(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
色材を用いてプリントすることで再現物を生成するためのプリントデータを生成するプリントデータ生成装置であって、
複数の色成分に対応するＢＲＤＦを表すモデルを含むＢＲＤＦモデル群と、前記再現物を観察する環境における入射光の角度とを取得する取得手段と、
前記取得手段で取得した入射光の角度を前記ＢＲＤＦモデル群のモデル毎に適用することで、前記入射光の角度に応じた前記再現物の反射分布を算出する算出手段と、
前記算出手段で算出した反射分布に基づいて、前記ＢＲＤＦモデル群のモデル毎に前記再現物の表面に形成する色を示す色データを出力する色データ出力手段と、
前記算出手段で算出した反射分布に基づいて、前記ＢＲＤＦモデル群のモデル毎に前記再現物の形状を示す形状データを出力する形状データ出力手段と
を有することを特徴とするプリントデータ生成装置。
【請求項２】
前記形状データ出力手段は、前記色データ出力手段において出力される、処理対象のモデルの色データに対応する反射分布にさらに基づいて、前記処理対象のモデルの前記形状データを出力することを特徴とする請求項１に記載のプリントデータ生成装置。
【請求項３】
前記形状データ出力手段は、前記算出手段で算出した前記処理対象のモデルの反射分布と、前記処理対象のモデルの前記色データに対応する反射分布との比に基づいて形状データを出力することを特徴とする請求項２に記載のプリントデータ生成装置。
【請求項４】
前記比に用いられる反射分布は、異方性のスペキュラー成分の広がりを示すことを特徴とすることを特徴とする請求項３に記載のプリントデータ生成装置。
【請求項５】
前記形状データ出力手段は、前記比と形状モデルとを対応付けた形状テーブルを参照して前記形状モデルに対応する形状データを出力することを特徴とする請求項４に記載のプリントデータ生成装置。
【請求項６】
前記形状データ出力手段は、処理対象のモデルの回転角に応じて前記形状モデルを回転させた結果として得られる形状データを出力することを特徴とする請求項５に記載のプリントデータ生成装置。
【請求項７】
前記形状データ出力手段は、前記形状データとして処理対象のモデルを分割した面の面法線分布を出力することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のプリントデータ生成装置。
【請求項８】
前記色データ出力手段は、色データと、拡散成分及びスペキュラー強度成分とを対応付けた色テーブルを用いて、前記算出手段で算出した前記反射分布が示す拡散成分及びスペキュラー強度成分に対応する色データを導出することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のプリントデータ生成装置。
【請求項９】
前記色テーブルは、前記色データにそれぞれ対応する異方性のスペキュラー拡がり成分をさらに対応付けており、
前記色データ出力手段は、前記形状データ出力手段に、処理対象のモデルの色データに対応する異方性のスペキュラー拡がり成分を出力することを特徴とする請求項８に記載のプリントデータ生成装置。
【請求項１０】
前記形状データ出力手段で出力される形状データと、前記取得手段で取得した入射光の角度とに基づいて、影領域が生じるかを判定する判定手段と、
前記影領域が生じると判定された場合、前記形状データを補正する補正手段と
をさらに有することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のプリントデータ生成装置。
【請求項１１】
前記色データ出力手段は、前記影領域が生じると判定された領域の形状が補正された後の領域の色データをさらに出力することを特徴とする請求項１０に記載のプリントデータ生成装置。
【請求項１２】
前記補正手段は、前記入射光の角度に応じて、形状データである面法線の傾きを補正することを特徴とする請求項１０または１１に記載のプリントデータ生成装置。
【請求項１３】
前記補正手段による補正においても影領域が生じてしまう場合、再現物の再現ができないこと、または再現することが可能な入射光の角度のうち少なくとも１つを使用者に報知する報知手段をさらに有することを特徴とする請求項１０から１２のいずれか一項に記載のプリントデータ生成装置。
【請求項１４】
色材を用いてプリントすることで再現物を生成するためのプリントデータを生成するプリントデータ生成方法であって、
複数の色成分に対応するＢＲＤＦを表すモデルを含むＢＲＤＦモデル群と、前記再現物を観察する環境における入射光の角度とを取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得した入射光の角度を前記ＢＲＤＦモデル群のモデル毎に適用することで、前記入射光の角度に応じた前記再現物の反射分布を算出する算出ステップと、
