CN112751982A - 显示装置及显示方法 - Google Patents

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CN112751982A CN202010452672.1A CN202010452672A CN112751982A CN 112751982 A CN112751982 A CN 112751982A CN 202010452672 A CN202010452672 A CN 202010452672A CN 112751982 A CN112751982 A CN 112751982A
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display device
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堀川和彦
奥津优
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Abstract

一种显示装置及显示方法，其具备：生成部，根据某个物体的图像生成以使所述物体相对于假想光源的角度变更的方式从多个角度观察所述物体时的生成图像；选择部，在所述生成图像中，将从第1角度观察了所述物体的第1图像作为选择图像来选择；转换部，以保持所述第1图像中的所述假想光源与所述物体之间的位置关系的状态将所述第1图像转换为从与所述第1角度不同的第2角度观察了所述物体的转换图像；及显示部，显示所述转换图像。

Description

显示装置及显示方法
技术领域
本发明涉及一种显示装置及显示方法。
背景技术
以往，作为与显示装置相关的技术，例如，已提出有专利文献1等中所公开的技术。
专利文献1为以如下方式构成的装置，即，具备：漫反射图像获取部，获取物体表面的漫反射图像；镜面反射图像获取部，获取所述物体表面的镜面反射图像；差分图像获取部，获取所述漫反射图像与所述镜面反射图像的差分图像；反射率分布函数计算部，使用所述漫反射图像及所述差分图像计算物体表面的反射率分布函数；及显示部，使用所述反射率分布函数显示与所述物体表面朝向的变化相应的所述物体表面的反射颜色。
专利文献1：日本特开2019-082838号公报
发明内容
本发明的目的在于能够显示以保持假想光源与物体之间的位置关系的状态从其他角度观察了物体的图像。
方案1所述的发明为一种显示装置，其具备：生成部，根据某个物体的图像生成以使所述物体相对于假想光源的角度变更的方式从多个角度观察所述物体时的生成图像；
选择部，在所述生成图像中，将从第1角度观察了所述物体的第1图像作为选择图像来选择；
转换部，以保持所述第1图像中的所述假想光源与所述物体之间的位置关系的状态将所述第1图像转换为从与所述第1角度不同的第2角度观察了所述物体的转换图像；
显示部，显示所述转换图像。
方案2所述的发明在方案1所述的显示装置中，具备指定所述第2角度的指定部。
方案3所述的发明在方案2所述的显示装置中，将相对于通过所述指定部指定的所述第2角度属于预先设定的角度范围内的所述物体的图像设为从所述第2角度观察的所述物体的图像。
方案4所述的发明在方案2所述的显示装置中，所述指定部将所述物体的图像的面积最大的图像自动指定为从所述第2角度观察的所述物体的图像。
方案5所述的发明在方案3所述的显示装置中，从所述第2角度观察的所述物体的图像为所述物体的平面图像。
方案6所述的发明在方案1所述的显示装置中，具备调节部，当还显示所述生成图像的显示部显示所述生成图像及所述转换图像时，调节所述假想光源的位置及照明强度。
方案7所述的发明在方案6所述的显示装置中，所述假想光源包含点光源及平行光的光源。
方案8所述的发明在方案1所述的显示装置中，所述显示部一并显示所述选择图像。
方案9所述的发明在方案1所述的显示装置中，所述显示部显示从所述多个角度观察的所述生成图像。
方案10所述的发明在方案9所述的显示装置中，所述显示部以所指定的指定顺序显示从所述多个角度观察的所述生成图像。
方案11所述的发明在方案9所述的显示装置中，所述显示部以使变化量变得平缓的方式重新排列显示从所述多个角度观察的所述生成图像。
方案12所述的发明在方案1所述的显示装置中，所述生成部在生成以使所述物体相对于所述假想光源的角度变更的方式从多个角度观察了所述物体时的所述物体的图像时，生成附加了乘以根据所述物体表面的区域添加了坡度的系数的光泽成分的图像。
方案13所述的发明在方案12所述的显示装置中，与所述物体表面的区域相应的坡度由与面光源对应的平行线状的坡度及与点光源对应的同心圆状的坡度构成。
方案14所述的发明为一种显示方法，其包括如下步骤：生成步骤，根据某个物体的图像生成以使所述物体相对于假想光源的角度变更的方式从多个角度观察所述物体时的生成图像；选择步骤，在所述生成图像中，将从第1角度观察了所述物体的第1图像作为选择图像来选择；转换步骤，以保持所述第1图像中的所述假想光源与所述物体之间的位置关系的状态转换为从与所述第1角度不同的第2角度观察了所述物体的转换图像；及显示步骤，显示所述转换图像。
发明效果
