WO1987000320A1 - Procede et appareil de conception de conteneurs tridimensionnels - Google Patents

Description

明 细

立体容器の設計方法お よび設計装置 技 術 分 野

本発明 は立体容器の設計方法お よび設計装置、 特に容 器の 内容量や容器製造 に必要な材料量を 考慮 し て 容器形 状を決定 し 、 こ の形状決定 さ れた容器 に ラ ベルを付 し た 状態の二次元画像を作成 し て 評価 を行 う 立体容器の 設計 方法お よ び設計装置 に 関 す る 。

背 景 技 術

飲食物 を は じ め と す る種々 の商品 をパ ッ ク す る た め に 立体容器が盛ん に 用 い ら れ て お り 、 一般 に こ れ ら の容器 は 合成樹脂材料 に よ っ て 形 成 さ れ 、 そ の 表 面 に は 商 名 、 商標等 を 表わ し た ラ ベ ル が付 さ れ て い る 。 従来 、 の種の容器を設計す る に は 、 製 図 、 容量お よ び材料樹脂 Sの 計算 に よ る机上作業を経 て 実際 に 製品 を作 り 上げ て みる 方法が採 ら れて い る 。

こ の よ う な 立体容器を 設計す る た め の従来の過程 を 第 "1 図 に 示 す 。 ま ず 、 容器の 発注者か ら 企画 1 の呈示が あ り 、 条件設定 ♦ 情報収集 2 を行 う 。 続い て こ の 条件設定 情報収集 2 を橾返 し な が ら ア イ デ ア 展開 3 を行い 、 容器 形状 に つ い て の デザ イ ン絞 り こ み 4 を経 て 、 デ ザ イ ン に つ い て の レ ン ダ リ ン グ制作 5 が行われる 。 こ の段階で 、 発注者 にデザイ ン を呈示す るプ レゼ ンテ ー シ ョ ン 6 を行 い 、 再検討の必要が あ れば、 再び ア イ デア展開 3 か ら 繰 返す 。

し し に お いて 、 最終的形状を決定 す る ま で に は形状を 構成 す る各種要素す な わ ち 高さ 、 幅、 テ ー パ 、 容量を種 々 組合わせ て 最適組合わせ に 至る こ と に な る 。 こ れ ら 各 要素を変更す る ご と に 新 た な作図 を行 う こ と に な る が 、 こ の よ う な作図作業 は多大な労力 と 時藺 と を要する こ と に な る

デザイ ン が決 ま っ た 段階で 、 成型性検討 7 、 材質検討 8 、 容量手計算 9 、 寸 法決定 1 0 、 色彩検討 1 1 と い つ た 各 ェ程を行い 、 問題が あ れば再検討を繰返す こ と に な る 。 例 え ば容鼂が 指定値 と な ら な け れば、 形状全体を設 計変更 し な く て はな ら な い た め 、 再び成型性検討 7 か ら in] じ 手順を繰返 さ な け ればな ら ず 、 形状 が 決定 す る ま で かな り の労力 を費す こ と に な る 。 こ の よ う な検討を繰返 し て 最終 的 な 形状 が 決定 す る と . い よ い よ モ デ ル 試 作 1 2 を行 う 。 こ れ は木型等で ¾計 ど お り の立体を実際 に 試作 し て み る の で あ る 。 続い て こ の試 ^ し た モデル を発 注者 に 呈示 し て検討 Ί 3 を行 っ て も ら う 。 こ こ で発注者 が再検討を必要 と す る と 判 断 し た 場合 は 、 再び成型性検 討 7 か ら モ デル試作 1 2 ま で の 工 程 を 繰 返 す こ と に な り 、 納得の ゆ く モデルが完成 す る ま で に はかな り の労力 と 時間 が必要 と な る 。 納得のゆ く モデルが完成 し 、 最終的な形状が決定 と な る と 、 こ の 立体形状の金型図面作成 1 4 が行わ れ 、 続い て 表面デザイ ン検討 1 5 が行われる 。 即ち 、 容器表面 に 付す絵柄デザイ ン の検討が行わ れ、 完成 し た 絵柄 に つ い て デザイ ン · ダ ミ ー 制作 Ί 6 が行わ れ 、 こ れ を発注者 に 呈示 す るプ レ ゼ ン テ ー シ ョ ン 1 7 を行 う 。 こ こ で再検討 の必要が あ れば 、 再び表面デザイ ン検討 1 5 を裸返す 。 発注者の納得の ゆ く 最終的な 決定 1 8 が行わ れ る と よ う や く 容器製造 Ί 9 が行わ れ 、 納品 2 0 ま で の一連の過程 が終了 す る 。

こ の よ う に 従来の立体容器の設計方法 は 、 各過程 ご と に 発注者 と の検討 を行い 、 再検討を 要す る場合 に は再び そ の過程を最初 か ら 繰返さ ね ばな ら ず 、 非常 に労力 と 時 間 を要 す る と い う 欠点 が あ っ た 。

発 明 の 開 示

本発 明 の第 1 の 目 的 は 、 労力 と 時間を軽減す る こ と の で さ る 立体容器の 設計方法 お よ び 設計装置を提供す る こ と で あ る 。

本発明 の第 2 の 目 的 は 、 コ ン ピ ュ ー タ を用 い て 立体容 器の 内容量や 容 器形成の た め の材料量を 考慮 し て 立体容 器の形状を決定 す る こ と がで き る装置を提供す る こ と で あ る 。

本発明 の第 3 の 目 的 は 、 立体容器 に付 す べ き ラ ベルの 原画を 二 次元 画像 と し て 入力 し 、 こ の ラ ベルを付 し た 状 態の立体容器を二次元表現 し た 画像 と し て 得る こ と がで き る方法を提供する こ と で あ る 。

本発明 の第 4 の 目 的は 、 三次元 図形を二次元表現す る 上で 、 よ り 忠実な材質感の 表現 を 行 う こ と が で き 、 ま た 、 部分的 に 異な る材質感の表現を行 う こ と が で き る材 質感表現方法を提供する こ と で あ る 。

本発明の第 5 の 目 的 は 、 ラ ベルを付 し た状態の立体容 器を二次元表現す る上での ラ ベルの文字の取扱い に適す る よ う に 、 少な いデ ー タ 量で文字 フ ォ ン 卜 の形状、 サイ ズを任意に変え得る文字フ ォ ン 卜 の形成方法を提供す る こ と で あ る 。

上記 目 的を達成する た め に 、 本発明 は次の よ う な特徴 を も っ た 構成を有す る 。

本発 明 の 第 1 の 特徴 は 、 立 体容 器 の 設 計方 法 に お い て 、 立体容器の 断面を 二 <X元 デ ー タ と し て 入力 し 、 こ の 入力 し た 二次元デー 々 に基づい て 立体容器の 二 次元投影 像の表示お よ び容量計 ¾ ¾: ΐτい 、 そ の結果 に 基づい て 立 体容器の 断面に修正 を加 え て 最 的な容器形状を決定 し 、 立体容器の表面 に 付 す ラ ベ 原画を 二次元 デ ー タ と し て 入力 し 、 こ の入力 し た二次元デ ー タ に 基づい て ラ ベル の 表示 を行い 、 そ の結果 に 基づい て ラ ベル の修正 ま た は 着色処理を行 う こ と に よ っ て 最終的な ラ ベルを決定 し 、 最終的な容器形状のデ ー タ と 最終的 な ラ ベルの デ ー タ と を結合す る こ と に よ り ラ ベルの付さ れた立体容器の二次 元投影像を出力 す る よ う に し 、 設計上の労力 と 時阇を軽 減 し た 点 に あ る 。

