(57)【要約】      （修正有）【課題】三次元形状と法線投影面の設定方位角との関係から反射の変化量を定量的に計算し提示することにより、効果的な立体感を再現する異方性反射媒体を作成する異方性反射媒体作成装置等を提供する。【解決手段】異方性反射媒体作成装置１の制御部は、三次元計上設計手段２１により設計した三次元形状を投影面に投影し、法線ベクトル演算手段２３により投影された三次元形状の各画素の法線ベクトルを計算する。条溝方向分散演算手段２５により、ユーザにより指定された、あるいは、デフォルト値として保持された法線投影面角度について、法線ベクトルを法線投影面に投影して条溝方向を求め、条溝方向の分散を計算し、各投影面角度の条溝方向の分散をユーザに提示する。条溝方向演算手段２７により、ユーザにより指定された投影面角度で各画素の条溝方向を計算し、版下データ作成手段２９により三次元形状の凹凸を表現する版下データを作成する。【選択図】図３
2010066418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小な条溝の集合から形成される図柄を表す異方性反射媒体を作成する異方性反射媒体作成装置であって、
前記図柄に係る三次元形状を投影面に投影し、投影された各画素の法線方向に係る仰角および方位角を法線ベクトルとして演算する法線ベクトル演算手段と、
前記法線ベクトルを、所定の投影面角度を持つ法線投影面に投影し、投影されたベクトルに係る仰角から条溝方向を演算し、前記投影面角度毎に前記条溝方向の分散を演算する条溝方向分散演算手段と、
前記投影面角度と、前記投影面角度に対応する前記条溝方向の分散を提示する分散提示手段と、
指定された投影面角度で、各画素の条溝方向を演算する条溝方向演算手段と、
前記条溝方向から、各画素の凹凸を表現する版下データを作成する版下データ作成手段と、
を具備することを特徴とする異方性反射媒体作成装置。
【請求項２】
前記条溝方向分散演算手段は、複数の投影面角度でそれぞれ条溝方向の分散を演算することを特徴とする請求項１記載の異方性反射媒体作成装置。
【請求項３】
前記条溝方向分散演算手段は、指定された前記図柄の特定の領域の画素のみを対象として前記条溝方向の分散を演算することを特徴とする請求項１記載の異方性反射媒体作成装置。
【請求項４】
前記条溝方向分散演算手段は、一定間隔でサンプリングした画素を対象として前記条溝方向の分散を演算することを特徴とする請求項１記載の異方性反射媒体作成装置。
【請求項５】
微小な条溝の集合から形成される図柄を表す異方性反射媒体を作成する異方性反射媒体作成方法であって、
前記図柄に係る三次元形状を投影面に投影し、投影された各画素の法線方向に係る仰角および方位角を法線ベクトルとして演算する法線ベクトル演算ステップと、
前記法線ベクトルを、所定の投影面角度を持つ法線投影面に投影し、投影されたベクトルに係る仰角から条溝方向を演算し、前記投影面角度毎に前記条溝方向の分散を演算する条溝方向分散演算ステップと、
前記投影面角度と、前記投影面角度に対応する前記条溝方向の分散を提示する分散提示ステップと、
指定された投影面角度で、各画素の条溝方向を演算する条溝方向演算ステップと、
前記条溝方向から、各画素の凹凸を表現する版下データを作成する版下データ作成ステップと、
を具備することを特徴とする異方性反射媒体作成方法。
【請求項６】
前記条溝方向分散演算ステップは、複数の投影面角度でそれぞれ条溝方向の分散を演算することを特徴とする請求項５記載の異方性反射媒体作成方法。
【請求項７】
前記条溝方向分散演算ステップは、指定された前記図柄の特定の領域の画素のみを対象として前記条溝方向の分散を演算することを特徴とする請求項５記載の異方性反射媒体作成方法。
【請求項８】
前記条溝方向分散演算ステップは、一定間隔でサンプリングした画素を対象として前記条溝方向の分散を演算することを特徴とする請求項５記載の異方性反射媒体作成方法。
【請求項９】
コンピュータを請求項１から請求項４のいずれかに記載の異方性反射媒体作成装置として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異方性反射特性を有する媒体において被写体の三次元形状の法線方向分布を計算し、適切な投影面を設定することにより効果的な立体感を再現する異方性反射媒体作成装置、異方性反射媒体作成方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の印刷物では、被写体を撮影した画像を基にして、４色のインキを用いてカラーの印刷像を形成する。この被写体をできるだけ生き生きと捉えて印刷物上に再現するため、特に、撮影時にはライティングや被写体の向きに気を配り、陰影やハイライトが適切な状態となるようにして、被写体の立体感をできるだけ再現するようにする。これは、人間の視覚が平面に印刷された絵柄を観察する場合に、その絵柄に含まれる陰影やハイライトから被写体の三次元形状を認識するからである。