前記算出ステップで算出した反射分布に基づいて、前記ＢＲＤＦモデル群のモデル毎に前記再現物の表面に形成する色を示す色データを出力する色データ出力ステップと、
前記算出ステップで算出した反射分布に基づいて、前記ＢＲＤＦモデル群のモデル毎に前記再現物の形状を示す形状データを出力する形状データ出力ステップと
を有することを特徴とするプリントデータ生成方法。
【請求項１５】
コンピュータを、請求項１から１３のいずれか一項に記載のプリントデータ生成装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面散乱に特徴を有するプリントのためのプリントデータ生成処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリント画像の表面散乱を制御する技術開発がなされ、色と反射特性とを入力原稿と合わせることで、意匠性のある印刷物をデジタル技術で複製する動きがある。特許文献１では次の記載がある。すなわち、平面状の基台に載置されて照明された被写体の拡散反射画像信号と光沢度を表す光沢信号とを望ましくは主走査方向と副走査方向の２方向で取得する。そして、拡散反射画像信号を有色インクで出力した後に、透明インクで形状を作成することにより２方向の光沢信号を再現する方法が記載されている。
【０００３】
また、非特許文献１に記載される技術によれば、サテン地などのように、光の入射方向や観察方向が変わると光沢強度や色づきが変わる光沢異方性を再現することが可能である。なお、非特許文献１におけるプリント再現においては、３Ｄプリンタが用いられ、表面に凹凸を設けることにより、入射や観察角度に依存した表面散乱の変化を発生させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１４５７３３号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Yauxiang Lan,Yue Dong, Fabio Pellacini, Xin Tong、" Bi-Scale Appearance Fabrication "、ACM Transactions on Graphics (TOG) - SIGGRAPH 2013 Conference Proceedings TOG Homepage archive、Volume 32 Issue 4, July 2013
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の技術においては、拡散の色を有色インクの制御で行い、光沢を透明インクの制御で行なうように処理を切り分けており、光沢も２方向の強度のみの再現であり実際の物体の見えを再現するには不十分である。一方、非特許文献１に記載の技術では、物体の双方向反射率分布関数（ＢＲＤＦ）を取得しており、観察角度に応じた表面散乱の変化を、３次元構造を有するプリント物で表現している。この３次元構造は、双方向反射率分布関数（ＢＲＤＦ）から求められるものである。ところで、双方向反射率分布関数（ＢＲＤＦ）とは、任意の方向から入射された光の反射光分布であるが、反射光特性を再現物で合わせるためには、再現対象となる物質の表面反射特性（屈折率）と形状とを再現物において忠実に再現しなければならない。しかし、有限の色材数を有するプリンタを用いる場合、上記忠実再現は現実的に不可能である。非特許文献１においては、最適化を用いて任意の光源方向および任意の観察方向における表面散乱を再現対象物質とプリント物とで合わせようとしているが、算出する次元数が膨大でありかつ現実的に解けない問題を解いていることになる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るプリントデータ生成装置は、色材を用いてプリントすることで再現物を生成するためのプリントデータを生成するプリントデータ生成装置であって、複数の色成分に対応するＢＲＤＦを表すモデルを含むＢＲＤＦモデル群と、前記再現物を観察する環境における入射光の角度とを取得する取得手段と、前記取得手段で取得した入射光の角度を前記ＢＲＤＦモデル群のモデル毎に適用することで、前記入射光の角度に応じた前記再現物の反射分布を算出する算出手段と、前記算出手段で算出した反射分布に基づいて、前記ＢＲＤＦモデル群のモデル毎に前記再現物の表面に形成する色を示す色データを出力する色データ出力手段と、前記算出手段で算出した反射分布に基づいて、前記ＢＲＤＦモデル群のモデル毎に前記再現物の形状を示す形状データを出力する形状データ出力手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、光沢異方性など物体の表面散乱の再現における計算次元数を大幅に削減することで、簡易に高精度な再現を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例におけるプリントデータ生成装置の構成の一例を示す図である。
