(57)【要約】編目の位置と編目間の接続関係、編目の種類を表現した３Ｄ糸筋データへ、編成データを変換し、人体モデルや布帛の上から仮想的に着装させる。視点と光源とを設定し、糸筋データでの編目を視点から見た毛羽付きの２Ｄ編目画像に変換し、編目画像を重ね合わせ、不透明度と奥行き方向の座標を追加し、ニットウェアのレイヤとする。ニットウェアのレイヤ内でレイトレーシングを行い、ニットウェアによる平均的な影を人体モデルや布帛のレイヤに付け、これらを合成して表示画像とする。ニットウェアの糸本体と毛羽とを表現し、ニットウェアの人体モデルなどへの影を表現したシミュレーション画像を、短時間で高品位に作成できる。
2008152931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニットウェアのデザインデータ及び糸のデータと、人体モデルの３次元画像とにより、人体モデルがニットウェアを着装した状態をシミュレーションする方法において、
ニットウェアのデザインデータを、編目の３次元位置と編目間の接続関係を示す糸筋データに変換するステップと、
視点位置と光源位置を決定するステップと、
糸のデータを用いて、糸筋データ中の毛羽付きの糸からなる編目を前記視点から見た２次元カラー画像と不透明度の画像とに変換するステップと、
編目の２次元カラー画像を糸筋データに従って接続し、前記視点から見たニットウェアの２次元カラー画像と不透明度の画像とに変換するステップと、
ニットウェアが光源からの光を遮ることに応じて、人体モデルのカラー画像を、ニットウェアの影の部分で編目よりも低い位置分解能で暗くするステップと、
人体モデルのカラー画像とニットウェアの２次元カラー画像を、ニットウエアの不透明度の画像を用いて合成するステップと、
合成画像を表示するステップ、
とを設けたことを特徴とするニットウェアのシミュレーション方法。
【請求項２】
前記ニットウェアの内側に前記人体モデルが着用するファブリックの画像を用意するステップを更に設け、
前記暗くするステップでは、人体モデルのカラー画像とファブリックのカラー画像とを、ニットウェアの影の部分で編目よりも低い位置分解能で暗くし、
前記合成するステップでは、人体モデルのカラー画像とファブリックのカラー画像及びニットウェアの２次元カラー画像を、ニットウエアの不透明度の画像を用いて合成する、ことを特徴とする、請求項１のニットウェアのシミュレーション方法。
【請求項３】
視点位置と光源位置とに従って、人体モデルの２次元カラー画像と視点からの奥行き方向の位置を示す画像、及びファブリックの２次元カラー画像と視点からの奥行き方向の位置を示す画像を作成するステップを設け、
ニットウェアの２次元カラー画像と不透明度の画像の他に、ニットウエアの視点からの奥行き方向の位置を示す画像を作成し、
ニットウェアの画像が人体モデルやファブリックの画像と重なる範囲をニットウェアの影の部分として求め、
かつ奥行き方向の位置を示す前記３つの画像により、人体モデルとファブリックとニットウェアとの、視点に対する前後関係を求めて前記画像合成を行うことを特徴とする、請求項２のニットウェアのシミュレーション方法。
【請求項４】
視点位置と光源位置とに従って、人体モデルの２次元カラー画像と視点からの奥行き方向の位置を示す画像、及びファブリックの２次元カラー画像と視点からの奥行き方向の位置を示す画像を作成するステップを設け、
ニットウェアの２次元カラー画像と不透明度の画像の他に、ニットウエアの視点からの奥行き方向の位置を示す画像を作成し、
奥行き方向の位置を示す前記３つの画像により、光源から人体モデルやファブリックへの光をニットウェアが遮る部分を前記影の部分として求め、
かつ奥行き方向の位置を示す前記３つの画像により、人体モデルとファブリックとニットウェアとの、視点に対する前後関係を求めて前記画像合成を行うことを特徴とする、請求項２のニットウェアのシミュレーション方法。
【請求項５】