しかし、印刷像は単に撮影時のライティングおよび被写体の向きが再現されているに過ぎず、立体的ではあるが静的である。そのため、再現されている陰影の変化はその被写体のある特定状況下での三次元形状の見え方に過ぎないため、凹凸のような正確な三次元形状を一意に把握することはできない。
【０００３】
また、撮影時に陰影やハイライトで効果的に立体を見せるようにライティングを調節するが、被写体のある部分の立体感を効果的に見せるライティングは、被写体の別の部分の立体感を犠牲にするライティングである可能性もある。従って、いろいろなライティング、被写体の向きの撮影像を複数並べることにより、被写体の立体感を正確に把握することはできるが、印刷物の目的から複数の撮影像を並べることは好ましくないという場合が多い。
【０００４】
例えば、自動車のカタログ等では、ボディの三次元形状の良し悪しがその製品の購買動機に直接結び付いており、効果的にボディのデザインをアピールすることができるようなハイライトを得るようにライティングが決定される。この時、商品の購買を検討する消費者は、自動車メーカーが意図したアングルでのボディのデザインは曲面の形状として把握できるものの、印刷物では決められた状況下の見え方しか表現することができず、他の部分のデザインを充分把握することはできない。
【０００５】
印刷物で立体感を表現する方法として、ホログラム、レンチキュラーレンズを用いた方法、盛り上げインキを用いて実際に印刷面に凹凸を再現する方法などが知られている。
しかし、盛り上げインキを用い方法では、現実には元々の被写体の凹凸を再現できるほどの大きな盛り上げ方はできず、立体感を醸し出す程度の効果にとどまり、被写体の三次元形状を正確に把握するための手段にはならない。
レンチキュラーレンズを用いた方法では、立体表現の原理が両眼の視差によるもので、静的な状態での奥行きを表現するものである。被写体の三次元形状の把握の一助にはなるものの、曲面の形状を正確かつ直感的に近くてきるものではない。
また、ホログラムを用いた方法では、撮影方法が複雑な上に、複製のためのコストも大きく、一般的な印刷物に適用することは困難である。更に、ホログラムでは自由な視点から被写体を眺めるような再生も可能であるが、照明環境の変化に対する被写体の見え方の変化を再現することは難しい。
【０００６】
これらの課題を解決するため、ＣＧ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ）画像の演算途中で得られる法線ベクトル場に基づいて曲線群または格子群の画像を生成し、その曲線群または格子群をエンボス加工や印刷の手法を用いて凹凸として実体化し、その結果得られる異方性反射により、元のＣＧモデルに対して照明を変化させたときのハイライトの変化を再現することができる方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２）
【特許文献１】特開２００１−１３８７００号公報
【特許文献２】特開２００７−２４０８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記に示す方法では、元のＣＧモデルが持つ法線情報が異方性媒体上の条溝方向に継承されているため、元のＣＧモデルに定義された曲面の状態を再現することは可能であるが、設定する投影面の角度によって再現される曲面の状態が異なる。
【０００８】
例えば、画面上で縦に配置された円柱を表現する場合を考えると、水平の投影面、すなわち投影面角度が０°では最もよく三次元形状の曲面を捉えるが、垂直の投影面、すなわち投影面角度が９０°では投影時の法線仰角変化がないため、曲面の様子を表現することができない。図１２は、円柱を投影面角度が０°で計算した場合の条溝方向の分布を濃淡で表現した画像の一例、図１４は、円柱を投影面角度が９０°で計算した場合の条溝方向の分布を濃淡で表現した画像の一例である。図１４に示すように、投影面角度が９０°の場合、条溝方向は全体的に均一となり、曲面の形状を表現することができない。
【０００９】
