JP6235187B1 - 加飾画像の作成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】三次元の目標形状へと変形が施されるシート状の加飾体の表面に形成する加飾画像を効率良く作成する。【解決手段】位置情報取得ステップＳ１では、仮加飾シート４表面に格子状に等間隔に並ぶ多数の格子点３を印刷により設定する。仮加飾シート４を目標形状に変形させる際の各格子点３の移動前後の位置情報をそれぞれ取得する。色情報取得ステップＳ２では、目標とする意匠面を再現する色情報を各点６に有する第３点群データ９を取得する。色情報割当ステップＳ３では、移動後の各格子点３と各点６とを同座標系でそれぞれ比較し、移動後の各格子点３の色情報として移動後の各格子点３に対して各点６のうちの最も近くに位置する点６の色情報をそれぞれ割り当てる。画像作成ステップＳ４では、各格子点３の移動前の位置に色情報割当ステップＳ３で割り当てられた色情報に基づく色を再現することによって加飾画像１を得る。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、自動車の内装部品の表面を覆って加飾する加飾シートにおける加飾画像の作成方法に関する。

従来より、例えば、自動車業界では、内装部品の意匠性を高めるために、内装部品の表面を加飾画像が印刷された加飾シートで覆う場合がある。上記加飾シートは、上記内装部品が一般的に３次元形状をなしているため、当該内装部品の表面に沿うように変形させる必要がある。したがって、目標とする意匠面になる加飾画像を変形前の加飾シートに印刷すると、加飾画像が歪んだ状態で内装部品の表面に表示されてしまう。

これを回避するために、変形後の加飾シートに目標とする意匠面が表示されるよう変形時の歪み方向や歪み量を考慮して変形前の加飾シートに印刷する加飾画像を予め歪ませておくことが考えられる。

例えば、特許文献１に開示されている加飾画像の作成方法では、まず、データ上で作成した二次元形状の仮加飾シートに格子状に等間隔に並ぶ多数の格子点を設定し、仮加飾シートを三次元形状の目標形状となるように変形させたときにおける各格子点の移動前後の位置情報、各格子点の歪み方向や歪み量、及び、各格子点で囲まれる四角形の要素部分の面積変化率を取得するとともに、上記目標形状となるように変形させた三次元画像モデルを作成する。次いで、作成した三次元画像モデルの所望する位置に目標とする意匠面になる加飾画像を重ね合わせた後、各格子点の移動前後の位置情報、各格子点の歪み方向や歪み量、及び、各格子点で囲まれる四角形の要素部分の面積変化率を利用して三次元座標値を二次元座標値に変換した画像を作成する。しかる後、二次元座標値に変換した画像における上記各要素部分の重心位置において重ね合わせた目標とする意匠面になる加飾画像のＲＧＢ値を取得するとともに、取得したＲＧＢ値を上記各要素部分の面積変化率を考慮して補正することにより、加飾シートに印刷する加飾画像を得るようにしている。

特許５７７２０１９号

しかし、特許文献１では、所望する加飾画像を得るために三次元座標値から二次元座標値に変換する際、各格子点に囲まれた要素部分の変形度合いを反映させる処理を行って画像を作成した後、当該画像の色について設定や補正を行っている。したがって、データが重くなって演算処理に時間がかかってしまい、加飾画像を効率良く作成できないという問題がある。

本発明は、掛かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、三次元の目標形状へと変形が施されるシート状の加飾体の表面に形成する加飾画像を効率良く作成することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、三次元座標系において仮加飾体に設定した各格子点に対応する色情報を見つけ出すようにしたことを特徴とする。