根据本发明的第1方案，能够以保持假想光源与物体之间的位置关系的状态显示从其他角度观察了物体的图像。
根据本发明的第2方案，与不具备指定第2角度的指定部的情况相比，能够显示从所指定的角度观察的图像。
根据本发明的第3方案，即便在进行指定时不做详细的指定，也能够指定所意图的角度。
根据本发明的第4方案，能够省去用户选择的工时。
根据本发明的第5方案，能够自动显示物体的平面图像。
根据本发明的第6方案，与不具备调节假想光源的位置及照明强度的调节部的情况相比，提高物体图像的评价。
根据本发明的第7方案，与假想光源不包含点光源及平行光光源的情况相比，表现物体的图像的宽度变宽。
根据本发明的第8方案，与显示部并不一并显示通过生成部生成的物体的图像的情况相比，能够轻松地选择物体的图像。
根据本发明的第9方案，与显示部并不显示通过生成部生成的从多个角度观察的物体的图像的情况相比，能够从多个角度观察的物体的图像中选择任意的图像。
根据本发明的第10方案，与显示部只显示通过生成部生成的从多个角度观察的物体的图像的情况下相比，能够轻松地选择图像的选择。
根据本发明的第11方案，与显示部随机显示通过生成部生成的从多个角度观察的物体的图像的情况相比，能够轻松地识别物体的图像的变化。
根据本发明的第12方案，与生成部在生成以使物体相对于假想光源的角度变更的方式从多个角度观察了物体时的物体的图像时，不生成附加了乘以根据物体表面的区域添加了坡度的系数的光泽成分的图像的情况相比，能够显示更接近实际的光泽等。
根据本发明的第13方案，和与物体表面的区域相应的坡度不是由与面光源对应的平行线状的坡度及与点光源对应的同心圆状的坡度构成的情况相比，能够轻松地设定坡度。
根据本发明的第14方案，能够以保持假想光源与物体之间的位置关系的状态显示从其他角度观察了物体的图像。
附图说明
根据以下附图，对本发明的实施方式进行详细叙述。
图1是表示适用了本发明的实施方式1所涉及的显示装置的图像显示***的概略结构图；
图2是表示服务器装置的框图；
图3是表示用户用终端装置的框图；
图4是表示本发明的实施方式1所涉及的显示装置的主要部分的框图；
图5是表示平板终端装置的立体结构图；
图6是表示质感扫描仪的结构图；
图7是表示适用Lambert的假想模型的几何条件的说明图；
图8是表示实测到的BRDF的曲线图；
图9是表示假想光源的种类的说明图；
图10是表示适用Phong的假想模型的几何条件的说明图；
图11是表示镜面反射的示意图；
图12是估计反射模型中的参数的例子，是表示与图8所示的低覆盖范围时的与实测BRDF拟合的预测BRDF的曲线图；
图13是表示本发明的实施方式1所涉及的显示装置的主要部分的框图；
图14是表示物体的三维配置的立体结构图；
图15是表示物体的三维配置的立体结构图；
图16是表示物体的图像的结构图；
图17是表示物体的三维配置的立体结构图；
图18是表示物体的图像的结构图；
图19是表示物体的旋转的说明图；
图20是表示物体的图像的说明图；
图21是表示物体的图像的说明图；
图22是表示物体的三维配置的立体结构图；
图23是表示本发明的实施方式2所涉及的显示装置的主要部分的框图；
图24是表示通过本发明的实施方式2所涉及的显示装置显示的物体的图像的说明图。
符号说明
1-图像显示***，20-显示装置，205-显示部，206-获取部，207-生成部，208-选择部，209-转换部。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明的实施方式进行说明。
[实施方式1]
图1是表示适用了实施方式1所涉及的显示装置的图像显示***的图。
＜使用了显示装置的图像显示***的整体结构＞
为了将按需印刷的可能性提高到新的水平，在按需印刷等中，如贝壳、蝴蝶及蜻蜓的翅膀或编织有金丝或银丝等的腰带，进而用金箔或银箔等画出的日本画，逐渐也能够印刷因光的变化或观察角度及视点而发生变化的基于各种色彩的图像等。
伴随于此，在显示图像的显示装置中，还要求能够显示光泽感或凹凸感等物体表面的质感。
作为适用了本实施方式1所涉及的显示装置的图像显示***1，如图1所示，可举出如下图像显示***，该图像显示***具备：用户用终端装置2，使用3DCG(Three-Dimensional Computer Graphics：三维计算机图形)等而能够显示具有光泽感或凹凸感等的物体的作为显示装置的一例；平板终端装置7，经由未图示的无线LAN能够进行通信，且相同地使用3DCG等而能够显示具有光泽感或凹凸感等的物体的作为显示装置的一例；服务器装置4，用户用终端装置2或平板终端装置7经由网络3连接；质感扫描仪6，读取具有光泽感或凹凸感等的物体的图像的作为图像读取装置的一例；及图像形成装置5，根据需要打印图像信息。
用户用终端装置2例如由个人电脑构成。但是，用户用终端装置2并不限定于个人电脑，也可以是具备一个或多个处理器、存储器、输入输出接口、通信接口及显示部的计算机。
图2是表示适用了本实施方式1所涉及的图像显示***1的服务器装置4的框图。
如图2所示，服务器装置4具备作为控制单元的一例的控制部401、存储部402、操作部403及通信部404。
