光反射率を測定する受光器３２と、サンプル２０を撮像する撮像器３３と、を含んでいる。
【００３４】
この撮像器３３は、サンプル２０の一定の広さの領域を撮像できるものであり、サンプル２０からの反射光を受光して、この反射光が為す光学像を撮像する。また、撮像器３３は、その受光方向が、受光器３２の受光方向と一致するように設けられている。
【００３５】
この測定系において、光源３１から照射される光の照射方向と、サンプル２０表面の法線方向とが為す角度θｉを、サンプル２０に対する光の照射角度θｉと定義することができる。また、受光器３２および撮像器３３がサンプル２０からの反射光を受光する受光方向と、サンプル２０表面の法線方向とが為す角度θｏを、サンプル２０に対する受光器３２および撮像器３３の受光角度θｏと定義することができる。
【００３６】
また、この測定系は、光源３１を移動させて、サンプル２０に対する照射角度θｉを変化させる機構（図示せず）を含んでいる。また、受光器３２および撮像器３３を共に移動させて、サンプル２０に対する受光角度θｏを変化させる機構（図示せず）も含んでいる。これにより、この測定系では、光源３１のサンプル２０に対する照射角度θｉと、受光器３２および撮像器３３のサンプル２０に対する受光角度θｏと、を変化させて、反射光の分光反射率を測定することができ、また、反射光が為す光学像を撮像することができる。
【００３７】
以上に説明したサンプル群および測定系を用いて、上記図３に示す測定工程（Ｓ１）の各工程（Ｓ１１〜Ｓ１３）が行われる。
【００３８】
Ｓ１１の工程では、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとのサンプル群のそれぞれについて、照射角度θｉおよび受光角度θｏを変更しながら、照射角度θｉの各角度と受光角度θｏの各角度の組み合わせ毎に、サンプルの分光反射率を測定する。そして、分光反射率のデータを、光輝材別分光反射率データベース１１に格納する。光輝材別分光反射率データベース１１では、図６に示すようなテーブルによって、分光反射率のデータＲｅｆ（θｉ、θｏ、λ）が、測定時の照射角度θｉおよび受光角度θｏと対応づけられる。また、このテーブルは、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとに作成される。
【００３９】
また、Ｓ１１の工程では、予備サンプル群のそれぞれについても分光反射率を測定し、分光反射率のデータを光輝材別分光反射率データベース１１に格納する。これらは、後述する色彩値ＸＹＺおよび隠蔽率ζを算出する際に利用される。
【００４０】
Ｓ１２の工程では、顔料の種類（Ｂ１〜Ｂｑ）ごとのサンプル群のそれぞれについて、照射角度θｉおよび受光角度θｏを変更しながら、照射角度θｉの各角度と受光角度θｏの各角度の組み合わせ毎に、サンプルの分光反射率を測定する。そして、分光反射率のデータを、顔料別分光反射率データベース１２に格納する。この顔料別分光反射率データベース１２でも、図６に示すようなテーブルによって、分光反射率のデータＲｅｆ（θｉ、θｏ、λ）が、測定時の照射角度θｉおよび受光角度θｏと対応づけられる。また、このテーブルは、顔料の種類（Ｂ１〜Ｂｑ）ごとに作成される。
【００４１】
なお、Ｓ１１およびＳ１２の工程において、分光反射率のデータは、測定された分光反射率の強度を基準となる強度で正規化して得られるものである。基準となる強度は、例えば、照射角度θｉを４５度、受光角度θｏを０度の条件で、白色の基板の分光反射率を測定した場合の強度とすることができる。
【００４２】
Ｓ１３の工程では、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとのサンプル群のそれぞれについて、照射角度θｉおよび受光角度θｏを変更しながら、照射角度θｉの各角度と受光角度θｏの各角度の組み合わせ毎に、サンプルを撮像する。そして、撮像により得られる画像データを、光輝材別画像データベース１３に格納する。この画像データは、例えばビットマップ形式などの画像データとすることができる。光輝材別画像データベース１３では、図７に示すようなテーブルによって、画像データＢＭＰ（θｉ、θｏ）が、測定時の照射角度θｉおよび受光角度θｏと対応づけられる。また、このテーブルは、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとに作成される。
【００４３】
なお、上記図５に示したように、測定系では、受光器３２および撮像器３３がサンプル２０に対して同じ受光角度θｏを有し、これらを共に移動させる図示しない機構を含んでいるので、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとのサンプル群のそれぞれについて、分光反射率を測定するＳ１１の工程と、サンプルを撮像するＳ１３の工程は、並行して行うことができる。
【００４４】
［データ生成工程］
図８は、データ生成工程（Ｓ２）の具体的な工程例を表すフローチャートである。また、このフローチャートは、画像処理システム１の動作例を表すものである。
【００４５】
画像処理システム１は、上述の光輝材別分光反射率データベース１１、顔料別分光反射率データベース１２および光輝材別画像データベース１３を、例えばＤＶＤ−ＲＯＭ等の情報記憶媒体やネットワーク等の通信路を介して取得し、これらのデータベース１１〜１３を、自身の記憶部６に構築する。または、外部の記憶装置に構築されたこれらのデータベース１１〜１３を、必要に応じて参照するようにしても良い。
【００４６】
Ｓ２１の工程では、命題配合δがユーザによって設定される。命題配合δとは、塗料に含める光輝材および顔料の配合比であり、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとの濃度（ＸＡ１（％）〜ＸＡｐ（％））および顔料の種類（Ｂ１〜Ｂｑ）ごとの濃度（ＹＢ１（％）〜ＹＢｑ（％））を含んで表される。
【００４７】
Ｓ２２の工程では、命題配合δにおける反射光の色彩値ＸＹＺを、光輝材別分光反射率データベース１１および顔料別分光反射率データベース１２に格納されている分光反射率のデータに基づいて算出する。この色彩値ＸＹＺの算出は、命題配合δに含まれる光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）および顔料の種類（Ｂ１〜Ｂｑ）に対応する分光反射率のデータをそれぞれ読出して、これらを命題配合δが表す配合比に応じて平均的に合色する技術である。この技術は、特開平１０−３１０７２７号公報などに開示されている公知の技術であるので、詳細な説明は省略する。なお、色彩値ＸＹＺは、例えばＸＹＺ表色系に基づく値として算出することができる。
【００４８】
また、反射光の色彩値ＸＹＺは、照射角度θｉの各角度と受光角度θｏの各角度の組み合わせ毎に算出されて、色彩値データベース３５に格納される。この色彩値データベース３５は、画像処理システム１の記憶部６に構築される。また、色彩値データベース３５では、図９に示すようなテーブルによって、色彩値ＸＹＺが照射角度θｉおよび受光角度θｏと対応づけられる。ここで、色彩値ＸＹＺと対応付けられた照射角度θｉおよび受光角度θｏは、後述するレンダリング工程（Ｓ３）で色彩値ＸＹＺを読出すための条件となる。なお、色彩値ＸＹＺを、照射角度θｉの各角度をそれぞれ含む複数の角度範囲、および受光角度θｏの各角度をそれぞれ含む複数の角度範囲と対応づけて、これらの角度範囲を、色彩値ＸＹＺを読出すための条件としても良い。
【００４９】
Ｓ２３の工程では、命題配合δの場合に光輝材が基板表面を覆う割合を表す隠蔽率ζを算出する。この隠蔽率ζは、光輝材別分光反射率データベース１１に格納されている、予備サンプル群のそれぞれについて測定された分光反射率のデータに基づいて算出される。なお、分光反射率のデータは、サンプルに対する照射角度θｉおよび受光角度θｏが正反射の条件となるものを用いることができる。
【００５０】
隠蔽率ζの算出について、命題配合δに含まれる光輝材が１種類の場合を例に、図１０に示すグラフを用いて説明する。このグラフは、予備サンプル群のそれぞれについて測定された分光反射率のデータに基づいて作成することができる。すなわち、白色基板を用いた、光輝材を含まないサンプルの反射率を１とし、黒色基板を用いた、光輝材を含まないサンプルの反射率を０としたとき、光輝材は白色と黒色の中間の色（例えば、銀色）を有することから、光輝材の濃度が増加するのに伴って、白色基板を用いたサンプルでは反射率が１から漸減していき、黒色基板を用いたサンプルでは反射率が０から漸増していく。そして、基板表面が光輝材により全て覆われた場合には、白色基板を用いたサンプルと黒色基板を用いたサンプルの反射率が同じになる。
【００５１】
ここで、光輝材の濃度が同じである場合、白色基板を用いたサンプルでも、黒色基板を用いたサンプルでも、基板表面が光輝材に覆われている割合は同じであるはずなので、白色基板を用いたサンプルの反射率と黒色基板を用いたサンプルの反射率の差分は、基板表面のうち光輝材に覆われていない領域（両者とも同じ割合）が白色であるか黒色であるかの違いに基づくものである。これにより、この反射率の差分から、基板表面が光輝材に覆われていない割合を求めることができ、ひいては、基板表面が光輝材に覆われている割合である隠蔽率ζを求めることができる。
【００５２】
命題配合δに含まれる光輝材が複数種類の場合については、光輝材が１種類の場合の考え方を応用して求めることができる。すなわち、命題配合δに複数種類の光輝材が含まれているとした場合、各種類について上記図１０に示したグラフを作成し、各種類の光輝材の濃度に対応する、白色基板を用いたサンプルの反射率と、黒色基板を用いたサンプルの反射率とをそれぞれのグラフから読取って、白色基板を用いたサンプルの反射率の総和と、黒色基板を用いたサンプルの反射率の総和との差分に基づいて、命題配合δの場合の隠蔽率ζを求めることができる。
【００５３】
Ｓ２４の工程は、光輝材分布リストの作成工程である。図１１に、光輝材分布リストの作成工程（Ｓ２４）の詳細なフローチャートを示す。
【００５４】
Ｓ２４１の工程では、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）の中から対象となる種類を選択し、光輝材別画像データベース１３から、選択された種類の光輝材に係る、照射角度θｉの各角度と受光角度θｏの各角度の組み合わせ毎に得られている複数の画像データを読出して、それぞれ解析する。
【００５５】
この解析は、画像データの中で、所定以上の明度を有する光輝材を、光を反射している光輝材として、このような光輝材の粒度（大きさ）および傾きを求める。画像データは、例えば図１２に示すように、明度がそれぞれ異なる複数の光輝材の像４２を含む、一定の広さの画像４１を表すデータである。
【００５６】
具体的には、まず、画像データの中で、所定以上の明度を有する画素を「明」、それ以外の画素を「暗」として２値化した画像データを得る。この２値化した画像データでは、所定以上の明度を有する１または複数の光輝材が、「明」画素の集合としてそれぞれ表される。
【００５７】
所定以上の明度を有するか否かは、例えば、画像データ内の各画素の色彩値をＸＹＺ表色系の色彩値に変換し、明度を表す値（Ｙ値）により判断することができる。また、判断の閾値は、例えば、サンプルからの反射光を、正反射の受光角度から所定角度（例えば２５度程度）外れた受光角度で受光した場合の明度とすることができる。この場合の明度は、例えば、光輝材別分光反射率データベース１１に格納されている分光反射率のデータから求めることができる。
【００５８】
次に、２値化した画像データの中で、「明」画素の集合として表されている１または複数の光輝材の粒度（大きさ）をそれぞれ求める。光輝材の粒度は、例えば、光輝材を包含する外接円の大きさとして求めることができる。
【００５９】