本発明 の第 2 の特徴 は、 立体容器の 断面を二次元座標 と し て 入力 す る座標入力 装置 と 、 立体容器の表面 に 付す ラ ベルの原画を画像デー タ と し て 入力 す る ラ ベル入力装 置 と 、 立体容器の 二次元 投影像 、 ラ ベル 、 立体容器 に ラ ベルを付 し た 状態の二次元投影像 、 そ の他 オ ペ レ ー タ へ の必要な指示を表示す る表示装置 と 、 立体容器の 二次元 投影像を線画 と し て 出力 す る線画出力 装置 と 、 ラ ベル ま た は 立体容器 に ラ ベ ルを付 し た 状態の 二次元 投影像を 力 ラ ー で 出力 す る カ ラ ー ハ ー ド コ ピー装置 と 、 座標入力 装 置 お よ び ラ ベ ル人力 装 置'か ら 入 力 し た デ ー タ に 基 づ い て 、 所定 の演算を行い 、 表示装置 、 線画出力装置 、 お よ びカ ラ ー ハ ー ド コ ピ ー 装置 に 必要 なデ ー タ を 与 え る処理 装置 と に よ っ て 立体容 器の 設計装置を構成 し 、 設計上の 労力 と 時間 を 軽減 し た 点 に あ る 。

本発明 の第 3 の特徴 は 、 容器の断面形状等の位置デ ー タ を入力 す る座標入力 装置 、 容 器厚 み等の数値デ ー タ を 入力 す る数値入力 装置お よ びデ ィ スプ レ イ を コ ン ビ ユ ー タ に 結合 し 、 各種入力 に 応 じ た 容器内容量お よ び容器作 製の た め の 材料量を 決定 す る 装置を提供 し た 点 に あ る 。

本発明 の 第 4 の特徴 は 、 容 器の 断面形状 を構成 す る 何 れ かの要素の位置 デ ー タ を入力 す る座標入力 装置 と 、 容 器内容量 と か前記要素中 の変更分等の 数値化 さ れ た デ ー タ を入力 す る数値入力装置 と 、 fflj 記両入力 装置か ら の入 力 に基き座標値を計算す る処理装置 と 、 こ の処理装置の 出力 を得て容器形状 表示す る装置 と に よ っ て 容器の形 状決定装置を構成 し 、 コ ン ピ ユ ー タ を用いて 容器の形状 を決定 す る装置を提供 し た 点 に あ る

本発明 の第 5 の特徴は、 絵柄を付 し た 立体容器の二次 兀 現方法 に お い て 、 立体容器の表面を複数の微小面 に 分割する段階 と 、 所定 の光源を用 いて 所定 の条件で照光 し た 場合の各微小面の輝度を計算す る段階 と 、 こ の複数 の微小面 に分割 し た 立体容器を二次元平面上 に投影す る 段階 と 、 立体容器に付す狯柄 を二値画像 と し て 入力 す る 段階 と 、 こ の入力 し た絵柄を立体容器 に付 し た 場合 に立 体容器の各微小面 と 位置的 に 対 1 の対応関係が つ < よ う に 狯柄 を複数の微小面 に 分割 す る段階 と 、 絵柄の背景 部分の微小面 に は ^景を示 す 色番号 を 、 そ れ 以外の微小 面 に は該微小面の色を：^す色番 号をつ け る段階 と 、 投影 さ れ た 立体 ¾器の各微小面の う ち 、 絵柄 が付さ れ な い部 分お よ び背景を示す色番号がつ け ら れた 狯柄の微小面が 付さ れる部分 に つ い て は 、 少 な く と も 該微小面の物体色 と輝度 と に 基づい て 色値を決定 し 、 色を示す 色番号がつ け ら れ た 絵柄の微小面が iさ れ る 部分 に つ い て は 、 少な く と ち該微小面の輝度 と 色番 号 と に 基づ い て 色値を決定 す る 段階 と 、 二 次元 平面上 に 投影 し た 立体容器を構成 す る各微小面 に 色値を与 え 、 力 ラ ー の 二次元画像 と し て 立 体容器を表現す る段階 と を設 け 、 二値画像 と し て 入力 し た 絵柄 に 着色 し 、 し かも こ の絵柄の 背景部分を 消去 し た 状態で立体容器 に 付 し て 二次元表現を行 う こ と がで ぎる ょ ラ に し た 点 に め る 。

本発明 の第 6 の特徴 は 、 画像入力 装置に よ り 入力 し た 二次元 画像を表示装置上 に 表示 し 、 こ の 表示画像上三次 兀デ ー タ に よ るプ リ ミ テ ィ ブ図形を ワ イ ヤ フ レ ー ム表示 し 、 次い で プ リ ミ テ ィ ブ図形の み を入力 条件に し た が つ て 図形変換 し て プ リ ミ テ ィ ブ図形 と 二次元画像 と の適合 を 図 り 、 適合 と判 断 さ れ た と き の入力 条件 に 基き プ リ ミ テ ィ ブ図形の二次元投影像を形成 し 、 こ の二次元投影像 と 記二次元 画像 と を 合成 し て 映像 を形成 す る よ う に し た 点 に あ る

本発明 の第 7 の特徴 は 、 所定 の 背景をおつ 空 間 に お か れ た所定 の物体色を有 す る三次元 図形 を二次元表現 す る 上 で の 材質感表現方法 に お い て 、 三 次元 図形の表面を 複 数の 微小面 に 分割 し 、 所定 の 光源を用 い て 所定 の ^件で 照光 し た 場合の各微小面 の輝度を 、 そ の材質固有の背景 光成分 と 拡 散反射成分 と 鏡面反射成分 と をパ ラ メ ー タ と し て 用 い て 計算 し 、 こ の 卩ト 奸 1¾ Ti か ら 輝度の 中 間値を求 め 、 拡 散反射成分 と 鏡面 反射成分 と が ほ ば等 し い 不透明 な 材質の微小面 に つ い て は 、 輝度が 中 間値 よ り 小さ い場 合 は輝度値 に 応 じ た 明度の物体色 で表現 し 、 輝度が 中 間 値 よ り 大き い場合 は輝度値 に 応 じ て 光源の光源色 と物体 色 と を混合 し た 混合色で表現 し 、 拡散反射成分 と鏡面反 射成分 と が あ る程度異な る不透明 な材質の微小面 に つ い て は 、 輝度値 に応 じ た 明度の物体色で表現 し 、 敏小面が 透明な材質の場合は 、 輝度が 中 間値よ り 大きい微小面に つ いて は 、 光源の光源色 と背景の背景色 と の混合色 と し て 表現 し 、 輝度が 中 間値 よ り 小 さ い 微小面 に つ い て は 、 物体色 と背景色 と の混合色 と し て表現 し 、 かつ 、 輝度が 髙 く な る程光源色の割合を高 く し 、 輝度が低 く なる程物 体色の割合を髙 く する よ う に し て 表現 し 、 三次元図形を 材質感を も っ た 二次元画像 に 置換す るよ う に し 、 よ り 忠 実な材質感の表現を行 う こ と が でき 、 ま た 、 部分的に異 な る材質感の表現 を行 う こ と が で き る よ う に し た 点 に あ る 。

本発明 の第 8 の特徴は 、 ベ ク ト ルデ ー タ がデ ー タ 量が 少な く ^何学的変換処理に ら適 し て い る こ と に着 目 し 、 文字の ラ ス タ デ ー タ を 1 ラ イ ン毎 に走査 し て い き 、 文字 部分 だけ の始点 と 終点 と の 、 文字上 に 設定 さ れ た 原点 に 関 する X - y 座標系の座標値を取出 し 、 ベ ク ト ルデ ー タ 化 す る よ う に し た 点 に あ る 。