前記糸筋データでの編目の位置から、人体モデルやファブリックでのニットウェアの影となる部分を求めるステップと、
視点位置と光源位置とに従って、人体モデルの２次元カラー画像と視点からの奥行き方向の位置を示す画像、及びファブリックの２次元カラー画像と視点からの奥行き方向の位置を示す画像を作成するステップを設けると共に、
ニットウェアの２次元カラー画像と不透明度の画像の他に、ニットウエアの視点からの奥行き方向の位置を示す画像を作成し、
かつ奥行き方向の位置を示す前記３つの画像により、人体モデルとファブリックとニットウェアとの、視点に対する前後関係を求めて前記画像合成を行うことを特徴とする、請求項２のニットウェアのシミュレーション方法。
【請求項６】
ニットウェアのデザインデータ及び糸のデータと、人体モデルの３次元画像とにより、人体モデルがニットウェアを着装した状態をシミュレーションする装置において、
ニットウェアのデザインデータを、編目の３次元位置と編目間の接続関係を示す糸筋データに変換する手段と、
視点位置と光源位置を決定する手段と、
糸のデータを用いて、糸筋データ中の毛羽付きの糸からなる編目を前記視点から見た２次元カラー画像と不透明度の画像とに変換する手段と、
編目の２次元カラー画像を糸筋データに従って接続し、前記視点から見たニットウェアの２次元カラー画像と不透明度の画像とに変換する手段と、
ニットウェアが光源からの光を遮ることに応じて、人体モデルのカラー画像を、ニットウェアの影の部分で編目よりも低い位置分解能で暗くする手段と、
人体モデルのカラー画像とニットウェアの２次元カラー画像を、ニットウエアの不透明度の画像を用いて合成し、モニタに表示する手段、
とを設けたことを特徴とするニットウェアのシミュレーション装置。
【請求項７】
ニットウェアのデザインデータ及び糸のデータと、人体モデルの３次元画像とにより、人体モデルがニットウェアを着装した状態をシミュレーションするためのプログラムを記憶した、コンピュータにより読み取り自在な記憶媒体において、
前記コンピュータにより以下のステップを実行させるもの：
ニットウェアのデザインデータを、編目の３次元位置と編目間の接続関係を示す糸筋データに変換するステップと、
視点位置と光源位置を決定するステップと、
糸のデータを用いて、糸筋データ中の毛羽付きの糸からなる編目を前記視点から見た２次元カラー画像と不透明度の画像とに変換するステップと、
編目の２次元カラー画像を糸筋データに従って接続し、前記視点から見たニットウェアの２次元カラー画像と不透明度の画像とに変換するステップと、
ニットウェアが光源からの光を遮ることに応じて、人体モデルのカラー画像を、ニットウェアの影の部分で編目よりも低い位置分解能で暗くするステップと、
人体モデルのカラー画像とニットウェアの２次元カラー画像を、ニットウエアの不透明度の画像を用いて合成するステップと、
合成画像を表示するステップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ニットウェアを人体モデルなどに着装させた状態をシミュレーションすることに関し、特に毛羽などの糸の細部を表現し、かつニットウェアが人体モデルなどに及ぼす影を表現したシミュレーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
発明者は、ニットウェアのシミュレーション手法を開発している。シミュレーションは３Ｄで行い、人体モデルやファブリックなどの上からニットウェアを着装した状態をシミュレーションし、リアルなシミュレーションには毛羽等の糸の細部を表現し、ニットウェアが人体モデルなどに及ぼす影を表現する必要がある。３Ｄ画像で糸はパイプで表現でき、毛羽は糸本体から突き出した微細なパイプで表現できる。しかしこれはシミュレーションに要する時間を長くする。次にニットウェアは人体モデルなどに影を落とすが、この影をニットウェアの糸を元にレイトレーシングで求めるのは大変である。
