(57)【要約】【課題】所望の三次元形状に対する照明光の反射の様相が再現される刺繍物に係る刺繍データの作成に用いる刺繍データ作成装置等を提供する。【解決手段】刺繍データ作成装置１は、三次元形状を投影面に投影し、投影された各画素の法線方向に係る仰角および方位角を法線情報として記録する法線情報記録手段２３と、法線情報に係るベクトルを、特定の方位角を持つ法線投影面に投影し、投影されたベクトルに係る仰角を変換法線情報とする法線情報変換手段２５と、変換法線情報に基づいて刺繍物の位置ごとに縫い目方向を割り当てて、縫い目の始点および終点の情報を持つ縫い目データを決定し、縫い目データ群である刺繍データを作成する刺繍データ作成手段２７と、を具備する。【選択図】図２
2009086809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の三次元形状に対する反射の様相が再現される刺繍物に係る刺繍データの作成に用いる刺繍データ作成装置であって、
前記三次元形状を投影面に投影し、投影された各画素の法線方向に係る仰角および方位角を法線情報として記録する法線情報記録手段と、
前記法線情報に係るベクトルを、特定の方位角を持つ法線投影面に投影し、投影されたベクトルに係る仰角を変換法線情報とする法線情報変換手段と、
前記変換法線情報に基づいて前記刺繍物の位置ごとに縫い目方向を割り当てて、縫い目の始点および終点の情報を持つ縫い目データを決定し、前記縫い目データ群である刺繍データを作成する刺繍データ作成手段と、
を具備することを特徴とする刺繍データ作成装置。
【請求項２】
前記縫い目データは、更に、前記三次元形状の色情報に対応した色を持つ刺繍糸情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の刺繍データ作成装置。
【請求項３】
前記刺繍データは、前記縫い目が連結されて略曲線を形成することによって、曲線パターンをなすものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の刺繍データ作成装置。
【請求項４】
前記刺繍データは、前記刺繍物に係る図柄領域が格子状セルに分割され、前記縫い目が前記格子状セルごとに同一の角度を持つ複数の平行線を形成することによって、格子パターンをなすものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の刺繍データ作成装置。
【請求項５】
所望の三次元形状に対する反射の様相が再現される刺繍物に係る刺繍データの作成に用いる刺繍データ作成方法であって、
前記三次元形状を投影面に投影し、投影された各画素の法線方向に係る仰角および方位角を法線情報として記録するステップと、
前記法線情報に係るベクトルを、特定の方位角を持つ法線投影面に投影し、投影されたベクトルに係る仰角を変換法線情報とするステップと、
前記変換法線情報に基づいて前記刺繍物の位置ごとに縫い目方向を割り当てて、縫い目の始点および終点の情報を持つ縫い目データを決定し、前記縫い目データ群である刺繍データを作成するステップと、
を含むことを特徴とする刺繍データ作成方法。
【請求項６】
前記刺繍データを作成するステップは、更に、前記三次元形状の色情報に対応した色を持つ刺繍糸情報を前記刺繍データに付加することを特徴とする請求項５に記載の刺繍データ作成方法。
【請求項７】
前記刺繍データを作成するステップは、第１の縫い目の始点から、前記変換法線情報に基づいて前記第１の縫い目の終点を決定し、更に、前記第１の縫い目の終点を第２の縫い目の始点とすることで、複数の縫い目を決定していくものであることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の刺繍データ作成方法。
【請求項８】
前記刺繍データを作成するステップは、前記刺繍物に係る図柄領域を格子状セルに分割し、前記格子状セルごとに同一の角度を持つ複数の平行線として前記縫い目を決定していくものであることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の刺繍データ作成方法。
【請求項９】
コンピュータを請求項１から請求項４のいずれかに記載の刺繍データ作成装置として機能させるプログラム。
【請求項１０】
請求項５から請求項８のいずれかに記載の刺繍データ作成方法によって作成された刺繍データ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所望の三次元形状に対する照明光の反射の様相が再現される刺繍物に係る刺繍データの作成に用いる刺繍データ作成装置、刺繍データ作成方法、プログラムおよび当該刺繍データに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、刺繍ミシンの分野においては、色情報が二次元的に連続して変化するカラー画像の写真等から、自動的に刺繍データを作成する方法が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に提案された方法では、まず、写真等を入力画像とし、入力画像から角度を持った線分情報を作成する。次に、入力画像の色情報に従って各線分に色情報を設定する。そして、色情報ごとに線分を接続し、刺繍データを作成する。尚、特許文献１では、線分を接続する際、無駄な渡り糸を避ける為、最も近い端点を持つ線分を順次接続するようにしている。