図面の 簡単な 説明

第 1 図 は 従来 の 方法 に よ る 設 計過 程 を 示 す ブ ロ ッ ク 図 、

第 2 図 は本発明 に 係る 方法の一実施例を示す流 れ図 、 第 3 図乃 至第 6 図 は本発明 に 係る方法 に よ る 断面形状 入力方法の 一例 示す 説明 図 、

第 7 図 は本発明に 係る装置の一実施倒のブ ロ ッ ク 図 、 第 8 図 は本発明 に 係る方法 に よ る設計通程を示す プ ロ ッ ク 図 、

第 9 図 は本発明 に 係る装置の別 な 一実施 ^のブ ロ ッ ク 図 、

第 Ί 0図 は第 9 図 の装置 に お け る容量計算動作を示す 流れ図 、

第 1 1 図 （ a ) 、 （ b ) 、 （ c ) は第 1 0図 の 動作内 容を具体的 に 示 す 説明 図 、

第 1 2 図 は第 9 図 の装置に お け る樹脂量計算動作を示 す 流 れ図 、

第 1 3 図 は 第 1 2 図 の 動 作 内 容 を 具 体 的 に 示 す 説 明 図 、

第 1 4 図 は容量計算の基 と な る入 目 線決定方法の説明 図 、

第 1 5 図 は容量計算の説明 図 、

第 1 6図 乃 至第 Ί 8 図 は容器内容量の 決定方法 の 説明 図 、

第 1 9 図 お よ び第 2 0図 は樹脂量決定方法お よ び樹脂 量を考慮 し た 内容最決定方法の 説明 図 、

第 2 1 図 は本発明 に 係る装置で取扱 う 代表的回転体容 器の 一 例 を 示す 図 、 .

第 2 2 図 乃 至第 3 2 図 は本発明 に 係る装置 に よ る 回転 体容器の形状決定図 に おけ る種々 の動作内容を示す流れ 図 、

第 3 3 図乃至第 3 6 図は第 2 7 図乃至第 3 2 図の軌作 . 説明 に用 い る 図形を示 し た 図 、

5 第 3 7 図 は微小面に分割さ れた立体容器の二次元投影 図 、

第 3 8 図 は二値画像 と し て 与え ら れた絵柄の 図 、 第 3 9 図 は こ の絵抦を微小面 に分割 し た 図 、 第 4 0 図 は絵柄を付 し た 立体容器の二次元表現を行う0 方法の一実施例 を示 す 流 れ図 、

第 4 1 図 は二次元画像 と三次元形状を合成 し た映像を 形成 する方法の一実施例 ^示す 流れ図 、

第 4 2 図 は第 4 1 図 に 示す方法の各ス テ ッ プ に お け る 画像 ^ を示す図 、

-5— 第 4 3 図 は三次元 図形を二次元表現 す る上で の材質感 表現を行 う 方法の一実施例 を示す 流れ図 、

第 4 4 図 は三次元 の物体を微小面 に 分,割す る一例 を示 す 説明図 、

第 4 5 図 は こ の各微小面 に 立て た 単位法線べ ク 卜 ルを0 示 す説明 図 、

第 4 6 図 は物体を 二次元平面 に投影す る様子を示す説 明 図 、

第 4 7 図 お よ び第 4 8 図 （ a ) ， （ b ) は本発明 に 係 る方法 に よ る色の 決定方 法を示 すグラ フ 、 第 4 9 図乃 至第 5 1 図 は従来の文字 フ ォ ン 卜 フ ォ ーマ ッ 卜 のー伢 を示す説明 図 、

第 5 2 図 は本発明 に お け る ラ ス タ デ ー タ 走査 に よ る べ ク 卜 ルデ ー タ 化処理の説明図で あ 。

発明 を実施 す る た め の 最良の形態 以 F本発明 を 図 示す る実施例 に 基づい て 説明 す る 。 < 設計方法 に 関 す る最良の形態 >

第 2 図 は 本発 明 に 係 る 方 法 の - - 実 施 例 の 流 れ 図 で あ る の実施例 に よ れば 、 本発明 の第 1 の 目 的が達成さ れ る 。 ま す 、 ス テ ッ プ S 1 に お い て 、 容器縦断面の コ ン ピ ュ ー タ へ の 入力 を行う 。 即 ち 、 設計す べ き立体容器の 凝断面 を 二 次元デ ー タ と し て 取込む こ と に な る 。 容器が 回転体等の対称形を し た も ので あ れば 、 断面の右半分 ま た は左 半分の 二次元座標を入力 す る だけ で よ い 。 ^ え ば 第 3 図 の よ う な 立体容器を設計 す る.場合 、 第 4 図 に 示す よ 、) に 中 心線 （ 一 点鎮線で 示す ） か ら 右側 だけ の織 断面 を 入力 す ればよ い 。 こ の と き 、 4 図 に 示 す よ う に二次 元座標系 に お い て 点 A 〜 G ま で を 指定 し 、 こ れ ら 各点 間 を直線 ま た は 曲線で連結す る よ う に 指示す れば よ い 。 続い て ス テ ッ プ S 2 に お い て 横断面形状の 入力 を行 う 。 立体容器が完全な 回転体で あ る場合 は 、 こ の横断面形状 入力 は必要な い が 、 第 3 図 に 示 す よ う な 回 転体で な い容 器の場合 は 、 第 4 図 に 示す縦断面図 の各部分 に つ い て 横 断面形状 を入力 す る必要が あ る 。 そ こ で第 4 図 に 示す縦 断面図 に 基づい て 各部 の 形状 を 入力 す る 。 例 え ば 、 点 Α 〜点 D の区園につ いて は第 5 図 （ a ) に 示す よ う な横 断面形状で あ り 、 点 D 〜 点 G の 区 間 に つ い て は 第 5 図 ( b ) に 示す よ う な横断面形状であ る こ と を指示す る 。 こ の横断面形状の指示の し か た に は何 と お り かが あ る。 例 えば該部分が 回転体で あ る場合に は、 単 に横断面形状 が 円 で あ る こ と を 指定 す る だ け で よ い 。 ま た 、 第 5 図 ( a ) に示す よ う な形状の場合 に は 、 こ の形状図形の方 程式 を 与えれば よ い 。 あ る い は 、 よ く 用 い る形状 に つ い て は 、 こ の形状をデ ー タ ベ ー ス化 し て 登録 し て おい て も よ い 。 ま た 、 第 5 図 （ b ) に 示す よ う な形状の場合 は 、 円 と 四角形の組合せを指定 す る こ と に よ っ て 定義す る こ と が で き る 。 こ れ は 、 例 え ばデ ィ スプ レ イ 上で 、 円 、 四 角形等の基本的幾何図形の作 図命令を用 い て 作図を行う よ う に し て も よ い 。 オ ペ レ ー タ は デ ィ スプ レ イ を 見 な が ら 、 対話式 に 作図 を行 っ て横断面形状を決定 す る こ と が で き る 。 こ の よ う に し て 各 部 の 横 断 面 形状 を 入 力 す れ ば 、 立体容器の三次元形状が決定 す る 。 な お 、 倒 え ば D 点 に お け る横断面形状 と E 点 に お け る 横断面形状 と を指 定 し 、 D 点 と E 点閩を直線あ るい は な め ら かな 曲線で接 続 す る よ う な指定 を し て も よ い 。