控制部401具有CPU(Central Processing Unit：中央处理器)或ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)及RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)。控制部401执行对通过存储于由硬盘等构成的存储部402的3DCG的程序制作的由多个3DCG数据构成的数据库等的读出或读入等。控制部401控制存储部402、操作部403或通信部404，并且经由通信部404及网络3与用户用终端装置2、平板终端装置7、质感扫描仪6或图像形成装置5连接。
图3是表示本实施方式1所涉及的图像显示***1中的作为显示装置的一例的用户用终端装置的框图。另外，平板终端装置7也构成为基本上与图3所示的用户用终端装置2相同。
如图3所示，用户用终端装置2具备作为控制单元的一例的控制部201、存储部202、操作部203、通信部204及显示部205。
控制部201具有CPU(Central Processing Unit)或ROM(Read Only Memory)及RAM(Random Access Memory)。控制部201执行从服务器装置4读出或预先存储于由硬盘等构成的存储部202的3DCG的程序等，并且执行作为显示装置的各种功能。控制部201控制存储部202、操作部203及通信部204或显示部205，并且经由通信部204与服务器装置4及图像形成装置5进行数据的收发等。
并且，如图4所示，控制部201作为如下各部发挥功能：获取部206，获取物体的图像信息；生成部207，生成相当于本实施方式中的生成图像，即根据物体的图像生成以使物体相对于假想光源的角度变更的方式从多个角度观察了物体时的物体的图像；选择部208，在通过生成部207生成的物体的图像中，选择本实施方式中的选择图像即从第1角度观察的物体的图像；及转换部209，转换为本实施方式中的转换图像即将通过选择部208选择的物体的图像以保持假想光源与物体之间的位置关系的状态从与第1角度不同的第2角度观察的物体的图像。通过转换部209转换的物体的图像由显示部205显示。并且，本实施方式的显示部205不仅显示转换图像，还将生成图像显示于显示部205，且在显示选择图像时也能够一边观察显示部205一边进行选择。
选择部208例如由作为用户用终端装置2的操作部203的一例的键盘或鼠标等构成。并且，显示部205由用户用终端装置2的液晶显示器或有机电致发光(EL)显示器构成。另外，如图5所示，平板终端装置7具备与用户用终端装置2的显示部205相同地由液晶显示器或有机电致发光(EL)显示器构成的显示部71，但在显示部71的表面作为操作部的一例设置有用户通过用手指触碰而进行操作的触摸面板72。
关于作为显示装置的一例的用户用终端装置2的结构，将在后面叙述。
图6是表示用于获取平面物体的图像的作为图像读取装置的一例的质感扫描仪的结构图。
如图6所示，质感扫描仪6光学读取作为物体的一例的平面物体10的表面特性，作为其读取结果输出图像信号(图像数据)。质感扫描仪6输出的图像信号中除了平面物体10的彩色图像信号以外，还包含基于漫反射光的漫反射图像信号及基于镜面反射光的镜面反射图像信号。
质感扫描仪6具备在其上端部载置平面物体10的由透明玻璃板等构成的台板玻璃11。质感扫描仪6也可以具备通过覆盖载置于台板玻璃11上的平面物体10而阻挡外光的未图示的台板罩。在台板玻璃11的下方配置有能够沿台板玻璃11的表面向由箭头A表示的方向移动的往复台12。在往复台12搭载有用于读取彩色图像及漫反射图像的第1光源13、14；用于读取镜面反射图像的第2光源15；由成像透镜或未图示的反射镜等构成的成像光学***16；传感器17等。
质感扫描仪6沿与图面垂直的方向以预先设定的宽度设置有第1光源13、14、第2光源15、传感器17及往复台12等部件。与该图面垂直的方向为质感扫描仪6的主扫描方向。并且，图中箭头A所示的方向为往复台12的移动方向即质感扫描仪6的副扫描方向。
往复台12构成为在读取平面物体10的图像时以预先设定的读取速度沿副扫描方向A移动。第1光源13为前侧光源，通过以相对于平面物体10的读取位置中的法线方向例如45°的入射角度即第1入射角度照射光，照射用于由传感器17读取来自平面物体10的漫反射光的光。第1光源14为后侧光源，通过以相对于平面物体10的法线方向例如45°的入射角度照射光，照射用于读取来自平面物体10的漫反射光的光。并且，第2光源15为后侧光源，通过以相对于平面物体10的读取位置中的法线方向例如10°的入射角度即第2入射角度照射光，照射用于读取来自平面物体10的镜面反射光的光。
第2光源15设置于不会遮挡其反射光的主光线的位置。在本实施方式1中，第2光源15照射的光的入射角度设定为10°。并不限于此，第2光源15照射的光的入射角度也可以设定为5°～10°左右的小角度。由第2光源15照射的光的反射光中沿平面物体10的读取位置中的向法线方向行进的光经由成像透镜等成像光学***16由传感器17读取。