【０００４】
尚、作成された刺繍データは、対応する刺繍ミシンの制御装置が利用する。すなわち、刺繍ミシンの制御装置は、刺繍データに基づいて刺繍ミシンを制御し、カラー画像が再現される刺繍物を作製する。
【特許文献１】特開２００１−２５９２６８号公報
【発明の開示】
【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に提案された手法では、元の画像データに対して、特定の照明方向および特定の観察方向による再現しかできない。すなわち、元の画像データが三次元形状を有する場合、元の三次元形状に対して、照明方向および観察方向の変化による多様な見え方を刺繍物に再現することはできない。
【０００６】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、所望の三次元形状に対する照明光の反射の様相が再現される刺繍物に係る刺繍データの作成に用いる刺繍データ作成装置等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するための第１の発明は、所望の三次元形状に対する反射の様相が再現される刺繍物に係る刺繍データの作成に用いる刺繍データ作成装置であって、前記三次元形状を投影面に投影し、投影された各画素の法線方向に係る仰角および方位角を法線情報として記録する法線情報記録手段と、前記法線情報に係るベクトルを、特定の方位角を持つ法線投影面に投影し、投影されたベクトルに係る仰角を変換法線情報とする法線情報変換手段と、前記変換法線情報に基づいて前記刺繍物の位置ごとに縫い目方向を割り当てて、縫い目の始点および終点の情報を持つ縫い目データを決定し、前記縫い目データ群である刺繍データを作成する刺繍データ作成手段と、を具備することを特徴とする刺繍データ作成装置である。第１の発明に係る刺繍データ作成装置の使用をすることによって、所望の三次元形状に対する照明光の反射の様相が再現される刺繍物に係る刺繍データを作成できる。
【０００８】
第１の発明における縫い目データは、更に、前記三次元形状の色情報に対応した色を持つ刺繍糸情報を含むものであることが望ましい。これによって、刺繍物の表面上に、三次元形状の色も再現することができる。
【０００９】
第１の発明における刺繍データは、例えば、前記縫い目が連結されて略曲線を形成することによって、曲線パターンをなすものである。また、第１の発明における刺繍データは、例えば、前記刺繍物に係る図柄領域が格子状セルに分割され、前記縫い目が前記格子状セルごとに同一の角度を持つ複数の平行線を形成することによって、格子パターンをなすものである。
【００１０】
第２の発明は、所望の三次元形状に対する反射の様相が再現される刺繍物に係る刺繍データの作成に用いる刺繍データ作成方法であって、前記三次元形状を投影面に投影し、投影された各画素の法線方向に係る仰角および方位角を法線情報として記録するステップと、前記法線情報に係るベクトルを、特定の方位角を持つ法線投影面に投影し、投影されたベクトルに係る仰角を変換法線情報とするステップと、前記変換法線情報に基づいて前記刺繍物の位置ごとに縫い目方向を割り当てて、縫い目の始点および終点の情報を持つ縫い目データを決定し、前記縫い目データ群である刺繍データを作成するステップと、を含むことを特徴とする刺繍データ作成方法である。第１の発明に係る刺繍データ作成方法の使用をすることによって、所望の三次元形状に対する照明光の反射の様相が再現される刺繍物に係る刺繍データを作成できる。尚、電気通信回線を通じて、第２の発明に係る方法によって作成された刺繍データを提供することもできる。
【００１１】
第２の発明における刺繍データを作成するステップは、更に、前記三次元形状の色情報に対応した色を持つ刺繍糸情報を前記刺繍データに付加することが望ましい。これによって、刺繍物の表面上に、三次元形状の色も再現することができる。
【００１２】
第２の発明における刺繍データを作成するステップは、例えば、第１の縫い目の始点から、前記変換法線情報に基づいて前記第１の縫い目の終点を決定し、更に、前記第１の縫い目の終点を第２の縫い目の始点とすることで、複数の縫い目を決定していくものである。また、第２の発明における刺繍データを作成するステップは、例えば、前記刺繍物に係る図柄領域を格子状セルに分割し、前記格子状セルごとに同一の角度を持つ複数の平行線として前記縫い目を決定していくものである。
【００１３】
第３の発明は、コンピュータを第１の発明の刺繍データ作成装置として機能させるプログラムである。この第３の発明に係るプログラムをコンピュータにインストールすることによって、第１の発明に係る刺繍データ作成装置を得ることができる。