効果の高い立体感表現を行うため、法線方向の分散が大きい投影面角度を設定する必要があるが、さまざまな三次元形状に対してどの角度に投影面を設定すべきかという判断は困難である。投影面角度の設定と、設定した投影面角度での法線方向の分布の確認作業を試行錯誤して行うことにより、より効果の高い立体表現を探すということも可能であるが、作業負荷が大きい。また、立体感が最大となる効果を得たい場合でも最適な投影面角度を得ることができない。
【００１０】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、三次元形状と法線投影面の設定方位角との関係から反射の変化量を定量的に計算し提示することにより、効果的な立体感を再現する異方性反射媒体を作成する異方性反射媒体作成装置等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するために第１の発明は、微小な条溝の集合から形成される図柄を表す異方性反射媒体を作成する異方性反射媒体作成装置であって、前記図柄に係る三次元形状を投影面に投影し、投影された各画素の法線方向に係る仰角および方位角を法線ベクトルとして演算する法線ベクトル演算手段と、前記法線ベクトルを、所定の投影面角度を持つ法線投影面に投影し、投影されたベクトルに係る仰角から条溝方向を演算し、前記投影面角度毎に前記条溝方向の分散を演算する条溝方向分散演算手段と、前記投影面角度と、前記投影面角度に対応する前記条溝方向の分散を提示する分散提示手段と、指定された投影面角度で、各画素の条溝方向を演算する条溝方向演算手段と、前記条溝方向から、各画素の凹凸を表現する版下データを作成する版下データ作成手段と、を具備することを特徴とする異方性反射媒体作成装置である。
【００１２】
投影面角度の設定による立体感の効果の大小を条溝方向の分散で定量的に表現することにより、適切な投影面角度を選択し、効果的に立体感を再現する異方性反射媒体を作成することが可能である。
【００１３】
前記条溝方向分散演算手段は、複数の投影面角度でそれぞれ条溝方向の分散を演算する。例えば、１°刻みのように一定間隔で投影面角度を設定し条溝方向の分散を演算して投影面角度対条溝方向の分散のテーブルを作成し、グラフ等によりユーザに提示することにより、ユーザは妥当な投影面角度を選択することができる。一般に、条溝方向の分散が大きいほど図柄内で条溝方向の変化が激しく、様々な異方性反射を生じるため、デザイン上好ましいと考えられる。
【００１４】
前記条溝方向分散演算手段は、指定された前記図柄の特定の領域の画素のみを対象として前記条溝方向の分散を演算するようにしてもよい。ユーザの要求に応じて、ユーザが特に見せたい領域、例えば、モデリングされた物体の領域だけを対象とし、図柄内の背景領域を対象外として条溝方向の分散を演算することにより、対象となる物体における条溝方向の変化量を正確に提示することが可能となる。
【００１５】
前記条溝方向分散演算手段は、一定間隔でサンプリングした画素を対象として前記条溝方向の分散を演算するようにしてもよい。例えば、サンプリング間隔を２倍とすることにより、条溝方向の画素を計算する画素数は４分の１となり、計算時間も４分の１に高速化できる。近接している画素の法線ベクトルは似ているという前提が成り立つため、サンプリングによる誤差は実用上問題にならない程度に小さい。
【００１６】
第２の発明は、微小な条溝の集合から形成される図柄を表す異方性反射媒体を作成する異方性反射媒体作成方法であって、前記図柄に係る三次元形状を投影面に投影し、投影された各画素の法線方向に係る仰角および方位角を法線ベクトルとして演算する法線ベクトル演算ステップと、前記法線ベクトルを、所定の投影面角度を持つ法線投影面に投影し、投影されたベクトルに係る仰角から条溝方向を演算し、前記投影面角度毎に前記条溝方向の分散を演算する条溝方向分散演算ステップと、前記投影面角度と、前記投影面角度に対応する前記条溝方向の分散を提示する分散提示ステップと、指定された投影面角度で、各画素の条溝方向を演算する条溝方向演算ステップと、前記条溝方向から、各画素の凹凸を表現する版下データを作成する版下データ作成ステップと、を具備することを特徴とする異方性反射媒体作成方法である。
【００１７】
第３の発明は、第１の発明の異方性反射媒体作成装置として機能させるプログラムである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、三次元形状と法線投影面の設定方位角との関係から反射の変化量を定量的に計算し提示することにより、効果的な立体感を再現する異方性反射媒体を作成する異方性反射媒体作成装置等を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態に係る異方性反射媒体作成装置１を実現するコンピュータのハードウェア構成図である。尚、図１のハードウェア構成は一例であり、用途、目的に応じて様々な構成を採ることが可能である。