【図２】実施例におけるＢＲＤＦデータ群の一例を示す図である。
【図３】実施例におけるＢＲＤＦデータのプリントデータへの分割の一例を示す図。
【図４】実施例におけるデータ変換ＬＵＴの一例を示す図である。
【図５】実施例におけるインク量決定のフローを示す図である。
【図６】実施例における形状データ生成のフローを示す図である。
【図７】実施例における形状データＬＵＴの一例を示す図である。
【図８】実施例におけるＢＲＤＦの画素の形の一例を示す図である。
【図９】実施例１のプリントデータ生成処理のフローを示す図である。
【図１０】実施例２における影情報算出の一例を示す図である。
【図１１】実施例２におけるプリントデータ生成装置構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は本発明を限定するものではなく、また、本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。なお、同一の構成については、同じ符号を付して説明する。
【００１１】
［実施例１］
＜プリントデータ生成装置の構成と生成工程＞
図１は、本実施例におけるプリントデータ生成装置の構成を示すブロック図である。プリントデータ生成装置１１は、表面散乱取得部１０１と、入射光角度取得部１０２と、反射分布算出部１０３と、インク色分解部１０４と、面法線分布決定部１０５とを有する。プリントデータ生成装置は、不図示のＲＯＭ、ＨＤＤなどに格納されたプリントデータ生成プログラムをＲＡＭをワークメモリとして用いてＣＰＵが実行することで図１に示す各機能部として機能する。
【００１２】
表面散乱取得部１０１は、外部からプリントデータ各画素の双方向反射率分布関数（ＢＲＤＦ）モデルを示すＢＲＤＦモデル群を例えばＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の信号毎に取得する。ＢＲＤＦは、Bidirectional Reflectance Distribution Functionの略である。ここでいうＢＲＤＦモデルとは、Ｌａｍｂｅｒｔｉａｎ  Ｍｏｄｅｌ、Ｃｏｏｋ  ａｎｄ  Ｔｏｒｒａｎｃｅ  Ｍｏｄｅｌ、Ｗａｒｄ  Ｍｏｄｅｌなど、様々な周知のモデルがある。本実施例においては、説明のためＷａｒｄ  Ｍｏｄｅｌを使用した場合について処理について後述する。ただし、本実施例は使用するＢＲＤＦモデルを限定するものではなく、何れかのＢＲＤＦモデルを使用すればよい。
【００１３】
入射光角度取得部１０２は、生成されるプリントデータを用いたプリント物を観察する環境における照明の入射角度を取得する。例えば、美術館や博物館でプリント物を展示する場面を想定する。この場合、プリント物に対する照明の入射角度は展示側にて設定することが可能である。このように、プリント物に対する照明の入射角度を既知とすることでＢＲＤＦモデルに従った計算次元数を削減する。
【００１４】
反射分布算出部１０３は、表面散乱取得部１０１で取得された例えばＲ，Ｇ，Ｂ信号毎のＢＲＤＦモデルに対応するデータを用いて、入射光角度取得部１０２で取得された光の入射角度に応じたＲ，Ｇ，Ｂ信号毎の反射分布を算出する。
【００１５】
インク色分解部１０４においては、反射分布算出部１０３で算出されたＲ，Ｇ，Ｂの反射率分布からプリンタに搭載のインク色の組み合わせに色分解する。インク色分解部１０４では、Ｒ，Ｇ，Ｂの反射率分布からＲ，Ｇ、Ｂの各信号を導出し、導出したＲ，Ｇ，Ｂ信号から、例えばＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ，Ｗ信号へと変換する処理を行なう。
【００１６】
面法線分布決定部１０５は、反射分布算出部１０３で算出されたＲ，Ｇ，Ｂ信号毎の反射分布と、インク色分解部１０４でのインク色分解結果に基づく反射率分布とからプリント物の面法線分布を算出する。
【００１７】
（ＢＲＤＦモデル）
ここで、表面散乱取得部１０１にて取得される表面散乱データ（ＢＲＤＦモデル群）の各画素に対応するＢＲＤＦモデルの一例について説明する。前述のように、本実施例においては説明のため、ＢＲＤＦのモデルとしては、次式で示す異方性Ｗａｒｄモデルを用いることとする。
【００１８】
【数１】
0006486096.tif 000002
【００１９】
【数２】
0006486096.tif 000003
【００２０】
0006486096.tif 000004
【００２１】
θｌは画素の法線ベクトルと光源ベクトルとのなす角度、 θｖは画素の法線と視線ベクトルとのなす角度、 θｈは画素の法線ベクトルとハーフベクトルとのなす角度である。また、φｈはハーフベクトルと画素の接ベクトル（ｘ軸）とのなす角度である。ρｄは拡散反射の強さを意味する拡散成分、ρｓは鏡面反射の強さを意味するスペキュラー強度成分、αｘは鏡面反射の接ベクトル方向の広がりを示すスペキュラー拡がり成分、αｙは鏡面反射の縦法線ベクトル方向の広がりを示すスペキュラー拡がり成分である。スペキュラー拡がり成分を接ベクトル方向（ｘ軸）、縦法線ベクトル方向（ｙ軸）の２次元であらわすことにより、光学的な異方性が表現される。