また、光輝材別画像データベース１３に格納されている画像データは、サンプルに対して受光角度θｏで撮像されたものであるので、２値化した画像データから求めた光輝材の大きさを、受光角度θｏに応じて補正することが好ましい。具体的には、サンプルに対して受光角度０で撮像した場合（サンプルを真上から撮像した場合）の大きさとなるように、２値化した画像データから求めた光輝材の大きさを、受光角度θｏの余弦関数（ｃｏｓθｏ）で除算することが好ましい。
【００６０】
次に、２値化した画像データの中で、「明」画素の集合として表されている１または複数の光輝材の傾きをそれぞれ求める。光輝材の傾きは、サンプル表面に対する光輝材の傾きを表すものであり、例えば、光輝材で光が正反射されていると仮定して、画像データを撮像した際の照射角度θｉおよび受光角度θｏから求めることができる。この場合、１つの画像データで観察される１または複数の光輝材の傾きは、全て同じとなる。
【００６１】
光輝材の傾きの算出方法を説明する図を、図１３に示す。サンプル２０に対する光源３１の照射角度θｉおよび撮像器３３の受光角度θｏの撮像条件で、光輝材２１による光の正反射が観察された場合、光輝材２１の反射面のサンプル２０表面に対する傾きθｔ（すなわち、光輝材２１の反射面の法線とサンプル２０表面の法線とが為す角度θｔ）は、受光角度θｏと照射角度θｉの差分の２分の１で表すことができる。
【００６２】
Ｓ２４２の工程では、Ｓ２４１の工程で求めた光輝材の粒度（大きさ）および傾きを、照射角度θｉの角度毎にまとめて、照射角度θｉの角度毎の傾きリスト３９を作成する。すなわち、Ｓ２４１の工程では、選択された種類の光輝材に係る、照射角度θｉの各角度と受光角度θｏの各角度の組み合わせ毎に得られている複数の画像データをそれぞれ解析して、光輝材の粒度および傾きを求めているので、求めた光輝材の粒度および傾きの中で照射角度θｉが共通するものをまとめて、照射角度θｉの角度毎の傾きリスト３９を作成する。なお、本実施形態では、傾きリスト３９が光輝材分布リストに相当する。
【００６３】
照射角度θｉの角度毎の傾きリスト３９は、画像処理システム１の記憶部６や制御部２のＲＡＭなどに格納される。傾きリスト３９の内容例を、図１４に示す。この傾きリスト３９では、それぞれの光輝材の大きさおよび傾きが記述されており、またそれぞれの光輝材には番号が振られている。
【００６４】
上記Ｓ２４１およびＳ２４２の工程は、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとに実行され、全種類の実行が完了したら、光輝材分布リストの作成工程が終了する（Ｓ２４３）。これにより、照射角度θｉの角度毎の傾きリスト３９が、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとに作成される。
【００６５】
Ｓ２５の工程は、基礎データの生成工程である。図１５に、基礎データの生成工程（Ｓ２５）の詳細なフローチャートを示す。基礎データは、後述するレンダリング工程（Ｓ３）で光輝材を含むサンプルを表現するために用いられるデータであり、例えば「光輝材性状データ」などと呼ばれる。
【００６６】
なお、以下の工程（Ｓ２５１ないしＳ２５６）は、照射角度θｉの各角度の中から選択された照射角度θｉについて実行され、照射角度θｉの角度毎に基礎データが生成される（Ｓ２５７）。
【００６７】
Ｓ２５１の工程では、命題配合δに応じて、マッピングに使用する光輝材の種類を決定し、選択された照射角度θｉに関して光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとに存在する複数の傾きリスト３９の中から、決定された種類の光輝材に係る傾きリスト３９を読出す。命題配合δには、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとの濃度（ＸＡ１（％）〜ＸＡｐ（％））が含まれており、これらの濃度に対応する確率で、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）の中からマッピングに使用する光輝材の種類を決定する。
【００６８】
Ｓ２５２の工程では、読出した傾きリスト３９から基礎データのマッピングに用いる光輝材の番号をランダムに選択する。
【００６９】
Ｓ２５３の工程では、基礎データの領域内に、選択した番号の光輝材の大きさに応じて、光輝材の範囲をマッピングする。基礎データの領域は、データがマッピングされるマップ単位が配列した、一定の広さを有している。光輝材の範囲のマッピングは、基礎データの領域内の何れかの位置において、光輝材が存在することを表すデータ（例えば「１」）を、光輝材の大きさに応じた範囲に含まれるマップ単位に対してマッピングすることによって行う。このように、光輝材の範囲がマッピングされる基礎データは、分布マップ４６とされる。
【００７０】
Ｓ２５４の工程では、基礎データの領域内に、選択した番号の光輝材の傾きのデータをマッピングする。傾きのデータのマッピングは、基礎データの領域内で、分布マップ４６にマッピングされた光輝材の範囲と同じ範囲に含まれるマップ単位に対して、傾きのデータをマッピングすることによって行う。このように、光輝材の傾きのデータがマッピングされる基礎データは、傾きマップ４７とされる。
【００７１】
Ｓ２５５の工程では、基礎データの領域内に、光輝材の傾きの方向のデータをマッピングする。光輝材の傾きの方向は、０度以上３６０度未満の範囲でランダムに決定される。傾きの方向のデータのマッピングは、基礎データの領域内で、分布マップ４６にマッピングされた光輝材の範囲と同じ範囲に含まれるマップ単位に対して、傾きの方向のデータをマッピングすることによって行う。このように、光輝材の傾きの方向のデータがマッピングされる基礎データは、方向マップ４８とされる。
【００７２】
上記Ｓ２５１ないしＳ２５５の工程は、基礎データの領域内にマッピングされた光輝材の範囲が、隠蔽率ζを満たすまで繰り返される（Ｓ２５６）。すなわち、基礎データの領域内に含まれるマップ単位の総数に対し、データがマッピングされたマップ単位の総数が占める割合が、隠蔽率ζを満たすまで繰り返される。
【００７３】
以上のようにして、選択された照射角度θｉについての分布マップ４６、傾きマップ４７および方向マップ４８が生成される。これらの内容例を、図１６に示す。
【００７４】
分布マップ４６は、傾きリスト３９から選択された光輝材の大きさに応じて、光輝材の範囲がマッピングされていることから、光輝材の粒度分布を反映する。
【００７５】
また、分布マップ４６は、光輝材の範囲がランダムな位置にマッピングされ、これが隠蔽率ζを満たすまで繰り返されることから、光輝材の位置分布を反映する。なお、光輝材の範囲がランダムな位置にマッピングされることから、既にマッピングされている光輝材の範囲の一部または全部が、新たにマッピングされる光輝材の範囲に上書きされる場合があるが、この場合、光輝材の重なり具合を反映することができる。
【００７６】
また、分布マップ４６は、マッピングに使用する光輝材の種類が命題配合δに応じて決定されていることから、命題配合δで複数種類の光輝材を配合した場合の、複数種類の光輝材の粒度分布や位置分布を反映する。
【００７７】
傾きマップ４７および方向マップ４８は、分布マップ４６にマッピングされた光輝材の範囲と同じ範囲に、それぞれ光輝材の傾きの値および傾きの方向の値がマッピングされていることから、各光輝材の姿勢を反映する。
【００７８】
なお、本実施形態の基礎データである分布マップ４６、傾きマップ４７および方向マップ４８は、光輝材の粒度や位置などの分布を表すデータや、光輝材の姿勢などの状態を表すデータがマッピングされたものであり、画像データとは異なるものである。
【００７９】
図１５の説明に戻り、上記Ｓ２５１ないしＳ２５６の工程は、照射角度θｉの角度毎に実行され、全ての角度について実行が完了したら、基礎データの生成工程が終了する（Ｓ２５７）。これにより、分布マップ４６、傾きマップ４７および方向マップ４８が、照射角度θｉの角度毎に生成される。
【００８０】
また、照射角度θｉの角度毎に生成された分布マップ４６、傾きマップ４７および方向マップ４８は、基礎データデータベース４９に格納される。この基礎データデータベース４９は、画像処理システム１の記憶部６に構築される。また、基礎データデータベース４９では、図１７に示すようなテーブルによって、各マップが、照射角度θｉとそれぞれ対応づけられる。ここで、各マップと対応付けられた照射角度θｉは、後述するレンダリング工程（Ｓ３）で各マップを読出すための条件となる。なお、各マップを、照射角度θｉの各角度をそれぞれ含む複数の角度範囲と対応づけて、これらの角度範囲を、各マップを読出すための条件としても良い。
【００８１】
［レンダリング工程］
図１８は、レンダリング工程（Ｓ３）の具体的な工程例を表すフローチャートである。また、このフローチャートは、画像処理システム１の動作例を表すものである。
【００８２】
画像処理システム１において、制御部２のＲＡＭには、仮想３次元空間が構築される。この仮想３次元空間には、光源および視点が設定され、視点から仮想３次元空間を見た様子が表示部４の画面に表示される。
【００８３】
Ｓ３１の工程では、仮想３次元空間に、例えば車両の形状をした３次元モデルが配置される。仮想３次元空間内の状態を、図１９に模式的に示す。仮想３次元空間５１に配置された３次元モデル５５には光源５２から仮想的な光が照射され、また、この３次元モデル５５から反射された仮想的な光が視点５３において観察される。
【００８４】
３次元モデル５５の表面は、一定の広さを有する平面で構成された複数の部分領域５７に分割されている。これら複数の部分領域５７は、例えば、３次元モデル５５の表面を分割するそれぞれのポリゴンに対応させることができる。また、それぞれの部分領域５７内には、その中心等に代表位置が設定されている。
【００８５】
仮想３次元空間５１において、部分領域５７の代表位置に対して照射される仮想的な光の照射方向と、部分領域５７の代表位置での法線方向とが為す角度θＩを、部分領域５７の代表位置に対する仮想的な光の照射角度θＩと定義することができる。また、視点５３が部分領域５７の代表位置からの反射光を受光する受光方向と、部分領域５７の代表位置での法線方向とが為す角度θＯを、部分領域５７の代表位置に対する視点５３の受光角度θＯと定義することができる。
【００８６】
Ｓ３２の工程では、複数の部分領域５７の中から描画対象となる一つの部分領域５７を選択し、選択された部分領域５７の代表位置に対する仮想的な光の照射角度θＩおよび視点５３の受光角度θＯを求める。
【００８７】
Ｓ３３の工程では、求めた仮想的な光の照射角度θＩおよび視点５３の受光角度θＯが、サンプルに対する光の照射角度θｉおよび受光角度θｏに基づく上述の条件（図９参照）を満たす、色彩値ＸＹＺを、色彩値データベース３５から読出し、この色彩値ＸＹＺを描画対象の部分領域５７の色彩値として決定する。
【００８８】
Ｓ３４の工程では、求めた仮想的な光の照射角度θＩが、サンプルに対する光の照射角度θｉに基づく上述の条件（図１７参照）を満たす、分布マップ４６、傾きマップ４７および方向マップ４８を、基礎データデータベース４９から読出し、これらのマップを描画対象の部分領域５７に適用する。これにより、描画対象の部分領域５７内には、１または複数の範囲が光輝材の範囲として含まれ、また、それぞれの光輝材の範囲は、描画対象の部分領域５７とは独立した傾きを持つことになる。
【００８９】
Ｓ３５の工程では、読出した色彩値ＸＹＺおよびマップ４６〜４８を利用して、描画対象の部分領域５７内の画像を生成する。具体的には、描画対象の部分領域５７内の画像は、色彩値ＸＹＺを部分領域５７内の基本の色彩値とした上で、図２０に示すように、部分領域５７内に含まれるそれぞれの光輝材の範囲５９における仮想的な光の反射を計算して生成する。光輝材の範囲５９における仮想的な光の反射は、傾きマップ４７および方向マップ４８にマッピングされている光輝材の傾きおよび方向のデータを用いて計算する。
