(57)【要約】【課題】  反射特性の計測時間および計測結果のデータ量を削減する、汎用性の高い方法を提供する。【解決手段】  仮想光源と仮想物体が配置された仮想空間において、前記仮想物体を所定の仮想的な視点から観察した場合に得られる仮想画像の生成に用いる、物体の反射特性を計測するための計測条件を決定する情報処理装置が、前記仮想光源から放たれた光が前記仮想物体に反射されて前記仮想的な視点に到達する光の経路を取得する経路取得手段と、前記経路取得手段により取得された前記光の経路に基づいて、前記光の経路に対応する前記反射特性の計測条件を決定する決定手段とを有する。【選択図】  図３
2015197744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮想光源と仮想物体が配置された仮想空間において前記仮想物体を所定の仮想的な視点から観察した場合に得られる仮想画像の生成に用いる、物体の反射特性を計測するための計測条件を決定する情報処理装置であって、
前記仮想光源から放たれた光が前記仮想物体に反射されて前記仮想的な視点に到達する光の経路を取得する経路取得手段と、
前記経路取得手段により取得された前記光の経路に基づいて、前記光の経路に対応する反射特性の計測条件を決定する決定手段とを有することを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
前記決定手段は、前記光の経路に基づいて、前記反射特性の計測に用いることが可能な計測条件の中から、前記仮想画像の生成に用いられない反射特性の計測条件のうちの少なくとも一部を除いた複数の計測条件を、前記光の経路に対応する反射特性の計測条件として決定することを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記決定手段により決定された計測条件に基づいて計測された実物体の反射特性を取得し、該取得した反射特性を用いて、前記実物体の前記仮想画像を生成する生成手段を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記決定手段は、実物体の反射特性を計測する計測手段に、前記決定手段により決定された計測条件を出力する出力手段を有し、
前記生成手段は、前記出力手段によって前記計測手段に出力された前記計測条件を用いて前記計測手段に取得された反射特性を取得することを特徴とする請求項３に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記決定手段は、
前記計測手段に出力する計測条件として、複数の計測条件を含む計測条件リストを生成し、
前記計測条件リストに含まれる各計測条件について、反射特性の計測に用いる順序を決定し、
前記出力手段は、前記順序を反映した前記計測条件リストを前記計測手段に出力することを特徴とする請求項４に記載の情報処理装置
【請求項６】
前記決定手段は、前記光の経路に基づいて複数の計測条件を取得する条件取得手段と、
前記条件取得手段により取得された複数の計測条件を比較し、互いに類似する計測条件を判定する比較手段とを有し、
前記決定手段は、前記比較手段により互いに類似すると判定された計測条件のうちの少なくとも一つの計測条件を、前記反射特性の計測に用いない計測条件として決定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記決定手段は、既に計測済みの計測条件を示す情報を取得する手段を有し、
前記比較手段は、前記計測済みの計測条件と、前記条件取得手段により取得された複数の計測条件とを比較し、
前記決定手段は、前記条件取得手段により取得された複数の計測条件のうち、前記比較手段により、前記計測済みの計測条件と類似すると判定された計測条件のうちの少なくとも一つの計測条件を、前記反射特性の計測に用いない計測条件として決定することを特徴とする請求項６に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記計測条件は、前記仮想物体を前記仮想的な視点から仮想的なカメラによって撮影した場合に得られる仮想画像の生成に用いる、物体の反射特性を計測するための計測条件であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記仮想カメラの特性を示すカメラデータと、前記仮想光源の特性を示す光源データと、前記仮想物体の特性を示す物体データとを取得する手段を更に有し、
前記経路取得手段は、前記カメラデータと前記光源データと前記物体データとに基づいて前記光の経路を算出することで、前記光の経路を取得することを特徴とする請求項８に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記カメラデータは、前記仮想カメラにおける結像面の位置、方向、大きさ、画素数の情報を少なくとも含むことを特徴とする請求項９に記載の情報処理装置。
【請求項１１】
前記光源データは、前記光源の種類と強度を示す情報を少なくとも含むことを特徴とする請求項９又は１０に記載の情報処理装置。
【請求項１２】
前記物体データは、前記仮想物体の位置および形状を示す情報を少なくとも含むことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項１３】
前記計測条件は、光源と受光センサを有する計測手段における、前記光源と前記受光センサの間の位置関係を示す情報を含むことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項１４】
前記計測条件は、前記計測手段において、前記光源から放たれた光線が実物体に反射して前記受光センサに到達する際の光の経路において、前記実物体に入射する入射光の方向と、前記実物体から出射する出射光の方向とを示す情報を含むことを特徴とする請求項１３に記載の情報処理装置。
【請求項１５】
前記反射特性はＢＲＤＦ、ＢＳＳＲＤＦ、ＢＴＦのうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項１６】
仮想光源と仮想物体が配置された仮想空間において、前記仮想物体を仮想的な視点から観察した場合に得られる仮想画像の生成に用いる、物体の反射特性を計測するための計測条件を決定する情報処理装置と、前記情報処理装置によって決定された前記計測条件を用いて物体の反射特性を計測する計測装置とを含む計測システムであって、
前記情報処理装置は、
前記仮想光源から放たれた光が前記仮想物体に反射されて前記仮想的な視点に到達する光の経路を取得する経路取得手段と、
前記経路取得手段により取得された前記光の経路に基づいて、前記反射特性の計測条件を決定し、前記計測装置に出力する決定手段と、を有し、
前記計測装置は、前記決定手段により出力された前記計測条件を用いて、物体の反射特性を計測する計測手段を有することを特徴とする計測システム。
【請求項１７】
