(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然木材の表面に現れる木調質感を表現するために用いる木調質感エンボスシートを作成する方法であって、
樹木を構成する繊維質の流れの向きを示す三次元ベクトル場内に、多数の画素からなる画素配列を有する画像形成面を配置し、前記画素に、当該画素内の所定点位置における前記三次元ベクトル場のベクトルの向きと前記画像形成面とのなす角を示す繊維もぐり角ξを定義する繊維もぐり角定義段階と、
繊維もぐり角ξの変化に対して単調増加もしくは単調減少する角度θが得られるように、ξからθへの変換を行う変換式を定義し、前記画像形成面上に参照線Ｒを定義し、前記画素に定義された繊維もぐり角ξを前記変換式を用いて変換することにより角度θを求め、前記画素の所定点に、前記画像形成面に含まれ前記参照線Ｒに対して当該画素について求められた角度θをなす方向ベクトルを定義する方向ベクトル生成段階と、
前記画像形成面上に、個々の画素に定義されている方向ベクトルに沿った流れをもち、隣接画素の集合体からなる多数の万線を定義する万線形成段階と、
前記万線を構成する画素からなる領域が凹部もしくは凸部を形成する二値段差構造をもった凹凸パターンが表面に形成されたエンボスシートを作成するエンボスシート作成段階と、
を有することを特徴とする木調質感エンボスシートの作成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の作成方法において、
縦横に配列された多数の画素からなる画素配列を有する画像形成面を用い、各画素の中心点に繊維もぐり角ξおよび方向ベクトルを定義し、
万線形成段階で、
前記画素配列の第１行目に、互いに所定間隔をおいて配置された複数の代表画素を定義し、各代表画素の近傍に、前記第１行目に連続配置された画素群からなる画素帯をそれぞれ定義する第１のステップと、
第ｉ行目の各代表画素について、これら各代表画素の中心点を通り当該中心点に定義された方向ベクトルの方向に延びる直線に最も近い中心点を有する第（ｉ＋１）行目の画素を求め、求めたこれらの画素を第（ｉ＋１）行目の代表画素と定義し、これら第（ｉ＋１）行目の代表画素の近傍に、前記第（ｉ＋１）行目に連続配置された画素群からなる画素帯をそれぞれ定義する第２のステップと、
パラメータｉの値をｉ＝１から１ずつ増加させながら、前記第２のステップを繰り返し実行する第３のステップと、
を行い、最終的に得られた画素帯の集合によって万線を形成することを特徴とする木調質感エンボスシートの作成方法。
【請求項３】
請求項２に記載の作成方法において、
第２のステップの後に、相互の間隔が所定の基準以上離れた一対の画素帯が存在する場合には、この一対の画素帯の間に新たな代表画素を定義し、この新たな代表画素に基づいて新たな画素帯を発生させる調整処理を行うことを特徴とする木調質感エンボスシートの作成方法。
【請求項４】
請求項２に記載の作成方法において、
第２のステップの後に、自己の左側に隣接する画素帯と自己の右側に隣接する画素帯との間隔が所定の基準以下に接近している画素帯が存在する場合には、当該画素帯およびその代表画素を消滅させる調整処理を行うことを特徴とする木調質感エンボスシートの作成方法。
【請求項５】
天然木材の表面に現れる木調質感を表現するために用いる木調質感エンボスシートを作成する装置であって、
樹木を構成する繊維質の流れの向きを示す三次元ベクトル場を発生させるベクトル場発生手段と、
前記三次元ベクトル場内に、多数の画素からなる画素配列を有する画像形成面を配置し、前記画素に、当該画素の中心点位置における前記三次元ベクトル場のベクトルの向きと前記画像形成面とのなす角を示す繊維もぐり角ξを定義する繊維もぐり角演算手段と、
繊維もぐり角ξの変化に対して単調増加もしくは単調減少する角度θが得られるように、ξからθへの変換を行う変換式に基づいて、前記画素に定義された繊維もぐり角ξを前記変換式を用いて変換することにより角度θを求め、前記画素の中心点に、前記画像形成面に含まれ、前記画像形成面上に定義された所定の参照線Ｒに対して当該画素について求められた角度θをなす方向ベクトルを定義する方向ベクトル演算手段と、
前記画像形成面上に、個々の画素に定義されている方向ベクトルに沿った流れをもち、隣接画素の集合体からなる多数の万線を定義し、これら万線から構成される二値画像パターンを生成するパターン生成手段と、
前記二値画像パターンに基づいて、前記万線を構成する画素からなる領域が凹部もしくは凸部を形成する二値段差構造をもった凹凸パターンを有するエンボス版を作成する刷版手段と、
前記エンボス版を用いてエンボスシートを作成するエンボス加工手段と、
を備えることを特徴とする木調質感エンボスシートの作成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、木調質感エンボスシートおよびこれを用いた建材に関し、特に、天然木材の表面に現れる「照り」あるいは「もく」と呼ばれている光沢模様を表現するために、木目柄パターンの印刷面の上に積層して用いる木調質感エンボスシートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
壁紙や床材などの建材の表面装飾や、家具の表面装飾の模様として、木目柄パターンは最も好まれて用いられるモチーフである。このような木目柄パターンをもった印刷物を作成する場合、通常は、天然木の材面をカメラなどで撮影し、この天然木のもつ木目柄パターンをそのまま利用する方法が採られる。近年では、印刷分野においてもコンピュータを利用した画像処理技術が普及してきているため、天然木の木目柄パターンをＣＣＤカメラなどで画像データとして取り込み、この画像データに対して、コンピュータを利用して必要な画像処理を施し、処理後の画像データに基づいて印刷を行うという手法も広く行われている。
【０００３】
また、最近は、意匠性の高い木目柄をもった天然木を入手することが困難になってきており、実際の天然木材を全く用いることなしに、コンピュータを利用して完全に人為的に木目柄パターンを作成しようとする試みもなされている。たとえば、特開平８−２２５３８号公報には、三次元空間内に三次元樹木モデルを定義し、これを所定の切断面で切断することにより、木目導管断面パターンを得る手法が開示されている。
【０００４】
一般に、天然木にみられる木目模様は、主に、年輪模様、導管溝模様、照り模様などから構成されている。年輪模様は、一年ごとの寒暖差に基づいて天然木の一年の成長に合わせて形成される細胞組織の粗密の模様である。導管溝模様は、天然木の成長に必要な水分や養分の通路として用いられる繊維状の導管を切断することによって得られる断面模様であり、通常は、ややいびつな楕円状をした模様になる。一方、照り模様は、一般に「照り」あるいは「もく」と呼ばれている光沢模様であり、材面からの反射光に基づいて生じる模様である。天然木の材面では、繊維質の配向性が部分ごとに異なっており、この配向性の分布が照り模様として観察されることになる。光の反射に基づいて生じる模様であるため、同一の材面であっても、光源からの光の入射方向および観察者による観察方向によって、異なった照り模様が現れることになる。
【０００５】
