皮革形状データ生成装置、皮革形状データ生成方法及び皮革形状データ生成プログラム
【課題】皮革表面の凹凸形状を表したデータである皮革形状データから合成皮革を生成する場合に、ユーザが所望する質感が表現された合成皮革を生成可能な皮革形状データを生成する。
【解決手段】皮革表面に現れる毛孔の形状を示す形状パラメータ及び当該毛孔の配置を制御するための配置パラメータの少なくとも何れか一方と、皮革表面の質感を示す質感パラメータと、を含む皮革表面特徴パラメータを入力するために用いられる入力手段と、入力された皮革表面特徴パラメータに基づいて、皮革表面の凹凸形状を表した皮革形状データを生成する皮革形状データ生成手段とを備え、皮革形状データ生成手段は、生成すべき皮革形状データ上における仮想的な皮革表面に、皮革表面特徴パラメータに含まれる形状パラメータ及び配置パラメータに基づいて毛孔の形状を生成し、毛孔の形状が形成される仮想的な皮革表面に、質感パラメータが示す質感に応じた形状を形成する。
【解決手段】皮革表面に現れる毛孔の形状を示す形状パラメータ及び当該毛孔の配置を制御するための配置パラメータの少なくとも何れか一方と、皮革表面の質感を示す質感パラメータと、を含む皮革表面特徴パラメータを入力するために用いられる入力手段と、入力された皮革表面特徴パラメータに基づいて、皮革表面の凹凸形状を表した皮革形状データを生成する皮革形状データ生成手段とを備え、皮革形状データ生成手段は、生成すべき皮革形状データ上における仮想的な皮革表面に、皮革表面特徴パラメータに含まれる形状パラメータ及び配置パラメータに基づいて毛孔の形状を生成し、毛孔の形状が形成される仮想的な皮革表面に、質感パラメータが示す質感に応じた形状を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成皮革等の製造の際にその表面の凹凸形状を形成するためなどに用いられるデータを生成する皮革形状データ生成装置、皮革形状データ生成方法及び皮革形状データ生成プログラムの技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
皮革表面上に形成されている微細な凹凸形状（革シボの形状）は、自然な風合いを演出することから、こうした凹凸形状が形成された合成皮革などの素材は、自動車の内装材やハンドバッグの素材など、各種工業製品の表面装飾用の素材として利用されている。こうした素材に皮革表面の凹凸形状を形成するための元となるイメージ画像として、ＣＧ（Computer Graphics）画像が利用されてきており、このＣＧ画像制作において、皮革表面の微細な凹凸形状を再現することが求められている。
【０００３】
従来、ＣＧ画像制作における皮革形状の生成方法としては、大別して２つに分類される。
【０００４】
先ず、第１の方法は、天然皮革の柄を写真撮影し、その画像を皮革形状とみなし再現する方法である。具体的には、その写真の一部を抜き出し、その抜き出した画像を並べてつなぎ合わせ、大きなサイズの皮革柄の画像を生成し、画像のつなぎ目を目立たなくするシームレス処理を施した後、テクスチャ画像やバンプマッピング画像、ディスプレイスメント画像として３次元形状に貼り付けることにより、擬似的に皮革の質感を再現するのである。
【０００５】
しかしながら、上述した第１の方法では、写真撮影時における照明環境と、ＣＧによる画像制作時における仮想３次元空間内での照明環境とが異なることから、作成されたテクスチャ画像などによって表現された皮革の質感が、撮影された皮革の質感と異なってしまうことがある。また、第１の方法では、抜き出した皮革の画像をつなぎ合わせて大きな皮革の画像を生成することとなるので、このとき、撮影された皮革表面の凹凸形状のパターンが繰り返し現れることとなり、皮革表面の形状が自然に表現されているといえるものではなかった。
【０００６】
更には、皮革表面の凹凸形状で表される柄は、動物の種類や年齢、皮革の部位などによってさまざまであるが、制作者が必要とする柄の天然皮革を入手することが困難な場合があった。
【０００７】
一方、第２の方法は、アルゴリズムのみで皮革の微細な凹凸形状を生成し、それを画像に変換した後、３次元形状に貼り付け、擬似的に皮革の質感や風合いを再現する完全にプロシージャルな方法である。この方法に関しては、例えば、特許文献１において提案されている。
【０００８】
特許文献１には、毛孔に関するパラメータを入力し、各毛孔の位置を、ランダムに決定したり、所定間隔で仮位置を決めてそこからランダムな量だけ移動させたりして決定した後、皮革領域の各画素がどの毛孔に属するかを求め、この毛孔内における相対的な位置とパラメータとに基づいて各画素の深さを求めて皮革立体形状のデータを生成することが開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１９２９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、天然皮革にはその種類等によって固有の質感というものがある。合成皮革においても、毛孔の形状等が施されることによって質感表現の代用とすることもできないことではないが、独立に質感を表現することができることが望ましい。なぜなら、質感を表現することができないと、最終的に制作された合成皮革の表面が不自然なほど光沢を有することがあり、高級感などの意匠的価値が低下するからである。
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、制作者が所望する形状の毛孔を表現することはできるものの、皮革表面自体の質感を制作者の望むように表現することができなかった。
【００１１】
本発明は、以上の問題に鑑みてなされたものであり、皮革表面の凹凸形状を表したデータである皮革形状データから合成皮革を生成する場合に、ユーザが所望する質感が表現された合成皮革を生成可能な皮革形状データを生成することができる皮革形状データ生成装置、皮革形状データ生成方法及び皮革形状データ生成プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、皮革表面の特徴を示すパラメータである皮革表面特徴パラメータであって、前記皮革表面に現れる毛孔の形状を示す形状パラメータ及び当該毛孔の配置を制御するための配置パラメータの少なくとも何れか一方と、前記皮革表面の質感を示す質感パラメータと、を含む皮革表面特徴パラメータを入力するために用いられる入力手段と、前記入力された皮革表面特徴パラメータに基づいて、前記皮革表面の凹凸形状を表した皮革形状データを生成する皮革形状データ生成手段と、を備え、前記皮革形状データ生成手段は、前記生成すべき皮革形状データ上における仮想的な前記皮革表面に、前記皮革表面特徴パラメータに含まれる前記形状パラメータ及び前記配置パラメータに基づいて前記毛孔の形状を生成する毛孔形成手段と、前記毛孔の形状が形成される前記仮想的な皮革表面に、前記質感パラメータが示す質感に応じた形状を形成する質感形成手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、皮革表面の質感を示す質感パラメータが入力され、入力された質感パラメータに応じた形状が仮想的な皮革表面に形成されて、この形状が表された皮革表面の皮革形状データが生成されるので、ユーザが所望する質感が表現された合成皮革を生成可能な皮革形状データを生成することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の皮革形状データ生成装置において、前記質感パラメータは、表面から見た前記皮革の深さ方向において前記質感を表現する範囲を示す範囲パラメータを含み、前記質感形成手段は、前記質感パラメータが示す質感に応じた形状を、前記深さ方向において前記範囲内に形成することを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、皮革の深さ方向において範囲パラメータが示す範囲内に質感パラメータに応じた形状が形成されるので、ユーザが指定した範囲内と範囲外とで異なる質感を表現することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の皮革形状データ生成装置において、前記質感パラメータは、所定のノイズを生成するためのパラメータを含み、前記質感形成手段は、前記毛孔の形状が形成される前記仮想的な皮革表面の形状に、前記質感パラメータに応じたノイズの形状を付加することを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、仮想的な皮革表面の形状に、入力されたパラメータに基づいて生成されたノイズの形状が付加されることによって質感が表現されるので、質感を自然に表現することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の皮革形状データ生成装置において、２次元配列された画素値で画像を表す画像データを指定するために用いられる画像データ指定入力手段と、前記皮革表面特徴パラメータに含まれるパラメータのうち少なくとも一つのパラメータである特定パラメータを、前記指定された画像データの配列要素のうち前記毛孔が配置される位置に対応する配列要素の画素値に基づいて、前記毛孔毎に設定するパラメータ設定手段と、を更に備え、前記皮革形状データ生成手段は、前記皮革表面特徴パラメータのうち前記特定パラメータについては、前記入力手段を用いて入力されるパラメータに代えて、前記毛孔毎に前記設定されたパラメータを前記皮革形状データの生成に用いることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、各毛孔につき、仮想的な皮革表面において毛孔が配置される位置に対応する画像データの２次元配列上の位置の画素値に基づいて特定のパラメータが設定され、毛孔毎に設定された特定のパラメータに基づいて皮革形状データが生成されるので、画像データによって表された模様を、合成皮革の表面にできる凹凸で表現することができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか１項に記載の皮革形状データ生成装置において、前記皮革表面特徴パラメータが前記配置パラメータを含む場合に、前記配置パラメータは、前記毛孔が配置される位置を含む第１の領域の範囲を示す第１領域パラメータと、当該第１の領域を囲む第２の領域の範囲を示す第２領域パラメータと、を含み、前記毛孔形成手段は、前記毛孔の位置が、他の前記毛孔についての前記第１の領域に入らないように且つ他の前記毛孔のうち少なくとも何れか一つについての前記第２領域に入るように、各前記毛孔を位置を決定することを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、各毛孔の位置を含んで毛孔から比較的近い第１の領域には他の毛孔の形状は形成されず、その外側にある第２の領域に他の毛孔の形状が形成されるので、より自然に近い配置で毛孔の形状が形成された皮革形状データを生成することができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか１項に記載の皮革形状データ生成装置において、前記入力手段を用いて前記皮革表面特徴パラメータを入力するための入力画面を表示し、且つ、前記皮革形状データ生成手段により生成された前記皮革形状データが表す皮革表面の凹凸形状の表示画面を表示する画面表示手段と、前記生成されその皮革表面の凹凸形状が画面表示された前記皮革形状データを保存することを指示するために用いられる保存指示入力手段と、前記皮革形状データを保存することが指示された場合に、当該皮革形状データを記憶手段に記憶させる記憶制御手段と、を更に備えることを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、表示された入力画面を通じて皮革表面特徴パラメータが入力され、入力された皮革表面特徴パラメータに基づいて生成された皮革形状データが表す皮革表面の凹凸形状が表示画面に表示され、表示された皮革形状データを保存することが指示されると、この皮革形状データが記憶手段に記憶されるので、ユーザは、画面を見ながら所望する皮革形状データを制作することができる。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６の何れか１項に記載の皮革形状データ生成装置において、前記皮革表面特徴パラメータのうち少なくとも一つのパラメータは、パラメータ値として最小値と最大値とが入力可能であり、前記皮革形状データ生成手段は、前記皮革表面特徴パラメータのうち前記最小値と前記最大値とが入力されたパラメータについては、前記毛孔毎に当該最小値から当該最大値までの範囲内でランダムにパラメータを生成し、当該生成したパラメータを前記皮革形状データの生成に用いることを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、少なくとも一つのパラメータについては、入力された最小値と最大値との範囲内で毛孔毎にランダムにパラメータが生成され、各毛孔毎に生成されたパラメータに基づいて皮革形状データが生成されるので、より自然な凹凸形状を表現することができる。
【００２６】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７の何れか１項に記載の皮革形状データ生成装置において、前記皮革形状データは、各要素が、皮革表面において当該要素が対応する位置における当該表面の高度を示す、２次元配列で表現されたデータであることを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、皮革形状データを容易に生成することができる。
【００２８】
請求項９に記載の発明は、皮革表面の特徴を示すパラメータである皮革表面特徴パラメータであって、前記皮革表面に現れる毛孔の形状を示す形状パラメータ及び当該毛孔の配置を制御するための配置パラメータの少なくとも何れか一方と、前記皮革表面の質感を示す質感パラメータと、を含む皮革表面特徴パラメータを入力するために用いられる入力手段を用いて入力された当該皮革表面特徴パラメータに基づいて、前記皮革表面の凹凸形状を表した皮革形状データを生成する皮革形状データ生成工程を備え、前記皮革形状データ生成工程は、前記生成すべき皮革形状データ上における仮想的な前記皮革表面に、前記皮革表面特徴パラメータに含まれる前記形状パラメータ及び前記配置パラメータに基づいて前記毛孔の形状を生成し、前記毛孔の形状が形成される前記仮想的な皮革表面に、前記質感パラメータが示す質感に応じた形状を形成することを特徴とする。
【００２９】
請求項１０に記載の発明は、皮革表面の特徴を示すパラメータである皮革表面特徴パラメータであって、前記皮革表面に現れる毛孔の形状を示す形状パラメータ及び当該毛孔の配置を制御するための配置パラメータの少なくとも何れか一方と、前記皮革表面の質感を示す質感パラメータと、を含む皮革表面特徴パラメータを入力するために用いられる入力手段とを備える皮革形状データ生成装置に含まれるコンピュータを、前記入力された皮革表面特徴パラメータに基づいて、前記皮革表面の凹凸形状を表した皮革形状データを生成する皮革形状データ生成手段として機能させ、前記前記皮革形状データ生成手段としての前記コンピュータを、前記生成すべき皮革形状データ上における仮想的な前記皮革表面に、前記皮革表面特徴パラメータに含まれる前記形状パラメータ及び前記配置パラメータに基づいて前記毛孔の形状を生成する毛孔形成手段、及び、前記毛孔の形状が形成される前記仮想的な皮革表面に、前記質感パラメータが示す質感に応じた形状を形成する質感形成手段、として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、皮革表面の質感を示す質感パラメータが入力され、入力された質感パラメータに応じた形状が仮想的な皮革表面に形成されて、この形状が表された皮革表面の皮革形状データが生成されるので、ユーザが所望する質感が表現された合成皮革を生成可能な皮革形状データを生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、皮革形状データ生成装置に対して本発明を適用した場合の実施形態である。
【００３２】
［１．合成皮革の製造過程］
先ず、合成皮革が製造されるまでの工程について、図１を用いて説明する。
【００３３】
図１は、本実施形態において、合成皮革が製造されるまでの流れを示すフローチャートである。
【００３４】
図１に示すように、制作者は、先ず本実施形態に係る皮革形状生成装置１を用いて皮革形状データを生成する（ステップＳ１）。ここで、制作者は、製造しようとする合成皮革の皮革表面の特徴を示すパラメータ群（皮革表面特徴パラメータの一例）を皮革形状生成装置１に入力する。皮革形状生成装置１は、入力されたパラメータに基づいて皮革形状データを生成する。
【００３５】
この皮革形状データの形式は、所謂、ハイトフィールドと呼ばれるものである。具体的に、皮革表面の凹凸形状を表現する３次元座標系において、毛孔や質感を表現する前の皮革表面に平行な面をＸＹ平面とし、毛孔の凹形状や質感の凹凸形状の高さを表現する方向（皮革の深さ方向）をＺ軸と定義する。そして、ハイトフィールドの２次元配列をＸＹ座標に当てはめ、各配列において、対応するＸＹ座標が示す皮革表面の位置におけるＺ軸方向の皮革表面の高度を、例えば、０〜２５５の２５６段階で表現する。ここで、例えば、最も高度が低いところをＺ軸上の原点とし、また、Ｚ軸方向から向かって皮革表面を見た場合における皮革表面の左隅をＸ軸上及びＹ軸上の原点とする。そして、０を黒色の画素、２５５を白色の画素、１〜２５４を、それぞれの値に応じた灰色の画素で表現すると、皮革表面の凹凸形状を、グレースケールの２次元画像として表現することができる。本実施形態においては、皮革形状データをグレースケールの画像データとして生成する。
【００３６】
皮革形状データが生成されると、制作者は、この皮革形状データに基づいて、例えば、デジタル彫刻機を用いてエンボスロールの彫刻を行う（ステップＳ２）。デジタル彫刻機は、皮革形状データが示すＸＹ平面上の各位置において設定されている高度に応じた深さでエンボスロール表面の対応する各位置に彫刻を施していく。ここでは、高度が低いほどエンボスロールの表面は深く掘り下げられる。
【００３７】
次いで、制作者は、彫刻を施したエンボスロールとエンボス加工機とを用いて、皮革表面の凹凸形状を合成樹脂に転写するための型紙を生成する（ステップＳ３）。エンボス加工機は、エンボスロールによって所定の工程離型紙に熱と圧力を加え、この工程離型紙にエンボス加工を施す。このエンボス付きの工程離型紙が型紙となる。
【００３８】
次いで、制作者は、エンボス付きの工程離型紙を用いて、合成皮革を製造する（ステップＳ４）。ここでは、工程剥離紙のエンボスが施された方の表面に合成皮革用の樹脂組成物を塗布し、これに対して基布を貼り合わせ、樹脂層を乾燥・固形化させた後、工程剥離紙を剥離して合成皮革を得る。
【００３９】
［２．皮革形状データ生成装置の構成及び機能概要］
次に、本実施形態に係る皮革形状データ生成装置の構成及び概要機能について、図２を用いて説明する。
【００４０】
図２は、本実施形態に係る皮革形状データ生成装置１の概要構成例を示す図である。
【００４１】
