(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維潜り角の２次元スカラ場等のヘアラインパターンを作成可能な２次元スカラ場を入力する第１の工程と、
２次元平面を設定して、その２次元平面内に疑似ヘアラインの開始点を所望の個数設定すると共に、前記入力した２次元スカラ場のある位置における繊維潜り角から、その位置における方向ベクトルを算出するための関数、ヘアラインのヘアライン長、及び疑似ヘアラインを描画するときの描画ステップとを設定する第２の工程と、
前記設定した開始点から生成する各疑似ヘアラインについて、開始点を第１制御点の座標値とし、第ｎ番目の制御点の座標値を、第（ｎ−１）番目の制御点の座標値と、前記疑似ヘアラインの描画ステップ及び前記関数に基づいて求める処理を、描画した当該疑似ヘアラインの長さが前記設定したヘアライン長より長くなるまで繰り返して、各疑似ヘアラインについての全ての制御点の座標値を求める第３の工程と、
前記第３の工程で求めた全ての疑似ヘアラインについての全ての制御点の座標値をそのまま、あるいは適宜な間隔で間引いてヘアラインデータとして登録する第４の工程と
を備えることを特徴とするヘアラインデータの作成方法。
【請求項２】
繊維潜り角の２次元スカラ場等のヘアラインパターンを作成可能な２次元スカラ場を入力する２次元スカラ場入力手段と、
２次元平面内に設定された所望の個数の疑似ヘアラインの開始点、及び前記入力された２次元スカラ場のある位置における繊維潜り角から、その位置における方向ベクトルを算出するための関数、ヘアラインのヘアライン長、疑似ヘアラインを描画するときの描画ステップとが設定されて、前記設定された開始点から生成する各疑似ヘアラインについて、開始点を第１制御点の座標値とし、第ｎ番目の制御点の座標値を、第（ｎ−１）番目の制御点の座標値と、前記疑似ヘアラインの描画ステップ及び前記関数に基づいて求める処理を、描画した当該疑似ヘアラインの長さが前記設定したヘアライン長より長くなるまで繰り返して、各疑似ヘアラインについての全ての制御点の座標値を求める疑似ヘアライン生成手段と、
前記疑似ヘアライン生成手段で求めた全ての疑似ヘアラインについての全ての制御点の座標値をそのまま、あるいは適宜な間隔で間引いてヘアラインデータとして登録する登録手段と
を備えることを特徴とするヘアラインデータの作成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、木目柄を有する化粧シートに対して「照り」と呼ばれる光沢模様を表現するためにエンボス加工を施すためのヘアラインのデータを、木目の繊維の潜り角から作成する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
壁紙や床材等の建材の表面装飾や、家具の表面装飾のために用いる化粧シートにおいては、照りと称される光沢模様を表現するために、多数のヘアラインのパターンを直接化粧シートにエンボス加工したり、あるいは透明なシートにヘアラインパターンをエンボス加工してエンボスシートを作成し、そのエンボスシートを木目柄等の模様を印刷した化粧シートに貼り付けて積層構造とすることが広く行われている。
【０００３】
このように、ヘアラインパターンをエンボス加工することによって照りが表現できる原理は概略次のようである。
図５は、ヘアラインパターンをエンボス加工して万線条溝Ｇが形成されたシートＥの斜視図であり、この例では、幅Ｗ１の万線条溝ＧがＷ２の間隔で多数形成されている。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を有している。
【０００４】
このような万線条溝Ｇが形成されたシートＥは、その表面から得られる反射光の強度が位置によって異なることが知られている。つまり、異方性反射を行うのである。そして、このようなシートＥを見る視線を連続的に変化させると、強く反射する箇所、即ち輝度が高く、明るく光る箇所が変化していく。これが照りの移動と称されるものである。
【０００５】
さて、上述したような照り、及び照りの移動を表現するヘアラインパターンとしては、エンボス加工を行った場合に、天然の木材が発現するような自然な照り、及び照りの移動を表現できるものが望ましいことは当然である。そこで、天然の木材が照り、及び照りの移動を発現する原理を考えると、それは、木材表面における繊維潜り角に起因していることが知られている。概略説明すると次のようである。
【０００６】
図６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→（電子出願の制約から、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）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は繊維潜り角と呼ばれている。
【０００７】
そして、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ことを考える。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、繊維潜り角ξによって左右され、通常、図７のグラフに示すような関係となる。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潜り角ξとの双方によって決定される。即ち、図６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７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。