異方性反射媒体作成装置１は、制御部３、記憶部５、メディア入出力部７、通信制御部９、入力部１１、表示部１３、周辺機器Ｉ／Ｆ部１５等が、バス１７を介して接続される。
【００２１】
制御部３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成される。
【００２２】
ＣＰＵは、記憶部５、ＲＯＭ、記録媒体等に格納されるプログラムをＲＡＭ上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、バス１７を介して接続された各装置を駆動制御し、異方性反射媒体作成装置１が行う後述する処理（図６等参照）を実現する。
ＲＯＭは、不揮発性メモリであり、コンピュータのブートプログラムやＢＩＯＳ等のプログラム、データ等を恒久的に保持している。
ＲＡＭは、揮発性メモリであり、記憶部５、ＲＯＭ、記録媒体等からロードしたプログラム、データ等を一時的に保持するとともに、制御部３が各種処理を行う為に使用するワークエリアを備える。
【００２３】
記憶部５は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）であり、制御部３が実行するプログラム、プログラム実行に必要なデータ、ＯＳ（オペレーティングシステム）等が格納される。プログラムに関しては、ＯＳ（オペレーティングシステム）に相当する制御プログラムや、後述の処理に相当するアプリケーションプログラムが格納されている。
これらの各プログラムコードは、制御部３により必要に応じて読み出されてＲＡＭに移され、ＣＰＵに読み出されて各種の手段として実行される。
【００２４】
メディア入出力部７（ドライブ装置）は、データの入出力を行い、例えば、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、ＣＤドライブ（−ＲＯＭ、−Ｒ、−ＲＷ等）、ＤＶＤドライブ（−ＲＯＭ、−Ｒ、−ＲＷ等）、ＭＯドライブ等のメディア入出力装置を有する。
【００２５】
通信制御部９は、通信制御装置、通信ポート等を有し、コンピュータとネットワーク１９間の通信を媒介する通信インタフェースであり、ネットワーク１９を介して、他のコンピュータ間との通信制御を行う。
【００２６】
入力部１１は、データの入力を行い、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、テンキー等の入力装置を有する。
入力部１１を介して、コンピュータに対して、操作指示、動作指示、データ入力等を行うことができる。
【００２７】
表示部１３は、ＣＲＴモニタ、液晶パネル等のディスプレイ装置、ディスプレイ装置と連携してコンピュータのビデオ機能を実現するための論理回路等（ビデオアダプタ等）を有する。
【００２８】
周辺機器Ｉ／Ｆ（インタフェース）部１５は、コンピュータに周辺機器を接続させるためのポートであり、周辺機器Ｉ／Ｆ部１５を介してコンピュータは周辺機器とのデータの送受信を行う。周辺機器Ｉ／Ｆ部１５は、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４やＲＳ−２３２Ｃ等で構成されており、通常複数の周辺機器Ｉ／Ｆを有する。周辺機器との接続形態は有線、無線を問わない。
【００２９】
バス１７は、各装置間の制御信号、データ信号等の授受を媒介する経路である。
【００３０】
次に、図２を参照しながら、後述の説明にて用いる用語の意味を説明する。
図２は、異方性反射特性を有する画素４１の一例を示す図である。
【００３１】
異方性反射媒体は、例えば、微細な格子状の画素４１の集合により形成される。図４に示すように、画素４１は、例えば、４３を画素４１の一辺の長さとする正方形をなす。尚、画素４１の形状は、正方形に限定をするものではないが、正方形であれば特に問題が生じることはない。
【００３２】
画素４１内には、黒色で示された複数の条溝４５が形成される。条溝４５は、同一の画素４１内においては、条溝角度４７に従い、互いに平行である。また、４９を条溝４５の線幅、５１を条溝４５同士の間隔とすると、４９と５１とを足した長さが条溝ピッチ５３となる。尚、最終的に作成された異方性反射媒体において、黒色で示した部分、すなわち条溝４５は筋条に延びる凹溝を意味し、白色で示した部分、すなわち条溝４５以外を凸状に形成する。