【００９０】
上記Ｓ３２ないしＳ３５の工程は、３次元モデル５５の表面に含まれる全ての部分領域５７について実行され、これにより、３次元モデル５５の表面全体に亘って、部分領域５７ごとに画像が描画される（Ｓ３６）。
【００９１】
以上に説明した本実施形態によると、部分領域５７内に含まれるそれぞれの光輝材の範囲５９における仮想的な光の反射を、傾きマップ４７および方向マップ４８にマッピングされている光輝材の傾きおよび方向のデータを用いて計算して、部分領域５７の画像を生成するので、部分領域５７に照射される仮想的な光の挙動を、実際にサンプルに照射される光の挙動に近づけることができる。このため、塗料に含まれる個々の光輝材による光の反射を、３次元モデル５５の表面において表現することができる。
【００９２】
また、本実施形態では、サンプルに対する光の照射角度θｉの条件と対応付けて、分布マップ４６、傾きマップ４７および方向マップ４８を、基礎データデータベース４９に記憶させるので、記憶させる基礎データの数を軽減させることができる。
【００９３】
また、本実施形態では、照射角度θｉの角度毎に傾きリスト３９を作成し、また、照射角度θｉの角度毎に分布マップ４６、傾きマップ４７および方向マップ４８を作成している。これは、複数の光輝材が重なり合っている場合に、光を照射する照射角度θｉに応じて、下側（基板側）に位置する光輝材が影に覆われる範囲が変化し、これによって、実際に光が反射される領域の大きさや位置が変化して、サンプルの見え方が異なってくるためである。
【００９４】
［変形例］
以下、本発明の変形例について説明する。なお、上記実施形態と重複する構成および工程については、同番号を付すことで詳細な説明を省略する。
【００９５】
図２１に、光輝材分布リストの作成工程（Ｓ２４）の変形例のフローチャートを示す。
【００９６】
Ｓ７４１の工程では、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）の中から対象となる種類を選択し、光輝材別画像データベース１３から、選択された種類の光輝材に係る、照射角度θｉの各角度と受光角度θｏの各角度の組み合わせ毎に得られている複数の画像データを読出して、それぞれ解析する。
【００９７】
この解析は、画像データの中で、所定以上の明度を有する光輝材を、光を反射している光輝材として、このような光輝材の粒度（大きさ）および明度の値を求める。なお、光輝材の粒度（大きさ）は、上記実施形態と同様にして求めることができる。
【００９８】
具体的には、画像データ内の、所定以上の明度を有する１または複数の光輝材を、所定以上の明度を有する画素の集合として判断し、それぞれの集合について明度の値を求める。この明度の値は、例えば、閾値以上の明度を段階的に区分した値とすることができる。明度は、例えば、画像データ内の各画素の色彩値をＸＹＺ表色系の色彩値に変換し、明度を表す値（Ｙ値）により判断することができる。また、所定以上の明度を有する画素の集合の中に、異なる明度の画素が存在する場合には、集合内の明度の平均を取るようにしても良い。
【００９９】
Ｓ７４２の工程では、画像データから求めた光輝材の粒度（大きさ）および明度の値をまとめた明度リスト６９を作成する。本変形例では、この明度リスト６９が光輝材分布リストに相当する。この明度リスト６９は、それぞれの画像データに対応して複数作成される。すなわち、明度リスト６９は、選択された種類の光輝材について、照射角度θｉの各角度と受光角度θｏの各角度の組み合わせ毎に複数作成される。これらは、画像処理システム１の記憶部６や制御部２のＲＡＭなどに格納される。明度リスト６９の内容例を、図２２に示す。明度リスト６９では、それぞれの光輝材の大きさおよび明度の値が記述されており、またそれぞれの光輝材には番号が振られている。
【０１００】
上記Ｓ７４１およびＳ７４２の工程は、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとに実行され、全種類の実行が完了したら、光輝材分布リストの作成工程が終了する（Ｓ２４３）。これにより、照射角度θｉの各角度と受光角度θｏの各角度の組み合わせ毎の明度リスト６９が、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとに作成される。
【０１０１】
図２３に、基礎データの生成工程（Ｓ２５）の変形例のフローチャートを示す。なお、以下の工程（Ｓ７５４の工程を含む、Ｓ２５１ないしＳ２５６の工程）は、照射角度θｉの各角度と受光角度θｏの各角度の組み合わせの中から選択された組み合わせ（θｉ、θｏ）について実行され、組み合わせ毎に基礎データが生成される（Ｓ７５７）。
【０１０２】
Ｓ７５４の工程では、基礎データの領域内に、選択した番号の光輝材の明度のデータをマッピングする。明度のデータのマッピングは、基礎データの領域内で、分布マップ４６にマッピングされた光輝材の範囲と同じ範囲に含まれるマップ単位に対して、明度のデータをマッピングすることによって行う。このように、光輝材の明度のデータがマッピングされる基礎データは、明度マップ７０とされる。
【０１０３】
分布マップ４６および明度マップ７０の内容例を、図２４に示す。明度マップ７０は、分布マップ４６にマッピングされた光輝材の範囲と同じ範囲に、それぞれ光輝材の明度のデータがマッピングされている。
【０１０４】
上記Ｓ７５４の工程を含む、Ｓ２５１ないしＳ２５６の工程は、照射角度θｉの各角度と受光角度θｏの各角度の組み合わせ毎に実行され、全ての組み合わせについて実行が完了したら、基礎データの生成工程が終了する（Ｓ７５７）。これにより、分布マップ４６および明度マップ７０が、照射角度θｉの各角度と受光角度θｏの各角度の組み合わせ毎に生成され、基礎データデータベース４９に格納される。
【０１０５】
また、基礎データデータベース４９では、図２５に示すようなテーブルによって、各マップが、照射角度θｉおよび受光角度θｏと対応づけられる。ここで、各マップと対応付けられた照射角度θｉおよび受光角度θｏは、レンダリング工程（Ｓ３）で各マップを読出すための条件となる。なお、各マップを、照射角度θｉの各角度をそれぞれ含む複数の角度範囲、および受光角度θｏの各角度をそれぞれ含む複数の角度範囲と対応づけて、これらの角度範囲を、各マップを読出すための条件としても良い。
【０１０６】
図２６は、レンダリング工程（Ｓ３）の変形例を表すフローチャートである。
【０１０７】
Ｓ８４の工程では、求めた仮想的な光の照射角度θＩおよび視点５３の受光角度θＯが、サンプルに対する光の照射角度θｉおよび受光角度θｏに基づく上述の条件（図２５参照）を満たす、分布マップ４６および明度マップ７０を、基礎データデータベース４９から読出し、これらのマップを描画対象の部分領域５７に適用する。これにより、描画対象の部分領域５７内には、１または複数の範囲が光輝材の範囲として含まれ、また、それぞれの光輝材の範囲は、明度を変化させるための情報を持つことになる。
【０１０８】
Ｓ８５の工程では、読出した色彩値ＸＹＺ、分布マップ４６および明度マップ７０を利用して、描画対象の部分領域５７内の画像を生成する。具体的には、描画対象の部分領域５７内の画像は、色彩値ＸＹＺを部分領域５７内の基本の色彩値とした上で、図２７に示すように、部分領域５７内に含まれるそれぞれの光輝材の範囲７９の明度を変化させて生成する。光輝材の範囲７９の明度の変化は、明度マップ７０にマッピングされている明度のデータを用い、例えば、部分領域５７内の光輝材の範囲７９が存在していない位置の明度を基準に、光輝材の範囲７９の明度を変化させる。
【０１０９】
以上に説明した本変形例によると、部分領域５７内に含まれるそれぞれの光輝材の範囲７９の明度を、明度マップ７０にマッピングされている光輝材の明度のデータに応じて変更して、部分領域５７の画像を生成するので、部分領域５７の画像における明度の分布を、実際にサンプルを観察した場合の明度の分布に近づけることができる。これにより、塗料に含まれる個々の光輝材による光の反射を、３次元モデル５５の表面において表現することができる。
【０１１０】
また、本変形例では、部分領域５７内に含まれるそれぞれの光輝材の範囲７９の明度を変更することにより、個々の光輝材による光の反射を表現しているので、レンダリング処理の負担を軽減することができる。
【０１１１】
なお、本発明は、上述の形式に限定されるものでない。例えば、上記実施形態および変形例では、サンプルを撮像して得られる画像データに基づいて、光輝材の分布や状態を表すデータをマッピングした基礎データを生成していたが、これに限らず、サンプルを撮像して得られる画像データを、基礎データとして、３次元モデルの部分領域に貼付するようにしても良い。すなわち、光輝材別画像データベース１３に格納された、それぞれの画像データに対応づけられている照射角度θｉおよび受光角度θｏを（図７参照）、レンダリング工程（Ｓ３）で画像データを読出すための条件とし、レンダリングを行う際に、部分領域５７の代表位置に対する仮想的な光の照射角度θＩおよび受光角度θＯが上記条件を満たす画像データを、光輝材別画像データベース１３から読出して、読出した画像データの画像を部分領域５７の画像とする。これによると、光の照射角度および視点の受光角度に応じたサンプルの実際の見え方を、３次元モデル表面に表現することができる。また、基礎データを生成する処理の負担や、レンダリング処理の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】画像処理方法の工程例を表すフローチャートである。
【図２】画像処理システムの構成例を表すブロック図である。
【図３】測定工程の具体的な工程例を表すフローチャートである。
【図４】光輝材群を含む塗料が塗布されたサンプルの構成例を模式的に表す図である。
【図５】測定系の構成例を概略的に表す図である。
【図６】分光反射率テーブルの内容例を表す図である。
【図７】画像データテーブルの内容例を表す図である。
【図８】データ生成工程の具体的な工程例（画像処理システムの動作例）を表すフローチャートである。
【図９】色彩データテーブルの内容例を表す図である。
【図１０】隠蔽率の算出方法を説明するための図である。
【図１１】データ生成工程に含まれる一部の工程（光輝材分布リストの作成工程）を詳細に表すフローチャートである。
【図１２】画像データの内容例を表す図である。
【図１３】光輝材の傾きの算出方法を説明するための図である。
【図１４】光輝材分布リストの一例である傾きリストの内容例を表す図である。
【図１５】データ生成工程に含まれる他の一部の工程（基礎データの生成工程）を詳細に表すフローチャートである。
【図１６】基礎データの一例である分布マップ、傾きマップおよび方向マップの内容例を表す図である。
【図１７】データマップテーブルの内容例を表す図である。
【図１８】レンダリング工程の具体的な工程例（画像処理システムの動作例）を表すフローチャートである。
【図１９】仮想３次元空間内の状態例を模式的に表す図である。
【図２０】仮想３次元空間内の要部を拡大した図である。
【図２１】データ生成工程に含まれる一部の工程（光輝材分布リストの作成工程）の変形例を詳細に表すフローチャートである。
【図２２】光輝材分布リストの一例である明度リストの内容例を表す図である。
【図２３】データ生成工程に含まれる他の一部の工程（基礎データの生成工程）の変形例を詳細に表すフローチャートである。
【図２４】基礎データの一例である分布マップおよび明度マップの内容例を表す図である。
【図２５】データマップテーブルの内容例を表す図である。
【図２６】レンダリング工程の具体的な工程例（画像処理システムの動作例）の変形例を表すフローチャートである。
