(57)【要約】【課題】新規発色材料を含む塗料による塗装外観についても、発色材料を試作したり、これを用いた塗装膜スペクトルデータを実測したりすることなく、商品の存在する環境を顧慮した視覚処理を行って色変換し、シミュレーション画像を生成することができる塗装外観の画像シミュレーション方法を提供する。【解決手段】塗装膜を構成する材料の物性及び構造の指定に基づいて塗装膜の光学特性（反射スペクトル分布）を算出し、仮想塗装物の位置、仮想塗装物に対する観察者の位置、仮想塗装物に入射する光の方向及び強度分布の設定に基づいて、前記塗装膜の光学特性算出値から仮想塗装物の光学特性を算出し、次いで算出された仮想塗装物の光学特性値から仮想塗装物の発色状態を算出し、算出された仮想塗装物の発色状態を画像出力し、表示する。【選択図】        図１
2004152000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の物理的作用によって発色する発色材料を含む塗料による塗装外観の画像シミュレーション方法であって、
塗装膜を構成する材料の物性及び構造の指定に基づいて塗装膜の光学特性を算出するステップと、
前記塗装膜の光学特性算出値から、仮想塗装物の位置、仮想塗装物に対する観察者の位置、仮想塗装物に入射する光の種類、方向及び強度分布の設定に基づいて、仮想塗装物の光学特性を算出するステップと、
前記仮想塗装物の光学特性算出値から仮想塗装物の発色状態を算出するステップと、
算出された仮想塗装物の発色状態を画像出力し、表示するステップからなることを特徴とする発色材料を含む塗装外観の画像シミュレーション方法。
【請求項２】
塗装膜の光学特性算出値を保存してデータファイルを作成することを特徴とする請求項１に記載の画像シミュレーション方法。
【請求項３】
塗装膜の光学特性を算出するステップに先立って、発色材料を構成する材料の物性及び構造の指定に基づいて発色材料の反射特性及び透過特性を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像シミュレーション方法。
【請求項４】
発色材料の反射特性及び透過特性算出値を保存してデータファイルを作成することを特徴とする請求項３に記載の画像シミュレーション方法。
【請求項５】
塗装膜の光学特性算出に際して、塗装膜及び該塗装膜に含まれる発色材料を構成する材料の屈折率及び形状、塗装膜内における前記発色材料の配置を条件に入れることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像シミュレーション方法。
【請求項６】
塗装膜の光学特性算出に際して、塗装膜に含まれる発色材料を構成する材料の屈折率及び形状を条件に入れて算出した発色材料の光の反射特性及び透過特性と、塗装膜内における発色材料の含有量を条件に入れて算出した塗装膜における光の反射スペクトル分布で表現される反射特性を光学特性として算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像シミュレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば回折、散乱作用など光の物理的作用によって発色する発色材料を含む塗料による塗装外観を視覚的に確認するのに用いられるシミュレーション方法に係わり、例えば自動車の外板塗装にこのような発色材料入り塗料を適用した場合の画像シミュレーション方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車等の表面意匠の設計や評価に際して、リアルな表面意匠の画像生成が求められており、従来までに知られている意匠表面の画像化方法としては、例えば、以下のものがあげられる。
【０００３】