三次元で の立体形状が決定 する と 、 ス テ ッ プ S 3 に お い て 容量計算が行わ れ る 。 こ れ は 、 例 え ば第 6 図 に 示す よ う に 、 内 容物 の 入 る 下位 線 H と 上 位線 I の 位 置 を 与 え 、 図の斜線を施 し た よ う な計算対象範囲を指定 し て や れぱ -·'よ い 。 続い て ス テ ッ プ S 4 で 、 形状の條正 を行 う 。 こ れは、 例 えば断面形状をデ ィ スプ レイ 上 に 表示 し 、 指 示ど お り の容量 と な る よ う に 断面形状を変更す る入力 を 行え ば よ い 。 更に ス テ ッ プ S 5 に お い て 、 上述の 靳面形 状 に 基づい て 、 立体容器の 二次元投影像を デ ィ ス プ レ イ 上 に表示 し 、 形状の比較検討を行い、 必要があれば断面 形状を 変更す る入力 を行 う 。 形状が決定 し た ら ステ ッ プ S 6 に お い て 、 断面図 お よ び ワ イ ヤ ー フ レ ー ム 図の八一 ド コ ピ ー を 出力 し て 検討す る 。

続 い て 容器表面 に 付 す ラ ベ ル の 作 成手 頭 に 入 る 。 即 ち 、 ま ず ス テ ッ プ S 7 に い て 、 デ ザ イ ナ ー が作成 し た ラ ベル原稿の う ち 、 絵柄 の部分の原稿 を二次元デ ー タ と し て コ ン ピ ュ ー タ へ入力 す る 。 こ の入力 し た デ ー タ に 基 づい て 絵柄 をデ ィ ス プ レ イ 上 に 表示 し 、 絵柄 の修正 、 着 色 を行 う 。 こ の着色 は例 え ば絵柄を い く つ かの領域 に 分 け 、 各領域 ご と に 着色指定 ^ れば よ い 。 一方 、 ラ ベル原 稿の う ち 文字部分 に つ い て は 、 ス テ ッ プ S 9 で 文字 コ 一 ド と し て 入力 を行 う 。 こ の 入力 さ れた 文字 コ ー ド に 基づ い て 、 ス テ ッ プ S 1 0 に お い て 対応 す る 文字 フ ォ ン 卜 の ラ ベル作成を行 う 。 こ の よ う に ラ ベ ル原稿 の う ち 、 絵柄 部分 と 文字部分 と は別 々 に 入力 が行わ れ 、 最終的 に 合成 さ れて ラ ベルが 完成す る 。 ラ ベルの修正 、 合成が終了 す る と 、 ス テ ッ プ 1 に お い て 、 断面形状の デ ー タ と ラ ベルのデー タ と を結合 し 、 ラ ベル貼付後の容器陰影図 を 作成 し 、 こ れをディ スプ レ イ 上に 表示させ る 。 こ の時点 で更に 搽正 があ れば、 前の ス テ ッ プ に 戻 つ て 修正 を镍返 し て も よ い 。 最終的 に ステ ッ プ S 1 2 に おいて 、 ラ ベル の貼付け ら れ た 容器陰影図 のハ ー ド コ ピ一を 出力 す る 。

以上の と お り 本実施例 に係る設計方法に よれば 、 立体 容器の 断面お よ び こ れ に 付す ラ ベルの原画を二次元デー タ と し て コ ン ピュ ー タ に 入力 し 、 こ れに必要な搽正を行 つ た 後、 こ れ ら のデ ー タ を結合 し て ラ ベルの付さ れた 立 体容器の二次元投影像を 出力 する よ う に したた め 、 設計 上の労力 と 時間 を 軽威す る こ と が で き る

< 設計装置に 関 す る最良の形態 >

第 7 図 は本発明 に 係る 装置の構成を示す ブ ロ ッ ク 図 で あ る 。 こ の実施例 に よ れば 、 本発明 の第 1 の 目 的が達成 さ れ る 。 処理装置 1 0 1 に は 、 例 え ば大型の コ ン ビユ ー タ を用 い れば よ い 。 こ の処理装置 1 0 1 に は入力装置 と し て 、 座標入力 装置 1 0 2 、 画像入力 装置 1 0 3 、 お よ び文字 コ ー ド入力 装置 1 0 7 が接続さ れ、 出力 装置 と し て、 表示装置 1 0 4 、 線画出力 装置 1 0 5 、 カ ラ ー ハ ー ド コ ピ ー 装置 1 0 6 が接続 さ れ て い る _c 座 標 入 力 装 置 1 0 2 は立体容器の 断面を 二次元座標 と し て 入力 す る装 置ず、 例 えばデジ タ イ ザ一、 タ ブ レ ツ 卜 、 マ ウ ス 、 ラ イ 卜 ペ ン等 で構成す れば よ い 。 画像入力 装置 1 0 3 は立体 容器の表面に 付す ラ ベルの う ち 絵柄の原画を二値画像 、 よ い

こ の よ う な設計装置に おいて 、 次のよ う に して 立体容 器の 設計が な さ れる 。 ま ず 、 座標入力 装置 1 0 2 か ら 容 器断面形状を入力 する 。 そ の桔果 は表示装置 1 0 4 に 表 示さ れ る 'と と も に 、 成型性 、 寸法 、 容量等の適否 が処理 装置 に よ っ て判 断さ れ 、 発注者の要求 に あ っ た形状が得 ら れる ま で 、 座標入力 の修正 を镍返 す 。 最終的な形状 は 線画出力装置 1 0 5 か ら ワ イ ヤ ー フ レ ー ム 図 と し て 出力 さ れる 。 続い て 画像入力 装置 1 0 3 お よ び文字 コ ー ド入 力装置 1 0 7 か ら ラ ベルの原画を入力 す る 。 デザイ ナ ー の描い た 絵柄 は 、 ス キ ャ ナ等 に かけ ら れ二次元 デ ー タ に 変換 さ れ 、 文字は文字コ ー ド と し て ワ ー ド プロ セ ッ サ等 か ら 入力 さ れ 、 文字 フ ォ ン 卜 に 変換さ れ 、 そ れぞ れ表示 装置 1 0 4 に 表示 さ れ る 。 こ こ で 必 要 な 修 正 お よ び 着 色 を 行 う 。 着色 し た ラ ベ ル は カ ラ ー ゾヽ 一 ド コ ピ ー 装 置 1 0 6 に よ っ て 八 ー ド コ ピ ー を と る こ と がで き る 。 こ こ で 処 理 装 置 Ί 0 1 に 対 し て 、 ラ ベ ル を 付 す べ き 立 体 容 器上 の 位 置 お よ び大 き さ を 入 力 し て や る と 、 処 理 装 置 1 0 Ί は な休容器の 形状の デ ー タ と ラ ベル の デ ー タ と を 結合 し て 、 表示装置 1 0 4 に ラ ベルの付さ れた 立体容器 の 二次元 投影図 を カ ラ 一 で 出力 す る 。 必要 が あ れば こ れ に 対 し て 修正 を加え 、 最終的 に こ の ハ ー ド コ ピ ー を カ ラ — ハ ー ド コ ピ ー 装置 1 0 6 か ら 出力 し 、 こ れを発注者 に 呈示 す る 。

o カ ラ ー 階調画 丁 ー タ と して入力 す る装置で 、 倒 えぱス キ ヤ ナ 、 C C D 力 メ ラ等で構成 す ればよ い 。 一方 、 文字 コ ー ド入力装置 1 0 7 は立体容器の表面に付すラ ベルの う ち文字のデ一タ を文字コ ー ド と し て入力 す る装置で 、 例え ば処理裝置 1 0 1 と し ての コ ン ビ ュ ー タ に接続さ れ た ヮ ー ドプ ロ セ ッ サで構成 す れぱ よ い 。 ワ ー ドプ ロ セ ッ ザで入力 し た文字コ ー ド は 、 コ ン ピ ュ ー タ 内で文字フ ォ ン 卜 に変換さ れ た 後、 絵柄デ ー タ に合成さ れる こ と に な る 。 ま た 、 表示装置 1 0 4 は立体容器の二次元投影像 、 -0 絵柄、 そ の他 才 ぺ レ ー タ へ の必要な指示を表示す る た め の装置で 、 表示内容に応 じ た複数のデ ィ スプ レ イ で構成 し て ち よ い 。 例 え ば立体 ^器の 断面入力 の様子 、 お よ ぴ そ の ヮ ィ ヤ ー フ レ ー ム 図 を表示す る た め に はモ ノ ク 口 の デ イ ス プ レ イ を 、 ラ ベルお よ び ラ ベルを付 し た 容器の 二5 次元投影像を表示す る た め に は高解像度の カ ラ ーデ ィ