【図２７】仮想３次元空間内の要部を拡大した図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１ 画像処理システム、２ 制御部、３ 通信部、４ 表示部、５ 操作部、６ 記憶部、１１ 光輝材別分光反射率データベース、１２ 顔料別分光反射率データベース、１３ 光輝材別画像データベース、２０ サンプル、２１ 光輝材、２２ 塗料、２４ 基板、３１ 光源、３２ 受光器、３３ 撮像器、３５ 色彩値データベース、３９ 傾きリスト、４１ 画像、４２ 光輝材の像、４６ 分布マップ、４７ 傾きマップ、４８ 方向マップ、４９ 基礎データデータベース、５１ 仮想３次元空間、５２ 光源、５３ 視点、５５ ３次元モデル、５７ 部分領域、５９ 光輝材範囲、６９ 明度リスト、７０ 明度マップ、７９ 光輝材範囲。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理システム、画像処理方法、およびプログラムに関し、特に、仮想３次元空間に配置される３次元モデルの表面に画像を表示する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車体などの塗装色を、コンピュータによって表示装置の画面上に表現する技術が知られている。例えば、アルミ粉などの光輝材を含むメタリック系塗装では、光の照射角度や視点の受光角度によって見え方（特に明るさ）が異なることから、特許文献１には、メタリック系塗装からの反射光を受光角度を変化させて測定した、受光角度毎の分光反射率に基づいてメタリック系塗装の塗装色を再現する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平９−３３３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、光輝材を含むメタリック系塗装のような、粒状物群を内包するサンプルにおいては、観察距離が近い場合などに、個々の粒状物による光の反射が観察されるようになる。また、光の照射角度に応じて、個々の粒状物により反射される光の方向などがそれぞれに変化し、その結果、サンプルの見え方が異なってくる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１のように、受光角度毎の分光反射率に基づいて塗装色を巨視的に再現する技術では、個々の粒状物による光の反射を表現することができない。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みて為されたものであり、光の照射角度に応じて見え方の異なる、粒状物群を内包するサンプルを表現することが可能な、画像処理システム、画像処理方法、およびプログラムを提供することをその目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の画像処理システムは、光の照射角度に応じて見え方の異なる、粒状物群を内包するサンプルを表現するための複数の基礎データを、少なくとも前記サンプルに対する光の照射角度の条件と対応づけて記憶する記憶手段と、仮想３次元空間に配置される３次元モデル表面の部分領域ごとに、該部分領域内の代表位置に対する仮想的な光の照射角度が前記条件を満たす前記基礎データを適用して、前記部分領域の画像を生成する描画手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の画像処理方法は、コンピュータを用い、光の照射角度に応じて見え方の異なる、粒状物群を内包するサンプルを表現するための複数の基礎データを、少なくとも前記サンプルに対する光の照射角度の条件と対応づけて記憶手段に記憶させ、仮想３次元空間に配置される３次元モデル表面の部分領域ごとに、該部分領域内の代表位置に対する仮想的な光の照射角度が前記条件を満たす前記基礎データを適用して、前記部分領域の画像を生成する、ことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のプログラムは、光の照射角度に応じて見え方の異なる、粒状物群を内包するサンプルを表現するための複数の基礎データを、少なくとも前記サンプルに対する光の照射角度の条件と対応づけて記憶する記憶手段、および、仮想３次元空間に配置される３次元モデル表面の部分領域ごとに、該部分領域内の代表位置に対する仮想的な光の照射角度が前記条件を満たす前記基礎データを適用して、前記部分領域の画像を生成する描画手段、としてコンピュータを機能させることを特徴とする。コンピュータは、例えばパーソナルコンピュータ等である。プログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリカード、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体に格納されても良い。また、プログラムは、例えばインターネット等の通信路を介して流通させても良い。
【０００９】
上記本発明によると、３次元モデル表面の部分領域毎ごとに、この部分領域に照射される仮想的な光の照射角度が、サンプルに対する光の照射角度の条件を満たす基礎データが適用されるので、光の照射角度に応じて見え方の異なる、粒状物群を内包するサンプルを、３次元モデル表面に表現することができる。
【００１０】
このとき、前記複数の基礎データは、前記粒状物群としての光輝材群を含む塗料が塗布されたサンプルを、該サンプルに対する光の照射角度および撮像手段の受光角度を変化させて撮像した、それぞれの画像データに基づいて生成されるものとしても良い。これによると、光輝材群を含む塗料が塗布されたサンプルを、３次元モデル表面に表現することができる。
【００１１】
また、本発明の画像処理システムは、前記画像データから、前記光輝材群の分布を表す前記基礎データを生成する生成手段を更に備え、前記描画手段が、前記基礎データに基づいて、前記光輝材群の分布を表す画像を、前記部分領域の画像として生成するようにしても良い。これによると、光輝材群の分布を表す画像を、３次元モデル表面に表示することができる。
【００１２】
このとき、前記画像データは、種類の異なる光輝材群をそれぞれ含むサンプル毎に作成され、前記生成手段は、前記サンプル毎の画像データに基づいて、前記種類の異なる光輝材群を所与の比率で配合した場合の分布を表す前記基礎データを生成するようにしても良い。これによると、種類の異なる光輝材群を配合したサンプルの画像データを作成することなく、種類の異なる光輝材群を配合した場合の分布を表す画像を、３次元モデル表面に表示することができる。
【００１３】
本発明の一態様では、前記生成手段は、前記画像データから、前記光輝材群の分布およびそれぞれの姿勢を表す前記基礎データを生成し、前記記憶手段は、前記複数の基礎データを、前記サンプルに対する光の照射角度の条件と対応付けて記憶し、前記描画手段は、前記部分領域内の代表位置に対する仮想的な光の照射角度が前記条件を満たす前記基礎データを適用して、前記光輝材群によるそれぞれの姿勢に応じた前記仮想的な光の反射を計算して得られる画像を、前記部分領域の画像として生成する。
【００１４】
この態様によると、光輝材群によるそれぞれの姿勢に応じた仮想的な光の反射を計算して、部分領域の画像を生成するので、部分領域に照射される仮想的な光の挙動を、実際にサンプルに照射される光の挙動に近づけることができる。
【００１５】
また、本発明の一態様では、前記生成手段は、前記画像データから、前記光輝材群の分布およびそれぞれの明度を表す前記基礎データを生成し、前記記憶手段は、前記複数の基礎データを、前記サンプルに対する光の照射角度および撮像手段の受光角度の条件に対応付けて記憶し、前記描画手段は、前記部分領域内の代表位置に対する仮想的な光の照射角度および視点の受光角度が前記条件を満たす前記基礎データを適用して、前記光輝材群の分布およびそれぞれの明度を表す画像を、前記部分領域の画像として生成する。
【００１６】
この態様によると、部分領域に照射される仮想的な光の照射角度および視点の受光角度が、サンプルに対する光の照射角度および撮像手段の受光角度の条件を満たす基礎データを適用して、光輝材のそれぞれの明度を表す画像を生成するので、部分領域に表示される画像の明度分布を、実際にサンプルを観察した場合の明度分布に近づけることができる。
【００１７】
また、本発明の一態様では、前記記憶手段は、前記それぞれの画像データを、前記複数の基礎データとして、前記サンプルに対する光の照射角度および撮像手段の受光角度の条件に対応付けて記憶し、前記描画手段は、前記部分領域内の代表位置に対する仮想的な光の照射角度および視点の受光角度が前記条件を満たす前記画像データの画像を、前記部分領域の画像とする。
【００１８】
この態様によると、光の照射角度および視点の受光角度に応じたサンプルの実際の見え方を、３次元モデル表面に表現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像処理方法の工程例を表すフローチャートである。この画像処理方法は、サンプルからの反射光を測定する測定工程（Ｓ１）と、レンダリングに利用される基礎データを生成するデータ生成工程（Ｓ２）と、表示装置の画面に車体などの３次元モデルを表示するレンダリング工程（Ｓ３）とを、主要な工程として含んでいる。
【００２１】
このうち、データ生成工程（Ｓ２）及びレンダリング工程（Ｓ３）は、本発明の一実施形態に係る画像処理システムにより実現される。この画像処理システムは、例えばパーソナルコンピュータ等のコンピュータにより構成される。
【００２２】
画像処理システムの構成例を、図２に示す。画像処理システム１は、システム全体の制御を司る制御部２と、通信部３と、液晶ディスプレイなどの表示装置で構成される表示部４と、キーボードやマウスなどで構成される操作部５と、ハードディスクなどで構成される記憶部６と、を含むコンピュータとして構成されている。
【００２３】
制御部２は、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ等の中央演算装置）やＣＰＵの作業領域とされるＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）などを含んで構成される。記憶部６は、制御部２のＣＰＵの動作に必要なプログラムを記憶している。このプログラムは、本発明の一実施形態に係るプログラムである。例えばＣＤ−ＲＯＭ等の情報記憶媒体に格納されていても良いし、例えばインターネット等の通信路を介して取得しても良い。
【００２４】
ここで、制御部２は、本発明の一実施形態に係るプログラムに基づくＣＰＵのソフトウェア的な動作によって、本発明の生成手段および描画手段として機能する。また、制御部２のＲＡＭや記憶部６は、本発明の記憶手段として機能する。
【００２５】
以下、上記図１に示した測定工程（Ｓ１）、データ生成工程（Ｓ２）及びレンダリング工程（Ｓ３）について、それぞれ詳細に説明する。
【００２６】
［測定工程］
図３は、測定工程（Ｓ１）の具体的な工程例を表すフローチャートである。測定工程（Ｓ１）は、サンプルの分光反射率を測定する工程（Ｓ１１、Ｓ１２）と、サンプルを撮像する工程（Ｓ１３）とを含んでいる。
【００２７】
測定工程（Ｓ１）に用いられるサンプルの構成例を、図４に示す。サンプル２０は、複数の光輝材２１（光輝材群）を含む塗料２２を基板２４の表面に塗布した、いわゆるメタリック系塗装のサンプルである。光輝材２１は、アルミニウム粉などの金属粉からなり、塗料２２内に散在している。塗料２２は、透明性を有しており、外部から光輝材２１を観察できるようになっている。
【００２８】
光輝材２１は、塗料２２や基板２４と比して反射率が大きいなど、周囲と比して反射特性が異なることから、光を照射したときの見え方（特に、視点位置が近い場合の見え方）に大きな影響を及ぼす。また、それぞれの光輝材２１の姿勢が異なるため、光の照射角度や視点の受光角度に応じて、それぞれの光輝材２１により反射される光の見え方が異なってくる。
【００２９】
ここで、測定工程（Ｓ１）では、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとに作成されたサンプル群、および塗料に含まれる顔料の種類（Ｂ１〜Ｂｑ）ごとに作成されたサンプル群が、それぞれ測定に供される。