并且，第2光源15例如优选为所照射的光的角度较窄。当第2光源15照射的光的角度较大时，也可以设置限制第2光源15照射的光的角度的罩等。而且，第2光源15用于读取基于平面物体10的镜面反射的光泽信息，因此与第1光源13、14相比，例如优选为关于主扫描方向的亮度尽可能一样且连续。
作为满足第2光源15的必要条件的光源，例如可使用荧光灯或稀有气体荧光灯(氙气荧光灯等)。并且，第2光源15也可以是沿主扫描方向排列多个白色LED并且使用扩散板等使主扫描方向的亮度分布均匀的光源。
往复台12在内部还具备成像光学***16及传感器17。成像光学***16由反射镜或成像透镜构成，且将来自平面物体10的漫反射光及镜面反射光成分成像。传感器17接收通过成像光学***16成像的漫反射光及镜面反射光成分并生成与所接收的光相应的图像信号。传感器17由CCD线性图像传感器或CMOS图像传感器等受光元件构成，并将所接收的光转换为表示其强弱的信号。并且，传感器17具备由能够选择性地装卸的RGB构成的滤色器，且生成表示平面物体10的颜色的彩色图像信号。传感器17除了彩色图像信号以外，还将接收漫反射光而获得的漫反射图像信号及接收镜面反射光而获得的镜面反射图像信号经由网络3输出至用户用终端装置2、平板终端装置7或服务器装置4等外部装置。
质感扫描仪6例如通过扫描三次载置于台板玻璃11上的平面物体10，分别输出彩色图像信号、漫反射图像信号及镜面反射图像信号。彩色图像信号的输出通过在传感器17中安装滤色器并且由第1光源13、14照明载置于台板玻璃11上的平面物体10来进行。漫反射图像信号的输出通过从传感器17拆卸滤色器并且由第1光源13、14照明载置于台板玻璃11上的平面物体10来进行。镜面反射图像信号的输出通过从传感器17拆卸滤色器并且由第2光源15照明载置于台板玻璃11上的平面物体10来进行。
另外，漫反射的条件(光源入射角45°)及镜面反射的条件(光源入射角10°)通过相同的白色校准板进行校准。因此，当从载置于台板玻璃11上的平面物体10仅产生漫反射光而不产生镜面反射光时，来自传感器17的输出信号变得相等，从而通过简单的差分运算能够提取光泽信息。
但是，作为通过质感扫描仪6读取的平面物体10的图像，不止于通常的文字或照片及插图等图像，还可举出在表面具有光泽或凹凸的物体的图像。
有使用银色或金色的金属色及YMCK(黄色、品红色、青色及黑色)的彩色调色剂能够形成具有光泽的图像的打印机，或能够打印表现出在彩色调色剂上涂敷透明调色剂来赋予光泽或如定影调色剂之后的干燥机通过冷却装置提高光泽等的打印机。
如图6所示，通过使用质感扫描仪6除了平面物体10的彩色图像以外还获取漫反射图像及镜面反射图像的图像数据来获得在表面具有光泽或凹凸的物体的图像信息。
在表面具有光泽或凹凸的物体的图像信息使用被称为BRDF(BidirectionalReflectance Distribution Function)的双向反射率分布函数来表现。若光照射到物体表面、则在物体表面被镜面反射，或透射物体的内部而被吸收，或散射而从表面射出。图7是表示BRDF(双向反射率分布函数)的几何条件的图。BRDF为表示在反射表面上的某一点x中，反射光向视线方向V的微小隅角的辐射亮度dL0相对于从光源方向L的微小隅角入射的光的辐照度dE的比例的函数。通常通过变角光度计等能够变更入射角或受光角的测量仪进行测量。该测量值被称为实测BRDF。
在图7中，θi为入射光与反射表面的一点x中的法线矢量N所成的角度，θo为反射光与反射表面的一点x中的法线矢量N所成的角度，
Figure BDA0002508184900000061
为入射光与反射表面的一点x中的切线矢量t所成的角度，
Figure BDA0002508184900000062
为反射光与反射表面的一点x中的切线矢量t所成的角度。
BRDF以如下数式1式来表现。
[数式1]
Figure BDA0002508184900000071
图8是表示使用银色调色剂改变覆盖范围而通过电子照相***输出的印刷物的实测BRDF的例子的图。在图8中，光源方向矢量L及视线方向矢量V位于统一平面上(无
Figure BDA0002508184900000072
成分)，入射角θi为45°，横轴表示受光角θ0。入射角为45°时的镜面反射角度是45°。
由该图8明确可知，银色调色剂的覆盖范围(金属光泽)越高，镜面反射光的亮度变得越高。
作为模拟物体表面的光的反射的方法的模型，可使用Phong的反射模型。在Phong的反射模型中，根据环境光、直接光的漫反射光及直接光的镜面反射光这三个要素模拟物体表面的反射。
另外，如图9所示，作为光源能够分为点光源及平行光源。点光源为光从空间中的某个位置向所有方向扩散的光源。平行光源为在空间中的所有位置上方向相同的光源。
来自物体的反射光的强度成为相加了环境光、直接光的漫反射光及直接光的镜面反射光的强度。
Ir＝Ia+Id+Is
在此，Ia、Id、Is分别表示环境光、漫反射光及镜面反射光的亮度。另外，环境光Ia能够作为常数来处理。
已知来自物体的漫反射光的强度遵照Lambert的余弦定理。Lambert的余弦定理是指，如以下式表示，从微小面反射的辐射强度与面法线及光线的入射角θi的余弦成比例的定理。另外，图10是表示Lambert的余弦定理及下面叙述的Phong的反射模型中的几何条件的图。