例えば、自動車の車体塗装設計に関する技術として、特開平１１−６６１１９号公報には、パーソナルコンピュータを利用して、ソリッド系塗色やメタリック系塗色からなる自動車外板塗色の見本色から、被支援者が自動車外板塗色を車体に塗装された状態で視覚的に選定することができ、かつ選定された見本色の塗料配合を直ちに知ることができる自動車外板塗色の選定支援方法が提案されている。この方法における画像生成としては、パーソナルコンピュータの記憶装置に、被支援者による選択に供するための見本色を予め格納しておき、被支援者による自動車外板塗色の選定のために、表示装置に前記見本色を表示し、被支援者が指定した見本色を有する自動車車体の３次元コンピュータグラフィックス画像を自動車車体の３次元形状データ及び前記見本色の分光反射率データを用いて前記パーソナルコンピュータで作成、表示して被支援者に提示するようにしている。
【０００４】
また、特開平７−２６２４１３号公報に記載された３次元カラーグラフィック表示方法においては、基礎形状ＣＡＤデータ、色彩データ、材料種類データ等をそれぞれ独立してデータベース化し、これらを自由に組み合わせ画像化している。
【０００５】
特開平７−１２９７９４号公報には、表示対象の表面形状、表示対象表面の変角反射特性、光源と表示対象表面と視点との位置関係及び光源の輝度に関するデータに基づいてカラー画像を作成、表示するコンピュータグラフィック装置で、前記表示対象表面の変角反射特性及び光源の輝度に関するデータに基づいて表示対象表面の明度、色相及び彩度についての光の入射方向及び反射方向に関する角度特性を計算し、表示対象表面の明度、色相及び彩度についての角度特性を各々独立に変更して色調節し、明度、色相及び彩度についての角度特性を各色成分に関する角度特性に変換することによって、各色成分に関する角度特性、表示対象の表面形状、及び光源と表示対象表面と視点との位置関係に関するデータに基づいて表示対象の画像データを作成することが記載されている。
【０００６】
以上の方法においては、被観察物の表面意匠の光学特性を被観察物を構成する発色材料の物性や構造、被観察物を取り囲む環境因子を条件に入れて算出するのではなく、過去に得られた分光特性データベースや見本との見比べによる色あわせに基づく分光特性データベース、簡便な経験式に基づく分光特性分布等を用いて画像化するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
自動車等の設計においては、季節や天候、背景などの組み合わせによる多くのシーンに対する意匠性の選定及び評価をコンピュータグラフィックスによって行うことや、視認性向上を加味した設計、評価を行うことが要求されてきているが、現在提案されている方法では、表面意匠の材料構成を加味して、リアルな材質感の変化を画像表示することは極めて困難である。
【０００８】
また、近年、例えば回折、散乱作用など光の物理的作用によって発色し、見る方向によって色相が変化するような新規発色材料が開発され、このような発色材料を光輝材として含有する塗料も使用されるようになってきているが（例えば、特開２０００−３３３３４号、特開２００１−５８１５４号公報参照）、このような発色材料を構成する誘電体材料の種類や構造、発色材料のサイズや形態、塗装膜への含有率や配向状態、さらにはベース塗料の種類や塗膜厚さ、ベースカラーなどの組み合わせは無限に存在することになり、これら発色材料を試作し、それぞれの塗料と組み合わせて実際に塗装試験を行うとなると、莫大な時間と費用がかかることが明らかであり、このような発色材料を含む塗料による塗装外観の画像シミュレーション方法の確立が求められている。
【０００９】
本発明は、このような自動車を始めとする塗装外観の画像シミュレーションにおける上記課題に鑑みてなされたものであって、新規発色材料を含む塗料による塗装外観についても、測光・測色等の実測系を用いることなく、商品の存在する環境を顧慮した視覚処理を行って、色変換し、シミュレーション画像を生成することができる画像シミュレーション方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる塗装外観の画像シミュレーション方法においては、光の物理的作用によって発色する新規発色材料を含む塗料による塗装外観を画像シミュレーションするにあたり、まず、塗装膜を構成する材料の物性及び構造の指定に基づいて塗装膜の光学特性を算出し、算出された塗装膜の光学特性算出値から、仮想塗装物の位置、仮想塗装物に対する観察者の位置、仮想塗装物に入射する光の方向及び強度分布の設定に基づいて、仮想塗装物の光学特性を算出し、次いで算出された仮想塗装物の光学特性算出値から仮想塗装物の発色状態を算出したのち、算出された仮想塗装物の発色状態を画像出力し、表示するようにしており、新規発色材料を含む塗装外観の画像シミュレーション方法におけるこのような構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係わる塗装外観の画像シミュレーション方法における好適な処理工程を示すフローチャートである。