【００１４】
第４の発明は、第２の発明の刺繍データ作成方法によって作成された刺繍データである。この刺繍データを用いることで、対応する刺繍ミシンの制御装置が、所望の三次元形状に対する照明光の反射の様相が再現される刺繍物を作製することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、所望の三次元形状に対する照明光の反射の様相が再現される刺繍物に係る刺繍データの作成に用いる刺繍データ作成装置等を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態に係る刺繍データ作成装置１を実現するコンピュータのハードウェア構成図である。尚、図１のハードウェア構成は一例であり、用途、目的に応じて様々な構成を採ることが可能である。
刺繍データ作成装置１は、制御部３、記憶部５、メディア入出力部７、通信制御部９、入力部１１、表示部１３、周辺機器Ｉ／Ｆ部１５等が、バス１７を介して接続される。
【００１８】
制御部３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成される。
【００１９】
ＣＰＵは、記憶部５、ＲＯＭ、記録媒体等に格納されるプログラムをＲＡＭ上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、バス１７を介して接続された各装置を駆動制御し、刺繍データ作成装置１が行う後述する処理（図５、図１０、図１３等参照）を実現する。
ＲＯＭは、不揮発性メモリであり、コンピュータのブートプログラムやＢＩＯＳ等のプログラム、データ等を恒久的に保持している。
ＲＡＭは、揮発性メモリであり、記憶部５、ＲＯＭ、記録媒体等からロードしたプログラム、データ等を一時的に保持するとともに、制御部３が各種処理を行う為に使用するワークエリアを備える。
【００２０】
記憶部５は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）であり、制御部３が実行するプログラム、プログラム実行に必要なデータ、ＯＳ（オペレーティングシステム）等が格納される。プログラムに関しては、ＯＳ（オペレーティングシステム）に相当する制御プログラムや、後述の処理に相当するアプリケーションプログラムが格納されている。
これらの各プログラムコードは、制御部３により必要に応じて読み出されてＲＡＭに移され、ＣＰＵに読み出されて各種の手段として実行される。
【００２１】
メディア入出力部７（ドライブ装置）は、データの入出力を行い、例えば、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、ＣＤドライブ（−ＲＯＭ、−Ｒ、−ＲＷ等）、ＤＶＤドライブ（−ＲＯＭ、−Ｒ、−ＲＷ等）、ＭＯドライブ等のメディア入出力装置を有する。
【００２２】
通信制御部９は、通信制御装置、通信ポート等を有し、コンピュータとネットワーク１９間の通信を媒介する通信インタフェースであり、ネットワーク１９を介して、他のコンピュータ間との通信制御を行う。
【００２３】
入力部１１は、データの入力を行い、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、テンキー等の入力装置を有する。
入力部１１を介して、コンピュータに対して、操作指示、動作指示、データ入力等を行うことができる。
【００２４】
表示部１３は、ＣＲＴモニタ、液晶パネル等のディスプレイ装置、ディスプレイ装置と連携してコンピュータのビデオ機能を実現するための論理回路等（ビデオアダプタ等）を有する。
【００２５】
周辺機器Ｉ／Ｆ（インタフェース）部１５は、コンピュータに周辺機器を接続させるためのポートであり、周辺機器Ｉ／Ｆ部１５を介してコンピュータは周辺機器とのデータの送受信を行う。周辺機器Ｉ／Ｆ部１５は、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４やＲＳ−２３２Ｃ等で構成されており、通常複数の周辺機器Ｉ／Ｆを有する。周辺機器との接続形態は有線、無線を問わない。
【００２６】
バス１７は、各装置間の制御信号、データ信号等の授受を媒介する経路である。
【００２７】
次に、図２から図４を参照しながら、刺繍データ作成装置１の機能を実現する構成について説明する。
図２は、刺繍データ作成装置１の機能の概要を示すブロック図である。図３は、投影面Ｓ１上の法線ベクトルＮ１を示す図である。図４は、法線ベクトルＮ１の法線投影面Ｓ２への投影を示す図である。
【００２８】
図２に示すように、刺繍データ作成装置１は、三次元形状設計手段２１、法線情報記録手段２３、法線情報変換手段２５、刺繍データ作成手段２７等を備える。
【００２９】