図２に示すように、本実施形態に係る皮革形状データ生成装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備える制御部１０と、各種プログラム（例えば、皮革形状データ生成プログラム）及びデータ等を記憶する記憶手段の一例としての記憶部２０（例えば、ハードディスクドライブ等）と、を含んで構成されている。そして、制御部１０は、入力手段、画像データ選択入力手段及び保存指示入力手段の一例としての外部入力装置２（例えば、キーボード、マウス等）及び表示装置３（例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、液晶ディスプレイ等）と接続されている。皮革形状データ生成装置１としては、例えば、パーソナルコンピュータなどを適用することができる。
【００４２】
制御部１０は、機能ブロック上において、皮革形状データ生成手段、パラメータ設定手段、画面表示手段及び記憶制御手段の一例としての皮革形状生成部１１を有する。
【００４３】
そして、ＣＰＵが、ＲＯＭや記憶部２０に記憶された各種プログラムを読み出し実行することにより、制御部１０が皮革形状データ生成装置１の各部を制御するとともに、皮革形状データ生成プログラムを実行することにより、皮革形状生成部１１が、皮革形状データ生成手段、パラメータ設定手段、画面表示手段及び記憶制御手段等として機能するようになっている。
【００４４】
皮革形状生成部１１は、ユーザにより入力されたパラメータ群に基づいて、皮革形状データを生成するようになっている。なお、皮革形状生成部１１の詳細な処理内容については後述する。
【００４５】
記憶部２０には、皮革形状データベース２１が構築されており、皮革形状生成部１１により生成された皮革形状データがこの皮革形状データベース２１に登録されるようになっている。
【００４６】
なお、各種プログラム等は、例えば、サーバ装置等からネットワークを介して取得されるようにしても良いし、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録されてディスクドライブ等を介して読み込まれるようにしても良い。
【００４７】
［３．皮革形状データの生成工程］
次に、前記図１で示したステップＳ１における皮革形状データの生成工程について、用いて説明する。
【００４８】
図３は、本実施形態に係る皮革形状データの生成のワークフローを示すフローチャートである。
【００４９】
ユーザが、外部入力装置２を操作して皮革形状データ生成プログラムを起動させると、皮革形状データ生成装置１の皮革形状生成部１１は、後述するパラメータ設定・意匠確認画面を表示装置３に表示させる。
【００５０】
これに対して、図３に示すように、ユーザは、外部入力装置２を操作して必要に応じてパラメータを入力する（ステップＳ１１）。
【００５１】
次いで、皮革形状生成部１１は、後述する皮革形状生成処理を実行することによって、入力されたパラメータに基づいて、皮革形状データを仮生成し、ＲＡＭ等に記憶させる（ステップＳ２１）。
【００５２】
次いで、皮革形状生成部１１は、仮生成した皮革形状データのグレースケール画像を画面に表示させ、ユーザは、グレースケール画像として画面に表示された皮革表面の凹凸形状の意匠を確認する（ステップＳ１３）。
【００５３】
意匠を確認したユーザは、仮生成された皮革形状データを採用するか否かを判断する（ステップＳ１４）。このとき、ユーザは、仮生成された皮革形状データを採用しないと判断した場合には（ステップＳ１４：ＮＯ）、ステップＳ１１に移行して、パラメータを入力し直す。
【００５４】
一方、ユーザは、仮生成された皮革形状データを採用すると判断した場合には（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、仮生成された皮革形状データを保存させるよう外部入力装置２を操作する。
【００５５】
皮革形状生成部１１は、仮生成された皮革形状データを保存させることが指示されたと判定すると、当該皮革形状データのデータファイルを皮革形状データベースに登録する（ステップＳ１５）。皮革形状データベースへの登録によって、皮革形状データの生成が終了する。
【００５６】
［４．パラメータ］
次に、本実施形態において、ユーザが入力可能なパラメータ群について説明する。
【００５７】
パラメータ群は、毛孔形状パラメータ（形状パラメータの一例）、凹凸質感パラメータ（質感パラメータの一例）及び毛孔位置パラメータ（配置パラメータの一例）に大別される。
【００５８】
［４．１ 毛孔形状パラメータ］
先ず、毛孔形状パラメータについて、図４乃至図６を用いて説明する。
【００５９】
図４（ａ）及び（ｂ）は、ユーザが毛孔形状パラメータを初期値のまま変更しなかった場合において生成される毛孔の形状の例を示す図である。また、図５及び図６は、毛孔形状パラメータに含まれる各パラメータを初期値から変更した場合において生成される毛孔の形状の例を示す図である。
【００６０】
なお、図４（ａ）、図５及び図６においては、皮革表面の垂直方向から毛孔を見た場合の毛孔の形状をグレースケールの画像で示している。これらの図においては、黒色部分が最も深く（高度が最も低い）、白色部分が最も浅く（高度が最も高い）なっている。また、図４（ｂ）は、毛孔の断面図である。
【００６１】
図４（ａ）に示すように、初期状態の毛孔は、皮革表面から見ると真円形状をなしている。また、図４（ｂ）に示すように、毛孔の側面は、皮革表面と直角に繋がっている。または、毛孔の側面は底面とも直角に繋がっている。
【００６２】
毛孔形状パラメータは、毛孔の形状を決定付けるパラメータである。毛孔形状パラメータを初期値から変更することにより、図４（ａ）及び（ｂ）に示す毛孔の形状が変更される。
【００６３】
毛孔形状パラメータは、大項目として、「全体」、「輪郭」、「深さ」及び「回転」のパラメータを有する。「全体」は、皮革表面における毛孔の大きさを決定するパラメータであり、小項目として、「幅」及び「高さ」のパラメータを有する。
【００６４】
「幅」は、紙面左右方向における毛孔の長さを示すパラメータである。図５に示すパラメータ変更例１では、「幅」を初期値よりも大きくした場合の毛孔の形状が示されている。
【００６５】
「高さ」は、紙面上下方向における毛孔の長さを示すパラメータである。図５に示すパラメータ変更例２では、「高さ」を初期値よりも大きくした場合の毛孔の形状が示されている。
【００６６】
「輪郭」は、皮革表面における毛孔の輪郭の形状を決定するパラメータであり、小項目として、「高ノイズ周期」、「高ノイズ振幅」、「中ノイズ周期」、「中ノイズ振幅」及び「ノイズ」のパラメータを有する。
【００６７】
「高ノイズ周期」及び「高ノイズ振幅」は、毛孔の輪郭を、高ノイズとしてのサインカーブ状にするためのパラメータである。
【００６８】
「高ノイズ周期」は、サインカーブの周期（毛孔の輪郭にできるヒダの数）を示すパラメータである。「高ノイズ周期」の初期値は１０であり、この値が大きくなるほど周期が短くなる（ヒダの数が増える）。また、「高ノイズ振幅」は、サインカーブの振幅を示すパラメータである。図５に示すパラメータ変更例３では、「高ノイズ周期」を１０とし、「高ノイズ振幅」に適当な値を設定した場合の毛孔の形状が示されている。
【００６９】
「中ノイズ周期」及び「中ノイズ振幅」は、毛孔の輪郭を、中ノイズとしてのサインカーブ状にするためのパラメータである。
【００７０】
「中ノイズ周期」及び「中ノイズ振幅」も、夫々「高ノイズ周期」及び「高ノイズ振幅」と同じ位置づけのパラメータである。図５に示すパラメータ変更例４では、「中ノイズ周期」を３とし、「中ノイズ振幅」に、パラメータ変更例３で「高ノイズ振幅」に設定した値よりも大きい値を設定した場合の毛孔の形状が示されている。
【００７１】
「高ノイズ周期」、「高ノイズ振幅」、「中ノイズ周期」及び「中ノイズ振幅」を適度に設定することにより、高ノイズと中ノイズとを合成した複雑な輪郭をつくることができる。
【００７２】
「ノイズ」は、毛孔の輪郭に対して毛孔の中心位置から放射状に加えられるノイズを生成するためのパラメータであり、設定された値に応じたノイズが加えられる。図５に示すパラメータ変更例５では、「ノイズ」に適当な値を設定した場合の毛孔の形状が示されている。
【００７３】
「深さ」は、毛孔の側面及び底面の形状等を決定するパラメータであり、小項目として、「丸み」、「底の深さ」、「始点の深さ」、「終点の深さ」、「縁の深さ」及び「縁の深さ２」のパラメータを有する。
【００７４】
「丸み」は、毛孔の側面と皮革表面との接続部分及び毛孔の側面と底面との接続部分に丸みを与えるためのパラメータであり、この値が大きくなるほど接続部分の丸みが大きくなる。図６に示すパラメータ変更例６では、「丸み」に適当な値を設定した場合の毛孔の形状が示されている。
【００７５】
「底の深さ」は、毛孔の底面の深さを示すパラメータであり、この値が大きくなるほど、底面の深さは浅くなる。図６に示すパラメータ変更例７では、「底の深さ」を初期値よりも大きくした場合の毛孔の形状が示されている。
【００７６】
「始点の深さ」は、毛孔の底面の紙面上下方向における最下部を始点とした場合において、この始点の深さを示すパラメータであり、この値が大きくなるほど、始点の深さは浅くなる。図６に示すパラメータ変更例８では、「底の深さ」を０（初期値）とし、「始点の深さ」を最大にした場合の毛孔の形状が示されている。この場合において、毛孔の底面は、その最下部から最上部にかけて次第に深くなっていく。
【００７７】
「終点の深さ」は、毛孔の底面の紙面上下方向における最上部を終点とした場合において、この終点の深さを示すパラメータであり、この値が大きくなるほど、終点の深さは浅くなる。図６に示すパラメータ変更例９では、「底の深さ」を０（初期値）とし、「終点の深さ」を最大にした場合の毛孔の形状が示されている。この場合において、毛孔の底面は、最上部から最下部にかけて次第に深くなっていく。
【００７８】
「縁の深さ」は、毛孔の側面における左右両端部のなだらかさを示すパラメータであり、この値が大きくなるほど、左右両端部分の側面と、皮革表面及び毛孔の底面とがなだらかに接続される。図６に示すパラメータ変更例１０では、「縁の深さ」に適当な値を設定した場合の毛孔の形状が示されている。
【００７９】
「縁の深さ２」は、毛孔の側面において、左右両端部よりそれぞれ所定角度だけ紙面下方にずれた部分のなだらかさを示すパラメータであり、この値が大きくなるほど、当該部分の側面と、皮革表面及び毛孔の底面とがなだらかに接続される。図６に示すパラメータ変更例１１では、「縁の深さ２」に適当な値を設定した場合の毛孔の形状が示されている。
【００８０】
「回転」は、毛孔を回転させるためのパラメータであり、小項目として、「角度」を有する。
【００８１】
「角度」は、毛孔の中止位置を中心として、毛孔を紙面反時計回りに回転させる場合の角度を示すパラメータである。図６に示すパラメータ変更例１２では、「角度」に１ラジアンを設定するとともに、「高さ」を初期値よりも大きくした場合における毛孔の形状が示されている。
【００８２】
［４．２ 凹凸質感パラメータ］
次に、凹凸質感パラメータについて、図７及び図８を用いて説明する。
【００８３】
図７は、ざらつきを与えた場合において生成される皮革表面及び毛孔の形状の例を示す図である。また、図８は、凹凸質感パラメータを説明するための図である。
【００８４】
凹凸質感パラメータは、毛孔が形成された皮革表面の質感を決定付けるパラメータである。この凹凸質感パラメータに適切な値を設定することにより、例えば、図７（ａ）に示すように、ほぼ毛孔部分の表面にざらつきを与えたり、図７（ｂ）に示すように、ほぼ毛孔部分を除く皮革表面にざらつきを与えたり、皮革表面全体にざらつきをあたえたりすることができる。
【００８５】
なお、図７（ａ）及び（ｂ）は、皮革表面の垂直方向から毛孔を見た場合の毛孔の形状を、便宜上白黒２色の画像で示している。これらの図において、中心の黒丸部分が毛孔を示している。そして、図７（ａ）においては、毛孔部分に現れている斑点模様が、表面のざらつきを表している。また、図７（ｂ）においては、毛孔の周囲に現れている斑点模様が、表面のざらつきを表している。
【００８６】
この表面のざらつきは、皮革表面に、所定のノイズの一例として３次元のパーリンノイズ（Perlin Noise）を加えることによって与えられる。
【００８７】
凹凸質感パラメータは、大項目として、「凹部」及び「凸部」のパラメータを有する。
【００８８】
「凹部」は、皮革表面の比較的深い部分の質感を示すパラメータであり、小項目として、「ノイズの細かさ」、「ノイズの適用度」及び「ノイズの深さ」のパラメータを有する。
【００８９】
「ノイズの細かさ」は、パーリンノイズにおけるPersistenceパラメータに相当する。この値を大きくするほど、ノイズの周期が短くなり、これによって皮革表面にできるノイズの凹凸は細かくなる。一方、この値を小さくするほど、ノイズの周期が大きくなり、これによって皮革表面にできるノイズの凹凸は粗く（ゆるやかに）なり、この値に０が設定された場合には、ノイズは最も粗くなる。
【００９０】
「ノイズの適用度」（範囲パラメータの一例）は、パーリンノイズの生成アルゴリズムによって生成されたノイズを皮革表面にどれだけの割合で適用するかを示すパラメータである。このパラメータに１が設定された場合には、生成されたノイズが完全に適用される。一方、このパラメータに０が設定された場合には、生成されたノイズは全く適用されず、皮革表面は全くざらつきのない状態になる。
【００９１】
「ノイズの深さ」は、皮革の最も深い部分からどのぐらいの高さまでノイズを付加するかを示すパラメータである。
【００９２】
「凸部」は、皮革表面の比較的浅い部分の質感を示すパラメータであり、「凹部」と同じく、小項目として、「ノイズの細かさ」、「ノイズの適用度」及び「ノイズの深さ」のパラメータを有する。
【００９３】
「凸部」における「ノイズの細かさ」及び「ノイズの適用度」は、「凹部」における「ノイズの細かさ」及び「ノイズの適用度」と同様のパラメータである。
【００９４】
一方、「凸部」における「ノイズの深さ」（範囲パラメータの一例）は、皮革の最も浅い部分からどのぐらいの深さまでノイズを付加するかを示すパラメータである。
【００９５】
これらのパラメータについて、図８を用いてより詳細に説明する。図８（ａ）は、ノイズが全く付加されていない場合において、毛孔が形成された皮革の断面図である。図８（ａ）において、Ｘは、毛孔を含む皮革表面であり、最深部の高度が０、最浅部の高度が２５５となっている。
【００９６】
これに対して、「凹部」の「ノイズの深さ」に、例えば、２００を設定すると、図８（ｂ）に示すように、高度が０から２００までの範囲の皮革表面に対してのみ、ノイズが付加される。なお、「凹部」の「ノイズの深さ」に２５５を設定すると、高度が０から２５５までの全範囲にノイズが付加される。
【００９７】
なお、本来であればノイズが付加された分、毛孔の最深部の高度は０よりも低くなるが、皮革表面の高度を０から２５５の範囲内で表現する必要があるため、ノイズが付加された皮革表面の高度は正規化される。従って、ノイズが付加された毛孔の深さは、ノイズ付加前の毛孔の深さよりも若干浅くなる。
【００９８】
また、「凸部」の「ノイズの深さ」に、例えば、１００を設定すると、図８（ｃ）に示すように、高度が１００から２５５までの範囲の皮革表面に対してのみ、ノイズが付加される。なお、「凸部」の「ノイズの深さ」に０を設定すると、高度が０から２５５までの全範囲にノイズが付加される。
【００９９】
このように「ノイズの深さ」が指定されることで、ノイズが付加される部分と付加されない部分ができるので、皮革の深さに応じて異なる質感を表現することができる。
【０１００】
例えば、「凹部」の「ノイズの深さ」等を適度に設定して、毛孔の形状が形成されたある程度の深さよりも深い部分で細かいノイズが付加されるようにする。一方、「凸部」の各パラメータを、ノイズが付加されないように設定するか、あるいは、「ノイズの細かさ」及び「ノイズの適用度」の値を「凹部」の方のパラメータと比較して十分に小さくする。このようなパラメータで皮革形状データを生成し、この皮革形状データを用いて合成皮革を製造する。
【０１０１】
そうすると、合成皮革の毛孔の底の部分はノイズによる細かな凹凸形状ができるので、当該部分に入射した光が乱反射されることによって視覚的に暗く見える。一方、毛孔のできていない部分にはノイズによる細かな凹凸形状はできないか、またはできても緩やかな凹凸形状であるので、当該部分に入射した光は正反射または正反射に近い状態で反射するので視覚的に明るく見える。こうした毛孔の部分とそうではない部分との視覚的な違いにより、毛孔が実際よりもよりも深く見える（より立体的になる）という効果がある。
【０１０２】
また、「凸部」の「ノイズの適用度」に、例えば、０．５を設定すると、図８（ｄ）に示すように、ノイズの振幅ａ２が、図８（ｃ）に示すノイズの振幅ａ１の半分（５０％）になる。
【０１０３】
また、図８（ｂ）において、符号ｆ１で示されるノイズの周期は、「凹部」の「ノイズの細かさ」に依存する。また、図８（ｃ）及び（ｄ）において、符号ｆ２で示されるノイズの周期は、「凸部」の「ノイズの細かさ」に依存する。
【０１０４】
なお、「凹部」の各パラメータと「凸部」の各パラメータを同時に設定し、これらを同時に皮革表面の質感（ノイズ）に反映させることができる。また、凹凸質感パラメータを「凹部」と「凸部」とに分けずに、境界となる深さのパラメータを設定し、この境界の深さより深い部分（凹部に相当）とこの境界の深さより浅い部分（凸部に相当）とに対して、それそれ「ノイズの細かさ」及び「ノイズの適用度」を入力させるように構成しても良い。
【０１０５】
［４．３ 毛孔位置パラメータ］
次に、毛孔位置パラメータについて、図９及び図１０を用いて説明する。
【０１０６】
図９及び図１０は、毛孔の位置が決定されていく様子の一例を示す図である。
【０１０７】
毛孔位置パラメータは、毛孔の配置を制御するためのパラメータである。この毛孔位置パラメータを設定することにより、毛孔の間隔を決定したり、毛孔の並びの方向性等を決定付けることができる。
【０１０８】
本実施形態において皮革形状生成部１１は、毛孔を配置する際に、排他領域と配置可能領域とを随時設定しながら毛孔を配置するようになっている。
【０１０９】
排他領域（第１の領域の一例）とは、配置された毛孔の中心位置を含む領域であって、他の毛孔の中心点を配置することができない領域である。図９（ａ）は、毛孔が配置される皮革表面の２次元のワールド座標系にて毛孔の位置Ｋ１を決定した場合において、排他領域Ｅ１を示した図である。図９（ａ）中において、白い楕円で表した領域が、毛孔の位置Ｋ１における排他領域Ｅ１である。
【０１１０】
配置可能領域（第２の領域の一例）とは、排他領域を囲む領域であって、他の毛孔の中心点を配置することができる領域である。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す毛孔の位置Ｋ１と排他領域Ｅ１とを、Ｋ１を中心とするローカル座標系に写像した場合において、配置可能領域Ｒ１を示した図である。図９（ｂ）においては、Ｋ１’がＫ１に対応し、Ｅ１’がＥ１に対応する。また、同図において、排他領域Ｅ１’を囲む黒色の楕円の帯状の領域が、毛孔の位置Ｋ１における配置可能領域Ｒ１である。また、配置可能領域Ｒ１の外側の領域ｅも排他領域となる。
【０１１１】
ここで、配置可能領域Ｒ１には毛孔を配置することができるが、排他領域Ｅ１’及びｅには毛孔を配置することはできない。図９（ｂ）においては、配置可能領域Ｒ１内のＫ２’の位置に次の毛孔が配置された事が示されている。また、同図において、×印で示されている位置には、毛孔を配置することができないことが示されている。