【０００８】
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、切断面上の各部分ごとに異なる繊維潜り角ξが得られるからであり、この部分毎に異なる繊維潜り角ξに基づいて照り模様が現れることになるのである。また、以上のことから、例えば図６において観察位置を変えずに仮想光源２００を移動させた場合、あるいは仮想光源２００の位置を固定して観察位置を変えた場合には、材木板１００の照りが発現する位置が変化することになることは明らかであろう。これが照りの移動である。
【０００９】
そこで、近年では、繊維潜り角の２次元分布、即ち２次元スカラ場を求め、その求めた繊維潜り角の２次元スカラ場に基づいてヘアラインパターンを作成し、そのヘアラインパターンを用いてエンボス加工することが行われている。
【００１０】
ここで、繊維潜り角の２次元スカラ場を求める方法としては、例えば、適宜な木理を有する繊維束モデル、即ち適宜な配向性を有する繊維束のモデルを想定し、そのモデルを所望の方向に切断したときの切断面に現れる繊維の潜り角を演算する方法を用いてもよく、また、本出願人が、先に、特願平１０−１０４８３１号において提案した方法を用いてもよい。この特願平１０−１０４８３１号において提案した方法について説明すると次のようである。
【００１１】
この方法では、図８に示すように、天然木材１０１、光源１０２、カメラ１０３、処理装置１０４を用いる。木材１０１は繊維潜り角を測定する対象物となるものであり、天然の木材であればどのようなものであってもよい。この木材１０１は固定して配置される。木材１０１に正対してカメラ１０３が配置されている。このカメラ１０３も固定して配置される。カメラ１０３は、製版カメラ、ＴＶカメラ、デジタルスチルカメラ等の画像を撮影することができるものであればよい。ここでは理解を容易にするためにデジタルスチルカメラを用いるものとする。そして、図に示すようなｘｙｚの直交座標系を定める。
【００１２】
光源１０２は、できるだけ平行光線を放射するものが望ましい。光線の色は白色光でよい。そして、この光源１０２は、図示しない適宜な手段によって、図のｙ−ｚ平面内において、当該座標系の原点からの距離を等しく保ったまま移動可能となされており、どのような位置においても当該座標系の原点に向けて光線を放射するようになされている。つまり、光源１０２は木材１０１を照明する角度が可変となされているのである。
【００１３】
このような構成において、まず、光源１０２をある角度θ1 の位置に置いて、カメラ１０３により木材１０１を撮影する。このカメラ１０３で撮影された画像のデジタルデータは処理装置１０４に取り込まれる。なお、カメラ１０３として製版フィルムを用いる場合には、撮影したフィルムを現像し、スキャナ入力してデジタル化して処理装置１０４に渡すようにすればよく、またＴＶカメラを用いる場合には、ＴＶカメラからの画像信号をデジタル化して処理装置１０４に渡せばよい。
【００１４】
また、後述するところから明らかなように、処理装置１０４において繊維潜り角測定のために用いられるのは輝度のデータのみであるから、例えばカメラ１０３がＲ，Ｇ，Ｂの３色の画像データを出力するものである場合には、処理装置１０４はＧの画像データのみを取り込むようにしてもよく、あるいはＲ，Ｇ，Ｂから輝度を表すデータを生成して、その輝度のデータのみを用いるようにしてもよい。
【００１５】
そして、処理装置１０４は、当該画像データを角度θ1 における画像データであることを登録する。これによって、光源１０２が角度θ1 の位置に置かれた場合の画像データが処理装置１０４に取り込まれることになるが、次に、光源１０２の角度を△θだけ移動して、カメラ１０３により木材１０１を撮影し、そのときの画像データを処理装置１０４に渡す。以下、同様にして、光源１０２の角度を△θだけ移動させて木材１０１を撮影して、そのときの画像データを処理装置１０４に渡す動作を所定回数繰り返す。
【００１６】
ここで、光源１０２を図８のｚ軸を中心としてどのような角度範囲で移動させるか、また△θを何度にするかは任意に定めることができるが、一般に、天然木材の繊維潜り角ξは±１０°程度であるのが一般的であるので、光源１０２を移動させる角度範囲は、図８のｚ軸を中心として±３０°程度とすればよい。また、△θについては、△θの値を小さくすれば精度よい測定ができるが、測定時間が長くなるので、測定精度、測定時間等を勘案して定めればよい。
【００１７】
さて、いま光源１０２をθ1 の角度位置からθN （N は自然数）の角度位置までＮ段階移動させて木材１０１をＮ回撮影したとすると、処理装置１０４はＮ枚の画像の輝度データを取り込み、それぞれの画像が撮影されたときの光源１０２の角度と対応させて登録することになる。
【００１８】
そして、処理装置１０４は、ある位置の画素に注目し、これらＮ枚の画像の当該画素位置における輝度値を調べ、輝度値が最大となる画像のときの光源１０２の角度位置を求め、その光源１０２の角度の半分の角度を当該画素位置における繊維潜り角ξとし、当該繊維潜り角ξを当該画素位置に登録する。
【００１９】
例えば、ある画素位置に注目したとき、光源１０２の角度がθi （i=1,…,N）のときに撮影した画像の輝度値が最大であるときには、処理装置１０４は、当該画素位置における繊維潜り角ξはθi／２ と定めて登録するのである。