【００３０】
光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）は、例えば、光輝材としてのアルミニウム粉の粒度（大きさ）や表面平滑度など、サンプルの反射特性に影響を与える要素の程度を互いに異ならせて分類したものである。また、アルミニウムとは異なる素材からなる光輝材についても、光輝材の種類に含めて良い。なお、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとのサンプル群のそれぞれには、透明の塗料内に所定量の光輝材が混入されており、また白色基板が用いられている。
【００３１】
なお、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとのサンプル群以外にも、白色基板を用い、光輝材の濃度を数段階に亘ってそれぞれ変化させたサンプル、および、黒色基板を用い、光輝材の濃度を数段階に亘ってそれぞれ変化させたサンプルについても、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとに作成する。以下、これらのサンプルを「予備サンプル群」という。
【００３２】
顔料の種類（Ｂ１〜Ｂｑ）は、塗料の着色に利用される顔料の種類のことである。なお、顔料の種類（Ｂ１〜Ｂｑ）ごとのサンプル群のそれぞれには、塗料内に、所定量の顔料とともに標準的な光輝材が混入されている。
【００３３】
測定工程（Ｓ１）に用いられる測定系の構成例の概略を、図５に示す。この測定系は、サンプル２０に光を照射する光源３１と、サンプル２０からの反射光を受光して、分光反射率を測定する受光器３２と、サンプル２０を撮像する撮像器３３と、を含んでいる。
【００３４】
この撮像器３３は、サンプル２０の一定の広さの領域を撮像できるものであり、サンプル２０からの反射光を受光して、この反射光が為す光学像を撮像する。また、撮像器３３は、その受光方向が、受光器３２の受光方向と一致するように設けられている。
【００３５】
この測定系において、光源３１から照射される光の照射方向と、サンプル２０表面の法線方向とが為す角度θｉを、サンプル２０に対する光の照射角度θｉと定義することができる。また、受光器３２および撮像器３３がサンプル２０からの反射光を受光する受光方向と、サンプル２０表面の法線方向とが為す角度θｏを、サンプル２０に対する受光器３２および撮像器３３の受光角度θｏと定義することができる。
【００３６】
また、この測定系は、光源３１を移動させて、サンプル２０に対する照射角度θｉを変化させる機構（図示せず）を含んでいる。また、受光器３２および撮像器３３を共に移動させて、サンプル２０に対する受光角度θｏを変化させる機構（図示せず）も含んでいる。これにより、この測定系では、光源３１のサンプル２０に対する照射角度θｉと、受光器３２および撮像器３３のサンプル２０に対する受光角度θｏと、を変化させて、反射光の分光反射率を測定することができ、また、反射光が為す光学像を撮像することができる。
【００３７】
以上に説明したサンプル群および測定系を用いて、上記図３に示す測定工程（Ｓ１）の各工程（Ｓ１１〜Ｓ１３）が行われる。
【００３８】
Ｓ１１の工程では、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとのサンプル群のそれぞれについて、照射角度θｉおよび受光角度θｏを変更しながら、照射角度θｉの各角度と受光角度θｏの各角度の組み合わせ毎に、サンプルの分光反射率を測定する。そして、分光反射率のデータを、光輝材別分光反射率データベース１１に格納する。光輝材別分光反射率データベース１１では、図６に示すようなテーブルによって、分光反射率のデータＲｅｆ（θｉ、θｏ、λ）が、測定時の照射角度θｉおよび受光角度θｏと対応づけられる。また、このテーブルは、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとに作成される。
【００３９】
また、Ｓ１１の工程では、予備サンプル群のそれぞれについても分光反射率を測定し、分光反射率のデータを光輝材別分光反射率データベース１１に格納する。これらは、後述する色彩値ＸＹＺおよび隠蔽率ζを算出する際に利用される。
【００４０】
Ｓ１２の工程では、顔料の種類（Ｂ１〜Ｂｑ）ごとのサンプル群のそれぞれについて、照射角度θｉおよび受光角度θｏを変更しながら、照射角度θｉの各角度と受光角度θｏの各角度の組み合わせ毎に、サンプルの分光反射率を測定する。そして、分光反射率のデータを、顔料別分光反射率データベース１２に格納する。この顔料別分光反射率データベース１２でも、図６に示すようなテーブルによって、分光反射率のデータＲｅｆ（θｉ、θｏ、λ）が、測定時の照射角度θｉおよび受光角度θｏと対応づけられる。また、このテーブルは、顔料の種類（Ｂ１〜Ｂｑ）ごとに作成される。
【００４１】
なお、Ｓ１１およびＳ１２の工程において、分光反射率のデータは、測定された分光反射率の強度を基準となる強度で正規化して得られるものである。基準となる強度は、例えば、照射角度θｉを４５度、受光角度θｏを０度の条件で、白色の基板の分光反射率を測定した場合の強度とすることができる。
【００４２】
Ｓ１３の工程では、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとのサンプル群のそれぞれについて、照射角度θｉおよび受光角度θｏを変更しながら、照射角度θｉの各角度と受光角度θｏの各角度の組み合わせ毎に、サンプルを撮像する。そして、撮像により得られる画像データを、光輝材別画像データベース１３に格納する。この画像データは、例えばビットマップ形式などの画像データとすることができる。光輝材別画像データベース１３では、図７に示すようなテーブルによって、画像データＢＭＰ（θｉ、θｏ）が、測定時の照射角度θｉおよび受光角度θｏと対応づけられる。また、このテーブルは、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとに作成される。
【００４３】
なお、上記図５に示したように、測定系では、受光器３２および撮像器３３がサンプル２０に対して同じ受光角度θｏを有し、これらを共に移動させる図示しない機構を含んでいるので、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとのサンプル群のそれぞれについて、分光反射率を測定するＳ１１の工程と、サンプルを撮像するＳ１３の工程は、並行して行うことができる。
【００４４】
［データ生成工程］
図８は、データ生成工程（Ｓ２）の具体的な工程例を表すフローチャートである。また、このフローチャートは、画像処理システム１の動作例を表すものである。
【００４５】
画像処理システム１は、上述の光輝材別分光反射率データベース１１、顔料別分光反射率データベース１２および光輝材別画像データベース１３を、例えばＤＶＤ−ＲＯＭ等の情報記憶媒体やネットワーク等の通信路を介して取得し、これらのデータベース１１〜１３を、自身の記憶部６に構築する。または、外部の記憶装置に構築されたこれらのデータベース１１〜１３を、必要に応じて参照するようにしても良い。
【００４６】
Ｓ２１の工程では、命題配合δがユーザによって設定される。命題配合δとは、塗料に含める光輝材および顔料の配合比であり、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとの濃度（ＸＡ１（％）〜ＸＡｐ（％））および顔料の種類（Ｂ１〜Ｂｑ）ごとの濃度（ＹＢ１（％）〜ＹＢｑ（％））を含んで表される。
【００４７】
Ｓ２２の工程では、命題配合δにおける反射光の色彩値ＸＹＺを、光輝材別分光反射率データベース１１および顔料別分光反射率データベース１２に格納されている分光反射率のデータに基づいて算出する。この色彩値ＸＹＺの算出は、命題配合δに含まれる光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）および顔料の種類（Ｂ１〜Ｂｑ）に対応する分光反射率のデータをそれぞれ読出して、これらを命題配合δが表す配合比に応じて平均的に合色する技術である。この技術は、特開平１０−３１０７２７号公報などに開示されている公知の技術であるので、詳細な説明は省略する。なお、色彩値ＸＹＺは、例えばＸＹＺ表色系に基づく値として算出することができる。
【００４８】
また、反射光の色彩値ＸＹＺは、照射角度θｉの各角度と受光角度θｏの各角度の組み合わせ毎に算出されて、色彩値データベース３５に格納される。この色彩値データベース３５は、画像処理システム１の記憶部６に構築される。また、色彩値データベース３５では、図９に示すようなテーブルによって、色彩値ＸＹＺが照射角度θｉおよび受光角度θｏと対応づけられる。ここで、色彩値ＸＹＺと対応付けられた照射角度θｉおよび受光角度θｏは、後述するレンダリング工程（Ｓ３）で色彩値ＸＹＺを読出すための条件となる。なお、色彩値ＸＹＺを、照射角度θｉの各角度をそれぞれ含む複数の角度範囲、および受光角度θｏの各角度をそれぞれ含む複数の角度範囲と対応づけて、これらの角度範囲を、色彩値ＸＹＺを読出すための条件としても良い。
【００４９】
Ｓ２３の工程では、命題配合δの場合に光輝材が基板表面を覆う割合を表す隠蔽率ζを算出する。この隠蔽率ζは、光輝材別分光反射率データベース１１に格納されている、予備サンプル群のそれぞれについて測定された分光反射率のデータに基づいて算出される。なお、分光反射率のデータは、サンプルに対する照射角度θｉおよび受光角度θｏが正反射の条件となるものを用いることができる。
【００５０】
隠蔽率ζの算出について、命題配合δに含まれる光輝材が１種類の場合を例に、図１０に示すグラフを用いて説明する。このグラフは、予備サンプル群のそれぞれについて測定された分光反射率のデータに基づいて作成することができる。すなわち、白色基板を用いた、光輝材を含まないサンプルの反射率を１とし、黒色基板を用いた、光輝材を含まないサンプルの反射率を０としたとき、光輝材は白色と黒色の中間の色（例えば、銀色）を有することから、光輝材の濃度が増加するのに伴って、白色基板を用いたサンプルでは反射率が１から漸減していき、黒色基板を用いたサンプルでは反射率が０から漸増していく。そして、基板表面が光輝材により全て覆われた場合には、白色基板を用いたサンプルと黒色基板を用いたサンプルの反射率が同じになる。
【００５１】
ここで、光輝材の濃度が同じである場合、白色基板を用いたサンプルでも、黒色基板を用いたサンプルでも、基板表面が光輝材に覆われている割合は同じであるはずなので、白色基板を用いたサンプルの反射率と黒色基板を用いたサンプルの反射率の差分は、基板表面のうち光輝材に覆われていない領域（両者とも同じ割合）が白色であるか黒色であるかの違いに基づくものである。これにより、この反射率の差分から、基板表面が光輝材に覆われていない割合を求めることができ、ひいては、基板表面が光輝材に覆われている割合である隠蔽率ζを求めることができる。
【００５２】
命題配合δに含まれる光輝材が複数種類の場合については、光輝材が１種類の場合の考え方を応用して求めることができる。すなわち、命題配合δに複数種類の光輝材が含まれているとした場合、各種類について上記図１０に示したグラフを作成し、各種類の光輝材の濃度に対応する、白色基板を用いたサンプルの反射率と、黒色基板を用いたサンプルの反射率とをそれぞれのグラフから読取って、白色基板を用いたサンプルの反射率の総和と、黒色基板を用いたサンプルの反射率の総和との差分に基づいて、命題配合δの場合の隠蔽率ζを求めることができる。
【００５３】
Ｓ２４の工程は、光輝材分布リストの作成工程である。図１１に、光輝材分布リストの作成工程（Ｓ２４）の詳細なフローチャートを示す。
【００５４】