三次元形状設計手段２１は、刺繍物の表面上に再現する所望の三次元形状を設計する。三次元形状設計手段２１は、一般に市販されているＣＧ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｇｒａｐｈｉｃ）ソフトウェアが有するモデリング機能に相当する。
【００３０】
法線情報記録手段２３は、三次元形状を投影面に投影し、投影された各画素の法線方向に係る仰角および方位角を法線情報として記録する。一般に、ＣＧ製作過程では、モデリングによって作成されたデータから、ライティングやカメラの条件等を加味して最終的な画像を作成するレンダリングが行われる。従来のレンダリングでは、各画素におけるＲＧＢ色成分の輝度値を算出するが、法線情報記録手段２３は、投影された各画素の法線方向に係る仰角および方位角を算出し、これらを法線情報として記録する。
【００３１】
法線情報変換手段２５は、法線情報に係るベクトルを、特定の方位角を持つ法線投影面に投影し、投影されたベクトルに係る仰角を変換法線情報とする。そして、変換法線情報は、後述する刺繍データ作成手段２７によって、縫い目の終点を決定する際に用いられる。これは、刺繍物の表面上に三次元形状に対する照明光の反射の様相を表現するためには、法線情報を何らかの方法で縫い目の方向に継承させることが必要だからである。
【００３２】
図３に示すように、法線ベクトルＮ１は、投影面Ｓ１上の点Ｐを始点とし、投影面Ｓ１に定義した座標系に対する方位角φと仰角ｋとで表現される。一方、縫い目方向を示すベクトル（以下、「縫い目方向ベクトル」と呼ぶ。）は、刺繍物の表面上に定義される方位角のみで表現されることから、法線ベクトルＮ１に係る情報を全て継承することはできない。従って、法線情報変換手段２５は、法線ベクトルＮ１を所定の方位角（後述する図４のα）に投影して次元を減ずることにより、法線ベクトルＮ１に係る情報を、縫い目方向ベクトルに継承させる。
【００３３】
図４に示すように、法線投影面Ｓ２は、投影面Ｓ１に対して垂直であり、方位角α方向に設けられた新たな投影面である。法線情報変換手段２５は、法線ベクトルＮ１を法線投影面Ｓ２に垂直に投影する。投影されたベクトルが、変換法線ベクトルＮ２である。そして、法線情報変換手段２５は、変換法線ベクトルＮ２の仰角ｔを算出する。仰角ｔの値は、後述する刺繍データ作成手段２７によって、縫い目方向ベクトルに継承される。尚、仰角ｔは、図４に示すように、Ｓ２内でＰを通過し、Ｓ１に垂直な線を基準（ｔ＝０度）とし、基準線と変換法線ベクトルＮ２とのなす角度によって定義する。
ここで、立体形状の隠面は投影されないから、法線ベクトルＮ１の向きは、必ず点Ｐから見て投影面Ｓ１の表の方向になる。従って、仰角ｔは１８０度（−９０度≦ｔ≦９０度）の範囲を取り得る。
【００３４】
刺繍データ作成手段２７は、変換法線情報に基づいて刺繍物の位置ごとに縫い目方向を割り当てて、縫い目の始点および終点の情報を持つ縫い目データを決定し、縫い目データ群である刺繍データを作成する。縫い目データは、更に、三次元形状の色情報に対応した色を持つ刺繍糸情報を含むようにしても良い。
尚、縫い目データには、対応する刺繍ミシンに応じて他にも必要な情報が含まれる。但し、所望の三次元形状に対する反射の様相が再現される刺繍物を作製する上で最も重要な情報は、縫い目の始点および終点の情報である。また、刺繍物に三次元形状の色を再現するために必要な情報は、刺繍糸情報である。そこで、本実施の形態では、縫い目の始点および終点の情報、および刺繍糸情報にのみ言及することとする。
【００３５】
刺繍データは、例えば、縫い目が連結されて略曲線を形成することによって、曲線パターンをなすものである。そして、曲線パターンが刺繍物の表面に形成されることによって、刺繍物を観察する際、照明光の反射方向に異方性が生じる（以下、異方性反射現象という。）。この異方性反射現象を利用することによって、元の３次元形状に対する照明方向および観察方向の変化による多様な見え方を刺繍物に再現することができる。これは、変換法線情報に基づいて縫い目方向を割り当てることで、３次元形状の各画素に係る法線ベクトルの情報が刺繍物上の縫い目方向に継承されるからである。
【００３６】
また、刺繍データは、例えば、刺繍物に係る図柄領域が格子状セル（以下では、単に「セル」と表記することとする。）に分割され、縫い目がセルごとに同一の角度を持つ複数の平行線を形成することによって、格子パターンをなすものである。そして、様々な角度を持つ格子パターンが刺繍物の表面に形成されることによって、刺繍物を観察する際、異方性反射現象が起こる。この異方性反射現象を利用することによって、元の３次元形状に対する照明方向および観察方向の変化による多様な見え方を刺繍物に再現することができる。これは、変換法線情報に基づいて縫い目方向を割り当てることで、３次元形状の各画素に係る法線ベクトルの情報が刺繍物上の縫い目方向に継承されるからである。
以下では、刺繍データが曲線パターンをなす場合を曲線型、刺繍データが格子パターンをなす場合を格子型と呼ぶこととする。
【００３７】
次に、図５から図９までを参照しながら、曲線型の刺繍データを作成する場合の刺繍データ作成装置１の動作の詳細について説明する。