【００２０】
繊維潜り角ξをこのように定めることの妥当性は明らかである。即ち、例えば、図９のＡで示す位置の輝度が最大となるのは、繊維イの繊維潜り角ξと、光源１０２からの照明の角度と、カメラ１０３で撮影される方向が図９で示す関係になるときであり、このときＡの位置にある繊維イの繊維潜り角ξは、角度の符号も含めてθとなることは明らかである。なお、図９において、ロはＡの位置における繊維イに対する垂線である。
【００２１】
そして、処理装置１０４は、以上の処理を全ての画素位置について行う。これによって、カメラ１０３で撮影された画像の全ての画素位置について繊維潜り角ξを求めることができ、各画素位置に対して繊維潜り角が登録された２次元のスカラ場を生成することができる。そして、このような繊維潜り角測定方法によれば、天然の木材から直接に、当該天然木材の各位置における繊維潜り角を測定することが可能となる。
【００２２】
以上のように、繊維潜り角の２次元スカラ場を求める方法は種々あるのであるが、従来においては、どのような方法であれ、繊維潜り角の２次元スカラ場を求めた後は、その求めた繊維潜り角の２次元スカラ場に基づいてエンボス加工を行うためのヘアラインのパターンを直接作成していた。
【００２３】
繊維潜り角の２次元スカラ場に基づいて、ヘアラインパターンを作成する方法としては種々あるが、その一例について図１０のフローチャートを参照して概略説明する。
【００２４】
まず、ステップＳ２１において、ヘアラインパターンを描画する作成画像のサイズを設定し、この作成画像の全ての画素の画素値を 0に設定しておく。ここでは幅をｗ（以下、ｘ方向とする）、高さをｈ（以下、ｙ方向とする）とする。このサイズは繊維潜り角の２次元スカラ場と同じサイズとすればよいが、異なるサイズであってもよい。ただし、繊維潜り角の２次元スカラ場の位置と、作成画像の位置とは一対一に対応させる必要があるので、両者のサイズが異なっている場合には両者のサイズを正規化する等して両者の位置の一対一対応をとるようにすればよい。なお、以下においては、繊維潜り角の２次元スカラ場の位置と、作成画像の位置とは一対一対応がとれているものとする。
【００２５】
上述したように繊維潜り角の２次元スカラ場の各点にはそれぞれの位置における繊維の潜り角が定義されているので、作成画像の任意の位置の画素Ｐ（ｉ，ｊ）に対して、繊維潜り角の２次元スカラ場の（ｉ，ｊ）の位置に定義されている繊維潜り角を対応付けることができる。
【００２６】
次のステップＳ２２では、この作成画像の画素配列の第１行目に、ヘアラインパターンを作成するための代表画素の位置を定義すると共に、これらの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。そしてこのとき、代表画素及び画素帯の画素に画素値 1を書き込む。第１行目に代表画素を何画素、どのような配置で定義するかは任意であるが、互いに所定の間隔をおいて複数の代表画素を定義すればよい。
【００２７】
図１１にその例を示す。図１１は、作成画像の第１行目に配置された多数の画素の中から、代表画素Ｒ１１，Ｒ１２を定義した状態を示している。この図の例では、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，…と定義するようにしている。そして、これら各代表画素の近傍に、画素帯を定義する。例えば、図１２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，…を定義した状態を示している。この例では、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。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。
【００２８】
次のステップＳ２３では、作成画像の画素配列の行数を示すパラメータｙが初期値 1に設定され、以下、ステップＳ２４，Ｓ２５の処理が繰り返し実行される。即ち、ステップＳ２６において、パラメータｙ＝ｎ−１（ただし、ｎは全行数）と判断されるまで、ステップＳ２７においてパラメータｙが１ずつ更新され、ステップＳ２４，Ｓ２５の処理が繰り返されることになる。
【００２９】
ステップＳ２４では、第ｙ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繊維潜り角の示す方向に位置する第（ｙ＋１）行目の画素を求め、求めたこれらの画素を第（ｙ＋１）行目の代表画素と定義し、これら第（ｙ＋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。例えば、ｙ＝１の場合、図１３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１４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１３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繊維潜り角ξ11，ξ12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、繊維潜り角ξ11に基づいて定められる方向ベクトル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、繊維潜り角ξ12に基づいて定められる方向ベクトル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。このとき、定義された代表画素及び画素帯の画素に対して画素値 1が書き込まれる。
