JP5629024B1 - 画像生成方法、画像生成装置、画像生成用プログラム、彫刻物製造方法、彫刻物及び印刷物 - Google Patents
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Abstract
Description
[画像生成方法]
図1は、第1の実施形態に係る画像生成装置1の構成を示す図である。図2は、第1の実施形態に係る画像生成方法のフローチャートである。画像生成装置1は、画像データ取得部10と、高さ取得部11と、万線画像生成部12と、変形万線画像生成部13と、2値画像生成部14とを備える。画像生成装置1は、CPU等のコンピュータを有しており、コンピュータは、メモリ等の記憶媒体に格納された画像生成用プログラムに基づいて、画像生成方法に係る画像データ取得工程(S1)と、高さ取得工程(S2)と、万線画像生成工程(S3)と、変形万線画像生成工程(S4)と、2値画像生成工程(S5)とを実行することができる。
以下、図1及び図2を参照して、画像生成装置1の構成及び動作を説明する。
図4は、ラスター画像を生成する方法を説明するための図である。まず、画像データ取得部10は、視点の位置である点Cから三次元画像データ内の仮想的物体の表面に引いた接線と物体表面との接点の集合によって得られる輪郭線Lを含む平面Pを生成する。画像データ取得部10は、平面Pにより分けられた仮想的物体の2つの部分のうち、視点の側の仮想的物体に基づいて、ラスター画像を生成する。具体的には、画像データ取得部10は、平面PのX−Y座標平面における、点Cと仮想的物体表面の任意の点Aとを結ぶ直線が平面Pと交わる点A’のX−Y座標を(xA’,yA’)とする。図4においては、点Cと点A1とを結ぶ直線が平面Pと交わる点A1’、及び点Cと点A2とを結ぶ直線が平面Pと交わる点A2’が示されている。
具体的には、変形万線画像生成部13は、まず、高さ取得部11によってメモリに記憶された(xA’,yA’)に対応する高さhを読み出す。次に、変形万線画像生成部13は、(xA’,yA’)の位置の万線のY軸方向の移動量ah(ただし、aは実数)を算出する。続いて、変形万線画像生成部13は、Y座標をahの大きさだけ移動する。すなわち、変形万線画像生成部13は、(xA’,yA’)の位置の万線を(xA’,yA’+ah)の位置に移動する。変形万線画像生成部13は、万線上のそれぞれの座標位置に対して上記の移動処理を行うことにより、変形万線画像を生成する。なお、a<0の場合には、立体物を上方から見下ろしたように表現され、a>0の場合には、立体物を下方から見上げたように表現される。
上記の2値画像データは、X軸方向、及び前記X軸方向に直交するY軸方向からなるX−Y座標平面上の複数の座標位置に対応する立体物の高さに応じてY軸方向の位置が異なり、かつ、前記座標位置ごとの画素値に応じて幅が異なる複数の万線の画像データから構成される。さらに、ドットマトリクス状に配列された画素に変形万線を分解し、ラスター画像内における画素の集合として変形万線を記録するのみでなく、それぞれの変形万線を、1本ごとに全体として方向と曲率変化を持つベクター画像として記録し、なおかつ万線の太さを変更して階調を表すことができる、立体形状と階調とを同時に記録及び表示可能な画像データの形式とすることもできる。
以下、上記の画像生成方法により生成された2値画像を用いて、基底材に彫刻をする方法について説明する。
図12Aから図12Dは、上記の画像生成方法により得られた2値画像を基底材に彫刻する第1の方法を示す図である。
続いて、図12Bに示すように、例えばエッチング剤を用いるエッチング処理を施し、レジストが塗布されていない領域に凹部を形成する。
続いて、図12Dに示すように、レジストを剥離することにより、2値画像の黒色領域に対応する凹部が黒く、2値画像の白色領域に対応する凹部以外の部分が黒色よりも明るい色の彫刻が完成する。
図13Aから図13Dは、上記の画像生成方法により得られた2値画像を基底材に彫刻する第2の方法を示す図である。
図14は、上記の画像生成方法により得られた2値画像を基底材に彫刻する第3の方法を示す図である。本方法においては、2値画像の黒色の領域に対応する位置に、切削工具やレーザ加工等を用いて凹部を彫刻する。凹部の深さを凹部の幅以上にすることにより、凹部の内部に影が生じて黒く見える。このようにすることで、着色することなく、2値画像の黒色の領域が濃く見え、元画像の明暗が表現された彫刻を作成することができる。