【０１１２】
この排他領域及び配置可能領域の範囲を規定するため、毛孔位置パラメータは、小項目として、「領域の幅」、「領域の高さ」及び「散らばり」のパラメータを有する。
【０１１３】
「領域の幅」は、排他領域の紙面左右方向におけける長さを示すパラメータである。
【０１１４】
「領域の高さ」は、排他領域の紙面上下方向におけける長さを示すパラメータである。
【０１１５】
排他領域を楕円の領域とした場合、「領域の幅」及び「領域の高さ」は、この楕円の横軸及び縦軸（短軸及び長軸または長軸及び短軸）の長さとなる。
【０１１６】
「散らばり」は、配置可能領域の幅を示すパラメータである。図９（ｂ）においては、配置可能領域Ｒ１の排他領域Ｅ１’との境界線から排他領域ｅとの境界線までの距離Ｖが、「散らばり」に相当する。つまり、「領域の幅」の値＋「散らばり」×２の値が、配置可能領域Ｒ１の左端から右端までの長さであり、「領域の高さ」の値＋「散らばり」×２の値が、配置可能領域Ｒ１の上端から下端までの長さである。毛孔は配置可能領域の範囲内でランダムに配置されるが、「散らばり」の値が大きいほど、配置可能領域の幅が長くなるので、それだけ毛孔が配置される位置に散らばりが生じることとなる。
【０１１７】
ここで、配置可能領域の形状を楕円（真円となる場合も含む）の帯状としたのは、自然界において存在する動物等の皮革上に現れる毛孔がこのような配置になっているからである。つまり、毛孔の位置関係を統計的に調べると、毛孔を中心とする楕円の周上に他の毛孔が集中するのである。そして、この楕円の大きさによって毛孔の間隔が決定付けられ、楕円の短軸と長軸の長さの比によって毛孔の並びの方向性が決定付けられる。なお、排他領域及び配置可能領域の形状は、楕円だけに限られるものではなく、その他の各種の形状を適用しても良い。
【０１１８】
図９及び図１０を用いて、毛孔の位置の決定方法について更に説明する。
【０１１９】
皮革形状生成部１１は、皮革表面のワールド座標系で定義された２次元の描画領域（以下、「毛孔配置領域」と称する）をＲＡＭ上に設定し、図９（ａ）に示すように、１番目の毛孔の位置Ｋ１を毛孔配置領域の所定の位置（例えば、中心位置）とし、この位置Ｋ１に毛孔の点を描画する。また、皮革形状生成部１１は、「領域の幅」の値をＷ１とし、「領域の高さ」の値をＨ１とした場合、毛孔の位置Ｋ１を中心として、横軸の長さＷ１、縦軸の長さＨ１となる楕円領域を白色で塗りつぶし、これを排他領域Ｅ１とする。
【０１２０】
そして、皮革形状生成部１１は、図９（ｂ）に示すように、ローカル座標系で定義された方の描画領域（以下、「ローカル配置領域」と称する）の中心を毛孔の位置Ｋ１に対応するＫ１’として、排他領域Ｅ１をローカル座標系にコピーし、排他領域Ｅ１’を生成する。更に、皮革形状生成部１１は、ローカル配置領域のＫ１’を中心として、横軸の長さＷ１＋Ｖ×２、縦軸の長さＨ１＋Ｖ×２となる楕円領域を、排他領域Ｅ１’内を除いて黒色で塗りつぶし、これを配置可能領域Ｒ１とする。次いで、皮革形状生成部１１は、ローカル配置領域の範囲内でランダムに点を生成し、この点が配置可能領域Ｒ１の外、つまり、排他領域Ｅ１’かｅの範囲内であれば、配置可能領域Ｒ１内に入るまで、点を生成する。
【０１２１】
そして、皮革形状生成部１１は、生成した点が配置可能領域Ｒ１内に入ったら、この点を毛孔の位置Ｋ２’とし、図９（ｃ）に示すように、この毛孔の位置Ｋ２’に対応するＫ２の点を毛孔配置領域に生成する。このとき、皮革形状生成部１１は、Ｋ１とＫ２との位置関係は、Ｋ１’とＫ２’との位置関係と一致させる。更に、皮革形状生成部１１は、毛孔配置領域におけるＫ２の座標を保存する。次いで、皮革形状生成部１１は、毛孔の位置Ｋ２を中心とする排他領域Ｅ２を毛孔配置領域に生成する。ここで、図９（ｃ）においては、排他領域Ｅ１とＥ２の横軸と縦軸の長さが異なっている。詳細は後述するが、これは、「領域の幅」と「領域の高さ」のパラメータそれぞれに最小値と最大値とを設定可能とし、皮革形状生成部１１が、個々の毛孔の位置を実際に決定する際に、この最小値と最大値との範囲内でランダムに排他領域の横軸と縦軸との長さを決定したためである。
【０１２２】
次いで、皮革形状生成部１１は、図９（ｄ）に示すように、ローカル配置領域に排他領域Ｅ２をコピーし、排他領域Ｅ２’を生成する。ここで、配置可能領域Ｒ１のうち排他領域Ｅ２’と重なる部分については、やはり排他領域として毛孔の配置が禁止される。従って、皮革形状生成部１１は、Ｋ２’の場合と同様に、３番目の毛孔の位置Ｋ３’を決定するが、排他領域Ｅ２’で塗りつぶされた部分を除いた配置可能領域Ｒ１の範囲内で毛孔の位置Ｋ３’を決定する。
【０１２３】
そして、皮革形状生成部１１は、図１０（ａ）に示すように、Ｋ２’の場合と同様にして、Ｋ３’に対応するＫ３の点を毛孔配置領域に生成し、排他領域Ｅ３を描画する。以下同様にして、皮革形状生成部１１は、図１０（ｂ）に示すように、毛孔の位置Ｋ４〜Ｋ６を生成し、排他領域Ｅ４〜Ｅ６を生成すると、ローカル配置領域における配置可能領域Ｒ１は、全て排他領域Ｅ２’〜Ｅ６’で塗りつぶされてしまうので、毛孔の位置Ｋ１’の周りにはもう毛孔を配置する余地がない。こうなると、皮革形状生成部１１は、別の毛孔の位置についてローカル配置領域を新たに設定する。
【０１２４】
図１０（ｃ）は、毛孔の位置Ｋ６に対応するＫ６’を中心としたローカル配置領域を設定した場合である。ここで、皮革形状生成部１１は、毛孔の位置Ｋ６における排他領域Ｅ６をローカル配置領域にコピーするとともに、その周りの排他領域であるＥ１、Ｅ２及びＥ４等もローカル配置領域にコピーして、排他領域Ｅ１’、Ｅ２’、Ｅ４’及びＥ６’等を生成する。次いで、皮革形状生成部１１は、毛孔の位置Ｋ６’を中心とする配置可能領域Ｒ６を、排他領域Ｅ１’、Ｅ２’、Ｅ４’及びＥ６’で塗りつぶされた部分を除いて、ローカル配置領域に描画する。そして、皮革形状生成部１１は、この描画された配置可能領域Ｒ６の範囲内でランダムに毛孔の位置Ｋ７’を生成し、これに対応するＫ７を、図１０（ｄ）に示すように毛孔配置領域に生成する。
【０１２５】
このようにして、皮革形状生成部１１は、各毛孔の位置を、他の全ての毛孔の排他領域それぞれに入らないようにしつつ、且つ、他の毛孔のうち少なくとも何れか一つの配置可能領域に入るように決定する。そして、皮革形状生成部１１は、全ての毛孔の位置について同様の処理を行い、新たな毛孔の位置を生成することができなくなったところで、毛孔の位置の決定を終了させる。その後、制御部１０は、保存した毛孔の座標を中心位置として、毛孔の形状を生成していく。
【０１２６】
［４．４ パラメータに対するパラメータ制御用画像データの指定］
特定のパラメータに対しては、ユーザが指定した画像データの画素の情報に基づいて、各毛孔の形状を生成する際のパラメータを制御することができる。これについて、図１１を用いて以下に説明する。なお、このような画像を、以下、「パラメータ制御用画像データ」と称する。
【０１２７】
図１１（ａ）は、特定のパラメータに対して指定されたパラメータ制御用画像データの一例であり、図１１（ｂ）は、（ａ）に示すパラメータ制御用画像データを指定した場合に生成された皮革形状データの画面表示例であり、同図において、黒色の楕円が毛孔を示している。
【０１２８】
先ず、ユーザは、製造する皮革の表面に表現したい模様に対応するパラメータ制御用画像データを用意する。例えば、図１１（ａ）は、グレースケールのパラメータ制御用画像データであり、黒色の地に、「Ａ」の文字が灰色で描かれている（同図においては、便宜上白色で示している）。
【０１２９】
このパラメータ制御用画像データを、一例として皮革形状パラメータの「角度」に指定すると、図１１（ｂ）に示す皮革形状データにおいては、パラメータ制御用画像データの地の部分に対応する範囲の毛孔の形状は、長軸の方向が紙面上下方向と一致する楕円であるが、パラメータ制御用画像データの文字の部分に対応する範囲の毛孔は、その楕円の長軸が所定の角度だけ回転した状態で生成される。そして、この皮革形状データを用いて合成皮革を製造すると、その表面には「Ａ」の文字が模様として現れる。
【０１３０】
これは、皮革形状生成部１１が、皮革形状データ上に配置すべき毛孔の位置のＸ座標を、皮革形状データの横のピクセル数とパラメータ制御用画像データの横のピクセル数との比に基づいて、パラメータ制御用画像データのＸ座標に変換し、また、毛孔の位置のＹ座標を前記比に基づいてパラメータ制御用画像データのＹ座標に変換し、パラメータ制御用画像データにおいて、変換されたＸＹ座標上の画素の値に応じたパラメータを設定するのである。例えば、パラメータ制御用画像データにおいて、画素の値が０である場合には黒色、２５５である場合には白色、１〜２５４である場合にはその値に応じた灰色で画素の色が表現されているとする。そして、画素の値が０のときには、「角度」に０°を設定し、画素の値が２５５であるときには、「角度」に３６０°を設定し、画素の値が１〜２５４であるときには、その値に応じた角度を「角度」に設定する、というような定義情報を、皮革形状データ生成プログラムに予め組み込んでおいたり、ユーザ操作等により定義する。
【０１３１】
そして、皮革形状生成部１１は、パラメータ制御用画像データの地の部分の画素値が０であるので、地の部分に対応する位置の毛孔については、回転させずに生成し、パラメータ制御用画像データの文字の部分の画素値が例えば３２であれば、文字の部分に対応する位置の毛孔については、反時計回りに約４５°回転させて生成する。このとき、「角度」のパラメータは、ユーザにより入力された値は使用されない。
【０１３２】
パラメータ制御用画像データとしては、グレースケール画像データだけではなく、画素の情報が２次元配列で表されるあらゆる画像データを適用しても良い。例えば、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）それぞれ８ビットの情報を持つ２４ビットの画像データも指定することができる。例えば、定義情報として、Ｒの値を毛孔の回転ベクトルのｘ成分、Ｇの値を毛孔の回転ベクトルのｙ成分とし、Ｒ及びＧの値が０であってＢの値が１以上である場合には、その値の大きさにかかわらず所定の角度値であると、定義する。そして、パラメータ制御用画像データの地の部分を青で塗りつぶし、パラメータ制御用画像データにおける模様の部分を赤と緑のグラデーションで表現する。そうすると、皮革形状データにおいては、地の部分に対応する位置の毛孔の角度は全て所定の同一角度となり、模様の部分に対応する位置の毛孔の角度は、対応する画素のＲ成分とＧ成分との値からなるベクトルの方向に傾いた毛孔が生成される。このように生成された皮革形状データを用いて合成皮革を製造すると、その表面に複雑な模様が現れる。
【０１３３】
パラメータ制御用画像データを指定することができるパラメータは「角度」だけに限られるものではない。例えば、毛孔形状パラメータの「高ノイズ振幅」にパラメータ制御用画像データを指定すれば、毛孔の輪郭の形状の違いによって合成皮革の表面に模様を表現することができる。また、例えば、凹凸質感パラメータの「凸部」の「ノイズの適用度」にパラメータ制御用画像データを指定すれば、ノイズが良く現れている部分と現れていない部分との視覚上の違いによって、合成皮革の表面に模様を表現することができる。このとき、それぞれの毛孔について決定された「凸部」の「ノイズの適用度」のパラメータが質感に反映されるのは、その毛孔の周囲に限定される。
【０１３４】
また、例えば、毛孔位置パラメータの「領域の幅」及び「領域の高さ」にパラメータ制御用画像データを指定すれば、毛孔の間隔の違いによって合成皮革の表面に模様を表現することができる。このように、複数のパラメータにパラメータ制御用画像データを指定することもできる。
【０１３５】
なお、パラメータ制御用画像データを指定するパラメータは、予め決められたパラメータとしても良いし、パラメータ制御用画像データを指定するパラメータ自体もユーザ操作で変更可能なようにしても良い。
【０１３６】
また、パラメータ制御用画像データを指定して皮革形状データを生成する場合、パラメータ制御用画像データの大きさを皮革形状データの大きさに一致させなくても良い。この場合は、パラメータ制御用画像データと皮革形状データを所定の座標で位置合わせした後、皮革形状データがパラメータ制御用画像データと重なる部分についてのみ、パラメータ制御用画像データを特定のパラメータに指定し、皮革形状データがパラメータ制御用画像データと重ならない部分については、ユーザにより入力されたパラメータの値を用いても良い。
【０１３７】
［５．パラメータ設定・意匠確認画面の構成］
次に、入力画面及び表示画面の一例としてのパラメータ設定・意匠確認画面の構成について、図１２及び図１３を用いて説明する。
【０１３８】
図１２及び図１３は、本実施形態に係るパラメータ設定・意匠確認画面の表示例を示す図である。
【０１３９】
図１２に示すように、パラメータ設定・意匠確認画面は、皮革形状確認エリア１１０、毛孔形状確認エリア１２１及び１２２、画像解像度設定エリア１３０、毛孔形状パラメータ設定エリア１４０、毛孔位置パラメータ設定エリア１５０、配置ボタン１６０等により構成されている。
【０１４０】
また、ユーザの切替操作によって、図１２に示す画面から、図１３に示す画面に切り替えることができるようになっている。図１３においては、毛孔形状パラメータ設定エリア１４０に代わって、凹凸部質感パラメータ設定エリア１７０が表示される。
【０１４１】
画像解像度設定エリア１３０は、皮革形状データのサイズ及び生成される合成皮革の実寸サイズ等を入力するためのエリアである。具体的に、画像解像度設定エリア１３０においては、皮革形状データのグレースケール画像としての縦及び横のピクセル数、皮革の縦横の実寸サイズ、解像度（１インチあたりのピクセル数）等を入力することができるようになっている。なお、実寸サイズ＝ピクセル数／解像度であるので、ピクセル数、実寸サイズ及び解像度のうち何れか２つが決定すれば残りの１つも自動的に決定する。
【０１４２】
毛孔形状パラメータ設定エリア１４０は、毛孔形状パラメータを入力するためのパラメータである。このエリアにおいて、ユーザは、パラメータを直接入力するか、スライダーを移動させてパラメータを変更する。
【０１４３】
図１３に示す毛孔形状パラメータ設定エリア１４０においては、各パラメータに対してそれぞれ２つの値を入力することができる。各パラメータそれぞれの一方は最小値であり他方は最大値である。つまり、ユーザは、各パラメータについて、最小値と最大値とを設定することができる。毛孔の形状が生成されるときには、この最小値と最大値との範囲内で、実際の毛孔の生成に用いるパラメータが毛孔毎にランダムに決定される。こうすることで、毛孔の形状にある程度のバラツキが生じるので、皮革表面の形状をより自然に表現することができる。ここで、最小値と最大値とに同じ値が入力されると、実際の毛孔の生成に用いるパラメータは実質的に固定値となる。なお、図１３に示す毛孔形状パラメータ設定エリア１４０においては、全ての小項目について最小値と最大値とが入力できるようにしているが、一部の小項目に限定しても良い。このことは、凹凸部質感パラメータ設定エリア１７０及び毛孔位置パラメータ設定エリア１５０についても同様である。
【０１４４】
凹凸部質感パラメータ設定エリア１７０は、凹凸質感パラメータを入力するためのパラメータである。ユーザは、このエリアにおいても、各パラメータについて最小値と最大値とを入力することができる。
【０１４５】
毛孔形状確認エリア１２１及び１２２には、毛孔形状パラメータ設定エリア１４０及び凹凸部質感パラメータ設定エリア１７０にユーザが入力したパラメータに応じた毛孔の形状及び皮革表面の質感を表現した画像が表示される。ここで、毛孔形状確認エリア１２１には、毛孔形状パラメータ及び凹凸質感パラメータの各パラメータの最小値で生成された毛孔の形状が表示され、毛孔形状確認エリア１２２には、毛孔形状パラメータ及び凹凸質感パラメータの各パラメータの最大値で生成された毛孔の形状が表示される。ユーザは、毛孔形状確認エリア１２１及び１２２の表示内容を確認することにより、皮革形状データの皮革表面に形成される毛孔の形状及び皮革表面の質感をある程度把握することができる。
【０１４６】
毛孔位置パラメータ設定エリア１５０は、毛孔位置パラメータを入力するためのエリアである。図１２に示す毛孔位置パラメータ設定エリア１５０においては、各パラメータに付き一つの値のみを入力することができるようになっている。これは、実際に毛孔の位置が決定される際には、上述した配置可能領域の範囲内でランダムに毛孔の位置が決定されるので、他のパラメータのように、最小値と最大値とを設定可能としなくても、視覚上不自然にならないからである。ただし、毛孔位置パラメータ設定エリア１５０についても、毛孔位置パラメータの各パラメータについて最小値と最大値とを入力可能に構成しても良い。
【０１４７】
皮革形状確認エリア１１０には、仮生成した皮革形状データのグレースケール画像が表示される。図１２に示した方の皮革形状確認エリア１１０には、複数の白い点が表示されている。この点は、毛孔が配置されるべき位置を示している。ユーザが、毛孔位置パラメータ設定エリア１５０に毛孔位置パラメータを入力したり変更したりすると、その都度、皮革形状生成部１１により、その時の毛孔位置パラメータに応じて各毛孔の位置が決定され、皮革形状確認エリア１１０にその結果が表示される。
【０１４８】
そして、ユーザが配置ボタン１６０を選択すると、皮革形状確認エリア１１０には、図１３に示すように、各毛孔の位置について毛孔の形状が生成された皮革形状データの画像が表示される。
【０１４９】
また、図示はしていないが、ユーザ操作によって所定のメニューを表示させることにより、ユーザは、特定のパラメータに指定する画像データを記憶部２０に記憶された画像データの中から選択することができる。また、ユーザは、別の所定のメニューを表示させることにより、皮革形状確認エリア１１０に表示された皮革形状データを保存することができる。
【０１５０】
［６．皮革形状生成処理における皮革形状データ生成装置の動作］
次に、図３のステップＳ２において示した皮革形状生成処理における皮革形状データ生成装置１の動作について、図１４を用いて説明する。
【０１５１】
図１４は、本実施形態に係る皮革形状データ生成装置１の皮革形状生成部１１における処理例を示すフローチャートである。なお、以下に説明する動作は、毛孔形状パラメータ、凹凸質感パラメータ及び毛孔位置パラメータの全てのパラメータについて、最小値と最大値とを入力することができるようにした場合の動作である。また、パラメータ設定・意匠確認画面の説明においては、各毛孔の位置を決定する処理と、その位置に対して毛孔の形状を生成する処理と、が別々のタイミングで行われていたが、以下に説明する動作においては、便宜上、同時に行うようにした場合の動作を説明する。
【０１５２】
ユーザは、皮革形状データ生成プログラムを実行させることによりパラメータ設定・意匠確認画面を表示させ、各パラメータを入力した後、配置ボタン１６０を選択すると、皮革形状生成処理が開始される。
【０１５３】
先ず、皮革形状生成部１１は、入力された各パラメータを取得すると（ステップＳ１０１）、ユーザにより入力された縦及び横のピクセル数に相当する毛孔配置領域及び皮革形状描画領域をＲＡＭ上に設定する。ここで、皮革形状描画領域は、仮想的な皮革表面である毛孔形状データのグレースケール画像が描画される領域である。
【０１５４】
