(57)【要約】【課題】  記録媒体上に形成される造形物の反射特性を高精度に再現するための画像処理を提供することを目的とする。【解決手段】  少なくとも記録材の層である第１層と第２層とから成る造形物を記録媒体上に形成するためのデータを生成する画像処理装置であって、前記第１層の形状を表す形状データと、前記第２層の反射特性を表す反射特性データと、を取得する取得手段と、前記反射特性データと前記形状データとに基づいて、前記造形物の所定領域ごとの反射特性を推定する推定手段と、前記推定手段によって推定された前記反射特性を有する前記造形物を前記記録媒体上に形成するために、前記記録材の記録量を表す記録量データと、前記記録媒体上における前記記録材のドット配置に対応するドット配置データと、の少なくとも一方を生成する生成手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。【選択図】  図８
2019005942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも記録材の層である第１層と第２層とから成る造形物を記録媒体上に形成するためのデータを生成する画像処理装置であって、
前記第１層の形状を表す形状データと、前記第２層の反射特性を表す反射特性データと、を取得する取得手段と、
前記反射特性データと前記形状データとに基づいて、前記造形物の所定領域ごとの反射特性を推定する推定手段と、
前記推定手段によって推定された前記反射特性を有する前記造形物を前記記録媒体上に形成するために、前記記録材の記録量を表す記録量データと、前記記録媒体上における前記記録材のドット配置に対応するドット配置データと、の少なくとも一方を生成する生成手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記記録媒体上に前記造形物を形成するための画像形成装置の出力特性に基づいて、前記形状データを変換する変換手段と、
前記推定手段によって推定された前記反射特性と、前記変換手段によって変換された前記形状データと、に基づいて、前記推定手段によって推定された前記反射特性を有する前記造形物を前記記録媒体上に形成するための前記第２層の反射特性を表す第２反射特性データを生成する第２生成手段と、をさらに有し、
前記生成手段は、前記形状データと前記第２反射特性データとに基づいて、前記記録量データと前記ドット配置データとの少なくとも一方を生成すること特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記第２生成手段は、前記推定手段によって推定された前記反射特性と、前記変換手段によって変換された前記形状データと、に基づいて、前記推定手段によって推定された前記反射特性と、前記記録媒体上に前記記録材を記録することによって形成される前記造形物の前記所定領域ごとの反射特性との差分が最小となるように、前記第２反射特性データを生成することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記第２生成手段は、前記推定手段によって推定された前記反射特性に対して前記変換手段によって変換された前記形状データを用いた逆畳み込み演算を行うことによって、前記第２反射特性データを生成することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記記録媒体上に前記造形物を形成するための画像形成装置の出力特性に基づいて、前記反射特性データを変換する変換手段と、
前記推定手段によって推定された前記反射特性と、前記変換手段によって変換された前記反射特性データと、に基づいて、前記推定手段によって推定された前記反射特性を有する前記造形物を前記記録媒体上に形成するための前記第１層の形状を表す第２形状データを生成する第２生成手段と、をさらに有し、
前記生成手段は、前記第２形状データと前記反射特性データとに基づいて、前記記録量データと前記ドット配置データとの少なくとも一方を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記第２生成手段は、前記推定手段によって推定された前記反射特性と、前記変換手段によって変換された前記反射特性データと、に基づいて、前記推定手段によって推定された前記反射特性と、前記記録媒体上に前記記録材を記録することによって形成される前記造形物の前記所定領域ごとの反射特性との差分が最小となるように、前記第２形状データを生成することを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記第２生成手段は、前記推定手段によって推定された前記反射特性に対して前記変換手段によって変換された前記反射特性データを用いた逆畳み込み演算を行うことによって、前記第２形状データを生成することを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記記録媒体上に前記造形物を形成するための画像形成装置の出力特性に基づいて、前記形状データと前記反射特性データとを変換する変換手段と、
前記変換手段によって変換された前記形状データと前記反射特性データとに基づいて、前記造形物の前記所定領域ごとの反射特性を推定する第２推定手段と、をさらに有し、
前記生成手段は、前記推定手段によって推定された前記反射特性と、前記第２推定手段によって推定された前記反射特性と、を用いて、前記記録量データと前記ドット配置データとの少なくとも一方を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記生成手段は、前記推定手段によって推定された前記反射特性と、前記記録量データ又は前記ドット配置データと、が対応付けられたテーブルを用いて、前記記録量データと前記ドット配置データとの少なくとも一方を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記生成手段は、前記推定手段によって推定された前記反射特性と、前記記録媒体上に前記記録材を記録することによって形成される前記造形物の前記所定領域ごとの反射特性との差分が最小となるように、前記記録量データと前記ドット配置データとの少なくとも一方を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記取得手段は、前記第１層の表面の法線角度を表す前記形状データを取得することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記取得手段は、前記第１層の表面の高さを表す前記形状データを取得し、
前記形状データが表す前記高さを、前記第１層の表面の法線角度に変換する第２変換手段をさらに有し、
