JPH04168583A - 画像の表示方法 - Google Patents
画像の表示方法Info
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- JPH04168583A JPH04168583A JP2293531A JP29353190A JPH04168583A JP H04168583 A JPH04168583 A JP H04168583A JP 2293531 A JP2293531 A JP 2293531A JP 29353190 A JP29353190 A JP 29353190A JP H04168583 A JPH04168583 A JP H04168583A
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- G—PHYSICS
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- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Image Generation (AREA)
- Processing Or Creating Images (AREA)
- Processing Of Color Television Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
Ａ 産業上の利用分野
本発明は、コンピュータグラフィックにおける画像の表
示方法に関し、特に、物体表面の光沢感を表現する画像
の表示方法に関する。 Ｂ 従来の技術 一般に、コンピュータグラフィックの技術分野では、表
示する物体の画像にシェーディング（陰影）処理を施す
ことにより、物体の表面の質感を表現している。 すなわち、ある物体に入射する光の一部又は全部が透過
光となる場合、すなわち物体が半透明又は透明である場
合を除いて、その物体の表面の質感は、拡散反射光及び
鏡面反射光に依存する。 実際には、その上に環境光を考慮した物体表面上のある
点における輝度の計算方法が質感の表現に大きく関与す
る。 一般に、シェーディング（陰影）処理を行う場合、物体
表面上のある点における輝度の計算は、照明モデル式も
って行われる。 従来、簡単でしかも計算時間の短い照明モデル式として
、Ｌａｍｂｅｒｔのｃｏｓｉｎｅ法則による拡散反射光
モデル式に環境光を考慮する項を付加した第１式が広く
知られている。 １＝に、１．十に、ΣＩ、ｃｏｓθ１・・・第１式Ｉ
：物体表面のある点における輝度 に、：環境光の反射係数（０≦に、≦１）１１ ：環境
光の輝度 に、：拡散反射係数 ■、二二番番目光源の輝度 （０≦」≦ｍ、Ｏ≦１．≦１） θＪ ：ｊ番目の光源方向ベクトルＬ、とその点におけ
る法線ベクトルＮと のなす角（第１１図参照） しかし、物体の光沢は鏡面反射光により生み出されるも
のであるから、上記第１式による輝度の計算方法を採用
したのでは、光沢のある物体表面の質感を表現すること
はできない。 光沢のある物体表面の質感を表現するための代表的な照
明モデル式としては、上記第１式にＢｕｉ−Ｔｕｏｎｇ
−Ｐｈｏｎｇによる鏡面反射光の経験モデル式を付加し
た第２式が知られている。 ！＝に、１．＋ΣＩ＋（ｋａｃｏｓθ１＋に、ｃｏｓ”
α１）・・・第２弐 に、：鏡面反射係数 （ｋ、＝１−に、、０≦に≦１） ｎ ：鏡面反射光の拡がりを示す指数 （ｌ≦ｎ、 ｎが大きいほど鏡面反射光はスポットライ
ト状になる。） α、：ｊ番目の鏡面反射光ベクトル（ｊ番目の光源方向
ベクトルＬ、とその点にお ける法線ベクトルのＮに対する正反射 方向ベクトル）Ｌ、゛ と視点方向ベクトルＥのなす角
（第１２図参照） また、コンピュータグラフィックでは、物体表面の色を
３つの数値要素の組み合わせとして表現して、表示画像
の色指定を行っている。上記色の３要素としては、ＲＧ
Ｂ （赤（Ｒｅｄ）、緑（Ｇｒｅｅｎ）、青（Ｂｌｕｅ
）） 、Ｈ３Ｖ （色相（Ｈｕｅ）、彩度（Ｓａｔｕｒ
ａｔ １ｏｎ）。 明度値（Ｖａｌｕｅ） ）やＨＬＳ （色相（Ｈｕｅ）
、明度（Ｌｉｇｈｔｎｅｓｓ）、彩度（Ｓａｔｕｒａｔ
ｉｏｎ））などが知られている。 上述のように色を３つの数値要素の組み合わせとして表
現することにより、上記３要素を座標軸とする三次元形
状（色立体）の概念を導入して、表示画像の色指定を行
うことができる。 例えば、ＲＧＢ表現による色立体は、第１３図に示すよ
うに、ＲＧＢを軸とする立方体となり、無彩色〔白−灰
一黒〕が黒の点と白の点を結ぶ対角線上に存在する。 そして、上記ＲＧＢ表現による色立体における無彩色が
位置している対角線を明度値（Ｖａｌｕｅ）の軸とする
六角錐の形に展開したものが、第１４図に示すＨ３Ｖ表
現の六角錐色立体である。 さらに、黒の点を頂点とする上記ＨＳＶ表現の色立体を
拡張して、黒と白を頂点とする双円錐としたものが、第
１５図に示すＨ３Ｌ表現の色立体である。 そして、コンピュータグラフィックでは、表示した物体
にシェーディング（陰影）処理を施す場合に、Ｈ３Ｖ表
現やＨＬＳ表現により指定された色の明度（輝度）のみ
を変化させる処理が行われる。 Ｃ発明が解決しようとする課題 ところで、上述のように、表示する物体の画像にシェー
ディング（陰影）処理を施すことにより物体表面の質感
を表現する場合に、環境光と拡散反射光のみを考慮した
照明モデル式により物体表面の輝度計算を行ったのでは
、鏡面反射光により生み出される物体表面の光沢感を表
現することができない。また、環境光と拡散反射光と鏡
面反射光を考慮した照明モデル式を採用して物体表面の