まず、ステップ１０１において、発色材料を構成する各材料の屈折率、構造、形状、サイズなどを指定し、これに基づいて発色材料表面へ光の入射角度と反射角度に依存する反射スペクトル分布等の反射特性及び、発色材料表面への光の入射角度と発色材料からの射出角度に依存する透過スペクトル分布等の透過特性を算出する。反射特性及び透過特性の算出値は、ステップ１０２において保存され、データファイルが作成される。
【００１２】
次に、ステップ１０３において、塗装膜を構成する材料、すなわち、塗膜の屈折率、塗膜厚さ、塗膜内における発色材料の含有率、配置などを指定し、これらとステップ１０１で算出された反射特性及び透過特性に基づいて塗装膜の光学特性を算出し、ステップ１０４において算出値が保存され、データファイル化される。このとき、前記各条件に基づく電磁波計算により塗装膜への光の入射角度と反射角度に依存する反射スペクトル分布を算出し、塗装膜表面の各発色材料の並びの乱れに起因して、塗装膜への光の入射角度と反射角度に依存する反射スペクトル分布の影響を加味し、例えば正規分布等の統計分布関数表示によってこのスペクトル分布を変形することによって算出した塗装膜での光の反射スペクトル分布を用い、あらかじめ塗装膜内の各発色材料の並びの乱れが明らかになった市販されている代表的な既存の光の物理的作用によって発色する発色材料を用いた表面意匠の実物と、前記統計分布関数表示によってこのスペクトル分布を変形することによって算出された光反射スペクトル分布による画像と比較しておき、この一致性を再現できる前記統計分布関数を得、これを用いた塗装膜での光の反射スペクトル分布を以後用いるようにする。
【００１３】
そして、ステップ１０５において、仮想塗装物の位置、これに対する観察者の位置、入射する外部光源の種類や光の方向、強度分布などの設定を行うことによって、ステップ１０３で算出された塗装膜の光学特性値（反射スペクトル分布）と、設定された各条件値に基づいて、仮想塗装物からの反射スペクトルが光学特性として新たに算出される。
【００１４】
次いで、ステップ１０５において算出された仮想塗装物の光学特性値から発色状態がステップ１０６において算出され、反射スペクトル分布が実際に見える色を示す数値データに変換され、ステップ１０７において仮想塗装物の発色状態が画像出力され、表示装置に表示される。
【００１５】
そして、仮想塗装物の置かれている環境条件、例えば、観察者に対する位置や方向、入射する外部光源の種類（昼間、夜間）や強度分布（季節、天候）などの設定を変更する場合には、ステップ１０５まで戻り、ステップ１０４で保存したファイルのデータと新たな設定値に基づいて、仮想塗装物からの反射スペクトルが光学特性として新たに算出される。また、発色材料を変更することなく、塗装膜、すなわち塗装条件の設定を変更するには、ステップ１０３まで戻り、ステップ１０２で保存したファイルのデータと塗装膜材料の物性や構造に関する新たな設定値に基づいて、塗装膜の光学特性値が算出される。また、発色材料の設定を変更する場合には、ステップ１０１まで戻ることは言うまでもない。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
【００１７】
（実施例１）
第１の実施例として、第１の誘電体が第２の誘電体中に微細かつ規則的に配列された物理発色材料を含む塗料を用いて、当該発色材料が全面を覆うように塗装された場合における車体表面の色の変化をシミュレーションした例を示す。
【００１８】