【００３０】
このように、ステップＳ２４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Ｓ２５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Ｓ２６，Ｓ２７を経て、ｙ＝２に更新され、再びステップＳ２４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，…に定義されている繊維潜り角に基づいて、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ｙ＝ｎ−１になるまで繰り返していけば、最終的に得られた画素帯の集合によって、例えば、図１５に示すようなヘアラインＭ１，Ｍ２，…が作成されることになる。結局、上述の繰り返し処理は、個々のヘアラインを図の下方へと伸ばしていく処理ということになる。こうして得られたヘアラインの特徴は、個々の画素に定義されている繊維潜り角に沿った流れをもっている、という点にある。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ヘアラインの終端とするようにする。
【００３１】
次に、図１０のステップＳ２５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、新たなヘアラインを発生させることにある。例えば、図１６に示す例のように、２本のヘアラインＭ１，Ｍ２を図の下方へと徐々に伸ばしていったときに、両ヘアライン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、両ヘアライン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、両ヘアラインＭ１，Ｍ２間に、新たなヘアライン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Ｓ２５の調整処理の第２の目的は、互いに接近する一対のヘアラインに挟まれたヘアラインを終端させることにある。例えば、図１７に示す例のように、３本のヘアラインＭ１，Ｍ２，Ｍ３を図の下方へと徐々に伸ばしていったときに、両ヘアライン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本のヘアライン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、中央のヘアラインＭ２を終端させる調整処理を行うのである。
【００３２】
具体的には、ステップＳ２５では、ステップＳ２４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１６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、新たなヘアライン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１７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。
【００３３】
次に、１次元スカラ場を生成する（ステップＳ２８）。この１次元スカラ場は、次のステップＳ２９においてステップＳ２７までの処理で作成した各ヘアラインの形状を変形するためのものであるが、各ヘアラインの形状を変形するのは次のような理由による。
【００３４】
ステップＳ２７までの処理で作成された２値のヘアラインパターンに基づいて、例えば一般的なダイレクトエッチング法によりエンボス版用のシリンダに凹凸を形成することができることは当然であるが、このようにして形成したエンボス版によって透明なシートにエンボス加工を施してエンボスシートを作成したり、あるいは木目柄を印刷した化粧シートに直接エンボス加工を施した場合、木目の照りを従来に比較して、よりリアルに表現できるのであるが、照りが鋭すぎてギラギラしたものとなり、天然の木目の穏やかな木質感を得ることは難しいものであった。
【００３５】
この原因は、上述した処理によって作成されたヘアラインの方向ベクトルが綺麗に揃い過ぎていることにあり、従って一つ一つのヘアラインパターンを多少変形することによってヘアラインパターンの方向ベクトルに揺らぎを持たせれば、照りの鋭さを緩和でき、以て天然の木目の持つ穏やかな木質感を表現できるヘアラインパターンが得られることになる。つまり、ヘアラインパターンを変形することによって艶消しを行うのである。
【００３６】
そのために用いるのが１次元スカラ場であり、この１次元スカラ場を一つ一つのヘアラインパターンに作用させて変形させるのである。この１次元スカラ場としてはどのようなものを用いてもよいが、ヘアラインパターンを変形するためのものであり、その変形としては自然な揺らぎを持ったものとするのが望ましいので、１次元フラクタル場を用いるのがよい。１次元フラクタル場を生成するためには、例えば中点変位法を用いればよい。
【００３７】
この１次元スカラ場のサイズは任意に設定することができる。また、その値域はどのようなものでもよいが、ここでは理解を容易にするために、［-1,1］の範囲に正規化されているものとする。