光沢感を表現するようにした場合には、計算時間が極め
て長くなってしまうという問題点がある。 そこで、本発明は、上述の如き従来の問題点に鑑み、環
境光と拡散反射光のみを考慮した照明モデル式を採用し
て、物体表面に光沢のある物体を表現することのできる
画像の表示方法を提供するものである。 Ｄ 課題を解決するための手段 本発明に係る画像の表示方法は、環境光と拡散反射光の
みを考慮した照明モデル式により物体表面の輝度値を算
出し、その輝度値に非線形変換処理を施して物体表面の
明暗部を強調した画像表示を行うことを特徴とするもの
である。 Ｅ 作用 本発明方法では、環境光と拡散反射光のみを考慮した照
明モデル式により算出した物体表面の輝度値に非線形変
換処理を施して、物体表面の明暗部を強調した画像表示
を行うことにより、物体表面に光沢のある物体を疑似的
に表現する。 Ｆ 実施例 本発明に係る画像の表示方法では、例えば第１図のフロ
ーチャートに示す手順により、物体表面に光沢のある物
体を疑似的に表現する画像表示を行う。 第１図のフローチャートは、光源を平行光源として、上
述の第１式に示した照明モデル式により物体表面の輝度
値を算出して、３次のベジェ（Ｂｅｚｉｅｒ）曲線によ
り非線形変換する場合の処理を示す。この第１図のフロ
ーチャートに示す処理では、物体表面の色指定を上述の
ＨＬＳ （色相（Ｈｕｅ）、明度（Ｌｉｇｈｔｎｅｓｓ
）、彩度（Ｓａｔｕｒａｔ １ｏｎ））表現により行い
、物体表面上のＨ（色相）、Ｓ（彩度）は不変とする。 なお、上記物体表面の色指定は、後述する第３図のフロ
ーチャートの手順に従って行われる。 先ず、第１ステツプでは、表示する物体の表面のＨ（色
相）、Ｓ（彩度）を指定するとともに、光源方向ベクト
ルＬ、、輝度１＋ （ｔ≦ｊ≦ｍ）。 環境光の輝度１ａｌ環境光の反射係数に、及び拡散反射
係数に４を指定する。 次の第２ステツプでは、上述の第１式に示した照明モデ
ル式により算出される物体表面の輝度値Ｉと非線形変換
処理後の輝度値■° との関係すなわち非線形変換特性
を示すベジェ（Ｂｅｚｉｅ）曲線をその４つの制御点を
制御することにより定義する。 これにより、上述の第１式に示した照明モデル式により
算出される物体表面の輝度値Ｉを横軸にとり、非線形変
換処理後の輝度値Ｉ°を縦軸とって、各輝度値１．
ｒ’の最小値を０とし、最大値をｌとする第２図に示す
ような非線形変換特性を与える。 次の第３ステツプでは、表示する物体表面上のある点に
おける法線ベクトルＮを算出する。 次の第４ステツプでは、上記光源方向ベクトルＬ１と上
記第３ステツプで算出した法線ベクトルＮとのなす角θ
、を算出して、上述の第１式により輝度■０を算出する
。 次の第５ステツプでは、上記第２ステツプで定義された
ベジェ（Ｂｅｚｉｅ）曲線と■＝ビの直線との交点（１
”、Ｉ”）を求める。 次の第６ステツプでは、上記第５ステツプにおいて求め
た１０゛を■′ として、Ｌ（明度）をＬ＝Ｉ’ と
する。 次の第７ステツプでは、Ｈ，Ｌ、Ｓで表される色をその
点の色として、色表示を行う。 なお、上記第３ステツプ乃至第７ステツプの処理は、表
示する物体表面上の全ての点について行う。 そして、第８ステツプでは、上述ようにして画像表示さ
れた物体の表面の質感の良否を判定して、Ｎｏの場合に
は上記第２ステツプに戻ってベジェ（Ｂｅｚｉｅｒ）曲
線をその４つの制御点を制御することにより非線形変換
特性を変更して、非線形変換処理を再度行い、ＹＥＳの
場合に処理を終了する。 ここで、ＨＬＳ表現により物体表面の色を指定してシェ
ーディング（陰影）処理を行う場合、鏡面反射光を考慮
しない上述の第１式により算出された輝度Ｉから非線形
変換処理後の輝度■′への変化は、Ｉ＝Ｌと考えられ、
上記非線形変換処理はしからＬ′への変換であるといえ
る。さらに、シェーディング（陰影）処理では、ＨとＳ
が固定であるから、シェーディング時に物体の表面の各
点に塗られる色は、第２図の色立体Ａ中の太線上に存在
している色である。そして、上記色立体Ａ中、上述の第
１式により算出された輝度■に対応する色Ｃ，，Ｃ，，
Ｃ，は、第２図の色立体Ｂ中の太線上に存在している色
ｃ、’、ｃ、’、ｃ３゜に変換される。すなわち、物体
表面の明るい部分の色Ｃ１はより明るい色０１′に変換
され、物体表面の暗い部分の色Ｃ８はより暗い色Ｃ８°
に変換される。これにより、物体表面に光沢のある物体
を疑似的に表現することができる。 しかも、上記非線形変換特性を与える３次のべジェ（Ｂ
ｅｚｉｅｒ）曲線は、その４つの制御点を制御すること
により、曲線の形状すなわち非線形変換特性を簡単に変
更することができる。従って、上記４つの制御点を制御
することにより、物体表面の質感を簡単に制御すること
ができる。 なお、上記物体表面の色指定は、第３図のフローチャー
トに示す手順に従って行う。 すなわち、第３図のフローチャートにおいて、第１ステ
ツプでは、物体の表示データを作成し、第４図に示すよ
うに、表示画面ｌに物体の画像２を線画として表示する
。 上記表示画面ｌには色調指定要求用の表示領域（ＣＯＬ
ＯＲＭＡＰ） ３が設けられており、上記Ｃ０ＬＯＲＭ
ＡＰ領域３の指定による色調指定要求を受は付ける（第
２ステツプ）と、第３ステツプに移る。 この第３ステツプでは、色の色相、明度、彩度の三要素
を座標軸とする例えばＨＬＳ （色相（Ｈｕｅ）、明度
（Ｌｉｇｈｔｎｅｓｓ）、彩度（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ
））表現の色立体の明度を所定値（例えば５０％）とす