【００３３】
次に、図３から図５を参照しながら、異方性反射媒体作成装置１の機能を実現する構成について説明する。
図３は、異方性反射媒体作成装置１の機能の概要を示すブロック図、図４は、投影面Ｓ１上の法線ベクトルＮ１を示す図、図５は、法線ベクトルＮ１の法線投影面Ｓ２への投影を示す図である。
【００３４】
図３に示すように、異方性反射媒体作成装置１は、三次元形状設計手段２１、法線ベクトル演算手段２３、条溝方向分散演算手段２５、条溝方向演算手段２７、版下データ作成手段２９等を備える。
【００３５】
三次元形状設計手段２１は、異方性反射媒体の表面上に再現する所望の図柄に係る三次元形状を設計する。三次元形状設計手段２１は、一般に市販されているＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）や、ＣＧ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｇｒａｐｈｉｃ）ソフトウェアが有するモデリング機能に相当する。三次元形状設計手段２１は、三次元形状の他に、その形状に貼り付けるテクスチャデータ、テクスチャデータと形状の対応関係の定義も行う。
【００３６】
法線ベクトル演算手段２３は、ＣＧでモデリングされた形状データをレンダリングする際に、各画素の画素値、すなわち輝度値を演算するかわりに、各画素における形状データの法線ベクトル情報を演算する。
一般に、ＣＧ製作過程では、モデリングによって作成されたデータから、ライティングやカメラの条件等を加味して最終的な画像を作成するレンダリングが行われる。従来のレンダリングでは、各画素におけるＲＧＢ色成分の輝度値を算出するが、法線ベクトル演算手段２３は、投影された各画素の法線方向に係る仰角および方位角を算出し、これらを法線ベクトル情報として求める。
【００３７】
条溝方向分散演算手段２５は、法線ベクトル情報に係るベクトルを、特定の方位角を持つ法線投影面に投影し、各画素の投影されたベクトルに係る仰角を条溝方向とし、条溝方向の分散を計算し提示する。ユーザは、複数の法線投影面の投影面角度で条溝方向の分散を確認し、妥当な投影面角度を決定する。条溝方向の分散が大きいほど条溝方向の変化が激しく、様々な異方性反射を生じ、デザイン上の指標となる。
【００３８】
図４に示すように、法線ベクトルＮ１は、投影面Ｓ１上の点Ｐを始点とし、投影面Ｓ１に定義した座標系に対する方位角φと仰角ｋとで表現される。一方、条溝角度にて示される方向を持つベクトル（以下、「条溝方向ベクトル」と呼ぶ。）は、異方性反射媒体の表面上に定義される方位角のみで表現されることから、法線ベクトルＮ１に係る情報を全て継承することはできない。従って、法線情報変換手段２７は、法線ベクトルＮ１を所定の方位角（後述する図５のα）の投影面に投影して次元を減ずることにより、法線ベクトルＮ１に係る情報を、条溝方向ベクトルに継承させる。
【００３９】
図５に示すように、法線投影面Ｓ２は、投影面Ｓ１に対して垂直であり、方位角α方向に設けられた新たな投影面である。条溝方向分散演算手段２５は、法線ベクトルＮ１を法線投影面Ｓ２に投影する。投影されたベクトルが、変換法線ベクトルＮ２である。そして、法線情報変換手段２７は、変換法線ベクトルＮ２の仰角ｔを算出する。仰角ｔの値は、後述する版下データ作成手段２９によって、条溝方向に継承される。尚、仰角ｔは、図５に示すように、Ｓ２内でＰを通過し、Ｓ１に垂直な線を基準（ｔ＝０度）とし、基準線と変換法線ベクトルＮ２とのなす角度によって定義する。
ここで、三次元形状の隠面は投影されないから、法線ベクトルＮ１の向きは、必ず点Ｐから見て投影面Ｓ１の表の方向になる。従って、仰角ｔは１８０度（−９０度＜＝ｔ＜＝９０度）の範囲を取り得るが、立体形状に含まれる最も形状の異なる部分が最も異なる角度を継承するために、９０度（−４５度＜＝θ＜＝４５度）の範囲に線形変換を施して、図柄の条溝方向範囲とする。
【００４０】
条溝方向演算手段２７は、ユーザにより指定された法線投影面の投影面角度で、各画素毎に得られた法線ベクトル情報を形成する条溝方向に変換する。
【００４１】
版下データ作成手段２９は、各画素毎に決定した条溝方向に基づいて、凹凸を表現する版下データを作成する。また、版下データ作成手段２９は、必要があれば、更に条溝ピッチを決定する。条溝ピッチにより、三次元形状に照射した光の色が異なるものとして再現することができる。
【００４２】