前記推定手段は、前記反射特性データと、前記第２変換手段によって変換された前記形状データとに基づいて、前記造形物の前記所定領域ごとの反射特性を推定することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記取得手段は、反射角度ごとの反射率又は反射強度を表す前記反射特性データを取得することを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記推定手段は、前記反射特性データと前記形状データとを用いた畳み込み演算を行うことによって、前記造形物の前記所定領域ごとの反射特性を推定することを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記記録量データと前記ドット配置データとの少なくとも一方を前記画像形成装置に出力する出力手段をさらに有することを特徴とする請求項２乃至請求項８のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記記録材は、前記記録媒体上に前記第１層を形成するための第１記録材と、前記第１層の上に前記第２層を形成するための第２記録材と、の２種類の記録材であって、
前記記録媒体はメタリックメディアであって、
前記第２記録材は、ホワイトインクであることを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１７】
前記記録材は、前記記録媒体上に前記第１層を形成するための第１記録材と、前記第１層の上に前記第２層を形成するための第２記録材と、の２種類の記録材であって、
前記記録媒体はホワイトメディアであって、
前記第２記録材は、メタリックインクであることを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１８】
前記第１記録材は、光又は熱によって硬化するクリアインク又は、木材又は、金属であることを特徴とする請求項１６又は請求項１７に記載の画像処理装置。
【請求項１９】
前記生成手段が生成した、前記第１記録材に対応する前記記録量データ及び前記ドット配置データは、前記第１記録材を前記記録媒体上に積み上げることによって前記第１層を形成するためのデータであることを特徴とする請求項１６乃至請求項１８のいずれか一項に記載の画像処置装置。
【請求項２０】
前記生成手段が生成した、前記第２記録材に対応する前記記録量データ及び前記ドット配置データは、前記第２記録材を用いて鏡面と拡散面との面積率を前記記録媒体上で制御するためのデータであることを特徴とする請求項１６乃至請求項１９のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項２１】
コンピュータを請求項１乃至請求項２０のいずれか一項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【請求項２２】
少なくとも記録材の層である第１層と第２層とから成る造形物を記録媒体上に形成するためのデータを生成する画像処理方法であって、
前記第１層の形状を表す形状データと、前記第２層の反射特性を表す反射特性データと、を取得する取得ステップと、
前記反射特性データと前記形状データとに基づいて、前記造形物の所定領域ごとの反射特性を推定する推定ステップと、
前記推定ステップによって推定された前記反射特性を有する前記造形物を前記記録媒体上に形成するために、前記記録材の記録量を表す記録量データと、前記記録媒体上における前記記録材のドット配置に対応するドット配置データと、の少なくとも一方を生成する生成ステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体上に形成される造形物の反射特性を再現するための画像処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータグラフィックス（ＣＧ）を用いて生成した３次元形状データをプリンタに入力することによって当該３次元形状データが表す３次元形状を記録媒体上に形成する技術が用いられている。記録媒体上に形成された３次元形状の外観を決める要因として、表面凹凸と光沢とがある。記録媒体上において入力データに忠実な表面凹凸と光沢との再現を行うためには、プリンタの出力特性を考慮する必要がある。特許文献１は、プリンタの出力特性に基づいて、入力データが表す表面凹凸を記録媒体上に形成した場合の光沢と入力データが表す光沢との比率（変化率）を算出し、当該比率を用いて光沢データを補正する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２１０１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、表面凹凸を表す入力データを周波数分解することによって得られる周波数のうち特定の周波数のみを用いて上述した比率を算出しているため、所望の反射特性を記録媒体上で高精度に再現できない場合があった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、記録媒体上に形成される造形物の反射特性を高精度に再現するための画像処理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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像処理装置は、少なくとも記録材の層である第１層と第２層とから成る造形物を記録媒体上に形成するためのデータを生成する画像処理装置であって、前記第１層の形状を表す形状データと、前記第２層の反射特性を表す反射特性データと、を取得する取得手段と、前記反射特性データと前記形状データとに基づいて、前記造形物の所定領域ごとの反射特性を推定する推定手段と、前記推定手段によって推定された前記反射特性を有する前記造形物を前記記録媒体上に形成するために、前記記録材の記録量を表す記録量データと、前記記録媒体上における前記記録材のドット配置に対応するドット配置データと、の少なくとも一方を生成する生成手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、記録媒体上に形成される造形物の反射特性を高精度に再現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】画像処理装置１の構成を示す図
【図２】画像形成装置２１１の構成を示す図
【図３】面積階調法による画像の階調表現を説明するための模式図
【図４】記録媒体上に造形物を形成するための画像形成装置２１１の動作を説明するための図
【図５】記録媒体上に形成された造形物の断面を示す図
【図６】光沢層の反射特性を説明するための図
【図７】凹凸層と光沢層との関係に応じた造形物の反射特性を説明するための図
【図８】画像処理装置１が実行する処理を示すフローチャート
【図９】画像処理装置１が実行する処理に用いるデータの例を説明する図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［実施例１］
本実施例においては、凹凸形状を有する凹凸層と光沢を表現する光沢層と色を表現する画像層とから成る３次元造形物を記録媒体上に形成するためのデータを生成する例について説明する。
【００１０】
＜画像処理装置１のハードウェア構成＞