る色立体断面図を色指定用の円形表示領域４に表示する
とともに、色指定終了用のＱＵＩＴ領域５を表示する。 上記色指定用の円形表示領域４は、例えば径方向に１１
分割され、円周方向に７２分割された微小領域ＡＲ，，
ＡＲ，，ＡＲ１、・・・、ＡＲ，からなり、円の中心か
ら外周に向かって彩度が０％から１００％まで変化し、
円周方法に沿って色相が０°から３６０°まで変化する
明度５０％における全ての色が上記微小領域ＡＲｏ 、
ＡＲｔ 。 ＡＲｔ、・・・、ＡＲ，に順次割り当てられる。 この第３ステツプにおける円形表示領域４の表示は、例
えば第５図のフローチャートに示す手順で行う。 すなわち、先ずスッテブ■において諸設定を行う。 ステップ２では、円形表示領域４を確保する。 スッテブ３では、上記ステップ２で確保した円形表示領
域４を不可視に設定する。 ステップ４では、上記円形表示領域４の円周方向すなわ
ち色相の分割数（ｄｈｕｅ）を７２に設定し、径方向す
なわち彩度の分割数（ｄｓａｔ）を１１に設定する。 ステップ５では、上記ステップ４で設定した分割数（ｄ
ｈｕｅ）、 （ｄｓａｔ）に従って上記円形表示領域
４を微小領域ＡＲ−ａ 、ＡＲｔ 、ＡＲｌ 、・・・
。 ＡＲ，に分割して各々にＩＤ番号を付す。 ステップ６では、色相と彩度の配列の各々の値を計算す
る。 ステップ７では、上記微小領域Ａ Ｒａ 、 Ａ Ｒ＋
。 ＡＲ，、・・・、ＡＲ，に所定の規則に従って色を塗る
。 ここで、色相の分割数（ｄｈｕｅ）を■０とし、彩度の
分割数（ｄｓａｔ）を１１として、上記微小領域ＡＲ＠
、ＡＲｔ 、ＡＲｔ 、・・・、ＡＲ，に色を塗る所
定の規則について説明する。 この場合、上記円形表示領域４は、第６図に示すように
、１０１個の微小領域ＡＲ，，ＡＲ，。 ＡＲＣ，・・・＋ ＡＲＩＨに分割される。そして、そ
の最小半径の円内は、ＩＤ番号が
示方法に関し、特に、物体表面の光沢感を表現する画像
の表示方法に関する。 Ｂ 従来の技術 一般に、コンピュータグラフィックの技術分野では、表
示する物体の画像にシェーディング（陰影）処理を施す
ことにより、物体の表面の質感を表現している。 すなわち、ある物体に入射する光の一部又は全部が透過
光となる場合、すなわち物体が半透明又は透明である場
合を除いて、その物体の表面の質感は、拡散反射光及び
鏡面反射光に依存する。 実際には、その上に環境光を考慮した物体表面上のある
点における輝度の計算方法が質感の表現に大きく関与す
る。 一般に、シェーディング（陰影）処理を行う場合、物体
表面上のある点における輝度の計算は、照明モデル式も
って行われる。 従来、簡単でしかも計算時間の短い照明モデル式として
、Ｌａｍｂｅｒｔのｃｏｓｉｎｅ法則による拡散反射光
モデル式に環境光を考慮する項を付加した第１式が広く
知られている。 １＝に、１．十に、ΣＩ、ｃｏｓθ１・・・第１式Ｉ
：物体表面のある点における輝度 に、：環境光の反射係数（０≦に、≦１）１１ ：環境
光の輝度 に、：拡散反射係数 ■、二二番番目光源の輝度 （０≦」≦ｍ、Ｏ≦１．≦１） θＪ ：ｊ番目の光源方向ベクトルＬ、とその点におけ
る法線ベクトルＮと のなす角（第１１図参照） しかし、物体の光沢は鏡面反射光により生み出されるも
のであるから、上記第１式による輝度の計算方法を採用
したのでは、光沢のある物体表面の質感を表現すること
はできない。 光沢のある物体表面の質感を表現するための代表的な照
明モデル式としては、上記第１式にＢｕｉ−Ｔｕｏｎｇ
−Ｐｈｏｎｇによる鏡面反射光の経験モデル式を付加し
た第２式が知られている。 ！＝に、１．＋ΣＩ＋（ｋａｃｏｓθ１＋に、ｃｏｓ”
α１）・・・第２弐 に、：鏡面反射係数 （ｋ、＝１−に、、０≦に≦１） ｎ ：鏡面反射光の拡がりを示す指数 （ｌ≦ｎ、 ｎが大きいほど鏡面反射光はスポットライ
ト状になる。） α、：ｊ番目の鏡面反射光ベクトル（ｊ番目の光源方向
ベクトルＬ、とその点にお ける法線ベクトルのＮに対する正反射 方向ベクトル）Ｌ、゛ と視点方向ベクトルＥのなす角
（第１２図参照） また、コンピュータグラフィックでは、物体表面の色を
３つの数値要素の組み合わせとして表現して、表示画像
の色指定を行っている。上記色の３要素としては、ＲＧ
Ｂ （赤（Ｒｅｄ）、緑（Ｇｒｅｅｎ）、青（Ｂｌｕｅ
）） 、Ｈ３Ｖ （色相（Ｈｕｅ）、彩度（Ｓａｔｕｒ
ａｔ １ｏｎ）。 明度値（Ｖａｌｕｅ） ）やＨＬＳ （色相（Ｈｕｅ）
、明度（Ｌｉｇｈｔｎｅｓｓ）、彩度（Ｓａｔｕｒａｔ
ｉｏｎ））などが知られている。 上述のように色を３つの数値要素の組み合わせとして表
現することにより、上記３要素を座標軸とする三次元形
状（色立体）の概念を導入して、表示画像の色指定を行
うことができる。 例えば、ＲＧＢ表現による色立体は、第１３図に示すよ
うに、ＲＧＢを軸とする立方体となり、無彩色〔白−灰
一黒〕が黒の点と白の点を結ぶ対角線上に存在する。 そして、上記ＲＧＢ表現による色立体における無彩色が
位置している対角線を明度値（Ｖａｌｕｅ）の軸とする
六角錐の形に展開したものが、第１４図に示すＨ３Ｖ表
現の六角錐色立体である。 さらに、黒の点を頂点とする上記ＨＳＶ表現の色立体を
拡張して、黒と白を頂点とする双円錐としたものが、第
１５図に示すＨ３Ｌ表現の色立体である。 そして、コンピュータグラフィックでは、表示した物体
にシェーディング（陰影）処理を施す場合に、Ｈ３Ｖ表
現やＨＬＳ表現により指定された色の明度（輝度）のみ
を変化させる処理が行われる。 Ｃ発明が解決しようとする課題 ところで、上述のように、表示する物体の画像にシェー
ディング（陰影）処理を施すことにより物体表面の質感