仮想光源と仮想物体が配置された仮想空間において、前記仮想物体を仮想的な視点から観察した場合に得られる仮想画像の生成に用いる、物体の反射特性を計測するための計測条件を決定する情報処理方法であって、
前記仮想光源から放たれた光が前記仮想物体に反射されて前記仮想的な視点に到達する光の経路を取得する経路取得工程と、
前記経路取得工程により取得された前記光の経路に基づいて、前記反射特性の計測条件を決定する決定工程とを含むことを特徴とする情報処理方法。
【請求項１８】
コンピュータを、請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の情報処理装置の各手段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】
本発明は反射特性の計測に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータグラフィクス（ＣＧ）により実物の質感を忠実に再現した画像を生成する技術が存在する。現実に存在する物体の質感を反映した仮想空間中の物体のＣＧ画像を生成するためには、実物について計測された反射特性に基づいたレンダリングを行う必要がある。反射特性として、金属などの不透明な物体の反射特性を示す双方向反射率分布関数（ＢＲＤＦ）や、人の肌や大理石などの入射光が物体内部に侵入し散乱を生じるような半透明物体の反射特性を示す双方向散乱面反射率分布関数（ＢＳＳＲＤＦ）などが存在する。これらの反射特性はいずれも多変数関数であり、入射光方向や出射光方向などの各変数に対して密な計測を行うことは手間がかかる。例えば金属光沢におけるＢＲＤＦは、金属の種類や表面加工にもよるが、ピーク幅が１［ｄｅｇ］未満と鋭い光沢を有することも多い。このように鋭い光沢を計測するためには、ＢＲＤＦ計測の標本化幅を十分狭める必要があるといえる。仮に、入射光方向と出射光方向とに対して１［ｄｅｇ］毎にＢＲＤＦを計測すると、計測回数は約３億５千万回にものぼる。このような大規模の計測は、計測時間の観点から非現実的であり、また計測データ量が膨大になるという課題がある。
【０００３】
そこで、これらの反射特性の計測に要する時間を短縮したり、必要な記憶領域を低減する手法が提案されている。特許文献１では、ＣＣＤラインカメラを用いることにより、多くの出射方向の反射率を一度に取得することで、反射特性の計測時間を低減している。また、特許文献２では計測対象を布素材に限定することで、計測する入射方向と出射方向を制限し、少ない計測回数で反射特性の取得を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００２−５００７５４号公報
【特許文献２】特開２００７−２６０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、ラインカメラのカメラ密度に限界があることや、一度に計測できるのがライン上に限られるといった制約の為に、ＢＲＤＦの網羅的な計測のための計測回数を十分低減できない。また、特許文献２に記載の技術では、計測回数や記憶領域のある程度の低減は可能なものの、計測対象の素材の種類を限定しているため、素材の種類に対する汎用性が低いという課題がある。そこで本発明では、反射特性の計測時間および計測結果のデータ量を削減する、汎用性の高い方法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、本発明に係る情報処理装置は、仮想光源と仮想物体が配置された仮想空間において、前記仮想物体を所定の仮想的な視点から観察した場合に得られる仮想画像の生成に用いる、物体の反射特性を計測するための計測条件を決定する情報処理装置であって、前記仮想光源から放たれた光が前記仮想物体に反射されて前記仮想的な視点に到達する光の経路を取得する経路取得手段と、前記経路取得手段により取得された前記光の経路に基づいて、前記光の経路に対応する前記反射特性の計測条件を決定する決定手段とを有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、反射特性の計測時間および計測結果のデータ量を削減することができる、汎用性の高い方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】反射特性計測システムの構成例を示す図。
【図２】実施例１の情報処理装置の構成を示すブロック図。
【図３】実施例１の反射特性計測システムの構成を示すブロック図。
【図４】実施例１の情報処理装置で行われる処理の流れを示すフローチャート。
【図５】仮想物体上での光の反射を説明する図。
【図６】実施例１の光線経路取得処理の流れを示すフローチャート。
【図７】実施例１の設定部の構成を示すブロック図。
【図８】実施例１の計測条件設定処理の流れを示すフローチャート。
【図９】仮想物体上での光の二次反射を説明する図。
【図１０】実施例２の光線経路取得処理の流れを示すフローチャート。
【図１１】半透明物体上での光線経路を説明する図。
【図１２】実施例３の光線経路取得処理の流れを示すフローチャート。
【図１３】計測条件の表示例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜実施例１＞
本実施例では、現実に存在する物体（実物体）の質感を反映した仮想空間中の物体（仮想物体）のＣＧ画像を生成するために、実物体の反射特性を計測する計測システムについて説明する。本実施例の計測システムは、仮想物体および仮想光源が存在する仮想空間において、特定の視点から仮想物体を観察したＣＧ画像を生成する際、そのＣＧ画像の生成に必要な反射特性のみを計測する。これにより、全ての条件における反射特性を網羅的に計測しなくても目的のＣＧ画像を得ることができるので、反射特性の計測時間およびデータ量を削減することができる。
【００１０】
図１に、本実施例に係る反射特性の計測システムの構成例を示す。本システムは、反射特性の計測条件の算出処理などの後述する各種の処理を行う情報処理装置１０１、ＢＲＤＦの計測を行う計測装置１０２、情報処理装置１０１により生成されたＣＧ画像を表示する表示装置１０３により構成される。なお、計測装置１０２の計測方法に制限はない。例えば、本実施例ではゴニオリフレクトメータを用いてＢＲＤＦの計測を行っているが、特許文献１に示されるようなラインセンサを用いてもよい。ゴニオリフレクトメータは、光源と受光センサを備えた計測装置である。ゴニオリフレクトメータは、光源からサンプルに入射する光の角度と、サンプルと受光センサの間の角度をそれぞれ二軸で変更可能であり、様々な入射角度と出射角度の組み合わせについてＢＲＤＦを計測することができる。また、表示装置１０３の表示機構にも制限はない。例えば液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイを用いてもよいし、液晶プロジェクタやＤＬＰプロジェクタなどによって映像が投影されるスクリーンを用いてもよい。
次に、図２に情報処理装置１０１（以下、処理装置１０１とする）の構成を示す。
【００１１】