Ｓ２４１の工程では、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）の中から対象となる種類を選択し、光輝材別画像データベース１３から、選択された種類の光輝材に係る、照射角度θｉの各角度と受光角度θｏの各角度の組み合わせ毎に得られている複数の画像データを読出して、それぞれ解析する。
【００５５】
この解析は、画像データの中で、所定以上の明度を有する光輝材を、光を反射している光輝材として、このような光輝材の粒度（大きさ）および傾きを求める。画像データは、例えば図１２に示すように、明度がそれぞれ異なる複数の光輝材の像４２を含む、一定の広さの画像４１を表すデータである。
【００５６】
具体的には、まず、画像データの中で、所定以上の明度を有する画素を「明」、それ以外の画素を「暗」として２値化した画像データを得る。この２値化した画像データでは、所定以上の明度を有する１または複数の光輝材が、「明」画素の集合としてそれぞれ表される。
【００５７】
所定以上の明度を有するか否かは、例えば、画像データ内の各画素の色彩値をＸＹＺ表色系の色彩値に変換し、明度を表す値（Ｙ値）により判断することができる。また、判断の閾値は、例えば、サンプルからの反射光を、正反射の受光角度から所定角度（例えば２５度程度）外れた受光角度で受光した場合の明度とすることができる。この場合の明度は、例えば、光輝材別分光反射率データベース１１に格納されている分光反射率のデータから求めることができる。
【００５８】
次に、２値化した画像データの中で、「明」画素の集合として表されている１または複数の光輝材の粒度（大きさ）をそれぞれ求める。光輝材の粒度は、例えば、光輝材を包含する外接円の大きさとして求めることができる。
【００５９】
また、光輝材別画像データベース１３に格納されている画像データは、サンプルに対して受光角度θｏで撮像されたものであるので、２値化した画像データから求めた光輝材の大きさを、受光角度θｏに応じて補正することが好ましい。具体的には、サンプルに対して受光角度０で撮像した場合（サンプルを真上から撮像した場合）の大きさとなるように、２値化した画像データから求めた光輝材の大きさを、受光角度θｏの余弦関数（ｃｏｓθｏ）で除算することが好ましい。
【００６０】
次に、２値化した画像データの中で、「明」画素の集合として表されている１または複数の光輝材の傾きをそれぞれ求める。光輝材の傾きは、サンプル表面に対する光輝材の傾きを表すものであり、例えば、光輝材で光が正反射されていると仮定して、画像データを撮像した際の照射角度θｉおよび受光角度θｏから求めることができる。この場合、１つの画像データで観察される１または複数の光輝材の傾きは、全て同じとなる。
【００６１】
光輝材の傾きの算出方法を説明する図を、図１３に示す。サンプル２０に対する光源３１の照射角度θｉおよび撮像器３３の受光角度θｏの撮像条件で、光輝材２１による光の正反射が観察された場合、光輝材２１の反射面のサンプル２０表面に対する傾きθｔ（すなわち、光輝材２１の反射面の法線とサンプル２０表面の法線とが為す角度θｔ）は、受光角度θｏと照射角度θｉの差分の２分の１で表すことができる。
【００６２】
Ｓ２４２の工程では、Ｓ２４１の工程で求めた光輝材の粒度（大きさ）および傾きを、照射角度θｉの角度毎にまとめて、照射角度θｉの角度毎の傾きリスト３９を作成する。すなわち、Ｓ２４１の工程では、選択された種類の光輝材に係る、照射角度θｉの各角度と受光角度θｏの各角度の組み合わせ毎に得られている複数の画像データをそれぞれ解析して、光輝材の粒度および傾きを求めているので、求めた光輝材の粒度および傾きの中で照射角度θｉが共通するものをまとめて、照射角度θｉの角度毎の傾きリスト３９を作成する。なお、本実施形態では、傾きリスト３９が光輝材分布リストに相当する。
【００６３】
照射角度θｉの角度毎の傾きリスト３９は、画像処理システム１の記憶部６や制御部２のＲＡＭなどに格納される。傾きリスト３９の内容例を、図１４に示す。この傾きリスト３９では、それぞれの光輝材の大きさおよび傾きが記述されており、またそれぞれの光輝材には番号が振られている。
【００６４】
上記Ｓ２４１およびＳ２４２の工程は、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとに実行され、全種類の実行が完了したら、光輝材分布リストの作成工程が終了する（Ｓ２４３）。これにより、照射角度θｉの角度毎の傾きリスト３９が、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとに作成される。
【００６５】
Ｓ２５の工程は、基礎データの生成工程である。図１５に、基礎データの生成工程（Ｓ２５）の詳細なフローチャートを示す。基礎データは、後述するレンダリング工程（Ｓ３）で光輝材を含むサンプルを表現するために用いられるデータであり、例えば「光輝材性状データ」などと呼ばれる。
【００６６】
なお、以下の工程（Ｓ２５１ないしＳ２５６）は、照射角度θｉの各角度の中から選択された照射角度θｉについて実行され、照射角度θｉの角度毎に基礎データが生成される（Ｓ２５７）。
【００６７】
Ｓ２５１の工程では、命題配合δに応じて、マッピングに使用する光輝材の種類を決定し、選択された照射角度θｉに関して光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとに存在する複数の傾きリスト３９の中から、決定された種類の光輝材に係る傾きリスト３９を読出す。命題配合δには、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとの濃度（ＸＡ１（％）〜ＸＡｐ（％））が含まれており、これらの濃度に対応する確率で、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）の中からマッピングに使用する光輝材の種類を決定する。
【００６８】
Ｓ２５２の工程では、読出した傾きリスト３９から基礎データのマッピングに用いる光輝材の番号をランダムに選択する。
【００６９】
Ｓ２５３の工程では、基礎データの領域内に、選択した番号の光輝材の大きさに応じて、光輝材の範囲をマッピングする。基礎データの領域は、データがマッピングされるマップ単位が配列した、一定の広さを有している。光輝材の範囲のマッピングは、基礎データの領域内の何れかの位置において、光輝材が存在することを表すデータ（例えば「１」）を、光輝材の大きさに応じた範囲に含まれるマップ単位に対してマッピングすることによって行う。このように、光輝材の範囲がマッピングされる基礎データは、分布マップ４６とされる。
【００７０】
Ｓ２５４の工程では、基礎データの領域内に、選択した番号の光輝材の傾きのデータをマッピングする。傾きのデータのマッピングは、基礎データの領域内で、分布マップ４６にマッピングされた光輝材の範囲と同じ範囲に含まれるマップ単位に対して、傾きのデータをマッピングすることによって行う。このように、光輝材の傾きのデータがマッピングされる基礎データは、傾きマップ４７とされる。
【００７１】
Ｓ２５５の工程では、基礎データの領域内に、光輝材の傾きの方向のデータをマッピングする。光輝材の傾きの方向は、０度以上３６０度未満の範囲でランダムに決定される。傾きの方向のデータのマッピングは、基礎データの領域内で、分布マップ４６にマッピングされた光輝材の範囲と同じ範囲に含まれるマップ単位に対して、傾きの方向のデータをマッピングすることによって行う。このように、光輝材の傾きの方向のデータがマッピングされる基礎データは、方向マップ４８とされる。
【００７２】
上記Ｓ２５１ないしＳ２５５の工程は、基礎データの領域内にマッピングされた光輝材の範囲が、隠蔽率ζを満たすまで繰り返される（Ｓ２５６）。すなわち、基礎データの領域内に含まれるマップ単位の総数に対し、データがマッピングされたマップ単位の総数が占める割合が、隠蔽率ζを満たすまで繰り返される。
【００７３】
以上のようにして、選択された照射角度θｉについての分布マップ４６、傾きマップ４７および方向マップ４８が生成される。これらの内容例を、図１６に示す。
【００７４】
分布マップ４６は、傾きリスト３９から選択された光輝材の大きさに応じて、光輝材の範囲がマッピングされていることから、光輝材の粒度分布を反映する。
【００７５】
また、分布マップ４６は、光輝材の範囲がランダムな位置にマッピングされ、これが隠蔽率ζを満たすまで繰り返されることから、光輝材の位置分布を反映する。なお、光輝材の範囲がランダムな位置にマッピングされることから、既にマッピングされている光輝材の範囲の一部または全部が、新たにマッピングされる光輝材の範囲に上書きされる場合があるが、この場合、光輝材の重なり具合を反映することができる。
【００７６】
また、分布マップ４６は、マッピングに使用する光輝材の種類が命題配合δに応じて決定されていることから、命題配合δで複数種類の光輝材を配合した場合の、複数種類の光輝材の粒度分布や位置分布を反映する。
【００７７】
傾きマップ４７および方向マップ４８は、分布マップ４６にマッピングされた光輝材の範囲と同じ範囲に、それぞれ光輝材の傾きの値および傾きの方向の値がマッピングされていることから、各光輝材の姿勢を反映する。
【００７８】
なお、本実施形態の基礎データである分布マップ４６、傾きマップ４７および方向マップ４８は、光輝材の粒度や位置などの分布を表すデータや、光輝材の姿勢などの状態を表すデータがマッピングされたものであり、画像データとは異なるものである。
【００７９】
図１５の説明に戻り、上記Ｓ２５１ないしＳ２５６の工程は、照射角度θｉの角度毎に実行され、全ての角度について実行が完了したら、基礎データの生成工程が終了する（Ｓ２５７）。これにより、分布マップ４６、傾きマップ４７および方向マップ４８が、照射角度θｉの角度毎に生成される。
【００８０】
また、照射角度θｉの角度毎に生成された分布マップ４６、傾きマップ４７および方向マップ４８は、基礎データデータベース４９に格納される。この基礎データデータベース４９は、画像処理システム１の記憶部６に構築される。また、基礎データデータベース４９では、図１７に示すようなテーブルによって、各マップが、照射角度θｉとそれぞれ対応づけられる。ここで、各マップと対応付けられた照射角度θｉは、後述するレンダリング工程（Ｓ３）で各マップを読出すための条件となる。なお、各マップを、照射角度θｉの各角度をそれぞれ含む複数の角度範囲と対応づけて、これらの角度範囲を、各マップを読出すための条件としても良い。
【００８１】
［レンダリング工程］
図１８は、レンダリング工程（Ｓ３）の具体的な工程例を表すフローチャートである。また、このフローチャートは、画像処理システム１の動作例を表すものである。
【００８２】
画像処理システム１において、制御部２のＲＡＭには、仮想３次元空間が構築される。この仮想３次元空間には、光源および視点が設定され、視点から仮想３次元空間を見た様子が表示部４の画面に表示される。
【００８３】
Ｓ３１の工程では、仮想３次元空間に、例えば車両の形状をした３次元モデルが配置される。仮想３次元空間内の状態を、図１９に模式的に示す。仮想３次元空間５１に配置された３次元モデル５５には光源５２から仮想的な光が照射され、また、この３次元モデル５５から反射された仮想的な光が視点５３において観察される。
【００８４】
３次元モデル５５の表面は、一定の広さを有する平面で構成された複数の部分領域５７に分割されている。これら複数の部分領域５７は、例えば、３次元モデル５５の表面を分割するそれぞれのポリゴンに対応させることができる。また、それぞれの部分領域５７内には、その中心等に代表位置が設定されている。
【００８５】
仮想３次元空間５１において、部分領域５７の代表位置に対して照射される仮想的な光の照射方向と、部分領域５７の代表位置での法線方向とが為す角度θＩを、部分領域５７の代表位置に対する仮想的な光の照射角度θＩと定義することができる。また、視点５３が部分領域５７の代表位置からの反射光を受光する受光方向と、部分領域５７の代表位置での法線方向とが為す角度θＯを、部分領域５７の代表位置に対する視点５３の受光角度θＯと定義することができる。