を表現する場合に、環境光と拡散反射光のみを考慮した
照明モデル式により物体表面の輝度計算を行ったのでは
、鏡面反射光により生み出される物体表面の光沢感を表
現することができない。また、環境光と拡散反射光と鏡
面反射光を考慮した照明モデル式を採用して物体表面の
光沢感を表現するようにした場合には、計算時間が極め
て長くなってしまうという問題点がある。 そこで、本発明は、上述の如き従来の問題点に鑑み、環
境光と拡散反射光のみを考慮した照明モデル式を採用し
て、物体表面に光沢のある物体を表現することのできる
画像の表示方法を提供するものである。 Ｄ 課題を解決するための手段 本発明に係る画像の表示方法は、環境光と拡散反射光の
みを考慮した照明モデル式により物体表面の輝度値を算
出し、その輝度値に非線形変換処理を施して物体表面の
明暗部を強調した画像表示を行うことを特徴とするもの
である。 Ｅ 作用 本発明方法では、環境光と拡散反射光のみを考慮した照
明モデル式により算出した物体表面の輝度値に非線形変
換処理を施して、物体表面の明暗部を強調した画像表示
を行うことにより、物体表面に光沢のある物体を疑似的
に表現する。 Ｆ 実施例 本発明に係る画像の表示方法では、例えば第１図のフロ
ーチャートに示す手順により、物体表面に光沢のある物
体を疑似的に表現する画像表示を行う。 第１図のフローチャートは、光源を平行光源として、上
述の第１式に示した照明モデル式により物体表面の輝度
値を算出して、３次のベジェ（Ｂｅｚｉｅｒ）曲線によ
り非線形変換する場合の処理を示す。この第１図のフロ
ーチャートに示す処理では、物体表面の色指定を上述の
ＨＬＳ （色相（Ｈｕｅ）、明度（Ｌｉｇｈｔｎｅｓｓ
）、彩度（Ｓａｔｕｒａｔ １ｏｎ））表現により行い
、物体表面上のＨ（色相）、Ｓ（彩度）は不変とする。 なお、上記物体表面の色指定は、後述する第３図のフロ
ーチャートの手順に従って行われる。 先ず、第１ステツプでは、表示する物体の表面のＨ（色
相）、Ｓ（彩度）を指定するとともに、光源方向ベクト
ルＬ、、輝度１＋ （ｔ≦ｊ≦ｍ）。 環境光の輝度１ａｌ環境光の反射係数に、及び拡散反射
係数に４を指定する。 次の第２ステツプでは、上述の第１式に示した照明モデ
ル式により算出される物体表面の輝度値Ｉと非線形変換
処理後の輝度値■° との関係すなわち非線形変換特性
を示すベジェ（Ｂｅｚｉｅ）曲線をその４つの制御点を
制御することにより定義する。 これにより、上述の第１式に示した照明モデル式により
算出される物体表面の輝度値Ｉを横軸にとり、非線形変
換処理後の輝度値Ｉ°を縦軸とって、各輝度値１．
ｒ’の最小値を０とし、最大値をｌとする第２図に示す
ような非線形変換特性を与える。 次の第３ステツプでは、表示する物体表面上のある点に
おける法線ベクトルＮを算出する。 次の第４ステツプでは、上記光源方向ベクトルＬ１と上
記第３ステツプで算出した法線ベクトルＮとのなす角θ
、を算出して、上述の第１式により輝度■０を算出する
。 次の第５ステツプでは、上記第２ステツプで定義された
ベジェ（Ｂｅｚｉｅ）曲線と■＝ビの直線との交点（１
”、Ｉ”）を求める。 次の第６ステツプでは、上記第５ステツプにおいて求め
た１０゛を■′ として、Ｌ（明度）をＬ＝Ｉ’ と
する。 次の第７ステツプでは、Ｈ，Ｌ、Ｓで表される色をその
点の色として、色表示を行う。 なお、上記第３ステツプ乃至第７ステツプの処理は、表
示する物体表面上の全ての点について行う。 そして、第８ステツプでは、上述ようにして画像表示さ
れた物体の表面の質感の良否を判定して、Ｎｏの場合に
は上記第２ステツプに戻ってベジェ（Ｂｅｚｉｅｒ）曲
線をその４つの制御点を制御することにより非線形変換
特性を変更して、非線形変換処理を再度行い、ＹＥＳの
場合に処理を終了する。 ここで、ＨＬＳ表現により物体表面の色を指定してシェ
ーディング（陰影）処理を行う場合、鏡面反射光を考慮
しない上述の第１式により算出された輝度Ｉから非線形
変換処理後の輝度■′への変化は、Ｉ＝Ｌと考えられ、
上記非線形変換処理はしからＬ′への変換であるといえ
る。さらに、シェーディング（陰影）処理では、ＨとＳ
が固定であるから、シェーディング時に物体の表面の各
点に塗られる色は、第２図の色立体Ａ中の太線上に存在
している色である。そして、上記色立体Ａ中、上述の第
１式により算出された輝度■に対応する色Ｃ，，Ｃ，，
Ｃ，は、第２図の色立体Ｂ中の太線上に存在している色
ｃ、’、ｃ、’、ｃ３゜に変換される。すなわち、物体
表面の明るい部分の色Ｃ１はより明るい色０１′に変換
され、物体表面の暗い部分の色Ｃ８はより暗い色Ｃ８°
に変換される。これにより、物体表面に光沢のある物体
を疑似的に表現することができる。 しかも、上記非線形変換特性を与える３次のべジェ（Ｂ
ｅｚｉｅｒ）曲線は、その４つの制御点を制御すること
により、曲線の形状すなわち非線形変換特性を簡単に変
更することができる。従って、上記４つの制御点を制御
することにより、物体表面の質感を簡単に制御すること
ができる。 なお、上記物体表面の色指定は、第３図のフローチャー
トに示す手順に従って行う。 すなわち、第３図のフローチャートにおいて、第１ステ
ツプでは、物体の表示データを作成し、第４図に示すよ
うに、表示画面ｌに物体の画像２を線画として表示する
。 上記表示画面ｌには色調指定要求用の表示領域（ＣＯＬ
ＯＲＭＡＰ） ３が設けられており、上記Ｃ０ＬＯＲＭ
ＡＰ領域３の指定による色調指定要求を受は付ける（第
２ステツプ）と、第３ステツプに移る。 この第３ステツプでは、色の色相、明度、彩度の三要素
を座標軸とする例えばＨＬＳ （色相（Ｈｕｅ）、明度