【００３８】
このようにして１次元スカラ場を用意したら、次にこの一次元スカラ場を各ヘアラインパターンに作用させて変形する（ステップＳ２９）。まず、作成したヘアラインパターンの中の一つのヘアラインパターンＭi を抽出し、図１８に示すように、このヘアラインパターンのｙ方向の位置と１次元スカラ場の位置とを一対一に対応させる。このためには、両者の長さを正規化すればよい。そして、いまこのヘアラインＭi のｐで示す位置が１次元スカラ場のｑで示す位置に対応しており、この位置でのスカラ値がＨ（ｑ）であるとすると、例えば、当該ヘアラインパターンのｐの位置の代表画素及び画素帯の位置を［ｋ・Ｈ（ｑ）］だけ移動させるようにする。ここで、［ｋ・Ｈ（ｑ）］はｋ・Ｈ（ｑ）を越えない最大の整数値をとるものとする。また移動方向については、ｋ・Ｈ（ｑ）が正の値であれば図の右方向、即ちｘ座標値が大きくなる方向に移動させ、負の値であれば図の左方向、即ちｘ座標値が小さくなる方向に移動させるようにすればよい。また、ｋは係数であり、適宜な値を用いることができるが、この場合のように１次元スカラ場の値域が［-1,1］の範囲に正規化されている場合には、ｋは代表画素及び画素帯の移動量の最大幅、即ち変形の大きさを定めるものとなるから、比較的小さな値とするのが望ましい。ｋの値を大きくするとヘアラインパターンが大きく変形されることになり、このようなヘアラインパターンでは天然の木目の持つ穏やかな木質感を表現することができなくなる可能性があるからである。上述したようにヘアラインパターンの変形は方向ベクトルに多少の揺らぎを持たせるだけで足りるので、ｋの値は比較的小さな値でよいのである。
【００３９】
図１９はヘアラインパターンの変形の例を示す図であり、当該ヘアラインパターンＭi のｐの位置の代表画素及び画素帯が図１９（ａ）の斜線で示すようであり、［ｋ・Ｈ（ｑ）］＝３であり、且つｋ・Ｈ（ｑ）が正の値であるとすると、この代表画素及び画素帯は図１９（ｂ）に示すように図の右方向に３画素だけ移動されることになる。
【００４０】
以上の処理を当該ヘアラインパターンＭi の全ての位置について行い、当該ヘアラインパターンＭi の変形処理が終了したら、他のヘアラインパターンについても同様にして変形を行う。このようにしてステップＳ２７までの処理で作成した全てのヘアラインパターンについて変形の処理を行えば、艶消し効果を有するヘアラインパターンを得ることができ、天然の木目の持つ穏やかな木質感を表現できるヘアラインパターンが得られる。そして、この艶消しの度合いは、ステップＳ２８で生成する一次元スカラ場、あるいは係数ｋによって容易に制御することができる。
【００４１】
なお、上述したヘアラインパターンの変形のための演算はあくまでも一例に過ぎないものであって、代表画素及び画素帯の移動量を決定するための演算は、生成する１次元スカラ場等に応じて適宜に定めることが可能であることは当然である。また、上記の説明では全てのヘアラインパターンの変形に際して同じ係数ｋを用いるものとしたが、各ヘアラインパターンの変形に際して互いに異なる係数を用いるようにすることも可能である。そのためには、例えばステップＳ２９においてヘアラインパターンの数だけの係数を定めておけばよい。あるいは、ステップＳ２９においてヘアラインパターンの数だけの１次元スカラ場を生成し、ヘアラインパターンと１次元スカラ場を対応させ、あるヘアラインパターンを変形するに際しては対応付けされた１次元スカラ場を作用させるようにしてもよい。
【００４２】
このようにして全てのヘアラインパターンを変形したら、次に再度調整処理を行う（ステップＳ３０）。この調整処理はステップＳ２５の調整処理と同様である。ここで再び調整処理を行うのは、ヘアラインパターンを変形した結果、隣接するヘアラインの間に大きな空隙領域が発生したり、あるいは隣接するヘアラインが互いに接触するようになる可能性があるからである。そして、この調整処理が終了するとヘアラインパターン作成処理は終了となり、艶消し効果を有するヘアラインパターンが得られる。
【００４３】
このようにして、２値画像であるヘアラインパターンが作成されるが、この後、作成したヘアラインパターンに基づいてエンボス版を作成し、そのエンボス版を用いて、化粧シートに直接エンボス加工を施したり、あるいは透明なシートにエンボス加工を施して化粧シートに貼り付けることによって、照り、及び照りの移動を表現できる化粧シートを得ることができる。
【００４４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来においては上述したように、繊維潜り角の２次元スカラ場から直接２値のビットマップのヘアラインパターンを作成していたので、ヘアラインを修正する場合にはその処理が非常に面倒であった。
【００４５】
即ち、例えば、ヘアラインパターンにおいてはヘアラインの密度は場所によらず一様であることが望ましいが、繊維潜り角の２次元スカラ場から作成したヘアラインパターンでは必ずしもヘアラインの密度は一様ではなく、密度が高い箇所、低い箇所があるのが実際であり、このようなヘアラインパターンに対してはヘアラインを削除する等の修正が必要となる。
【００４６】
また、例えば、作成したヘアラインパターンに基づいてエンボス版を作成し、そのエンボス版を用いて化粧シートにエンボス加工を施したときに、当該化粧シートで発現される照り、あるいは照りの移動がデザイナが意図したものと異なっている場合がある。このような場合には、ヘアラインの揺らぎ、あるいは形状、または太さ、角度等を修正する必要が生じる。