プ レ イ を 、 そ れぞれ用 い る こ と が で ぎ る

線画出力 装置 1 0 5 は立体容器の二次元投影像を m— し て 、 即 ち 、 ヮ ィ ヤ ー フ レ ー ム図 と し て 紙 に 出力 す る 装置で 、 例 え ば三次元投影像をベ ク タ ー 画像 と し て 取扱

•5 X Y プ ロ ッ タ で構成 す れば よ い 。 ま た 、 カ ラ ー 八一 コ ピ ー裝置 1 0 6 は 、 絵柄、 ま た は立体容器に こ の絵柄 を付 し た 状態の 二次元投影像を カ ラ ー で羝 に 出 力 す る装 置で 、 例 え ば二次元投影像を ラ ス タ ー 画像 と し て 取扱う フ ィ ル ム レ コ 一ダ ま た は カ ラ ー プ リ ン タ 等で構成す れば 第 8 図 は 上述の 設計装置 に よ っ て 立体容器を 設計 す る 過程を示すブ ロ ッ ク 図で あ る 。 第 1 図 に示す従来の設計 過程 と 比較 す る と 、 全過程がい か に 単純化さ れ た か がわ かる 。 ま ず容器の ^注者か ら企画 1 の呈示が あ り 、 条件 設定 ♦ 情報収集 2 を行 う 。 次 に こ の 情報 に 基づい て 本発 明 に 係る設計装置を用 い た 設計 工程 3 0 を行 う 。 即ち 、 ま ず デザ イ ン絞 り こ み 、 成型性の検討 3 1 お よ び形状デ ザ イ ン 、 寸法容量計算 3 2 を行う 。 こ れ は前述 し た よ う に 座標入力 装置 1 0 2 か ら 新面形状を入力 し 、 表示装置 1 0 4 に 表示 さ れ る 形状 お よ び 各 種 計 算結 果 を 参 照 し て 、 形状入力 を條正 す る 。 続い て 画像入力 装置 1 0 3 お よ び文字 コ ー ド 入力 装置 1 0 7 か ら 入力 し た ラ ベルに 基 づい て 表面デ ザ イ ン検討 3 3 を行い 、 ラ ベルを表面 に 付 し た 最終製品形状検討 3 4 を行い 、 最後 に 図面 、 製品形 状 のハ ー ド コ ピ ー 出力 3 5 を行 う 。 以 上の 設 計 工 程 3 0 は 、 す べ て オ ペ レ ー タ が 設計装置の入出力 機器 に 対 し て 所定 の 操作を行 う だけ で す み 、 従来の 設計方法 の よ う に 実際 に モデルを試作 し た り 、 デザ イ ン ♦ ダ ミ ー を鲥作 し た り す る 必 要 は な く な る 。 最終的 に ハ ー ド コ ピ ー 出力 が 得 ら れた ら 、 こ れを 発注者 に 呈示す るプ レゼ ン テ ー シ ョ ン 1 7 を 行 い 、 再検 討 の 必 要 が あ れ ば 、 再 び 設 計 ェ 程 3 0 を行 う 。 こ の 場合 、 既 に 入力 し た デ ー タ に 必要 な修 正 を加 え る だけ で 設計変更 を行 う こ と が で き る 。 発注者 へ のプ レ ゼ ンテ ー シ ョ ン は 、 こ の よ う に ラ ベ ルが 付さ れ た立体容器の二次元投影像の カ ラ ー八一 ド コ ピー とい う 形で行わ れる のみで あ り 、 発注者 は常 に 製品 を完成 し た 状態 の 図面で チ ヱ ッ ク す る こ と が で き る ，。 最終 的 な 形 状、 絵柄の決定 1 8 が な さ れる と 、 こ の設計仕様 に従 つ て 容器製造 1 9 が な さ れ、 納品 2 0 が行わ れる こ と に な る 。 こ の よ う に 第 1 図 に示 し た従来の方法 に お け る 諸過 程 は 、 す べ て 設計工程 3 0 に お いて包括 し て 行われる こ と に な り 、 し かも こ の 工程 は コ ン ピ ュ ー タ を用 い て 容易 に 、 非常に短時閭 に 行わ れる こ と に なる 。

以 上の と お り 本実施例 に 係る設計装匱 に よ れば 、 立体 容器の 断面お よ び こ れ に付す ラ ベルの原画を二次元デ ー タ と し て コ ン ピ ュ ー タ に 人力 し 、 こ れ 必要な修正 を行 つ た 後 、 こ れ ら のデ ー タ を锫合 し て ラ ベルの付さ れた 立 体容器の 二次元投影像を出力 す る よ う に し た た め 、 設計 上の労力 と 時間 を軽減す る こ と がで き る -。

< 容器の 内容璗お よ び材料量を 決定 す る た の最良の形 態 >

こ こ で は第 2 図 に 示 す 流れ図 に 基づい て 説明 し た 設計 方法 に おい て 、 ス テ ッ プ S 3 の内容量お よ び材料量を 決 定 す る た め の一形態に つ い て 述べ る 。 一般 に 立体容器の 多 く は回 転体の形状 を し た 容器で あ り 、 こ こ で述 べ る実 施例 は こ の 回転体容器 に つ い て 第 2 図 の ス テ ツ プ S 3 の 方法 を適用 す る場合の最良の形態 を示す も の で あ る 。 な お 、 本発明 は回転体以外の容器 に も適用 可 能で あ る 。 第 9図 は本実施傍 に 係る装置の構成を示す ブ ロ ッ ク 図 で あ る 。 こ の装置 は第 7図 に 示す装置 に 、 更 に 数値入力 装置 1 0 8を付加 し た ものであ る 。 本実施倒 に係る形態 を 実施 す る た め に は 、 処 理 装 置 1 0 1 、 座 標 入 力 装 置 0 2 、 数値入力 装置 1 0 8 、 お よ び表示装置 1 0 4を 用 い る 。 数値入力 装置 1 0 8 と し て は 、 ー ボ ー ド も し く は デ ジ タ イ ザ の メ ニ ュ ー 頜 域 等 を 用 い る こ と が で き る

第 1 0図 は第 9図 の装置 に おけ る動作内容の う ち 容器

10 内容量 に 関す る 演算動作を示す 流れ図 で あ り 、 第 1 1 図

( a ) 、 （ b ) 、 （ c ) は こ の演算動作の 内容を具体的 に τ説明 図 で あ る 。

こ の装置で は 、 ま ず座標入力 装置 Ί 0 2 に よ り 形状断 面 デ ー タ を 入力 す る （ S 1 3 ) 。 こ の 入 力 は 第 1 1 図 ( a ) の 最上部 に 示す よ う に 、 予 め指定 さ れて い る 回転 軸 に 関 し て 容器の 縱断面 半分 （ こ の 場 台 は右 半分 ） の 頂 点を な す座標を入力 す る こ と に よ り 行な う 。 こ れ に続い て 入 目 線お よ び底部位置を 入力 す る （ S 1 4 ) 。 入 目 線 と は 、 容器 に 液体を注入 し た と き の液面位 置を示 し 、 第