（Ｌｉｇｈｔｎｅｓｓ）、彩度（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ
））表現の色立体の明度を所定値（例えば５０％）とす
る色立体断面図を色指定用の円形表示領域４に表示する
とともに、色指定終了用のＱＵＩＴ領域５を表示する。 上記色指定用の円形表示領域４は、例えば径方向に１１
分割され、円周方向に７２分割された微小領域ＡＲ，，
ＡＲ，，ＡＲ１、・・・、ＡＲ，からなり、円の中心か
ら外周に向かって彩度が０％から１００％まで変化し、
円周方法に沿って色相が０°から３６０°まで変化する
明度５０％における全ての色が上記微小領域ＡＲｏ 、
ＡＲｔ 。 ＡＲｔ、・・・、ＡＲ，に順次割り当てられる。 この第３ステツプにおける円形表示領域４の表示は、例
えば第５図のフローチャートに示す手順で行う。 すなわち、先ずスッテブ■において諸設定を行う。 ステップ２では、円形表示領域４を確保する。 スッテブ３では、上記ステップ２で確保した円形表示領
域４を不可視に設定する。 ステップ４では、上記円形表示領域４の円周方向すなわ
ち色相の分割数（ｄｈｕｅ）を７２に設定し、径方向す
なわち彩度の分割数（ｄｓａｔ）を１１に設定する。 ステップ５では、上記ステップ４で設定した分割数（ｄ
ｈｕｅ）、 （ｄｓａｔ）に従って上記円形表示領域
４を微小領域ＡＲ−ａ 、ＡＲｔ 、ＡＲｌ 、・・・
。 ＡＲ，に分割して各々にＩＤ番号を付す。 ステップ６では、色相と彩度の配列の各々の値を計算す
る。 ステップ７では、上記微小領域Ａ Ｒａ 、 Ａ Ｒ＋
。 ＡＲ，、・・・、ＡＲ，に所定の規則に従って色を塗る
。 ここで、色相の分割数（ｄｈｕｅ）を■０とし、彩度の
分割数（ｄｓａｔ）を１１として、上記微小領域ＡＲ＠
、ＡＲｔ 、ＡＲｔ 、・・・、ＡＲ，に色を塗る所
定の規則について説明する。 この場合、上記円形表示領域４は、第６図に示すように
、１０１個の微小領域ＡＲ，，ＡＲ，。 ＡＲＣ，・・・＋ ＡＲＩＨに分割される。そして、そ
の最小半径の円内は、ＩＤ番号が
〔０〕の微小領域ＡＲ
，とする。また、二番目に小さな円内は、円周方向に沿
ってＩＤ番号が（１）、 ［：２）、・・・、 （
１０）の微小領域ＡＲ＋ 、ＡＲｔ 、・・・。 ＡＲ，。とする。さらに、三番目に小さな円内は、円周
方向に沿ってＩＤ番号が（１１）、 （１２）。 ・・・、 （２０）の微小領域ＡＲ１＋、ＡＲ１ｔ、
・・・。 Ａ Ｒｔ。とする。以下同様 に、１番号を付し、最大
半径の円内は、円 周方向に沿ってＩＤ番号が（９１）
、 （９２） 、・・・、［１００）の微小領域Ａ
Ｒ□、ＡＲ＊ｔ＋ ・・・、ＡＲ，。。とする。 そして、第７図に示すように上記円形表示領域４の円周
に沿う方向に割り当てる色相の配列要素）（ｕｅ（ｈ）
（Ｈｕｅ（１）、 Ｈｕｅ（２）、 ＝ 、 Ｈｕｅ
Ｏ（ｅ ）には、第１表に示すように、３６０°／分割
数（ｄｈｕｅ＝ １０３すなわち３６°刻みで色相の値
を定義する。 〔以下余白〕 第１表：色相の配列 また、第８図に示すように上記円形表示領域４の中心か
ら最外周に向かう方向に割り当てる彩度の配列要素Ｓａ
ｔ、（ｓ） （Ｓａｔ、（１１，Ｓａｔ、（２）、 ＝
。 Ｓａｔ、Ｑυ〕には、第２表に示すように、Ｓａｔ、（
１）に０％の値を定義し、Ｓａｔ、（２）、 Ｓａｔ、
（３１，−。 Ｓａｔ、αυに１００％／（分割数（ｄｓａｔ＝１０）
−１）すなわち１０％刻みで彩度の値を定義する。 第２表：彩度の配列 このような規則に従って上記円形表示領域４の微小領域
ＡＲ，，ＡＲ，，ＡＲ，，・・・、ＡＲ。 に割り当てられた色の色相及び彩度は、微小領域ＡＲ，
のＩＤ番号（ｎ）から、 ｉｎｔｅｇｅｒ（） ：少数点板下切り捨ての整数化を
行う関数 ｍｏｄｕｌａｒ（） ：除算の余りを求める関数なる演
算により配列要素番号ｓ、 ｈを求めることのより、
上記色相の配列要素Ｈｕｅ（ｈ）の値及び上記彩度の配
列要素Ｓａｔ、 （ｓ）の値として決定することができ
る。 なお、ｎ＝ｏの場合は、彩度が配列要素Ｓａｔ、 （１
）の値すなわち０％であって、色相の値は無意味である
。 そして、次の第４ステツプでは、現状の色調（最初はデ
フォルト・データ）の周辺の拡大図を所定の正方形表示
領域６に表示する。 次の第５ステツプでは、ヘアクロスカーソル７をマウス
で動かし、第９図又は第１Ｏ図に示すように円形表示領
域４又は正方形表示領域６内の任意の点（微小領域ＡＲ
，）をピックアップする。 これにより、色相及び彩度が同時に選択される。 次の第６ステツプでは、上記第５ステツプにおいてピッ
クアップされた点（微小領域ＡＲ，）のＩＤ番号（ｎ）
がＱＵＩＴ領域５のＩＤ番号と同じであるか否かの判定
を行い、その判定結果がＮＯである場合には、第７ステ
ツプに移る。 この第７ステツプでは、上記第５ステツプにおいてピッ
クアップされた点（微小領域ＡＲ，）の色の色調をＩＤ
番号ｎに基づいて決定する。 次の第８ステツプでは、上記第７ステツプで決定した色
調を物体表面の色調として登録する。 次の第９ステツプでは、上記第７ステツプで登録されて
色調で物体の表示画像に対して、上述の第１図のフロー
チャートに示した手順に従ってシェーディング処理を施
し、その後、上述の第４ステツプに戻る。 また、上述の第６ステツプの判定結果がＹＥＳである場
合には、第１Ｏステツプに移って、上記各表示領域４．
５． ６を不可視に設定して、処理を終了する。 Ｇ 発明の効果 以上のように、本発明に係る画像の表示方法では、環境
光と拡散反射光のみを考慮した照明モデル式により算出
した物体表面の輝度値に非線形変換処理を施して、物体