具体的には、三次元の目標形状へと変形が施されるシート状の加飾体の表面に加飾画像をコンピュータにより作成する、加飾画像の作成方法を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明では、上記コンピュータが、上記加飾体を仮に設定した仮加飾体に格子状に等間隔に並ぶ多数の格子点を設定するとともに上記仮加飾体を上記目標形状に変形させる際、上記各格子点の移動前後の位置情報を取得する位置情報取得ステップと、上記加飾体の目標形状に対応する形状をなすとともに目標とする意匠面を再現する色情報を各点に有する点群データを取得する色情報取得ステップと、上記移動後の各格子点と上記点群データの各点とを同座標系においてそれぞれ比較し、上記移動後の各格子点の色情報として当該移動後の各格子点に対して上記点群データの各点のうちの最も近くに位置する点の色情報をそれぞれ割り当てる色情報割当ステップと、上記各格子点の移動前の位置に上記色情報割当ステップで割り当てられた色情報に基づく色を再現することによって上記加飾画像を得る画像作成ステップとを実行して、上記加飾画像を作成し、さらに上記コンピュータは、上記位置情報取得ステップにおいて、印刷により上記各格子点が設定された上記仮加飾体を上記目標形状に変形させた際の、移動後の各格子点の移動後位置情報を実測定により取得することで得られた情報に基づいて、各格子点の移動後位置情報を取得し、上記色情報割当ステップにおいて、移動後の各格子点の間に複数の補助格子点を追加で等間隔に設定するとともに、当該各補助格子点と上記点群データの各点とにおいても同座標系においてそれぞれ比較し、上記各補助格子点の色情報として当該各補助格子点に対して上記点群データの各点のうちの最も近くに位置する点の色情報をそれぞれ割り当てるようにし、上記画像作成ステップにおいて、上記各格子点間に追加で設定した各補助格子点に割り当てられた色情報に基づく色を上記各格子点の移動前の位置の間に等間隔に再現することを特徴とする。

第２の発明では、第１の発明において、上記格子点と上記補助格子点との間、及び、上記各補助格子点間の色情報を上記色情報割当ステップにて上記各格子点及び上記各補助格子点にそれぞれ割り当てられた色情報とＲＧＢ色空間で定義される色情報とに基づいて線形補間により設定することを特徴とする。

第１の発明では、加飾画像を得るために行う三次元座標値から二次元座標値への変換の際、格子状に等間隔に並ぶ各格子点に対して三次元座標系において取得した色情報を割り当てるだけの処理となり、各格子点に囲まれた要素部分の変形度合いを反映させるといった特許文献１の如き処理を行わない。したがって、データが軽くなって演算処理にかかる時間が短くなり、加飾画像を効率良く作成することができる。

また、各格子点の間に複数の補助格子点を追加することで加飾画像を作成する際の色情報を有する点データを増やすことができるので、得られる加飾画像の不自然さを少なくできる。また、色情報割当ステップにおいて補助格子点を追加することで位置情報取得ステップにおいて実測定にて測定する各格子点の数を増やす必要が無いので、各格子点の測定にかかる時間を短縮して効率良く加飾画像の作成を行うことができる。

第２の発明では、加飾画像に再現される格子点と補助格子点との間、及び、各補助格子点間に対応する色が線形補間処理によって連続した階調で表現されるようになるので、格子点データや補助格子点データを増やすことでデータが重くなり過ぎるといったことを回避しながら加飾画像の不自然さを少なくすることができる。

本発明の実施形態に係る作成方法にて作成された加飾画像が印刷された加飾シートを示す図である。 本発明の実施形態に係る加飾画像の作成方法の手順を示すブロック図である。 位置情報取得ステップにおける具体的な作業手順を示すフローチャートである。 色情報取得ステップにおける具体的な作業手順を示すフローチャートである。 色情報割当ステップにおける具体的な作業手順を示すフローチャートである。 仮加飾シートを目標形状に変形させた状態を示す図である。 図６のVII部拡大図である。 目標形状に変形させた仮加飾シートの各格子点を３次元測定した結果を示す図である。 目標形状に変形させた仮加飾シートの各格子点の位置情報を３次元データにした状態を示す図である。 目標とする意匠面を有する３次元意匠モデルの平面図である。 ３次元意匠モデルを３次元測定機でスキャニング測定して得た点群データからポリゴンメッシュデータを作成し、当該ポリゴンメッシュデータをシェーディング表示した図である。 ２つの格子点間に補助格子点を２つ作成した状態を示す概略図である。 目標形状に変形させた仮加飾シートの各格子点と３次元意匠モデルをスキャニング測定して得た点群データの各点との間の距離を測定している状態を示す概略図である。 作成した加飾画像が印刷された加飾シートを目標形状に変形させたものと３次元意匠モデルとを並べて比較した図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。