【００８６】
Ｓ３２の工程では、複数の部分領域５７の中から描画対象となる一つの部分領域５７を選択し、選択された部分領域５７の代表位置に対する仮想的な光の照射角度θＩおよび視点５３の受光角度θＯを求める。
【００８７】
Ｓ３３の工程では、求めた仮想的な光の照射角度θＩおよび視点５３の受光角度θＯが、サンプルに対する光の照射角度θｉおよび受光角度θｏに基づく上述の条件（図９参照）を満たす、色彩値ＸＹＺを、色彩値データベース３５から読出し、この色彩値ＸＹＺを描画対象の部分領域５７の色彩値として決定する。
【００８８】
Ｓ３４の工程では、求めた仮想的な光の照射角度θＩが、サンプルに対する光の照射角度θｉに基づく上述の条件（図１７参照）を満たす、分布マップ４６、傾きマップ４７および方向マップ４８を、基礎データデータベース４９から読出し、これらのマップを描画対象の部分領域５７に適用する。これにより、描画対象の部分領域５７内には、１または複数の範囲が光輝材の範囲として含まれ、また、それぞれの光輝材の範囲は、描画対象の部分領域５７とは独立した傾きを持つことになる。
【００８９】
Ｓ３５の工程では、読出した色彩値ＸＹＺおよびマップ４６〜４８を利用して、描画対象の部分領域５７内の画像を生成する。具体的には、描画対象の部分領域５７内の画像は、色彩値ＸＹＺを部分領域５７内の基本の色彩値とした上で、図２０に示すように、部分領域５７内に含まれるそれぞれの光輝材の範囲５９における仮想的な光の反射を計算して生成する。光輝材の範囲５９における仮想的な光の反射は、傾きマップ４７および方向マップ４８にマッピングされている光輝材の傾きおよび方向のデータを用いて計算する。
【００９０】
上記Ｓ３２ないしＳ３５の工程は、３次元モデル５５の表面に含まれる全ての部分領域５７について実行され、これにより、３次元モデル５５の表面全体に亘って、部分領域５７ごとに画像が描画される（Ｓ３６）。
【００９１】
以上に説明した本実施形態によると、部分領域５７内に含まれるそれぞれの光輝材の範囲５９における仮想的な光の反射を、傾きマップ４７および方向マップ４８にマッピングされている光輝材の傾きおよび方向のデータを用いて計算して、部分領域５７の画像を生成するので、部分領域５７に照射される仮想的な光の挙動を、実際にサンプルに照射される光の挙動に近づけることができる。このため、塗料に含まれる個々の光輝材による光の反射を、３次元モデル５５の表面において表現することができる。
【００９２】
また、本実施形態では、サンプルに対する光の照射角度θｉの条件と対応付けて、分布マップ４６、傾きマップ４７および方向マップ４８を、基礎データデータベース４９に記憶させるので、記憶させる基礎データの数を軽減させることができる。
【００９３】
また、本実施形態では、照射角度θｉの角度毎に傾きリスト３９を作成し、また、照射角度θｉの角度毎に分布マップ４６、傾きマップ４７および方向マップ４８を作成している。これは、複数の光輝材が重なり合っている場合に、光を照射する照射角度θｉに応じて、下側（基板側）に位置する光輝材が影に覆われる範囲が変化し、これによって、実際に光が反射される領域の大きさや位置が変化して、サンプルの見え方が異なってくるためである。
【００９４】
［変形例］
以下、本発明の変形例について説明する。なお、上記実施形態と重複する構成および工程については、同番号を付すことで詳細な説明を省略する。
【００９５】
図２１に、光輝材分布リストの作成工程（Ｓ２４）の変形例のフローチャートを示す。
【００９６】
Ｓ７４１の工程では、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）の中から対象となる種類を選択し、光輝材別画像データベース１３から、選択された種類の光輝材に係る、照射角度θｉの各角度と受光角度θｏの各角度の組み合わせ毎に得られている複数の画像データを読出して、それぞれ解析する。
【００９７】
この解析は、画像データの中で、所定以上の明度を有する光輝材を、光を反射している光輝材として、このような光輝材の粒度（大きさ）および明度の値を求める。なお、光輝材の粒度（大きさ）は、上記実施形態と同様にして求めることができる。
【００９８】
具体的には、画像データ内の、所定以上の明度を有する１または複数の光輝材を、所定以上の明度を有する画素の集合として判断し、それぞれの集合について明度の値を求める。この明度の値は、例えば、閾値以上の明度を段階的に区分した値とすることができる。明度は、例えば、画像データ内の各画素の色彩値をＸＹＺ表色系の色彩値に変換し、明度を表す値（Ｙ値）により判断することができる。また、所定以上の明度を有する画素の集合の中に、異なる明度の画素が存在する場合には、集合内の明度の平均を取るようにしても良い。
【００９９】
Ｓ７４２の工程では、画像データから求めた光輝材の粒度（大きさ）および明度の値をまとめた明度リスト６９を作成する。本変形例では、この明度リスト６９が光輝材分布リストに相当する。この明度リスト６９は、それぞれの画像データに対応して複数作成される。すなわち、明度リスト６９は、選択された種類の光輝材について、照射角度θｉの各角度と受光角度θｏの各角度の組み合わせ毎に複数作成される。これらは、画像処理システム１の記憶部６や制御部２のＲＡＭなどに格納される。明度リスト６９の内容例を、図２２に示す。明度リスト６９では、それぞれの光輝材の大きさおよび明度の値が記述されており、またそれぞれの光輝材には番号が振られている。
【０１００】
上記Ｓ７４１およびＳ７４２の工程は、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとに実行され、全種類の実行が完了したら、光輝材分布リストの作成工程が終了する（Ｓ２４３）。これにより、照射角度θｉの各角度と受光角度θｏの各角度の組み合わせ毎の明度リスト６９が、光輝材の種類（Ａ１〜Ａｐ）ごとに作成される。
【０１０１】
図２３に、基礎データの生成工程（Ｓ２５）の変形例のフローチャートを示す。なお、以下の工程（Ｓ７５４の工程を含む、Ｓ２５１ないしＳ２５６の工程）は、照射角度θｉの各角度と受光角度θｏの各角度の組み合わせの中から選択された組み合わせ（θｉ、θｏ）について実行され、組み合わせ毎に基礎データが生成される（Ｓ７５７）。
【０１０２】
Ｓ７５４の工程では、基礎データの領域内に、選択した番号の光輝材の明度のデータをマッピングする。明度のデータのマッピングは、基礎データの領域内で、分布マップ４６にマッピングされた光輝材の範囲と同じ範囲に含まれるマップ単位に対して、明度のデータをマッピングすることによって行う。このように、光輝材の明度のデータがマッピングされる基礎データは、明度マップ７０とされる。
【０１０３】
分布マップ４６および明度マップ７０の内容例を、図２４に示す。明度マップ７０は、分布マップ４６にマッピングされた光輝材の範囲と同じ範囲に、それぞれ光輝材の明度のデータがマッピングされている。
【０１０４】
上記Ｓ７５４の工程を含む、Ｓ２５１ないしＳ２５６の工程は、照射角度θｉの各角度と受光角度θｏの各角度の組み合わせ毎に実行され、全ての組み合わせについて実行が完了したら、基礎データの生成工程が終了する（Ｓ７５７）。これにより、分布マップ４６および明度マップ７０が、照射角度θｉの各角度と受光角度θｏの各角度の組み合わせ毎に生成され、基礎データデータベース４９に格納される。
【０１０５】
また、基礎データデータベース４９では、図２５に示すようなテーブルによって、各マップが、照射角度θｉおよび受光角度θｏと対応づけられる。ここで、各マップと対応付けられた照射角度θｉおよび受光角度θｏは、レンダリング工程（Ｓ３）で各マップを読出すための条件となる。なお、各マップを、照射角度θｉの各角度をそれぞれ含む複数の角度範囲、および受光角度θｏの各角度をそれぞれ含む複数の角度範囲と対応づけて、これらの角度範囲を、各マップを読出すための条件としても良い。
【０１０６】
図２６は、レンダリング工程（Ｓ３）の変形例を表すフローチャートである。
【０１０７】
Ｓ８４の工程では、求めた仮想的な光の照射角度θＩおよび視点５３の受光角度θＯが、サンプルに対する光の照射角度θｉおよび受光角度θｏに基づく上述の条件（図２５参照）を満たす、分布マップ４６および明度マップ７０を、基礎データデータベース４９から読出し、これらのマップを描画対象の部分領域５７に適用する。これにより、描画対象の部分領域５７内には、１または複数の範囲が光輝材の範囲として含まれ、また、それぞれの光輝材の範囲は、明度を変化させるための情報を持つことになる。
【０１０８】
Ｓ８５の工程では、読出した色彩値ＸＹＺ、分布マップ４６および明度マップ７０を利用して、描画対象の部分領域５７内の画像を生成する。具体的には、描画対象の部分領域５７内の画像は、色彩値ＸＹＺを部分領域５７内の基本の色彩値とした上で、図２７に示すように、部分領域５７内に含まれるそれぞれの光輝材の範囲７９の明度を変化させて生成する。光輝材の範囲７９の明度の変化は、明度マップ７０にマッピングされている明度のデータを用い、例えば、部分領域５７内の光輝材の範囲７９が存在していない位置の明度を基準に、光輝材の範囲７９の明度を変化させる。
【０１０９】
以上に説明した本変形例によると、部分領域５７内に含まれるそれぞれの光輝材の範囲７９の明度を、明度マップ７０にマッピングされている光輝材の明度のデータに応じて変更して、部分領域５７の画像を生成するので、部分領域５７の画像における明度の分布を、実際にサンプルを観察した場合の明度の分布に近づけることができる。これにより、塗料に含まれる個々の光輝材による光の反射を、３次元モデル５５の表面において表現することができる。
【０１１０】
また、本変形例では、部分領域５７内に含まれるそれぞれの光輝材の範囲７９の明度を変更することにより、個々の光輝材による光の反射を表現しているので、レンダリング処理の負担を軽減することができる。
【０１１１】
なお、本発明は、上述の形式に限定されるものでない。例えば、上記実施形態および変形例では、サンプルを撮像して得られる画像データに基づいて、光輝材の分布や状態を表すデータをマッピングした基礎データを生成していたが、これに限らず、サンプルを撮像して得られる画像データを、基礎データとして、３次元モデルの部分領域に貼付するようにしても良い。すなわち、光輝材別画像データベース１３に格納された、それぞれの画像データに対応づけられている照射角度θｉおよび受光角度θｏを（図７参照）、レンダリング工程（Ｓ３）で画像データを読出すための条件とし、レンダリングを行う際に、部分領域５７の代表位置に対する仮想的な光の照射角度θＩおよび受光角度θＯが上記条件を満たす画像データを、光輝材別画像データベース１３から読出して、読出した画像データの画像を部分領域５７の画像とする。これによると、光の照射角度および視点の受光角度に応じたサンプルの実際の見え方を、３次元モデル表面に表現することができる。また、基礎データを生成する処理の負担や、レンダリング処理の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】画像処理方法の工程例を表すフローチャートである。
【図２】画像処理システムの構成例を表すブロック図である。
【図３】測定工程の具体的な工程例を表すフローチャートである。
【図４】光輝材群を含む塗料が塗布されたサンプルの構成例を模式的に表す図である。
【図５】測定系の構成例を概略的に表す図である。
【図６】分光反射率テーブルの内容例を表す図である。
【図７】画像データテーブルの内容例を表す図である。
【図８】データ生成工程の具体的な工程例（画像処理システムの動作例）を表すフローチャートである。
【図９】色彩データテーブルの内容例を表す図である。
【図１０】隠蔽率の算出方法を説明するための図である。
【図１１】データ生成工程に含まれる一部の工程（光輝材分布リストの作成工程）を詳細に表すフローチャートである。