表面の明暗部を強調した画像表示を行うことにより、物
体表面に光沢のある物体を疑似的に表現することができ
、しかも、物体表面の輝度値を短時間に効率良く算出す
ることができる。
，とする。また、二番目に小さな円内は、円周方向に沿
ってＩＤ番号が（１）、 ［：２）、・・・、 （
１０）の微小領域ＡＲ＋ 、ＡＲｔ 、・・・。 ＡＲ，。とする。さらに、三番目に小さな円内は、円周
方向に沿ってＩＤ番号が（１１）、 （１２）。 ・・・、 （２０）の微小領域ＡＲ１＋、ＡＲ１ｔ、
・・・。 Ａ Ｒｔ。とする。以下同様 に、１番号を付し、最大
半径の円内は、円 周方向に沿ってＩＤ番号が（９１）
、 （９２） 、・・・、［１００）の微小領域Ａ
Ｒ□、ＡＲ＊ｔ＋ ・・・、ＡＲ，。。とする。 そして、第７図に示すように上記円形表示領域４の円周
に沿う方向に割り当てる色相の配列要素）（ｕｅ（ｈ）
（Ｈｕｅ（１）、 Ｈｕｅ（２）、 ＝ 、 Ｈｕｅ
Ｏ（ｅ ）には、第１表に示すように、３６０°／分割
数（ｄｈｕｅ＝ １０３すなわち３６°刻みで色相の値
を定義する。 〔以下余白〕 第１表：色相の配列 また、第８図に示すように上記円形表示領域４の中心か
ら最外周に向かう方向に割り当てる彩度の配列要素Ｓａ
ｔ、（ｓ） （Ｓａｔ、（１１，Ｓａｔ、（２）、 ＝
。 Ｓａｔ、Ｑυ〕には、第２表に示すように、Ｓａｔ、（
１）に０％の値を定義し、Ｓａｔ、（２）、 Ｓａｔ、
（３１，−。 Ｓａｔ、αυに１００％／（分割数（ｄｓａｔ＝１０）
−１）すなわち１０％刻みで彩度の値を定義する。 第２表：彩度の配列 このような規則に従って上記円形表示領域４の微小領域
ＡＲ，，ＡＲ，，ＡＲ，，・・・、ＡＲ。 に割り当てられた色の色相及び彩度は、微小領域ＡＲ，
のＩＤ番号（ｎ）から、 ｉｎｔｅｇｅｒ（） ：少数点板下切り捨ての整数化を
行う関数 ｍｏｄｕｌａｒ（） ：除算の余りを求める関数なる演
算により配列要素番号ｓ、 ｈを求めることのより、
上記色相の配列要素Ｈｕｅ（ｈ）の値及び上記彩度の配
列要素Ｓａｔ、 （ｓ）の値として決定することができ
る。 なお、ｎ＝ｏの場合は、彩度が配列要素Ｓａｔ、 （１
）の値すなわち０％であって、色相の値は無意味である
。 そして、次の第４ステツプでは、現状の色調（最初はデ
フォルト・データ）の周辺の拡大図を所定の正方形表示
領域６に表示する。 次の第５ステツプでは、ヘアクロスカーソル７をマウス
で動かし、第９図又は第１Ｏ図に示すように円形表示領
域４又は正方形表示領域６内の任意の点（微小領域ＡＲ
，）をピックアップする。 これにより、色相及び彩度が同時に選択される。 次の第６ステツプでは、上記第５ステツプにおいてピッ
クアップされた点（微小領域ＡＲ，）のＩＤ番号（ｎ）
がＱＵＩＴ領域５のＩＤ番号と同じであるか否かの判定
を行い、その判定結果がＮＯである場合には、第７ステ
ツプに移る。 この第７ステツプでは、上記第５ステツプにおいてピッ
クアップされた点（微小領域ＡＲ，）の色の色調をＩＤ
番号ｎに基づいて決定する。 次の第８ステツプでは、上記第７ステツプで決定した色
調を物体表面の色調として登録する。 次の第９ステツプでは、上記第７ステツプで登録されて
色調で物体の表示画像に対して、上述の第１図のフロー
チャートに示した手順に従ってシェーディング処理を施
し、その後、上述の第４ステツプに戻る。 また、上述の第６ステツプの判定結果がＹＥＳである場
合には、第１Ｏステツプに移って、上記各表示領域４．
５． ６を不可視に設定して、処理を終了する。 Ｇ 発明の効果 以上のように、本発明に係る画像の表示方法では、環境
光と拡散反射光のみを考慮した照明モデル式により算出
した物体表面の輝度値に非線形変換処理を施して、物体
表面の明暗部を強調した画像表示を行うことにより、物
体表面に光沢のある物体を疑似的に表現することができ
、しかも、物体表面の輝度値を短時間に効率良く算出す
ることができる。
第１図は本発明方法による画像表示の手順を示すフロー
チャートである。 第２図は本発明方法における非線形の変換動作の説明に
供する図である。 第３図は表示画像の色指定の手順を示すフローチャート
である。 第４図は上記第３図のフローチャートに示す手順で画像
の色指定を行う場合の表示画面の表示内容を示す図であ
る。 第５図は上記色指定のための表示領域を生成する手順を
示すフローチャートである。 第６図は上記色指定のための表示領域に対するＩＤ番号
の割り付は状態を示す図である。 第７図は上記色指定のための表示領域に対する色相の割
り付は状態を示す図である。 第８図は上記色指定のための表示領域に対する彩度の割
り付は状態を示す図である。 第９図及び第１θ図は上記色指定のための表示領域に対
するカーソル操作状態を示す図である。 第１１図及び第１２図は拡散反射光モデルの説明に供す
る図である。 第１３図はＲＧＢ表現による色立体を示す斜視図である
。 第１４図はＨ３Ｖ表現による六角錐色立体を示す斜視図
である。 第１５図はＨＬ Ｓ表現による六角錐色立体を示す斜視
図である。 第１図 第３図 第５図 第６図 色相の配列 第７図 彩度の配列 第８図 第１２図 黄 ＲＧＢの色立体 第１３図 黒 Ｈ３Ｖ六角錐色立体 第１４図
チャートである。 第２図は本発明方法における非線形の変換動作の説明に
供する図である。 第３図は表示画像の色指定の手順を示すフローチャート
である。 第４図は上記第３図のフローチャートに示す手順で画像
の色指定を行う場合の表示画面の表示内容を示す図であ
る。 第５図は上記色指定のための表示領域を生成する手順を
示すフローチャートである。 第６図は上記色指定のための表示領域に対するＩＤ番号