まず、発色材料１については、図２に示すように、第１の誘電体であるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：  平均屈折率ｎ１＝１．５８）からなり、ｘ−ｙ面内で２次元状に規則配列された円柱状の微細構造体２と、第１の誘電体とは異なる屈折率を備えた第２の誘電体であるナイロン６（Ｎｙｒｏｎ−６：  平均屈折率ｎ２＝１．５３）からなり、前記微細構造体２を取り囲み、微細構造体２の規則配列を保持するマトリックス材３からなるものとした。
【００１９】
円柱状をなす前記微細構造体２は、それぞれ０．１５μｍの径（２ｒ）を有すると共に、ｘ，ｙ軸方向に０．１５μｍのピッチ（Λ）だけ互いに離間し、ｘ軸方向にＭ＝２００列、ｙ軸方向にＮ＝１５行配列されている。そして、この発色材料１を含む塗装膜構造としては、図３に示すように、下地としての黒色ベースカラー層１１の上に、クリヤ層１２が形成され、上記発色材料１を短く切断した発色材チップ１３がクリヤ層１２中に含まれるものを想定した。また、クリヤ層１２の屈折率を１．５とし、黒色のベースカラー層１１に入射した光はすべて吸収されるものとした。なお、塗装膜１０の発色は青色を目標とした。
【００２０】
この塗装膜１０での任意の光入射角度と受光角度における反射及び任意の光入射角度と光射出角度における透過スペクトル分布を求めるために、以下に示すマックスウエルの電磁波方程式を解法した。
【００２１】
【数１】
2004152000.tif 000003
【数２】
2004152000.tif 000004
【数３】
2004152000.tif 000005
【数４】
2004152000.tif 000006
【００２２】
ここで、Ｅは電磁波の電場、Ｈは電磁波の磁場、εは誘電体の誘電率、μは誘電体の透磁率であって、上記の断面構造を有する系の反射、透過スペクトルの代表的な解法であるモーメント法を用いて計算した。
【００２３】
発色材料１を含む塗装膜１０内において、上記発色材チップ１３（発色材料１）を全面敷き詰めた状態を想定し、前述のように発色材料１を構成する第１及び第２誘電体の屈折率ｎ１＝１．５８およびｎ２＝１．５３、円柱径２ｒ＝０．１５μｍ、円柱間のピッチΛ＝０．１５μｍ、円柱数（Ｎ×Ｍ＝１５×２００）を指定し、任意の光の入射角度θｉｎと光の受光角度θｒｅｆに対する反射スペクトル分布のデータベースファイルを作成した。ここで、入射角度θｉｎは、入射光の進行方向と入射光側の発色材料表面に立てた法線とのなす角度、受光角度θｒｅｆは、反射光の進行方向と反射光側の発色材料表面に立てた法線とのなす角度、光の射出角度θｏｕｔは、透過光の進行方向と透過光側の発色材料表面の法線とのなす角度である。得られたデータベースは、反射スペクトルに関してＩＲ（λ，θｉｎ，θｒｅｆ）とし、この塗膜構成について、モーメント法を用いて、反射スペクトル計算を実行し、これをデータファイル化した。
【００２４】
さらに、選択された前記塗装膜表面の反射スペクトル分布のデータベースに基づいて、図４に示すように、車体塗装の反射スペクトルを計算した。
【００２５】
図４において、記号２０は車体表面（仮想塗装物）を表し、この車体表面２０を複数の要素に分割する。記号２０ａはこの分割要素のひとつを示すものである。車体表面２０において塗装が施されているところは、図３に示した塗装膜構造を有している。また、記号３０は太陽光など外部光源の入射光であり、記号３１は分割要素２０ａでの反射光、４０は観察者の視線方向を示すものである。
【００２６】
まず、車体表面２０を画像化するために、車体形状データやパーツの種類や形状を参照した。次に、分割要素２０ａでの観察者の視線４０方向への反射光（反射スペクトル）を算出するため、車体（仮想塗装物）の位置、車体に対する観察者の位置、光源の位置を設定し、各分割要素への入射光３０と、その視線４０方向への反射光を決定し、入射光３０の強度を決めるため、車体に入射する外部光源としての太陽位置（時刻）及び天気の状況、過去の経験を基にした人間の視覚感度に対応して光の強度分布を設定し、前記塗装膜１０の反射スペクトルデータファイルを参照した。
【００２７】