次いで、皮革形状生成部１１は、１番目の毛孔の位置Ｋを毛孔配置領域の中心位置に生成し、この位置Ｋ（の座標）をスタックＳに追加する（ステップＳ１０２）。スタックＳは、ＬＩＦＯ（Last In First Out）の構造を有するデータである。
【０１５５】
次いで、皮革形状生成部１１は、スタックＳが空であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。このとき、皮革形状生成部１１は、スタックＳが空ではない場合には（ステップＳ１０３：ＮＯ）、スタックＳから毛孔の位置Ｋを１点取り出す（ステップＳ１０４）。
【０１５６】
次いで、皮革形状生成部１１は、パラメータ番号Ｉに０を設定する。パラメータ番号とは、毛孔形状パラメータ、凹凸質感パラメータ及び毛孔位置パラメータの各小項目について、それぞれに割り当てた一意の番号を示す。
【０１５７】
次いで、皮革形状生成部１１は、パラメータ番号Ｉがパラメータ数ｎより小さいか否かを判定する（ステップＳ１０６）。パラメータ数とは、毛孔形状パラメータ、凹凸質感パラメータ及び毛孔位置パラメータの全小項目の個数である。このとき、皮革形状生成部１１は、パラメータ番号Ｉがパラメータ数ｎより小さい場合には（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、Ｉ番目のパラメータにパラメータ制御用画像データが指定されているか否かを判定する（ステップＳ１０７）。
【０１５８】
このとき、皮革形状生成部１１は、Ｉ番目のパラメータにパラメータ制御用画像データが指定されていない場合には（ステップＳ１０７：ＮＯ）、ユーザにより入力されたＩ番目のパラメータの最小値と最大値との範囲内でランダム値を生成し、当該ランダム値をパラメータＰ［Ｉ］に設定する（ステップＳ１０８）。皮革形状生成部１１は、この処理を終えると、ステップＳ１１０に移行する。
【０１５９】
一方、皮革形状生成部１１は、Ｉ番目のパラメータにパラメータ制御用画像データが指定されている場合には（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、指定されたパラメータ制御用画像データ上で、毛孔の位置Ｋと同じ位置の画素の情報を参照し、この画素の情報と定義情報とに基づいてパラメータ値を決定し、このパラメータ値をパラメータＰ［Ｉ］に設定する（ステップＳ１０９）。皮革形状生成部１１は、この処理を終えると、ステップＳ１１０に移行する。
【０１６０】
皮革形状生成部１１は、パラメータＰ［Ｉ］の設定を終えると、パラメータ番号Ｉに１を加算して（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０６に移行する。
【０１６１】
皮革形状生成部１１は、ステップＳ１０６において、パラメータ番号Ｉがパラメータ数ｎより小さくはない場合には（ステップＳ１０６：ＮＯ）、毛孔の形状を生成する（ステップＳ１１１）。つまり、皮革形状生成部１１は、パラメータＰ［０］からＰ[ｎ−１]まで全てのパラメータが設定されたので、これらのパラメータに基づいて毛孔の形状を生成するのである。具体的に、皮革形状生成部１１は、毛孔の形状を描画するためのローカルな描画領域（以下、「ローカル描画領域」と称する）をＲＡＭ上に設定し、ＲＡＭ上に設定したローカル描画領域上に、その領域の中心を毛孔の中心として、設定された毛孔形状パラメータに応じた毛孔の形状をグレースケールの画像として生成する。
【０１６２】
次いで、皮革形状生成部１１は、生成した毛孔の形状内及びその周辺の質感を形成する（ステップＳ１１２）。具体的に、皮革形状生成部１１は、凹凸質感パラメータに基づいてノイズを生成し、生成したノイズを毛孔の形状が生成されたローカル描画領域上の画素の値に加える。また、皮革形状生成部１１は、必要に応じて画素の値の正規化を行う。
【０１６３】
皮革形状生成部１１は、質感を形成すると、ローカルな描画領域上に生成された毛孔の形状及び質感の情報を、皮革形状描画領域にコピーする。このときのコピー先の位置は、毛孔の位置Ｋの位置が中心となる。なお、ローカル描画領域の縦横のピクセル数は予め決められているので、皮革形状描画領域にコピーされる質感の情報（ノイズ）もこのピクセル数の範囲に限定される。
【０１６４】
皮革形状生成部１１は、このようにして毛孔を一つ生成すると、毛孔の位置Ｋの周囲に新たに毛孔が生成可能であるか否かを判定する（ステップＳ１１３）。具体的に、皮革形状生成部１１は、毛孔の位置Ｋについての配置可能領域が、他の毛孔についての排他領域でつぶされていないかどうかを判定する。このとき、皮革形状生成部１１は、毛孔の位置Ｋの周囲に新たに毛孔が生成可能である場合には、新たに毛孔の位置Ｋを毛孔配置領域に生成し、この位置ＫをスタックＳに追加する（ステップＳ１１４）。皮革形状生成部１１は、この処理を終えると、ステップＳ１１３に移行する。
【０１６５】
一方、皮革形状生成部１１は、毛孔の位置Ｋの周囲に新たな毛孔が生成することができない場合には（ステップＳ１１３：ＮＯ）、ステップＳ１０３に移行する。
【０１６６】
そして、皮革形状生成部１１は、ステップＳ１０３において、スタックＳが空であると判定すると（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、皮革形状生成処理を終了させる。この時点で皮革形状描画領域に設定されている情報が、仮生成された皮革形状データである。
【０１６７】
なお、ステップＳ１０２乃至Ｓ１０４、Ｓ１１３及びＳ１１４における各毛孔の位置を決定する具体的な処理内容は、４．３項において説明した。
【０１６８】
以上説明したように、本実施形態によれば、皮革形状データ生成装置１は、毛孔形状パラメータ、凹凸質感パラメータ及び毛孔位置パラメータを入力するために用いられる外部入力装置２を備え、皮革形状生成部１１は、毛孔形状パラメータに基づいて毛孔の形状を生成し、凹凸質感パラメータが示す質感を表現する凹凸形状を生成し、毛孔位置パラメータに基づいて、仮想的な皮革表面の領域を示す皮革描画領域上における各毛孔の位置を決定し、決定された位置に、生成された毛孔の形状及び質感を表現する凹凸形状を付加しいくことによって皮革形状データを生成するので、ユーザが所望する質感が表現された合成皮革を生成可能な皮革形状データを生成することができる。
【０１６９】
また、凹凸質感パラメータは、小項目として「ノイズの深さ」を含み、皮革形状生成部１１は、「ノイズの深さ」が示す深さから深い部分または浅い部分に質感を表現する凹凸形状を生成するので、ユーザが指定した深さより深い部分と浅い部分とで異なる質感を表現することができる。
【０１７０】
また、凹凸質感パラメータは、パーリンノイズを生成するための「ノイズの細かさ」及び「ノイズの適用度」を含み、皮革形状生成部１１は、皮革描画領域に、「ノイズの細かさ」及び「ノイズの適用度」の値に応じた３次元ノイズの形状を付加するので、質感を自然に表現することができる。
【０１７１】
また、パラメータ制御用画像データの指定が可能であり、皮革形状生成部１１は、特定のパラメータについては、毛孔が配置される位置のＸＹ座標に対応するパラメータ制御用画像データのＸＹ座標の位置の画素値に基づいて毛孔毎に設定し、毛孔毎に設置されたパラメータを用いて皮革形状データを生成するので、パラメータ制御用画像データによって表現された模様を、合成皮革の表面にできる毛孔または質感の凹凸で表現することができる。つまり、毛孔または質感の凹凸で所望の文字、マーク、絵柄等が視覚的に現れた合成皮革を製造することができる。
【０１７２】
また、毛孔位置パラメータは、毛孔が配置される位置を含む排他領域の範囲を示す「領域の幅」及び「領域の高さ」のパラメータと、配置可能領域の範囲を示す「散らばり」のパラメータとを含み、皮革形状生成部１１は、毛孔の位置が他の全ての毛孔についての排他領域に入らないように且つ他の毛孔のうち少なくとも１つについての配置可能領域に入るように、各毛孔の位置を決定するので、より自然に近い配置パターンで且つユーザが所望する配置パターンで毛孔の形状が形成された皮革形状データを生成することができる。
【０１７３】
また、皮革形状生成部１１は、毛孔形状パラメータ、凹凸質感パラメータ及び毛孔位置パラメータを入力するための画面であり、入力されたパラメータに基づいて仮生成された皮革形状データのグレースケール画像を表示し確認するためのパラメータ設定・意匠確認画面を表示装置３により表示させ、表示された皮革形状データを保存することが外部入力装置２を用いて指定された場合には、当該皮革形状データを皮革形状データベース２１に登録するので、ユーザは、画面を見ながらインタラクティブに所望する皮革形状データを制作することができる。
【０１７４】
また、少なくとも一部のパラメータについては、最小値と最大値とが入力可能であり、皮革形状生成部１１は、最小値と最大値とが入力されたパラメータについては、毛孔毎にその最小値から最大値までの範囲内でランダムにパラメータを生成し、当該生成したパラメータに基づいて皮革形状データを生成するので、ユーザが所望する範囲内でより自然な凹凸形状を表現することができる。
【０１７５】
また、皮革形状データは、各要素が、皮革表面において当該要素が対応する位置における当該表面の高度を示すハイトフィールドで表現されているので、皮革形状データを簡単に生成することができる。
【０１７６】
なお、本実施形態においては、毛孔形状パラメータと毛孔位置パラメータとの両方をユーザが入力することができるようにしていたが、どちらか一方のみを入力可能としても良い。この場合、入力されない方のパラメータについては、例えば、固定値としても良いし、皮革形状生成部１１が、予め定められた範囲内で毛孔毎にランダムに設定しても良い。また、パラメータとはせずに、毛孔の形状を表したグレースケール画像等のデータを予め保持しておき、皮革形状生成部１１が、このデータを皮革形状描画領域にコピーすることによって皮革形状データを生成しても良い。
【０１７７】
また、本実施形態においては、毛孔の形状を１つ１つ形成する毎に、生成した毛孔の形状内及びその周辺の質感を形成するようにしていたが、例えば、全ての毛孔の形状を皮革形状描画領域に形成した後に、皮革形状描画領域全体に質感を形成しても良い。
【０１７８】
また、毛孔形状パラメータ、凹凸質感パラメータ及び毛孔位置パラメータに含まれる大項目及び小項目のパラメータは、本実施形態において説明したものだけに限られるものではないし、また、本実施形態において説明したもの全てが必須となるものでもない。
【０１７９】
また、本実施形態においては、皮革形状データをハイトフィールド（その一例としてグレースケールの画像データ）で表現していたが、皮革形状データの表現方法はこれに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１８０】
【図１】一実施形態において、合成皮革が製造されるまでの流れを示すフローチャートである。
【図２】一実施形態に係る皮革形状データ生成装置１の概要構成例を示す図である。
【図３】一実施形態に係る皮革形状データの生成のワークフローを示すフローチャートである。
【図４】ユーザが毛孔形状パラメータを初期値のまま変更しなかった場合において生成される毛孔の形状の例を示す図であり、（ａ）は皮革表面の垂直方向から毛孔を見た場合の図であり、（ｂ）は、断面図である。
【図５】毛孔形状パラメータに含まれる各パラメータを初期値から変更した場合において生成される毛孔の形状の例を示す図である。
【図６】毛孔形状パラメータに含まれる各パラメータを初期値から変更した場合において生成される毛孔の形状の例を示す図である。
【図７】ざらつきを与えた場合において生成される皮革表面及び毛孔の形状の例を示す図であり、（ａ）は、毛孔部分にざらつきを耐えた場合であり、（ｂ）は、毛孔の周囲にざらつきを耐えた場合である。
【図８】（ａ）乃至（ｄ）は、凹凸質感パラメータを説明するための図である。
【図９】（ａ）乃至（ｄ）は、毛孔の位置が決定されていく様子の一例を示す図である。
【図１０】（ａ）乃至（ｄ）は、毛孔の位置が決定されていく様子の一例を示す図である。
【図１１】（ａ）は、特定のパラメータに対して指定されたパラメータ制御用画像データの一例であり、（ｂ）は、（ａ）に示すパラメータ制御用画像データを指定した場合に生成された皮革形状データの画面表示例である。
【図１２】一実施形態に係るパラメータ設定・意匠確認画面の表示例を示す図である。
【図１３】一実施形態に係るパラメータ設定・意匠確認画面の表示例を示す図である。
【図１４】一実施形態に係る皮革形状データ生成装置１の皮革形状生成部１１における処理例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１８１】
１ 皮革形状データ生成装置
２ 外部入力装置
３ 表示装置
１０ 制御部
１１ 皮革形状生成部
２０ 記憶部
２１ 皮革形状データベース
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成皮革等の製造の際にその表面の凹凸形状を形成するためなどに用いられるデータを生成する皮革形状データ生成装置、皮革形状データ生成方法及び皮革形状データ生成プログラムの技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
皮革表面上に形成されている微細な凹凸形状（革シボの形状）は、自然な風合いを演出することから、こうした凹凸形状が形成された合成皮革などの素材は、自動車の内装材やハンドバッグの素材など、各種工業製品の表面装飾用の素材として利用されている。こうした素材に皮革表面の凹凸形状を形成するための元となるイメージ画像として、ＣＧ（Computer Graphics）画像が利用されてきており、このＣＧ画像制作において、皮革表面の微細な凹凸形状を再現することが求められている。
【０００３】
従来、ＣＧ画像制作における皮革形状の生成方法としては、大別して２つに分類される。
【０００４】
先ず、第１の方法は、天然皮革の柄を写真撮影し、その画像を皮革形状とみなし再現する方法である。具体的には、その写真の一部を抜き出し、その抜き出した画像を並べてつなぎ合わせ、大きなサイズの皮革柄の画像を生成し、画像のつなぎ目を目立たなくするシームレス処理を施した後、テクスチャ画像やバンプマッピング画像、ディスプレイスメント画像として３次元形状に貼り付けることにより、擬似的に皮革の質感を再現するのである。
【０００５】
しかしながら、上述した第１の方法では、写真撮影時における照明環境と、ＣＧによる画像制作時における仮想３次元空間内での照明環境とが異なることから、作成されたテクスチャ画像などによって表現された皮革の質感が、撮影された皮革の質感と異なってしまうことがある。また、第１の方法では、抜き出した皮革の画像をつなぎ合わせて大きな皮革の画像を生成することとなるので、このとき、撮影された皮革表面の凹凸形状のパターンが繰り返し現れることとなり、皮革表面の形状が自然に表現されているといえるものではなかった。
【０００６】
更には、皮革表面の凹凸形状で表される柄は、動物の種類や年齢、皮革の部位などによってさまざまであるが、制作者が必要とする柄の天然皮革を入手することが困難な場合があった。
【０００７】
一方、第２の方法は、アルゴリズムのみで皮革の微細な凹凸形状を生成し、それを画像に変換した後、３次元形状に貼り付け、擬似的に皮革の質感や風合いを再現する完全にプロシージャルな方法である。この方法に関しては、例えば、特許文献１において提案されている。
【０００８】
特許文献１には、毛孔に関するパラメータを入力し、各毛孔の位置を、ランダムに決定したり、所定間隔で仮位置を決めてそこからランダムな量だけ移動させたりして決定した後、皮革領域の各画素がどの毛孔に属するかを求め、この毛孔内における相対的な位置とパラメータとに基づいて各画素の深さを求めて皮革立体形状のデータを生成することが開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１９２９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、天然皮革にはその種類等によって固有の質感というものがある。合成皮革においても、毛孔の形状等が施されることによって質感表現の代用とすることもできないことではないが、独立に質感を表現することができることが望ましい。なぜなら、質感を表現することができないと、最終的に制作された合成皮革の表面が不自然なほど光沢を有することがあり、高級感などの意匠的価値が低下するからである。
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、制作者が所望する形状の毛孔を表現することはできるものの、皮革表面自体の質感を制作者の望むように表現することができなかった。
【００１１】