ここで関連する先行技術を示す。特許文献１（ＷＯ２００３／０３２２０３），特許文献２（ＷＯ２００４／０９０２１３）は、ニットウェアの２Ｄシミュレーションで、糸の毛羽を表現する手法を開示している。
特許文献３（ＷＯ２００５／０８２１８５）は、ニットウェアを人体モデルに仮想的に着装させて、ニットウェアを３Ｄでシミュレーションすることを開示している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この発明の課題は、毛羽の有る編目でニットウェアをリアルにシミュレーションし、ニットウェアの人体モデルへの影をシミュレーションし、さらにこれらのシミュレーションを高速で行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明は、ニットウェアのデザインデータ及び糸のデータと、人体モデルの３次元画像とにより、人体モデルがニットウェアを着装した状態をシミュレーションする方法において、
ニットウェアのデザインデータを、編目の３次元位置と編目間の接続関係を示す糸筋データに変換するステップと、
視点位置と光源位置を決定するステップと、
糸のデータを用いて、糸筋データ中の毛羽付きの糸からなる編目を前記視点から見た２次元カラー画像と不透明度の画像とに変換するステップと、
編目の２次元カラー画像を糸筋データに従って接続し、前記視点から見たニットウェアの２次元カラー画像と不透明度の画像とに変換するステップと、
ニットウェアが光源からの光を遮ることに応じて、人体モデルのカラー画像を、ニットウェアの影の部分で編目よりも低い位置分解能で暗くするステップと、
人体モデルのカラー画像とニットウェアの２次元カラー画像を、ニットウエアの不透明度の画像を用いて合成するステップと、
合成画像を表示するステップ、
とを設けたことを特徴とする。
好ましくは、前記ニットウェアの内側に前記人体モデルが着用するファブリックの画像を用意するステップを更に設け、
前記暗くするステップでは、人体モデルのカラー画像とファブリックのカラー画像とを、ニットウェアの影の部分で編目よりも低い位置分解能で暗くし、
前記合成するステップでは、人体モデルのカラー画像とファブリックのカラー画像及びニットウェアの２次元カラー画像を、ニットウエアの不透明度の画像を用いて合成する。
ファブリックの画像は、シミュレーションが容易な布帛の場合は３次元画像とし、ニットファブリックの場合は、ニットウェアと同様の２次元カラー画像と２次元の不透明度の画像とする。
好ましくは、視点位置と光源位置とに従って、人体モデルの２次元カラー画像と視点からの奥行き方向の位置を示す画像、及びファブリックの２次元カラー画像と視点からの奥行き方向の位置を示す画像を作成するステップを設け、
ニットウェアの２次元カラー画像と不透明度の画像の他に、ニットウエアの視点からの奥行き方向の位置を示す画像を作成し、
ニットウェアの画像が人体モデルやファブリックの画像と重なる範囲をニットウェアの影の部分として求め、
かつ奥行き方向の位置を示す前記３つの画像により、人体モデルとファブリックとニットウェアとの、視点に対する前後関係を求めて前記画像合成を行う。
好ましくは、視点位置と光源位置とに従って、人体モデルの２次元カラー画像と視点からの奥行き方向の位置を示す画像、及びファブリックの２次元カラー画像と視点からの奥行き方向の位置を示す画像を作成するステップを設け、
ニットウェアの２次元カラー画像と不透明度の画像の他に、ニットウエアの視点からの奥行き方向の位置を示す画像を作成し、
奥行き方向の位置を示す前記３つの画像により、光源から人体モデルやファブリックへの光をニットウェアが遮る部分を前記影の部分として求め、
かつ奥行き方向の位置を示す前記３つの画像により、人体モデルとファブリックとニットウェアとの、視点に対する前後関係を求めて前記画像合成を行う。
また好ましくは、前記糸筋データでの編目の位置から、人体モデルやファブリックでのニットウェアの影となる部分を求めるステップと、