の割り付は状態を示す図である。 第７図は上記色指定のための表示領域に対する色相の割
り付は状態を示す図である。 第８図は上記色指定のための表示領域に対する彩度の割
り付は状態を示す図である。 第９図及び第１θ図は上記色指定のための表示領域に対
するカーソル操作状態を示す図である。 第１１図及び第１２図は拡散反射光モデルの説明に供す
る図である。 第１３図はＲＧＢ表現による色立体を示す斜視図である
。 第１４図はＨ３Ｖ表現による六角錐色立体を示す斜視図
である。 第１５図はＨＬ Ｓ表現による六角錐色立体を示す斜視
図である。 第１図 第３図 第５図 第６図 色相の配列 第７図 彩度の配列 第８図 第１２図 黄 ＲＧＢの色立体 第１３図 黒 Ｈ３Ｖ六角錐色立体 第１４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 環境光と拡散反射光のみを考慮した照明モデル式により
物体表面の輝度値を算出し、 その輝度値に非線形変換処理を施して物体表面の明暗部
を強調した画像表示を行うことを特徴とする画像の表示
方法。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP02293531A JP3141245B2 (ja) | 1990-11-01 | 1990-11-01 | 画像の表示方法 |
| EP91118447A EP0483771B1 (en) | 1990-11-01 | 1991-10-29 | Method for calculating and displaying luminance in a computer graphics system |
| DE69129614T DE69129614T2 (de) | 1990-11-01 | 1991-10-29 | Verfahren zur Berechnung und Anzeige der Luminanz in Graphikrechnern |
| US07/784,926 US5363477A (en) | 1990-11-01 | 1991-10-30 | Method for displaying an image of an object surface using a luminance transformation in accordance with a non-linear characteristic |
| KR1019910019156A KR920010487A (ko) | 1990-11-01 | 1991-10-30 | 컴퓨터 그래픽스에 가장 적합한 화상의 휘도 표시 및 또는 색 지정방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02293531A JP3141245B2 (ja) | 1990-11-01 | 1990-11-01 | 画像の表示方法 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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| GB2271493A (en) * | 1992-10-02 | 1994-04-13 | Canon Res Ct Europe Ltd | Processing colour image data |
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| JPH0778267A (ja) * | 1993-07-09 | 1995-03-20 | Silicon Graphics Inc | 陰影を表示する方法及びコンピュータ制御表示システム |
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| AUPP265298A0 (en) * | 1998-03-27 | 1998-04-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Simulated illumination of planar, two dimensional shapes |
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| US6724507B1 (en) * | 1998-07-02 | 2004-04-20 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Image processing method and image processing apparatus |
| US6256409B1 (en) | 1998-10-19 | 2001-07-03 | Sony Corporation | Method for determining a correlation between images using multi-element image descriptors |
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| US6236406B1 (en) * | 1998-10-21 | 2001-05-22 | Sony Corporation | Three-dimensional color space display |