図１は、本発明の実施形態に係る作成方法にて作成された加飾画像１が印刷された加飾シート１０（加飾体）を示す。該加飾シート１０は、目標形状が平面視で鍵穴形状である３次元形状の樹脂部材の意匠性を高めるために、当該樹脂部材の表面に沿うように変形させて取り付けるものである。上記加飾画像１の意匠面は、杢目模様であり、変形後の加飾シート１０の表面に目標とする意匠面が表示されるよう変形時の歪み方向や歪み量を考慮して杢目模様を予め歪ませている。

上記加飾画像１は、図２に示すように、４つのステップ、すなわち、位置情報取得ステップＳ１、色情報取得ステップＳ２、色情報割当ステップＳ３、及び、画像作成ステップＳ４を順に経ることによって作成される。

位置情報取得ステップＳ１では、図３に示すように、まず、ステップＳＡ１において、格子状に等間隔に並ぶ多数の格子点３からなる第１点群データ（以下、データＡと呼ぶ）をＣＡＤ上で作成して各格子点３の位置情報（座標値）を取得する。

次に、ステップＳＡ２において、熱可塑性樹脂からなる矩形板状の仮加飾シート４（仮加飾体）を仮の加飾シート１０として用意する。

次いで、ステップＳＡ３において、仮加飾シート４の表面に上記データＡを印刷する。

しかる後、ステップＳＡ４において、仮加飾シート４を真空成形によって目標形状に変形させる。すると、図６及び図７に示すように、仮加飾シート４に平面視で略鍵穴形状をなす目標形状が形成され、当該目標形状及びその周りに位置する各格子点３の位置が真空成形前の位置に比べて移動する。

その後、ステップＳＡ５において、図８に示すように、目標形状に変形させた仮加飾シート４の各格子点３を非接触式の３次元測定機で測定して各格子点３の移動後位置情報（座標値）を取得する。

そして、ステップＳＡ６において、図９に示すように、取得した各格子点３の移動後位置情報に基づいて第２点群データ（以下、データＢと呼ぶ）をＣＡＤ上で作成する。

次に、色情報取得ステップＳ２では、図４に示すように、まず、ステップＳＢ１において、目標とする意匠面を有する３次元意匠モデル５を用意する。具体的には、図１０に示すように、本物の木材を平面視で鍵穴形状となるように削り出して上記３次元意匠モデル５を得る。

次に、ステップＳＢ２において、上記３次元意匠モデル５を非接触式の３次元測定機でスキャニング測定して３次元意匠モデル５表面の点群データを取得する。

しかる後、ステップＳＢ３において、図１１に示すように、ＣＡＤ上において３次元意匠モデル５表面の点群データから各点６（図１３参照）に色情報を有するＰＬＹ形式ファイルの第３点群データ９（以下、データＣと呼ぶ）を作成する。すなわち、第３点群データ９の各点６は、目標形状に変形した加飾シート１０の目標とする意匠面を再現する色情報を有している。尚、図１１は、第３点群データ９をポリゴンメッシュデータにした後、シェーディング処理を施した図である。

次に、色情報割当ステップＳ３では、図５に示すように、まず、ステップＳＣ１において、データＢとデータＣとを同じＣＡＤ上に取り込み、同座標系で重ね合わせる。

次いで、ステップＳＣ２では、図１２に示すように、データＢの各格子点３間に複数の補助格子点７を等間隔に追加したデータＢ‘をＣＡＤ上において作成する。

しかる後、ステップＳＣ３では、データＢ‘における各格子点３とデータＣにおける第３点群データ９の各点６とを同座標系においてそれぞれ比較し、データＢ’の各格子点３に対して各点６のうちの最も近くに位置する点６を検出する。