このように、照り模様は、光学的な観察条件によって変化するという特有の性質をもった模様であるため、塩化ビニールなどのシート上に木目柄を印刷した人工的な建材の場合、通常の印刷層のみによって表現することは困難である。そこで、印刷シートの上にエンボスシートを形成した積層構造を採り、このエンボスシートの表面の凹凸構造により、照り模様を表現する技術が提案されている。たとえば、特開平５−２８９３０２号公報には、表面に多数の万線条溝を形成した木調質感エンボスシートを用いて、照り模様を表現する手法が開示されており、特開平８−３２３９４８号公報には、この木調質感エンボスシート上の照り模様を、年輪模様および導管溝模様に融合させるための手法が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した万線条溝を用いた木調質感エンボスシートを用いれば、観察方向に応じて変化する照り模様を表現することは可能である。しかしながら、従来提案されている万線条溝による照り模様の表現は、あくまでも疑似的な表現であり、天然木の材面から得られる実際の照り模様を十分に再現することはできない。このため、天然の照り模様に比べて不自然さが残り、観察者に違和感を抱かせてしまう結果となる。
【０００７】
そこで本発明は、より天然木の材面に近い自然な照り模様を表現することが可能な木調質感エンボスシートを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
(1)   本発明の第１の態様は、天然木材の表面に現れる木調質感を表現するために用いる木調質感エンボスシートを作成する方法において、
樹木を構成する繊維質の流れの向きを示す三次元ベクトル場内に、多数の画素からなる画素配列を有する画像形成面を配置し、各画素に、当該画素の所定点位置における三次元ベクトル場のベクトルの向きと画像形成面とのなす角を示す繊維もぐり角ξを定義する繊維もぐり角定義段階と、
繊維もぐり角ξの変化に対して単調増加もしくは単調減少する角度θが得られるように、ξからθへの変換を行う変換式を定義し、画像形成面上に参照線Ｒを定義し、各画素に定義された繊維もぐり角ξを定義した変換式を用いて変換することにより角度θを求め、各画素の上記所定点に、画像形成面に含まれ参照線Ｒに対して当該画素について求められた角度θをなす方向ベクトルを定義する方向ベクトル生成段階と、
画像形成面上に、個々の画素に定義されている方向ベクトルに沿った流れをもち、隣接画素の集合体からなる多数の万線を定義する万線形成段階と、
万線を構成する画素からなる領域が凹部もしくは凸部を形成する二値段差構造をもった凹凸パターンが表面に形成されたエンボスシートを作成するエンボスシート作成段階と、
を行うようにしたものである。
【０００９】
(2)   本発明の第２の態様は、上述の第１の態様に係る木調質感エンボスシートの作成方法において、
縦横に配列された多数の画素からなる画素配列を有する画像形成面を用い、各画素の中心点に繊維もぐり角ξおよび方向ベクトルを定義し、
万線形成段階で、
画素配列の第１行目に、互いに所定間隔をおいて配置された複数の代表画素を定義し、各代表画素の近傍に、第１行目に連続配置された画素群からなる画素帯をそれぞれ定義する第１のステップと、
第ｉ行目の各代表画素について、これら各代表画素の中心点を通り当該中心点に定義された方向ベクトルの方向に延びる直線に最も近い中心点を有する第（ｉ＋１）行目の画素を求め、求めたこれらの画素を第（ｉ＋１）行目の代表画素と定義し、これら第（ｉ＋１）行目の代表画素の近傍に、第（ｉ＋１）行目に連続配置された画素群からなる画素帯をそれぞれ定義する第２のステップと、
パラメータｉの値をｉ＝１から１ずつ増加させながら、第２のステップを繰り返し実行する第３のステップと、
を行い、最終的に得られた画素帯の集合によって万線を形成するようにしたものである。
【００１０】
(3)   本発明の第３の態様は、上述の第２の態様に係る木調質感エンボスシートの作成方法において、
第２のステップの後に、相互の間隔が所定の基準以上離れた一対の画素帯が存在する場合には、この一対の画素帯の間に新たな代表画素を定義し、この新たな代表画素に基づいて新たな画素帯を発生させる調整処理を行うようにしたものである。
【００１１】
(4)   本発明の第４の態様は、上述の第２の態様に係る木調質感エンボスシートの作成方法において、
第２のステップの後に、自己の左側に隣接する画素帯と自己の右側に隣接する画素帯との間隔が所定の基準以下に接近している画素帯が存在する場合には、当該画素帯およびその代表画素を消滅させる調整処理を行うようにしたものである。
【００１２】
(5)   本発明の第５の態様は、天然木材の表面に現れる木調質感を表現するために用いる木調質感エンボスシートを作成する装置において、
樹木を構成する繊維質の流れの向きを示す三次元ベクトル場を発生させるベクトル場発生手段と、
三次元ベクトル場内に、多数の画素からなる画素配列を有する画像形成面を配置し、画素に、当該画素の中心点位置における三次元ベクトル場のベクトルの向きと画像形成面とのなす角を示す繊維もぐり角ξを定義する繊維もぐり角演算手段と、
繊維もぐり角ξの変化に対して単調増加もしくは単調減少する角度θが得られるように、ξからθへの変換を行う変換式に基づいて、画素に定義された繊維もぐり角ξを変換式を用いて変換することにより角度θを求め、画素の中心点に、画像形成面に含まれ、画像形成面上に定義された所定の参照線Ｒに対して当該画素について求められた角度θをなす方向ベクトルを定義する方向ベクトル演算手段と、
画像形成面上に、個々の画素に定義されている方向ベクトルに沿った流れをもち、隣接画素の集合体からなる多数の万線を定義し、これら万線から構成される二値画像パターンを生成するパターン生成手段と、
二値画像パターンに基づいて、万線を構成する画素からなる領域が凹部もしくは凸部を形成する二値段差構造をもった凹凸パターンを有するエンボス版を作成する刷版手段と、
エンボス版を用いてエンボスシートを作成するエンボス加工手段と、
を設けるようにしたものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。
【００２０】
§１．  天然木の材面に現れる照り模様の本質
本発明の主眼は、天然木の材面に現れる自然な照り模様を、エンボスシートを用いて人為的に再現することにある。そこで、ここでは、天然木の材面に現れる照り模様の本質について述べておく。
【００２１】
既に述べたように、一般的な天然木の材面には、年輪模様、導管溝模様、照り模様が存在する。ここで照り模様は、入射光の角度や観察方向によって変化する特有の模様であり、一般に「照り」あるいは「もく」と呼ばれている。たとえば、天然木から切り出した材木板をある方向から観察すると、図１(a) にハッチングを施して示す領域が白っぽく光って見え、観察方向を若干変えると、今度は、図１(b) に示すように、別な領域が白っぽく光って見える。このように、照り模様のパターンが観察角度によって変化するのは、天然木の材面上では、繊維質の配向性が部分ごとに異なっているためである。天然木の内部には、植物としての営みを行うために、細胞、導管、繊維などの種々の要素が含まれており、これらの要素は全体的には樹木の成長方向を向いている。ここでは、このように樹木の成長方向に沿った軸方向要素を包括的に繊維質と呼ぶことにする。
【００２２】
このように、天然木の繊維質は、全体的には樹木の成長方向を向いているものの、部分的にはその向きにバラツキを生じていることが多い。このような配向性は一般に「木理」と呼ばれており、配向性の状態により、波状木理、螺旋木理、交錯木理といった名称で呼ばれている。たとえば、実際の天然木の成長方向が基準軸Ａの方向だとすると、天然木内部の繊維質は全体としてはこの基準軸Ａに沿った方向に伸びているが、部分的にはその向きにバラツキが生じていることになる。このような部分的な向きのバラツキが、材面上では照り模様として認識されることになる。
【００２３】