図15A及び図15Bは、上記の画像生成方法により得られた2値画像を基底材に彫刻する第4の方法を示す図である。まず、図15Aに示すように、基底材の表面をメッキ処理や塗装処理により着色する。例えば、基底材の表面を黒色に着色する。続いて、切削工具等を用いて彫刻することにより、2値画像における黒色領域に対応する部分が着色されて突出した彫刻が完成する。
図16A及び図16Bは、上記の画像生成方法により得られた2値画像を基底材に彫刻する第5の方法を示す図である。本方法で用いられる基底材の色は、第4の方法で用いた基底材の色よりも濃い。
図17A及び図17Bは、上記の画像生成方法により得られた2値画像を基底材に彫刻する第6の方法を示す図である。
まず、図17Aに示すように、2値画像の黒色の領域に対応する位置に、切削工具等を用いて凹部を彫刻する。続いて、凹部に基底材の色よりも濃い色の塗料を流し込み、凹部以外の領域に付着した塗料を拭き取る。このようにすることで、2値画像の黒色の領域が濃く見える彫刻を作成することができる。
図18Aから図18Dは、上記の画像生成方法により得られた2値画像を基底材に彫刻する第7の方法を示す図である。
続いて、図18Bに示すように、レジストを塗布した基底材にエッチング処理を施し、レジストが塗布されていない領域に凹部を形成する。その結果、レジストが塗布された領域に凸部が形成される。
図19Aから図19Dは、上記の画像生成方法により得られた2値画像を基底材に彫刻する第8の方法を示す図である。
図20A及び図20Bは、上記の画像生成方法により得られた2値画像を基底材に彫刻する第9の方法を示す図である。図12から図19における凹部の側面及び底面は平面状に形成されていたが、図20A及び図20Bに示すように、基底材に形成される凹部の内部には曲面が形成されていてもよい。
なお、上記の各彫刻方法で得られた彫刻板を鋳型として、この鋳型に溶解させた金属や樹脂を流し込んで固化させることにより、同一の彫刻物を複数製造することができる。
凹凸が形成された板状の物であれば、本実施形態に係る効果を得ることができる。したがって、本実施形態に係る彫刻物は、印刷によって製造することもできる。例えば、スクリーンプリント、バーコ印刷、UV厚盛印刷、エンボス加工及び箔押し加工等のように、印刷及び印刷関連技術によって凹凸を形成させる方法を用いて彫刻物を製造してもよい。また、3Dプリンターによっても同等の加工ができる。これらを用いて、上記の画像生成方法により得られた2値画像を紙やその他の基底材に形成することにより、上記第9の彫刻方法と同様の効果を得やすくなる。例えば、形成された凹部分または凸部分の少なくとも一部(以下凹凸部分とする)の光沢性を他の部分の光沢性よりも高くすることにより、独特な立体感を得られるという顕著な効果を得ることができる。
以上のとおり、本実施形態によれば、複数の万線を、当該複数の万線の幅と同じ間隔で前記X−Y座標平面上に配置することで生成した万線画像における万線を、立体物の高さに基づいてY軸方向に移動した変形万線画像を生成し、画像データの画素値に基づいて、変形万線画像を構成する万線の幅を変更することにより、立体物の形状と絵柄とを二次元座標上で表現可能な2値画像を生成できるという効果を奏する。本実施形態の構成によれば、コンピュータを用いて、彫刻に適した2値画像を生成できるので、属人的な特殊技能によることなく、良質な彫刻を短期間で製造することが可能になる。
第1の実施形態においては、立体物の高さを取得する高さ取得工程と、複数の万線を、当該複数の万線の幅と同じ間隔でX−Y座標平面上に配置することで万線画像を生成する万線画像生成工程と、それぞれの座標位置に対応する高さに基づいて、当該座標位置における万線の位置をY軸方向に移動する変形万線画像生成工程とを順次実行することで、変形万線画像を生成した。これに対して、第2の実施形態においては、X軸方向、及びX軸方向に直交するY軸方向からなるX−Y座標平面上の複数の座標位置の画素値を含む、立体物の画像データを取得する画像データ取得工程と、当該画像データに基づいて立体物を形成する工程とを経て形成した立体物にレーザ光を照射することで、変形万線画像を生成する点で、第1の実施形態と異なる。