処理装置１０１は、ＣＰＵ２０１、ＲＡＭ２０２、ＲＯＭ２０３、ＨＤＤ  インタフェイス（Ｉ／Ｆ）２０４、ＨＤＤ２０５、通信Ｉ／Ｆ２０６、ＧＰＵ２０７、ＶＲＡＭ２０８、出力Ｉ／Ｆ２０９、システムバス２１０で構成される。
【００１２】
ＣＰＵ２０１は、ＲＡＭ２０２をワークメモリとして、ＲＯＭ２０３及びＨＤＤ２０５に格納されたプログラムを実行し、システムバス２１０を介して処理装置１０１内の各構成を統括的に制御する制御部である。ＨＤＤ  Ｉ／Ｆ２０４は、例えばシリアルＡＴＡ等のインタフェイスであり、二次記憶装置としてのＨＤＤ２０５をシステムバス２１０に接続する。ＣＰＵ２０１は、ＨＤＤＩ／Ｆ２０４を介してＨＤＤ２０５からのデータの読み出しおよびＨＤＤ２０５へのデータの書き込みが可能である。さらにＣＰＵ２０１は、ＨＤＤ２０５に格納されたデータをＲＡＭ２０２に展開し、同様に、ＲＡＭ２０２に展開されたデータをＨＤＤ２０５に保存することが可能である。ＣＰＵ２０１は、ＲＡＭ２０２に展開したデータをプログラムとみなし、実行することができる。なお、二次記憶装置はＨＤＤの他、フラッシュメモリや光ディスクドライブ等の記憶デバイスでもよい。通信Ｉ／Ｆ２０６は、例えばＲＳ２３２Ｃ等のインタフェイスであり、処理装置１０１を計測装置１０２とを接続する。この通信Ｉ／Ｆ２０６を介して処理装置１０１と計測装置１０２との間でＢＲＤＦの計測条件と計測結果とが送受信される。ＧＰＵ２０７は、出力Ｉ／Ｆ２０９を介して表示装置１０３に出力するための画像を処理するプロセッサであり、ＶＲＡＭ２０８はＧＰＵ２０７のワークメモリとして機能するメモリである。なお、処理装置１０１の構成は上記に示したものに限られず、本実施例と同様の効果が得られる構成であれば様々な形態を取ることが可能である。
【００１３】
次に、本実施例の処理装置１０１で行われる処理について説明する。図３は、本実施例の計測システムの処理ブロックを示すブロック図である。本実施例において、処理装置１０１は、ＣＰＵ２０１がＲＯＭ２０３に記憶された図４のフローチャートに示すプログラムを実行し、処理装置１０１内の各構成部を制御することで、図３に示す各ブロックとして機能する。次に、処理装置１０１で行われる処理の流れを、図３および図４を参照して説明する。
【００１４】
まず、ステップＳ４０１では、シーンデータ取得部３０１がＨＤＤＩ／Ｆ２０４を介してＨＤＤ２０５などの二次記憶装置に保存されているシーンデータを読み込む。シーンデータは、生成するＣＧの仮想空間の情報を示すデータであり、少なくとも仮想物体データと仮想カメラデータと仮想光源データとを含む。仮想物体データは仮想空間における仮想物体の情報を示すデータであり、少なくとも仮想物体の位置および形状を示すデータを含んでいる。また、仮想カメラデータは、仮想空間において仮想物体を観察し、撮影する仮想カメラの情報を示すデータであり、少なくとも仮想カメラの位置と向きを含む。その他、仮想カメラの結像面であるセンサの大きさやセンサの画素数など、仮想カメラに入射した光線がセンサのどの画素に対応するのかを算出するための情報を含んでいる。仮想光源データは、仮想空間において仮想物体を照らす光源の情報を示すデータであり、少なくとも光源モデルの種類と強度とを示すデータを含む。なお、本実施例では、光源モデルとして点光源を用いている。点光源を用いる場合には、光源位置の情報が必要であるため、本実施例の仮想光源データには光源位置を示すデータが含まれている。
【００１５】
図５はシーンデータが示す仮想空間の例である。シーンデータが示す仮想空間には、仮想カメラ５０１、仮想物体５０２および仮想光源５０３が存在している。点光源である仮想光源５０３から射出された光線は、仮想物体５０２上の点Ｐで反射され、仮想カメラ５０１のピンホールＥを通過して画素Ｓへと入射する。本実施例では、この点Ｐにおける光の入射角度および出射角度を反射特性の計測条件として用いることになる。シーンデータ取得部３０１は、仮想物体データ取得部３０２と仮想カメラデータ取得部３０３と仮想光源データ取得部３０４とから構成されており、それぞれが自身に対応した仮想空間情報を取得する。シーンデータ取得部３０１は、取得したシーンデータを経路取得部３０５および生成部３０８へと出力する。なお、仮想物体データ取得部３０２と、仮想カメラデータ取得部３０３と、仮想光源データ取得部３０４が１つの取得部により構成され、それぞれが取得するデータを一括で取得できるような構成としてもよい。
【００１６】
ステップＳ４０２では、経路取得部３０５が、シーンデータ取得部３０１から出力されたシーンデータに基づいて、仮想空間において仮想光源から放たれた光線が仮想カメラの各画素に到達するまでの光線経路を取得する。ここで行われる処理の詳細については後述する。なお、ここで光線経路は光源Ｌの座標、ピンホールＥまたは画素Ｓの座標、および仮想物体上の反射点Ｐの座標で表わされる。なお、光線経路として出力される情報はこれに限られず、光線の通る道筋を定義する情報であればよい。経路取得部３０５は、取得した光線経路を設定部３０６へと出力する。ステップＳ４０３では、設定部３０６が、経路取得部３０５から出力された光線経路をもとに、ＣＧ画像の生成に必要な反射特性を計測するための計測条件を設定する。この処理についても後述する。
【００１７】
ステップＳ４０４では、設定部３０６が、設定した計測条件を計測装置１０２の計測部３０７に出力する。計測部３０７は、設定部３０６から入力された計測条件に基づいて反射特性の計測を行い、計測した反射特性を生成部３０８へと出力する。ステップＳ４０５では、生成部３０８が、計測部３０７から入力された反射特性を取得する。
【００１８】
ステップＳ４０６では、生成部３０８が、計測装置１０２から出力された反射特性と、シーンデータ取得部３０１から出力された反射特性とを用いて、ＣＧ画像を生成する。ここで生成されるＣＧ画像は、反射特性の計測対象である実際の物体（実物体）の質感を反映した仮想物体の画像である。つまりここでは、あたかも反射特性の計測対象である物体の素材で、所定の形状の物体を作り出したような仮想物体を、所定の視点から観察したかのような画像が生成される。ＣＧ画像における各画素の画素値は、仮想カメラの各画素に入射する放射輝度によって決定される。ある画素に入射する仮想物体上の点Ｐからの放射輝度Ｌｒは以下の式で表わされる。
【００１９】
【数１】
2015197744.tif 000003
【００２０】
ここで、Ｌｉは、その画素に入射する光線に対応する仮想物体上の点Ｐに入射する光の光量であり、ｎは点Ｐにおける法線ベクトル、ｆｒは、点Ｐに入射する光の入射光ベクトルωｉおよび出射光ベクトルωｏに対応するＢＲＤＦである。式（１）を仮想カメラの全画素に対して適用することでＣＧ画像を生成する。また、ＣＧ画像の画素値としては式（１）によって算出される放射輝度Ｌｒをそのまま用いてもよいし、Ｌｒの値にガンマ補正などのトーンマッピングを施してもよい。
【００２１】
最後に、ステップＳ４０７では、生成部３０８が、ステップＳ４０６で生成したＣＧ画像を、表示装置１０３の表示部３０９に出力して処理を終了する。表示部３０９は、生成部３０８から出力されたＣＧ画像を受取り、表示する。以上が本実施例の処理装置１０１で行われる処理の流れである。