20 Ί 図 ( a 〉 の 中 夬部 に 示 す よ う に 形状断面 の 線 上の所 定点を座標入力装置 に よ っ て 指定 す る 。 こ れ に よ り 装置 は第 1 1 図 （ a ) の最下部 に 示 し た 図形のハ ッ チ ン グ部 分 に つ い て の 容量を 計算 す る （ S 1 5 ) 。 こ のハ ツ チ ン グ部分 は 満注時容量 を示 し て い る 容器設計 と し て は こ れ に よ り 終了 す る こ と も あ り 、 ま た へ ッ ドス ペ ー ス を定 め た と きの容量算出 と か液体量を 定め た と き の入 目 線位置 と かを さ ら に 求め た 上で終了 す る こ と ある 。

そ こ でス テ ッ プ S 1 6 に お い て更 に 計算を要す るか否 かを確認 し （ S 1 6 ) 、 要 し な け れば終了 し 、 要す れば ステ ッ プ S 1 7 に移行す る 。

ス テ ッ プ S 1 7 で は 、 ヘ ッ ド ス ペー ス入力 に よ る容器 内容量計算で あ る か 、 液体量入力 に よ る入 目線位置計算 であ る かを判 断 し 、 そ の何れかの計算 に 移行 す る 。 す な わ ち 座標入力 装置 に よ り 第 1 図 （ b ) 上部 に 示 す よ う に ヘ ッ ド ス ペ ー ス つ ま り 容 器内 に お い て 液体 の 上 部 に 設け る空間 の大き さ を入力 す る と （ S 1 8 ) 、 第 1 1 図 （ b ) 下部の 図形に 示す よ う に 新 た な入 目 線位置が 計 算さ れ （ S 1 9 ) 、 併せ て入 目 線変 化 に 伴 う 容量計算が 行なわ れる （ S 2 0 ) 。 一方 、 数 i直入 力 装置 に よ り 液体 量が入力 さ れる と （ S 2 1 ) 、. こ の 液钵量 に 応 じ た 入 目 線位置が 計算さ れる （ S 2 2 ) 。 第 1 1 ¾ ( c ) は こ の 関係を示 し た も ので あ る 。

第 1 2 図 は第 9 図 の装置 に お け る 動作内容 の う ち 樹脂 量に 関 する演算動作 を示す流れ図で あ り 、 第 1 3 図 は こ の 演算動作の 内容 を具体的 に 示 す説明 図 で あ る 。

こ の場合も ま ず座標入力装置 に よ り 形状デー タ を 入力 す る （ S 2 3 ) 。 こ れ に よ り 第 1 3図 の 最上部図形が入 力 さ れる。 次い で数値入力 装置 に よ り 容器厚みを入力 す る （ S 2 4 ) 。 こ れ に よ り 処理装置は樹脂量を計算す る ( S 2 5 ) 。 第 1 3 図 中央部の 図形 に おけ るハ ッ チ ング 部分 は容器の 肉厚を示 し て お り 、 こ の肉厚に応じ て 樹脂 量が 定 ま る 訳 で あ る 。 次 い で 座 標 入 力 装 置 に よ っ て 入 目 線 を入力 す る と （ S 2 6 ) 、 容 量 計 算 が 行 な わ れ る ( S 2 7 ) 。 第 1 3 図 の最下部 に示 し た 図形 は入 目 線 と 容量 と を示 し て い る 。

以上が第 9 図 の装置 に お け る容量計算お よ び樹脂量計 算の概括的説明 で あ り 、 以下第 1 4 図乃至第 2 0 図 に よ つ て 詳細説明 を行な う 。

第 1 4 図 は入 目 線お よ び底部の 決定方法 を示 し た も の で 、 容器の 断面形状を示す線の容器内側 に指定点を設定 す る と 、 こ の 指定点 に つ い て の形状線 上の 最短 の点が入 目 線 ま た は底部の位置 と な る 。

第 1 5 図 は容量計算の 説明 図 で あ り 、 い ま 図 示の よ う に 回 転軸 を 中心 に 座標点 （ X i , y j ) お よ び （ x j + y i _H ) に よ っ て 形成す る截頭円 錐の容量 V j は 、

V ； = ¹ π X ( y ； y ) X ( X

3

+ X I x _{i +1} + -₊₁ ) ( 1 ) と し て 求め ら れ る 。

第 1 6図 乃 至第 1 8 図 は容器内容量の 決定方法を示 し た も の で各図 そ れぞれ方法が異 な る 。

こ の う ち 第 1 6 図 は入 目 線位置指定 に よ る方法を示 し て お り 、 第 1 4 図 に示 し た入 目 線決定方法で入 目線を決 定 し た ら 第 1 5 図 に 示 し た容量決定方法 で容量を算出 す る 。 こ の場合形状線が略々つ づみ状容器を示 し て いる か ら 容量計算 は容器を 3 部分 V ·] , V , V 3 に 分けて行 な う 。

ま た第 1 7 図 は ヘ ッ ド ス ペ ー ス指定 に よ る方法を示 し て い る 。 こ れ に は ま す第 1 4 図 に示す方法で 篛 注時の入 目 線位置を指定 し 、 こ の満注時位置 と 液面髙さ と の距離 を指定 す る こ と に よ り 入 目 線位置を 決定 し 内容量を 決定 す る 。 すなわ ち 予め満注時容量 V が求め ら れ て いる と し て ヘ ッ ド ス ペ ー ス分の容量厶 V を第 1 5 図 の方法 に よ り 求め て （ V— A V ) の演算を行な う 。

さ ら に 第 1 8 図 は内容量指定 に よ る方 法を'示 し て お り 、 第 1 4 図 に 示 す 方法に よ り 篛注時の入 目 線 Ρ の位置を 指定 し た と き の底部側人 3 線 を 固定 し た 上で 内容量 V を 人力 す る こ と に よ り 液面 側 入 目 線 Ρ ' の 位 置 を 決 定 す る 。

第 1 9 図 お よ び第 2 0 図 は ¾脂量決定方法 お よ び樹脂 量を 考慮 し た 内容量決定 方法を示 し た も の で あ る 。

こ の う ち 第 1 9 図 が樹脂量決定方法を示 し て お り 、 周 図 （ 1 ) の 形状デ ー タ に 容 器厚みを 指定 し て 周 図 （ 2 ) の 図形 を得 、 こ の厚みを含む容積 V か ら 内容量 V ₂ を '減算 し て 樹脂躉 「 を 求める 。

こ こ で厚みを求め る に は 、 同 図 （ 4 ) に 示す よ う に 、 デ ー タ 点を結 、 fe 平行で 距離 t に あ る直線を求め 、 こ れ ら の直線の交点を厚みを含む断面図 デ ー タ と す る 。

ま た第 2 0 図 は容器の厚みを考慮に入れた 内容量の決 定方法を示 し て お り 、 同 図 （ 1 ) の形状デ ー タ に容器の 厚みを指定 し て 周図 （ 2 ) の 断面図デ ー タ を得て 内容量 を 決定 す る 。 こ の 場合の厚みの 求め方 は第 1 9 図 （ 4 ) と周様の第 2 0 図 （ 3 ) に よ る

本実施例 は 上述の よ う に 、 容器の 断面形状等の位置デ ー タ を座標入力 装置 に よ っ て 入力 し 、 容器容量 と か容器 厚み等の数値デ ー タ を数値デ ー タ 入力 装置 に よ つ て 入力 し 、 こ の 入力 内容を デ イ スプ レ ィ に 表示 し つ つ 演算処理 す る こ と に よ つ て 容器容量 と か樹脂量等を 求 め る よ に し た た め 、 従来の机上作業 と か実物製作を 伴 う 設計作業 に 比べ 格段 に 能率的 に 容器設計 を行な う こ と がで ぎ る 。 < 容器 の形状決定 を 行 ラ た め の最良の形態 >