図５は、曲線型の刺繍データ作成処理の流れを示すフローチャートである。図６は、刺繍物の表面に定義される格子点Ｔの一例を示す図である。図７は、図６の格子点Ｔのランダム移動後を示す図である。図８は、曲線パターンの形成過程の一例を示す図である。図９は、図８に示した曲線パターンに係る縫い目データを示す図である。
【００３８】
図５に示すように、制御部３は、最初に、刺繍物の表面に定義される格子点Ｔのランダム移動を行う（Ｓ１０１）。
【００３９】
図６では、刺繍物の表面に定義される格子点Ｔの一例として、規則的に配置された８個の格子点Ｔ（図では、黒丸で示す）を示している。各格子点Ｔは、Ｘ軸方向のピッチがｔｘ、Ｙ軸方向のピッチがｔｙとなるように規則的に配置される。また、格子点Ｔの位置は、二次元座標Ｔ（ｘ、ｙ）によって定義される。各格子点Ｔは、曲線パターンの起点となる点である。しかしながら、各格子点Ｔが規則的に配置されると、最終的に規則的な配置をもった曲線パターン群をなすことになる。そして、３次元形状の立体感とは無関係な曲線パターン群の規則的な配置が、作製された刺繍物の観察時に認識され易くなり、３次元形状の立体感を十分に再現することができない結果になる。従って、本発明の実施をする上では、曲線パターンは、刺繍物全体としては一様な密度分布を持ちながら、局所的にはランダムに配置されることが望ましい。
【００４０】
図６では、規則的に配置された格子点Ｔ（ｘ、ｙ）の一つが、Ｘ軸方向にランダムな変位量ｄｘだけ変位し、かつＹ軸方向にランダムな変位量ｄｙだけ変位する様子が示されている。すなわち、制御部３は、格子点Ｔ（ｘ、ｙ）のランダム移動を行っている。白丸で示す点Ｐ（ｘ＋ｄｘ、ｙ＋ｄｙ）は、格子点Ｔ（ｘ、ｙ）のランダム移動後の格子点である。ここで、例えば、変位量ｄｘの範囲は、−ｔｘ／２≦ｄｘ≦ｔｘ／２、および変位量ｄｙの範囲は、−ｔｙ／２≦ｄｙ≦ｔｙ／２とする。破線で示す矩形領域Ｆは、このように変位量ｄｘ、ｄｙの範囲を定めた場合の格子点Ｔ（ｘ、ｙ）の移動可能範囲を示している。
【００４１】
図７では、図６に示す８個の格子点Ｔに対するランダム移動処理後の位置を示している。黒丸で示す点Ｐ１（１）〜点Ｐ１（８）が、ランダム移動処理後の格子点である。以下では、ｊ番目の曲線パターンを構成するｉ番目の曲線構成点をＰｉ（ｊ）と表記することとする。すなわち、ｊは曲線パターンを一意に定める順序数である曲線番号、ｉは特定の曲線パターンの構成点を一意に定める順序数である構成点番号を意味する。図７に示す８個の点は、いずれも曲線パターンの起点となる点であるから、いずれもｉ＝１となっている。以下では、一般的に、曲線番号ｊの範囲は、１≦ｊ≦ｍ、および構成点番号ｉの範囲は、１≦ｉ≦ｎとする（ｎは曲線構成点の構成数である）。
【００４２】
図５の説明に戻ると、次に、制御部３は、曲線構成点の構成数ｎを決定する（Ｓ１０２）。曲線構成点の構成数ｎは、曲線パターンごとに決定することもできる。以下では、説明を簡単にする為に、全ての曲線パターンは同数の曲線構成点によって構成されることとする。
【００４３】
次に、制御部３は、曲線番号ｊに１を代入し（Ｓ１０３）、構成点番号ｉに１を代入する（Ｓ１０４）。そして、制御部３は、曲線構成点Ｐｉ（ｊ）に係る変換法線情報を取得する（Ｓ１０５）。変換法線情報は、前述の法線情報変換手段２５によって算出されたものである。ここで、制御部３は、例えば、曲線構成点Ｐｉ（ｊ）の座標の近傍の画素に係る複数の変換法線情報に対して、補完処理を施すことによって、曲線構成点Ｐｉ（ｊ）の座標上の変換法線情報を取得する。更に、制御部３は、変換法線情報とともに色情報を取得しても良い。
【００４４】
次に、制御部３は、取得した変換法線情報に係る仰角を用いて、曲線構成点Ｐｉ＋１（ｊ）を定義する（Ｓ１０６）。具体的には、制御部３は、例えば、ランダムに曲線構成点Ｐｉ（ｊ）と曲線構成点Ｐｉ＋１（ｊ）との距離を決定する。また、制御部３は、例えば、取得した変換法線情報に係る仰角ｔ（前述の図４参照）に対し、θ＝ｔ／２とする方位角θ（θの範囲は、−４５度≦θ≦４５度）を算出する。ここで、方位角θは、曲線構成点Ｐｉ（ｊ）と曲線構成点Ｐｉ＋１（ｊ）との二点に係るベクトルの向きを示す。そして、制御部３は、決定した曲線構成点Ｐｉ（ｊ）と曲線構成点Ｐｉ＋１（ｊ）との距離、および算出した方位角θを用いて、曲線構成点Ｐｉ＋１（ｊ）を定義する。
【００４５】
ここで、θ＝ｔ／２とする方位角θを算出することについて説明する。これは、θ＝ｔとしてθの取り得る範囲を１８０度（−９０度≦θ≦９０度）とすると、最も形状の異なる部分、例えば、ｔ＝９０度の部分とｔ＝−９０度の部分とを方位角θにそれぞれ継承させたとき、異方性反射現象上は、同じ方向を持つことになる。そうすると、３次元形状に含まれる最も形状の異なる部分が、類似した異方性反射現象を生ずることになり、好ましくないからである。但し、θの取り得る範囲は９０度に限定されるものではなく、刺繍物の使用目的や３次元形状の特性等に応じて任意に設定することが可能である。