画像処理装置１のハードウェア構成を図１（ａ）を用いて説明する。画像処理装置１は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３を備える。ＣＰＵ２０１は、ＲＡＭ２０３をワークメモリとして、ＲＯＭ２０２、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）２１３などに格納されたＯＳ（オペレーティングシステム）や各種プログラムを実行する。また、ＣＰＵ２０１は、システムバス２０８を介して各構成を制御する。尚、後述するフローチャートによる処理は、ＲＯＭ２０２やＨＤＤ２１３などに格納されたプログラムコードがＲＡＭ２０３に展開され、ＣＰＵ２０１によって実行される。ＶＣ（ビデオカード）２０４には、ディスプレイ２１５が接続される。汎用Ｉ／Ｆ（インターフェース）２０５には、シリアルバス２０９を介して、マウスやキーボードなどの入力デバイス２１０や画像形成装置２１１が接続される。ＳＡＴＡ（シリアルＡＴＡ）Ｉ／Ｆ２０６には、シリアルバス２１２を介して、ＨＤＤ２１３や各種記録メディアの読み書きを行う汎用ドライブ２１４が接続される。ＮＩＣ（ネットワークインターフェースカード）２０７は、外部装置との間で情報の入出力を行う。ＣＰＵ２０１は、ＨＤＤ２１３や汎用ドライブ２１４にマウントされた各種記録メディアを各種データの格納場所として使用する。ＣＰＵ２０１は、プログラムによって提供されるＵＩ（ユーザインターフェース）画面をディスプレイ２１５に表示し、入力デバイス２１０を介して受け付けるユーザ指示などの入力を受信する。
【００１１】
＜画像処理装置１の論理構成＞
図１（ｂ）は、画像処理装置１の論理構成を示す図である。画像処理装置１は、取得部３０１と、第１算出部３０２と、第２算出部３０３と、推定部３０４と、変換部３０５と、生成部３０６と、出力部３０７と、を有する。
【００１２】
取得部３０１は、画像層の色を表す色データと、光沢層の鏡面反射強度を表す反射特性データと、凹凸層表面の基準面からの高さを表す形状データと、を取得する。第１算出部３０２は、形状データが表す凹凸層表面の高さに基づいて、凹凸層表面の法線角度分布を算出する。第２算出部３０３は、反射特性データが表す光沢層の鏡面反射強度に基づいて、光の入射角度及び出射（反射）角度に応じた光沢層の反射特性を算出する。推定部３０４は、第１算出部３０２によって算出された法線角度分布を有する凹凸層と、第２算出部３０３によって算出された反射特性を有する光沢層と、から成る造形物の反射特性を推定する。変換部３０５は、画像形成装置２１１の出力特性に基づいて、形状データを変換する。生成部３０６は、推定部３０４によって推定された反射特性と、変換部３０５によって変換された形状データと、に基づいて、推定された反射特性を有する造形物を前記記録媒体上に形成するための光沢層の反射特性を表す補正反射特性データを生成する。出力部３０７は、色データと補正反射特性データと形状データとに基づいて、記録媒体上に記録する記録材のドット配置を表すドット配置データを生成し、生成したドット配置データを画像形成装置２１１に出力する。
【００１３】
＜画像形成装置２１１の構成＞
図２は、画像形成装置２１１の構成図である。本実施例における画像形成装置２１１は、
記録媒体上にインクの記録を行うことによって３次元造形物を形成するインクジェットプリンタである。３次元造形物は、クリアインクによって形成される凹凸層と、ホワイトインクによって形成される光沢層と、カラーインクによって形成される画像層と、から成る。
【００１４】
ヘッドカートリッジ８０１は、複数の吐出口からなる記録ヘッドと、この記録ヘッドへインクを供給するインクタンクとを有する。また、記録ヘッドの各吐出口を駆動する信号などを受信するためのコネクタが設けられている。インクタンクには、クリアインクと、ホワイトインクと、シアン，マゼンタ，イエロー，ブラックのカラーインクと、の計６種類のインクが独立に設けられている。上述したインクは、紫外光（ＵＶ）を照射することによって硬化するＵＶ硬化性のインクである。ヘッドカートリッジ８０１はキャリッジ８０２に位置決めして交換可能に搭載されており、キャリッジ８０２には、コネクタを介してヘッドカートリッジ８０１に駆動信号等を伝達するためのコネクタホルダが設けられている。また、キャリッジ８０２には、紫外光照射装置８１５が搭載されており、ＵＶを照射することによって、吐出されたＵＶ硬化性のインクを記録媒体上に固着させるために制御される。キャリッジ８０２は、ガイドシャフト８０３に沿って往復移動可能となっている。具体的には、キャリッジ８０２は、主走査モータ８０４を駆動源としてモータプーリ８０５、従動プーリ８０６およびタイミングベルト８０７等の駆動機構を介して駆動されるとともに、その位置及び移動が制御される。尚、本実施例において、このキャリッジ８０２のガイドシャフト８０３に沿った移動を「主走査」と呼び、移動方向を「主走査方向」と呼ぶ。プリント用紙等の記録媒体８０８は、オートシートフィーダ（以下、「ＡＳＦ」）８１０に載置されている。画像形成時、給紙モータ８１１の駆動によってギアを介してピックアップローラ８１２が回転し、ＡＳＦ８１０から記録媒体８０８が一枚ずつ分離され、給紙される。更に、記録媒体８０８は、搬送ローラ８０９の回転によりキャリッジ８０２上のヘッドカートリッジ８０１の吐出口面と対向する記録開始位置に搬送される。搬送ローラ８０９は、ラインフィード（ＬＦ）モータ８１３を駆動源としてギアを介して駆動される。記録媒体８０８が給紙されたか否かの判定と給紙時位置の確定は、記録媒体８０８がペーパエンドセンサ８１４を通過した時点で行われる。キャリッジ８０２に搭載されたヘッドカートリッジ８０１は、吐出口面がキャリッジ８０２から下方へ突出して記録媒体８０８と平行になるように保持されている。制御部８２０は、ＣＰＵや記憶手段等から構成されており、上述した各層を形成するためのデータを外部から受け取り、当該データに基づいて画像形成装置２１１の各パーツの動作を制御する。
【００１５】
＜画像形成装置２１１の動作＞
以下、図２に示す構成の画像形成装置２１１における凹凸層、光沢層、画像層の形成動作について説明する。本実施例における記録媒体８０８には、上述のホワイトインクが記録された領域より光沢度の高い表面を有するメタリックペーパー（メタリックメディア）を用いる。まず、記録媒体８０８が所定の記録開始位置に搬送されると、キャリッジ８０２がガイドシャフト８０３に沿って記録媒体８０８上を移動し、その移動の際に記録ヘッドの吐出口よりクリアインクが吐出される。紫外光照射装置８１５は記録ヘッドの移動に合わせて紫外光（ＵＶ）を照射し、吐出されたクリアインクを硬化させ、記録媒体上に固着させる。そして、キャリッジ８０２がガイドシャフト８０３の一端まで移動すると、搬送ローラ８０９が所定量だけ記録媒体８０８をキャリッジ８０２の走査方向に垂直な方向に搬送する。本実施例において、この記録媒体８０８の搬送を「紙送り」または「副走査」と呼び、この搬送方向を「紙送り方向」または「副走査方向」と呼ぶ。記録媒体８０８の所定量の搬送が終了すると、再度キャリッジ８０２はガイドシャフト８０３に沿って移動する。このように、記録ヘッドのキャリッジ８０２による走査と紙送りとを繰り返すことにより記録媒体８０８上に凹凸形状（凹凸層）が形成される。凹凸層が形成された後は、搬送ローラ８０９が記録媒体８０８を記録開始位置に戻す。次に、凹凸層の形成と同様のプロセスで凹凸層上にホワイトインクを記録することによって光沢層を形成する。さらに、同様のプロセスで光沢層上にカラーインクを記録することによって画像層を形成する。