本発明は、以上の問題に鑑みてなされたものであり、皮革表面の凹凸形状を表したデータである皮革形状データから合成皮革を生成する場合に、ユーザが所望する質感が表現された合成皮革を生成可能な皮革形状データを生成することができる皮革形状データ生成装置、皮革形状データ生成方法及び皮革形状データ生成プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、皮革表面の特徴を示すパラメータである皮革表面特徴パラメータであって、前記皮革表面に現れる毛孔の形状を示す形状パラメータ及び当該毛孔の配置を制御するための配置パラメータの少なくとも何れか一方と、前記皮革表面の質感を示す質感パラメータと、を含む皮革表面特徴パラメータを入力するために用いられる入力手段と、前記入力された皮革表面特徴パラメータに基づいて、前記皮革表面の凹凸形状を表した皮革形状データを生成する皮革形状データ生成手段と、を備え、前記皮革形状データ生成手段は、前記生成すべき皮革形状データ上における仮想的な前記皮革表面に、前記皮革表面特徴パラメータに含まれる前記形状パラメータ及び前記配置パラメータに基づいて前記毛孔の形状を生成する毛孔形成手段と、前記毛孔の形状が形成される前記仮想的な皮革表面に、前記質感パラメータが示す質感に応じた形状を形成する質感形成手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、皮革表面の質感を示す質感パラメータが入力され、入力された質感パラメータに応じた形状が仮想的な皮革表面に形成されて、この形状が表された皮革表面の皮革形状データが生成されるので、ユーザが所望する質感が表現された合成皮革を生成可能な皮革形状データを生成することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の皮革形状データ生成装置において、前記質感パラメータは、表面から見た前記皮革の深さ方向において前記質感を表現する範囲を示す範囲パラメータを含み、前記質感形成手段は、前記質感パラメータが示す質感に応じた形状を、前記深さ方向において前記範囲内に形成することを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、皮革の深さ方向において範囲パラメータが示す範囲内に質感パラメータに応じた形状が形成されるので、ユーザが指定した範囲内と範囲外とで異なる質感を表現することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の皮革形状データ生成装置において、前記質感パラメータは、所定のノイズを生成するためのパラメータを含み、前記質感形成手段は、前記毛孔の形状が形成される前記仮想的な皮革表面の形状に、前記質感パラメータに応じたノイズの形状を付加することを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、仮想的な皮革表面の形状に、入力されたパラメータに基づいて生成されたノイズの形状が付加されることによって質感が表現されるので、質感を自然に表現することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の皮革形状データ生成装置において、２次元配列された画素値で画像を表す画像データを指定するために用いられる画像データ指定入力手段と、前記皮革表面特徴パラメータに含まれるパラメータのうち少なくとも一つのパラメータである特定パラメータを、前記指定された画像データの配列要素のうち前記毛孔が配置される位置に対応する配列要素の画素値に基づいて、前記毛孔毎に設定するパラメータ設定手段と、を更に備え、前記皮革形状データ生成手段は、前記皮革表面特徴パラメータのうち前記特定パラメータについては、前記入力手段を用いて入力されるパラメータに代えて、前記毛孔毎に前記設定されたパラメータを前記皮革形状データの生成に用いることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、各毛孔につき、仮想的な皮革表面において毛孔が配置される位置に対応する画像データの２次元配列上の位置の画素値に基づいて特定のパラメータが設定され、毛孔毎に設定された特定のパラメータに基づいて皮革形状データが生成されるので、画像データによって表された模様を、合成皮革の表面にできる凹凸で表現することができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか１項に記載の皮革形状データ生成装置において、前記皮革表面特徴パラメータが前記配置パラメータを含む場合に、前記配置パラメータは、前記毛孔が配置される位置を含む第１の領域の範囲を示す第１領域パラメータと、当該第１の領域を囲む第２の領域の範囲を示す第２領域パラメータと、を含み、前記毛孔形成手段は、前記毛孔の位置が、他の前記毛孔についての前記第１の領域に入らないように且つ他の前記毛孔のうち少なくとも何れか一つについての前記第２領域に入るように、各前記毛孔を位置を決定することを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、各毛孔の位置を含んで毛孔から比較的近い第１の領域には他の毛孔の形状は形成されず、その外側にある第２の領域に他の毛孔の形状が形成されるので、より自然に近い配置で毛孔の形状が形成された皮革形状データを生成することができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか１項に記載の皮革形状データ生成装置において、前記入力手段を用いて前記皮革表面特徴パラメータを入力するための入力画面を表示し、且つ、前記皮革形状データ生成手段により生成された前記皮革形状データが表す皮革表面の凹凸形状の表示画面を表示する画面表示手段と、前記生成されその皮革表面の凹凸形状が画面表示された前記皮革形状データを保存することを指示するために用いられる保存指示入力手段と、前記皮革形状データを保存することが指示された場合に、当該皮革形状データを記憶手段に記憶させる記憶制御手段と、を更に備えることを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、表示された入力画面を通じて皮革表面特徴パラメータが入力され、入力された皮革表面特徴パラメータに基づいて生成された皮革形状データが表す皮革表面の凹凸形状が表示画面に表示され、表示された皮革形状データを保存することが指示されると、この皮革形状データが記憶手段に記憶されるので、ユーザは、画面を見ながら所望する皮革形状データを制作することができる。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６の何れか１項に記載の皮革形状データ生成装置において、前記皮革表面特徴パラメータのうち少なくとも一つのパラメータは、パラメータ値として最小値と最大値とが入力可能であり、前記皮革形状データ生成手段は、前記皮革表面特徴パラメータのうち前記最小値と前記最大値とが入力されたパラメータについては、前記毛孔毎に当該最小値から当該最大値までの範囲内でランダムにパラメータを生成し、当該生成したパラメータを前記皮革形状データの生成に用いることを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、少なくとも一つのパラメータについては、入力された最小値と最大値との範囲内で毛孔毎にランダムにパラメータが生成され、各毛孔毎に生成されたパラメータに基づいて皮革形状データが生成されるので、より自然な凹凸形状を表現することができる。
【００２６】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７の何れか１項に記載の皮革形状データ生成装置において、前記皮革形状データは、各要素が、皮革表面において当該要素が対応する位置における当該表面の高度を示す、２次元配列で表現されたデータであることを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、皮革形状データを容易に生成することができる。
【００２８】
請求項９に記載の発明は、皮革表面の特徴を示すパラメータである皮革表面特徴パラメータであって、前記皮革表面に現れる毛孔の形状を示す形状パラメータ及び当該毛孔の配置を制御するための配置パラメータの少なくとも何れか一方と、前記皮革表面の質感を示す質感パラメータと、を含む皮革表面特徴パラメータを入力するために用いられる入力手段を用いて入力された当該皮革表面特徴パラメータに基づいて、前記皮革表面の凹凸形状を表した皮革形状データを生成する皮革形状データ生成工程を備え、前記皮革形状データ生成工程は、前記生成すべき皮革形状データ上における仮想的な前記皮革表面に、前記皮革表面特徴パラメータに含まれる前記形状パラメータ及び前記配置パラメータに基づいて前記毛孔の形状を生成し、前記毛孔の形状が形成される前記仮想的な皮革表面に、前記質感パラメータが示す質感に応じた形状を形成することを特徴とする。
【００２９】
請求項１０に記載の発明は、皮革表面の特徴を示すパラメータである皮革表面特徴パラメータであって、前記皮革表面に現れる毛孔の形状を示す形状パラメータ及び当該毛孔の配置を制御するための配置パラメータの少なくとも何れか一方と、前記皮革表面の質感を示す質感パラメータと、を含む皮革表面特徴パラメータを入力するために用いられる入力手段とを備える皮革形状データ生成装置に含まれるコンピュータを、前記入力された皮革表面特徴パラメータに基づいて、前記皮革表面の凹凸形状を表した皮革形状データを生成する皮革形状データ生成手段として機能させ、前記前記皮革形状データ生成手段としての前記コンピュータを、前記生成すべき皮革形状データ上における仮想的な前記皮革表面に、前記皮革表面特徴パラメータに含まれる前記形状パラメータ及び前記配置パラメータに基づいて前記毛孔の形状を生成する毛孔形成手段、及び、前記毛孔の形状が形成される前記仮想的な皮革表面に、前記質感パラメータが示す質感に応じた形状を形成する質感形成手段、として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、皮革表面の質感を示す質感パラメータが入力され、入力された質感パラメータに応じた形状が仮想的な皮革表面に形成されて、この形状が表された皮革表面の皮革形状データが生成されるので、ユーザが所望する質感が表現された合成皮革を生成可能な皮革形状データを生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、皮革形状データ生成装置に対して本発明を適用した場合の実施形態である。
【００３２】
［１．合成皮革の製造過程］
先ず、合成皮革が製造されるまでの工程について、図１を用いて説明する。
【００３３】
図１は、本実施形態において、合成皮革が製造されるまでの流れを示すフローチャートである。
【００３４】
図１に示すように、制作者は、先ず本実施形態に係る皮革形状生成装置１を用いて皮革形状データを生成する（ステップＳ１）。ここで、制作者は、製造しようとする合成皮革の皮革表面の特徴を示すパラメータ群（皮革表面特徴パラメータの一例）を皮革形状生成装置１に入力する。皮革形状生成装置１は、入力されたパラメータに基づいて皮革形状データを生成する。
【００３５】
この皮革形状データの形式は、所謂、ハイトフィールドと呼ばれるものである。具体的に、皮革表面の凹凸形状を表現する３次元座標系において、毛孔や質感を表現する前の皮革表面に平行な面をＸＹ平面とし、毛孔の凹形状や質感の凹凸形状の高さを表現する方向（皮革の深さ方向）をＺ軸と定義する。そして、ハイトフィールドの２次元配列をＸＹ座標に当てはめ、各配列において、対応するＸＹ座標が示す皮革表面の位置におけるＺ軸方向の皮革表面の高度を、例えば、０〜２５５の２５６段階で表現する。ここで、例えば、最も高度が低いところをＺ軸上の原点とし、また、Ｚ軸方向から向かって皮革表面を見た場合における皮革表面の左隅をＸ軸上及びＹ軸上の原点とする。そして、０を黒色の画素、２５５を白色の画素、１〜２５４を、それぞれの値に応じた灰色の画素で表現すると、皮革表面の凹凸形状を、グレースケールの２次元画像として表現することができる。本実施形態においては、皮革形状データをグレースケールの画像データとして生成する。
【００３６】
皮革形状データが生成されると、制作者は、この皮革形状データに基づいて、例えば、デジタル彫刻機を用いてエンボスロールの彫刻を行う（ステップＳ２）。デジタル彫刻機は、皮革形状データが示すＸＹ平面上の各位置において設定されている高度に応じた深さでエンボスロール表面の対応する各位置に彫刻を施していく。ここでは、高度が低いほどエンボスロールの表面は深く掘り下げられる。
【００３７】
次いで、制作者は、彫刻を施したエンボスロールとエンボス加工機とを用いて、皮革表面の凹凸形状を合成樹脂に転写するための型紙を生成する（ステップＳ３）。エンボス加工機は、エンボスロールによって所定の工程離型紙に熱と圧力を加え、この工程離型紙にエンボス加工を施す。このエンボス付きの工程離型紙が型紙となる。
【００３８】
次いで、制作者は、エンボス付きの工程離型紙を用いて、合成皮革を製造する（ステップＳ４）。ここでは、工程剥離紙のエンボスが施された方の表面に合成皮革用の樹脂組成物を塗布し、これに対して基布を貼り合わせ、樹脂層を乾燥・固形化させた後、工程剥離紙を剥離して合成皮革を得る。
【００３９】
［２．皮革形状データ生成装置の構成及び機能概要］
次に、本実施形態に係る皮革形状データ生成装置の構成及び概要機能について、図２を用いて説明する。
【００４０】
図２は、本実施形態に係る皮革形状データ生成装置１の概要構成例を示す図である。
【００４１】
図２に示すように、本実施形態に係る皮革形状データ生成装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備える制御部１０と、各種プログラム（例えば、皮革形状データ生成プログラム）及びデータ等を記憶する記憶手段の一例としての記憶部２０（例えば、ハードディスクドライブ等）と、を含んで構成されている。そして、制御部１０は、入力手段、画像データ選択入力手段及び保存指示入力手段の一例としての外部入力装置２（例えば、キーボード、マウス等）及び表示装置３（例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、液晶ディスプレイ等）と接続されている。皮革形状データ生成装置１としては、例えば、パーソナルコンピュータなどを適用することができる。
【００４２】
制御部１０は、機能ブロック上において、皮革形状データ生成手段、パラメータ設定手段、画面表示手段及び記憶制御手段の一例としての皮革形状生成部１１を有する。
【００４３】
そして、ＣＰＵが、ＲＯＭや記憶部２０に記憶された各種プログラムを読み出し実行することにより、制御部１０が皮革形状データ生成装置１の各部を制御するとともに、皮革形状データ生成プログラムを実行することにより、皮革形状生成部１１が、皮革形状データ生成手段、パラメータ設定手段、画面表示手段及び記憶制御手段等として機能するようになっている。
【００４４】
皮革形状生成部１１は、ユーザにより入力されたパラメータ群に基づいて、皮革形状データを生成するようになっている。なお、皮革形状生成部１１の詳細な処理内容については後述する。
【００４５】
記憶部２０には、皮革形状データベース２１が構築されており、皮革形状生成部１１により生成された皮革形状データがこの皮革形状データベース２１に登録されるようになっている。
【００４６】
なお、各種プログラム等は、例えば、サーバ装置等からネットワークを介して取得されるようにしても良いし、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録されてディスクドライブ等を介して読み込まれるようにしても良い。
【００４７】
［３．皮革形状データの生成工程］
次に、前記図１で示したステップＳ１における皮革形状データの生成工程について、用いて説明する。
【００４８】
図３は、本実施形態に係る皮革形状データの生成のワークフローを示すフローチャートである。
【００４９】
ユーザが、外部入力装置２を操作して皮革形状データ生成プログラムを起動させると、皮革形状データ生成装置１の皮革形状生成部１１は、後述するパラメータ設定・意匠確認画面を表示装置３に表示させる。
【００５０】
これに対して、図３に示すように、ユーザは、外部入力装置２を操作して必要に応じてパラメータを入力する（ステップＳ１１）。
【００５１】
次いで、皮革形状生成部１１は、後述する皮革形状生成処理を実行することによって、入力されたパラメータに基づいて、皮革形状データを仮生成し、ＲＡＭ等に記憶させる（ステップＳ２１）。
【００５２】
次いで、皮革形状生成部１１は、仮生成した皮革形状データのグレースケール画像を画面に表示させ、ユーザは、グレースケール画像として画面に表示された皮革表面の凹凸形状の意匠を確認する（ステップＳ１３）。
【００５３】
意匠を確認したユーザは、仮生成された皮革形状データを採用するか否かを判断する（ステップＳ１４）。このとき、ユーザは、仮生成された皮革形状データを採用しないと判断した場合には（ステップＳ１４：ＮＯ）、ステップＳ１１に移行して、パラメータを入力し直す。
【００５４】
一方、ユーザは、仮生成された皮革形状データを採用すると判断した場合には（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、仮生成された皮革形状データを保存させるよう外部入力装置２を操作する。
【００５５】
皮革形状生成部１１は、仮生成された皮革形状データを保存させることが指示されたと判定すると、当該皮革形状データのデータファイルを皮革形状データベースに登録する（ステップＳ１５）。皮革形状データベースへの登録によって、皮革形状データの生成が終了する。
【００５６】
［４．パラメータ］
次に、本実施形態において、ユーザが入力可能なパラメータ群について説明する。
【００５７】
パラメータ群は、毛孔形状パラメータ（形状パラメータの一例）、凹凸質感パラメータ（質感パラメータの一例）及び毛孔位置パラメータ（配置パラメータの一例）に大別される。
【００５８】
［４．１ 毛孔形状パラメータ］
先ず、毛孔形状パラメータについて、図４乃至図６を用いて説明する。
【００５９】
図４（ａ）及び（ｂ）は、ユーザが毛孔形状パラメータを初期値のまま変更しなかった場合において生成される毛孔の形状の例を示す図である。また、図５及び図６は、毛孔形状パラメータに含まれる各パラメータを初期値から変更した場合において生成される毛孔の形状の例を示す図である。
【００６０】
なお、図４（ａ）、図５及び図６においては、皮革表面の垂直方向から毛孔を見た場合の毛孔の形状をグレースケールの画像で示している。これらの図においては、黒色部分が最も深く（高度が最も低い）、白色部分が最も浅く（高度が最も高い）なっている。また、図４（ｂ）は、毛孔の断面図である。
【００６１】
図４（ａ）に示すように、初期状態の毛孔は、皮革表面から見ると真円形状をなしている。また、図４（ｂ）に示すように、毛孔の側面は、皮革表面と直角に繋がっている。または、毛孔の側面は底面とも直角に繋がっている。
【００６２】
毛孔形状パラメータは、毛孔の形状を決定付けるパラメータである。毛孔形状パラメータを初期値から変更することにより、図４（ａ）及び（ｂ）に示す毛孔の形状が変更される。
【００６３】
毛孔形状パラメータは、大項目として、「全体」、「輪郭」、「深さ」及び「回転」のパラメータを有する。「全体」は、皮革表面における毛孔の大きさを決定するパラメータであり、小項目として、「幅」及び「高さ」のパラメータを有する。
【００６４】
「幅」は、紙面左右方向における毛孔の長さを示すパラメータである。図５に示すパラメータ変更例１では、「幅」を初期値よりも大きくした場合の毛孔の形状が示されている。
【００６５】
「高さ」は、紙面上下方向における毛孔の長さを示すパラメータである。図５に示すパラメータ変更例２では、「高さ」を初期値よりも大きくした場合の毛孔の形状が示されている。
【００６６】
「輪郭」は、皮革表面における毛孔の輪郭の形状を決定するパラメータであり、小項目として、「高ノイズ周期」、「高ノイズ振幅」、「中ノイズ周期」、「中ノイズ振幅」及び「ノイズ」のパラメータを有する。
【００６７】
「高ノイズ周期」及び「高ノイズ振幅」は、毛孔の輪郭を、高ノイズとしてのサインカーブ状にするためのパラメータである。
【００６８】
「高ノイズ周期」は、サインカーブの周期（毛孔の輪郭にできるヒダの数）を示すパラメータである。「高ノイズ周期」の初期値は１０であり、この値が大きくなるほど周期が短くなる（ヒダの数が増える）。また、「高ノイズ振幅」は、サインカーブの振幅を示すパラメータである。図５に示すパラメータ変更例３では、「高ノイズ周期」を１０とし、「高ノイズ振幅」に適当な値を設定した場合の毛孔の形状が示されている。
【００６９】
「中ノイズ周期」及び「中ノイズ振幅」は、毛孔の輪郭を、中ノイズとしてのサインカーブ状にするためのパラメータである。
【００７０】
「中ノイズ周期」及び「中ノイズ振幅」も、夫々「高ノイズ周期」及び「高ノイズ振幅」と同じ位置づけのパラメータである。図５に示すパラメータ変更例４では、「中ノイズ周期」を３とし、「中ノイズ振幅」に、パラメータ変更例３で「高ノイズ振幅」に設定した値よりも大きい値を設定した場合の毛孔の形状が示されている。
【００７１】
「高ノイズ周期」、「高ノイズ振幅」、「中ノイズ周期」及び「中ノイズ振幅」を適度に設定することにより、高ノイズと中ノイズとを合成した複雑な輪郭をつくることができる。
【００７２】
「ノイズ」は、毛孔の輪郭に対して毛孔の中心位置から放射状に加えられるノイズを生成するためのパラメータであり、設定された値に応じたノイズが加えられる。図５に示すパラメータ変更例５では、「ノイズ」に適当な値を設定した場合の毛孔の形状が示されている。
【００７３】
「深さ」は、毛孔の側面及び底面の形状等を決定するパラメータであり、小項目として、「丸み」、「底の深さ」、「始点の深さ」、「終点の深さ」、「縁の深さ」及び「縁の深さ２」のパラメータを有する。
【００７４】