I＝Ii·(ρd·cosθi)
在此，Ii为入射光的强度，ρd为漫反射率，θi为入射角。
来自物体的镜面反射光的强度为在金属或塑料等的平滑的表面产生的反射。在完整的镜面中，光仅向入射角的正反射方向反射，但在实际物体中，如图11所示，在以正反射方向为中心的范围具有扩散性。
在Phong的反射模型中，镜面反射光的辐射强度I以如下方式进行模拟。
I＝Ii·(ρs·cosnγ)
在此，ρs为镜面反射率，n为镜面反射指数(n≥1)，γ为镜面反射方向与视线方向所成的角度。
因此，来自物体的反射光的强度成为相加了直接光的漫反射光、直接光的镜面反射光的强度，且以下式来表示。
I＝Ii·(ρd·cosθi)+Ii·(ρs·cosnγ)
该式中，角度γ变得越小，成为越大的值。并且，n的值越大，相对于角度γ的值急剧减少。
在该反射模型中，根据从质感扫描仪6输出的漫反射图像及镜面反射图像的图像数据，求出漫反射率ρd、镜面反射率ρs及镜面反射指数n的各参数。
图12是估计反射模型中的参数的例子，表示图8所示的低覆盖范围时的与实测BRDF拟合的预测BRDF。由该图12明确可知，在反射模型中，通过根据质感扫描仪6的输出适当估计并确定参数，判断适合于实测到的低覆盖范围的BRDF。
但是，本实施方式1所涉及的显示装置20以如下方式构成。
显示装置20使用3DCG等能够立体显示在表面具有光泽或凹凸的物体的图像。
显示装置20在显示表面具有光泽或凹凸的物体的图像之前，根据使用质感扫描仪6读取的平面物体10的漫反射图像及镜面反射图像的图像数据，计算平面物体10的反射率分布函数。
图13是表示根据使用质感扫描仪6读取的平面物体10的漫反射图像及镜面反射图像的图像数据计算平面物体10的反射率分布函数的处理的框图。
如图13所示，反射率分布函数的计算处理具备漫反射图像获取部21、镜面反射图像获取部22、差分图像获取部23、漫反射率分布函数计算部24、镜面反射率分布函数计算部25、参数调整部26、反射率分布函数计算部27、光源信息获取部28及相机信息获取部29。
漫反射图像获取部21及镜面反射图像获取部22分别获取通过质感扫描仪6获得的漫反射图像及镜面反射图像。漫反射图像获取部21及镜面反射图像获取部22也可以分别与质感扫描仪6连接并从质感扫描仪6获取这些图像，或者也可以从经由网络3与质感扫描仪6连接的服务器装置4获取这些图像。
差分图像获取部23运算漫反射图像与镜面反射图像的差分而获取差分图像。差分图像获取部23运算(镜面反射图像-漫反射图像)即差分图像。
漫反射率分布函数计算部24使用漫反射图像计算平面物体10的漫反射率分布函数。例如，漫反射率分布函数计算部24按照Lambert的余弦定理，将ρd设为相对于入射光的漫反射率，将θi设为入射角，将漫反射率分布函数设为ρd·cosθi，从漫反射图像计算作为参数的漫反射率ρd。
镜面反射率分布函数计算部25使用差分图像计算平面物体10的镜面反射率分布函数。例如，镜面反射率分布函数计算部25按照Phong的反射模型，将ρs设为镜面反射率，将γ设为镜面反射方向与视线方向所成的角，将n设为镜面反射指数，将镜面反射率分布函数设为ρs·cosnγ，从差分图像计算作为参数的镜面反射率ρs。
反射率分布函数计算部27使用通过漫反射率分布函数计算部24计算出的漫反射率分布函数及通过镜面反射率分布函数计算部25计算出的镜面反射率分布函数计算平面物体10的每个像素的反射率分布函数。例如，反射率分布函数计算部27按照Lambert的余弦定理及Phong的反射模型，并根据反射率分布函数＝漫反射率分布函数+镜面反射率分布函数计算反射率分布函数。
参数调整部26调整通过反射率分布函数计算部27计算反射率分布函数时的各种参数。
光源信息获取部28获取照明平面物体10的光源信息(光源方向)。并且，相机信息获取部29获取相机信息(视线方向)。
这些各种参数及光源信息(光源方向)或相机信息(视线方向)由用户用终端装置2的操作部203等适当设定。
如图4所示，本实施方式1所涉及的显示装置20构成为具备：获取部206，获取包含物体的表面反射成分的图像；生成部207，根据通过获取部206获取的物体的图像，生成以使物体相对于假想光源的角度变更的方式从多个角度观察了物体时的物体的图像；选择部208，在通过生成部207生成的物体的图像中，选择从第1角度观察的物体的图像；转换部209，将通过选择部208选择的物体的图像以保持假想光源与物体之间的位置关系的状态转换为从与第1角度不同的第2角度观察的物体的图像；显示部205，显示通过转换部209转换的物体的图像；及存储部202，存储各种图像数据。
获取部206获取通过质感扫描仪6获得的漫反射图像及镜面反射图像，进而获取彩色图像。并且，如上所述，获取部206根据通过质感扫描仪6获得的漫反射图像及镜面反射图像，进行反射率分布函数的计算处理。获取部206所获取的漫反射图像及镜面反射图像，还有彩色图像的信息临时存储于存储部202。
生成部207根据通过获取部206获取的物体的图像，生成以使物体相对于假想光源的角度变更的方式从多个角度观察了物体时的物体的图像。