【００１６】
図３は、面積階調法により制御された画像の表現を表す模式図である。本実施例における記録ヘッドは、説明を簡易にするため、インク滴を吐出するか否かの二値で制御される。本実施例では、画像形成装置２１１の出力解像度で定義される画素毎にインクのオン・オフを制御するものとし、単位面積において全画素をオンにした状態をインクの記録量１００％として扱うものとする。尚、「オン」はインクを吐出することを表し、「オフ」はインクを吐出しないことを表す。このような二値プリンタでは、単一の画素では１００％か０％しか表現することができないため、複数の画素の集合で中間調を表現する。図３に示す例では、図中左下のように２５％の濃度で中間調表現を行う代わりに、右下のように４×４画素中の４画素にインクを吐出することで、面積的に２５％（４／１６）の表現を行っている。他の階調においても同様に表現することが可能である。尚、中間調を表現するための総画素数やオンになる画素のパターン等は上記の例に限定されるものではない。網点と呼ばれる周期的なスクリーン処理や誤差拡散処理を用いてオンになる画素のパターンを決めることができる。尚、上述の二値化処理を変調可能な複数レベルへの多値化処理に拡張することによってインクの吐出量が変調可能な記録ヘッドにも適用可能であり、二値化に限定されるものではない。
【００１７】
本実施例における凹凸層の形成では、上述のインクの記録量の概念を用いて位置毎に高さの制御を行う。凹凸層の形成においてインクの記録量１００％でほぼ均一な層を形成した場合、吐出したインクの体積に応じて、層はある厚さ（高さ）を有する。例えば、記録量１００％で形成された層が２０μｍの高さを有する場合、１００μｍの高さを再現するためには、層を５回重ねればよい。つまり、１００μｍの高さが必要な位置に打ち込むインクの記録量は５００％となる。
【００１８】
図４は、記録媒体８０８上を記録ヘッドが走査することによって凹凸層、光沢層、画像層を形成する動作を説明する図である。キャリッジ８０２による主走査で記録ヘッドの幅Ｌだけ層の形成を行い、１ラインの記録が終了する毎に記録媒体８０８を副走査方向に距離Ｌずつ搬送する。説明を平易にするため、本実施例における画像形成装置２１１は一回の走査で記録量１００％までのインクの吐出しかできないものとし、記録量１００％を超える層の形成の場合には、搬送は行わずに同じ領域を複数回走査する。例えば、打ち込むインクの記録量が最大５００％の場合は、同じラインを５回走査する。図４を用いて説明すると、領域Ａを記録ヘッドで５回走査した（図４（ａ））後、記録媒体８０８を副走査方向に搬送し、領域Ｂの主走査を５回繰り返す（図４（ｂ））ことになる。
【００１９】
尚、記録ヘッドの駆動精度に起因する周期ムラ等の画質劣化を抑制するために、記録量１００％以下でも複数回の走査、いわゆるマルチパス印刷を行う場合がある。図４（ｃ）〜（ｅ）に２パス記録の例を示す。この例では、キャリッジ８０２による主走査で記録ヘッドの幅Ｌだけ層の形成を行い、１ラインの記録が終了する毎に記録媒体８０８を副走査方向に距離Ｌ／２ずつ搬送する。領域Ａは記録ヘッドのｍ回目の主走査（図４（ｃ））とｍ＋１回目の主走査（図４（ｄ））により記録され、領域Ｂは記録ヘッドのｍ＋１回目の主走査（図４（ｄ））とｍ＋２回目の主走査（図４（ｅ））により記録される。ここで、２パス記録の動作を説明したが、何回のパス数で記録するかは、所望の精度に応じて変えることができる。ｎパス記録を行う場合は、例えば、１ラインの記録が終了する毎に記録媒体８０８を副走査方向に距離Ｌ／ｎずつ搬送する。この場合、インクの記録量が１００％以下でも複数の印字パターンに分割し記録媒体の同一ライン上を記録ヘッドがｎ回主走査することで凹凸層、光沢層、画像層を形成する。本実施例では、上述のマルチパス印刷による走査と１００％以上のインクを打ち込むための走査との混同を防ぐため、マルチパス印刷は行わないものとし、複数回の走査は、層を積層するためのものとして説明する。尚、記録媒体８０８は紙に限定されず、記録ヘッドによる層の形成に対応できるものであれば、プラスチックフィルム等の各種の材料が利用可能である。
【００２０】
＜記録媒体上に形成される造形物について＞
図５は、記録媒体上に生成された凹凸層、光沢層、画像層からなる造形物の断面図である。本実施例では、高光沢のメタリックペーパー上に、数ｍｍ程度の高さ分布を有する凹凸層を形成し、その表面に光沢層を形成し、さらに光沢層上に画像層を形成する。厳密には光沢層と画像層とも高さの分布を有するが、厚みは凹凸層と比べて十分小さく、最終的な凹凸形状への影響は軽微であるので、無視できるものとする。尚、光沢層と画像層との高さ分布を考慮して形状データが表す高さに修正を加えるなどの処理を施すことが可能である。
【００２１】
光沢層における反射特性は、記録媒体上の高光沢領域と低光沢領域との面積率によって制御される。本実施例における光沢度は、ホワイトインクが記録された領域とホワイトインクが記録されていない領域との面積率で制御される。図６はホワイトインクが記録された領域とホワイトインクが記録されていない領域との面積率に応じたプリント物の反射特性の違いを表す模式図である。
【００２２】
図６（ａ）は、ホワイトインクが記録された領域の面積率が０％のプリント物、図６（ｂ）は、ホワイトインクが記録された領域の面積率が１００％のプリント物の表面反射特性の例を表す。それぞれのグラフは、ある点光源からの入射光に対する反射特性を示しており、横軸は反射光の出射角度、縦軸は反射光の反射強度を示す。出射角度は、入射光の正反射方向を０度とした角度である。ホワイトインクが記録された領域は、反射光の拡散反射成分が大きく、いろいろな角度（多方向に）に光を反射させる。一方、メタリックペーパーなどが有する鏡面性の高い表面は、反射光の鏡面反射成分が大きい。本実施例では、光沢層と記録媒体との間に凹凸層を設けるが、凹凸層はクリアインクによって形成されるため透過性が高く、下地のメタリックペーパーが観察できる。このため、ホワイトインクが記録されていない表面は、下地が露出しているものとみなすことができ、鏡面に近い特性を有する。上述した二つの特性を有する面の面積比率を制御することによって、ホワイトインクを用いて形成される拡散面とメタリックペーパーを用いて形成される鏡面との中間的な反射特性を表現することが可能である。尚、プリント物の反射特性は、光沢層上に形成される画像層の反射特性の影響を受けるが、説明を簡易にするため、画像層の反射特性は軽微で無視できるものとする。尚、画像層による反射特性への影響を考慮して光沢層の反射特性に補正をかけることが可能である。
【００２３】
次に、凹凸層と光沢層との関係に応じた造形物の反射特性について図７を用いて説明する。図７（ａ）（ｂ）は、図６と同様にある光沢層平面の表面反射特性を表す。これらの表面反射特性をガウス分布に近似すると標準偏差は、図７（ａ）の場合にσ＝１５、図７（ｂ）の場合にσ＝２０である。光沢層は標準偏差σが小さいほど鏡面に近く、大きいほど拡散面に近い。図７（ｃ）（ｄ）は、凹凸層の形状を表し、図７（ｃ）は平面、図７（ｄ）は０．５ｍｍ幅に対して振幅０．１５ｍｍ程の正弦波状の凹凸を有している。本実施例における造形物の形状は２次元の高さの分布で表すが、ここでは説明を簡易にするため１次元の高さ分布を用いて説明する。図７（ｅ）（ｆ）は、それぞれ図７（ｃ）（ｄ）で示した形状の法線角度分布を表している。