【００４６】
次に、制御部３は、曲線構成点Ｐｉ（ｊ）を縫い目の始点、曲線構成点Ｐｉ＋１（ｊ）を縫い目の終点とし、（（ｎ−１）×（ｊ−１）＋ｉ）番目の縫い目データを記憶部５に保存する（Ｓ１０７）。更に、制御部３は、Ｓ１０５で取得した色情報に対応した色を持つ刺繍糸の情報を縫い目データに付加するようにしても良い。
【００４７】
次に、制御部３は、構成点番号ｉに１を加算し（Ｓ１０８）、ｉ≧ｎの関係式を満たすかどうか確認する（Ｓ１０９）。
関係式を満たさない場合、Ｓ１０５から繰り返す（Ｓ１０９のＮｏ）。
関係式を満たす場合、Ｓ１１０に進む（Ｓ１０９のＹｅｓ）。
【００４８】
図８では、曲線構成点の構成数ｎが６の場合において、ｊ番目の曲線パターンの形成過程を示している。制御部３は、最初に、曲線構成点Ｐ１（ｊ）に係る変換法線情報を取得する。次に、制御部３は、図８に示すＬ１（ｊ）をランダムに決定する。ここで、Ｌ１（ｊ）は、曲線構成点Ｐ１（ｊ）と曲線構成点Ｐ２（ｊ）との距離である。また、図８に示すＶ１（ｊ）は、取得した変換法線情報によって算出した方位角θを向きとする単位ベクトルである。次に、制御部３は、Ｌ１（ｊ）および方位角θを用いて、曲線構成点Ｐ２（ｊ）を定義する。以下、順次、曲線構成点Ｐ３（ｊ）、・・・、曲線構成点Ｐ６（ｊ）を定義する。
【００４９】
図８の形成過程を一般化して述べると、制御部３は、第１の縫い目の始点から、変換法線情報に基づいて第１の縫い目の終点を決定し、更に、第１の縫い目の終点を第２の縫い目の始点とすることで、複数の縫い目を連結していき、曲線パターンを形成する。
【００５０】
図９では、図８で示した形成過程によって形成されたｊ番目の曲線パターンに係る縫い目データを示している。縫い目ＩＤは、縫い目データを一意に識別する番号である。図９に示す例は、初期値（ｊ＝１、ｉ＝１）から順に自然数による順序数とした場合である。図９に示すように、縫い目ＩＤが（５×（ｊ−１）＋１）に対しては、縫い目の始点はＰ１（ｊ）、縫い目の終点はＰ２（ｊ）となる。以下、順番に、５つの縫い目データが保存される。
【００５１】
図５の説明に戻ると、次に、制御部３は、曲線番号ｊに１を加算し（Ｓ１１０）、ｊ＞ｍの関係式を満たすかどうか確認する（Ｓ１１１）。
関係式を満たさない場合、Ｓ１０４から繰り返す（Ｓ１１１のＮｏ）。
関係式を満たす場合、全体の処理を終了する（Ｓ１１１のＹｅｓ）。
【００５２】
次に、図１０から図１３までを参照しながら、格子型の刺繍データを作成する場合の刺繍データ作成装置１の動作の詳細について説明する。
図１０は、格子型の刺繍データ作成処理の流れを示すフローチャートである。図１１は、セルに対する縫い目の方向θの一例を示す図である。図１２は、セルに含まれる複数の平行線の一例を示す図である。図１３は、縫い目番号ｋに係る始点Ｓｋ、終点Ｅｋの算出の流れを示すフローチャートである。
尚、前述の図５から図９までの説明にて用いた記号と、後述の図１０から図１３までの説明にて用いる記号とで重複するものがあるが、同じ意味ではないことに注意が必要である。
【００５３】
図１０に示すように、制御部３は、最初に、セルの一辺の長さＬ、および縫い目の間隔Ｐを決定する（Ｓ２０１）。ここで、セルは同一形状の矩形であれば良いが、説明を簡単にするために、セルは正方形とする。従って、セルの一辺の長さＬを決定することで、セルの形状が決定する。また、縫い目の間隔Ｐとは、縫い目を線分として見るとき、隣接する線分間の距離である。尚、便宜上、刺繍糸の太さはないものとする。実際には、縫い目の間隔Ｐは、少なくとも刺繍糸の太さより大きい値とする必要がある。
【００５４】
セルの一辺の長さＬ、および縫い目の間隔Ｐは、入力部１１等を介して、パラメータとして入力しても良いし、デフォルト値として記憶部５に記憶している値としても良い。尚、セルの一辺の長さＬ、縫い目の間隔Ｐ以外に、刺繍物に係る図柄領域の縦の大きさＷおよび横の大きさＨ等が、パラメータとして入力されているものとする。
【００５５】
次に、制御部３は、図柄領域内のｘ軸方向のセル数Ｉ、およびｙ軸方向のセル数Ｊを算出する（Ｓ２０２）。ｘ軸方向のセル数Ｉは、Ｉ＝Ｗ÷Ｌなる式で算出する。また、ｙ軸方向のセル数Ｊは、Ｊ＝Ｈ÷Ｌなる式で算出する。但し、整数に満たない端数は、適宜処理することとする（例えば、切り捨てる等）。以下では、ｘ軸方向にｉ番目、ｙ軸方向にｊ番目に位置するセルについて、セルＣ（ｉ，ｊ）と表記することとする。
【００５６】
次に、制御部３は、セルＣ（ｉ，ｊ）の添え字に初期値（ｉ＝１、ｊ＝１）を代入する（Ｓ２０３）。そして、制御部３は、セルＣ（ｉ，ｊ）の方向ベクトルＶ（ｉ，ｊ）を算出する。ここで、Ｖ（ｉ，ｊ）とは、セルＣ（ｉ，ｊ）に含まれる縫い目の方向を向きとする単位ベクトルである。
【００５７】