上記各分割要素での反射スペクトルの総和による車体表面全体の反射スペクトルを算出するため、レンダリング法の中の代表的なレートレース法を実施した。そして、車体表面２０の各分割要素に対して、色相（Ｈ）、明度（Ｖ）、彩度（Ｃ）に関する色彩計算を行い画像を出力した。そして、明るい昼間の状態から急に雲がかかって薄暗くなった時に、駐車中の車に接近した状況下における画像を時系列に複数作成し、車体塗装の意匠性と視認性を確認した。
【００２８】
その結果を図５ないし図７に示す。すなわち、図５は晴天下において遠方から観察した場合の車体塗装画像例、図６は曇天下において遠方から観察した場合の画像例、図７は同じく曇天下において接近して観察した場合の車体塗装画像例である。このように、明るい昼間の状態から急に雲がかかって薄暗くなった時に、駐車中の車に接近した状況下において観察される車体の外観を現実のようにシミュレーションできることが確認された。
【００２９】
（実施例２）
第２の実施例として、発色材料を含む塗装の色設計に対する応用例を以下に示す。
【００３０】
まず、青色の車体塗装表面の画像を生成するのに、以下の計算手順を踏んだ。
【００３１】
図２に示したように、誘電体断面内に規則的な微小構造を形成することによって特定の波長域の光反射を行うことができ、結果として特定の色域の発色をする物理発色材がある。図２に示した実施例１に係わる物理発色材料１における断面内の構造は、第１の誘電体からなり、ｘ−ｙ面内で２次元状に規則配列された円柱状の微小構造体２と、これとは異なる屈折率を有する第２の誘電体からなるマトリックス材３から成り立っている。まず、ポリマーデータベースを参考にして、初期の選択として、上記実施例と同様に第１及び第２の誘電体として、それぞれポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：  平均屈折率ｎ１＝１．５８）及びナイロン６（Ｎｙｒｏｎ−６：  平均屈折率ｎ２＝１．５３）を選択した。この発色材料１の塗装内のクリヤ層に相当する屈折率を有する媒質での任意の光入射角度と受光角度における反射スペクトル分布及び任意の光入射角度と光射出角度における透過スペクトル分を求めるために、上記の断面構造を有する系の反射、透過スペクトルの代表的な解法であるモーメント法を用いて計算した。
【００３２】
すなわち、上記発色材料１を構成する第１及び第２の誘電体の屈折率ｎ１及びｎ２、円柱径２ｒ、円柱間のピッチΛ、円柱数（Ｎ×Ｍ）を指定し、任意の光の入射角度θｉｎと光の受光角度θｒｅｆに対する反射スペクトル及び光の入射角度θｉｎと光の射出角度θｏｕｔに対する透過スペクトル分布のデータベースファイルを作成した。
【００３３】
得られたデータベースは、反射スペクトル分布に関してＩＲ（λ，θｉｎ，θｒｅｆ）とし、透過スペクトル分布に関して、ＩＴ（λ，θｉｎ，θｏｕｔ）とした。ここで、λは入射光の波長で３８０ｎｍから７２０ｎｍにわたり、計算サンプリング間隔については１０ｎｍとした。θｉｎは０°から９０°、θｒｅｆ及びθｏｕｔは−９０°から９０°にわたり、θｉｎ、θｒｅｆ及びθｏｕｔは、各々５°づつ変化させた。ここで、実施例１と同様に、円柱径２ｒ＝０．１５μｍ、円柱間のピッチΛ＝０．１５μｍ、円柱数（Ｎ×Ｍ＝１５×２００）の断面寸法を設定し計算を実行した。
【００３４】
次に、図３に示したように、下地の黒色ベースカラー層１１と、クリヤ層１２と、クリヤ層１２中に含まれる発色材チップ１３から成る塗装膜構造を想定した。なお、この系において、以下の仮定を行った。
▲１▼  クリヤ層１２の厚さは、物理発色材チップ１３の厚さの数倍程度である。
▲２▼  クリヤ層１２内では、発色材チップ１３は重なって存在することなく十分に離れている。
▲３▼  クリヤ層１２における光吸収は十分に小さいものとして無視する。
▲４▼  ベースカラー層１１の反射率は、発色材チップ１３の反射率に比べて、かなり小さい。
▲５▼  クリヤ層１２は樹脂で、屈折率ｎ’は、発色材を構成する誘電体の屈折率とほぼ同じ値であり、クリヤ層の表面での光反射は、光の波長に依存しない反射に寄与する部分を含む。
【００３５】
次に、塗装膜１０の表面における光の反射強度を求めるために、以下に示す演算式を用いた。塗装面への入射光の波長は、λとし、塗装膜面に対して、光の入射角度θｉｎで、光の反射角度θｒｅｆとする。