「丸み」は、毛孔の側面と皮革表面との接続部分及び毛孔の側面と底面との接続部分に丸みを与えるためのパラメータであり、この値が大きくなるほど接続部分の丸みが大きくなる。図６に示すパラメータ変更例６では、「丸み」に適当な値を設定した場合の毛孔の形状が示されている。
【００７５】
「底の深さ」は、毛孔の底面の深さを示すパラメータであり、この値が大きくなるほど、底面の深さは浅くなる。図６に示すパラメータ変更例７では、「底の深さ」を初期値よりも大きくした場合の毛孔の形状が示されている。
【００７６】
「始点の深さ」は、毛孔の底面の紙面上下方向における最下部を始点とした場合において、この始点の深さを示すパラメータであり、この値が大きくなるほど、始点の深さは浅くなる。図６に示すパラメータ変更例８では、「底の深さ」を０（初期値）とし、「始点の深さ」を最大にした場合の毛孔の形状が示されている。この場合において、毛孔の底面は、その最下部から最上部にかけて次第に深くなっていく。
【００７７】
「終点の深さ」は、毛孔の底面の紙面上下方向における最上部を終点とした場合において、この終点の深さを示すパラメータであり、この値が大きくなるほど、終点の深さは浅くなる。図６に示すパラメータ変更例９では、「底の深さ」を０（初期値）とし、「終点の深さ」を最大にした場合の毛孔の形状が示されている。この場合において、毛孔の底面は、最上部から最下部にかけて次第に深くなっていく。
【００７８】
「縁の深さ」は、毛孔の側面における左右両端部のなだらかさを示すパラメータであり、この値が大きくなるほど、左右両端部分の側面と、皮革表面及び毛孔の底面とがなだらかに接続される。図６に示すパラメータ変更例１０では、「縁の深さ」に適当な値を設定した場合の毛孔の形状が示されている。
【００７９】
「縁の深さ２」は、毛孔の側面において、左右両端部よりそれぞれ所定角度だけ紙面下方にずれた部分のなだらかさを示すパラメータであり、この値が大きくなるほど、当該部分の側面と、皮革表面及び毛孔の底面とがなだらかに接続される。図６に示すパラメータ変更例１１では、「縁の深さ２」に適当な値を設定した場合の毛孔の形状が示されている。
【００８０】
「回転」は、毛孔を回転させるためのパラメータであり、小項目として、「角度」を有する。
【００８１】
「角度」は、毛孔の中止位置を中心として、毛孔を紙面反時計回りに回転させる場合の角度を示すパラメータである。図６に示すパラメータ変更例１２では、「角度」に１ラジアンを設定するとともに、「高さ」を初期値よりも大きくした場合における毛孔の形状が示されている。
【００８２】
［４．２ 凹凸質感パラメータ］
次に、凹凸質感パラメータについて、図７及び図８を用いて説明する。
【００８３】
図７は、ざらつきを与えた場合において生成される皮革表面及び毛孔の形状の例を示す図である。また、図８は、凹凸質感パラメータを説明するための図である。
【００８４】
凹凸質感パラメータは、毛孔が形成された皮革表面の質感を決定付けるパラメータである。この凹凸質感パラメータに適切な値を設定することにより、例えば、図７（ａ）に示すように、ほぼ毛孔部分の表面にざらつきを与えたり、図７（ｂ）に示すように、ほぼ毛孔部分を除く皮革表面にざらつきを与えたり、皮革表面全体にざらつきをあたえたりすることができる。
【００８５】
なお、図７（ａ）及び（ｂ）は、皮革表面の垂直方向から毛孔を見た場合の毛孔の形状を、便宜上白黒２色の画像で示している。これらの図において、中心の黒丸部分が毛孔を示している。そして、図７（ａ）においては、毛孔部分に現れている斑点模様が、表面のざらつきを表している。また、図７（ｂ）においては、毛孔の周囲に現れている斑点模様が、表面のざらつきを表している。
【００８６】
この表面のざらつきは、皮革表面に、所定のノイズの一例として３次元のパーリンノイズ（Perlin Noise）を加えることによって与えられる。
【００８７】
凹凸質感パラメータは、大項目として、「凹部」及び「凸部」のパラメータを有する。
【００８８】
「凹部」は、皮革表面の比較的深い部分の質感を示すパラメータであり、小項目として、「ノイズの細かさ」、「ノイズの適用度」及び「ノイズの深さ」のパラメータを有する。
【００８９】
「ノイズの細かさ」は、パーリンノイズにおけるPersistenceパラメータに相当する。この値を大きくするほど、ノイズの周期が短くなり、これによって皮革表面にできるノイズの凹凸は細かくなる。一方、この値を小さくするほど、ノイズの周期が大きくなり、これによって皮革表面にできるノイズの凹凸は粗く（ゆるやかに）なり、この値に０が設定された場合には、ノイズは最も粗くなる。
【００９０】
「ノイズの適用度」（範囲パラメータの一例）は、パーリンノイズの生成アルゴリズムによって生成されたノイズを皮革表面にどれだけの割合で適用するかを示すパラメータである。このパラメータに１が設定された場合には、生成されたノイズが完全に適用される。一方、このパラメータに０が設定された場合には、生成されたノイズは全く適用されず、皮革表面は全くざらつきのない状態になる。
【００９１】
「ノイズの深さ」は、皮革の最も深い部分からどのぐらいの高さまでノイズを付加するかを示すパラメータである。
【００９２】
「凸部」は、皮革表面の比較的浅い部分の質感を示すパラメータであり、「凹部」と同じく、小項目として、「ノイズの細かさ」、「ノイズの適用度」及び「ノイズの深さ」のパラメータを有する。
【００９３】
「凸部」における「ノイズの細かさ」及び「ノイズの適用度」は、「凹部」における「ノイズの細かさ」及び「ノイズの適用度」と同様のパラメータである。
【００９４】
一方、「凸部」における「ノイズの深さ」（範囲パラメータの一例）は、皮革の最も浅い部分からどのぐらいの深さまでノイズを付加するかを示すパラメータである。
【００９５】
これらのパラメータについて、図８を用いてより詳細に説明する。図８（ａ）は、ノイズが全く付加されていない場合において、毛孔が形成された皮革の断面図である。図８（ａ）において、Ｘは、毛孔を含む皮革表面であり、最深部の高度が０、最浅部の高度が２５５となっている。
【００９６】
これに対して、「凹部」の「ノイズの深さ」に、例えば、２００を設定すると、図８（ｂ）に示すように、高度が０から２００までの範囲の皮革表面に対してのみ、ノイズが付加される。なお、「凹部」の「ノイズの深さ」に２５５を設定すると、高度が０から２５５までの全範囲にノイズが付加される。
【００９７】
なお、本来であればノイズが付加された分、毛孔の最深部の高度は０よりも低くなるが、皮革表面の高度を０から２５５の範囲内で表現する必要があるため、ノイズが付加された皮革表面の高度は正規化される。従って、ノイズが付加された毛孔の深さは、ノイズ付加前の毛孔の深さよりも若干浅くなる。
【００９８】
また、「凸部」の「ノイズの深さ」に、例えば、１００を設定すると、図８（ｃ）に示すように、高度が１００から２５５までの範囲の皮革表面に対してのみ、ノイズが付加される。なお、「凸部」の「ノイズの深さ」に０を設定すると、高度が０から２５５までの全範囲にノイズが付加される。
【００９９】
このように「ノイズの深さ」が指定されることで、ノイズが付加される部分と付加されない部分ができるので、皮革の深さに応じて異なる質感を表現することができる。
【０１００】
例えば、「凹部」の「ノイズの深さ」等を適度に設定して、毛孔の形状が形成されたある程度の深さよりも深い部分で細かいノイズが付加されるようにする。一方、「凸部」の各パラメータを、ノイズが付加されないように設定するか、あるいは、「ノイズの細かさ」及び「ノイズの適用度」の値を「凹部」の方のパラメータと比較して十分に小さくする。このようなパラメータで皮革形状データを生成し、この皮革形状データを用いて合成皮革を製造する。
【０１０１】
そうすると、合成皮革の毛孔の底の部分はノイズによる細かな凹凸形状ができるので、当該部分に入射した光が乱反射されることによって視覚的に暗く見える。一方、毛孔のできていない部分にはノイズによる細かな凹凸形状はできないか、またはできても緩やかな凹凸形状であるので、当該部分に入射した光は正反射または正反射に近い状態で反射するので視覚的に明るく見える。こうした毛孔の部分とそうではない部分との視覚的な違いにより、毛孔が実際よりもよりも深く見える（より立体的になる）という効果がある。
【０１０２】
また、「凸部」の「ノイズの適用度」に、例えば、０．５を設定すると、図８（ｄ）に示すように、ノイズの振幅ａ２が、図８（ｃ）に示すノイズの振幅ａ１の半分（５０％）になる。
【０１０３】
また、図８（ｂ）において、符号ｆ１で示されるノイズの周期は、「凹部」の「ノイズの細かさ」に依存する。また、図８（ｃ）及び（ｄ）において、符号ｆ２で示されるノイズの周期は、「凸部」の「ノイズの細かさ」に依存する。
【０１０４】
なお、「凹部」の各パラメータと「凸部」の各パラメータを同時に設定し、これらを同時に皮革表面の質感（ノイズ）に反映させることができる。また、凹凸質感パラメータを「凹部」と「凸部」とに分けずに、境界となる深さのパラメータを設定し、この境界の深さより深い部分（凹部に相当）とこの境界の深さより浅い部分（凸部に相当）とに対して、それそれ「ノイズの細かさ」及び「ノイズの適用度」を入力させるように構成しても良い。
【０１０５】
［４．３ 毛孔位置パラメータ］
次に、毛孔位置パラメータについて、図９及び図１０を用いて説明する。
【０１０６】
図９及び図１０は、毛孔の位置が決定されていく様子の一例を示す図である。
【０１０７】
毛孔位置パラメータは、毛孔の配置を制御するためのパラメータである。この毛孔位置パラメータを設定することにより、毛孔の間隔を決定したり、毛孔の並びの方向性等を決定付けることができる。
【０１０８】
本実施形態において皮革形状生成部１１は、毛孔を配置する際に、排他領域と配置可能領域とを随時設定しながら毛孔を配置するようになっている。
【０１０９】
排他領域（第１の領域の一例）とは、配置された毛孔の中心位置を含む領域であって、他の毛孔の中心点を配置することができない領域である。図９（ａ）は、毛孔が配置される皮革表面の２次元のワールド座標系にて毛孔の位置Ｋ１を決定した場合において、排他領域Ｅ１を示した図である。図９（ａ）中において、白い楕円で表した領域が、毛孔の位置Ｋ１における排他領域Ｅ１である。
【０１１０】
配置可能領域（第２の領域の一例）とは、排他領域を囲む領域であって、他の毛孔の中心点を配置することができる領域である。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す毛孔の位置Ｋ１と排他領域Ｅ１とを、Ｋ１を中心とするローカル座標系に写像した場合において、配置可能領域Ｒ１を示した図である。図９（ｂ）においては、Ｋ１’がＫ１に対応し、Ｅ１’がＥ１に対応する。また、同図において、排他領域Ｅ１’を囲む黒色の楕円の帯状の領域が、毛孔の位置Ｋ１における配置可能領域Ｒ１である。また、配置可能領域Ｒ１の外側の領域ｅも排他領域となる。
【０１１１】
ここで、配置可能領域Ｒ１には毛孔を配置することができるが、排他領域Ｅ１’及びｅには毛孔を配置することはできない。図９（ｂ）においては、配置可能領域Ｒ１内のＫ２’の位置に次の毛孔が配置された事が示されている。また、同図において、×印で示されている位置には、毛孔を配置することができないことが示されている。
【０１１２】
この排他領域及び配置可能領域の範囲を規定するため、毛孔位置パラメータは、小項目として、「領域の幅」、「領域の高さ」及び「散らばり」のパラメータを有する。
【０１１３】
「領域の幅」は、排他領域の紙面左右方向におけける長さを示すパラメータである。
【０１１４】
「領域の高さ」は、排他領域の紙面上下方向におけける長さを示すパラメータである。
【０１１５】
排他領域を楕円の領域とした場合、「領域の幅」及び「領域の高さ」は、この楕円の横軸及び縦軸（短軸及び長軸または長軸及び短軸）の長さとなる。
【０１１６】
「散らばり」は、配置可能領域の幅を示すパラメータである。図９（ｂ）においては、配置可能領域Ｒ１の排他領域Ｅ１’との境界線から排他領域ｅとの境界線までの距離Ｖが、「散らばり」に相当する。つまり、「領域の幅」の値＋「散らばり」×２の値が、配置可能領域Ｒ１の左端から右端までの長さであり、「領域の高さ」の値＋「散らばり」×２の値が、配置可能領域Ｒ１の上端から下端までの長さである。毛孔は配置可能領域の範囲内でランダムに配置されるが、「散らばり」の値が大きいほど、配置可能領域の幅が長くなるので、それだけ毛孔が配置される位置に散らばりが生じることとなる。
【０１１７】
ここで、配置可能領域の形状を楕円（真円となる場合も含む）の帯状としたのは、自然界において存在する動物等の皮革上に現れる毛孔がこのような配置になっているからである。つまり、毛孔の位置関係を統計的に調べると、毛孔を中心とする楕円の周上に他の毛孔が集中するのである。そして、この楕円の大きさによって毛孔の間隔が決定付けられ、楕円の短軸と長軸の長さの比によって毛孔の並びの方向性が決定付けられる。なお、排他領域及び配置可能領域の形状は、楕円だけに限られるものではなく、その他の各種の形状を適用しても良い。
【０１１８】
図９及び図１０を用いて、毛孔の位置の決定方法について更に説明する。
【０１１９】
皮革形状生成部１１は、皮革表面のワールド座標系で定義された２次元の描画領域（以下、「毛孔配置領域」と称する）をＲＡＭ上に設定し、図９（ａ）に示すように、１番目の毛孔の位置Ｋ１を毛孔配置領域の所定の位置（例えば、中心位置）とし、この位置Ｋ１に毛孔の点を描画する。また、皮革形状生成部１１は、「領域の幅」の値をＷ１とし、「領域の高さ」の値をＨ１とした場合、毛孔の位置Ｋ１を中心として、横軸の長さＷ１、縦軸の長さＨ１となる楕円領域を白色で塗りつぶし、これを排他領域Ｅ１とする。
【０１２０】
そして、皮革形状生成部１１は、図９（ｂ）に示すように、ローカル座標系で定義された方の描画領域（以下、「ローカル配置領域」と称する）の中心を毛孔の位置Ｋ１に対応するＫ１’として、排他領域Ｅ１をローカル座標系にコピーし、排他領域Ｅ１’を生成する。更に、皮革形状生成部１１は、ローカル配置領域のＫ１’を中心として、横軸の長さＷ１＋Ｖ×２、縦軸の長さＨ１＋Ｖ×２となる楕円領域を、排他領域Ｅ１’内を除いて黒色で塗りつぶし、これを配置可能領域Ｒ１とする。次いで、皮革形状生成部１１は、ローカル配置領域の範囲内でランダムに点を生成し、この点が配置可能領域Ｒ１の外、つまり、排他領域Ｅ１’かｅの範囲内であれば、配置可能領域Ｒ１内に入るまで、点を生成する。
【０１２１】
そして、皮革形状生成部１１は、生成した点が配置可能領域Ｒ１内に入ったら、この点を毛孔の位置Ｋ２’とし、図９（ｃ）に示すように、この毛孔の位置Ｋ２’に対応するＫ２の点を毛孔配置領域に生成する。このとき、皮革形状生成部１１は、Ｋ１とＫ２との位置関係は、Ｋ１’とＫ２’との位置関係と一致させる。更に、皮革形状生成部１１は、毛孔配置領域におけるＫ２の座標を保存する。次いで、皮革形状生成部１１は、毛孔の位置Ｋ２を中心とする排他領域Ｅ２を毛孔配置領域に生成する。ここで、図９（ｃ）においては、排他領域Ｅ１とＥ２の横軸と縦軸の長さが異なっている。詳細は後述するが、これは、「領域の幅」と「領域の高さ」のパラメータそれぞれに最小値と最大値とを設定可能とし、皮革形状生成部１１が、個々の毛孔の位置を実際に決定する際に、この最小値と最大値との範囲内でランダムに排他領域の横軸と縦軸との長さを決定したためである。
【０１２２】
次いで、皮革形状生成部１１は、図９（ｄ）に示すように、ローカル配置領域に排他領域Ｅ２をコピーし、排他領域Ｅ２’を生成する。ここで、配置可能領域Ｒ１のうち排他領域Ｅ２’と重なる部分については、やはり排他領域として毛孔の配置が禁止される。従って、皮革形状生成部１１は、Ｋ２’の場合と同様に、３番目の毛孔の位置Ｋ３’を決定するが、排他領域Ｅ２’で塗りつぶされた部分を除いた配置可能領域Ｒ１の範囲内で毛孔の位置Ｋ３’を決定する。
【０１２３】
そして、皮革形状生成部１１は、図１０（ａ）に示すように、Ｋ２’の場合と同様にして、Ｋ３’に対応するＫ３の点を毛孔配置領域に生成し、排他領域Ｅ３を描画する。以下同様にして、皮革形状生成部１１は、図１０（ｂ）に示すように、毛孔の位置Ｋ４〜Ｋ６を生成し、排他領域Ｅ４〜Ｅ６を生成すると、ローカル配置領域における配置可能領域Ｒ１は、全て排他領域Ｅ２’〜Ｅ６’で塗りつぶされてしまうので、毛孔の位置Ｋ１’の周りにはもう毛孔を配置する余地がない。こうなると、皮革形状生成部１１は、別の毛孔の位置についてローカル配置領域を新たに設定する。
【０１２４】
図１０（ｃ）は、毛孔の位置Ｋ６に対応するＫ６’を中心としたローカル配置領域を設定した場合である。ここで、皮革形状生成部１１は、毛孔の位置Ｋ６における排他領域Ｅ６をローカル配置領域にコピーするとともに、その周りの排他領域であるＥ１、Ｅ２及びＥ４等もローカル配置領域にコピーして、排他領域Ｅ１’、Ｅ２’、Ｅ４’及びＥ６’等を生成する。次いで、皮革形状生成部１１は、毛孔の位置Ｋ６’を中心とする配置可能領域Ｒ６を、排他領域Ｅ１’、Ｅ２’、Ｅ４’及びＥ６’で塗りつぶされた部分を除いて、ローカル配置領域に描画する。そして、皮革形状生成部１１は、この描画された配置可能領域Ｒ６の範囲内でランダムに毛孔の位置Ｋ７’を生成し、これに対応するＫ７を、図１０（ｄ）に示すように毛孔配置領域に生成する。
【０１２５】
このようにして、皮革形状生成部１１は、各毛孔の位置を、他の全ての毛孔の排他領域それぞれに入らないようにしつつ、且つ、他の毛孔のうち少なくとも何れか一つの配置可能領域に入るように決定する。そして、皮革形状生成部１１は、全ての毛孔の位置について同様の処理を行い、新たな毛孔の位置を生成することができなくなったところで、毛孔の位置の決定を終了させる。その後、制御部１０は、保存した毛孔の座標を中心位置として、毛孔の形状を生成していく。
【０１２６】
［４．４ パラメータに対するパラメータ制御用画像データの指定］
特定のパラメータに対しては、ユーザが指定した画像データの画素の情報に基づいて、各毛孔の形状を生成する際のパラメータを制御することができる。これについて、図１１を用いて以下に説明する。なお、このような画像を、以下、「パラメータ制御用画像データ」と称する。
【０１２７】
図１１（ａ）は、特定のパラメータに対して指定されたパラメータ制御用画像データの一例であり、図１１（ｂ）は、（ａ）に示すパラメータ制御用画像データを指定した場合に生成された皮革形状データの画面表示例であり、同図において、黒色の楕円が毛孔を示している。
【０１２８】
先ず、ユーザは、製造する皮革の表面に表現したい模様に対応するパラメータ制御用画像データを用意する。例えば、図１１（ａ）は、グレースケールのパラメータ制御用画像データであり、黒色の地に、「Ａ」の文字が灰色で描かれている（同図においては、便宜上白色で示している）。
【０１２９】
このパラメータ制御用画像データを、一例として皮革形状パラメータの「角度」に指定すると、図１１（ｂ）に示す皮革形状データにおいては、パラメータ制御用画像データの地の部分に対応する範囲の毛孔の形状は、長軸の方向が紙面上下方向と一致する楕円であるが、パラメータ制御用画像データの文字の部分に対応する範囲の毛孔は、その楕円の長軸が所定の角度だけ回転した状態で生成される。そして、この皮革形状データを用いて合成皮革を製造すると、その表面には「Ａ」の文字が模様として現れる。
【０１３０】