具体的には、例えば、図１３に示すように、まず、位置情報がＰ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）である所定の格子点３を選択するとともに、当該格子点３と各点６のうちの位置情報がＲ１（ａ１，ｂ１，ｃ１）である所定の点６との間の距離Ｌ１＝（（ｘ１−ａ１）２＋（ｙ１−ｂ１）２＋（ｚ１−ｃ１）２）１／２を算出する。

次に、位置情報がＰ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）である格子点３と位置情報がＲ２（ａ２，ｂ２，ｃ２）である点６との間の距離Ｌ２＝（（ｘ１−ａ２）２＋（ｙ１−ｂ２）２＋（ｚ１−ｃ２）２）１／２を算出する。このように、位置情報がＰ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）である格子点３と各点６との間の距離を順に計算していき、位置情報がＰ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）である格子点３に対する最も近くに位置する点６を抽出する。尚、点６を抽出する際、位置情報がＰ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）である格子点３と全ての点６との間の距離を算出してもよいし、位置情報がＰ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）である格子点３と所定の範囲に位置する一部の点６との間の距離を算出するようにしてもよい。

また、格子点３だけでなく各補助格子点７に対する最も近くに位置する点６をも割り出す。

そして、全ての格子点３及び補助格子点７の各々に対して最も近くに位置する点６をそれぞれ抽出したデータＢ‘’を得る。

その後、ステップＳＣ４では、図５に示すように、データＢ‘’の各格子点３に対してそれぞれ最も近くに位置する点６が有する色情報をデータＡの各格子点３にそれぞれ再現するとともに、データＢ‘’の各格子点３の間に位置する各補助格子点７に対してそれぞれ最も近くに位置する点６が有する色情報をデータＡの各格子点３の間に等間隔に再現することによってデータＡ‘を得る。

しかる後、ステップＳＣ５では、データＡ‘において、格子点３と補助格子点７との間、及び、各補助格子点７間の色情報を、各格子点３及び各補助格子点７にそれぞれ割り当てられた色情報とＲＧＢ色空間で定義される色情報とに基づいて線形補間により設定することで加飾画像１を得る。

その後、印刷が施されていない状態のフィルムシートを用意するとともに、当該フィルムシートに上述の加飾画像１を印刷して加飾シート１０を得る。

そして、加飾シート１０を真空成形によって目標形状となるように変形させる。すると、加飾シート１０の中央部分に平面視で略鍵穴形状をなす目標形状が形成される。図１４は、加飾シート１０の目標形状部分のみを切り出した部材８と３次元意匠モデル５とを並べていて、部材８の意匠面が目標となる意匠面に近似していることが分かる。

以上より、本発明の実施形態によると、加飾画像１を得るために行う三次元座標値から二次元座標値への変換の際、格子状に等間隔に並ぶ各格子点３に対して三次元座標系において取得した色情報を割り当てるだけの処理となり、各格子点３に囲まれた要素部分の変形度合いを反映させるといった特許文献１の如き処理を行わない。したがって、データが軽くなって演算処理にかかる時間が短くなり、加飾画像１を効率良く作成することができる。

また、各格子点３の間に複数の補助格子点７を追加することで加飾画像１を作成する際の色情報を有する点データを増やすことができるので、得られる加飾画像１の不自然さを少なくできる。さらに、色情報割当ステップＳ３において補助格子点７を追加することで位置情報取得ステップＳ１において実測定にて測定する各格子点３の数を増やす必要が無いので、各格子点３の測定にかかる時間を短縮して効率良く加飾画像１の作成を行うことができる。

それに加えて、加飾画像１に再現される格子点３と補助格子点７との間、及び、各補助格子点７間に対応する色が線形補間処理によって連続した階調で表現されるようになるので、格子点３のデータや補助格子点７のデータを増やすことでデータが重くなり過ぎるといったことを回避しながら加飾画像１の不自然さを少なくすることができる。

尚、本発明の実施形態では、色情報割当ステップＳ３において、各格子点３の間に複数の補助格子点７を追加で等間隔に設定しているが、当該各補助格子点７を設定するのは必須ではない。もし仮に、各補助格子点７を設定しなかった場合、各格子点３間の色情報を色情報割当ステップＳ３にて各格子点３にそれぞれ割り当てられた色情報とＲＧＢ色空間で定義される色情報とに基づいて線形補間により設定すればよい。