次に、図６を参照しながら、異方性反射媒体作成装置１の動作の詳細について説明する。
図６は、異方性反射媒体作成装置１が行う版下データ作成処理の流れを示すフローチャートである。
【００４３】
図６に示すように、入力部１１および表示部１３等を介したユーザとの対話的処理を行い、三次元形状設計手段２１によって三次元形状の設計を行う（Ｓ１０１）。
次に、制御部３は、法線ベクトル演算手段２３によって、三次元形状を投影面に投影し、投影された三次元形状の各画素の法線方向に係る仰角および方位角を法線ベクトルとして計算する（Ｓ１０２）。そして、制御部３は、法線投影面の方位角を設定し（Ｓ１０３）、条溝方向分散演算手段２５によって、法線ベクトルを特定の方位角を持つ法線投影面に投影し、投影されたベクトルに係る仰角から条溝方向を求め、条溝方向の分散を計算する（Ｓ１０４）。
Ｓ１０４に係る法線投影面の方位角は、入力部１１を介してユーザが指定した値でも良いし、記憶部５にデフォルト値として保持する値でも良い。
【００４４】
次に、制御部３は、ユーザにより指定された、あるいは、記憶部５にデフォルト値として保持された全ての法線投影面角度について条溝方向の分散を計算する処理が終了したかどうか判定し、終了していない場合はステップＳ１０３に戻り（ステップＳ１０５のＮｏ）、終了した場合はステップＳ１０６に進む（ステップＳ１０５のＹｅｓ）。
【００４５】
制御部３は、条溝方向分散演算手段２５によって、表示部１３上に各投影面角度の条溝方向の分散をユーザに提示する（ステップＳ１０６）。ユーザは、提示された投影面角度毎の分散に基づいて、妥当と思われる投影面角度を決定する。分散の値が大きいほど、条溝方向の変化が激しく、様々な異方性反射を生じて効果的な立体感を再現することが期待できる。
【００４６】
制御部３は、条溝方向演算手段２７によって、ユーザにより指定された投影面角度で各画素の条溝方向を計算し（ステップＳ１０７）、条溝ピッチを決定する。条溝ピッチは、入力部１１を介してユーザが指定した値でも良いし、記憶部５にデフォルト値として保持する値でも良い。
【００４７】
次に、制御部３は、版下データ作成手段２９によって、版下データを作成する（Ｓ１０８）。具体的には、制御部３は、Ｓ１０７において決定した条溝方向、条溝ピッチ等を基に、例えば、条溝を黒色、条溝以外の部分を白色で示した二値データを作成する。
以上のとおり、異方性反射媒体作成装置１は、異方性反射媒体の作成に用いる版下データを作成する。
【００４８】
次に、図７を参照しながら、異方性反射媒体の作成工程について説明する。
図７は、異方性反射媒体の作成工程を示す図である。
図７に示すように、異方性反射媒体の作成工程は、Ｓ２０１の版下データ作成工程、Ｓ２０２の原版作成工程、およびＳ２０３の媒体作成工程が含まれる。
【００４９】
版下データ作成工程では、前述した異方性反射媒体作成装置１を用いて、版下データを作成する。詳細は前述したとおりである。
【００５０】
尚、版下データ作成工程では条溝ピッチを決定する。更に、版下データ作成工程では、決定した条溝ピッチを基に、条溝の線幅と条溝同士の間隔を決定する。ここで、後述する原版作成工程、媒体作成工程における凹凸の形成方法によっては、版下データで表現された通りに凹凸が形成されるとは限らない。例えば、形成された凹状の条溝の部分の幅が、版下データに表現された条溝の線幅よりも広くなってしまう、またはその逆に狭くなってしまうことがある。従って、版下データ作成工程では、原版作成工程、媒体作成工程における凹凸の形成方法を考慮し、最終的に作成された異方性反射媒体において、条溝の線幅と条溝同士の間隔が、例えば、互いに略同一の長さとなるように版下データを作成する。
【００５１】
原版作成工程では、版下データ作成工程で作成された版下データを基に、媒体作成工程に合わせた原版を作成する。
版下データに表現された凹凸を原版に形成する方法としては、フォトリソグラフィによりフォトレジストを形成してエッチングを施したり、ＮＣ工作機械で切削するなどによりエンボス原版とすることができる。また、回折格子を対象とした場合、２光束干渉による方法、グレーティングプロット法、電子線描画装置を用いる方法等がある。これらの中では、セルの描画の精度が高く、ノイズが少ないことから、電子線描画装置を用いると良い。
【００５２】
媒体作成工程では、原版作成工程で作成された原版を用いて、異方性反射媒体を作成する。
媒体作成工程では、原版に形成された凹凸をＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の基材に転写する装置、凹凸に反射層を蒸着する装置、粘着剤や接着剤を塗工する装置等を用いる。