これは、皮革形状生成部１１が、皮革形状データ上に配置すべき毛孔の位置のＸ座標を、皮革形状データの横のピクセル数とパラメータ制御用画像データの横のピクセル数との比に基づいて、パラメータ制御用画像データのＸ座標に変換し、また、毛孔の位置のＹ座標を前記比に基づいてパラメータ制御用画像データのＹ座標に変換し、パラメータ制御用画像データにおいて、変換されたＸＹ座標上の画素の値に応じたパラメータを設定するのである。例えば、パラメータ制御用画像データにおいて、画素の値が０である場合には黒色、２５５である場合には白色、１〜２５４である場合にはその値に応じた灰色で画素の色が表現されているとする。そして、画素の値が０のときには、「角度」に０°を設定し、画素の値が２５５であるときには、「角度」に３６０°を設定し、画素の値が１〜２５４であるときには、その値に応じた角度を「角度」に設定する、というような定義情報を、皮革形状データ生成プログラムに予め組み込んでおいたり、ユーザ操作等により定義する。
【０１３１】
そして、皮革形状生成部１１は、パラメータ制御用画像データの地の部分の画素値が０であるので、地の部分に対応する位置の毛孔については、回転させずに生成し、パラメータ制御用画像データの文字の部分の画素値が例えば３２であれば、文字の部分に対応する位置の毛孔については、反時計回りに約４５°回転させて生成する。このとき、「角度」のパラメータは、ユーザにより入力された値は使用されない。
【０１３２】
パラメータ制御用画像データとしては、グレースケール画像データだけではなく、画素の情報が２次元配列で表されるあらゆる画像データを適用しても良い。例えば、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）それぞれ８ビットの情報を持つ２４ビットの画像データも指定することができる。例えば、定義情報として、Ｒの値を毛孔の回転ベクトルのｘ成分、Ｇの値を毛孔の回転ベクトルのｙ成分とし、Ｒ及びＧの値が０であってＢの値が１以上である場合には、その値の大きさにかかわらず所定の角度値であると、定義する。そして、パラメータ制御用画像データの地の部分を青で塗りつぶし、パラメータ制御用画像データにおける模様の部分を赤と緑のグラデーションで表現する。そうすると、皮革形状データにおいては、地の部分に対応する位置の毛孔の角度は全て所定の同一角度となり、模様の部分に対応する位置の毛孔の角度は、対応する画素のＲ成分とＧ成分との値からなるベクトルの方向に傾いた毛孔が生成される。このように生成された皮革形状データを用いて合成皮革を製造すると、その表面に複雑な模様が現れる。
【０１３３】
パラメータ制御用画像データを指定することができるパラメータは「角度」だけに限られるものではない。例えば、毛孔形状パラメータの「高ノイズ振幅」にパラメータ制御用画像データを指定すれば、毛孔の輪郭の形状の違いによって合成皮革の表面に模様を表現することができる。また、例えば、凹凸質感パラメータの「凸部」の「ノイズの適用度」にパラメータ制御用画像データを指定すれば、ノイズが良く現れている部分と現れていない部分との視覚上の違いによって、合成皮革の表面に模様を表現することができる。このとき、それぞれの毛孔について決定された「凸部」の「ノイズの適用度」のパラメータが質感に反映されるのは、その毛孔の周囲に限定される。
【０１３４】
また、例えば、毛孔位置パラメータの「領域の幅」及び「領域の高さ」にパラメータ制御用画像データを指定すれば、毛孔の間隔の違いによって合成皮革の表面に模様を表現することができる。このように、複数のパラメータにパラメータ制御用画像データを指定することもできる。
【０１３５】
なお、パラメータ制御用画像データを指定するパラメータは、予め決められたパラメータとしても良いし、パラメータ制御用画像データを指定するパラメータ自体もユーザ操作で変更可能なようにしても良い。
【０１３６】
また、パラメータ制御用画像データを指定して皮革形状データを生成する場合、パラメータ制御用画像データの大きさを皮革形状データの大きさに一致させなくても良い。この場合は、パラメータ制御用画像データと皮革形状データを所定の座標で位置合わせした後、皮革形状データがパラメータ制御用画像データと重なる部分についてのみ、パラメータ制御用画像データを特定のパラメータに指定し、皮革形状データがパラメータ制御用画像データと重ならない部分については、ユーザにより入力されたパラメータの値を用いても良い。
【０１３７】
［５．パラメータ設定・意匠確認画面の構成］
次に、入力画面及び表示画面の一例としてのパラメータ設定・意匠確認画面の構成について、図１２及び図１３を用いて説明する。
【０１３８】
図１２及び図１３は、本実施形態に係るパラメータ設定・意匠確認画面の表示例を示す図である。
【０１３９】
図１２に示すように、パラメータ設定・意匠確認画面は、皮革形状確認エリア１１０、毛孔形状確認エリア１２１及び１２２、画像解像度設定エリア１３０、毛孔形状パラメータ設定エリア１４０、毛孔位置パラメータ設定エリア１５０、配置ボタン１６０等により構成されている。
【０１４０】
また、ユーザの切替操作によって、図１２に示す画面から、図１３に示す画面に切り替えることができるようになっている。図１３においては、毛孔形状パラメータ設定エリア１４０に代わって、凹凸部質感パラメータ設定エリア１７０が表示される。
【０１４１】
画像解像度設定エリア１３０は、皮革形状データのサイズ及び生成される合成皮革の実寸サイズ等を入力するためのエリアである。具体的に、画像解像度設定エリア１３０においては、皮革形状データのグレースケール画像としての縦及び横のピクセル数、皮革の縦横の実寸サイズ、解像度（１インチあたりのピクセル数）等を入力することができるようになっている。なお、実寸サイズ＝ピクセル数／解像度であるので、ピクセル数、実寸サイズ及び解像度のうち何れか２つが決定すれば残りの１つも自動的に決定する。
【０１４２】
毛孔形状パラメータ設定エリア１４０は、毛孔形状パラメータを入力するためのパラメータである。このエリアにおいて、ユーザは、パラメータを直接入力するか、スライダーを移動させてパラメータを変更する。
【０１４３】
図１３に示す毛孔形状パラメータ設定エリア１４０においては、各パラメータに対してそれぞれ２つの値を入力することができる。各パラメータそれぞれの一方は最小値であり他方は最大値である。つまり、ユーザは、各パラメータについて、最小値と最大値とを設定することができる。毛孔の形状が生成されるときには、この最小値と最大値との範囲内で、実際の毛孔の生成に用いるパラメータが毛孔毎にランダムに決定される。こうすることで、毛孔の形状にある程度のバラツキが生じるので、皮革表面の形状をより自然に表現することができる。ここで、最小値と最大値とに同じ値が入力されると、実際の毛孔の生成に用いるパラメータは実質的に固定値となる。なお、図１３に示す毛孔形状パラメータ設定エリア１４０においては、全ての小項目について最小値と最大値とが入力できるようにしているが、一部の小項目に限定しても良い。このことは、凹凸部質感パラメータ設定エリア１７０及び毛孔位置パラメータ設定エリア１５０についても同様である。
【０１４４】
凹凸部質感パラメータ設定エリア１７０は、凹凸質感パラメータを入力するためのパラメータである。ユーザは、このエリアにおいても、各パラメータについて最小値と最大値とを入力することができる。
【０１４５】
毛孔形状確認エリア１２１及び１２２には、毛孔形状パラメータ設定エリア１４０及び凹凸部質感パラメータ設定エリア１７０にユーザが入力したパラメータに応じた毛孔の形状及び皮革表面の質感を表現した画像が表示される。ここで、毛孔形状確認エリア１２１には、毛孔形状パラメータ及び凹凸質感パラメータの各パラメータの最小値で生成された毛孔の形状が表示され、毛孔形状確認エリア１２２には、毛孔形状パラメータ及び凹凸質感パラメータの各パラメータの最大値で生成された毛孔の形状が表示される。ユーザは、毛孔形状確認エリア１２１及び１２２の表示内容を確認することにより、皮革形状データの皮革表面に形成される毛孔の形状及び皮革表面の質感をある程度把握することができる。
【０１４６】
毛孔位置パラメータ設定エリア１５０は、毛孔位置パラメータを入力するためのエリアである。図１２に示す毛孔位置パラメータ設定エリア１５０においては、各パラメータに付き一つの値のみを入力することができるようになっている。これは、実際に毛孔の位置が決定される際には、上述した配置可能領域の範囲内でランダムに毛孔の位置が決定されるので、他のパラメータのように、最小値と最大値とを設定可能としなくても、視覚上不自然にならないからである。ただし、毛孔位置パラメータ設定エリア１５０についても、毛孔位置パラメータの各パラメータについて最小値と最大値とを入力可能に構成しても良い。
【０１４７】
皮革形状確認エリア１１０には、仮生成した皮革形状データのグレースケール画像が表示される。図１２に示した方の皮革形状確認エリア１１０には、複数の白い点が表示されている。この点は、毛孔が配置されるべき位置を示している。ユーザが、毛孔位置パラメータ設定エリア１５０に毛孔位置パラメータを入力したり変更したりすると、その都度、皮革形状生成部１１により、その時の毛孔位置パラメータに応じて各毛孔の位置が決定され、皮革形状確認エリア１１０にその結果が表示される。
【０１４８】
そして、ユーザが配置ボタン１６０を選択すると、皮革形状確認エリア１１０には、図１３に示すように、各毛孔の位置について毛孔の形状が生成された皮革形状データの画像が表示される。
【０１４９】
また、図示はしていないが、ユーザ操作によって所定のメニューを表示させることにより、ユーザは、特定のパラメータに指定する画像データを記憶部２０に記憶された画像データの中から選択することができる。また、ユーザは、別の所定のメニューを表示させることにより、皮革形状確認エリア１１０に表示された皮革形状データを保存することができる。
【０１５０】
［６．皮革形状生成処理における皮革形状データ生成装置の動作］
次に、図３のステップＳ２において示した皮革形状生成処理における皮革形状データ生成装置１の動作について、図１４を用いて説明する。
【０１５１】
図１４は、本実施形態に係る皮革形状データ生成装置１の皮革形状生成部１１における処理例を示すフローチャートである。なお、以下に説明する動作は、毛孔形状パラメータ、凹凸質感パラメータ及び毛孔位置パラメータの全てのパラメータについて、最小値と最大値とを入力することができるようにした場合の動作である。また、パラメータ設定・意匠確認画面の説明においては、各毛孔の位置を決定する処理と、その位置に対して毛孔の形状を生成する処理と、が別々のタイミングで行われていたが、以下に説明する動作においては、便宜上、同時に行うようにした場合の動作を説明する。
【０１５２】
ユーザは、皮革形状データ生成プログラムを実行させることによりパラメータ設定・意匠確認画面を表示させ、各パラメータを入力した後、配置ボタン１６０を選択すると、皮革形状生成処理が開始される。
【０１５３】
先ず、皮革形状生成部１１は、入力された各パラメータを取得すると（ステップＳ１０１）、ユーザにより入力された縦及び横のピクセル数に相当する毛孔配置領域及び皮革形状描画領域をＲＡＭ上に設定する。ここで、皮革形状描画領域は、仮想的な皮革表面である毛孔形状データのグレースケール画像が描画される領域である。
【０１５４】
次いで、皮革形状生成部１１は、１番目の毛孔の位置Ｋを毛孔配置領域の中心位置に生成し、この位置Ｋ（の座標）をスタックＳに追加する（ステップＳ１０２）。スタックＳは、ＬＩＦＯ（Last In First Out）の構造を有するデータである。
【０１５５】
次いで、皮革形状生成部１１は、スタックＳが空であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。このとき、皮革形状生成部１１は、スタックＳが空ではない場合には（ステップＳ１０３：ＮＯ）、スタックＳから毛孔の位置Ｋを１点取り出す（ステップＳ１０４）。
【０１５６】
次いで、皮革形状生成部１１は、パラメータ番号Ｉに０を設定する。パラメータ番号とは、毛孔形状パラメータ、凹凸質感パラメータ及び毛孔位置パラメータの各小項目について、それぞれに割り当てた一意の番号を示す。
【０１５７】
次いで、皮革形状生成部１１は、パラメータ番号Ｉがパラメータ数ｎより小さいか否かを判定する（ステップＳ１０６）。パラメータ数とは、毛孔形状パラメータ、凹凸質感パラメータ及び毛孔位置パラメータの全小項目の個数である。このとき、皮革形状生成部１１は、パラメータ番号Ｉがパラメータ数ｎより小さい場合には（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、Ｉ番目のパラメータにパラメータ制御用画像データが指定されているか否かを判定する（ステップＳ１０７）。
【０１５８】
このとき、皮革形状生成部１１は、Ｉ番目のパラメータにパラメータ制御用画像データが指定されていない場合には（ステップＳ１０７：ＮＯ）、ユーザにより入力されたＩ番目のパラメータの最小値と最大値との範囲内でランダム値を生成し、当該ランダム値をパラメータＰ［Ｉ］に設定する（ステップＳ１０８）。皮革形状生成部１１は、この処理を終えると、ステップＳ１１０に移行する。
【０１５９】
一方、皮革形状生成部１１は、Ｉ番目のパラメータにパラメータ制御用画像データが指定されている場合には（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、指定されたパラメータ制御用画像データ上で、毛孔の位置Ｋと同じ位置の画素の情報を参照し、この画素の情報と定義情報とに基づいてパラメータ値を決定し、このパラメータ値をパラメータＰ［Ｉ］に設定する（ステップＳ１０９）。皮革形状生成部１１は、この処理を終えると、ステップＳ１１０に移行する。
【０１６０】
皮革形状生成部１１は、パラメータＰ［Ｉ］の設定を終えると、パラメータ番号Ｉに１を加算して（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０６に移行する。
【０１６１】
皮革形状生成部１１は、ステップＳ１０６において、パラメータ番号Ｉがパラメータ数ｎより小さくはない場合には（ステップＳ１０６：ＮＯ）、毛孔の形状を生成する（ステップＳ１１１）。つまり、皮革形状生成部１１は、パラメータＰ［０］からＰ[ｎ−１]まで全てのパラメータが設定されたので、これらのパラメータに基づいて毛孔の形状を生成するのである。具体的に、皮革形状生成部１１は、毛孔の形状を描画するためのローカルな描画領域（以下、「ローカル描画領域」と称する）をＲＡＭ上に設定し、ＲＡＭ上に設定したローカル描画領域上に、その領域の中心を毛孔の中心として、設定された毛孔形状パラメータに応じた毛孔の形状をグレースケールの画像として生成する。
【０１６２】
次いで、皮革形状生成部１１は、生成した毛孔の形状内及びその周辺の質感を形成する（ステップＳ１１２）。具体的に、皮革形状生成部１１は、凹凸質感パラメータに基づいてノイズを生成し、生成したノイズを毛孔の形状が生成されたローカル描画領域上の画素の値に加える。また、皮革形状生成部１１は、必要に応じて画素の値の正規化を行う。
【０１６３】
皮革形状生成部１１は、質感を形成すると、ローカルな描画領域上に生成された毛孔の形状及び質感の情報を、皮革形状描画領域にコピーする。このときのコピー先の位置は、毛孔の位置Ｋの位置が中心となる。なお、ローカル描画領域の縦横のピクセル数は予め決められているので、皮革形状描画領域にコピーされる質感の情報（ノイズ）もこのピクセル数の範囲に限定される。
【０１６４】
皮革形状生成部１１は、このようにして毛孔を一つ生成すると、毛孔の位置Ｋの周囲に新たに毛孔が生成可能であるか否かを判定する（ステップＳ１１３）。具体的に、皮革形状生成部１１は、毛孔の位置Ｋについての配置可能領域が、他の毛孔についての排他領域でつぶされていないかどうかを判定する。このとき、皮革形状生成部１１は、毛孔の位置Ｋの周囲に新たに毛孔が生成可能である場合には、新たに毛孔の位置Ｋを毛孔配置領域に生成し、この位置ＫをスタックＳに追加する（ステップＳ１１４）。皮革形状生成部１１は、この処理を終えると、ステップＳ１１３に移行する。
【０１６５】
一方、皮革形状生成部１１は、毛孔の位置Ｋの周囲に新たな毛孔が生成することができない場合には（ステップＳ１１３：ＮＯ）、ステップＳ１０３に移行する。
【０１６６】
そして、皮革形状生成部１１は、ステップＳ１０３において、スタックＳが空であると判定すると（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、皮革形状生成処理を終了させる。この時点で皮革形状描画領域に設定されている情報が、仮生成された皮革形状データである。
【０１６７】
なお、ステップＳ１０２乃至Ｓ１０４、Ｓ１１３及びＳ１１４における各毛孔の位置を決定する具体的な処理内容は、４．３項において説明した。
【０１６８】
以上説明したように、本実施形態によれば、皮革形状データ生成装置１は、毛孔形状パラメータ、凹凸質感パラメータ及び毛孔位置パラメータを入力するために用いられる外部入力装置２を備え、皮革形状生成部１１は、毛孔形状パラメータに基づいて毛孔の形状を生成し、凹凸質感パラメータが示す質感を表現する凹凸形状を生成し、毛孔位置パラメータに基づいて、仮想的な皮革表面の領域を示す皮革描画領域上における各毛孔の位置を決定し、決定された位置に、生成された毛孔の形状及び質感を表現する凹凸形状を付加しいくことによって皮革形状データを生成するので、ユーザが所望する質感が表現された合成皮革を生成可能な皮革形状データを生成することができる。
【０１６９】
また、凹凸質感パラメータは、小項目として「ノイズの深さ」を含み、皮革形状生成部１１は、「ノイズの深さ」が示す深さから深い部分または浅い部分に質感を表現する凹凸形状を生成するので、ユーザが指定した深さより深い部分と浅い部分とで異なる質感を表現することができる。
【０１７０】
また、凹凸質感パラメータは、パーリンノイズを生成するための「ノイズの細かさ」及び「ノイズの適用度」を含み、皮革形状生成部１１は、皮革描画領域に、「ノイズの細かさ」及び「ノイズの適用度」の値に応じた３次元ノイズの形状を付加するので、質感を自然に表現することができる。
【０１７１】
また、パラメータ制御用画像データの指定が可能であり、皮革形状生成部１１は、特定のパラメータについては、毛孔が配置される位置のＸＹ座標に対応するパラメータ制御用画像データのＸＹ座標の位置の画素値に基づいて毛孔毎に設定し、毛孔毎に設置されたパラメータを用いて皮革形状データを生成するので、パラメータ制御用画像データによって表現された模様を、合成皮革の表面にできる毛孔または質感の凹凸で表現することができる。つまり、毛孔または質感の凹凸で所望の文字、マーク、絵柄等が視覚的に現れた合成皮革を製造することができる。
【０１７２】
また、毛孔位置パラメータは、毛孔が配置される位置を含む排他領域の範囲を示す「領域の幅」及び「領域の高さ」のパラメータと、配置可能領域の範囲を示す「散らばり」のパラメータとを含み、皮革形状生成部１１は、毛孔の位置が他の全ての毛孔についての排他領域に入らないように且つ他の毛孔のうち少なくとも１つについての配置可能領域に入るように、各毛孔の位置を決定するので、より自然に近い配置パターンで且つユーザが所望する配置パターンで毛孔の形状が形成された皮革形状データを生成することができる。
【０１７３】
また、皮革形状生成部１１は、毛孔形状パラメータ、凹凸質感パラメータ及び毛孔位置パラメータを入力するための画面であり、入力されたパラメータに基づいて仮生成された皮革形状データのグレースケール画像を表示し確認するためのパラメータ設定・意匠確認画面を表示装置３により表示させ、表示された皮革形状データを保存することが外部入力装置２を用いて指定された場合には、当該皮革形状データを皮革形状データベース２１に登録するので、ユーザは、画面を見ながらインタラクティブに所望する皮革形状データを制作することができる。