まず、ベースカラー層１１における入射光強度：Ｂ（λ，θｉｎ）は、式（５）により求めた。
【００３６】
【数５】
2004152000.tif 000007
ここで、θ’ｉｎ、θ’ｏｕｔは、各々クリヤ層１２内の発色材チップ１３への光入射角度、発色材チップ１３からの射出角度を意味する。例えば、
【数６】
2004152000.tif 000008
のような関係が、スネルの法則によって成り立っている。
Ｒｓｕｒｆ（θｉｎ，θｒｅｆ）は、クリヤ層１２表面における光の反射率である。
【００３７】
式（５）において、第１項は、発色材チップ１３のない部位を透過してきた光強度に関するものであり、第２項は、発色材チップ１３がある部位を透過してきた光強度に関する部分である。なお、ここで、入射光の強度分布をＩ（λ）、塗装膜面に対する発色材チップ１３による被覆割合（占有割合）をＳとする。また、Σは、ベースカラー層１１の微小面積素Δｓにわたって和をとることを意味する。
【００３８】
また、ベースカラー層１１での反射強度：Ａ（λ，θｉｎ）は、式（７）から求めた。
【００３９】
【数７】
2004152000.tif 000009
【００４０】
これは、ベースカラー層１１に入射した光のベースカラー層１１での拡散反射による反射強度である。ここで、Ｐ（λ）は、色相、明度、彩度等を指定することによって、ベースカラーのデータベースを参照して得られる反射スペクトル分布である。
【００４１】
上記式（５），（６），（７）によって、塗装膜１０からの反射強度ＴＰ（λ，θｉｎ，θｒｅｆ）は、式（８）によって表される。
【００４２】
【数８】
2004152000.tif 000010
【００４３】
ここで、θ’ｒｅｆは、各々クリヤ層１２内の発色材チップ１３への光反射角度を意味する。式（８）において、第１項は、ベースカラー層１１での拡散反射により、発色材チップ１３を透過することなく塗装膜１０の外に射出された光の反射強度であり、第２項は、ベースカラー層１１での拡散反射の後、発色材チップ１３を透過して射出された光の強度、第３項は、発色材チップ１３で直接反射して、射出されたものの強度である。また、第４項は、クリヤ層１２の表面における光反射強度である。以上の算出式を用いて、今回の計算では、ベースカラーは、薄い暗い緑色で、被覆割合Ｓが０．１、０．２、１．０（隙間なく敷き詰めた状態）とし、θｉｎ＝θｒｅｆの場合に関する反射スペクトル計算結果をファイル化した。
【００４４】
塗装膜表面反射スペクトル計算結果を用いて、塗装膜１０内における発色材チップ１３の配向ばらつきに起因する塗装膜１０の反射強度分布を求めるために、以下の計算方法を用いた。
すなわち、代表的な試作物の外観と画像とが一致するように、２つの正規分布関数を用いて、下記パラメーターをフィッテングして、全入射角度と全受光角度にわたる反射強度分布を作成した。ここで、２つの正規分布関数は、式（９）に示すものとする。
【００４５】
【数９】
2004152000.tif 000011
【００４６】
ここでは、ｚ＝θｉｎ−θｒｅｆであって、２つの正規分布関数における標準偏差σ１及びσ２は、それぞれ１０．０及び５０．０とし、ウエイトは、１０：１にし、これらの和を取った分布関数を作った。そして、前記塗装膜１０の反射スペクトル計算から算出した反射スペクトル分布にこの強度分布関数をかけ、新たな塗装膜の反射スペクトル分布を得、これをデータベース化した。
【００４７】
そして、さらに選択された前記塗装膜表面の反射スペクトル分布のデータベースに基づいて、実施例１と同様に車体塗装の反射スペクトルを計算する。
【００４８】
すなわち、車体表面２０を画像化するために、車体形状データやパーツの種類や形状を参照した。次に、分割要素２０ａでの観察者の視線４０方向への反射光（反射スペクトル）を算出するため、車体の位置、車体に対する観察者の位置、光源の位置を設定し、各分割要素への入射光３０と、その視線４０方向への反射光を決定し、入射光３０の強度を決めるため、車体に入射する外部光源としての太陽位置及び天気の状況、過去の経験を基にした人間の視覚感度に対応して、光の強度分布を設定し、前記塗装膜１０の反射スペクトル分布のデータベースを参照して算出した。