【００２４】
図７（ｇ）の破線は、図７（ａ）の表面反射特性を有する面が、図７（ｃ）の形状であった場合の表面反射特性を表す。図７（ｃ）は平面であるので、図７（ｇ）の破線は、図７（ａ）の表面反射特性と同じである。また、図７（ｇ）の実線は、図７（ａ）の表面反射特性を有する面が、図７（ｄ）の形状であった場合の表面反射特性を表す。これは、図７（ａ）に表す平面の表面反射特性と、図７（ｆ）に表す法線角度分布と、の畳み込み演算（コンボリューション）の結果によって表現される。図７（ｈ）の実線は、図７（ｂ）の表面反射特性を有する面が、図７（ｃ）の形状であった場合の反射特性を表す。図７（ｈ）の破線は、図７（ｇ）の実線と同じで、図７（ａ）の表面反射特性を有する面が図７（ｄ）の形状であった場合の反射特性を表す。図７（ｈ）の実線と図７（ｈ）の破線はほぼ一致している。これは、凹凸および光沢の分布する面積が、視覚の分解能より小さければ、異なる表面反射特性と凹凸形状との組み合わせでも、結果としてほぼ同じような見え（反射特性）を得ることが可能であることを示している。凹凸は、振幅が大きいほど、また、周期が短い（周波数が高い）ほど、法線角度分布が広くなり、いろいろな角度に光を反射する。つまり、凹凸の振幅を大きくする、又は、凹凸の周期を短くすることによって、表面の反射特性をより拡散反射しやすくした場合と同じような見えにすることができる。
【００２５】
一方で、記録媒体上に凹凸を形成する場合、画像形成装置２１１のインクの吐出間隔やＵＶの照射タイミングなどに応じてインクの濡れ広がりが生じてしまい、目標の凹凸形状を再現できない場合がある。凹凸形状に応じて光の反射方向が変化するため、目標の凹凸形状を再現できない場合には、記録媒体上に意図とは異なる反射特性を有する造形物が形成されてしまう。本実施例ではこの課題を解決するために、上述した、造形物の反射特性について凹凸層の凹凸形状と光沢層の反射特性とが補い合う関係を利用する。具体的には、画像形成装置２１１の凹凸形状の再現精度（出力特性）に応じて形状が鈍った造形物の反射特性と目標の凹凸形状を有する造形物の反射特性との差分が生じる。この差分を凹凸層の上に形成する光沢層の表面反射特性によって補うように、光沢層の表面反射特性を補正する。
【００２６】
＜画像処理装置１が実行する処理のフローチャート＞
図８（ａ）は、画像処理装置１が３次元造形物を記録媒体上に形成するためのデータを画像形成装置２１１へ出力するまでの流れを示すフローチャートである。
【００２７】
まず、ステップＳ４０１において、取得部３０１は、ＨＤＤ２１３などの外部装置から記録媒体上に形成する画像層の色を表す色データと、光沢層の鏡面反射強度を表す反射特性データと、凹凸層表面の基準面からの高さを表す形状データと、を取得する。本実施例においては、色データと反射特性データと形状データとを有するポリゴンデータを取得する。ポリゴンデータは、一般的に３次元コンピュータグラフィックス（３ＤＣＧ）で用いられるデータであり、三角形の頂点座標（ｘ，ｙ，ｚ）を含んでおり、頂点の集合で決定される面の集合で記述される。本実施例におけるポリゴンデータは、頂点座標ごとにＲＧＢ値（色データ）と反射光の鏡面反射強度（反射特性データ）とを有する。高さ（形状データ）は、頂点座標のｚ値によって表す。尚、造形物の高さの基準面、つまり、ｚ値が０となる面は記録媒体の表面となるようにする。色データには、３ＤＣＧで用いられるファイルフォーマットに格納されるＲＧＢデータを利用する。反射特性データには、３ＤＣＧで用いられるファイルフォーマットに格納される鏡面反射成分データを利用する。
【００２８】
尚、本実施例では、色データと反射特性データと形状データとをポリゴンデータとしてまとめて取得したが、別々のデータとして取得してもよい。例えば色データは、ｓＲＧＢ空間上で定義されるＲＧＢ値やＡｄｏｂｅＲＧＢ空間上で定義されるＲＧＢ値が各画素に記録された画像データであってもよい。また、Ｌ＊ａ＊ｂ＊空間上で定義されるＬ＊ａ＊ｂ＊値や色の三刺激値であるＸＹＺ値、分光反射率などが各画素に記録された画像データであってもよい。反射特性データは光沢層の光沢特性を表すデータであればよく、例えば、３ＤＣＧで用いられるファイルフォーマットに格納される拡散反射成分データであってもよい。また、ＪＩＳＺ８７４１の方法で測定される鏡面光沢度の値や、ＪＩＳＫ７１７４やＪＩＳＨ８６８６の方法で測定される像鮮明度の値、ＩＳＯ１３８０３やＡＳＴＭＥ４３０の方法で測定される反射ヘイズの値の空間分布を表すデータでもよい。形状データは凹凸層の形状を表すデータであればよく、例えば、３次元空間内の頂点（ｘ，ｙ，ｚ）の集合で記述される点群データや、高さや法線角度の空間分布を表すデータであってもよい。
【００２９】
次に、ステップＳ４０２において、第１算出部３０２は、ステップＳ４０１において取得された形状データに基づいて、法線角度分布Ｎｉｎを算出する。具体的には、まず、ポリゴンデータが有する頂点座標データを高さデータに変換する。図９（ａ）は、頂点座標データから高さデータへの変換例である。説明を簡易にするため、高さの分布を１次元の分布として説明する。図９（ａ）のマーカ（点）はステップＳ４０１で取得された離散的なポリゴンの頂点データの座標の例を示している。ここで縦軸０は、記録媒体の表面を表す。取得された形状データすなわち頂点データは、所定の解像度で線形内挿され、高さを等間隔に表す高さデータＨｉｎに変換される。本実施例では、４８００ｄｐｉで内挿されるものとする。図９（ａ）の実線は、内挿によって得られた高さデータＨｉｎを示す。尚、内挿方法は、線形内挿に限らず、ニアレストネイバー法、バイキュービック法、スプライン法など公知の内挿法が利用できる。内挿によって得られた高さデータＨｉｎは、下記の式（１）と式（２）とにより法線角度分布Ｎｉｎへ変換される。
Ｖ＝ａｔａｎ２（ｄｉｆｆ（Ｈｉｎ），  １／ＤＰＩ）  ・・・式（１）
Ｎｉｎ＝ｈｉｓｔｏｇｒａｍ（Ｖ）  ・・・式（２）
ここで、ｄｉｆｆは隣接するデータ値（高さ）の差分であり、ａｔａｎ２は４象限逆正接である。１／ＤＰＩは解像度の逆数であり、データ間の距離に相当する。式（１）は、４８００ｄｐｉで等間隔に並ぶデータにおいて、隣接するデータをつなぐ面の法線を求める式であり、Ｖは法線ベクトルの集合である。式（２）のｈｉｓｔｏｇｒａｍは、法線ベクトルの数を角度ごとにカウントし、法線角度とその頻度（カウント数）とを表す法線角度分布Ｎｉｎを算出する。図９（ｂ）に、算出された法線角度分布Ｎｉｎを示す。本実施例では、法線角度分布Ｎｉｎの算出を３０ｄｐｉ（約０．８ｍｍ角相当）で行い、データ数が１６０となるようにする。
【００３０】
尚、上述した法線角度分布Ｎｉｎを表す形状データを予め生成しておいてステップＳ４０１において取得した場合は、ステップＳ４０２の処理を行わず、ステップＳ４０３の処理に進む。
【００３１】