【００５３】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る異方性反射媒体作成装置１は、三次元形状を投影面に投影し、投影された三次元形状の各画素の法線方向に係る仰角および方位角を法線ベクトルとして計算する。次に、ユーザにより指定された、あるいは、デフォルト値として保持された全ての法線投影面角度について、法線ベクトルを法線投影面に投影し、投影されたベクトルに係る仰角から条溝方向を求め、条溝方向の分散を計算し、各投影面角度の条溝方向の分散をユーザに提示する。次に、ユーザにより指定された投影面角度で各画素の条溝方向を計算し、三次元形状の凹凸を表現する版下データを作成する。
【００５４】
そして、作成された版下データを基に原版を作成する原版作成工程、および原版作成工程で作成された原版を用いて異方性反射媒体を作成する媒体作成工程を行うことによって、効果的な立体感を表現する異方性反射媒体が作成される。
作成した異方性反射媒体は、カタログ、パンフレット、ポスター、カレンダー、トレーディングカード、包装パッケージ、書籍等の様々な印刷物への箔押し、銘板等や、樹脂成型品、エンボス製品、贈答品や土産物等の雑貨一般で利用することができる。
【実施例】
【００５５】
次に、図８から図２０を参照しながら、本発明の実施の形態に係る実施例について説明する。
図８は、三次元形状の投影面角度による条溝方向の分散の値を示す図、図９は、円柱の条溝方向の分散の提示の一例を示す図、図１０は、トーラスの条溝方向の分散の提示の一例を示す図、図１１は、旗の条溝方向の分散の提示の一例を示す図、図１２は、投影面角度０°での円柱の条溝方向の分布を濃淡で表現した画像の一例を示す図、図１３は、投影面角度４５°での円柱の条溝方向の分布を濃淡で表現した画像の一例を示す図、図１４は、投影面角度９０°での円柱の条溝方向の分布を濃淡で表現した画像の一例を示す図、図１５は、投影面角度０°でのトーラスの条溝方向の分布を濃淡で表現した画像の一例を示す図、図１６は、投影面角度４５°でのトーラスの条溝方向の分布を濃淡で表現した画像の一例を示す図、図１７は、投影面角度９０°でのトーラスの条溝方向の分布を濃淡で表現した画像の一例を示す図、図１８は、投影面角度０°での旗の条溝方向の分布を濃淡で表現した画像の一例を示す図、図１９は、投影面角度４５°での旗の条溝方向の分布を濃淡で表現した画像の一例を示す図、図２０は、投影面角度９０°での旗の条溝方向の分布を濃淡で表現した画像の一例を示す図である。
【００５６】
異方性反射媒体作成装置１では、入力部１１を介してユーザが指定した値、あるいは、記憶部５にデフォルト値として保持する値の投影面角度それぞれについて、三次元形状の各画素の法線ベクトルから条溝方向の分散を計算する。
図８は、三次元形状として円柱、トーラス、旗それぞれについて、１０°刻みで０〜１８０°の投影面角度について計算した条溝方向の分散を示している。
異方性反射媒体作成装置１は、表示部１３に図８に示すような表形式で条溝方向の分散をユーザに提示してもよいし、あるいは、図９から１２に示すように、条溝方向の分散と投影面角度をグラフ形式で提示してもよい。
【００５７】
最初に、円柱の例について説明する。
図８、９に示すように、円柱では投影面角度が９０°で条溝方向の分散は０となるが、投影面角度が０°、１８０°で条溝方向の分散は最高値となる。図１４に示すように、投影面角度が９０°の場合、濃淡が均一（＝条溝方向の分散が０）となり、曲面のような立体感を表現できないが、図１２に示すように、投影面角度が０°の場合、濃淡の変化が大きく（＝条溝方向の分散が大きく）、最も効果的な立体感が再現できると期待できる。また、図１３に示すように、投影面角度が４５°の場合、投影面角度が９０°の場合と投影面角度が０°の場合の中間程度の立体感が再現できると期待できる。
【００５８】
次に、トーラスの例について説明する。
図８、１０に示すように、トーラスでは条溝方向の分散は緩やかに変化するが、投影面角度が９０°で条溝方向の分散は最高値となり、最も効果的な立体感が再現できると期待できる。図１５から１７を比較すると、投影面角度が９０°の場合（図１７）、濃淡の変化が最も大きい（＝条溝方向の分散が最も大きい）。すなわち、トーラスの例では、投影面角度が９０°の場合、最も効果的な立体感が再現できると期待できる。
【００５９】
次に、旗の例について説明する。