【図１２】画像データの内容例を表す図である。
【図１３】光輝材の傾きの算出方法を説明するための図である。
【図１４】光輝材分布リストの一例である傾きリストの内容例を表す図である。
【図１５】データ生成工程に含まれる他の一部の工程（基礎データの生成工程）を詳細に表すフローチャートである。
【図１６】基礎データの一例である分布マップ、傾きマップおよび方向マップの内容例を表す図である。
【図１７】データマップテーブルの内容例を表す図である。
【図１８】レンダリング工程の具体的な工程例（画像処理システムの動作例）を表すフローチャートである。
【図１９】仮想３次元空間内の状態例を模式的に表す図である。
【図２０】仮想３次元空間内の要部を拡大した図である。
【図２１】データ生成工程に含まれる一部の工程（光輝材分布リストの作成工程）の変形例を詳細に表すフローチャートである。
【図２２】光輝材分布リストの一例である明度リストの内容例を表す図である。
【図２３】データ生成工程に含まれる他の一部の工程（基礎データの生成工程）の変形例を詳細に表すフローチャートである。
【図２４】基礎データの一例である分布マップおよび明度マップの内容例を表す図である。
【図２５】データマップテーブルの内容例を表す図である。
【図２６】レンダリング工程の具体的な工程例（画像処理システムの動作例）の変形例を表すフローチャートである。
【図２７】仮想３次元空間内の要部を拡大した図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１ 画像処理システム、２ 制御部、３ 通信部、４ 表示部、５ 操作部、６ 記憶部、１１ 光輝材別分光反射率データベース、１２ 顔料別分光反射率データベース、１３ 光輝材別画像データベース、２０ サンプル、２１ 光輝材、２２ 塗料、２４ 基板、３１ 光源、３２ 受光器、３３ 撮像器、３５ 色彩値データベース、３９ 傾きリスト、４１ 画像、４２ 光輝材の像、４６ 分布マップ、４７ 傾きマップ、４８ 方向マップ、４９ 基礎データデータベース、５１ 仮想３次元空間、５２ 光源、５３ 視点、５５ ３次元モデル、５７ 部分領域、５９ 光輝材範囲、６９ 明度リスト、７０ 明度マップ、７９ 光輝材範囲。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の照射角度に応じて見え方の異なる、粒状物群を内包するサンプルを表現するための複数の基礎データを、少なくとも前記サンプルに対する光の照射角度の条件と対応づけて記憶する記憶手段と、
仮想３次元空間に配置される３次元モデル表面の部分領域ごとに、該部分領域内の代表位置に対する仮想的な光の照射角度が前記条件を満たす前記基礎データを適用して、前記部分領域の画像を生成する描画手段と、
を備えることを特徴とする画像処理システム。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理システムであって、
前記複数の基礎データは、前記粒状物群としての光輝材群を含む塗料が塗布されたサンプルを、該サンプルに対する光の照射角度および撮像手段の受光角度を変化させて撮像した、それぞれの画像データに基づいて生成される、
ことを特徴とする画像処理システム。
【請求項３】
請求項２に記載の画像処理システムであって、
前記画像データから、前記光輝材群の分布を表す前記基礎データを生成する生成手段を更に備え、
前記描画手段は、前記基礎データに基づいて、前記光輝材群の分布を表す画像を、前記部分領域の画像として生成する、
ことを特徴とする画像処理システム。
【請求項４】
請求項３に記載の画像処理システムであって、
前記生成手段は、前記画像データから、前記光輝材群の分布およびそれぞれの姿勢を表す前記基礎データを生成し、
前記記憶手段は、前記複数の基礎データを、前記サンプルに対する光の照射角度の条件と対応付けて記憶し、
前記描画手段は、前記部分領域内の代表位置に対する仮想的な光の照射角度が前記条件を満たす前記基礎データを適用して、前記光輝材群によるそれぞれの姿勢に応じた前記仮想的な光の反射を計算して得られる画像を、前記部分領域の画像として生成する、
ことを特徴とする画像処理システム。
【請求項５】
請求項３に記載の画像処理システムであって、
前記生成手段は、前記画像データから、前記光輝材群の分布およびそれぞれの明度を表す前記基礎データを生成し、
前記記憶手段は、前記複数の基礎データを、前記サンプルに対する光の照射角度および撮像手段の受光角度の条件に対応付けて記憶し、
前記描画手段は、前記部分領域内の代表位置に対する仮想的な光の照射角度および視点の受光角度が前記条件を満たす前記基礎データを適用して、前記光輝材群の分布およびそれぞれの明度を表す画像を、前記部分領域の画像として生成する、
ことを特徴とする画像処理システム。
【請求項６】
請求項３ないし５の何れかに記載の画像処理システムであって、
前記画像データは、種類の異なる光輝材群をそれぞれ含むサンプル毎に作成され、
前記生成手段は、前記サンプル毎の画像データに基づいて、前記種類の異なる光輝材群を所与の比率で配合した場合の分布を表す前記基礎データを生成する、
ことを特徴とする画像処理システム。
【請求項７】
請求項２に記載の画像処理システムであって、
前記記憶手段は、前記それぞれの画像データを、前記複数の基礎データとして、前記サンプルに対する光の照射角度および撮像手段の受光角度の条件に対応付けて記憶し、
前記描画手段は、前記部分領域内の代表位置に対する仮想的な光の照射角度および視点の受光角度が前記条件を満たす前記画像データの画像を、前記部分領域の画像とする、
ことを特徴とする画像処理システム。
【請求項８】
コンピュータを用い、
光の照射角度に応じて見え方の異なる、粒状物群を内包するサンプルを表現するための複数の基礎データを、少なくとも前記サンプルに対する光の照射角度の条件と対応づけて記憶手段に記憶させ、
仮想３次元空間に配置される３次元モデル表面の部分領域ごとに、該部分領域内の代表位置に対する仮想的な光の照射角度が前記条件を満たす前記基礎データを適用して、前記部分領域の画像を生成する、
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項９】
光の照射角度に応じて見え方の異なる、粒状物群を内包するサンプルを表現するための複数の基礎データを、少なくとも前記サンプルに対する光の照射角度の条件と対応づけて記憶する記憶手段、および、
仮想３次元空間に配置される３次元モデル表面の部分領域ごとに、該部分領域内の代表位置に対する仮想的な光の照射角度が前記条件を満たす前記基礎データを適用して、前記部分領域の画像を生成する描画手段、
としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１】
光の照射角度に応じて見え方の異なる、粒状物群を内包するサンプルを表現するための複数の基礎データを、少なくとも前記サンプルに対する光の照射角度の条件と対応づけて記憶する記憶手段と、
仮想３次元空間に配置される３次元モデル表面の部分領域ごとに、該部分領域内の代表位置に対する仮想的な光の照射角度が前記条件を満たす前記基礎データを適用して、前記部分領域の画像を生成する描画手段と、
を備えることを特徴とする画像処理システム。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理システムであって、
前記複数の基礎データは、前記粒状物群としての光輝材群を含む塗料が塗布されたサンプルを、該サンプルに対する光の照射角度および撮像手段の受光角度を変化させて撮像した、それぞれの画像データに基づいて生成される、
ことを特徴とする画像処理システム。
【請求項３】
請求項２に記載の画像処理システムであって、
前記画像データから、前記光輝材群の分布を表す前記基礎データを生成する生成手段を更に備え、
前記描画手段は、前記基礎データに基づいて、前記光輝材群の分布を表す画像を、前記部分領域の画像として生成する、
ことを特徴とする画像処理システム。
【請求項４】
請求項３に記載の画像処理システムであって、
前記生成手段は、前記画像データから、前記光輝材群の分布およびそれぞれの姿勢を表す前記基礎データを生成し、
前記記憶手段は、前記複数の基礎データを、前記サンプルに対する光の照射角度の条件と対応付けて記憶し、
前記描画手段は、前記部分領域内の代表位置に対する仮想的な光の照射角度が前記条件を満たす前記基礎データを適用して、前記光輝材群によるそれぞれの姿勢に応じた前記仮想的な光の反射を計算して得られる画像を、前記部分領域の画像として生成する、
ことを特徴とする画像処理システム。
【請求項５】
請求項３に記載の画像処理システムであって、
前記生成手段は、前記画像データから、前記光輝材群の分布およびそれぞれの明度を表す前記基礎データを生成し、
前記記憶手段は、前記複数の基礎データを、前記サンプルに対する光の照射角度および撮像手段の受光角度の条件に対応付けて記憶し、
前記描画手段は、前記部分領域内の代表位置に対する仮想的な光の照射角度および視点の受光角度が前記条件を満たす前記基礎データを適用して、前記光輝材群の分布およびそれぞれの明度を表す画像を、前記部分領域の画像として生成する、
ことを特徴とする画像処理システム。
【請求項６】
請求項３ないし５の何れかに記載の画像処理システムであって、
前記画像データは、種類の異なる光輝材群をそれぞれ含むサンプル毎に作成され、
前記生成手段は、前記サンプル毎の画像データに基づいて、前記種類の異なる光輝材群を所与の比率で配合した場合の分布を表す前記基礎データを生成する、
ことを特徴とする画像処理システム。
【請求項７】
請求項２に記載の画像処理システムであって、
前記記憶手段は、前記それぞれの画像データを、前記複数の基礎データとして、前記サンプルに対する光の照射角度および撮像手段の受光角度の条件に対応付けて記憶し、
前記描画手段は、前記部分領域内の代表位置に対する仮想的な光の照射角度および視点の受光角度が前記条件を満たす前記画像データの画像を、前記部分領域の画像とする、
ことを特徴とする画像処理システム。
【請求項８】
コンピュータを用い、
光の照射角度に応じて見え方の異なる、粒状物群を内包するサンプルを表現するための複数の基礎データを、少なくとも前記サンプルに対する光の照射角度の条件と対応づけて記憶手段に記憶させ、
仮想３次元空間に配置される３次元モデル表面の部分領域ごとに、該部分領域内の代表位置に対する仮想的な光の照射角度が前記条件を満たす前記基礎データを適用して、前記部分領域の画像を生成する、
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項９】
光の照射角度に応じて見え方の異なる、粒状物群を内包するサンプルを表現するための複数の基礎データを、少なくとも前記サンプルに対する光の照射角度の条件と対応づけて記憶する記憶手段、および、
仮想３次元空間に配置される３次元モデル表面の部分領域ごとに、該部分領域内の代表位置に対する仮想的な光の照射角度が前記条件を満たす前記基礎データを適用して、前記部分領域の画像を生成する描画手段、
としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２００８−１７６７４０（Ｐ２００８−１７６７４０Ａ）
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１９３４（Ｐ２００７−１１９３４）
【出願日】平成１９年１月２２日（２００７．１．２２）
【出願人】（０００００４３７４）日清紡績株式会社 (370)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月２２日（２００７．１．２２）
【出願人】（０００００４３７４）日清紡績株式会社 (370)
【Ｆターム（参考）】
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