まず、任意の連続階調の写真を用意する。次に、アクリル板などの透明なプラスチック板に熱を加えて可塑性を高めた上で変形させて、元画像の顔などの立体的な形態を再現する。プラスチック板を変形させる代わりに、三次元画像データに基づいて、三次元プリンターによって立体的な形態を再現してもよい。
以上のとおり、第2の実施形態によれば、元画像に基づいて立体的な形態を再現した後にレーザ光を照射することにより変形万線画像を生成する。このようにすることで、画像データに高さ情報が含まれない場合であっても、所望の立体形状を表す2値画像と、彫刻物を生成することができる。また、本実施形態によれば、元画像がデータではなく従来型の写真である場合に、デジタル処理の工程を経ることなく、立体形状を表現することができる。
上記の実施形態では、画像データ取得部10において立体物の画像データを取得し、2値画像生成部14において、座標位置における万線の幅が立体物の画像データに基づいて変更された2値画像を生成する方法について説明した。これに対して、画像データ取得部10において、立体物の画像データ以外の画像データを取得し、2値画像生成部14において、座標位置における万線の幅が、立体物の画像データ以外の画像データに基づいて変更された2値画像を生成してもよい。
上記の実施形態においては、画像データが示す立体物の高さ情報に基づいて万線のY軸方向の位置を移動させた後に、画像データの画素値に基づいて万線の幅及び万線を構成する線分の長さのいずれかを変更することにより2値画像が生成されていた。しかし、立体物の高さ情報から得られた移動量を用いることなく、画像データの画素値に基づいて万線の幅及び万線を構成する線分の長さのいずれかを変更してもよい。
上記の実施形態においては、万線が水平方向に配置されていたが、万線の向きは任意の方向であってもよい。例えば、図23は、斜め方向に配置された万線を用いて生成された2値画像を示す図である。この場合も、万線の方向をX軸方向とすることにより、上記の実施形態と同様の効果を得られる画像であって、上記の実施形態で得られる画像と異なる態様の画像を得ることができる。
10 画像データ取得部
11 高さ取得部
12 万線画像生成部
13 変形万線画像生成部
14 2値画像生成部
Claims (16)
- X軸方向、及び前記X軸方向に直交するY軸方向からなるX−Y座標平面上の座標位置毎に画素値を有する画像データを取得する画像データ取得工程と、
前記X−Y座標平面上の複数の座標位置に関連付けて、立体物の高さを示す高さ情報を取得する高さ情報取得工程と、
複数の万線を前記X−Y座標平面上に配置することで万線画像を生成する万線画像生成工程と、
それぞれの前記座標位置に対応する前記高さに基づいて、当該座標位置における前記万線の位置がY軸方向に移動した変形万線画像を生成する変形万線画像生成工程と、
前記画像データ取得工程において取得した前記画像データに含まれるそれぞれの前記座標位置における画素値に基づいて、前記座標位置における前記万線の幅が変更された2値画像を生成する2値画像生成工程と、
を備える画像生成方法。 - 前記画像データ取得工程において、前記立体物の表面の画像を前記X−Y座標平面上に投影して得られる画像を含む前記画像データを取得する、
請求項1に記載の画像生成方法。 - 前記画像データ取得工程において、前記立体物の表面の画像を前記X−Y座標平面上に投影して得られる画像と異なる画像を含む前記画像データを取得する、
請求項1に記載の画像生成方法。 - 前記2値画像生成工程において、前記変形万線画像を構成する前記万線の幅方向の中心位置を変更することなく、前記変形万線画像の幅を変更することにより、2値画像を生成する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の画像生成方法。 - 前記2値画像生成工程において、
前記座標位置における画素値に基づいて前記万線の連続する長さを変更することで、前記2値画像を生成する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の画像生成方法。 - 前記2値画像生成工程において、