【００２２】
次に、経路取得部３０５で行われる処理（ステップＳ４０２）の詳細について、図６に示す仮想空間の概略図および図６に示すフローチャートを参照して説明する。図６は、ステップＳ４０２で行われる処理の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ６０１では、経路取得部３０５が、シーンデータが示す仮想カメラの画素のうち一つを処理対象の画素Ｓとして選択する。ステップＳ６０２では、経路取得部３０５が、画素Ｓに入射する光線を示す直線として、画素ＳとピンホールＥを通る直線ＥＳを求める。仮想カメラ５０１はピンホールカメラであるので、画素Ｓに入射する光線は直線ＥＳとして一意に決定することができる。シーンデータにより仮想カメラ５０１中のピンホールＥおよび画素Ｓの仮想空間中の座標が分かっているので、それらの座標を用いて直線ＥＳは決定される。ステップＳ６０３では、経路取得部３０５が、直線ＥＳが仮想物体５０２と交差するか否かを判定する。これにより、画素Ｓに反射光が入射するか否かを判定することができる。直線ＥＳと仮想物体５０２が交差するか否かは、仮想物体５０２上に展開されたメッシュと直線ＥＳとの交点が存在するか否かに基づいて判定される。仮想物体データには、仮想物体５０２を示す情報として、仮想物体５０２を構成する複数のメッシュ点の座標が格納されている。最近傍に存在する３つのメッシュ点の座標から、その３つのメッシュ点で構成されるメッシュを示す平面の方程式および定義域を求めることができる。本実施例では、直線ＥＳと各メッシュを示す平面の方程式の交点が、各メッシュの定義域内に存在するか否かに基づいて、直線ＥＳと仮想物体５０２の交差を判定する。なお、交差の判定には他の方法を用いてもよい。例えば、仮想物体データに最初からメッシュを示す方程式の情報を格納しておいたり、仮想物体５０２と交差する直線の定義域をあらかじめ求めたものを格納しておき、その交差直線のデータと比較するようにしてもよい。直線ＥＳが仮想物体５０２と交差しないと判定された場合、画素Ｓに反射光が入射しないため、ステップＳ６０８に進む。直線ＥＳが仮想物体５０２と交差すると判定された場合、ステップＳ６０４に進む。
【００２３】
ステップＳ６０４では、経路取得部３０５が直線ＥＳと仮想物体５０２との交点Ｐの座標を取得する。直線ＥＳと仮想物体５０２との交点が複数存在する場合は、ピンホールＥに最も近い交点の座標を交点Ｐの座標として出力する。つまり、直線ＥＳと仮想物体５０２との交点のうち、仮想物体５０２の裏側の点の座標は交点Ｐと判定されないため、反射光が画素Ｓに入射する可能性のない、仮想物体５０２の裏側の点を確実に除外することができる。ステップＳ６０５では、経路取得部３０５が、光源Ｌと交点Ｐを通る線分ＰＬを求める。そして、ステップＳ６０６では、経路取得部３０５が、線分ＰＬが点Ｐ以外で仮想物体５０２と交差するか否かを判定する。交差の判定方法はステップＳ６０３と同様である。これにより、交点Ｐに光が入射するか否かを判定することができる。線分ＰＬが点Ｐ以外でも仮想物体と交差すると判定された場合、交点Ｐに光線が入射されないため、その交点Ｐを通る光の経路は存在しないと判定され、ステップＳ６０８に進む。線分ＰＬが点Ｐ以外で仮想物体５０２と交差しないと判定された場合、光源Ｌから交点Ｐに入射する光線が存在するため、ステップＳ６０７に進む。ステップＳ６０７では、経路取得部３０５が、点Ｓ、点Ｐ、点Ｌの座標を光線経路として設定部３０６に出力する。そして最後に、ステップＳ６０８では、経路取得部３０５が、全ての画素に対してステップＳ６０１〜Ｓ６０７の処理を行ったか否かを判定する。全ての画素に対して処理が行われていないと判定された場合、ステップＳ６０１に戻り、経路取得部３０５は新たな画素を処理対象の画素として選択する。全ての画素に対して処理が行われたと判定された場合はそこで処理を終了する。
【００２４】
以上が経路取得部３０５で行われる処理の詳細である。次に、設定部３０６で行われる処理（ステップＳ４０４）の詳細について、図７に示すブロック図と、図８に示すフローチャートを用いて説明する。図７は設定部３０６の構成を示すブロック図であり、図８はステップＳ４０４の細部を示すフローチャートである。
【００２５】
ステップＳ８０１では、設定部３０６が、計測条件リスト７０４を空集合として初期化する（ステップＳ８０１）。計測条件リスト７０４は、計測装置１０２へと出力する、ＢＲＤＦの計測条件のリストである。ＢＲＤＦはある点への光の入射角度と出射角度をパラメータとする変数であるので、ＢＲＤＦの計測条件は、ある点への光の入射方向ベクトルωｉと出射方向ベクトルωｏの組である（ωｉ，ωｏ）で表わされる。計測装置１０２は、この計測条件に基づいて、光源とセンサの位置関係を変化させてＢＲＤＦの計測を行う。もちろん、これはベクトルではなく入射光と出射光の角度で表現されてもよい。なお、初期化は本実施例の処理が終わったタイミングで行ってあれば、スキップしてもよい。
【００２６】
ステップＳ８０２では、計測条件取得部７０１（以下、条件取得部７０１とする）が、経路取得部３０５から出力された仮想カメラ光線経路に対応するＢＲＤＦの計測条件を取得する。経路取得部３０５の出力から、点Ｓ，点Ｐ，点Ｌの座標が分かっているので、条件取得部は、点Ｓ、点Ｐ、点Ｌの座標を以下の式に代入することで（ωｉ，ωｏ）を求める。
【００２７】
【数２】
2015197744.tif 000004
【００２８】
【数３】
2015197744.tif 000005
【００２９】
なお、ＢＲＤＦの計測における標本化点である入射光ベクトルと出射光ベクトルは、一般的に接空間で表されることが多い。交差点Ｐにおける法線ベクトルをｎ、接ベクトルをｔ、従法線ベクトルをｂとすると、世界座標系から接空間座標系に変換する行列Ｔは
【００３０】
【数４】
2015197744.tif 000006
【００３１】
と表される。この行列Ｔを用いて接空間に座標変換すればよい。以降では標本化点における入射光ベクトルと出射光ベクトルとは接空間の座標系に変換されているものとして説明する。条件取得部７０１は、取得した計測条件を比較部７０２に出力する。この処理によれば、仮想物体５０２に反射されて仮想カメラ５０１に入射する光の経路に対応する計測条件が、反射特性の計測に用いる計測条件の候補として決定される。つまり、仮想画像の生成に用いられない反射特性の計測条件を除いた複数の計測条件から、計測に用いる計測条件が決定されるため、反射特性の計測に要する時間および計測結果のデータ量を削減することができる。なお、必ずしも仮想画像の生成に用いられない反射特性の計測条件の全てを除く必要はなく、使用頻度の高い反射特性に関しては仮想画像の生成に用いられない場合であっても、別の仮想画像の生成を行う場合を考慮して計測条件を設定するようにしてもよい。
【００３２】