ここでは、この「木理」の概念を視覚的に把握できるように、図２に示すような基準繊維束モデルを考えてみる。ここに示すモデルは、樹木内の導管や繊維などの軸方向要素の向きを、多数の細長い円筒状繊維の束で示したものであり、樹木を構成する繊維質の流れの向きを示すものである。もちろん、実際の天然木は、このような単純な円筒状繊維の束から構成されるわけではなく、細胞、導管、繊維など多数の要素を含んでいるが、ここではこれら多数の要素の軸方向要素の向きを示すモデルとして、円筒状の繊維束モデルを用いることにする。基本的には、この図２に示すように、繊維束は成長方向を向いた基準軸Ａに沿ったものとなり、個々の繊維はいずれも基準軸Ａに平行に配置されるはずである。すなわち、ある繊維上での着目点Ｐと、同じ繊維上の隣接点Ｑとの位置関係を考えると、点Ｐから点Ｑへ向かうベクトル（以下、繊維方向ベクトルと呼ぶ）は、基準軸Ａの方向を向いたものになる。しかしながら、自然界で成長する樹木には、その成長過程において、部分的に繊維質の向きが異なる現象が多くみられ、そのような向きのバラツキ現象が「木理」として現れることになる。
【００２４】
たとえば、図３左に示すように、基準軸Ａに対して垂直な方向Ｂを定義し、基準軸Ａに沿った方向を示すベクトルに方向Ｂの成分を部分的に付加することにより繊維方向ベクトルＦ１→（電子出願の制約から、本願明細書においては、本来符号の上部に付記するベクトル記号“→”を符号右側に付記することにする）を定義する。そして、個々の繊維がこの繊維方向ベクトルＦ１→に沿った方向を向くように、図２に示す基準繊維束モデルを歪ませると、図３右に示すような歪曲繊維束モデルが得られる。図２のモデルにおける点Ｐ，Ｑは、図３のモデルではそれぞれ点Ｐ′，Ｑ′へと変位しており、点Ｐ′から点Ｑ′へ向かうベクトルは、点Ｐ（もしくは点Ｐ′）の位置における繊維方向ベクトルＦ１→となる。このような歪曲繊維束モデルは、一般に波状木理と呼ばれている木理を含んだモデルとなる。
【００２５】
また、図４左に示すように、基準軸Ａの周囲を螺旋状に取り巻く繊維方向ベクトルＦ２→を定義し、個々の繊維がこの繊維方向ベクトルＦ２→に沿った方向を向くように、図２に示す基準繊維束モデルを歪ませると、図４右に示すような歪曲繊維束モデルが得られる。図２のモデルにおける点Ｐ，Ｑは、図４のモデルではそれぞれ点Ｐ′，Ｑ′へと変位しており、点Ｐ′から点Ｑ′へ向かうベクトルは、点Ｐ（もしくは点Ｐ′）の位置における繊維方向ベクトルＦ２→となる。このような歪曲繊維束モデルは、一般に螺旋木理と呼ばれている木理を含んだモデルとなる。
【００２６】
続いて、繊維質の向きと照り模様との関係を考えてみる。いま、図２に示すような基準繊維束モデル（すなわち、繊維質がすべて基準軸Ａに沿ったモデル）を、図５に示すように、基準軸Ａに垂直な切断面Ｊで切った場合と、図６に示すように、基準軸Ａに平行な切断面Ｊで切った場合について、それぞれ切断面Ｊの鏡面反射光強度（光沢度）を比べてみる。一般に、図５に示すように、樹木の成長方向（基準軸Ａの方向）に対して垂直な切断面で天然木を切断したときに現れる切り出し面は「木口面」と呼ばれており、図６に示すように、樹木の成長方向（基準軸Ａの方向）に対して平行な切断面で天然木を切断したときに現れる切り出し面は「柾目面」と呼ばれている（より正確には、「柾目面」とは、特に中心軸を通る面で切断した場合の切り出し面をいい、切断面が成長方向に平行ではあるが、中心軸からはずれている場合は「板目面」という）。
【００２７】
図５に示すような「木口面」による切断を行うと、材木板表面に対して、個々の繊維は垂直に潜るような配向性を有することになり、照射された光は材木板内部で吸収されやすくなり、外部に出てきにくくなる。したがって、表面の鏡面反射率は低くなり、光沢感のない面になる。これに対し、図６に示すような「柾目面」による切断を行うと、材木板表面に対して、個々の繊維は水平に寝るような配向性を有することになり、照射された光の多くは材木板内部へは浸透せずに表面で反射することになる。したがって、表面の鏡面反射率は高くなり、光沢感のある面になる。もちろん、観察者から見た光沢感は、表面の鏡面反射率だけでなく、光源の方向および観察方向に基づいて定まる。
【００２８】
図７は、材木板表面の繊維質の配向性と鏡面反射率との関係を説明する図である。いま、材木板１００の表面（切断面Ｊ）に、図に繊維方向ベクトルＦ→として示すような配向性をもって繊維Ｆが配置されているものとする。このとき、切断面Ｊと繊維Ｆとのなす角ξは、繊維もぐり角と呼ばれている。図５に示す「木口面」による切断の場合、繊維もぐり角ξ＝９０°となり、図６に示す「柾目面」による切断の場合、繊維もぐり角ξ＝０°となる。ここでは、材木板１００の上方に仮想光源２００（面光源）を仮定し、この仮想光源２００から材木板１００の表面（切断面Ｊ）に対して垂直な光線が照射され、この表面からの拡散反射光および鏡面反射光を観察する単純な場合を考える。この場合、観察される拡散反射光の強度は、材木板１００の表面の木目模様の色成分によって左右され、この拡散反射光による画像は、いわゆる着色された模様として認識されることになる。一方、観察される鏡面反射光の強度Ｗ（光沢度）は、繊維もぐり角ξによって左右され、通常、図８のグラフに示すような関係が定義される。
【００２９】
より正確には、各部における鏡面反射光強度は、光の照射方向と繊維もぐり角ξとの双方によって決定される。すなわち、図７に示すように、切断面Ｊ上の点Ｐにおいて、光線方向ベクトルＬ→と繊維方向ベクトルＦ→とを図のように定義すれば、両ベクトルの交錯角φによって点Ｐにおける鏡面反射光強度が決定されることになる。上述の例のように、光線方向ベクトルＬ→が切断面Ｊに対して垂直であるモデルの場合、ベクトル交錯角φ＝９０°−ξとなり、図８のグラフに示すように、φ＝９０°のときに鏡面反射光強度が最高になり、φ＝０°のときに最低となる。図５に示す「木口面」による切断の場合、繊維もぐり角ξ＝９０°となるため鏡面反射光強度Ｗが小さくなり、光沢感が少なくなる。逆に、図６に示す「柾目面」による切断の場合、繊維もぐり角ξ＝０°となるため鏡面反射光強度Ｗが大きくなり、光沢感が大きくなる。
【００３０】
ところで、図２に示すような基準繊維束モデルを平面で切断した場合、その切断方向によって、切断面全体の光沢感の大小は左右されるが、光沢感の部分的な大小分布は生じないので、いわゆる照り模様は発生しない。実際の天然木から切り出した材木板の表面に照り模様が見られるのは、実際の天然木には、図３あるいは図４に示したような木理の要素が含まれているためである。このように、木理の要素を含んだ樹木を切断すると、切断面上の各部分ごとに異なる繊維もぐり角ξが得られることになり、この部分ごとの異なる繊維もぐり角ξに基づいて照り模様が現れることになる。もっとも、天然木の木理に基づく繊維質の向きの変化は、自然の揺らぎをもった緩やかなものであるため、材面の観察角度を変えることにより現れる照り模様の変化も、自然の揺らぎをもった緩やかなものになる。要するに、天然木には、木理による「繊維質の独特な流れ」が存在し、部分的に繊維質の流れが変わると、上述したように鏡面反射光の強度にも変化が現れるため、部分的に「反射ムラ」が生じることになり、いわゆる「照り模様」が現れることになる。
【００３１】
§２．  本発明による照り模様再現のアプローチ
このように、天然木の材面に現れる照り模様の本質は、木理に基く繊維もぐり角ξの分布にあり、繊維もぐり角ξがほぼ同じ領域が、ある特定の観察条件において同時に光って見えることになる。したがって、天然木の照り模様を全く同じ原理で再現するためには、エンボスシートの表面に種々の繊維もぐり角ξをもった繊維質の構造を物理的に再現する必要がある。しかしながら、現在のエンボス加工技術では、商業用の建材製造プロセスに、このような実際の繊維質構造を再現するための複雑な工程を組み込むことは現実的ではない。現在、一般的に利用されているエンボス版の製造方法は、ダイレクトエッチング法と呼ばれる方法であり、この方法で作成されたエンボス版上には、凹部と凸部との二段階の段差構造が形成されるだけである。このダイレクトエッチング法を何回か繰り返し行えば、多段構造を得ることもできるが、種々の繊維もぐり角ξをもった繊維質の構造を物理的に再現することは不可能である。