【０１７４】
また、少なくとも一部のパラメータについては、最小値と最大値とが入力可能であり、皮革形状生成部１１は、最小値と最大値とが入力されたパラメータについては、毛孔毎にその最小値から最大値までの範囲内でランダムにパラメータを生成し、当該生成したパラメータに基づいて皮革形状データを生成するので、ユーザが所望する範囲内でより自然な凹凸形状を表現することができる。
【０１７５】
また、皮革形状データは、各要素が、皮革表面において当該要素が対応する位置における当該表面の高度を示すハイトフィールドで表現されているので、皮革形状データを簡単に生成することができる。
【０１７６】
なお、本実施形態においては、毛孔形状パラメータと毛孔位置パラメータとの両方をユーザが入力することができるようにしていたが、どちらか一方のみを入力可能としても良い。この場合、入力されない方のパラメータについては、例えば、固定値としても良いし、皮革形状生成部１１が、予め定められた範囲内で毛孔毎にランダムに設定しても良い。また、パラメータとはせずに、毛孔の形状を表したグレースケール画像等のデータを予め保持しておき、皮革形状生成部１１が、このデータを皮革形状描画領域にコピーすることによって皮革形状データを生成しても良い。
【０１７７】
また、本実施形態においては、毛孔の形状を１つ１つ形成する毎に、生成した毛孔の形状内及びその周辺の質感を形成するようにしていたが、例えば、全ての毛孔の形状を皮革形状描画領域に形成した後に、皮革形状描画領域全体に質感を形成しても良い。
【０１７８】
また、毛孔形状パラメータ、凹凸質感パラメータ及び毛孔位置パラメータに含まれる大項目及び小項目のパラメータは、本実施形態において説明したものだけに限られるものではないし、また、本実施形態において説明したもの全てが必須となるものでもない。
【０１７９】
また、本実施形態においては、皮革形状データをハイトフィールド（その一例としてグレースケールの画像データ）で表現していたが、皮革形状データの表現方法はこれに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１８０】
【図１】一実施形態において、合成皮革が製造されるまでの流れを示すフローチャートである。
【図２】一実施形態に係る皮革形状データ生成装置１の概要構成例を示す図である。
【図３】一実施形態に係る皮革形状データの生成のワークフローを示すフローチャートである。
【図４】ユーザが毛孔形状パラメータを初期値のまま変更しなかった場合において生成される毛孔の形状の例を示す図であり、（ａ）は皮革表面の垂直方向から毛孔を見た場合の図であり、（ｂ）は、断面図である。
【図５】毛孔形状パラメータに含まれる各パラメータを初期値から変更した場合において生成される毛孔の形状の例を示す図である。
【図６】毛孔形状パラメータに含まれる各パラメータを初期値から変更した場合において生成される毛孔の形状の例を示す図である。
【図７】ざらつきを与えた場合において生成される皮革表面及び毛孔の形状の例を示す図であり、（ａ）は、毛孔部分にざらつきを耐えた場合であり、（ｂ）は、毛孔の周囲にざらつきを耐えた場合である。
【図８】（ａ）乃至（ｄ）は、凹凸質感パラメータを説明するための図である。
【図９】（ａ）乃至（ｄ）は、毛孔の位置が決定されていく様子の一例を示す図である。
【図１０】（ａ）乃至（ｄ）は、毛孔の位置が決定されていく様子の一例を示す図である。
【図１１】（ａ）は、特定のパラメータに対して指定されたパラメータ制御用画像データの一例であり、（ｂ）は、（ａ）に示すパラメータ制御用画像データを指定した場合に生成された皮革形状データの画面表示例である。
【図１２】一実施形態に係るパラメータ設定・意匠確認画面の表示例を示す図である。
【図１３】一実施形態に係るパラメータ設定・意匠確認画面の表示例を示す図である。
【図１４】一実施形態に係る皮革形状データ生成装置１の皮革形状生成部１１における処理例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１８１】
１ 皮革形状データ生成装置
２ 外部入力装置
３ 表示装置
１０ 制御部
１１ 皮革形状生成部
２０ 記憶部
２１ 皮革形状データベース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
皮革表面の特徴を示すパラメータである皮革表面特徴パラメータであって、前記皮革表面に現れる毛孔の形状を示す形状パラメータ及び当該毛孔の配置を制御するための配置パラメータの少なくとも何れか一方と、前記皮革表面の質感を示す質感パラメータと、を含む皮革表面特徴パラメータを入力するために用いられる入力手段と、
前記入力された皮革表面特徴パラメータに基づいて、前記皮革表面の凹凸形状を表した皮革形状データを生成する皮革形状データ生成手段と、
を備え、
前記皮革形状データ生成手段は、
前記生成すべき皮革形状データ上における仮想的な前記皮革表面に、前記皮革表面特徴パラメータに含まれる前記形状パラメータ及び前記配置パラメータに基づいて前記毛孔の形状を生成する毛孔形成手段と、
前記毛孔の形状が形成される前記仮想的な皮革表面に、前記質感パラメータが示す質感に応じた形状を形成する質感形成手段と、
を備えることを特徴とする皮革形状データ生成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の皮革形状データ生成装置において、
前記質感パラメータは、表面から見た前記皮革の深さ方向において前記質感を表現する範囲を示す範囲パラメータを含み、
前記質感形成手段は、前記質感パラメータが示す質感に応じた形状を、前記深さ方向において前記範囲内に形成することを特徴とする皮革形状データ生成装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の皮革形状データ生成装置において、
前記質感パラメータは、所定のノイズを生成するためのパラメータを含み、
前記質感形成手段は、前記毛孔の形状が形成される前記仮想的な皮革表面の形状に、前記質感パラメータに応じたノイズの形状を付加することを特徴とする皮革形状データ生成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の皮革形状データ生成装置において、
２次元配列された画素値で画像を表す画像データを指定するために用いられる画像データ指定入力手段と、
前記皮革表面特徴パラメータに含まれるパラメータのうち少なくとも一つのパラメータである特定パラメータを、前記指定された画像データの配列要素のうち前記毛孔が配置される位置に対応する配列要素の画素値に基づいて、前記毛孔毎に設定するパラメータ設定手段と、
を更に備え、
前記皮革形状データ生成手段は、前記皮革表面特徴パラメータのうち前記特定パラメータについては、前記入力手段を用いて入力されるパラメータに代えて、前記毛孔毎に前記設定されたパラメータを前記皮革形状データの生成に用いることを特徴とする皮革形状データ生成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の皮革形状データ生成装置において、
前記皮革表面特徴パラメータが前記配置パラメータを含む場合に、
前記配置パラメータは、前記毛孔が配置される位置を含む第１の領域の範囲を示す第１領域パラメータと、当該第１の領域を囲む第２の領域の範囲を示す第２領域パラメータと、を含み、
前記毛孔形成手段は、前記毛孔の位置が、他の前記毛孔についての前記第１の領域に入らないように且つ他の前記毛孔のうち少なくとも何れか一つについての前記第２領域に入るように、各前記毛孔を位置を決定することを特徴とする皮革形状データ生成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の皮革形状データ生成装置において、
前記入力手段を用いて前記皮革表面特徴パラメータを入力するための入力画面を表示し、且つ、前記皮革形状データ生成手段により生成された前記皮革形状データが表す皮革表面の凹凸形状の表示画面を表示する画面表示手段と、
前記生成されその皮革表面の凹凸形状が画面表示された前記皮革形状データを保存することを指示するために用いられる保存指示入力手段と、
前記皮革形状データを保存することが指示された場合に、当該皮革形状データを記憶手段に記憶させる記憶制御手段と、
を更に備えることを特徴とする皮革形状データ生成装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載の皮革形状データ生成装置において、
前記皮革表面特徴パラメータのうち少なくとも一つのパラメータは、パラメータ値として最小値と最大値とが入力可能であり、
前記皮革形状データ生成手段は、前記皮革表面特徴パラメータのうち前記最小値と前記最大値とが入力されたパラメータについては、前記毛孔毎に当該最小値から当該最大値までの範囲内でランダムにパラメータを生成し、当該生成したパラメータを前記皮革形状データの生成に用いることを特徴とする皮革形状データ生成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の皮革形状データ生成装置において、
前記皮革形状データは、各要素が、皮革表面において当該要素が対応する位置における当該表面の高度を示す、２次元配列で表現されたデータであることを特徴とする皮革形状データ生成装置。
【請求項９】
皮革表面の特徴を示すパラメータである皮革表面特徴パラメータであって、前記皮革表面に現れる毛孔の形状を示す形状パラメータ及び当該毛孔の配置を制御するための配置パラメータの少なくとも何れか一方と、前記皮革表面の質感を示す質感パラメータと、を含む皮革表面特徴パラメータを入力するために用いられる入力手段を用いて入力された当該皮革表面特徴パラメータに基づいて、前記皮革表面の凹凸形状を表した皮革形状データを生成する皮革形状データ生成工程を備え、
前記皮革形状データ生成工程は、
前記生成すべき皮革形状データ上における仮想的な前記皮革表面に、前記皮革表面特徴パラメータに含まれる前記形状パラメータ及び前記配置パラメータに基づいて前記毛孔の形状を生成し、
前記毛孔の形状が形成される前記仮想的な皮革表面に、前記質感パラメータが示す質感に応じた形状を形成することを特徴とする皮革形状データ生成方法。
【請求項１０】
皮革表面の特徴を示すパラメータである皮革表面特徴パラメータであって、前記皮革表面に現れる毛孔の形状を示す形状パラメータ及び当該毛孔の配置を制御するための配置パラメータの少なくとも何れか一方と、前記皮革表面の質感を示す質感パラメータと、を含む皮革表面特徴パラメータを入力するために用いられる入力手段とを備える皮革形状データ生成装置に含まれるコンピュータを、
前記入力された皮革表面特徴パラメータに基づいて、前記皮革表面の凹凸形状を表した皮革形状データを生成する皮革形状データ生成手段として機能させ、
前記前記皮革形状データ生成手段としての前記コンピュータを、
前記生成すべき皮革形状データ上における仮想的な前記皮革表面に、前記皮革表面特徴パラメータに含まれる前記形状パラメータ及び前記配置パラメータに基づいて前記毛孔の形状を生成する毛孔形成手段、及び、
前記毛孔の形状が形成される前記仮想的な皮革表面に、前記質感パラメータが示す質感に応じた形状を形成する質感形成手段、
として機能させることを特徴とする皮革形状データ生成プログラム。
【請求項１】
皮革表面の特徴を示すパラメータである皮革表面特徴パラメータであって、前記皮革表面に現れる毛孔の形状を示す形状パラメータ及び当該毛孔の配置を制御するための配置パラメータの少なくとも何れか一方と、前記皮革表面の質感を示す質感パラメータと、を含む皮革表面特徴パラメータを入力するために用いられる入力手段と、
前記入力された皮革表面特徴パラメータに基づいて、前記皮革表面の凹凸形状を表した皮革形状データを生成する皮革形状データ生成手段と、
を備え、
前記皮革形状データ生成手段は、
前記生成すべき皮革形状データ上における仮想的な前記皮革表面に、前記皮革表面特徴パラメータに含まれる前記形状パラメータ及び前記配置パラメータに基づいて前記毛孔の形状を生成する毛孔形成手段と、
前記毛孔の形状が形成される前記仮想的な皮革表面に、前記質感パラメータが示す質感に応じた形状を形成する質感形成手段と、
を備えることを特徴とする皮革形状データ生成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の皮革形状データ生成装置において、
前記質感パラメータは、表面から見た前記皮革の深さ方向において前記質感を表現する範囲を示す範囲パラメータを含み、
前記質感形成手段は、前記質感パラメータが示す質感に応じた形状を、前記深さ方向において前記範囲内に形成することを特徴とする皮革形状データ生成装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の皮革形状データ生成装置において、
前記質感パラメータは、所定のノイズを生成するためのパラメータを含み、
前記質感形成手段は、前記毛孔の形状が形成される前記仮想的な皮革表面の形状に、前記質感パラメータに応じたノイズの形状を付加することを特徴とする皮革形状データ生成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の皮革形状データ生成装置において、
２次元配列された画素値で画像を表す画像データを指定するために用いられる画像データ指定入力手段と、
前記皮革表面特徴パラメータに含まれるパラメータのうち少なくとも一つのパラメータである特定パラメータを、前記指定された画像データの配列要素のうち前記毛孔が配置される位置に対応する配列要素の画素値に基づいて、前記毛孔毎に設定するパラメータ設定手段と、
を更に備え、
前記皮革形状データ生成手段は、前記皮革表面特徴パラメータのうち前記特定パラメータについては、前記入力手段を用いて入力されるパラメータに代えて、前記毛孔毎に前記設定されたパラメータを前記皮革形状データの生成に用いることを特徴とする皮革形状データ生成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の皮革形状データ生成装置において、
前記皮革表面特徴パラメータが前記配置パラメータを含む場合に、
前記配置パラメータは、前記毛孔が配置される位置を含む第１の領域の範囲を示す第１領域パラメータと、当該第１の領域を囲む第２の領域の範囲を示す第２領域パラメータと、を含み、
前記毛孔形成手段は、前記毛孔の位置が、他の前記毛孔についての前記第１の領域に入らないように且つ他の前記毛孔のうち少なくとも何れか一つについての前記第２領域に入るように、各前記毛孔を位置を決定することを特徴とする皮革形状データ生成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の皮革形状データ生成装置において、
前記入力手段を用いて前記皮革表面特徴パラメータを入力するための入力画面を表示し、且つ、前記皮革形状データ生成手段により生成された前記皮革形状データが表す皮革表面の凹凸形状の表示画面を表示する画面表示手段と、
前記生成されその皮革表面の凹凸形状が画面表示された前記皮革形状データを保存することを指示するために用いられる保存指示入力手段と、
前記皮革形状データを保存することが指示された場合に、当該皮革形状データを記憶手段に記憶させる記憶制御手段と、
を更に備えることを特徴とする皮革形状データ生成装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載の皮革形状データ生成装置において、
前記皮革表面特徴パラメータのうち少なくとも一つのパラメータは、パラメータ値として最小値と最大値とが入力可能であり、
前記皮革形状データ生成手段は、前記皮革表面特徴パラメータのうち前記最小値と前記最大値とが入力されたパラメータについては、前記毛孔毎に当該最小値から当該最大値までの範囲内でランダムにパラメータを生成し、当該生成したパラメータを前記皮革形状データの生成に用いることを特徴とする皮革形状データ生成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の皮革形状データ生成装置において、
前記皮革形状データは、各要素が、皮革表面において当該要素が対応する位置における当該表面の高度を示す、２次元配列で表現されたデータであることを特徴とする皮革形状データ生成装置。
【請求項９】
皮革表面の特徴を示すパラメータである皮革表面特徴パラメータであって、前記皮革表面に現れる毛孔の形状を示す形状パラメータ及び当該毛孔の配置を制御するための配置パラメータの少なくとも何れか一方と、前記皮革表面の質感を示す質感パラメータと、を含む皮革表面特徴パラメータを入力するために用いられる入力手段を用いて入力された当該皮革表面特徴パラメータに基づいて、前記皮革表面の凹凸形状を表した皮革形状データを生成する皮革形状データ生成工程を備え、
前記皮革形状データ生成工程は、
前記生成すべき皮革形状データ上における仮想的な前記皮革表面に、前記皮革表面特徴パラメータに含まれる前記形状パラメータ及び前記配置パラメータに基づいて前記毛孔の形状を生成し、
前記毛孔の形状が形成される前記仮想的な皮革表面に、前記質感パラメータが示す質感に応じた形状を形成することを特徴とする皮革形状データ生成方法。
【請求項１０】
皮革表面の特徴を示すパラメータである皮革表面特徴パラメータであって、前記皮革表面に現れる毛孔の形状を示す形状パラメータ及び当該毛孔の配置を制御するための配置パラメータの少なくとも何れか一方と、前記皮革表面の質感を示す質感パラメータと、を含む皮革表面特徴パラメータを入力するために用いられる入力手段とを備える皮革形状データ生成装置に含まれるコンピュータを、
前記入力された皮革表面特徴パラメータに基づいて、前記皮革表面の凹凸形状を表した皮革形状データを生成する皮革形状データ生成手段として機能させ、
前記前記皮革形状データ生成手段としての前記コンピュータを、
前記生成すべき皮革形状データ上における仮想的な前記皮革表面に、前記皮革表面特徴パラメータに含まれる前記形状パラメータ及び前記配置パラメータに基づいて前記毛孔の形状を生成する毛孔形成手段、及び、
前記毛孔の形状が形成される前記仮想的な皮革表面に、前記質感パラメータが示す質感に応じた形状を形成する質感形成手段、
として機能させることを特徴とする皮革形状データ生成プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１４】
【図５】
【図６】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１４】
【図５】
【図６】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−５５４００（Ｐ２０１０−５５４００Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２００６４（Ｐ２００８−２２００６４）
【出願日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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