若进一步进行说明，则如图14所示，生成部207使用3DCG的程序生成在配置于世界坐标系的长方体状的物体100的表面(上端面)粘贴有通过获取部获取的物体的图像的图像。
通过获取部206获取的物体的图像也可以直接使用二维图像，但在此，为了显示为容易判明二维图像倾斜的状态，将二维图像作为粘贴于长方体表面(上端面)的图像来生成。
在世界坐标系中，作为照明通过上述光源信息获取部28获取的平面物体10的光源信息(光源方向)，将点光源配置于坐标(XYZ)。并且，相机信息获取部29作为相机信息(视线方向)获取从Z轴方向观察了长方体的图像。
如图15所示，生成部207使用3DCG的程序生成使配置于世界坐标系的长方体状的物体100的图像向使用作为用户用终端装置2的操作部203的鼠标来指定的方向以任意的角度倾斜或旋转的图像信息。
如图16所示，通过生成部207生成的图像信息使用3DCG的程序进行渲染处理，并作为三维图像显示于用户用终端装置2的显示部205。
选择部208在通过生成部207生成的物体100的图像中选择从第1角度观察的物体的图像。在此，第1角度为用户能够任意选择的角度。选择部208由作为用户用终端装置2的操作部203的鼠标等构成。作为选择部208的一例的用户用终端装置2的操作部203即鼠标通过进行观察显示于用户用终端装置2的显示部的物体100的图像而点击左键的动作，执行在通过生成部207生成的物体的图像中选择从第1角度观察的物体的图像的处理。
如图17所示，转换部209将通过选择部208选择的物体100的图像以保持假想光源与物体之间的位置关系的状态转换为从与第1角度不同的第2角度观察的物体的图像。
显示装置20具备指定第2角度的指定部。指定部例如由作为用户用终端装置2的操作部203的鼠标等构成。作为指定部的一例的用户用终端装置2的操作部203即鼠标一边进行观察显示于用户用终端装置2的显示部的物体的图像而点击左键的动作，一边执行以从用户所希望的第2角度观察的所述物体的图像显示于显示部的方式移动鼠标的处理。
构成为将相对于通过指定部指定的第2角度属于预先设定的角度范围(例如，±5度)内的物体的图像设为从第2角度观察的物体的图像。更具体而言，例如在显示装置的分辨率的关系上，若欲以从水平倾斜2.57888°的角度来显示，则无法尖锐显示但以2.5°来显示能够更清楚地显示的情况下，设为2.5°来显示。或者，例如，当选择了相对于物体的平面大致垂直的角度时，也可以将估计为用户可能是要命令为垂直的相对于平面垂直的角度设为第2角度来显示。
并且，选择部208也可以构成为将物体的图像的面积最大的图像设为从第2角度观察的物体的图像来自动选择。从第2角度观察的物体的图像例如为物体的平面图像。
转换部209进行将通过选择部208选择的物体100的图像以保持假想光源与物体之间的位置关系的状态转换为从与第1角度不同的第2角度观察的物体的图像的处理。
如图19所示，该转换部209进行的处理为使坐标系旋转的旋转处理，通过将4×4的旋转矩阵乘以(XYZ)坐标来执行。
显示部205显示将通过转换部209转换的物体的图像包含在内的途中的物体的图像。
此时，显示部205也可以构成为一并显示通过生成部207生成的物体的图像。并且，显示部205例如优选在通过生成部207生成的生成图像中将从第1角度观察了物体的第1图像作为选择图像来一并显示。
并且，显示部205也可以构成为分别显示通过生成部207生成的从多个角度观察的物体的图像。如此，显示部205分别显示通过生成部207生成的从多个角度观察的物体的图像，由此，用户并不限于选择亮度最高的图像，能够轻松地选择符合自己喜好的物体的图像。
而且，显示部205也可以构成为以所指定的指定顺序显示通过生成部207生成的从多个角度观察的物体的图像。在此，所指定的指定顺序可以是用户通过鼠标等依次指定的顺序，也可以构成为通过运算自动求出物体的图像的亮度并且预先指定亮度的降序，由此以所指定的亮度的降序显示物体的图像。
并且，显示部205也可以构成为以使变化量变得平缓的方式重新显示通过生成部207生成的从多个角度观察的物体的图像。如此，通过以使变化量变得平缓的方式重新显示通过生成部207生成的从多个角度观察的物体的图像，用户能够容易识别物体的图像的变化量，并且轻松地选择符合自己喜好的图像。
＜显示装置的动作＞
在本实施方式所涉及的显示装置20中，能够以如下方式显示以保持假想光源与物体之间的位置关系的状态从其他角度观察的物体的图像。
在此，考虑如下情况，即，如图14所示，在世界坐标系(XYZ空间)中，长方体状的物体100其表面(上端面)101的中心O1的坐标为(X1、Y1、Z1)，各侧面102～105及底面106分别相对于XY平面、YZ平面、ZX平面平行地配置。
如图20所示，在物体100的表面101，在其中央部形成有在沿对角线的方向倾斜的状态下看似以椭圆形状发光的图像107。图像107为在未倾斜的状态下发光而无法看见但对表面进行涂布或用如银色调色剂等不漫反射而具有强指向性的调色剂形成有图像等具有光泽的部分。
相同，在周围也具有光泽，但在与假想光源之间的关系上，仅图像107看似以椭圆发光的状态，或形成为与周围不同的图像而在某个假想光源的角度上其特别显眼等的情况下，所显示的部分如此发光显示，从而这次该图像成为以椭圆状发光的图像107。