ステップＳ８０３では、比較部７０２が、条件取得部７０１から取得した計測条件と、既に計測条件リスト７０４に格納されている計測条件との比較を行う。比較部７０２は、条件取得部７０１から取得した計測条件と、計測条件リスト７０４に格納されている計測条件との類似度を算出し、算出した類似度が任意に定める閾値を超えているか動かに基づいて、２つの計測条件が類似しているか否かを判断する。２つの計測条件（ωｉ１，ωｏ１）と（ωｉ２，ωｏ２）との類似度ｄは、球面上を移動する計測装置１０２の光源と受光部の移動距離を反映するように算出する。具体的には、単位球面上に張る２つの単位ベクトルの測地線距離をもとに、以下の式を用いて算出する。
【００３３】
【数５】
2015197744.tif 000007
【００３４】
なお、計測条件間の類似度の定め方はこれに限られず、四次元空間上の点として表わされる２つの計測条件の、２点間のユークリッド距離を用いてもよいし、計測装置１０２の性質に応じて変数に重みづけしてもよい。
【００３５】
ステップＳ８０４では、比較部７０２が、計測条件リスト７０４の中に、条件取得部７０１から取得した計測条件と類似する計測条件が含まれているか否かを判定する。計測条件リスト７０４の中に類似する計測条件が含まれていると判定された場合、ステップＳ８０２に戻り、別の画素に対応する新たな計測条件を取得する。計測条件リスト７０４の中に類似する計測条件が含まれていないと判定された場合、比較部７０２は条件取得部７０１から取得した計測条件を追加部７０３に出力する。
【００３６】
ステップＳ８０５では、追加部７０３が、比較部７０２から出力された計測条件を計測条件リスト７０４に追加する（ステップＳ８０５）。ステップＳ８０６では、比較部７０２が、全ての計測条件について比較が行われたか否かを判定する。全ての計測条件について比較が行われていないと判定された場合、ステップＳ８０２に戻り、別の画素に対応する新たな計測条件を取得する。全ての計測条件について比較が行われたと判定された場合、ステップＳ８０７に進む。最後に、ステップＳ８０７では、出力部７０５が、計測条件リスト７０４を読出して計測装置１０２に出力し、処理を終了する。
【００３７】
以上が本実施例の処理装置１０１で行われる処理である。以上の処理によれば、生成するＣＧ画像の生成に必要なＢＲＤＦだけを計測してＣＧ生成を行うので、ＢＲＤＦの計測時間や計測データ量を大幅に削減することができる。例として、角度分解能を１ｄｅｇとした時の場合を挙げる。この時、ＢＲＤＦの計測角度の組の総数は約６億９千万組となるが、本実施例によれば、解像度１９２０×１０８０ピクセルのＣＧ画像を生成するために必要な計測角度の組の総数は２０７万組以下となり、９９％以上の削減が見込まれる。
【００３８】
なお、本実施例において、経路取得部３０５は、仮想光源から放たれた光が仮想物体に反射されて仮想的な視点に到達する光の経路を取得する経路取得手段として機能する。設定部３０６は、前記経路取得手段により取得された前記光の経路に基づいて、前記反射特性の計測条件を決定する決定手段として機能する。また、生成部３０８は、前記決定手段により決定された計測条件に基づいて計測された実物体の反射特性を取得し、該取得した反射特性を用いて、前記仮想画像を生成する生成手段として機能する。また、出力部７０５は、前記決定手段は、実物体の反射特性を計測する計測手段に、前記決定手段により決定された計測条件を出力する出力手段として機能する。また、計測部３０７は、実物体の反射特性を計測する計測手段として機能する。
【００３９】
＜実施例２＞
実施例１では、ＣＧ画像を生成する際に、仮想光源から仮想物体に一度だけ反射されて仮想カメラに到達する光線（直接光）のみを考慮する場合について説明した。本実施例においては、仮想物体の表面上で二次反射が生じ、仮想カメラに間接的に照射される光線（間接光）を考慮した計測条件設定の例について説明する。図９は、仮想空間において生じる二次反射を示す模式図である。光源５０３から射出された光線は、仮想物体５０２上の点Ｐ２に入射される。そして、点Ｐ２において反射された光線は、点Ｐ１に入射され、点Ｐ１に入射された光線は反射されて画素Ｓに入射される。こういった間接光を考慮したＣＧ画像を生成する際には、光線経路Ｌ−Ｐ２−Ｐ１における反射特性と、光線経路Ｐ２−Ｐ１−Ｓにおける反射特性を計測することが必要となる。
【００４０】
本実施例では、ステップＳ４０２の光線経路の取得処理と、ステップＳ８０２の計測条件取得処理の内容が実施例１と異なる。以下、本実施例の処理装置１０１において行われる光線経路取得処理について、図９の模式図と、図１０のフローチャートを参照して説明する。なお、実施例１と同様のステップについては図６と同様の符号を付し、説明を省略する。
【００４１】
ステップＳ１００１では、経路取得部３０５が、直線ＥＳと仮想物体５０２の交点の座標を、反射光が入射する点Ｐ１の座標として取得する。交点が複数存在する場合は、ピンホールＥに最も近い交点の座標を点Ｐ１の座標として取得する。次に、ステップＳ１００２では、経路取得部３０５が、点Ｐ１に入射する光線の方向を選択し、選択された光線方向に対応する直線を取得する。点Ｐ１に入射する光線の方向としては点Ｐ１の周囲のあらゆる方向が候補として設定されており、ここでは、経路取得部３０５がその中の一つをランダムに選択する。もちろん、入射方向の選択は何らかの法則に従って行われてもよい。次に、ステップＳ１００３では、経路取得部３０５が、選択した入射光が仮想物体５０２と交差するか否かを判定する。これにより、選択した入射光が仮想物体５０２からの反射光であるか否かを判定することができる。選択した入射光が仮想物体５０２と交差しないと判定された場合、その方向からＰ１に入射する反射光は存在しないので、ステップＳ１００２に進み新たな方向を選択する。選択した入射光が仮想物体５０２と交差すると判定された場合、ステップＳ１００４に進む。
【００４２】
ステップＳ１００４では、経路取得部３０５が、Ｐ１への入射光と仮想物体５０２との交点Ｐ２の座標を取得する。交点が複数存在する場合は、点Ｐ１に最も近い交点を点Ｐ２の座標として取得する。次に、ステップＳ１００５では、経路取得部３０５が、点Ｌと点Ｐ２を通る線分Ｐ２Ｌを取得する。そして、ステップＳ１００６では、経路取得部３０５が、線分Ｐ２Ｌが点Ｐ２以外で仮想物体５０２と交差するか否かを判定する。これにより、光源Ｌから点Ｐ２に入射する光が存在するか否かを判定することができる。線分Ｐ２Ｌが点Ｐ２以外で仮想物体５０２と交差すると判定された場合、光源Ｌからの光は仮想物体５０２に遮られて点Ｐ２に到達しないので、点Ｐ１とＰ２を通る二次の間接光が存在しないと判定し、ステップＳ１００２に戻る。線分Ｐ２Ｌが点Ｐ２以外で仮想物体５０２と交差しないと判定された場合、ステップＳ１００７に進む。ステップＳ１００７では、間接光の光線経路として、点Ｓ，点Ｐ１、点Ｐ２、点Ｌの座標を設定部３０６に出力し、ステップＳ１００８に進む。ステップＳ１００８では、経路取得部３０５が、点Ｐ１への入射光の方向が全て選択済みになったか否かを判定する。入射光の方向が全て選択済みではないと判定された場合は、ステップＳ１００２に戻り新たな方向の選択を行う。入射光の方向が全て選択済みと判定された場合は、ステップＳ６０８に進み、処理済み画素の判定を行って処理を終了する。