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| JP2005189713A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Kazuharu Seki | 道路地図 |
| CN100501380C (zh) * | 2007-01-23 | 2009-06-17 | 浙江工业大学 | 基于光照模型的球形物体表面光泽度评估方法 |
| US9253364B2 (en) * | 2012-11-08 | 2016-02-02 | Ricoh Company, Limited | Display apparatus, display method, and computer program product |
| US11176646B2 (en) * | 2015-06-25 | 2021-11-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | HDR tone mapping methods with scene adaptive parameterized tone map function |
| US10154015B1 (en) | 2017-06-12 | 2018-12-11 | Ironclad Encryption Corporation | Executable coded cipher keys |
| US10863157B2 (en) | 2018-07-06 | 2020-12-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Guided tone mapping of high dynamic range video based on a Bezier curve for presentation on a display device |
Family Cites Families (10)
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| US4928250A (en) * | 1986-07-02 | 1990-05-22 | Hewlett-Packard Company | System for deriving radiation images |
| US5109481A (en) * | 1987-07-24 | 1992-04-28 | Hewlet-Packard Company | Quadratic interpolation for shaded image generation |
| US4958272A (en) * | 1988-02-17 | 1990-09-18 | Xyvision Design Systems, Inc. | Apparatus and system for generating smooth shaded continuous tone images |
| US5012333A (en) * | 1989-01-05 | 1991-04-30 | Eastman Kodak Company | Interactive dynamic range adjustment system for printing digital images |
| IL89359A0 (en) * | 1989-02-21 | 1989-09-10 | Scitex Corp Ltd | Computerised apparatus for color selection |
| US5067098A (en) * | 1989-03-31 | 1991-11-19 | The Ohio State University Research Foundation | Slope-aspect color shading for parametric surfaces |
| US5283858A (en) * | 1989-03-31 | 1994-02-01 | The Ohio State University Research Foundation | Continuous hierarchical slope-aspect color display for parametric surfaces |
| US4972257A (en) * | 1989-04-03 | 1990-11-20 | Xerox Corporation | Operator adjustable color image processing |
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- 1990-11-01 JP JP02293531A patent/JP3141245B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1991
- 1991-10-29 DE DE69129614T patent/DE69129614T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-10-29 EP EP91118447A patent/EP0483771B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-10-30 US US07/784,926 patent/US5363477A/en not_active Expired - Fee Related
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