し し で は第 2 図 に 示 す 流 れ図 に 基づい て 説 明 し た 設計 方法 に お い て 、 ス テ ツ プ S Ί , S 2 , S 4 の形状決定 を 行 う た め の一形態 に つ い て 述べ る 。 こ こ で 述 べ る実施例 は BU— 1の実施例 と 周様 、 回転体容器 に つ い て の最良の形 態を示す も の で あ る が 、 本発明 は 回 転体 以外 に つ い て も 適用 可 能で あ る 。

本実施例 に 係る形態を実施す る た め に は 、 第 9 図 に 示 す プ ロ ッ ク 図 に お い て 、 前述の実施例 と 同様 に 処 理装置

1 0 Ί 、 座標入力 装置 1 0 2 , 数値入力 装置 1 0 8 、 お よ び表示装置 1 0 4 を用 い る 。

第 2 1 図 は本発明装置で取扱 う 容器の代表的形状倒 を 示 し て お り 、 こ こ で は回転軸 を中心 に し て 右側半分の み の断面形状を示 し て いる 。 こ の図に お いて 、 髙さ は容器 の回 転軸方向 の 最大寸法 を 、 幅 は容器の 回転軸方向 と 直 角方向 の 最大寸法 を 、 口 径 は 液 体 収 容部分 開 口 端 の 径 を、 谷量は液体収容部分の底部か ら入 目 線つ ま り 液体を 注入 し た と ぎの液面位置 ま で の容積を 、 テ ーパは形状を 構成す る各要素の傾き をそ れぞれ示 し て い る 。

第 2 2 図乃至第 3 2 図 はそ れぞれ本発明 に係る装置 に お い て行 う 容器形状の 決定方法を示 し た も の で下表の よ う な関係に あ る 。

指 定 項 目 固

容 量 テ一パ

3 高さ 、 Iffl な し

2 4 図 高 さ 容

5 福 容

テ一パ 容

7 図 部分的高さ 。 部分形状

8 図 容 量 。' 部分形状

部分的高さ テ一パ 、 部分形状 第 3 テ一パ 、 部分形状 テ一パ 容量 、 部分形状

口 径 容量 、 テ ー パ 上表の各寸法 に つ き各別 に そ の動作内容を説明 す る 。 第 2 7 図 乃 至第 3 2 図 の 内 容 説 明 は 、 第 3 3 図 乃 至 第 3 6図 を併用 し て 行 う 。

第 2 2 図 の 方法 は 、 テ ー パ 固定で 容 量指 定 で あ り 、 ま ず 座標入力 装 置 に よ り メ ニ ュ ー か ら 内 容 選 択 を 行 い ( S 2 8 ) 、 次 い で数値 入 力 装 置 に よ り 容 量 の 入 力 を 行 う （ S 2 9 ) 。 こ れ に よ り 処 理 装 置 は 座 標 値 の 計 算 を行い （ S 3 0 ) 、 そ の結果を表示装置 に 表示す る （ S 3 1 ) 。

こ の 場合 の 処理装 置 の ア ル ゴ リ ズ ム は 次 の 通 り で あ る 。

V ₀ l d ^: 旧容量

V new ； 新容員

X i ， y i ； 旧 渐面デ ー タ

X ； ' , y ； ' ； 新 断面デ ー タ

第 2 3 図 の 方法 は 固定項 目 な し で高 さ 、 幅を指定 す る も の で あ り 、 ま す座標入力 装置 に よ り メ ニ ー か ら 内容 選択 を行い （ S 3 2 ) 、 次 い で数値入力 装置 に よ り 高さ の入力 お よ び幅の 入力 を行 う （ S 3 3 , S 3 4 ) 、 こ れ に よ り 処理装置 は座標値の計算を 行い （ S 3 5 〉 、 そ の 結果を表示装置 に表示する （ S 3 6 ) 。

こ の 場合 の 処理装 置 の ア ル ゴ リ ズ ム は 次 の 通 り で あ る

H old ， w old ^: 旧髙さ 、 幅

H new , w new ' 高さ 、 幅

h = H new / H _{o l} I d ( 4 ) w = new /w_{o l} Id ( 5 )

X

i = w X

X i ( 6 ) y i = h X y i { 7 ) 第 2 4 図 の方法 は容量固定で髙さ 指定 す る も ので 、 ま ず メ ニ ュ ー か ら 内容を選択 し （ S 3 7 ) 、 次いで髙さ を 入力 す る （ S 3 8 ) 。 こ れ に よ り 処理装置 は座標値の計 算 を 行 い （ S 3 9 ) 、 そ の 結 果 を 表 示装 置 に 表 示 す る ( S 4 0 ) 。

こ O場 合 の 処理装置 の ア ル ゴ リ ズ ム は 次 の 通 ^ で あ る 。

h = H new H old ( 8 )

X ； = x x ( 9 )

y h x y j ( 0 ) 第 2 5 図 の 方法 は 容 量 固 定 で 幅指 定 す る も の で 、 ま ず メ — か ら 内 容 を選 択 し （ S 4 1 ) 、 次 い で 幅 を 入力 す る （ S 4 2 ) 。 こ れ に よ り 処 理装 置 は 座標 値 の 計算を行い （ S 4 3 ) 、 そ の結果を表示装置 に 表示す る

o

( S 4 4 ) 。

こ の 場合 の処理装置 の ア ル ゴ リ ズ ム は 次 の 通 り で あ る 。

w = W一 new / I ^,Y o i d ( 1 1 ) X ： ' - ww XX XX ； ( 1 2 ) y j χ y

w ( 3 ) 第 2 6図 の方法 は容量固定で テ ー パ指定 す る もので 、

y

ま ず メ ニ ュ ー か ら 内容を選択 し （ S 4 5 ) 、 次い で テ ー 新旧

パ を入力 す る （ S 4 6 ) 。 こ れ に よ亍テ り 処理装置は座標値 0 の 計算 を行い （ S 4 7 ) 、 そ の'結果を表示装置 に 表示す

ノ /

ヽヽ 。。

る （ S 4 8 ) 。 こ の 場 合 の 処 理 装 置 の ア ル ゴ リ ズ ム は 次 の 通 り で あ る 。

( 1 4 )5 X j = w X X ( 1 5 )

y ； X

W ( 1 6 ) 第 2 7 図 の方法 は幅お よ び部分形状固定 で 部分的髙 さ を 指定 す る も の で 、 ま ず座標入力 装置 に よ り メ ニ ー か ら 内 容 を 選択 し （ S 4 9 ) 、 か つ 変 更 部 分 の 入 力 を 行 い （ S 5 0 ) 、 次 い で 数 値 入 力 装 置 に よ り 高 さ を 入 力 す る （ S 5 1 ) 。 こ れ に よ り 処 理 装 置 は 座 標 値 の 計 算 を 行 い （ S 5 2 ) 、 そ の 結 果 を 表 示 装 置 に 表 示 す る ( S 5 3 ) 。

こ の場合の処理装置の アルゴ リ ズム は第 3 3 図 に よ り 説明 す る 。 い ま 2つ の 円 柱状部 ν ·| お よ び V ₃ と 截頭円 錐部 V ₂ と か ら な る容器 に お い て截頭円 錐部 V ₂ の高さ を h か ら h ' に 変更す る も の と す る （ 第 3 3 図 （ 1 ) か ら 第 3 3 図 （ 2 ) へ 変更 す る ） 。 こ の 結 果 、 截頭 円 錐 部 V 2 は高さ の変更 に 伴い 、 容量お よ びテ ー パち変化す る 。