次に、ステップＳ４０３において、第２算出部３０３は、ステップＳ４０１において取得された反射特性データに基づいて、光の入射角度及び出射（反射）角度に応じた反射特性Ｇｉｎを算出する。具体的には、まず、反射特性データは、ステップＳ４０２における頂点座標データに対する内挿処理のように、４８００ｄｐｉのデータとなるように線形内挿される。さらに、線形内挿された反射特性データにおいて、３０ｄｐｉの単位で鏡面反射強度の平均値Ｇａｖｅを算出する。次に、鏡面反射強度の平均値Ｇａｖｅから反射特性Ｇｉｎを算出する。本実施例における反射特性Ｇｉｎは、図７（ａ）に示すような、出射（反射）角度ごとの反射強度分布をガウス近似することによって得られる標準偏差σである。反射特性Ｇｉｎの算出は、鏡面反射強度の平均値Ｇａｖｅと反射特性Ｇｉｎとが対応付けられたＬＵＴ（ルックアップテーブル）を用いて、補間処理により算出する。当該ＬＵＴは、正反射方向に鏡面反射強度Ｇａｖｅを有する記録媒体表面の反射角度ごとの反射強度を計測しておくことによって作成しておき、ＨＤＤ２１３等に記憶させておいて用いる。図９（ｃ）に、算出された反射特性Ｇｉｎが表す表面反射特性の例を示す。尚、反射特性Ｇｉｎの算出にはＬＵＴを用いたが、正反射方向への鏡面反射強度Ｇａｖｅのからの拡がり、つまり、反射角度ごとの反射強度分布がガウス分布となるように算出してもよい。反射特性Ｇｉｎは、ＢＲＤＦ（双方向反射率分布関数）のように３次元の反射強度（反射率）分布を表すパラメータであってもよい。
【００３２】
尚、上述した反射特性Ｇｉｎを表す反射特性データを予め生成しておいてステップＳ４０１において取得した場合は、ステップＳ４０３の処理を行わず、ステップＳ４０４の処理に進む。
【００３３】
次に、ステップＳ４０４において、推定部３０４は、法線角度分布Ｎｉｎと反射特性Ｇｉｎとを用いて、法線角度分布Ｎｉｎを有する凹凸層と反射特性Ｇｉｎを有する光沢層とから成る造形物の所定領域ごとの反射特性Ａｔａｒｇｅｔを推定する。推定には以下の式（３）を用いる。ここで推定する反射特性Ａｔａｒｇｅｔは、造形物の見え（反射特性）の再現目標である。尚、本実施例における所定領域は、３０ｄｐｉの最小単位（画素）に対応する領域である。
Ａｔａｒｇｅｔ＝Ｎｉｎ＊ｇａｕｓｓ（Ｇｉｎ）  ・・・式（３）
ここで記号＊は畳み込み積分、ｇａｕｓｓはσを標準偏差とするガウス関数である。図９（ｄ）に算出された反射特性Ａｔａｒｇｅｔの例を示す。尚、本実施例では、畳み込み演算により−９０〜９０度の範囲外となった値は無視しているが、多重反射成分として範囲内の値に足しこむなどの方法をとっても良い。
【００３４】
次に、ステップＳ４０５において、変換部３０５は、ステップＳ４０２において得られた高さデータＨｉｎの解像度を画像形成装置２１１のプリンタ解像度に変換することによって、プリント用高さデータＨｐｒｉｎｔを生成する。本実施例において、画像形成装置２１１のプリンタ解像度は３００ｄｐｉとする。つまり、上述した解像度変換は、４８００ｄｐｉの高さデータＨｉｎを３００ｄｐｉのプリント用高さデータＨｐｒｉｎｔに変換するということである。内挿方法は、上述したような公知の方法を用いることができる。尚、内挿によって得られた値が画像形成装置２１１が再現できる範囲内にない場合には、その旨をユーザに通知するための表示をディスプレイ２１５に行わせてもよい。また、再現範囲外の値を再現範囲内にクリッピングしてもよいし、再現範囲外の値を再現範囲内に線形圧縮してもよい。
【００３５】
次に、ステップＳ４０６において、変換部３０５は、ステップＳ４０５において生成したプリント用高さデータＨｐｒｉｎｔを用いて、記録媒体上に形成される凹凸形状を推定し、推定した凹凸形状の法線角度分布Ｎｏｕｔを算出する。具体的には、まず、プリント用高さデータＨｐｒｉｎｔを以下の式（４）を用いて解像度変換することによって、推定される凹凸形状の高さを表す推定高さデータＨｏｕｔを生成する。本実施例においては、３００ｄｐｉのプリント用高さデータＨｐｒｉｎｔを４８００ｄｐｉの推定高さデータＨｏｕｔに変換する。
Ｈｏｕｔ＝ｉｎｔｅｒｐ（Ｈｐｒｉｎｔ，  ＤＰＩ）＊Ｆ  ・・・式（４）
ここでｉｎｔｅｒｐは、解像度ＤＰＩ＝４８００ｄｐｉでの内挿処理を表し、Ｆは画像形成装置２１１の凹凸形状の出力特性（再現精度）をフィルタ化したものである。記録媒体上に凹凸形状を形成する場合、吐出されたインクが濡れ広がるなどして、高さデータが表す高さを有する形状を形成しきれない場合がある。ここで出力特性は、高さデータが表す高さを有する凹凸形状を画像形成装置２１１がどの程度記録媒体上で再現できるかを表す値である。フィルタＦには、記録媒体上に形成される凹凸形状のシミュレーションを行い、その結果をフィルタ化して得られるフィルタを用いる。尚、公知の移動平均フィルタやガウシアンフィルタなどローパス特性を有するフィルタを用いてもよい。次に、得られた推定高さデータＨｏｕｔを用いて、以下の式（５）と式（６）とにより、推定される凹凸形状の法線角度分布Ｎｏｕｔを算出する。
Ｖｏｕｔ＝ａｔａｎ２（ｄｉｆｆ（Ｈｏｕｔ），  １／ＤＰＩ）  ・・・式（５）
Ｎｏｕｔ＝ｈｉｓｔｏｇｒａｍ（Ｖｏｕｔ）  ・・・式（６）
ここでＶｏｕｔは、上述したＶと同様に法線ベクトルの集合である。式（６）のｈｉｓｔｏｇｒａｍは、法線ベクトルの数を角度ごとにカウントし、法線角度とその頻度（カウント数）とを表す法線角度分布Ｎｏｕｔを算出する。図９（ｅ）に推定高さデータＨｏｕｔ、図９（ｆ）に法線角度分布Ｎｏｕｔの例を示す。
【００３６】
次に、ステップＳ４０７において、生成部３０６は、反射特性Ａｔａｒｇｅｔと法線角度分布Ｎｏｕｔとを用いて、造形物が再現目標の反射特性となるように光沢層で再現すべき反射特性Ｇｏｕｔを算出する。法線角度分布Ｎｏｕｔを有する凹凸形状（凹凸層）と反射特性Ｇｏｕｔを有する光沢層とが積層されて形成される造形物の反射特性Ａｏｕｔは、ステップＳ４０４と同様に、以下の式（７）により推定される。
Ａｏｕｔ＝Ｎｏｕｔ＊ｇａｕｓｓ（Ｇｏｕｔ）  ・・・式（７）
さらに、ステップＳ４０４において算出された反射特性Ａｔａｒｇｅｔと、画像形成装置２１１の出力特性に応じて推定された凹凸形状（凹凸層）を有する造形物の反射特性Ａｏｕｔと、の誤差Ｅは下記の式（８）により記述される。
Ｅ＝Σ（Ａｔａｒｇｅｔ−Ｎｏｕｔ＊ｇａｕｓｓ（σ））２  ・・・式（８）
本ステップにおける処理は、式（８）における誤差Ｅが最小となる標準偏差σをＧｏｕｔとして算出する。誤差Ｅが最小となるσの探索は、ステップＳ４０３において算出された反射特性Ｇｉｎを所定の単位でのインクリメントと誤差Ｅの評価を繰り返すことによって行う。算出された反射特性Ｇｏｕｔを各画素に記録した補正反射特性データを生成し、補正反射特性データをプリンタ解像度に解像度変換する。尚、反射特性Ｇｏｕｔが画像形成装置２１１の再現範囲外となる場合は、ディスプレイ２１５を介してユーザにその旨を通知してもよいし、再現範囲内の値となるように線形圧縮してもよい。尚、補正反射特性データは、反射特性Ｇｉｎを表すデータを補正することによって生成してもよいし、新たなデータとして生成してもよい。
【００３７】