如图1所示，物体100的表面101的图像例如为粘贴有通过质感扫描仪6读取的图像的图像。
本实施方式1所涉及的显示装置20根据通过质感扫描仪6读取的物体100的表面101的彩色图像信息、基于漫反射光的漫反射图像信息及基于镜面反射光的镜面反射图像信息，将物体100的图像显示于用户用终端装置2的显示部205。
在显示装置20中，如图13所示，根据基于由质感扫描仪6读取的物体100的表面101的漫反射光的漫反射图像信息及基于镜面反射光的镜面反射图像信息，通过漫反射率分布函数计算部24计算平面物体10的漫反射率分布函数。
漫反射率分布函数计算部24按照Lambert的余弦定理，将ρd设为相对于入射光的漫反射率，将θi设为入射角，将漫反射率分布函数设为ρd·cosθi，从漫反射图像计算作为参数的漫反射率ρd。
镜面反射率分布函数计算部25使用差分图像计算平面物体10的镜面反射率分布函数。例如，镜面反射率分布函数计算部25按照Phong的反射模型，将ρs设为镜面反射率，将γ设为镜面反射方向与视线方向所成的角，将n设为镜面反射指数，将镜面反射率分布函数设为ρs·cosnγ，从差分图像计算作参数的镜面反射率ρs。
而且，反射率分布函数计算部27根据反射率分布函数＝漫反射率分布函数+镜面反射率分布函数计算反射率分布函数。
I＝Ii·(ρd·cosθi)+Ii·(ρs·cosnγ)
如图4所示，显示装置20通过获取部206进行如上所述的反射率分布函数的获取处理。
如图21所示，通过获取部206获取的反射率分布函数与彩色图像信息一同按每个像素临时存储于用户用终端装置2的存储部202。
接着，生成部207根据临时存储于用户用终端装置2的存储部202的物体100的图像信息，如图15所示，生成以使物体100相对于假想光源的角度变更的方式从多个角度观察了物体100时的物体的图像。在此，多个角度中还包含初始观察物体100的角度。
如图15所示，生成部207使用3DCG的程序生成使配置于世界坐标系的长方体状的图像向使用作为用户用终端装置2的操作部203的鼠标来指定的方向以任意的角度倾斜或旋转的图像信息。
如图16所示，通过生成部207生成的图像信息使用3DCG的程序进行渲染处理，并作为三维图像显示于用户用终端装置2的显示部205。该显示的图像相当于本实施方式中的生成图像。
接着，用户通过操作作为用户用终端装置2的选择部208的一例的鼠标，在通过生成部207生成的物体100的图像中选择从第1角度观察的物体100的图像。
此时，用户通过操作作为用户用终端装置2的选择部的一例的鼠标，使物体100的图像倾斜或旋转，由此能够将从通过被固定的假想光源400照明的物体100的表面反射的反射图像作为显示于用户用终端装置2的显示部205的图像来目视。
在此，用户使物体100的图像倾斜，物体表面的椭圆形状部分镜面反射来自假想光源的光，被镜面反射的光入射于相机。
若进一步进行说明，则通过用户使物体100的图像倾斜，在如下所示的反射率分布函数中，主要角度θi及角度γ发生变化。
I＝Ii·(ρd·cosθi)+Ii·(ρs·cosnγ)
于是，在图22中，当以使入射角与反射角相等的方式使物体倾斜时，从椭圆形状的部分中镜面反射光的亮度变得最高。在本实施方式中，将亮度变得最高的位置设为第1角度，并选择从该角度观察的物体100的图像。
用户通过作为用户用终端装置2的操作部203的鼠标指定第2角度。
接着，转换部209将通过选择部208选择的物体100的图像以保持假想光源400与物体100之间的位置关系的状态转换为从与第1角度不同的第2角度观察的物体100的图像。
而且，如图18所示，在用户用终端装置2的显示部205显示通过转换部209转换的物体100的图像。
如此，根据上述实施方式1所涉及的显示装置20，能够显示以保持假想光源400与物体100之间的位置关系的状态从其他角度观察的物体的图像。
另外，在本实施方式中，将亮度变得最高的位置作为第1角度来指定，但在不太想表现出耀眼感的情况下等，也可以将亮度不太高的位置作为第1角度来指定。
并且，也可以在选择第1角度或起初以多个角度显示物体之前指定第2角度。
例如，在多个物体分别以某一角度显示而其中选择一个物体并且要变更所显示的物体的亮度的情况下，也可以设为将与其他物体一同显示时的角度作为第2角度来预先指定。
并且，在此设为通过鼠标改变多个角度，但当为手持型显示装置时，也可以通过使显示装置本身倾斜来改变生成图像。
当通过显示装置一并显示转换图像及生成图像时，也可以设为如下方式，即，通过鼠标或检测显示装置的倾斜度来改变显示角度的方式使生成图像发生变化，而使转换图像不发生变化。
[实施方式2]
图23及图24是表示实施方式2所涉及的显示装置的图。在本实施方式2所涉及的显示装置中，构成为生成部在生成以使物体相对于假想光源的角度变更的方式从多个角度观察了物体时的物体的图像时，生成附加了乘以根据物体表面的区域添加了坡度的系数α的光泽成分的图像。
并且，在本实施方式2所涉及的显示装置中，构成为与物体表面的区域相应的坡度由与面光源对应的平行线状的坡度及与点光源对应的同心圆状的坡度构成。