【００２２】
本実施例では、上記４つのパラメータを、Ｒ，Ｇ，Ｂの３つカラー情報に対して有する。なお、本実施例ではカラー情報をＲ，Ｇ，Ｂの３つで説明するが、これに限らない。例えば分光反射率を用いることで、入射光の分光輝度に依存しない色再現などが可能になる。また、接ベクトル（ｘ軸）は画素ごとに方向が異なるよう定義可能で、各画素の接ベクトルと２次元画像平面の横軸との回転角φを画素ごとに有する。以上述べたように、本実施例では異方性Ｗａｒｄモデルに従ったＢＲＤＦモデルを用いる。その際に、ＢＲＤＦモデルの各画素において４パラメータ（ρｄ、ρｓ、αｘ、αｙ）ｘ３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＋１（回転角）の計１３の情報を有する。なお、これらの情報は浮動小数点の上記１３次元を同時化した２次元画像情報として表面散乱データとしてプリントデータ生成装置に入力される。表面散乱取得部１０１は、このように入力された表面散乱データ（上記の１３の情報）をＢＲＤＦモデル群のＢＲＤＦモデル毎に取得する。なお、画素の位置情報と上記１３の情報とが互いに関連付けされていればよく、２次元画像情報として取得しないでもよい。
【００２３】
上記式（２）に示される通り、双方向反射率分布関数（ＢＲＤＦ）とは、光の入射角度（光源ベクトル）と観察方向（視線ベクトル）に依存する関数である。すなわち、反射分布算出部１０３は、表面散乱取得部１０１で取得されたＢＲＤＦモデル（表面散乱データ）と入射光角度取得部１０２で取得された光源ベクトルとを用いることで、プリント物に求められる反射分布を算出することが可能である。つまり、反射分布算出部１０３からは、１方向の光源ベクトルから光が入射された場合の各視線方向の反射光の分布が算出される。上記式（２）では、光源ベクトルが既知であり、かつ、４パラメータ（ρｄ、ρｓ、αｘ、αｙ）ｘ３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＋１（回転角）の計１３の情報は入力されて既知である。従って、全視線ベクトルにおける反射強度が算出され反射分布として反射分布算出部１０３から出力される。なお、反射分布は拡散成分ρｄ、スペキュラー強度成分ρｓ、スペキュラー拡がり成分αｘ、αｙを含む。
【００２４】
（ＢＲＤＦモデルをプリント用の画素に分割）
図２は、ＢＲＤＦモデル群の各モデル（各画素）のデータが横（ｘ）方向と縦（ｙ）方向に並んでいる様子を示す図である。本実施例においては、ＢＲＤＦモデルの１つの画素２０１が入力された場合の処理について説明するが、ｘｙ方向に並んでいる各ＢＲＤＦモデルの画素を順に処理することにより、如何なるサイズのプリントデータも処理可能である。また、本処理については処理順に依存しないため、ｘｙ方向に並ぶＢＲＤＦモデルの画素をすべて処理可能な如何なる順序で処理を行っても良い。図２の１つの矩形が１つのＢＲＤＦモデルの画素に対応しており、前述の４パラメータ（ρｄ、ρｓ、αｘ、αｙ）ｘ３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＋１（回転角）の計１３の情報である表面散乱データは、この１つのＢＲＤＦモデルの画素ごとに入力される。
【００２５】
図３に示すのは、１つのＢＲＤＦモデルの画素２０１をプリント用の画素に分割した例である。同図に示すように、本実施例のプリントデータ生成装置においては、入力された１つのＢＲＤＦモデルの画素２０１を例えばプリンタの６ｘ６の画素に分割する。なお、本実施例はこの分割数に限定されるものではなく、例えば４ｘ４画素、８ｘ８画素や８ｘ６画素など任意の分割数を用いることが可能である。その場合、分割数を少なくしたほうがプリンタの解像度に依存して、ＢＲＤＦの再現解像度が高くなるなどの効果がある。
【００２６】
（インク色分解部）
インク色分解部１０４の処理を詳細に説明する。インク色分解部１０４は、各画素において、入力された拡散成分を示すパラメータρｄ及びスペキュラー強度成分を示すρｓから、色データ（色材制御量）を導出する。そして、インク色分解部１０４は、導出された色材制御量からインク量データを導出する。インク色分解部１０４に入力される拡散成分を示すパラメータρｄ及びスペキュラー強度成分を示すρｓは、反射分布算出部１０３において入射光角度に応じて算出された値である。またインク色分解部１０４は、色材制御量に対応したスペキュラー拡がり成分を導出して面法線分布決定部１０５に出力する。
【００２７】