視点位置と光源位置とに従って、人体モデルの２次元カラー画像と視点からの奥行き方向の位置を示す画像、及びファブリックの２次元カラー画像と視点からの奥行き方向の位置を示す画像を作成するステップを設けると共に、
ニットウェアの２次元カラー画像と不透明度の画像の他に、ニットウエアの視点からの奥行き方向の位置を示す画像を作成し、
かつ奥行き方向の位置を示す前記３つの画像により、人体モデルとファブリックとニットウェアとの、視点に対する前後関係を求めて前記画像合成を行う。
この発明はまた、ニットウェアのデザインデータ及び糸のデータと、人体モデルの３次元画像とにより、人体モデルがニットウェアを着装した状態をシミュレーションする装置において、
ニットウェアのデザインデータを、編目の３次元位置と編目間の接続関係を示す糸筋データに変換する手段と、
視点位置と光源位置を決定する手段と、
糸のデータを用いて、糸筋データ中の毛羽付きの糸からなる編目を前記視点から見た２次元カラー画像と不透明度の画像とに変換する手段と、
編目の２次元カラー画像を糸筋データに従って接続し、前記視点から見たニットウェアの２次元カラー画像と不透明度の画像とに変換する手段と、
ニットウェアが光源からの光を遮ることに応じて、人体モデルのカラー画像を、ニットウェアの影の部分で編目よりも低い位置分解能で暗くする手段と、
人体モデルのカラー画像とニットウェアの２次元カラー画像を、ニットウエアの不透明度の画像を用いて合成し、モニタに表示する手段、
とを設けたことを特徴とする。
この発明はさらに、ニットウェアのデザインデータ及び糸のデータと、人体モデルの３次元画像とにより、人体モデルがニットウェアを着装した状態をシミュレーションするためのプログラムを記憶した、コンピュータにより読み取り自在な記憶媒体において、
前記コンピュータにより以下のステップを実行させるものにある：
ニットウェアのデザインデータを、編目の３次元位置と編目間の接続関係を示す糸筋データに変換するステップと、
視点位置と光源位置を決定するステップと、
糸のデータを用いて、糸筋データ中の毛羽付きの糸からなる編目を前記視点から見た２次元カラー画像と不透明度の画像とに変換するステップと、
編目の２次元カラー画像を糸筋データに従って接続し、前記視点から見たニットウェアの２次元カラー画像と不透明度の画像とに変換するステップと、
ニットウェアが光源からの光を遮ることに応じて、人体モデルのカラー画像を、ニットウェアの影の部分で編目よりも低い位置分解能で暗くするステップと、
人体モデルのカラー画像とニットウェアの２次元カラー画像を、ニットウエアの不透明度の画像を用いて合成するステップと、
合成画像を表示するステップ。
この明細書において、シミュレーション方法に関する記載はそのままシミュレーション装置やシミュレーションプログラムにも当てはまり、逆にシミュレーション装置に関する記載はそのままシミュレーション方法やシミュレーションプログラムにも当てはまる。ファブリックは、衣類やスカーフなどの布帛やニットウェアなどである。実施例では、人体モデルが布帛を着用し、この上からニットウェアを着装した状態をシミュレーションするが、中間の布帛はなくても良い。
【発明の効果】
【０００５】
この発明では、ニットウェアの編目は３次元モデルではなく、糸本体と毛羽とからなる２次元モデルで表現する。この結果、毛羽は、３次元モデルでのチューブとその表面のポリゴンではなく、単なる２次元画像で表現される。ニットウェアが人体モデルに落とす影は、個々の糸による影をレイトレーシングするのではなく、ニットウェアによる平均的な影で表現する。そして人体モデルの画像とニットウェアの画像を、ニットウェアの不透明度をパラメータに用いて合成する。これらの結果、毛羽付きのニットウェアを高速で処理でき、ニットウェアの影を高速で処理でき、さらにニットウェアを介して透けて見える人体モデルを表現できる。