【００３２】
本発明の基本概念は、実際の天然木の材面に現れる繊維もぐり角ξという要素を、エンボスシート上では万線条溝の方向に置き換え、多数の万線条溝として、照り模様を表現する点にある。一般に、多数の細かな線からなるパターンは、万線パターンと呼ばれており、本発明では、この万線をエンボスシート上に凹凸構造をもった万線条溝として形成することになる。
【００３３】
図９は、エンボスシートＥ上に形成された万線条溝Ｇの基本構造を示す斜視図である。この例では、幅Ｗ１の万線条溝Ｇが相互に間隔Ｗ２を保ちながら多数形成されている。エンボスシートＥの全体の厚みＤ１に対して、万線条溝Ｇは深さＤ２の溝を形成しており、多数の万線条溝Ｇがほぼ平行に配置されている。このような万線条溝Ｇからなるパターンは、幅Ｗ１をもった凹部と幅Ｗ２をもった凸部との二段階の段差構造からなり、従来の一般的なダイレクトエッチング法を用いて容易に構成することができる。
【００３４】
このような万線条溝Ｇが形成されたエンボスシートＥは、その表面から得られる反射光の強度が観察方向によって異なることが知られている。このエンボスシートＥを、万線条溝Ｇに平行な面で切断した断面を図１０(a) に示し、万線条溝Ｇに垂直な面で切断した断面を図１０(b) に示す。図１０(a) に示すように、万線条溝Ｇに対して平行な方向から入射した光は、万線条溝Ｇの底面で反射して、そのまま万線条溝Ｇに沿った方向へと鏡面反射光として射出する。これに対して、図１０(b) に示すように、万線条溝Ｇに対して垂直な方向から入射した光は、万線条溝Ｇの壁面および底面で何回も反射して、最終的にバラバラな方向へ拡散反射光として射出する。このため、万線条溝Ｇに平行な方向から観察すると、強い鏡面反射光が得られるが、万線条溝Ｇに垂直な方向から観察すると、鏡面反射光は弱くなる。
【００３５】
万線条溝Ｇのこのような性質を利用すれば、照り模様を疑似的に表現することが可能になる。たとえば、図１１の平面図に示すように、エンボスシートＥの表面全体に渡って万線条溝Ｇを形成しておき、しかも、ある部分領域についての万線条溝Ｇの向きを異ならせておけば、この部分領域から得られる鏡面反射光の強度は、他の部分領域から得られる鏡面反射光の強度とは異なることになり（強くなるか、弱くなるかは、観察方向によって変化する）、いわゆる照り模様が観察されることになる。したがって、このようなエンボスシートＥを透明材料によって構成しておき、図１２に示すように、このエンボスシートＥを木目柄を印刷した印刷シートＳ上に積層するようにして壁紙や床材などの建材を構成すれば、照り模様をもった木目柄建材を得ることができる。
【００３６】
もっとも、このような万線条溝ＧをもったエンボスシートＥを建材に用いて、照り模様を表現する手法自体は、既に述べたように、特開平５−２８９３０２号公報や特開平８−３２３９４８号公報に開示されている。しかしながら、従来の手法では、たとえば正弦波を基調とした波状の万線条溝を形成したり、便宜的に複数の閉領域を定義して各閉領域ごとに所定の向きの万線条溝を形成したりしていたため、実際の天然木の材面に見られる自然な風合いをもった照り模様を十分に再現することが困難であった。
【００３７】
本発明の特徴は、§１で述べた天然木の材面に現れる照り模様の本質を踏まえた上で、同様の照り模様を万線条溝によって疑似的に表現する点にある。天然木の材面に現れる照り模様は、繊維もぐり角ξの分布に基づくものであるのに対し、万線条溝を有するエンボスシート上に現れる照り模様は、万線条溝の平面上での向き（方向ベクトル）の分布に基づくものである。そして、前者では、繊維もぐり角ξがほぼ等しい領域が、ある状態において同時に白っぽく光っている様子が見られるのに対し、後者では、万線条溝の方向ベクトルがほぼ等しい領域が、ある状態において同時に白っぽく光っている様子が見られることになる。もともと繊維もぐり角ξは、図７に示すように、平面と繊維ベクトルＦ→との交差角として定義されたものであるのに対し、万線条溝の方向ベクトルは、平面上での万線条溝の向きを示すものである。したがって、繊維もぐり角ξと万線条溝の方向ベクトルとは、理論的には全く異なる物理量である。しかしながら、両者はいずれも観察時の反射光強度を支配するパラメータとして機能するという共通点を有する。本願発明者は、この共通点に着目し、実際の天然木の材面に現れる繊維もぐり角ξという要素を、万線条溝の方向ベクトルという要素に関連づけ、エンボスシートにより天然木に近い照り模様を表現することに想到したのである。
【００３８】
§３．  本発明に係る木調質感エンボスシートの作成方法
続いて、図１３の流れ図を参照しながら、本発明に係る木調質感エンボスシートの作成方法の基本手順を説明する。まず、ステップＳ１０において、繊維もぐり角の定義を行う。すなわち、まず所定の画像形成面を定義し、この画像形成面上の各点に、それぞれ木材の繊維の配向性を示す繊維もぐり角ξを定義することになる。図１３では、流れ図の右脇に、各ステップで行われる処理の概念図が示されており、ステップＳ１０の右脇の概念図は、画像形成面Ｊ上の点Ｐに、繊維ベクトルＦ→と画像形成面Ｊとのなす角度ξを繊維もぐり角として定義した状態を示している。ステップＳ１０では、このように、画像形成面Ｊ上のすべての点に対して、それぞれ所定の繊維もぐり角ξが定義されることになる。もっとも、実際には、後の§４で述べるように、最終的な万線パターンは個々の画素によって構成されることになるので、画像形成面Ｊ上に有限個の点を定義し、これらの各点について、それぞれ繊維もぐり角ξを定義しておけば十分である。
【００３９】
以下、繊維もぐり角ξを定義する具体的な方法を述べる。本願発明者が最も好ましい実施形態と考えている方法は、所定の基準軸に対する配向性が部分ごとに異なる三次元ベクトル場を定義し、この三次元ベクトル場を画像形成面で切断し、切断面上の各点におけるベクトル場の配向性に基づいて繊維もぐり角を定義する方法である。たとえば、図１４に示すような波状木理を表現した歪曲繊維束モデルを生成し、このモデルを所定の切断面Ｊ（この例では木口面）で切断したとしよう。すると、図１５に示すように、切断面Ｊ上の任意の点Ｐについて、繊維ベクトルＦ→を求めることができる。ここで、繊維ベクトルＦ→は、図１４に示す歪曲繊維束モデルを構成する繊維のうち、点Ｐに位置する繊維の向きを示すベクトルである。このような繊維ベクトルＦ→が求まったら、切断面Ｊと繊維ベクトルＦ→とのなす角ξを求めれば、この角ξが点Ｐにおける繊維もぐり角となる。切断面Ｊを画像形成面とすれば、画像形成面上の各点に、それぞれ所定の繊維もぐり角ξを定義することができる。
【００４０】
ところで、図１４に示す歪曲繊維束モデルは、図２に示す基準繊維束モデルを、図３左に示す繊維ベクトルＦ１→に沿って歪ませることにより得られたものであり、その本質は、三次元ベクトル場に他ならない。この三次元ベクトル場は、所定の方程式を用いて定義することができる。たとえば、ＸＹＺ三次元座標系において、図２に示すような基準繊維束モデルを構成する各点の位置を座標値（ｘ，ｙ，ｚ）で定義しておき、
ｘ′＝ｘ＋α・ｓｉｎ（β・ｚ）
ｙ′＝ｙ
ｚ′＝ｚ
なる変換式（αおよびβは所定の定数、乱数もしくは関数）に基づいて、新たな座標値（ｘ′，ｙ′，ｚ′）を求め、座標値（ｘ，ｙ，ｚ）に位置していた点を、新たな座標値（ｘ′，ｙ′，ｚ′）へと移動させれば、移動後の点の集合によって図３に示すような波状木理の歪曲繊維束モデルが形成される。ここで、図２のモデルにおいて基準軸Ａに沿って配置されていた２点Ｐ，Ｑが、図３のモデルではそれぞれ点Ｐ′，Ｑ′に移動したとすれば、点Ｐ′から点Ｑ′に向かう方向を、たとえば点Ｐ′におけるベクトル場の方向と定義することができる。別言すれば、上述の変換式によって、図３に示すような波状木理に相当する三次元ベクトル場を定義することができる。同様に、図４に示すような螺旋木理に相当する三次元ベクトル場は、θ０およびβを所定の定数、乱数もしくは関数として、