図８、１１に示すように、旗では条溝方向の分散は緩やかに変化するが、投影面角度が７０°で条溝方向の分散は最高値となり、最も効果的な立体感が再現できると期待できる。図１８から２０を比較すると、投影面角度による条溝方向の分布の濃淡の差は大きくはないが、投影面角度が０°（図１８）よりも、投影面角度が４５°（図１９）あるいは９０°（図２０）の方が、濃淡の変化が大きい（＝条溝方向の分散が大きい）。旗の例では、図示してはいないが、投影面角度が７０°の場合、最も効果的な立体感が再現できると推察される。
【００６０】
本発明の異方性反射媒体作成装置では、特定の投影面角度を与え、その投影面角度での条溝方向角度の分散を提示することにより、ユーザに立体感の効果を定量的に与えることができるが、実施例に示したように、一定間隔で投影面角度を設定し、各投影面角度に対する条溝方向の分散を求め、表あるいはグラフ等でユーザに提示することにより、ユーザが妥当な投影面角度を選択することが可能となる。
【００６１】
また、異方性反射媒体作成装置が画素毎の条溝方向を算出する際、ユーザが条溝方向の分散を算出する特定の領域を指定することにより、ユーザの要求に対して正確な分散を提示することができる。例えば、背景となる領域を対象外とする、すなわち、特定の領域（実施例の円柱、トーラス、旗などの図柄の領域）の画素のみを対象とすることにより、モデリングされた三次元形状のみを対象として条溝方向の分散を計算することが可能となる。
【００６２】
また、近接する画素の法線ベクトルは似ているため、異方性反射媒体作成装置は全画素について条溝方向を算出せず、一定間隔で計算対象となる画素をサンプリングすることにより、条溝方向の分散の計算を高速化することができる。例えば、サンプリング間隔を２倍とすることにより計算時間は４分の１となる。
【００６３】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る異方性反射媒体作成装置等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】異方性反射媒体作成装置１を実現するコンピュータのハードウェア構成図
【図２】異方性反射特性を有する画素４１の一例を示す図
【図３】異方性反射媒体作成装置１の機能の概要を示すブロック図
【図４】投影面Ｓ１上の法線ベクトルＮ１を示す図
【図５】法線ベクトルＮ１の法線投影面Ｓ２への投影を示す図
【図６】異方性反射媒体作成装置１が行う版下データ作成処理の流れを示すフローチャート
【図７】異方性反射媒体の作成工程を示す図
【図８】三次元形状の投影面角度による条溝方向の分散の値を示す図
【図９】円柱の条溝方向の分散の提示の一例を示す図
【図１０】トーラスの条溝方向の分散の提示の一例を示す図
【図１１】旗の条溝方向の分散の提示の一例を示す図
【図１２】投影面角度０°での円柱の条溝方向の分布を濃淡で表現した画像の一例を示す図
【図１３】投影面角度４５°での円柱の条溝方向の分布を濃淡で表現した画像の一例を示す図
【図１４】投影面角度９０°での円柱の条溝方向の分布を濃淡で表現した画像の一例を示す図
【図１５】投影面角度０°でのトーラスの条溝方向の分布を濃淡で表現した画像の一例を示す図
【図１６】投影面角度４５°でのトーラスの条溝方向の分布を濃淡で表現した画像の一例を示す図
【図１７】投影面角度９０°でのトーラスの条溝方向の分布を濃淡で表現した画像の一例を示す図
【図１８】投影面角度０°での旗の条溝方向の分布を濃淡で表現した画像の一例を示す図
【図１９】投影面角度４５°での旗の条溝方向の分布を濃淡で表現した画像の一例を示す図
【図２０】投影面角度９０°での旗の条溝方向の分布を濃淡で表現した画像の一例を示す図
【符号の説明】
【００６５】
１………異方性反射媒体作成装置
３………制御部
５………記憶部
７………メディア入出力部
９………通信制御部
１１………入力部
１３………表示部
１５………周辺機器Ｉ／Ｆ部
１７………バス
１９………ネットワーク
２１………三次元形状設計手段
２３………法線ベクトル演算手段
２５………条溝方向分散演算手段
２７………条溝方向演算手段
２９………版下データ作成手段
４１………画素
４３………画素４１の一辺の長さ
４５………条溝
４７………条溝角度
４９………条溝４５の線幅
５１………条溝４５同士の間隔
５３………条溝ピッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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