さらにニットウェアと人体モデルとの間に他のファブリックの画像を配置する場合も、同様にシミュレーションできる。この場合、ニットウェアの影を人体モデルのカラー画像とファブリックのカラー画像とに落とし、人体モデルのカラー画像とファブリックのカラー画像とニットウェアの２次元カラー画像とを、ニットウェアの不透明度の画像を用いて合成すれば良い。
ここでニットウェアと人体モデルとファブリックの画像を各々２次元カラー画像として処理すると、画像合成が簡単である。またニットウェアと人体モデルとファブリックの各々に対し、奥行き方向位置を示す画像設けると、これらの前後関係を簡単に処理できる。
ニットウェアが影を落とす範囲を求めるには、最も簡単にはニットウェアのカラー画像などの２次元画像と人体モデルやファブリックなどのカラー画像等の２次元画像の重なりを求め、重なる範囲を影とすると良い。これはニットウェアに覆われている部分が影になるとのモデルである。
影は、ニットウェアと人体モデルとファブリックの奥行き方向位置を示す３つの画像から、ニットウェアが、特にニットウェアの輪郭が、光源からの光を遮る範囲を求めて、この範囲を影としても良い。これは個々の糸よりも粗い位置分解能で、半透明なニットウェアが作り出す影をレイトレーシングにより求めるモデルである。
ニットウェアの影は、糸筋データと人体モデルとファブリックの３次元データの段階で求めても良い。この段階では個々の糸の影は求められないが、ニットウェアの影の範囲は求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は実施例のシミュレーション装置のブロック図である。
図２は実施例のシミュレーション方法のブロック図である。
図３は実施例でのニットウェアのカラー画像の作成から影付けまでを示す図である。
図４は実施例での、ニット組織と布帛と人体モデルとの重ね合わせを示す図である。
図５は実施例で得られたシミュレーション画像を示す図で、ａ）〜ｄ）はニット製品の編成データが共通で糸データのみを変形した例を示し、ｅ）〜ｈ）はａ）〜ｄ）の画像の部分拡大図である。
【符号の説明】
【０００７】
２  シミュレーション装置    ４  バス    ６  スタイラス    ８  マウス
１０  キーボード    １２  カラーモニタ    １４  カラープリンタ
１６  通信ユニット    １８  ディスクドライブ    ２０  デザインデータ編集部
２２  データ変換部    ２４  糸筋データ発生部    ２６  シーン設定部
３０  人体モデル記憶部    ３２  布帛データ記憶部    ３４  糸データ記憶部
３５  着装処理部    ３６  隠面消去部    ３８  ニット描画部    ４０  影画像作成部
４１  レイトレーシング部    ４２  レイヤ記憶部    ４４  画像合成部
５０  画像メモリ    ６０，６１  編成コース    ６２，６３  編目    ６４  光源
６５  視点    ７０  ニットウェアの画像レイヤー
７１  ニットウェアのマスク画像レイヤー    ７２  ニットウェアの影の画像レイヤー
７３  布帛の画像レイヤー    ７４  布帛のマスク画像レイヤー
７５  人体モデルの画像レイヤー
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下にこの発明を実施するための最良の形態を示すが、これに限るものではない。
【実施例】
【０００９】
図１〜図５に実施例を示す。各図において、２はシミュレーション装置で、４はバスであり、６はスタイラス、８はマウス、１０はキーボードで、これらをマニュアル入力として用いる。マニュアル入力にはトラックボールやジョイスティックなどを追加してもよい。１２はカラーモニタで、１４はカラープリンタで、１６は通信ユニットで、ＬＡＮやインターネットとの間で通信し、１８はディスクドライブで、適宜のディスクとの間で読み書きを行う。