前記2値画像を生成する対象となる画素の画素値が所定の範囲に含まれている場合に、当該所定の範囲に対応する階調以外の他の階調で用いられる万線画像と同じ幅の万線画像を分断して、前記他の階調で用いられる万線画像と同じ幅の破線状の万線画像を生成することにより、前記2値画像を生成する、
請求項5に記載の画像生成方法。 - 前記2値画像生成工程において、
前記座標位置における画素値が所定の閾値よりも白色の画素値に近い場合に前記万線を分断することで、前記2値画像を生成する、
請求項6に記載の画像生成方法。 - 前記2値画像生成工程において、
前記破線状の万線画像を構成する線分の最小の長さを、前記破線状の万線画像の線幅以上の長さとする、
請求項6又は7に記載の画像生成方法。 - 前記高さ取得工程は、前記画像データにおける輪郭線を抽出する工程と、それぞれの前記座標位置と前記輪郭線からの距離に応じて前記高さを決定する工程と、を有する、
請求項1から8のいずれか1項に記載の画像生成方法。 - 請求項1から9のいずれか1項に記載の画像生成方法により生成された前記2値画像に基づいて、基底材に凹部及び凸部を形成する工程を備える、
彫刻物の製造方法。 - 前記2値画像に含まれる前記万線の位置に基づいて、前記凹部及び凸部の少なくとも一部に着色する工程をさらに備える、
請求項10に記載の彫刻物の製造方法。 - 前記2値画像に含まれる前記万線の位置に基づいて、前記万線の幅以上の深さの凹部を形成する工程をさらに備える、
請求項10又は11に記載の彫刻物の製造方法。 - X軸方向、及び前記X軸方向に直交するY軸方向からなるX−Y座標平面上の座標位置毎に画素値を有する画像データを取得する画像データ取得部と、
前記X−Y座標平面上の複数の座標位置に関連付けて、立体物の高さを示す高さ情報を取得する高さ情報取得部と、
複数の万線を前記X−Y座標平面上に配置することで万線画像を生成する万線画像生成部と、
それぞれの前記座標位置に対応する前記高さに基づいて、当該座標位置における前記万線の位置がY軸方向に移動した変形万線画像を生成する変形万線画像生成部と、
前記画像データ取得部が取得した前記画像データに含まれるそれぞれの前記座標位置における画素値に基づいて、前記座標位置における前記万線の幅が変更された2値画像を生成する2値画像生成部と、
を備える画像生成装置。 - コンピュータに、
X軸方向、及び前記X軸方向に直交するY軸方向からなるX−Y座標平面上の座標位置毎に画素値を有する画像データを取得する画像データ取得工程と、
前記X−Y座標平面上の複数の座標位置に関連付けて、立体物の高さを示す高さ情報を取得する高さ情報取得工程と、
複数の万線を前記X−Y座標平面上に配置することで万線画像を生成する万線画像生成工程と、
それぞれの前記座標位置に対応する前記高さに基づいて、当該座標位置における前記万線の位置がY軸方向に移動した変形万線画像を生成する変形万線画像生成工程と、
前記画像データ取得工程において取得した前記画像データに含まれるそれぞれの前記座標位置における画素値に基づいて、前記座標位置における前記万線の幅が変更された2値画像を生成する2値画像生成工程と、
を実行させるための画像生成用プログラム。 - 立体物の表面の絵柄をX軸方向、及び前記X軸方向に直交するY軸方向からなるX−Y座標平面上に投影して得られる画像データに基づいて形成された彫刻物であって、前記画像データが前記X−Y座標平面上の座標位置毎に画素値を有し、前記座標位置に対応する立体物の高さに応じてY軸方向の位置が異なり、かつ、前記立体物の表面の絵柄を前記X−Y座標平面上に投影して得られる前記画像データの前記座標位置ごとの画素値に応じて幅が異なる凹部及び凸部が形成された基底材を備える彫刻物。
- 立体物の表面の絵柄をX軸方向、及び前記X軸方向に直交するY軸方向からなるX−Y座標平面上に投影して得られる画像データに基づいて作成された印刷物であって、前記画像データが前記X−Y座標平面上の座標位置毎に画素値を有し、前記座標位置に対応する立体物の高さに応じてY軸方向の位置が異なり、かつ、前記立体物の表面の絵柄を前記X−Y座標平面上に投影して得られる前記画像データの前記座標位置ごとの画素値に応じて幅が異なる万線が印刷された印刷物。
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