【００４３】
以上が本実施例の経路取得部３０５で行われる処理の流れである。なお、本実施例の経路取得部からは、Ｓ，Ｐ１，Ｐ２，Ｌの４つの点の座標が経路として出力されるため、条件取得部７０１で行われる処理が実施例１とは異なる。本実施例の条件取得部７０１では、点Ｐ１での反射の方向に基づく第一の計測条件と、点Ｐ２での反射の方向に基づく第二の計測条件の二つの計測条件が取得される。第一の計測条件を（ωｉ１，ωｏ１）、第二の計測条件を（ωｉ２，ωｏ２）とすると、それぞれの計測条件は以下の式で表わされる。
【００４４】
【数６】
2015197744.tif 000008
【００４５】
【数７】
2015197744.tif 000009
【００４６】
条件取得部７０１は、経路取得部３０５から出力された４点の座標が示す位置ベクトルを上記の式６および７に代入し、第一および第二の計測条件を取得する。そして、条件取得部７０１は取得した第一および第二の計測条件を比較部７０２に出力して、設定部３０６は残りの処理を実施例１と同様に行う。
【００４７】
以上が、本実施例の処理装置１０１で行われる処理である。以上の処理によれば、直接光だけではなく間接光も考慮した計測条件の設定を行うことができるので、より高精度なＣＧ画像の生成を行うことができる。なお、上記に示した光線経路の取得法はパストレーシング法と呼ばれるが、光線経路の取得法はこれに限られない。例えば、フォトンマップ法や双方向パストレーシング法を使用してもよい。また、本実施例では、二次反射までを考慮した間接光の光線経路探索を行ったが、より高次の反射を考慮した光線経路の探索を行ってもよい。
【００４８】
＜実施例３＞
実施例１および実施例２では、反射特性をＢＲＤＦでモデル化する例について説明した。本実施例においては、仮想物体の表面に入射した光が仮想物体内部で散乱を生じるような半透明の物体の例について説明する。このような半透明物体の反射特性は双方向散乱面反射率分布関数（ＢＳＳＲＤＦ）によって表される。なお、光源としては実施例１および２と同様に、点光源が１個配置されているものとして説明する。図１１は、半透明の物体における反射光の光線経路を示す図である。光源５０３から射出された光線は仮想物体５０２の点Ｑに入射し、点Ｑに入射した光は仮想物体５０２の内部を散乱しながら進行し、点Ｐから出射して画素Ｓに入射する。このような物体の反射特性であるＢＳＳＲＤＦは、ＢＲＤＦとは異なり、入射光と出射光の方向だけではなく、物体への入射点と物体からの出射点の座標もパラメータとする変数である。入射光の方向を表わす入射光ベクトルをωｉ、出射光の方向を表わす出射光ベクトルをωｏ、入射点の座標をｘｉ、出射点の座標をｘｏとすると、１つのＢＳＳＲＤＦの計測条件は（ωｉ，ｘｉ，ωｏ，ｘｏ）と表わされる。ＢＳＳＲＤＦの計測では、仮想物体５０２上で光源Ｌから光が入射する点全てが入射点の候補となり、仮想物体５０２上で出射した光が画素Ｓに入射する全ての点が出射点の候補となる。そこで、本実施例の光線経路取得処理では、入射点の候補リストと出射点の候補リストをそれぞれあらかじめ作成し、その候補リストから入射点と出射点の任意の組み合わせを選択して光線経路として出力する。
【００４９】
以下、本実施例の光線経路取得処理を図１１の模式図と、図１２に示すフローチャートを参照して説明する。ステップＳ１２０１では、経路取得部３０５は、仮想物体５０２の表面に放射照度を記憶（放射照度キャッシュ）するための点群（放射照度キャッシュ点群）を配置する。図１１において、複数存在する点１１０１がそれぞれの放射照度キャッシュ点である。放射照度キャッシュ点群は仮想物体の表面に出来るだけ等間隔に配置することが望ましい。放射照度キャッシュ点１１０１は、例えばＰｏｉｓｓｏｎ  Ｄｉｓｃ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ手法によって配置した初期点に対し、Ｒｅａｃｔｉｏｎ  Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ手法などを用いて等間隔に配置する。なお、放射照度キャッシュ点群の配置方法に制約はなく、計算精度や計算効率は劣るが、一様乱数によって配置してもよい。このステップでは、経路取得部３０５は、生成した各放射照度キャッシュ点の座標をＲＡＭ２０２に記憶しておく。次に、ステップＳ１２０２では、経路取得部３０５が、ステップＳ１２０１で生成した放射照度キャッシュ点群の中から、光源Ｌからの光線が入射する入射点の候補として１つのキャッシュ点Ｑを選択する。
【００５０】
次に、ステップＳ１２０３では、経路取得部３０５が、ステップＳ１２０２で選択した点Ｑと光源Ｌを通る線分ＱＬを取得する。そして、ステップＳ１２０４では、経路取得部３０５が、線分ＱＬが点Ｑ以外で仮想物体５０２と交差するか否かを判定する。線分ＱＬが点Ｑ以外で仮想物体５０２と交差する場合、光源Ｌからの光は直接点Ｑに入射しないので、ステップＳ１２０２に戻って新たなキャッシュ点を選択する。線分ＱＬが点Ｑ以外で仮想物体５０２と交差しないと判定された場合、ステップＳ１２０５に進む。
【００５１】
ステップＳ１２０５では、経路取得部３０５が、ステップＳ１２０２が、光源Ｌからの光線が入射する入射点の候補であるとして、点Ｑの座標をＲＡＭ２０２に保存された入射点候補リストに追加する。次に、ステップＳ１２０６では、経路取得部３０５が、全てのキャッシュ点Ｑが選択済みか否かを判定する。全てのキャッシュ点Ｑが選択済みであると判定された場合は、ステップＳ６０１に進む。全てのキャッシュ点Ｑが選択されていないと判定された場合は、ステップＳ１２０２に戻り新たなキャッシュ点Ｑを選択する。
ステップＳ６０１〜Ｓ６０４では、実施例１と同様の処理が行われ、仮想カメラ５０１上の画素Ｓに対応する仮想物体５０２上の点Ｐの座標が算出される。そして、ステップＳ１２０７では、経路取得部３０５が、ステップＳ６０４で算出された点Ｐの座標をＲＡＭ２０２に保存された出射点候補リストに追加する。そして、ステップＳ６０８では、実施例１と同様に、全ての画素が処理されたか否かが判断される。全ての画素が処理されたと判断された場合、ステップＳ１２０８に進む。ステップＳ１２０８では、経路取得部３０５が、ＲＡＭ２０２に保存された入射点候補リストと出射点候補リストを参照し、入射点と出射点の任意の組み合わせを選択する。本実施例では、この入射点と出射点の組み合わせが光線経路として扱われる。そして、ステップＳ１２０９では、経路取得部３０５が、ステップＳ１２０８で選択された光線経路を設定部３０６に出力する。そして、ステップＳ１２１０では、経路取得部３０５が、選択可能な光線経路の全てを出力したか否かを判定する。全ての光線経路が出力されたと判定されない場合は、ステップＳ１２０８に戻り新たな光線経路を出力する。全ての光線経路が出力されたと判定された場合は処理を終了する。
【００５２】