【００４９】
上記各分割要素での反射スペクトルの総和による車体表面全体の反射スペクトルを算出するため、レンダリング法の中の代表的なレートレース法を実施した。そして、車体表面２０の各分割要素に対して、色相（Ｈ）、明度（Ｖ）、彩度（Ｃ）に関する色彩計算を行い画像を出力した。以上の手順によって、うす曇りでの塗装膜１０内での発色材チップ１３の被覆割合Ｓによる車体の見え方を確認するため画像を生成し、その結果を図８ないし図１０に示す。すなわち、図８は被覆割合Ｓ＝０．０の場合（発色材チップ１３を含まない場合）における車体塗装の画像例、図９は被覆割合Ｓ＝０．１の場合の画像例、図１０は被覆割合Ｓ＝０．２の場合の画像例である。
【００５０】
これらの結果から、うす曇りの状況下でも、塗装膜１０における発色材チップ１３による被覆割合Ｓが０．２程度あれば、車体塗装として十分意匠性があることを確認された。
【００５１】
上記実施例においては、いずれも自動車の外板塗装に本発明を適用した例を示したが、車体形状に関するデータベースを交換すれば、自動車以外の塗装物に適用できることは言うまでもない。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係わる塗装外観の画像シミュレーション方法においては、塗装膜を構成する材料の物性及び構造の指定によって算出された塗装膜の光学特性のデータファイルに基づいて、仮想塗装物としての商品の位置、商品に対する観察者の位置、商品に入射する光の種類、方向、強度分布の設定によって、新たに商品の光学特性を算出し、当該光学特性算出値から発色状態を決定して画像化するようにしているので、新規発色材料を含む塗料による塗装外観についても、新規発色材料を試作したり、これを含む塗装物のスペクトルデータを実測したりすることなく、種々のシーンに対応した現実感のある画像シミュレーションが可能になるという極めて優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる塗装外観の画像シミュレーション方法における処理工程の一例を示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施例において想定した発色材料の構造を示す斜視図である。
【図３】図２に示した発色材料を含む塗装膜モデルの断面図である。
【図４】本発明の実施例において車体塗装膜からの反射スペクトルの算出方法を示す説明図である。
【図５】実施例１によるシミュレーション画像例として、晴天下における遠方からの車体塗装画像を示す図である。
【図６】実施例１によるシミュレーション画像例として、曇天下における遠方からの車体塗装画像を示す図である。
【図７】実施例１によるシミュレーション画像例として、曇天下において接近した場合の車体塗装画像を示す図である。
【図８】実施例２によるシミュレーション画像例として、発色材料による塗装膜面の被覆割合Ｓが０．０の場合の車体塗装画像を示す図である。
【図９】実施例２によるシミュレーション画像例として、発色材料による塗装膜面の被覆割合Ｓが０．１の場合の車体塗装画像を示す図である。
【図１０】実施例２によるシミュレーション画像例として、発色材料による塗装膜面の被覆割合Ｓが０．２の場合の車体塗装画像を示す図である。
【符号の説明】
１  発色材料
２  微細構造体（第１の誘電体）
３  マトリックス材（第２の誘電体）
１３  発色材チップ（発色材料）
【図１】
2004152000.tif 000012
【図２】
2004152000.tif 000013
【図３】
2004152000.tif 000014
【図４】
2004152000.tif 000015
【図５】
2004152000.tif 000016
【図６】
2004152000.tif 000017
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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