【００４７】
更に、例えば作成したヘアラインパターンは、それ単独で用いられる場合もあるが、図２０に示すように、ヘアラインパターンＨ1 とヘアラインパターンＨ2 とをヘアラインの長さ方向（図のｙ方向）に隙間なく繋ぎ合わせて使用する場合がある。なお、図２０において、二つのヘアラインパターンＨ1 ，Ｈ2 は同じヘアラインパターンでもよく、異なるヘアラインパターンでもよい。このような場合、図の矢印で示す繋ぎ合わせ位置ではヘアラインは連続していなければならない。なぜなら、繋ぎ合わせ位置でヘアラインが連続していない場合には、繋ぎ合わせ位置の部分が目立ってしまうからである。従って、この場合にも繋ぎ合わせ位置においてヘアラインの修正が必要となる場合がある。
【００４８】
このように、作成したヘアラインパターンにおいてはヘアラインの修正が必要となる場合があるのであるが、従来においては繊維潜り角の２次元スカラ場から直接２値のビットマップのヘアラインパターンを作成していたので、ヘアラインの修正はビットマップデータ上で各画素毎に行わなければならず、非常に煩わしく、時間がかかるものであった。
【００４９】
そこで、本発明は、ヘアラインの修正を容易に行うことができるヘアラインデータの作成方法及び装置を提供することを目的とするものである。
【００５０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のヘアラインデータの作成方法は、繊維潜り角の２次元スカラ場等のヘアラインパターンを作成可能な２次元スカラ場を入力する第１の工程と、２次元平面を設定して、その２次元平面内に疑似ヘアラインの開始点を所望の個数設定すると共に、前記入力した２次元スカラ場のある位置における繊維潜り角から、その位置における方向ベクトルを算出するための関数、ヘアラインのヘアライン長、及び疑似ヘアラインを描画するときの描画ステップとを設定する第２の工程と、前記設定した開始点から生成する各疑似ヘアラインについて、開始点を第１制御点の座標値とし、第ｎ番目の制御点の座標値を、第（ｎ−１）番目の制御点の座標値と、前記疑似ヘアラインの描画ステップ及び前記関数に基づいて求める処理を、描画した当該疑似ヘアラインの長さが前記設定したヘアライン長より長くなるまで繰り返して、各疑似ヘアラインについての全ての制御点の座標値を求める第３の工程と、前記第３の工程で求めた全ての疑似ヘアラインについての全ての制御点の座標値をそのまま、あるいは適宜な間隔で間引いてヘアラインデータとして登録する第４の工程とを備えることを特徴とする。
【００５１】
また、本発明に係るヘアラインデータの作成装置は、繊維潜り角の２次元スカラ場等のヘアラインパターンを作成可能な２次元スカラ場を入力する２次元スカラ場入力手段と、２次元平面内に設定された所望の個数の疑似ヘアラインの開始点、及び前記入力された２次元スカラ場のある位置における繊維潜り角から、その位置における方向ベクトルを算出するための関数、ヘアラインのヘアライン長、疑似ヘアラインを描画するときの描画ステップとが設定されて、前記設定された開始点から生成する各疑似ヘアラインについて、開始点を第１制御点の座標値とし、第ｎ番目の制御点の座標値を、第（ｎ−１）番目の制御点の座標値と、前記疑似ヘアラインの描画ステップ及び前記関数に基づいて求める処理を、描画した当該疑似ヘアラインの長さが前記設定したヘアライン長より長くなるまで繰り返して、各疑似ヘアラインについての全ての制御点の座標値を求める疑似ヘアライン生成手段と、前記疑似ヘアライン生成手段で求めた全ての疑似ヘアラインについての全ての制御点の座標値をそのまま、あるいは適宜な間隔で間引いてヘアラインデータとして登録する登録手段とを備えることを特徴とする。
【００５２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ実施の形態について説明する。
まず、本発明に係るヘアラインデータの作成方法について説明する。図１はヘアラインデータ作成方法における処理の工程の一実施形態を示すフローチャートである。
【００５３】
まず、２次元スカラ場を入力する（ステップＳ１）。ここでは繊維潜り角の２次元スカラ場を入力するものとするが、最終的にヘアラインパターンを作成することのできる２次元スカラ場であればどのようなものでもよい。なお、繊維潜り角の２次元スカラ場は、上述した特願平１０−１０４８３１号で提案した方法によって作成したものであってもよく、その他の方法で作成したものであってもよい。
【００５４】
次に、疑似ヘアラインを生成する（ステップＳ２）。このためには、まず所望の大きさの２次元平面を設定し、その２次元平面内に疑似ヘアラインの開始点を所望の個数設定する。なお、当該２次元平面の横軸をｘ軸、縦軸をｙ軸とし、疑似ヘアラインはｙ軸方向に生成するものとする。
【００５５】
ここで、疑似ヘアラインの開始点の位置は、乱数を発生させてランダムに設定してもよく、あるいは縦横にそれぞれ所望の間隔で格子状に設定してもよい。なお、ここで「疑似ヘアラインの生成」と称しているのは、従来のようにここで生成したヘアラインをそのまま２値のビットマップのパターンとして用いるのではなく、ここで行うのは、後に実際に２値のビットマップのヘアラインパターンを作成する場合に、各ヘアラインを作成するために用いる制御点の座標値を求める処理であるからである。
【００５６】