以上が本実施例の経路取得部３０５で行われる処理の流れである。条件取得部７０１で行われる処理は基本的には実施例１と同様であるが、本実施例ではＢＲＤＦではなくＢＳＳＲＤＦを取得するので、計測条件の取得に用いる式が異なる。条件取得部７０１では、（ωｉ，ｘｉ，ωｏ，ｘｏ）で表わされるデータが計測条件として取得される。この際、計測条件中の各パラメータは、経路取得部３０５から出力された点Ｐ、点Ｑの座標および、ＲＡＭ２０２に保存された光源Ｌと視点Ｅの座標に基づいて、以下の式を用いて計算される。
【００５３】
【数８】
2015197744.tif 000010
【００５４】
また、本実施例では、ＢＲＤＦではなくＢＳＳＲＤＦをＣＧ生成に用いる場合を考慮しているので、生成部３０８で画像生成に用いられる式も異なる。仮想カメラのある画素に入射する光の放射輝度Ｌｒは、その光が出射される点Ｐの座標ｘｏと、出射光のベクトルωｏを用いて以下の式により表わされる。
【００５５】
【数９】
2015197744.tif 000011
【００５６】
ここで、ｎｐは放射照度キャッシュ点の総数、Ａｋはｋ番目の放射照度キャッシュ点の重み係数、ｘｉｋはｋ番目の放射照度キャッシュ点の位置、ωｉｋはｋ番目の放射照度キャッシュ点に入射する光線の方向ベクトルである。また、Ｌｉ（ｘｉｋ，ωｉｋ）はｘｉｋにおけるωｉｋ方向の入射光の強さ、ＳはＢＳＳＲＤＦ、ｎ（ｘｉｋ）はｘｉｋにおける法線方向を示すベクトルである。
【００５７】
以上の処理によれば、半透明の物体を想定したＣＧ画像を生成する場合でも、そのＣＧ画像の生成に必要な反射特性の計測条件を効率よく求めることができる。
【００５８】
＜その他の実施形態＞
（平行処理）
上記の実施例では、ステップＳ４０３において、反射特性を計測すべき全ての計測条件を設定してから反射特性の計測や画像の生成処理を実行する例について説明したが、必ずしもこのような処理にする必要はない。例えば、計測条件リストに新たに追加された計測条件をすぐに計測装置に出力するなどして、計測条件の設定と反射特性の計測を平行して行うことができる。計測条件の導出に時間がかかるような場合は、この方が反射特性計測の時間を短縮することができる。また、計測条件の導出に時間がかからない場合は、全ての計測条件を設定してから反射特性の計測を実行した方が、計測装置の効率よい駆動経路を考慮した計測順を決定することができるので、反射特性計測にかかる時間を短縮することができる。また、同様にして、ＣＧ画像の画素値の出力も、計測された反射特性に対応する画素の画素値の生成を、反射特性の計測と平行して行うようにしてもよい。
【００５９】
（類似度を用いない）
上記の実施例では、計測条件リストに類似の計測条件がないかをステップＳ８０４で判断し、類似の計測条件がある場合には新たな計測条件を計測条件リストに追加しないようにしたが、この処理を行わないようにしてもよい。すなわち、ステップＳ８０３で類似度の算出をせず、生成するＣＧ画像に対応する全ての計測条件を計測条件リストに追加し、その全ての計測条件で計測を行うようにしてもよい。その場合、実際に計測する計測条件の総数は増加し、計測時間が増大するが、より高精度なＣＧ画像生成が可能となる。
【００６０】
（リスト内で比較）
上記の実施例では計測条件リストに含まれる計測条件と、新たに取得した計測条件を比較し、新たに取得した計測条件が既に計測条件リストに含まれている計測条件と類似する場合には、その計測条件の計測条件リストに追加しない例について説明した。しかし、本発明の実施形態はこの形態に限られず、取得した計測条件を全て計測条件リストに追加してから、その中で計測条件同士の比較を行い、類似する計測条件を削除していくようにしてもよい。
【００６１】
（計測条件リストの整列）
複数の計測条件を用いて計測する場合、計測装置１０２の性質によっては、反射特性を計測する順序を適切に整列することによって計測時間を短縮できることがある。そのため、ステップＳ４０３において計測条件リストを生成した後、計測条件リストに含まれる計測条件を整列して計測装置に適した計測順序にしてもよい。例えば、２組の計測条件（ωｉ１，ωｏ１）と（ωｉ２，ωｏ２）との距離は式（５）の類似度と同じ計算で与えられる。これを利用して計測条件リストに含まれる計測条件に対してグラフ構造を構築し、動的計画法やその他の経路問題の解法を用いて全ての計測条件を通過する最短経路を求めればよい。
【００６２】
（反射特性計測＋計測条件表示）
ステップＳ４０４において反射特性を計測する前や計測している最中に、図１３のように計測条件リストや計測値を示す情報を表示装置１０３に表示してもよい。これによって、ユーザは反射特性を計測する計測条件リストの情報を直感的に理解できるほか、計測の進捗状況などを把握することが可能となる。
【００６３】
（すでに一部を計測済みの場合）
上記の実施例では実物体の反射特性の計測が事前に行われていない状況から処理を開始する例について説明したが、反射特性の計測が部分的に完了した状況から始めてもよい。その場合、ステップＳ８０１では設定部３０６が、計測済みの計測条件を計測条件リストに格納し、計測済みの計測条件以外の計測条件を計測条件リストから削除する。そして、ステップＳ４０４では、ステップＳ４０３において計測条件リストに新たに追加された、計測済みでない計測条件について反射特性の計測を行うようにする。このように処理によれば、既に反射特性を計測した計測条件に類似した計測条件を除外しつつ、新たに追加された計測条件だけで計測を行うことができる。
【００６４】
（複数物体）
上記実施例では仮想空間に配置されている仮想物体は１つであるとして説明したが、仮想物体の数に制約はなく、２個以上の仮想物体が配置された仮想空間に対応するＣＧ画像を生成するようにしてもよい。仮想空間に配置された複数の仮想物体が全て同一の質感を有する場合は、全ての仮想物体を纏めて１つの仮想物体として扱って計測条件の設定を行えばよい。また、互いに異なる質感を持つ仮想物体が仮想空間に配置されている場合は、１つの質感に対応する物体ごとに計測条件リストを別々に生成すればよい。
【００６５】
（複数光源）
上記実施例では、仮想空間に配置されている光源は単一の点光源であるとして説明を行ったが、光源の数に制約はなく、二つ以上の光源を設定するようにしてもよい。その場合、は、それぞれの光源について独立に計測条件の設定を行い、ＣＧ画像生成の際には、各光源に由来する放射輝度を統合して画素値とすればよい。
【００６６】
（面光源・平行光源）
また、上記の実施例では光源モデルの種類として点光源を使用する方法について説明したが、光源の種類に制約はなく、面光源や平行光源を用いてもよい。面光源を使用する場合には、面光源の表面上に多数の点光源を敷き詰め、面光源を点光源で近似することにより、複数の点光源を用いた場合と同様に処理することができる。平行光源を使用する場合には光源の方向が仮想空間中で一定であるため、平行光源の方向をｌｄとおくと、ステップＳ８０２で取得される入射光ベクトルωｉは、点Ｐの位置に依らずに次式で表される。
【００６７】
【数１０】
2015197744.tif 000012
【００６８】