図９（ｇ）に算出された反射特性Ｇｏｕｔが表す表面反射特性の例を示す。また、図９（ｈ）における実線は、誤差Ｅが最小となるＧｏｕｔを式（７）で用いて算出された反射特性Ａｏｕｔである。図９（ｉ）における実線は、式（７）のＧｏｕｔにＧｉｎを代入して算出された反射特性Ａｏｕｔである。図９（ｈ）（ｉ）における破線は、図９（ｄ）に示す再現目標の反射特性Ａｔａｒｇｅｔである。図９（ｈ）と図９（ｉ）とを比較すると、画像形成装置２１１の出力特性に応じて光沢層の反射特性を補正することによって、記録媒体上に凹凸形状が高精度に再現された場合と近い見え（反射特性）を再現することができることがわかる。
【００３８】
最後に、ステップＳ４０８において、出力部３０７は、記録媒体上に記録する記録材のドット配置を表すドット配置データを生成し、生成したパラメータを画像形成装置２１１に出力する。具体的には、ステップＳ４０１において取得された色データを取得し、４８００ｄｐｉのデータとなるように線形内挿した後、プリンタ解像度に解像度変換する。解像度変換は上述した公知の方法によって行う。解像度変換した色データに基づいて、公知の色分解処理により、記録媒体上に画像層を形成するためのカラーインクの記録量を表す第１記録量データを生成する。さらに、第１記録量データに基づいて、公知のハーフトーン処理により、記録媒体上のカラーインクのドット配置を表す第１ドット配置データを生成する。また、ステップＳ４０５において生成されたプリント用高さデータＨｐｒｉｎｔを取得し、プリント用高さデータＨｐｒｉｎｔに基づいて、記録媒体上に凹凸層を形成するためのクリアインクの記録量を表す第２記録量データを生成する。さらに、第２記録量データに基づいて、記録媒体上のクリアインクのドット配置を表す第２ドット配置データを生成する。また、ステップＳ４０７において生成された補正反射特性データを取得し、補正反射特性データに基づいて、記録媒体上に光沢層を形成するためのホワイトインクの記録量を表す第３記録量データを生成する。さらに、第３記録量データに基づいて、記録媒体上のホワイトインクのドット配置を表す第３ドット配置データを生成する。以上の処理により生成した第１ドット配置データ、第２ドット配置データ、第３ドット配置データを画像形成装置２１１に出力し、処理を終了する。尚、画像形成装置２１１は、受け取った各ドット配置データに基づいて、凹凸層と光沢層と画像層とを記録媒体上に形成する。尚、出力部３０７が画像形成装置２１１に出力するデータは、当該データに基づいて画像形成装置２１１が凹凸層と光沢層と画像層とを記録媒体上に形成できれば、上述した記録量データであってもよい。また、公知のパス分解処理により上述したドット配置データから生成した、記録媒体上における記録走査ごとのインクのドット配置を表すデータを出力してもよい。
【００３９】
本実施例においては、光沢層の反射特性を表す反射特性データと、凹凸層の形状を表す形状データとを取得する。取得した反射特性データと形状データとに基づいて、少なくとも光沢層と凹凸層とから成る造形物の所定領域ごとの反射特性を推定する。推定された反射特性を有する造形物を記録媒体上に形成するために、記録材の記録量を表す記録量データと記録材の記録培地上のドット配置を表すドット配置データを生成する。以上の処理により、記録媒体上に形成される造形物の反射特性を高精度に再現することができる。
【００４０】
［実施例２］
実施例１では、再現目標となる造形物の反射特性と、画像形成装置２１１の出力特性に応じて推定された凹凸形状（凹凸層）を有する造形物の反射特性とが近くなるように反射特性データを補正する例を説明した。一方で、画像形成装置２１１は上述したように反射特性を記録媒体上のホワイトの領域とメタリックの領域と面積率によって制御するため、反射特性データが表す反射特性を再現しきれない場合がある。例えばある領域に全くホワイトインクが記録されていなかった場合、それ以上鏡面反射強度を上げることができない。反対も同様であり、ある領域内全てにホワイトインクが記録されていた場合、それ以上拡散反射強度を上げることができない。このように画像形成装置２１１の出力特性によって再現しきれない反射特性を、形状データを補正することによって補う例について説明する。実施例１と共通する部分については説明を省略ないしは簡略化し、以下では差異点を中心に説明するものとする。
【００４１】
図８（ｂ）は、画像処理装置１が３次元造形物を記録媒体上に形成するためのデータを画像形成装置２１１へ出力するまでの流れを示すフローチャートである。尚、ステップＳ４０１〜ステップＳ４０４は、実施例１と同じであるため、説明を省略する。
【００４２】
ステップＳ４０４の次に、ステップＳ４０５’において、変換部３０５は、ステップＳ４０３において算出された反射特性Ｇｉｎを画像形成装置２１１の再現可能な範囲内の反射特性Ｇｏｕｔに変換する。具体的には、画像形成装置２１１の出力特性を表す値として、記録媒体上で再現可能な範囲内で最も鏡面反射成分が大きい反射特性を表す反射特性をＧｍｉｎとする。さらに、記録媒体上で再現可能な範囲内で最も拡散反射成分が大きい反射特性を表す反射特性をＧｍａｘとし、反射特性Ｇｏｕｔを以下の式（９）及び式（１０）によって算出する。尚、本実施例におけるＧｍｉｎ及びＧｍａｘは、Ｇｉｎと同様に、出射（反射）角度ごとの反射強度分布をガウス近似することによって得られる標準偏差σである。
ｉｆ（Ｇｉｎ＞Ｇｍａｘ），  Ｇｏｕｔ＝Ｇｍａｘ  ・・・式（９）
ｉｆ（Ｇｉｎ＜Ｇｍｉｎ），  Ｇｏｕｔ＝Ｇｍｉｎ  ・・・式（１０）
次に、ステップＳ４０６’において、生成部３０６は、反射特性Ａｔａｒｇｅｔと反射特性Ｇｏｕｔとを用いて、造形物が再現目標の反射特性となるように凹凸層において再現すべき形状を算出する。具体的には、まず、実施例１におけるステップＳ４０５のように、以下の式（１１）を用いてプリンタ用高さデータＨｐｒｉｎｔを生成する。ここで、ＤＰＩｐｒｉｎｔはプリンタ解像度である。
Ｈｐｒｉｎｔ＝ｉｎｔｅｒｐ（Ｈｉｎ，  ＤＰＩｐｒｉｎｔ）  ・・・式（１１）
次に、実施例１におけるステップＳ４０６のように、式（１２）を用いて、プリント用高さデータＨｐｒｉｎｔを推定高さデータＨｏｕｔに変換する。ここで、係数ｋは、プリンタ用高さデータＨｐｒｉｎｔが表す高さを補正するための係数である。
Ｈｏｕｔ＝ｉｎｔｅｒｐ（Ｈｐｒｉｎｔ・ｋ，  ＤＰＩ）＊Ｆ  ・・・式（１２）
次に、式（１３）と式（１４）とにより、法線角度分布Ｎｏｕｔを算出する。
Ｖｏｕｔ＝ａｔａｎ２（ｄｉｆｆ（Ｈｏｕｔ），  １／ＤＰＩ）  ・・・式（１３）
Ｎｏｕｔ＝ｈｉｓｔｏｇｒａｍ（Ｖｏｕｔ）  ・・・式（１４）
次に、実施例１におけるステップＳ４０７のように、式（１５）を用いて、誤差Ｅ２が最小となる係数ｋを算出する。
Ｅ２＝Σ（Ａｔａｒｇｅｔ−Ｎｏｕｔ＊ｇａｕｓｓ（Ｇｏｕｔ））２  ・・・式（１５）
誤差Ｅ２が最小となる係数ｋは、式（１２）における係数ｋを所定の単位でインクリメント又はデクリメントしてから誤差Ｅ２の評価を行うことを繰り返して探索する。最後に、算出した係数ｋをプリント用高さデータＨｐｒｉｎｔが表す高さに掛けることによって、プリント用高さデータＨｐｒｉｎｔを補正する。尚、算出した係数ｋをプリント用高さデータＨｐｒｉｎｔが表す高さに掛けることによって得られた値を基に、新たなデータとして画像形成装置２１１に出力するためのプリント用高さデータＨｐｒｉｎｔを生成してもよい。
【００４３】