ここで、Ｖ（ｉ，ｊ）の算出について説明する。セルＣ（ｉ，ｊ）の中心座標は、（（ｉ−１／２）×Ｌ，（ｊ−１／２）×Ｌ）である。制御部３は、例えば、この中心座標の近傍の画素に係る複数の変換法線情報に対して、補完処理を施すことによって、Ｖ（ｉ，ｊ）に係る変換法線情報を取得する。更に、制御部３は、変換法線情報とともに色情報を取得しても良い。そして、制御部３は、例えば、取得した変換法線情報に係る仰角ｔ（前述の図４参照）に対し、θ＝ｔ／２とする縫い目の方向を示す角度θ（θの範囲は、−４５度≦θ≦４５度）を算出する。Ｖ（ｉ，ｊ）は、角度θの向きを持つ単位ベクトルとして算出される。
【００５８】
以下では、説明を簡単にするために、θの範囲は０度＜θ≦４５度に限定する。但し、θの範囲が−４５度≦θ≦０度の場合も、後述する説明に準ずることで処理が可能である。
【００５９】
図１１では、セルＣ（ｉ，ｊ）の左上の座標が原点ＯとなるようにセルＣ（ｉ，ｊ）をシフトしている。また、原点Ｏを通り、傾きがθの直線を点線で示している。点線で示した直線の向きは、算出したＶ（ｉ，ｊ）の向きと一致する。
【００６０】
図１０の説明に戻ると、次に、制御部３は、セルＣ（ｉ，ｊ）のｘ軸上の縫い目の間隔Ｐｘ、ｙ軸上の縫い目の間隔Ｐｙを算出する（Ｓ２０５）。ここで、Ｐｘは、Ｐｘ＝Ｐ÷ｓｉｎθなる式から算出される。また、Ｐｙは、Ｐｙ＝Ｐ÷ｃｏｓθなる式から算出される。
【００６１】
次に、制御部３は、セルＣ（ｉ，ｊ）内の縫い目番号ｋを採番する（Ｓ２０６）。ここで、縫い目番号ｋとは、セルＣ（ｉ，ｊ）内に含まれる縫い目を一意に識別する番号である。また、セルＣ（ｉ，ｊ）内の縫い目の数は、セルごとに定まるθの値によって異なる。そこで、縫い目番号ｋの範囲は、１≦ｋ≦Ｋ（ｉ，ｊ）と表記することとする。
【００６２】
図１２では、セルＣ（ｉ，ｊ）内の縫い目に係る直線を全て示している。例えば、直線（１）は、点（２×Ｐｘ，０）を通り、傾きがθの直線である。また、例えば、直線（４）は、点（０，Ｐｙ）を通り、傾きがθの直線である。尚、縫い目番号ｋの採番は、図１２に示す順番に限られず、セルＣ（ｉ，ｊ）内に含まれる全ての縫い目に対して採番できれば良い。
【００６３】
図１０の説明に戻ると、次に、制御部３は、縫い目番号ｋに１を代入する（Ｓ２０７）。そして、制御部３は、縫い目番号ｋに係る始点Ｓｋおよび終点Ｅｋの算出を行う（Ｓ２０８）。制御部３は、原点Ｏよりｘ軸方向にＰｘの間隔で定義される点（Ｐｘ，０）、点（２×Ｐｘ，０）、・・・の各点（但し、ｘ座標がセルの一辺の長さＬを超えない範囲）、原点Ｏよりｙ軸方向にＰｙの間隔で定義される点（０，Ｐｙ）、点（０，２×Ｐｙ）、・・・の各点（但し、ｙ座標がセルの一辺の長さＬを超えない範囲）、および原点Ｏをそれぞれ始点Ｓｋ、傾きがθの直線がセルの右側あるいは下側の辺と交わる点の座標を終点Ｅｋと算出する。算出処理の詳細は、図１３の説明にて後述する。
【００６４】
次に、制御部３は、算出した始点Ｓｋおよび終点Ｅｋに対して、ｘ座標およびｙ座標をそれぞれｉ×Ｌおよびｊ×Ｌだけシフトし、シフトした座標を縫い目の始点および終点とし、縫い目データとして記憶部５に保存する（Ｓ２０９）。更に、制御部３は、Ｓ２０３で取得した色情報に対応した色を持つ刺繍糸の情報を縫い目データに付加するようにしても良い。
【００６５】
次に、制御部３は、縫い目番号ｋに１を加算し（Ｓ２１０）、ｋ＞Ｋ（ｉ，ｊ）の関係式を満たすかどうか確認する（Ｓ２１１）。
関係式を満たさない場合、Ｓ２０８から繰り返す（Ｓ２１１のＮｏ）。
関係式を満たす場合、Ｓ２１２に進む（Ｓ２１１のＹｅｓ）。
【００６６】
次に、制御部３は、セルＣ（ｉ，ｊ）の添え字に１を加算し（Ｓ２１２）、全てのセルＣ（ｉ，ｊ）について処理が終了したかどうか確認する（Ｓ２１３）。ここで、ｊ＜Ｊの場合、制御部３は、ｊに１を加算する。ｊ＝Ｊの場合、制御部３は、ｉに１を加算し、ｊに１を代入する。そして、ｉ＞Ｉとなる場合、制御部３は、全てのセルＣ（ｉ，ｊ）について処理が終了していると判定する。
全てのセルＣ（ｉ，ｊ）について処理が終了していない場合、Ｓ２０４から繰り返す（Ｓ２１３のＮｏ）。
全てのセルＣ（ｉ，ｊ）について処理が終了している場合、全体の処理を終了する（Ｓ２１３のＹｅｓ）。
【００６７】
図１３は、縫い目番号ｋに係る始点Ｓｋ、終点Ｅｋの算出処理の流れについて示している。以下、図１２に示す例を参照しながら、算出処理について説明する。尚、ここでも、説明を簡単にするために、θの範囲は０度＜θ≦４５度に限定する。但し、θの範囲が−４５度≦θ≦０度の場合も、後述する説明に準ずることで処理が可能である。
【００６８】
制御部３は、縫い目番号ｋに係る始点Ｓｋがｘ軸上に存在する（原点Ｏも含む）かどうか確認する（Ｓ３０１）。
始点Ｓｋがｘ軸上に存在する場合、Ｓ３０３に進む（Ｓ３０１のＹｅｓ）。図１２に示す例では、直線（１）、直線（２）および直線（３）に係る縫い目の場合である。
始点Ｓｋがｘ軸上に存在しない場合、Ｓ３０２に進む（Ｓ３０１のＮｏ）。図１２に示す例では、直線（４）、直線（５）、直線（６）および直線（７）に係る縫い目の場合である。
【００６９】
次に、制御部３は、始点Ｓｋを通る傾きθの直線ｙ＝ｙｋ（ｘ）について、ｙ＝ｙｋ（Ｌ）＜Ｌの関係式を満たすかどうか確認する（Ｓ３０２）。