本実施例においては、インク色分解処理をＲＧＢそれぞれに対する拡散成分を示すρｄ及びスペキュラー強度成分ρｓを記憶した色材ルックアップテーブル（色テーブル）を参照することにより行う。図４は、この色材ルックアップテーブルを説明するものである。図４に示すように、このルックアップテーブルには、４０１列に示すＲＧＢの信号値に対応する４パラメータ（ρｄ、ρｓ、αｘ、αｙ）の値が色ごとにそれぞれ４０２列〜４０５列に記録されている。なお、この色材ルックアップテーブルは、４０１列の色値を有するパッチ画像データを作成し、特に図示しないプリントデータ出力装置に入力して形成した画像をゴニオフォトメータ等の公知の測定方法で測定することで作成できる。また、インク色分解部１０４に入力されるデータと同様に、入力された光源ベクトルを考慮した計算がなされる構成にすることが望ましい。
【００２８】
図５は、インク色分解部１０４の処理の流れを説明するフローチャートである。本実施例では、図４で説明したルックアップテーブルの全ての行に対し、入力された拡散成分ρｄ，スペキュラー強度成分ρｓと、色材ルックアップテーブル４０２列、４０３列ρｄ，ρｓとの距離が最小となる色材４０１列のＲＧＢ値を色材制御量とする。より具体的には、ステップＳ５０１においてインク色分解部１０４は、ρｄ，ρｓの距離の評価値Ｖを次式にて算出する。
【００２９】
【数３】
0006486096.tif 000005
【００３０】
【数４】
0006486096.tif 000006
・・・式（４）
【００３１】
【数５】
0006486096.tif 000007
・・・式（５）
【００３２】
ここで、ｋは定数、ρｄ＿ｒ、ρｄ＿ｇ、ρｄ＿ｂは、入力された拡散成分ρｄの各色情報（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、ρｓ＿ｒ、ρｓ＿ｇ、ρｓ＿ｂは、入力されたスペキュラー成分ρｓの各色情報（Ｒ、Ｇ、Ｂ）である。また、ρｄＬＵＴ＿ｒ［ｍ］、ρｄＬＵＴ＿ｇ［ｍ］、ρｄＬＵＴ＿ｂ［ｍ］は、４０２列のｒ、ｇ、ｂに対するｍ行目の値を、ρｓＬＵＴ＿ｒ［ｍ］、ρｓＬＵＴ＿ｇ［ｍ］、ρｓＬＵＴ＿ｂ［ｍ］は４０３列のｒ、ｇ、ｂに対するｍ行目の値を示している。
【００３３】
つぎに、ステップＳ５０２においてインク色分解部１０４は、評価値Ｖが最小であるか否かを判定し、最小であればｍ行目の４０１列のＲＧＢの値と、ｍ行目の４０４列と４０５列のαｘ，αｙの値とを記録する。このステップＳ５０１およびＳ５０２の処理をｍの値を変えながら色材ルックアップテーブルの全点（図４の全行）についておこなう。これにより、評価値Ｖが最小となるＲＧＢの値を当該画素（プリンタの６ｘ６の画素）における色材制御量として決定することができる。また、インク色分解部１０４は、決定された色材制御量に対応する、表面の色材のスペキュラー拡がり成分α’ｘ，α’ｙの値を面法線分布決定部１０５に出力する。この、決定された色材制御量に対応する表面の色材のスペキュラー拡がり成分α’ｘ，α’ｙの値は、色材ルックアップテーブルの４０４列と４０５列とに格納され、ステップＳ５０２で記録された値である。
【００３４】
このようにして導出された色材制御量は、公知のカラーマッチング処理によりインク量を示すＣＭＹＫＷの各インク量データに変換されて出力される。なお、インク量の決定方法としては以上で述べた方法に限らず、既知の様々なカラーマッチングアルゴリズムを応用することが可能である。
【００３５】
（面法線分布の決定）
面法線分布決定部１０５は、１つのＢＲＤＦモデルの画素ごとに処理を行なう。面法線分布決定部１０５は反射分布算出部１０３により算出されるスペキュラー拡がり成分であるαｘ，αｙと処理対象のＢＲＤＦモデルの回転角φと、インク色分解部１０４から入力される表面の色材のスペキュラー拡がり成分α’ｘ，α’ｙとを取得する。なお、回転角φは、表面散乱取得部１０１で取得した表面散乱データに含まれている値を用いることができる。面法線分布決定部１０５は、回転角φを反射分布算出部１０３を介して取得してもよいし、表面散乱取得部１０１から取得してもよい。面法線分布決定部１０５は、これらの取得した情報に基づいて、６ｘ６の高さ情報である形状データを出力する。すなわち、１つのＢＲＤＦモデルの画素に関して６ｘ６の高さ情報を示す形状データを出力する。この６ｘ６の高さ情報により、１つのＢＲＤＦモデルの画素を再現する際に５ｘ５の斜面を形成することができる。
【００３６】
図６は、面法線分布決定部１０５の動作を示すフローチャートである。本実施例では、スペキュラー拡がり成分αｘ，αｙとしてそれぞれＲ、Ｇ、Ｂの３色に対応する情報が入力される。
【００３７】