また、本発明の実施形態では、位置情報取得ステップＳ１において、実際にデータＡが印刷された仮加飾シート４を目標形状に変形させることにより、各格子点３の位置情報を得るようにしているが、これに限らず、例えば、データＡを平面形状のメッシュデータに反映させるとともに当該メッシュデータを成形シミュレーションにて変形させて目標形状にした後、各格子点３の位置情報を取得するようにしてもよい。つまり、仮想的に得られる各格子点３の移動後位置情報をデータＡとしてもよい。

また、本発明の実施形態では、色情報取得ステップＳ２において、実際に３次元意匠モデル５を製作し、当該３次元意匠モデル５を非接触式の３次元測定機で測定して点群データを得た後、その点群データをＣＡＤ上で処理することによって各点６に色情報を有する第３点群データ９を得るようにしているが、ＣＡＤ上で仮想的に３次元意匠モデル５を製作し、当該仮想３次元意匠モデル５から各点６に色情報を有する第３点群データ９を得るようにしてもよい。

本発明は、例えば、自動車の内装部品の表面を覆って加飾する加飾シートにおける加飾画像の作成方法に適している。

１ 加飾画像
３ 格子点
４ 仮加飾シート（仮加飾体）
６ 点
７ 補助格子点
９ 第３点群データ
１０ 加飾シート（加飾体）
Ｓ１ 位置情報取得ステップ
Ｓ２ 色情報取得ステップ
Ｓ３ 色情報割当ステップ
Ｓ４ 画像作成ステップ

Claims (2)

1. 三次元の目標形状へと変形が施されるシート状の加飾体の表面に形成する加飾画像をコンピュータにより作成する、加飾画像の作成方法であって、
   上記コンピュータが、
   上記加飾体を仮に設定した仮加飾体に格子状に等間隔に並ぶ多数の格子点を設定するとともに上記仮加飾体を上記目標形状に変形させる際、上記各格子点の移動前後の位置情報を取得する位置情報取得ステップと、
   上記加飾体の目標形状に対応する形状をなすとともに目標とする意匠面を再現する色情報を各点に有する点群データを取得する色情報取得ステップと、
   上記移動後の各格子点と上記点群データの各点とを同座標系においてそれぞれ比較し、上記移動後の各格子点の色情報として当該移動後の各格子点に対して上記点群データの各点のうちの最も近くに位置する点の色情報をそれぞれ割り当てる色情報割当ステップと、
   上記各格子点の移動前の位置に上記色情報割当ステップで割り当てられた色情報に基づく色を再現することによって上記加飾画像を得る画像作成ステップとを実行して、上記加飾画像を作成し、
   さらに上記コンピュータは、
   上記位置情報取得ステップにおいて、印刷により上記各格子点が設定された上記仮加飾体を上記目標形状に変形させた際の、移動後の各格子点の移動後位置情報を実測定により取得することで得られた情報に基づいて、各格子点の移動後位置情報を取得し、
   上記色情報割当ステップにおいて、移動後の各格子点の間に複数の補助格子点を追加で等間隔に設定するとともに、当該各補助格子点と上記点群データの各点とにおいても同座標系においてそれぞれ比較し、上記各補助格子点の色情報として当該各補助格子点に対して上記点群データの各点のうちの最も近くに位置する点の色情報をそれぞれ割り当てるようにし、
   上記画像作成ステップにおいて、上記各格子点間に追加で設定した各補助格子点に割り当てられた色情報に基づく色を上記各格子点の移動前の位置の間に等間隔に再現することを特徴とする加飾画像の作成方法。
2. 請求項１に記載の加飾画像の作成方法において、
   上記格子点と上記補助格子点との間、及び、上記各補助格子点間の色情報を上記色情報割当ステップにて上記各格子点及び上記各補助格子点にそれぞれ割り当てられた色情報とＲＧＢ色空間で定義される色情報とに基づいて線形補間により設定することを特徴とする加飾画像の作成方法。