ｘ′＝ｒ・ｃｏｓ（θ０＋θ）
ｙ′＝ｒ・ｓｉｎ（θ０＋θ）
ｚ′＝ｚ
ただし、ｒ＝（ｘ２＋ｙ２）１／２
θ＝β・ｚ
なる座標変換式によって定義することができる。
【００４１】
結局、ステップＳ１０における繊維もぐり角の定義処理は、上述した座標変換式などを用いて三次元ベクトル場を定義し、この三次元ベクトル場内に所定の切断面Ｊ（画像形成面）を定義し、この切断面Ｊ上の各位置について、ベクトルと切断面とのなす角度ξを演算によって求める処理として実行することができる。いわば、この方法は、コンピュータ内に木理の要素をもった三次元の仮想樹木モデルを構築し、これを仮想切断面で切断したときの繊維もぐり角を求める処理ということができる。
【００４２】
もちろん、仮想樹木モデルを用いる代わりに、実際の天然木を用いて繊維もぐり角を定義することも可能である。すなわち、天然木材の表面上の各点からの反射光の強度を測定することができる測定系を用い、この天然木材を種々の角度から観察したときの各点からの反射光強度を測定し、この測定結果に基づいて天然木材表面上の各点の繊維もぐり角を演算により求めるのである。たとえば、図１６に示すように、天然木材Ｔを用意し、所定点Ｐを観察方向Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３，…と種々の方向から観察して、それぞれの場合の反射光強度を求める。§１で述べたように、点Ｐにおける繊維もぐり角ξと、各観察方向における反射光強度との間には所定の相関関係があるので、観察方向の数をある程度増やせば、各観察方向における反射光強度の結果を解析することにより、点Ｐにおける繊維もぐり角ξをある程度の精度で決定することができる。このように、天然木材の表面の反射光強度を実際に測定することによっても、ステップＳ１０における繊維もぐり角の定義を行うことは可能である。
【００４３】
ただ、この天然木の反射光強度を測定して繊維もぐり角を定義する手法は、反射光強度を測定する段階での作業負担が重く、また、測定結果を解析して繊維もぐり角を決定するための演算負担も重くなる。したがって、建材などを製造するための商業利用上は、前述した三次元ベクトル場を定義する手法の方が実用的である。
【００４４】
続いて、ステップＳ２０において、画像形成面上の各点に方向ベクトルが生成される。そのために、まず、与えられた繊維もぐり角ξを画像形成面Ｊに沿った方向ベクトルに変換する変換式を定義しておく必要がある。図１３のステップＳ２０の右脇に示す概念図では、画像形成面Ｊ上の点Ｐの位置に、画像形成面Ｊに含まれる方向ベクトルＶ→が定義されている。ここでは、この方向ベクトルＶ→を、画像形成面Ｊ上に定義された参照線Ｒとのなす各θで表わすことにし、変換式としてθ＝ｆ（ξ）なる関数を用い、繊維もぐり角ξを角度θに変換することにする。このような変換式を用いれば、ステップＳ１０において定義されたすべての繊維もぐり角ξを、角度θに変換することができ、画像形成面上の各点にそれぞれ所定の方向ベクトルＶ→を定義することができる。
【００４５】
図１７は、繊維もぐり角ξを角度θに変換するための変換式の一例を示すグラフである。この例では、θ＝９０°＋ξなる変換式を用いて線形変換を行っている。すなわち、繊維もぐり角ξ＝−９０°に対しては、角度θ＝０°が与えられ、繊維もぐり角ξ＝０°に対しては、角度θ＝９０°が与えられ、繊維もぐり角ξ＝９０°に対しては、角度θ＝１８０°が与えられる。もちろん、本発明におけるξとθとの間の変換式は、図１７のグラフに示す変換式に限定されるものではなく、所定のξに対して何らかのθが定まれば、どのような変換式を用いてもかまわない。しかしながら、より効果的な照り模様を得るためには、繊維もぐり角ξの増加に対して、角度θが単調増加もしくは単調減少するような変換式を用いるのが好ましい。
【００４６】
図１８および図１９は、図１７のグラフに示す変換式を用いて、繊維もぐり角ξを角度θに変換する処理の具体例を示す図である。図１８（斜視図）に示すように、切断面Ｊ（画像形成面）上の所定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３には、各位置における繊維ベクトルＦ１→，Ｆ２→，Ｆ３→（三次元ベクトル場における各点のベクトル）と切断面Ｊとのなす角として、それぞれ繊維もぐり角ξ１＝６０°，ξ２＝０°，ξ３＝−３０°が定義されている。この場合、θ＝９０°＋ξなる変換式を用いて、図１９（平面図）に示すように、点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の各位置には、切断面Ｊ（画像形成面）に含まれる方向ベクトルＶ１→，Ｖ２→，Ｖ３→が定義されることになる。ここで、切断面Ｊの一片に参照線Ｒを定義すると、方向ベクトルＶ１→，Ｖ２→，Ｖ３→と参照線Ｒとのなす角は、それぞれθ１＝１５０°，θ２＝９０°，θ３＝６０°になる。
【００４７】
この具体例では、所定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の３点についての例を示したが、実際には、§４で詳述するように、切断面Ｊ上に所定の解像度で画素配列を定義し、個々の画素位置（たとえば、各画素の中心位置）に対応する有限個の点について、このような処理が実行されることになる。繊維もぐり角ξは、−９０°≦ξ≦９０°の範囲をとるので、たとえば、この例のように、θ＝９０°＋ξなる変換式を用いた変換を行うと、角度θは、０°≦θ≦１８０°の範囲をとる角度になり、図１９に示す参照線Ｒを基準にすると、方向ベクトルＶは、図の右方向（θ＝０°の場合）および左方向（θ＝１８０°の場合）の臨界方向を含めて、図の下方へ向かうベクトルになる。この方向ベクトルＶのとるべき方向の範囲は、定義すべき変換式次第で制御することが可能であり、たとえば、θ＝９０°＋ξ／２なる変換式を定義すれば、角度θは、４５°≦θ≦１３５°の範囲をとることになる。
【００４８】
こうして、切断面（画像形成面）Ｊ上の各点（個々の画素位置）にそれぞれ方向ベクトルＶが定義できたら、ステップＳ３０において、各方向ベクトルに沿った万線が形成される。図１３のステップＳ３０の右脇の概念図には、点Ｐにおいて、方向ベクトルＶに沿った万線Ｍを形成した状態が示されている。画像形成面Ｊ上の各点に定義された方向ベクトルＶにより、この面上には二次元ベクトル場が形成されている。ステップＳ３０の万線形成段階では、この二次元ベクトル場に沿った多数の万線を形成する処理が行われることになる。その具体的な処理手順については、§４において述べる。
【００４９】
最後に、ステップＳ４０において、形成された万線を凹凸パターンとして表現したエンボスシートが作成される。ステップＳ３０において、万線パターンを二値画像のパターンとして用意しておけば、この二値画像パターンに基づいて、従来の一般的なダイレクトエッチング法によりエンボス版を作成し、このエンボス版を用いて木調質感エンボスシートを大量生産することができる。ステップＳ４０の右脇には、こうして生産されたエンボスシートＥの概念を示す側断面図である。
【００５０】
このような工程により、透明材料からなるエンボスシートＥを大量生産し、このエンボスシートＥを、図１２に示すように、木目柄の印刷シートＳ上に積層して建材を構成すれば、天然木の材面に近い自然な照り模様が表現された建材が得られる。すなわち、特定の方向から観察すると、エンボスシートＥ上に形成された万線条溝の方向ベクトルがほぼ等しい領域が、同時に白っぽく光り、光沢領域が観察されることになる。この光沢領域は、観察方向を変えると変化する。しかも、各万線条溝の方向ベクトルは、繊維もぐり角に基づいて決定されているため、天然木の材面に近い自然な照り模様が観察されることになる。