２０はデザインデータ編集部で、スタイラス６やマウス８，キーボード１０などによりニットウェアのデザインデータを発生させる。データ変換部は、デザインデータを、横編機などの編機を駆動するための編成データに変換する。糸筋データ発生部２４は、編成データを糸筋データに変換し、このデータは３次元のデータで、編目の位置と編目の種類並びに編目間の接続関係を示している。編目の位置は例えば編目を代表する１点の３次元位置で指定され、この場合、編目の種類を属性として追加する。また編目の位置を編み目の複数の点の座標で指定する場合、編目の形状から編目の種類が判明するので、編目の種類を記憶する必要はない。シーン設定部２６は、シミュレーションでの光源位置と視点位置とを設定する。
人体モデル記憶部３０は人体モデルの３次元カラー画像を記憶し、布帛データ記憶部３２は人体モデルがニットウェアの下に着用する布帛からなる衣類、以下単に「布帛」、の３次元カラー画像を記憶する。これらの３次元カラー画像は、ポリゴンとテクスチャーとからなり、人体モデルは不透明で、布帛は不透明とするが、半透明として布帛の不透明度を記憶しても良い。糸データ記憶部３４はニットウェアに用いる糸のカラー画像と不透明度とを記憶し、糸のカラー画像は糸本体の部分と毛羽の部分とを含んでいる。
シミュレーションの対象は、ニットウェアと人体モデル並びに布帛の３種類、またはニットウェアと人体モデル並びに布帛と背景の４種類である。３５は着装処理部で、ＷＯ２００５／０８２１８５に従い、糸筋データを用いて仮想的なニットウェアを人体モデルや布帛に着装させる。なおＷＯ２００５／０８２１８５では布帛を考慮していないが、例えば人体モデルに先に布帛を着装させ、着装した布帛を剛体もしくはニットの編目と衝突して変形する弾性体と見なすと、ＷＯ２００５／０８２１８５と同様に、ニットウェアの着装をシミュレーションできる。３６は隠面消去部で、３次元のデータを用い、ニットウェアや布帛及び人体モデルのうちで、視点から見えない部分を、シミュレーション対象から外す。
ニット描画部３８は、ニットウェアの糸筋データ中で隠面消去されずに残った編目を、視点位置から見たループ画像を描画し、ループ画像を接続してニットウェアの内で視点から見える部分の２次元カラー画像とする。この画像には糸本体の画像と毛羽の画像とが含まれ、かつ視点に対する奥行き方向位置（Ｚ座標）と、糸本体や毛羽の不透明度αを示す画像とが付加されている。画像データは例えばＲＧＢと、Ｚ並びにαである。ニット描画部３８は、個々のループの画像を糸筋データに従って接続し、ニットウェアの２次元カラー画像（ニットウェアのレイヤ）を作成し、さらに奥行き画像（Ｚ画像）、及び不透明度αの画像（マスク画像）を作成する。
影画像作成部４０は、ニットウェアが人体モデルや布帛に及ぼす平均的な影の画像を作成する。レイトレーシング部４１は人体モデルや布帛並びにニットの画像に対してレイトレーシングを行う。但しニットウェアが人体モデルや布帛に対してどのように光を遮るかのレイトレーシングは行わない。また布帛は不透明なものとし、布帛が人体モデルへの光を遮るかどうかのレイトレーシングも行わない。なお布帛を半透明なものとして、人体モデルに対する布帛の影を求めても良い。この場合、影画像作成部４０で、ニットウェアの影を求めるのと同様にして、人体モデルに対する布帛の影を求めれば良い。
人体モデルのカラー画像や布帛データのカラー画像を、視点から見た２次元カラー画像に変換する。これらの２次元カラー画像をレイヤという。次に３次元データから視点に対する奥行き方向の位置を示す画像を追加し、レイトレーシングや影付けを行う。このようにして２次元の人体モデルのカラー画像や布帛データのカラー画像が得られ、これらをレイヤ記憶部４２に記憶する。同様に人体モデルや布帛データの奥行き方向位置を示す画像をレイヤ記憶部４２に記憶する。作成するレイヤは、ニットウェア、布帛、人体モデル、各々の２次元カラー画像、ニットウェアの不透明度の画像（マスク画像）、ニットウェアの影の画像、及び布帛のマスク画像である。