関係式を満たす場合、Ｓ３０３に進む（Ｓ３０２のＹｅｓ）。図１２に示す例では、直線（４）および直線（５）に係る縫い目の場合である。
関係式を満たさない場合、Ｓ３０４に進む（Ｓ３０２のＮｏ）。図１２に示す例では、直線（６）および直線（７）に係る縫い目の場合である。
【００７０】
以上において、Ｓ３０３に進む場合、これらの直線は、必ずセルの右側の辺（右下の頂点を含む）と交わる。図１２に示す例では、直線（１）、直線（２）、直線（３）、直線（４）および直線（５）の場合である。従って、制御部３は、始点Ｓｋを通る傾きθの直線ｙ＝ｙｋ（ｘ）と直線ｘ＝Ｌとの交点を終点Ｅｋと定義する（Ｓ３０３）。ここで、始点Ｓｋがｘ軸上に存在する場合、始点Ｓｋのｘ座標をＳｘとすると、終点Ｅｋのｙ座標Ｅｙは、Ｅｙ＝（Ｌ−Ｓｘ）×ｔａｎθなる式で算出され、終点Ｅｋの座標は（Ｌ，Ｅｙ）である。また、始点Ｓｋがｙ軸上に存在する場合、始点Ｓｋのｙ座標をＳｙとすると、終点Ｅｋのｙ座標Ｅｙは、Ｅｙ＝Ｓｙ＋Ｌ×ｔａｎθなる式で算出され、終点Ｅｋの座標は（Ｌ，Ｅｙ）である。
【００７１】
また、Ｓ３０４に進む場合、これらの直線は、必ずセルの下側の辺と交わる。図１に示す例では、直線（６）および直線（７）の場合である。従って、制御部３は、始点Ｓｋを通る傾きθの直線ｙ＝ｙｋ（ｘ）と直線ｙ＝Ｌとの交点を終点Ｅｋと定義する（Ｓ３０４）。ここで、始点Ｓｋのｙ座標をＳｙとすると、終点Ｅｋのｘ座標Ｅｘは、Ｅｘ＝（Ｌ−Ｓｙ）／ｔａｎθなる式で算出され、終点Ｅｋの座標は（Ｅｘ，Ｌ）である。
【００７２】
次に、図１４および図１５を参照しながら、曲線パターンおよび格子パターンについて説明する。
図１４は、曲線型の刺繍データを二値データとして表現した場合の一例を示す図である。図１５は、格子型の刺繍データを二値データとして表現した場合の一例を示す図である。
【００７３】
図１４および図１５では、縫い目を黒で表現している。尚、刺繍糸の太さも考慮して表現している。図１４に示す刺繍データは、縫い目が連結されて略曲線を形成し、曲線パターンをなしている。一方、図１５に示す刺繍データは、縫い目がセルごとに同一の角度を持つ複数の平行線を形成し、格子パターンをなしている。
【００７４】
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、刺繍データ作成装置１は、三次元形状を投影面に投影し、投影された各画素の法線方向に係る仰角および方位角を法線情報として記録する法線情報記録手段２３と、法線情報に係るベクトルを、特定の方位角を持つ法線投影面に投影し、投影されたベクトルに係る仰角を変換法線情報とする法線情報変換手段２５と、変換法線情報に基づいて刺繍物の位置ごとに縫い目方向を割り当てて、縫い目の始点および終点の情報を持つ縫い目データを決定し、縫い目データ群である刺繍データを作成する刺繍データ作成手段２７と、を具備する。この刺繍データ作成装置１を用いることで、所望の三次元形状をモチーフとして、その三次元形状に対する照明光の反射の様相が再現される刺繍物に係る刺繍データを作成することができる。
【００７５】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る刺繍データ作成装置等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】刺繍データ作成装置１を実現するコンピュータのハードウェア構成図
【図２】刺繍データ作成装置１の機能の概要を示すブロック図
【図３】投影面Ｓ１上の法線ベクトルＮ１を示す図
【図４】法線ベクトルＮ１の法線投影面Ｓ２への投影を示す図
【図５】曲線型の刺繍データ作成処理の流れを示すフローチャート
【図６】刺繍物の表面に定義される格子点Ｔの一例を示す図
【図７】図６の格子点Ｔのランダム移動後を示す図
【図８】曲線パターンの形成過程の一例を示す図
【図９】図８に示した曲線パターンに係る縫い目データを示す図
【図１０】格子型の刺繍データ作成処理の流れを示すフローチャート
【図１１】セルに対する縫い目の方向θの一例を示す図
【図１２】セルに含まれる複数の平行線の一例を示す図
【図１３】縫い目番号ｋに係る始点Ｓｋ、終点Ｅｋの算出の流れを示すフローチャート
【図１４】曲線型の刺繍データを二値データとして表現した場合の一例を示す図
【図１５】格子型の刺繍データを二値データとして表現した場合の一例を示す図
【符号の説明】
【００７７】
１………刺繍データ作成装置
３………制御部
５………記憶部
７………メディア入出力部
９………通信制御部
１１………入力部
１３………表示部
１５………周辺機器Ｉ／Ｆ部
１７………バス
１９………ネットワーク
２１………三次元形状設計手段
２３………法線情報記録手段
２５………法線情報変換手段
２７………刺繍データ作成手段
【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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