【００５１】
なお、図１２に示す印刷シートＳ上に印刷される木目柄パターンとして、コンピュータで発生させた人為的なパターンを用いる場合には、印刷シートＳ上の木目柄のパターンと、木調質感エンボスシートＥ上の万線のパターンとを、同一の三次元ベクトル場を用いたコンピュータ画像処理によって形成するのが好ましい。たとえば、特開平８−２２５３８号公報には、コンピュータ内の三次元仮想空間内に、三次元樹木モデルを定義し、この三次元樹木モデルを所定の切断面で切断したときに、切断面上に得られる二次元パターンに基づいて、木目柄模様を人為的に発生させる手法が開示されている。また、特願平８−１６８５０４号明細書には、三次元ベクトル場を用いて、木理を考慮した三次元樹木モデルを定義し、この木理を考慮した三次元樹木モデルを切断することにより、木理の要素が含まれた二次元木目柄模様を人為的に発生させる手法が開示されている。このように、印刷シートＳ上の木目柄パターンを、三次元ベクトル場を利用して人為的に発生させる場合には、エンボスシートＥ上の万線パターンも、同じ三次元ベクトル場を利用して発生させるのが好ましい。既に述べたように、三次元ベクトル場を用いると、三次元樹木モデルに木理に基づく歪みの要素を付加することができるが、同一の三次元ベクトル場を用いて、印刷シートＳ上の木目柄パターンと、エンボスシートＥ上の万線パターンとを形成するようにすれば、印刷シートＳ上の木目模様に含まれる木理の成分と、エンボスシートＥ上の照り模様に含まれる木理の成分とが整合性をもつことになる。そのため、照り模様と木目模様とが同調した、全体的に自然な木調質感を表現することができるようになる。
【００５２】
§４．  万線形成処理の具体的な手順
ここでは、図１３の流れ図にステップＳ３０として示した万線形成段階の具体的な手法を述べる。図２０は、その具体的な手順を示す流れ図である。まず、ステップＳ３１において、画像形成面上に画素配列を定義する。ここでは、図２１に示すように、画像形成面上に縦横に配列された画素配列を定義し、左上隅の画素を第１行目の第１列目の画素として画素Ｐ（１，１）と呼び、一般に、第ｉ行目の第ｊ列目の画素を画素Ｐ（ｉ，ｊ）と呼ぶことにする。既に述べたように、画像形成面上の各点には、それぞれ所定の方向ベクトルＶが定義されている。したがって、任意の画素Ｐ（ｉ，ｊ）には、それぞれ所定の方向ベクトルＶ（ｉ，ｊ）を対応づけることができる。たとえば、各画素の中心点の位置に定義された方向ベクトルを、その画素の方向ベクトルと定義すればよい。
【００５３】
このように、ここで述べる方法では、個々の画素の中心点についての方向ベクトルが定義できれば足りるので、ステップＳ１０で定義すべき繊維もぐり角ξや、ステップＳ２０で定義すべき方向ベクトルＶ（角度θ）は、いずれも個々の画素の中心点位置についてのみ求めておけば十分である。
【００５４】
さて、続くステップＳ３２では、この画素配列の第１行目に、互いに所定間隔をおいて配置された複数の代表画素を定義し、各代表画素の近傍に、連続配置された画素群からなる画素帯をそれぞれ定義する処理が行われる。たとえば、図２２には、第１行目に配置された多数の画素の中から、代表画素Ｒ１１，Ｒ１２を定義した状態が示されている。この例では、第７列目の画素Ｐ（１，７）を最初の代表画素Ｒ１１と定義し、以下、１０画素ピッチで現れる画素Ｐ（１，１７），画素Ｐ（１，２７），画素Ｐ（１，３７），…を代表画素Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４，…と定義している。
【００５５】
続いて、これら各代表画素の近傍に、画素帯を定義する。たとえば、図２３には、各代表画素の左右に隣接する各２画素を含めた全５画素からなる画素帯Ｈ１１，Ｈ１２，…を定義した状態が示されている。ここに示す実施形態では、画素帯は常に代表画素を中心とした全５画素からなる画素群によって構成されるような設定を行っている。もちろん、個々の画素帯は連続配置された複数の画素から構成されていれば、いくつの画素から構成してもかまわない。たとえば、全７画素により個々の画素帯を構成してもよいし、全８画素により個々の画素帯を構成してもよい。ここでは、画素帯を構成する画素については、内部にハッチングを施して示すことにし、特に、代表画素については、中心に黒丸を付して示すことにする。
【００５６】
次のステップＳ３３では、画素配列の行数を示すパラメータｉが初期値１に設定され、以下、ステップＳ３４およびステップＳ３５の処理が繰り返し実行される。すなわち、ステップＳ３６において、パラメータｉ＝ｎ−１（ただし、ｎは全行数）と判断されるまで、ステップＳ３７においてパラメータｉが１ずつ更新され、ステップＳ３４およびステップＳ３５の処理が繰り返されることになる。
【００５７】
ステップＳ３４では、第ｉ行目の各代表画素について、これら各代表画素内の点に定義された方向ベクトルの示す方向に位置する第（ｉ＋１）行目の画素を求め、求めたこれらの画素を第（ｉ＋１）行目の代表画素と定義し、これら第（ｉ＋１）行目の代表画素の近傍に、連続配置された画素群からなる画素帯をそれぞれ定義する処理が実行される。たとえば、ｉ＝１の場合、図２４に示すように、第１行目の代表画素Ｒ１１，Ｒ１２，…に基づいて、第２行目の代表画素Ｒ２１，Ｒ２２，…が決定され、図２５に示すように、この第２行目の代表画素Ｒ２１，Ｒ２２に基づいて、第２行目の画素帯Ｈ２１，Ｈ２２，…が定義されることになる。第２行目の代表画素Ｒ２１，Ｒ２２は、図２４に示すように、第１行目の代表画素Ｒ１１，Ｒ１２について定義されている方向ベクトルＶ１１→，Ｖ１２→に基づいて決定される。具体的には、第２行目の画素のうち、方向ベクトルＶ１１→に最も近い中心点を有する画素が代表画素Ｒ２１として選択され、同様に、方向ベクトルＶ１２→に最も近い中心点を有する画素が代表画素Ｒ２２として選択される。また、第２行目の画素帯Ｈ２１，Ｈ２２は、この例では、各代表画素Ｒ２１，Ｒ２２の左右に隣接する各２画素を含めた全５画素からなる画素帯として定義されている。
【００５８】
このように、ステップＳ３４において、第２行目の代表画素および画素帯の定義が行われると、続くステップＳ３５で調整処理が行われる。この調整処理については後述する。続いて、ステップＳ３６およびステップＳ３７を経て、ｉ＝２に更新され、再びステップＳ３４の処理が実行されることになる。今度は、第２行目の代表画素Ｒ２１，Ｒ２２，…に定義されている方向ベクトルＶ２１→，Ｖ２２→に基づいて、第３行目の代表画素Ｒ３１，Ｒ３２，…が決定され、これら代表画素Ｒ３１，Ｒ３２に基づいて、第３行目の画素帯Ｈ３１，Ｈ３２，…が定義されることになる。以上の処理をｉ＝ｎ−１になるまで繰り返してゆけば、最終的に得られた画素帯の集合によって、たとえば、図２６に示すような万線Ｍ１，Ｍ２，…が形成されることになる（実際には、個々の万線Ｍ１，Ｍ２は、より上下方向に伸びた細い線状のパターンになる）。結局、上述の繰り返し処理は、個々の万線を図の下方へと伸ばしてゆく処理ということになる。
【００５９】
こうして得られた万線の特徴は、個々の画素に定義されている方向ベクトルに沿った流れをもっている、という点にあり、万線によって示される流れは、ステップＳ２０において定義された方向ベクトルの流れを示すものになる。
【００６０】