まずステップＳ６０１において面法線分布決定部１０５は、輝度に対するスペキュラー拡がり成分を算出する。具体的には、スペキュラー拡がり成分の各パラメータにおいてＲ、Ｇ、Ｂの加重平均をとるなど、さまざまな方法をとることができる。以降では、この加重平均された値をそれぞれαlｘ，αlｙ，αl’ｘ，αl’ｙと表記する。αlｘ，αlｙは、反射分布算出部１０３から入力されたｘ方向、ｙ方向のスペキュラー拡がり成分を加重平均して算出した、輝度に対するスペキュラー拡がり成分を示している。αl’ｘ，αl’ｙは、インク色分解部１０４から入力されたｘ方向、ｙ方向のスペキュラー拡がり成分を加重平均して算出した、輝度に対するスペキュラー拡がり成分を示している。
【００３８】
つぎに、ステップＳ６０２において面法線分布決定部１０５は、ステップＳ６０１で算出したｘ方向、ｙ方向の輝度のスペキュラー拡がり成分の、反射分布算出部１０３からの入力とインク色分解部１０４からの入力との比率を次式で算出する。
Ｘｒａｔｉｏ  ＝  αlｘ  ／αl’ｘ・・・式（６）
Ｙｒａｔｉｏ  ＝  αlｙ  ／αl’ｙ・・・式（７）
ステップＳ６０３において面法線分布決定部１０５は、ステップＳ６０２で算出されたスペキュラー拡がり比率Xratio、Yratioから形状ルックアップテーブル（形状テーブル）を参照し、ベースとなる形状を決定する。面方線分布を求めるにあたり、入力されたＢＲＤＦモデルをできるだけ忠実に再現することが望ましい。一般に、上面に色材を載せた場合には、一つの面（５ｘ５分の１）の正反射強度が小さくなる場合がある。そこで、本実施例では、色材が載せられた場合の、すなわち、色分解後の反射特性を利用したスペキュラー拡がり比率を求め、この比率に応じた形状を決定する処理を行なう。
【００３９】
図７は、形状ルックアップテーブルを説明する図である。本実施例では、入力された１つのＢＲＤＦモデルの画素に対し、６ｘ６の高さ情報を算出する。そのため形状ルックアップテーブルには、６ｘ６以上の大きさの格子点について高さ情報を記録したベース形状情報（形状モデル）を複数持つ。図７（ａ）はベース形状情報の格子点について説明する図であり、図７（ｂ）はベース形状情報の３次元形状の例を示す図である。図７（ａ）に示すように、本実施例ではｘ方向、ｙ方向に各１２点、計１２ｘ１２＝の１１４点において、高さ情報を有する。このように出力する高さ情報である６ｘ６よりも大きいサイズの格子点で高さ情報を有することで、後の回転処理Ｓ６０４を施しても６ｘ６の出力サイズ範囲で高さ情報を算出できる。なお、この格子点のサイズは出力するサイズの１辺の大きさ（ここでは６）が√２倍以上のサイズであることが望ましい。
【００４０】
このベース形状情報は、図７（ｃ）に示す形状ルックアップテーブルにXratio、Yratioの組み合わせである７０１列に対する１１４点の高さ情報として７０２列として対応付けられて記録される。なお、後の回転処理Ｓ６０４があるため、このルックアップテーブルは図７（ｄ）に示すように上三角行列に対する高さ情報を保持すればよい。また、図７（ｄ）に示すように、XratioまたはYratioが大きくなるほど形状の凹凸が大きくなるようにすることで、XratioまたはYratioが大きくなるほどスペキュラーの拡がりが大きく再現される。さらに、XratioとYratioが等しい対角線上はスペキュラーの拡がりを等方的にするため、ｘ方向とｙ方向で同じ形状となる高さ情報とすることが望ましい。また、XratioとYratioの差が大きいほど、異方性を強く再現するため、ｘ方向とｙ方向で形状が異なるよう設定することが望ましい。
【００４１】
ステップＳ６０４において面法線分布決定部１０５は、ステップＳ６０３において決定された形状を回転角φだけ回転させ、出力する６ｘ６サイズの高さ情報を算出する。ステップＳ６０４では、まずＳ６０３で決定された形状である１２ｘ１２の高さ情報を、中心座標（図７（ａ）においては、（ｘ、ｙ）＝（１０．５、１０．５））を中心にｘ、ｙを回転角φだけ回転させたｘ´、ｙ´座標を求める。つぎに、出力する６ｘ６の高さ情報に相当するｘ、ｙ座標の高さｈを、ｘ´、ｙ´、ｈの空間から公知の補間処理にて算出する。図７（ａ）においては、中心座標を中心とする６ｘ６の格子点（ｘ座標３〜８、ｙ座標３〜８）に対する高さをｘ´、ｙ´、ｈ空間から算出し、算出した高さを示す高さ情報を出力する当該モデルの画素の形状情報とする。
【００４２】
以上で述べたように、形状ルックアップテーブルを用いることで、簡易に入力情報の光学異方性を再現することが可能となる。なお、図７（ａ）に示したようにベース形状の格子点を正方格子として説明したが、これに限るものではない。たとえば、中心座標（（ｘ、ｙ）＝（１０．５、１０．５））を中心に同心円上に格子点を配置させることも可能である。同心円上の格子点においてベース形状を決定することで、半球状の形状をより精度良く形成することが可能となる。図８（ａ）にこのときの格子点配置を、図８（ｂ）にベース形状の例を示す。
【００４３】