さて、疑似ヘアラインの生成の処理の例を図２に示す。図２に示すフローチャートは、一つの疑似ヘアラインを生成するための処理であり、従って、図２に示す処理を全ての疑似ヘアラインの開始点に対して実行することによって、全ての疑似ヘアラインが生成されることになる。
【００５７】
まず、ステップＳ１１のパラメータ設定において、先に設定した疑似ヘアラインの開始点の中から一つの開始点を抽出する。ここでは当該疑似ヘアラインの開始点は（ｓx ，ｓy ）であるとする。また、繊維潜り角の２次元スカラ場のある位置における繊維潜り角ξから、その位置における方向ベクトルを算出するための関数Ｆ（ξ）を定義する。この関数Ｆ（ξ）は適宜な関数でよい。更に、当該疑似ヘアラインのｙ軸方向のヘアライン長Ｌと、疑似ヘアラインを生成する場合の描画ステップ△ｄを設定する。
【００５８】
次に、ステップＳ１２において初期値を定める。まず当該疑似ヘアラインの第１制御点Ｐ0（ｘ0，ｙ0） を定めるが、第１制御点は当該疑似ヘアラインの開始点に他ならないから、ｘ0＝ｓx，ｙ0＝ｓyである。次に制御点数ｎと、当該疑似ヘアラインの描画長ｄを定めるが、この第１制御点においてはｎ＝１であり、ｄ＝０である。
【００５９】
次に、ステップＳ１３の処理を、ｄ＞Ｌを満足するまで繰り返す。ステップＳ１３の処理は、第ｎ制御点の座標値を求めるための処理であり、第（ｎ−１）制御点の位置（ｘn-1，ｙn-1）に対応する繊維潜り角の２次元スカラ場の位置における繊維潜り角をξとしたとき、例えば
ｘn ＝ｘn-1＋△ｄ×Ｆ（ξ）
ｙn ＝ｙn-1＋△ｄ
で演算すればよい。そして、制御点数ｎをインクリメントして（ｎ＋１）とし、同様に当該疑似ヘアラインの描画長ｄを（ｄ＋△ｄ）にインクリメントする。そして、このステップＳ１３の処理を、ステップＳ１４のｄ＞Ｌを満足するまで繰り返す。なお、ステップＳ１３の処理によれば、△ｄの値によっては生成される疑似ヘアラインのヘアライン長ｄは、ステップＳ１１で設定されたＬの値より小さくなる場合があるが、その差は小さなものであるので問題はないものである。
【００６０】
そして、ステップＳ１４の判断処理によってｙｅｓと判断された場合には、ステップＳ１２で定めた第１制御点の座標値、及びステップＳ１３で求められた第２制御点〜第ｎ制御点の座標値を出力する（ステップＳ１５）。なお、ステップＳ１１で設定する疑似ヘアラインのヘアライン長Ｌ、及び描画ステップ△ｄの値は、全ての疑似ヘアラインについて同じでもよく、疑似ヘアライン毎に適宜な値を設定してもよいものである。
【００６１】
以上が、図１のステップＳ２の疑似ヘアライン生成の処理であり、これによって、２次元平面上に設定された全ての開始点から疑似ヘアラインが生成され、それらの疑似ヘアラインについての制御点の座標値が出力されることになる。
【００６２】
ステップＳ２の次に、ステップＳ３の処理において、データ削減を行う。ただし、このステップＳ３の処理は必要不可欠の処理ではなく、ステップＳ２で出力された各疑似ヘアラインの制御点の座標値をそのまま登録してもよいものであるが、ここでは、よりデータ量を削減するものとしている。
【００６３】
このデータ削減の処理は、ステップＳ２で出力された各疑似ヘアラインについて制御点数を適宜な間隔で間引くことで行う。実際には、一つの疑似ヘアラインについて、最終的に１０点程度の制御点を残せばよい。
【００６４】
データ削減を行った後に、各疑似ヘアラインについて、残された制御点の座標値を登録する（ステップＳ４）。これで全ての処理が終了となる。
【００６５】
このように、このヘアラインデータの作成方法によれば、繊維潜り角の２次元スカラ場から直接、２値のビットマップのヘアラインパターンを作成するのではなく、一旦所望の個数の疑似ヘアラインを生成し、それらの各疑似ヘアラインの制御点の座標値をヘアラインデータとして持つのである。つまり、ヘアラインデータをベクタ形式で持つことになるので、従来のような２値のビットマップのヘアラインパターンの場合に比較して、その扱いは容易となる。
【００６６】
以上、ヘアラインデータの作成方法の実施形態について説明したが、以下、上述の処理によって作成したヘアラインデータからどのようにして２値のビットマップのヘアラインパターンを作成するかについて図３を参照して説明する。
【００６７】
図３に示す処理においては、各ヘアラインに対して、回転角度、揺らぎ、線幅のパラメータを所望のように設定する（ステップＳ１６）と共に、上述した処理によって得られたヘアラインデータ、即ち一つ一つのヘアラインのデータがベクタ形式となされたヘアラインデータを一つ読み出す（ステップＳ１７）。なお、揺らぎとしては図１０のステップＳ２８について説明したように、１次元フラクタル場を生成すればよい。
【００６８】
そして、ステップＳ１８のヘアラインパターン作成の処理においては、ステップＳ１７で読み出されたベクタ形式のヘアラインデータと、当該ヘアラインに対してステップＳ１６で設定された回転角度、揺らぎ、線幅のパラメータを取り込み、取り込んだヘアラインデータの制御点の座標値に基づいてスプライン曲線を発生させてヘアラインを描画し、その描画した曲線に対して、設定された回転角度のパラメータに基づいて回転処理を施し、揺らぎのパラメータに基づいて揺らぎを持たせ、更に当該曲線に設定された線幅を付す。なお、曲線に揺らぎを持たせるためには、例えば図１０のステップＳ２９の処理と同様の処理を行えばよい。また、ヘアラインデータの制御点の座標値からヘアラインの曲線を描画するためには、スプライン曲線の他にも適宜な関数を用いることが可能であることは当業者に明らかである。