なお、方向ベクトルの流れをより高い精度で表現した万線を形成するには、方向ベクトルの始点を、前の行の方向ベクトルの終点に連結させるようにするとよい。たとえば、図２７に示すように、第ａ行目の代表画素Ｒａ内の点Ｑａを始点として、この画素について定義された方向ベクトルＶａ→を考えた場合、この方向ベクトルＶａ→と第ｂ行目の中心線（図に一点鎖線で示す）との交点Ｑｂを方向ベクトルＶａ→の終点とする。そして、この第ｂ行目の代表画素Ｒｂに基づいて、第ｃ行目の代表画素Ｒｃを求める際には、方向ベクトルＶａ→の終点を、代表画素Ｒｂについて定義された方向ベクトルＶｂ→の始点とするのである。そして、この方向ベクトルＶｂ→と第ｃ行目の中心線（図に一点鎖線で示す）との交点Ｑｃを方向ベクトルＶｂ→の終点とすればよい。もちろん、各代表画素の中心点を常に方向ベクトルの始点とする方法を採ることもできるが、図２７に示すように、方向ベクトルを連結させてゆく方法を採れば、二次元ベクトル場の流れをより忠実に万線の流れとして表現することができる。
【００６１】
また、この図２０の流れ図に示す手法により万線を形成する場合には、図１３の流れ図におけるステップＳ２０で定義される角度θの値は、０°≦θ≦１８０°にしておく必要がある。このような設定にすれば、万線は、図の上方から下方へと伸びてゆくことになる。なお、第ｉ行目の代表画素に基づいて、第（ｉ＋１）行目の代表画素が決定できない場合（たとえば、θ＝０°の場合や、θ＝１８０°の場合）は、第（ｉ＋１）行目には代表画素も画素帯も定義せず、第ｉ行目の画素帯をもって当該万線の終端とすればよい。
【００６２】
以上、各画素帯の中心位置に代表画素を定義する手法を述べたが、必ずしも代表画素が中心にくるように画素帯を構成する必要はなく、たとえば、代表画素とその右に隣接する４画素との合計５画素により個々の画素帯を構成することもできる。あるいは、２つの代表画素によって１つの画素帯を定義するような手法を採ることも可能である。たとえば、１つの画素帯の左端画素および右端画素をそれぞれ代表画素として、常に、両代表画素に挟まれた部分を画素帯とするような手法を採ることも可能である。
【００６３】
続いて、図２０にステップＳ３５として示した調整処理について説明する。この調整処理の第１の目的は、新たな万線を発生させることにある。たとえば、図２８に示す例のように、２本の万線Ｍ１，Ｍ２を図の下方へと徐々に伸ばしていったときに、両万線Ｍ１，Ｍ２の間隔が徐々に広がってきたとしよう。このような場合、そのまま放置しておくと、両万線Ｍ１，Ｍ２の間に、大きな空隙領域が発生することになり好ましくない。そこで、図示のように、両万線Ｍ１，Ｍ２間に、新たな万線Ｍ３を発生させる調整処理を行うのが好ましい。また、ステップＳ３５の調整処理の第２の目的は、互いに接近する一対の万線に挟まれた万線を終端させることにある。たとえば、図２９に示す例のように、３本の万線Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３を図の下方へと徐々に伸ばしていったときに、両万線Ｍ１，Ｍ３の間隔が徐々に狭くなってきたとしよう。このような場合、そのまま放置しておくと、３本の万線Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３が互いに接触するようになり好ましくない。そこで、図示のように、中央の万線Ｍ２を終端させる調整処理を行うのが好ましい。
【００６４】
具体的には、ステップＳ３５では、ステップＳ３４で発生させた第（ｉ＋１）行目の画素帯について、次のようなチェックを行い、必要に応じて調整処理を行えばよい。まず、相互の間隔が所定の基準以上離れた一対の画素帯が存在するか否かをチェックする。そして、そのような画素帯が存在する場合には、この一対の画素帯の間に新たな代表画素を定義し、この新たな代表画素に基づいて新たな画素帯を発生させる調整処理を行う。図２８に示す例では、所定の基準をｄ１として、ｄ１＝１１画素なる設定を行っており、一対の画素帯Ｍ１，Ｍ２の間隔がｄ１以上となった第１２行目において、新たな代表画素ＲＲおよびこれを含む新たな画素帯を発生させ、新たな万線Ｍ３を発生させるようにしている。また、自己の左側に隣接する画素帯と自己の右側に隣接する画素帯との間隔が所定の基準以下に接近している画素帯が存在するか否かのチェックも行う。そして、そのような画素帯が存在する場合には、当該画素帯およびその代表画素を消滅させる調整処理を行う。図２９に示す例では、所定の基準をｄ２として、ｄ２＝１０画素なる設定を行っており、画素帯Ｍ２の左側に隣接する画素帯Ｍ１と、画素帯Ｍ２の右側に隣接する画素帯Ｍ３との間隔が、ｄ２以下となった第１１行目において、当該画素帯およびその代表画素ＲＲを消滅させている。
【００６５】
§５．  木調質感エンボスシートの作成装置
最後に、本発明に係る木調質感エンボスシートの作成装置の構成を、図３０のブロック図に基づいて説明する。この装置は、ベクトル場発生手段１０、繊維もぐり角演算手段２０、方向ベクトル演算手段３０、パターン生成手段４０、刷版手段５０、エンボス加工手段６０によって構成されている。ベクトル場発生手段１０は、天然木の木理を表現する三次元ベクトル場を発生させる機能をもった手段であり、たとえば、図３に示すような歪曲繊維束モデルに対応する三次元ベクトル場を発生させる機能を有する。具体的には、図３に示す繊維ベクトルＦ１→を示すための方程式を格納することができる手段であればよい。
【００６６】
繊維もぐり角演算手段２０は、所定の画像形成面によって、ベクトル場発生手段１０が発生した三次元ベクトル場を切断したときに、この切断面上の各点におけるベクトル場の配向性に基づいて繊維もぐり角を求め、画像形成面上の各点に繊維もぐり角を定義する演算を行う構成要素である。具体的には、ベクトル場発生手段１０内に格納されている三次元ベクトル場を示す方程式と、画像形成面を示す方程式とに基づいて、幾何学演算を実行し、画像形成面上の各点（たとえば、各画素の中心位置に対応する点など、後の演算で必要になる点）について、それぞれ繊維もぐり角ξを求める処理を行う構成要素になる。
【００６７】
方向ベクトル演算手段３０は、与えられた繊維もぐり角ξを画像形成面に沿った方向ベクトルに変換する所定の変換式を格納しており、この変換式に基づいて、画像形成面上の各点に定義された繊維もぐり角ξをそれぞれ方向ベクトルに変換する演算を行う。具体的には、方向ベクトルは所定の参照線Ｒとのなす角度θによって表現される。たとえば、θ＝２・ξなる変換式を用意しておけば、この変換式に基づいて、画像形成面上の各点に定義された繊維もぐり角ξが角度θに変換されることになる。
【００６８】
パターン生成手段４０は、画像形成面上に、所定の幅を有し、方向ベクトル演算手段３０によって求められた方向ベクトルに沿って配置された万線を定義し、これら万線から構成される二値画像パターンを生成する演算を行う。この演算処理の具体的な手法は、既に§４で述べたとおりである。
【００６９】
結局、上述したベクトル場発生手段１０，繊維もぐり角演算手段２０，方向ベクトル演算手段３０，パターン生成手段４０の各構成要素は、いずれもコンピュータを利用して構築される構成要素であり、最終的に、このコンピュータによって、二値画像パターン（万線パターン）を示す画像データが出力されることになる。
【００７０】
刷版手段５０は、こうしてパターン生成手段４０から出力された二値画像パターンに基づいて、凹凸パターンをもったエンボス版を作成する手段である。たとえば、一般的なダイレクトエッチング法を用いてエンボス版を作成するのであれば、パターン生成手段４０から出力される二値画像パターンをマスクに焼き付け、このマスクを用いて、露光、現像、エッチングといったフォトリソグラフィ工程を行うためのシステムによって、刷版手段５０を構成することができる。ダイレクトエッチング法を用いてエンボス版を作成すれば、万線部分が凸部もしくは凹部を形成する二値段差構造をもったエンボス構造を得ることができる。エンボス加工手段６０は、こうして作成されたエンボス版を用いて、エンボスシートを大量生産するための装置であり、最終的に、万線部分が凹部もしくは凸部を形成する二値段差構造をもったエンボスシートが得られる。