また、ＢＲＤＦを再現する領域の単位である１画素の形を図８（ａ）８０１に示す正六角形にしてもよい。また、図８（ａ）に示す正六角形の形状をもつ画素を、図８（ｃ）に示すようにハニカム構造を有するように並べることにより、ＢＲＤＦを再現する画素の密度が方向によって変化しない。ＢＲＤＦを再現する画素の密度が方向によって変わってしまうと、観察距離を離して観察した場合など、複数の画素をまとめてみたときのマクロなＢＲＤＦに意図しない光沢異方性がでてしまう可能性がある。上記のように方向によって密度が一定となるよう画素を配置すれば、そのような弊害が生じない高画質な画像を獲得できるなどの効果がある。
【００４４】
（プリントデータ生成装置全体の処理フロー）
図９は、図１に示すプリントデータ生成装置１１における各ブロックの一連の動作フローを示すフローチャートである。なお、各ブロックの詳細な動作については上記詳細に述べたとおりである。
【００４５】
先ず、ステップＳ９０１において表面散乱取得部１０１は、プリント再現物を示すデータとしてＢＲＤＦモデル群を表す表面散乱データを取得する。ここでいうプリント再現物を示すデータとは例えば前述の図２で示すようなｘｙ方向にＢＲＤＦモデルの各画素が並んでいるデータである。
【００４６】
次に、ステップＳ９０２において入射光角度取得部１０２は、プリントデータ生成装置１１において生成されるデータを用いてプリントされるプリント物を観察する際の光源ベクトル（入射角度）を取得する。
【００４７】
ステップＳ９０３においてプリントデータ生成装置１１は、ステップＳ９０１にて取得したＢＲＤＦモデル群のうち１つのモデルの画素を選択する。以下のステップＳ９０４からＳ９０８は、この選択した１つのＢＲＤＦモデルの画素についての処理である。
【００４８】
ステップＳ９０４において反射分布算出部１０３は、ステップＳ９０３において選択された画素のＢＲＤＦモデルに、ステップＳ９０２において取得した光源ベクトルを適用することで、プリント物のターゲットとなる反射率分布を算出する。
【００４９】
ステップＳ９０５においてインク色分解部１０４は、インク色分解を行う。詳細な処理は先述のとおり図５に示すフローに従い処理がなされる。
【００５０】
ステップＳ９０６において面法線分布決定部１０５は、面法線分布をステップＳ９０４において算出されたターゲットの反射率分布に合うよう算出する。詳細な処理は先述のとおり図６に示すフローに従い処理がなされる。
【００５１】
ステップＳ９０７においてインク色分解部１０４は、ステップＳ９０５において出力される例えばＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ，Ｗの各インク量を示すデータを出力する色データ出力処理を行なう。
【００５２】
ステップＳ９０８において面法線分布決定部１０５は、ステップＳ９０６において算出した面法線分布に対応する形状データを出力する形状データ出力処理を行なう。
【００５３】
ステップＳ９０９においてプリントデータ生成装置１１は、ステップＳ９０１で取得されたＢＲＤＦモデル群のすべてのＢＲＤＦモデルの画素について処理がなされたか否かの判定を行う。すべてのＢＲＤＦモデルについて処理がなされていないと判定された場合にはステップＳ９０３に戻る。一方、すべてのＢＲＤＦモデルについて処理がなされたと判定された場合には、一連の処理を終了する。
【００５４】
以上述べてきたように、本実施例におけるプリントデータ生成装置では、光線ベクトルと視線ベクトルとに依存したＢＲＤＦモデルを入力し、再現物を再現するためのプリントデータを生成する。その際に、擬似的な形状を作成する処理において光源ベクトルのデータを取得して用いることにより、高精度なプリント再現が可能になる。高精度なプリント再現とは、プリント表面のある一点に光が入射されたときに様々な方向に光が出射される様子がより高精度に再現できることを意味している。このように、本実施例では、プリント観察環境の特に入射光の方向を取得することで計算次元数を大幅に削減しながら物体のより正確な反射光分布の再現が可能になる。
【００５５】
［実施例２］
実施例１のステップＳ９０６における面法線分布の算出は、ターゲットとする再現物の反射率分布に合わせてプリント物の面法線分布を決定していたが、本実施例はこれに限らない。実施例１で説明したように、表面に凹凸を生成する場合には光源ベクトルの角度に依存した凹凸形状による影（光源からの光が届かない面）が発生する可能性がある。実施例１では光源は固定としているので、影が発生する領域については反射分布が現れず、色データや形状データを得ることができないことがある。
【００５６】
以下、図１０を用いて説明する。図１０（ａ）は、プリント表面の凹凸形状により影となってしまう領域が発生した場合の例を示す図である。この場合、影領域の法線方向への光の反射が起きないため、該法線方向のＢＲＤＦ分布が再現できないことになる。一方、図１０（ｂ）の様にプリント表面の凹凸が大きくない場合にはすべての面に光が入射されるため、反射率分布を全法線面で再現することが可能である。
【００５７】