ステップＳ４０６’において算出した係数ｋは、１より大きくなるほど式（１４）において算出される法線角度分布Ｎｏｕｔは広がり、造形物の反射特性は拡散性が高くなる。一方、係数ｋが１より小さくなるほどＮｏｕｔは狭まり、造形物の反射特性は鏡面性が高くなる。つまり、係数ｋにより凹凸形状を調整することによって、記録媒体上に形成される造形物の反射特性を調整することができる。
【００４４】
最後のステップＳ４０８は、ステップＳ４０１において取得された色データと、ステップＳ４０６’において補正されたプリント用高さデータＨｐｒｉｎｔと、ステップＳ４０５’において算出した反射特性Ｇｏｕｔとを用いて、ドット配置データを生成する。そして、生成したドット配置データを画像形成装置２１１に出力する。
【００４５】
本実施例においては、画像形成装置２１１の光沢の再現範囲（出力特性）に応じて形成される光沢層が再現しきれない反射特性を、凹凸層の凹凸形状を補正することによって補う。以上の処理により、記録媒体上に形成される造形物の反射特性を高精度に再現することができる。
【００４６】
［変形例］
実施例２においては、反射特性データが表す反射特性が画像形成装置２１１の再現範囲外だった場合に、形状データが表す凹凸層の高さ（振幅）に補正を加えたが、実施例は上述した処理には限定されない。形状データを補正できる範囲を広げるために、取得した形状データが表す形状とは別の凹凸形状を凹凸層に重畳する方法が考えられる。例えば、式（１２）の代わりに、式（１６）を用いることができる。
Ｈｏｕｔ＝ｉｎｔｅｒｐ（Ｈｐｒｉｎｔ＋（Ｈａｄ・ｋ），  ＤＰＩ）＊Ｆ  ・・・式（１６）
ここで、Ｈａｄは画像処理装置１が予め保持している所定の形状（凹凸パターン）であり、例えば、特定周波数の正弦波パターンなどが利用できる。ここでＨａｄは、画像形成装置２１１の出力特性を考慮した場合に、再現可能である凹凸形状であることが望ましい。
【００４７】
また、実施例２においては、係数ｋを用いてプリント用高さデータＨｐｒｉｎｔが表す高さを補正したが、実施例は上述した処理には限定されない。例えば、高さデータに対するフーリエ変換などの周波数分解により、周波数（周期）を算出する。その周波数（周期）を増減させることによって、光沢層が再現しきれない反射特性を補ってもよい。
【００４８】
また、実施例１においては光沢層の反射特性を補正することによって造形物の反射特性を再現し、実施例２においては凹凸層の形状を補正することによって造形物の反射特性を再現しているが、上述した実施例の処理を組み合わせてもよい。例えば、目標の造形物の反射特性よりも記録媒体上に形成される造形物の反射特性の鏡面反射強度が大きい場合、係数ｋによって凹凸形状の高さを上げ、さらに、ホワイトインクの面積率を増加させる。このように拡散反射強度を高める補正処理を併用するなど、凹凸層と光沢層との両方に補正を加えて目標の造形物の反射特性に近づけることも可能である。また、上述したように、補正の組み合わせは複数あるため、補正の組み合わせの候補を含むＵＩ画面をディスプレイ２１５に表示させ、ユーザに選択させるなどの方法も考えられる。
【００４９】
上述した実施例においては、光沢層の反射特性又は凹凸層の形状を補正することによって、造形物の反射特性を再現する例を説明したが、実施例は上述した処理には限定されない。例えば、造形物の反射特性の再現目標である反射特性ＡｔａｒｇｅｔをステップＳ４０４において算出した後、反射特性Ａｔａｒｇｅｔに基づいて、直接インクのドット配置データ又は記録量データを生成し出力してもよい。具体的には、反射特性Ａｔａｒｇｅｔとドット配置データ又は記録量データとが対応付けられたテーブルを用いて、ドット配置データ又は記録量データを生成する。このテーブルは、記録媒体上にインクのドット配置又は記録量を変えながら複数種類の造形物を形成し、形成した造形物の反射特性を測定することによって作成しておく。また、テーブルを用いず、最適化処理によって求めてもよい。例えば、記録媒体上に形成される造形物の反射率と反射特性Ａｔａｒｇｅｔとの差分が最も小さくなるドット配置又は記録量を、予め保持しておいた候補から選択する。また、上述した補正による方法と、テーブルを用いる方法と、最適化処理による方法と、の候補うちどの方法によってインクの使用方法を決定するかをユーザに選択させるためのＵＩ画面をディスプレイ２１５に表示させてもよい。
【００５０】
また、上述した実施例においては、目標の造形物の反射特性と画像形成装置の出力特性に応じて形成される造形物の反射特性との誤差が最小となるように高さデータ又は反射特性データを補正したが、実施例は上述した処理に限定されない。例えば実施例１においては、反射特性Ａｔａｒｇｅｔを法線角度分布Ｎｏｕｔを用いた逆畳み込み演算（デコンボリューション）を行うことによって反射特性Ｇｏｕｔを算出してもよい。実施例２においては、反射特性Ａｔａｒｇｅｔを反射特性Ｇｏｕｔを用いた逆畳み込み演算（デコンボリューション）を行うことによって法線角度分布Ｎｏｕｔを算出し、プリント用高さデータＨｐｒｉｎｔを生成してもよい。
【００５１】
また、上述した実施例においては、光沢層をホワイトインクとメタリックペーパーとの面積率によって制御するものとしたが、凹凸層をクリアインクではなくホワイトインクで形成し、光沢層をメタリックインクで形成する方法が考えられる。この方法では、鏡面反射強度が大きい領域でメタリックインクの面積率を増やすことで、表面反射特性の制御をすることが可能である。また、記録媒体として一般的な白い記録媒体（ホワイトメディア）を用い、凹凸層はクリアインクで形成し、光沢層はメタリックインクで形成する方法でもよい。
【００５２】
また、上述した実施例においては、光沢層の反射特性を単純なガウス分布に近似して扱ったが、環境光による拡散反射成分を考慮するものや、光源方向に応じて反射特性が変化する異方性を考慮したものなど、他のモデルを用いることも可能である。
【００５３】
また、上述した実施例においては、画像層の色を表す色データを取得したが、色データを取得せずに、カラーインクについての第１記録量データ又は第１ドット配置データを取得し、そのまま画像形成装置２１１に出力してもよい。
【００５４】
また、上述した実施例においては、画像処理装置１は画像形成装置２１１とシリアルバス２０９を介して接続されていたが、画像形成装置２１１が画像処理装置１を含む構成であってもよい。
【００５５】
上述した実施例においては、ＵＶ硬化性のインクを用いて各層を形成したが、ＵＶ以外の光硬化するインクであってもよい。また、硬化しない水性インクなどでもよい。また、記録材としてインクを用いたが、トナーであってもよい。また、凹凸層の形成には、木材又は、金属を用いてもよい。
【００５６】
上述した実施例においては、記録媒体上に凹凸層と光沢層と画像層とを積層する例を説明したが、２種類のインクを用いて凹凸層と光沢層とを記録媒体上に積層するのみでもよい。
【００５７】
［その他の実施例］
本発明は、上述の実施例の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１  画像処理装置
３０４  推定部
３０７  出力部
【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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