【００７１】
なお、エンボスシート上に形成される万線は、§２で述べた光学的な特性（観察方向に応じて異なる光沢感を提示する特性）を示すのに適当な寸法値を有している必要がある。ここに示す実施形態では、次のような条件設定を行っている。まず、パターン生成手段４０から出力される二値画像パターンを、一辺が１０μｍの正方形の画素の集合によって構成し、かつ、図２０に示した万線形成手順では、代表画素を中心とした合計９画素によって１つの画素帯を構成するようにしている。その結果、１本の万線の幅は、９０μｍとなる。また、図２０のステップＳ３２では、個々の画素帯の間隙部分の寸法も９画素分の９０μｍとなるような設定を行っており、９０μｍ幅のライン、９０μｍ幅のスペースからなるライン／スペースパターンを基本として、万線形成を行っている。
【００７２】
最後に、この木調質感エンボスシート作成装置によって、実際に作成された二値画像パターン（パターン生成手段４０から出力されるパターン）の例を図３１および図３２に示しておく。このような万線パターンを有するエンボスシートを作成し、木目柄の印刷シート上に積層させたところ、天然木の材面に近い自然な照り模様を観察することができた。
【００７３】
以上、本発明を図示する実施形態に基づいて説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、この他にも種々の態様で実施可能である。特に、上述の実施形態で示した具体的な数値は、一例として提示したものであり、本発明はこれらの数値によって何ら限定されるものではない。また、上述の実施形態では、本発明を木調質感を表現するための手法として説明したが、本発明は木調質感と等価な質感をもった模様（たとえば、流体の流れの要素が含まれた石目模様など）にも適用することができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明に係る木調質感エンボスシートでは、天然木材の繊維の流れを示す繊維もぐり角を方向ベクトルに置換して万線として表現するようにしたため、天然木の材面に近い自然な照り模様を表現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な天然木の材面に見られる照り模様を示す図である。
【図２】繊維束がすべて基準軸Ａの方向を向いた基準繊維束モデルを示す斜視図である。
【図３】繊維束の方向が波状木理に基づいて変化する歪曲繊維束モデルを示す斜視図である。
【図４】繊維束の方向が螺旋木理に基づいて変化する歪曲繊維束モデルを示す斜視図である。
【図５】図２に示す基準繊維束モデルを木口面で切断した状態を示す斜視図である。
【図６】図２に示す基準繊維束モデルを柾目面で切断した状態を示す斜視図である。
【図７】一般的な材木板における繊維方向ベクトルＦ→と光線方向ベクトルＬ→との関係を示す側断面図である。
【図８】一般的な材木板におけるベクトル交錯角φ（繊維もぐり角ξ）と鏡面反射光強度Ｗとの関係を示すグラフである。
【図９】木調質感エンボスシートの表面に形成された万線条溝Ｇの構造を示す斜視図である。
【図１０】図９に示す万線条溝Ｇにおける光の反射特性を示す断面図である。
【図１１】万線条溝を形成した本発明に係る木調質感エンボスシートＥの基本構成を示す平面図である。
【図１２】図１１に示す木調質感エンボスシートＥを、木目柄を印刷した印刷シートＳに積層することにより建材を構成する状態を示す斜視図である。
【図１３】本発明に係る木調質感エンボスシートの作成方法の基本手順を示す流れ図である。
【図１４】図１３の流れ図におけるステップＳ１０での繊維もぐり角ξの定義方法の一例を示す斜視図である。
【図１５】図１４に示す定義方法によって、画像形成面Ｊ上の点Ｐに定義された繊維もぐり角ξを示す斜視図である。
【図１６】図１３の流れ図におけるステップＳ１０での繊維もぐり角ξの別な定義方法の一例を示す斜視図である。
【図１７】図１３の流れ図におけるステップＳ２０で方向ベクトルを生成する際に用いるξ／θの変換式の一例を示すグラフである。
【図１８】図１３の流れ図におけるステップＳ１０で、画像形成面Ｊ上に定義された繊維もぐり角ξの一例を示す斜視図である。
【図１９】図１８に示す繊維もぐり角ξを、画像形成面Ｊに沿った方向ベクトルを示す角度θに変換した状態を示す平面図である。
【図２０】図１３の流れ図におけるステップＳ３０の万線形成段階の詳細な処理手順を示す流れ図である。
【図２１】図２０の流れ図におけるステップＳ３１で定義される画素配列の具体例を示す図である。
【図２２】図２０の流れ図におけるステップＳ３２で、第１行目に定義された代表画素を示す図である。
【図２３】図２０の流れ図におけるステップＳ３２で、第１行目に定義された画素帯を示す図である。
【図２４】図２０の流れ図におけるステップＳ３４で、第１行目の代表画素に基づいて、第２行目に定義された代表画素を示す図である。
【図２５】図２０の流れ図におけるステップＳ３４で、第１行目の代表画素に基づいて、第２行目に定義された画素帯を示す図である。
【図２６】図２０の流れ図に示す手順により生成された万線を示す図である。
【図２７】図２０の流れ図に示す手順を、より高い精度で実行するための手法を示す図である。
【図２８】図２０の流れ図におけるステップＳ３５の調整処理により、新たな万線Ｍ３が発生した状態を示す図である。
【図２９】図２０の流れ図におけるステップＳ３５の調整処理により、万線Ｍ２が終端した状態を示す図である。
【図３０】本発明に係る木調質感エンボスシートの作成装置の基本構成を示すブロック図である。
【図３１】図３０に示す装置によって作成された万線パターンの一例を示す図である。
【図３２】図３０に示す装置によって作成された万線パターンの別な一例を示す図である。
【符号の説明】
１０…ベクトル場発生手段
２０…繊維もぐり角演算手段
３０…方向ベクトル演算手段
４０…パターン生成手段
５０…刷版手段
６０…エンボス加工手段
１００…材木板
２００…仮想光源
Ａ…基準軸
Ｅ…エンボスシート
Ｆ…繊維
Ｆ→，Ｆ１→，Ｆ２→…繊維方向ベクトル
Ｇ…万線条溝
Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ２１，Ｈ２２…画素帯
Ｊ…切断面（画像形成面）
Ｌ→…光線方向ベクトル
Ｍ，Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３…万線
Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３…観察方向
Ｐ，Ｑ…繊維束モデルあるいは画像形成面上の点
Ｐ′，Ｑ′…歪曲繊維束モデル上の点
Ｐ（ｉ，ｊ）…画素配列上の画素
Ｑａ，Ｑｂ，Ｑｃ…ベクトルの端点
Ｒ…参照線
Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２，ＲＲ…代表画素
Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ…代表画素
Ｓ…木目柄の印刷シート
Ｔ…天然木材
Ｖ→…方向ベクトル
Ｖ１１→，Ｖ１２→…方向ベクトル
Ｖａ→，Ｖｂ→…方向ベクトル
Ｖ（ｉ，ｊ）…画素Ｐ（ｉ，ｊ）についての方向ベクトル
Ｗ…鏡面反射光強度（光沢度）
ξ…繊維もぐり角
φ…ベクトル交錯角
θ…方向ベクトルＶ→と参照線Ｒとのなす角
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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