画像合成部４４はニットウェアと人体モデル、布帛及び背景の４つの画像を合成する。合成に際しては、視点に対する奥行き方向位置Ｚのデータを用い、半透明なニットの画像を通して見える布帛や人体モデルを実現するため、ニットウェアの不透明度αの画像を利用する。得られた画像を画像メモリ５０に記憶し、カラーモニタ１２に表示し、カラープリンタ１４や通信ユニット１６から出力する。
図２に実施例でのデータの流れを示す。デザインデータを編成データに変換し、これを糸筋データに変換する。糸筋データは各編目に対して１点〜複数点の３次元位置を指定することにより編目位置を表現し、編目の種類や接続関係を属性として持つ。人体モデルや布帛データは共に３次元のカラー画像である。そして糸筋データ上の編目を人体モデルや布帛の周囲に配置する。次に視点と光源の位置を設定し、ニットウェアのうちで人体モデルや布帛により隠される部分を消去すると共に、布帛のうちで人体モデルにより隠される部分を消去する。
人体モデルの３次元カラー画像を、視点から見た２次元カラー画像に変換する。同様に布帛のカラー画像を視点から見た布帛の２次元カラー画像に変換し、ニットウェアの糸筋データを視点から見た２次元カラー画像に変換する。対象となる編目は隠面消去されなかった編目で、編目の糸筋に沿って糸本体と毛羽とのカラー画像を貼り付け、同時にこれらの不透明度の画像を作成する。糸本体や毛羽のカラー画像やこれらの不透明度は、糸データ記憶部３４に記憶されている。例えば一旦編目を正面から見た際の編目画像を作成し、これを視点から見た際の向きに回転させ、編目の回転によって奥行き方向に糸と糸が重なる部分が生じると、不透明度に従って画像を合成し、また重なった部分で不透明度を増加させる。糸筋データには編目の３次元位置が記述されているので、これを用いて視点に対する編目の奥行き方向の座標Ｚを発生させる。次にニットウェアの範囲内で、糸と糸の重なりの部分で、光源から遠い側の糸が暗くなるようにレイトレーシングを行う。同様に人体モデルに対し、布帛やニットウェアを無視して光源からの光に対するレイトレーシングを行い、布帛に対して、人体モデルを考慮し、かつニットウェアを無視して、光源からの光に対するレイトレーシングを行う。
ニットウェアによる影を、人体モデルのカラー画像や布帛のカラー画像に付加する。この影はニットウェアでの個々の糸による影を表現するのではなく、ニットウェアの平均的な影である。ニットウェアの影を付けた後に、ニットウェアと人体モデルと布帛の各レイヤーの画像を合成する。合成画像をカラーモニタに表示し、シーンを変更する場合、視点位置や光源位置を再設定し、これらに伴ってニットウェアの２次元カラー画像や人体モデルのレイヤ画像、布帛のレイヤ画像を再発生する。また糸を変更する場合、レイヤ３のニットウェアの２次元カラー画像を変更する。
図３にニットウェアのカラー画像の作成から影付けまでを示す。６０，６１は編成コースで、編目６２，６３が配列されている。図３の破線は編成コース間での編目の接続関係を示し、６４は光源で、６５は視点である。視点６５から見た編目６２の画像は、ハッチングを施した糸本体の部分と、その周囲の毛羽の部分とから成り、これを編目６２を正面から見た画像を回転させて、あるいは最初から視点から見た糸筋に糸本体や毛羽の画像を貼り付けることにより得る。糸本体や毛羽には、糸データの段階で不透明度が付与されており、回転によって糸が重なる場合、その部分で不透明度を増加させる。このようにして視点６５から見た１つの編目分の２次元カラー画像と、奥行き方向の画像並びに不透明度の画像が得られる。糸筋データの複数の編目を重ね合わせ、編目と編目が重なる場所ではＺの値と不透明度αとに従って編目を重ね合わせる。これによりニットウェアを視点６５から見た２次元カラー画像が得られる。次にニットの組織内でのレイトレーシングを行う。