そこで、本実施例では、入射光角度取得部１０２で取得された光源ベクトルを用いることで、図１０（ａ）で発生したような影領域があるのか無いのかを判定し、影領域が発生した場合には形状データを補正するようにすればよい。すなわち、影領域が発生しないように、図１０（ｂ）で示すように光源からの光が図１０（ａ）の影領域にも入射されるように、影領域近傍の形状を補正する。具体的には、影領域から光源ベクトルの方向の凸部を補正することで光源からの光が影領域に入射されるようにする。あるいは影領域となる凹部を補正することで光源からの光が影領域に入射されるようにする。
【００５８】
図１１は、実施例２におけるプリントデータ生成装置１１の構成の例を示す図である。図１１において、図１の構成の同様な動作を行う処理部については、同じ記号で記している。ここで、図１１に示すプリントデータ生成装置は、実施例１の構成に加えて影情報算出部１１０１と法線角度調整部１１０２をさらに有する。
【００５９】
影情報算出部１１０１は、面法線分布決定部１０５から出力される形状（面法線分布）データおよび入射光角度取得部１０２で取得される光源ベクトルとを用いて、図１０（ａ）に示すような影領域が発生する領域を算出する。影情報算出部１１０１は、例えばＢＲＤＦモデル群の全ての形状データが面法線分布決定部１０５から出力された後に、影領域の算出を行なう。本実施例では、入射光角度取得部１０２で光源ベクトルが取得されている。すなわち、光の角度は既知となっている。ここで、ある面（ＢＲＤＦモデルの画素の５ｘ５分の１）の法線ベクトルが決まっている場合、その面に入射光が入射される場合は、その面の天頂角９０度〜９０度の範囲に限られることになる。光源ベクトルが既知の場合、注目している面の法線ベクトルに対する角度を計算することでこの面に入射光が入射されるか、すなわち、影領域があるのか否かを判定できる。また、影領域があると判定した場合には、面の端から光源ベクトルと平行に伸ばした線を考慮することで影領域を特定することができる。
【００６０】
法線角度調整部１１０２は影情報算出部１１０１において影領域であると判定された領域に対して法線の角度が水平面に対して垂直な角度を０°とした時に低くなるように形状（面法線分布）データを補正する。あるいは、影領域の原因となってしまう領域に対して形状データを補正してもよい。
【００６１】
なお、特に法線ベクトルの角度が９０°に近く大きい場合、表面凹凸による影が発生しやすくなる。その場合、ターゲットとする反射率分布が面法線の制御により達成できない、すなわち、形状データを補正しても影領域が発生しないように調整できない場合が生じる。このような場合には、特に図示はしないがディスプレイなどへの表示等により、入力データを再現できないことが使用者に報知される。その場合、光源ベクトルの角度を小さくすることを促しても良い。
【００６２】
ここで行われる面法線分布データの補正については、光源ベクトルに対して法線ベクトルが９０°以上にならないように調整すればよく、その場合面法線分布決定部と同様な計算を上記制約を満たして行うようにすればよい。
【００６３】
また、影領域については光が入射されないので反射分布算出部１０３から出力される反射分布データにおいて反射成分が生じないのでインク色分解部１０４ではインク色分解ができていない。形状データを補正することにより影領域を生じさせないようにした場合には、この影領域であった領域についてインク量データを導出することを行なう。補正後の形状の領域に対応するＢＲＤＦモデルは表面散乱取得部１０１で取得した表面散乱データを用いて取得することができる。そして、光源ベクトルが入射光角度取得部１０２で取得されているので、影領域であった領域の光源ベクトルが既知の場合の反射成分を算出することができる。インク色分解部１０４は、実施例１で説明したように、この反射成分に対応するインク量データを導出して出力することで、影領域であった領域についてもインク量データを導出することが可能となる。
【００６４】
以上説明したように、本実施例によれば光源ベクトルを固定とした場合に生じる影領域についても、光が様々な方向に出射される様子を高精度に再現することが可能となる。
【００６５】
＜その他の実施例＞
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】
【００６６】
１０１  表面散乱取得部
１０２  入射光角度取得部
１０３  反射分布算出部
１０４  インク色分解部
１０５  面法線分布決定部
【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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【図１０】
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【図１１】
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