【００６９】
以上の処理を全てのヘアラインのデータについて行うことによって、２値のビットマップのヘアラインパターンが得られるので、この後は、従来と同様に、当該ヘアラインパターンに基づいてエンボス版を作成し、そのエンボス版によって所望のシートにエンボス加工を施せばよい。なお、図３のステップＳ１６の初期設定において設定するパラメータとしては、回転角度、揺らぎ、線幅の他にも適宜なパラメータを設定することが可能である。
【００７０】
以上の説明から明らかなように、このヘアラインデータの作成方法によれば、ヘアラインデータは、スプライン曲線等によってヘアラインを描画可能な制御点の座標値というベクタ形式となされているので、ヘアラインデータのデータ量を従来のようにビットマップ形式とする場合に比較して、そのデータ量を減少させることができ、また、ヘアラインデータに基づいて２値のビットマップのヘアラインパターンを作成した後に何等かの修正を施したい場合には、ヘアラインを描画する場合に用いる、回転角度、揺らぎ、線幅などのパラメータを変更するだけでよく、従来のようにヘアラインパターンの修正をビットマップデータ上で各画素毎に行う場合に比較して、大幅に容易になり、オペレータの作業負担を大幅に軽減することができる。
【００７１】
以上、本発明に係るヘアラインデータの作成方法の実施形態、及びそのヘアラインデータの作成方法で作成したヘアラインデータの使用形態について説明したが、次に、本発明に係るヘアラインデータの作成装置の実施形態について説明する。
【００７２】
この装置は、図４に示すように、２次元スカラ場入力手段１、疑似ヘアライン生成手段２、データ削減手段３、登録手段４を備えている。２次元スカラ場入力手段１は、図１のステップＳ１の処理を行うものであり、例えば適宜な方法によって作成された繊維潜り角の２次元スカラ場を入力するためのものである。疑似ヘアライン生成手段２は図１のステップＳ２の処理を行うものであり、データ削減手段３は図１のステップＳ３の処理を行うものであり、登録手段４は図１のステップＳ４の処理を行うものである。なお、上述したところから明らかなように、データ削減手段３は省略可能である。
【００７３】
これらの２次元スカラ場入力手段１、疑似ヘアライン生成手段２、データ削減手段３、登録手段４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、ヘアラインデータが登録されることになる。
【００７４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るヘアラインデータの作成方法の一実施形態の処理を示すフローチャートである。
【図２】  図１のステップＳ２の詳細な処理を示すフローチャートである。
【図３】  図１に示す処理により作成したヘアラインデータの使用形態の例を説明するためのフローチャートである。
【図４】  本発明に係るヘアラインデータの作成装置の一実施形態を示す図である。
【図５】  木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６】  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７】  一般的な材木板におけるベクトル交錯角φ（繊維潜り角ξ）と鏡面反射光強度Ｗとの関係を示すグラフである。
【図８】  本出願人が特願平１０−１０４８３１号で提案した、天然木材から繊維潜り角の２次元スカラ場を生成する方法を説明するための図である。
【図９】  本出願人が特願平１０−１０４８３１号で提案した、天然木材から繊維潜り角の２次元スカラ場を生成する方法を説明するための図である。
【図１０】  ヘアラインパターン形成の詳細な処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】  図１０のステップＳ２２で、第１行目に定義された代表画素を示す図である。
【図１２】  図１０のステップＳ２２で、第１行目に定義された画素帯を示す図である。
【図１３】  図１０のステップＳ２４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１４】  図１０の流れ図におけるステップＳ２４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１５】  図１０の流れ図に示す手順により生成されたヘアラインを示す図である。
【図１６】  図１０のステップＳ２５の調整処理により、新たなヘアラインＭ３が発生した状態を示す図である。
【図１７】  図１０のステップＳ２５の調整処理により、ヘアラインＭ２が終端した状態を示す図である。
【図１８】  図１０のステップＳ２９のヘアラインパターンの変形の処理を説明するための図である。
【図１９】  図１０のステップＳ２９のヘアラインパターンの変形の処理によって代表画素及び画素帯が移動されて変形された場合の例を示す図である。
【図２０】  発明が解決しようとする課題を説明するための図である。
【符号の説明】
１…２次元スカラ場入力手段
２…疑似ヘアライン生成手段
３…データ削減手段
４…登録手段
【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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