図４に、影付けのモデルを示す。７０はニットウェアのカラー画像のレイヤーで、画像の値をＰ１とする。７１はニットウェアのマスク画像レイヤーで、画像の値をαとし、７２はニットウェアの影の画像レイヤーで、画像の値をβとする。７３は布帛のカラー画像レイヤーで、画像の値をＰ２とし、７４は布帛のマスク画像レイヤーで、画像の値をγ（γ＝０または１）とする。７５は人体モデルの画像レイヤーで、画像の値をＰ３とする。視点に対するこれらのレイヤーの位置関係は、隠面消去部３６で処理済みで、ニットウェアが最上層、布帛が中間、人体モデルが最下層である。
影画像の値βは、不透明度の画像を、２次元画像の２つの次元をｘ，ｙとして、ｘ，ｙの両方向にぼかす、即ち平滑化することにより求める。例えばぼかしが０であれば、影の画像はマスク画像と同じ形状となり、ぼかしを増すと影の画像はマスク画像よりも広くなる。ぼかしの程度は、例えばｘ，ｙの各次元に付いて、ぼかしを行う幅を指定すると定まる。また影の画像をマスク画像からｘ，ｙの各方向にスライドさせ、スライドさせる値Ｓｘ，Ｓｙをユーザが指定できる。例えば、Ｓｘ＝５，Ｓｙ＝３であれば、影の画像はマスク画像に対してｘ方向に５ドット、ｙ方向に３ドットスライドする。影画像がモノクロの場合、βは１次元で、影画像がカラーの場合、βはＲＧＢの各成分を持った３次元データとなる。カラーの影は、ニットウェアのカラー値をぼかしたカラー値を持つ。さらに影の濃さを指定でき、マスクの値αをそのまま平滑化してスライドさせることも、マスクの値αを例えば１０〜５０％程度に弱めて平滑化し、スライドさせることもできる。布帛は不透明としているので、そのマスクの値γは１（布帛が有る）または０（布帛がない）のいずれかである。
そこで合成画像Ｐを    Ｐ＝Ｐ１α＋（１−β）（Ｐ２＋Ｐ３（１−γ））  とする。このようにして簡単に、合成画像を画像合成部４４で求めることができる。そして影の強弱やぼかしの程度を指定することにより、影をリアルに表現でき、また影をスライドさせることにより、光源の方向を表現できる。
図５のａ）〜ｈ）に実施例でのシミュレーション画像を示す。ａ）〜ｄ）の左上に、用いた糸の画像を示し、人体モデルや布帛は共通で、ニットウェアのデザインデータも共通である。ｅ）〜ｈ）にシミュレーション画像を拡大して示し、糸の太さなどによりニットウェアを透かして見える人体モデルの明るさが変わっている。そして毛羽付きのニットウェアの着装状態をシミュレーションできている。
実施例では以下の効果が得られる。
（１）ニットウェアの３次元カラー画像を作成する代わりに、視点から見た２次元カラー画像を作成する。そして糸本体や毛羽はパイプではなく２次元カラー画像として表現するので、ニットウェアの画像の作成が容易になる。
（２）ニットウェアによる人体モデルや布帛への影は、個々の糸の影響などを無視して平均的な影付けを行う。このため簡単に影付けを行うことができる。
（３）画像合成の段階では、ニットウェアのレイヤと人体モデルのレイヤ並びに布帛のレイヤを合成すればよく、合成が簡単である。
（４）またニットウェアのデザインや用いる糸を変更しても、人体モデルや布帛のレイヤを変更する必要がない。これらのため高速でニットウェアの着装状態のシミュレーション画像を作成でき、これらはニットウェアのバーチャルなサンプルとして利用できる品質を備えている。
この発明のシミュレーション装置２は、コンピュータにシミュレーションプログラムをインストールすることにより実現され、シミュレーションプログラムはＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体や搬送波などを介してコンピュータに読み込ませる。図２はシミュレーションプログラムのブロック図に相当し、シミュレーションプログラムは図２の各処理を実行する。
【図１】
2008152931.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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