即，在本实施方式2所涉及的显示装置20中，如图23所示，构成为在通过质感扫描仪6读取的物体的图像中，对表示光泽成分的漫反射图像及镜面反射图像指定根据假想光源的种类而相乘的系数(坡度)α。系数(坡度)α的指定由参数调整部26进行。
如图24的(a)所示，当作为假想光源400的点光源在平面状的物体100的斜上方分开某种程度的距离存在时，如图24的(b)所示，以使平面状的物体100靠近假想光源400的一侧的端部的光泽度相对较高且使远离假想光源400的一侧的端部的光泽度相对较低的方式，设置多根沿相对于来自假想光源400的光线正交的方向相互平行的等高线，并根据多根等高线以使光泽度逐渐变低的方式指定系数(坡度)α。
如图24的(c)所示，当作为假想光源400的点光源在平面状的物体100的中央部的上方分开某种程度的距离存在时，以从假想光源400向平面状的物体100下垂的垂线为中心设置多根同心圆状的等高线，并根据多根等高线以光泽度随着从中心向外周而逐渐变低的方式指定系数(坡度)α。
由此，能够显示与假想光源400的种类相应的更自然的光泽等。
其他结构及作用与所述实施方式1相同，因此省略其说明。
上述本发明的实施方式是以例子示及说明为目的而提供的。另外，本发明的实施方式并不全面详尽地包括本发明，并且并不将本发明限定于所公开的方式。很显然，对本发明所属的领域中的技术人员而言，各种变形及变更是自知之明的。本实施方式是为了最容易理解地说明本发明的原理及其应用而选择并说明的。由此，本技术领域中的其他技术人员能够通过对假定为各种实施方式的确定使用最优化的各种变形例子来理解本发明。本发明的范围由以上的权利要求书及其等同物来定义。

Claims (14)

1.一种显示装置，其具备：
生成部，根据某个物体的图像生成以使所述物体相对于假想光源的角度变更的方式从多个角度观察所述物体时的生成图像；
选择部，在所述生成图像中，将从第1角度观察了所述物体的第1图像作为选择图像来选择；
转换部，以保持所述第1图像中的所述假想光源与所述物体之间的位置关系的状态将所述第1图像转换为从与所述第1角度不同的第2角度观察了所述物体的转换图像；及
显示部，显示所述转换图像。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其具备：
指定部，指定所述第2角度。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，
将相对于通过所述指定部指定的所述第2角度属于预先设定的角度范围内的所述物体的图像设为从所述第2角度观察的所述物体的图像。
4.根据权利要求2所述的显示装置，其中，
所述指定部将所述物体的图像的面积最大的图像自动指定为从所述第2角度观察的所述物体的图像。
5.根据权利要求3所述的显示装置，其中，
从所述第2角度观察的所述物体的图像为所述物体的平面图像。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其具备：
调节部，当还显示所述生成图像的所述显示部显示所述生成图像及所述转换图像时，调节所述假想光源的位置及照明强度。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其中，
所述假想光源包含点光源及平行光光源。
8.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
所述显示部一并显示所述选择图像。
9.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
所述显示部显示从所述多个角度观察的所述生成图像。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其中，
所述显示部以所指定的指定顺序显示从所述多个角度观察的所述生成图像。
11.根据权利要求9所述的显示装置，其中，
所述显示部以使变化量变得平缓的方式重新排列显示从所述多个角度观察的所述生成图像。
12.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
所述生成部在生成以使所述物体相对于所述假想光源的角度变更的方式从多个角度观察了所述物体时的所述物体的图像时，生成附加了乘以根据所述物体表面的区域添加了坡度的系数的光泽成分的图像。
13.根据权利要求12所述的显示装置，其中，
与所述物体表面的区域相应的坡度由与面光源对应的平行线状的坡度及与点光源对应的同心圆状的坡度构成。
14.一种显示方法，其包括如下步骤：
生成步骤，根据某个物体的图像生成以使所述物体相对于假想光源的角度变更的方式从多个角度观察所述物体时的生成图像；
选择步骤，在所述生成图像中，将从第1角度观察了所述物体的第1图像作为选择图像来选择；
转换步骤，以保持所述第1图像中的所述假想光源与所述物体之间的位置关系的状态转换为从与所述第1角度不同的第2角度观察了所述物体的转换图像；及
显示步骤，显示所述转换图像。
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