入射光ベクトルωｉが上記の式１０の値で限定されることを除けば、平行光源を用いた場合の処理は点光源を用いた場合の処理と同様である。
【００６９】
（カメラモデル）
上記の実施例では仮想カメラのモデル化手法としてピンホールカメラモデルを用いた例を説明したが、本実施例を適用するためのカメラモデルの形態に制限はない。つまり、開口角やレンズの収差を考慮した、より複雑な光学系をモデル化したカメラモデルを用いてもよい。例えば、人の目から観察したような画像が得られるように、人の目の特性を考慮したカメラモデルを用いて必要な反射特性の計測を行ってもよい。
（ＢＴＦを計測する場合）
上記の実施例では反射特性としてＢＲＤＦやＢＳＳＲＤＦを計測する方法について説明したが、反射特性の種類に制約はなく、例えば双方向テクスチャ関数（ＢＴＦ）を計測対象としてもよい。双方向テクスチャ関数は、表面上の座標によって反射率が異なる不透明物体の反射特性を表わす値であり（ｘｏ，ωｉ，ωｏ）として表わされる。ただし、ｘｏは仮想物体の表面における点Ｐのテクスチャ座標（２次元）である。このｘｏを取得するためには、仮想物体および実物体に予めテクスチャ座標を設定しておけばよい。一般的にテクスチャ座標は手作業で設定することが多いが、公知のＵＶ−Ｕｎｗｒａｐ技術などを使用してもよい。
【００７０】
（ディフューズテクスチャの場合）
カーペットの模様のように拡散反射面に近い材質の反射特性はディフューズテクスチャによって表現される。ディフューズテクスチャは、反射光の強度が入射光の角度および出射光角度に寄らない場合を表現する反射特性である。つまり、この場合の物体の反射特性は物体表面のテクスチャ座標ｘｏのみに依存するので、ディフューズテクスチャを用いた場合の計測条件は（ｘｏ）となる。
【００７１】
（分光）
上記の実施例では反射特性の波長依存性は無いものとして説明したが、波長依存性を考慮した計測条件の設定を行ってもよい。例えば、赤・青・緑の３波長についてそれぞれ反射特性を計測してもよいし、あるいは可視波長域に対してさらに詳細に分光反射率を計測してもよい。その場合には仮想光源の強度として対応する波長に対する放射輝度を設定すればよい。
【００７２】
（その他の実施例）
本発明の適用範囲は上述の実施形態に限られるものではなく、上述の実施形態を互いに組み合わせたものであってもよい。例えば、実施例１と実施例２を組み合わせて、直接反射光に対応する計測条件と二次反射光に対応する計測条件の両方を一度に設定するようにしてもよい。
【００７３】
本発明は、上述の実施形態の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】
【００７４】
１０１  情報処理装置
１０２  計測装置
１０３  表示装置
３０５  経路取得部
３０６  設定部
３０７  計測部
３０８  生成部
【図１】
2015197744.tif 000013
【図２】
2015197744.tif 000014
【図３】
2015197744.tif 000015
【図４】
2015197744.tif 000016
【図５】
2015197744.tif 000017
【図６】
2015197744.tif 000018
【図７】
2015197744.tif 000019
【図８】
2015197744.tif 000020
【図９】
2015197744.tif 000021
【図１０】
2015197744.tif 000022
【図１１】
2015197744.tif 000023
【図１２】
2015197744.tif 000024
【図１３】
2015197744.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成27年1月22日(2015.1.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
計測部３０７は、設定部３０６から入力された計測条件に基づいて反射特性の計測を行い、計測した反射特性を生成部３０８へと出力する。ステップＳ４０４では、生成部３０８が、計測部３０７から入力された反射特性を取得する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
ステップＳ４０５では、生成部３０８が、計測装置１０２から出力された反射特性と、シーンデータ取得部３０１から出力された反射特性とを用いて、ＣＧ画像を生成する。ここで生成されるＣＧ画像は、反射特性の計測対象である実際の物体（実物体）の質感を反映した仮想物体の画像である。つまりここでは、あたかも反射特性の計測対象である物体の素材で、所定の形状の物体を作り出したような仮想物体を、所定の視点から観察したかのような画像が生成される。ＣＧ画像における各画素の画素値は、仮想カメラの各画素に入射する放射輝度によって決定される。ある画素に入射する仮想物体上の点Ｐからの放射輝度Ｌｒは以下の式で表わされる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
最後に、ステップＳ４０６では、生成部３０８が、ステップＳ４０５で生成したＣＧ画像を、表示装置１０３の表示部３０９に出力して処理を終了する。表示部３０９は、生成部３０８から出力されたＣＧ画像を受取り、表示する。以上が本実施例の処理装置１０１で行われる処理の流れである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
以上が経路取得部３０５で行われる処理の詳細である。次に、設定部３０６で行われる処理（ステップＳ４０３）の詳細について、図７に示すブロック図と、図８に示すフローチャートを用いて説明する。図７は設定部３０６の構成を示すブロック図であり、図８はステップＳ４０３の細部を示すフローチャートである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
（反射特性計測＋計測条件表示）
反射特性を計測する前や計測している最中に、図１３のように計測条件リストや計測値を示す情報を表示装置１０３に表示してもよい。これによって、ユーザは反射特性を計測する計測条件リストの情報を直感的に理解できるほか、計測の進捗状況などを把握することが可能となる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
（すでに一部を計測済みの場合）
上記の実施例では実物体の反射特性の計測が事前に行われていない状況から処理を開始する例について説明したが、反射特性の計測が部分的に完了した状況から始めてもよい。その場合、ステップＳ８０１では設定部３０６が、計測済みの計測条件を計測条件リストに格納し、計測済みの計測条件以外の計測条件を計測条件リストから削除する。そして、ステップＳ４０３において計測条件リストに新たに追加された、計測済みでない計測条件について反射特性の計測を行うようにする。このように処理によれば、既に反射特性を計測した計測条件に類似した計測条件を除外しつつ、新たに追加された計測条件だけで計測を行うことができる。