第 2 8 図 の方法 は 、 第 2 7 図の方法 に お ける高さ の入 力 の ス テ ツ プ S 5 1 が容量の入力 の ス テ ッ プ S 5 6 に変 わ る外 は第 2 7 図 の方法の説明 が該当 す る 。

第 2 9 図 の方 法 は テ 一'パ お よ び 部 分 形 状 が 固 定 で 部 分 的高 さ を 指定 す る も の で 、 ま ず メ ニ ュ ー か ら 内 容 を 選択 す る （ S 5 9 ) と 共 に 変 更 部 分 の 入 力 を 行 い （ S 6 0 ) 、 次い で高 さ を入力 す る （ S 6 1 ) 。 こ れに よ り 処理装置は座標値の 計算を行い （ S 6 2 ) 、 その結果を 表示装置に 表示す る （ S 6 3 ) 。

こ の場合の処理装置の アル ゴ リ ズ ム を第 3 4 図 に よ り 説明 す る 。 い ま 元 の高さ を h 、 指定高 さ を h ' と す る と 元 の 図形が 第 1 5 図 （ 1 ) の も の で あ る と き の変更後の 図形 は周図 （ 2 ) の場合 と周 図 （ 3 ) の場合 と が あ る 。 つ ま ( 2 ) の場 合 は幅が変化 し て お り 、 （ 3 ) の場合 は 幅を変化 さ せな い 。 こ の結果 、 容量 の変化が生 じ て い る 。 そ し て ア ル ゴ リ ズ ム の 内 容 を 示 す と 次 の 通 り あ る

( 2 ) の場合は 、

P > P 1

2

x j = X ( 1 7 ) y j = y ( 8 ) P 1 < P < P

x j = x ( 1 9 ) y j C ₁ y j + C 2 ( 2 0 ) p > p 2

X j 一 X j ( 2 1 ) y i = c ₃ + y j ( 2 2 )

( 3 ) の場 合 は 、

P < P ₁

x j ' = x j ( 2 3 ) y j ' = C ₁ + y j ( 2 4 )

₁ < P < P

X j ' = X j ( 2 5 ) y ； ' = c 2 y i + c ( 2 6 )

P > P

X j ( 2 7 ) y i = y ( 2 8 ) そ れぞれ 〇 〗 、 C 2 、 C 3 を求 め る こ と に よ り 形状を決 定 す る 。

第 3 0図 は こ の容量変化の点を 内容 と す る も ので 、 第 2 9 図の髙さ の入力 の ステ ッ プ S 6 が容量の入力 の ス テ ツ プ S 6 6 に 変わ る外 は第 2 9 図 の説明 が該当 す る 。

第 3 1 図 の方法 は容量お よび部分形状が固定で テ ー パ を 指定 す る ち の で 、 ま ず メ ニ ュ ー か ら 内 容 を 選 択 す る ( S 6 9 ) と 共 に変更部分の入力 を行い （ S 7 0 ) 、 次 いで テ —パを入力 す る （ S 7 1 ) 。 こ れ に よ り 処理装置 は座標値の計算を行い （ S 7 2 ) 、 そ の結果を表示装置 に 表示す る （ S 7 3

こ の場合の処理装置の アルゴ リ ズ ム は第 3 5 図 に示 し て あ るが 、 こ れ は第 3 4 図 の アルゴ リ ズム と 共通 す る も ので あ る 。

第 3 2図 の方法 は テ ー λ°お よ び部分形状が 固定で 、 口 径を 指定 す る も の で 、 ま す メ ニ ュ ー か ら 内容 を選択す る ( S 7 4 ) と共 に 変更部分の入力 を行い （ S 7 5 ) 、 次 い で □ 径を入力 す る ( S 7 6 ) 。 こ れ に よ り 処理装置 は 座標値の 計算を行い ( S 7 7 ) 、 そ の結果 を表示装置 に 表示 す る （ S 7 8 )

こ の場合の処理装置の アル ゴ リ ズ ム は第 3 6図に 示 し て あ る が こ れ は第 3 4 図 の アル ゴ ズ 厶 と 共通 す る も の で あ る

本実施例 は上述 の よ う に 、 容器の 断面形状を構成す る 要素の位置デ ー タ と 、 容器内 容量を 含む数値デ ー タ と が 入力 さ れる こ と に よ り 座標値演算を行 つ て容器形状を表 す る よ に し た た め 、 形状構成要素を各別 に 変更 し た 場合の容器形状が簡便 に 得 ら れ 、 容器設計 に 資 す る と ろ大で あ る 。

< 絵柄を付 し た 立体容器の二次元表現を行う た めの最良 の形態 >

こ こ で は第 2 図 に 示す流 れ図 に 基づい て 説 明 し た 設計 方法 に お い て 、 ス テ ッ プ S 1 1 に 示 す過程の 最良の —形 態を説明 す る 。 前述 し た よ う に 、 第 2 図 の 流れ図 に 示す 設計方法で は 、 ス テ ッ プ S 1 〜 S 6 に お い て 立体容器の 形状 が 決定 さ れ 、 ス テ ッ プ S 7 , S 8 に お い て こ の 立 体容 器 に 付 す 絵柄 の 入力 が 行 わ れ る 。 従 っ て ス テ ッ プ S 1 Ί で は 、 入力 し た絵柄を ラ ベル と し て 立体容器 に付 し た 状態の 陰影図 の作成が行わ れ る こ と に な る 。

別言す れば 、 ス テ ッ プ S 1 1 の作業 は三次元 図形 と し て の 立体容 器を 陰影図 と い う 二次元表現で表わ す作業 と い う こ と がで き る 。 こ の よ う な三次元 図 形を 二次元表現 す る 手法 は 、 種々 の分野 で 非常 に よ く 用 い ら れ て い る 。 特 に 絵柄を付 し 立体容器を コ ン ピ ュ ー タ を 用 いて 設計 す る方法 が近年提案 さ れ て い る 。 こ れ は 立体容器 を三次 元座標系で定義 し 、 こ れを二 次元平面上 に投影 し 、 こ れ に 付 す絵柄 を 二 次元 デ ー タ と し て 取込み 、 コ ン ピ コ. 一 夕 上で こ れ ら の各デ ー タ を合成 し て 、 絵柄の付さ れた 立体 容器の 二次元 投影像 を 得よ う と す る も の で あ る 。

し か し な が ら 、 従来方法 に は次の 2 つ の欠点 が あ る 。 第 1 の 欠点 は 、 二 値画像 と し て 入 力 し た 絵 柄 に 着 色 し て 、 こ れを立体容器 に付 し た状態の 二次元表現が で き な い と い う 点で あ る 。 こ こ で二値画像 と は、 ^ え ば白か黒 か と い つ た 2 値の う ち の ど ち ら かの 値を も っ た 画素の集 合 どし て の画像をい う 。 従来の方法で は 、 カ ラ ー の絵柄 を付す場合 に は 、 ス キ ャ ナ等を用 い て カ ラ ー の絵柄原稿 をそ の ま ま 入力 し て 合成する し かなか っ た 。 第 2 の欠点 は 、 絵柄の背景部分を消去 し て 立体容器に 付す こ と がで き ない とい う 点で あ る 。 例 え ば第 3 7 図 に示す よ う な立 体容器 に第 3 8 図 に示す よ う な絵柄を付す 場合 、 第 3 9 図 の 斜線 を施 し た 領域 は こ の 絵 柄 の 背 景部 分 で あ る た め 、 本来は立体容器の表面が透け て 見 え る よ う に 表示さ れる の が好 ま し い が 、 従籴の方法で は絵柄原稿入力 時の 枠内 す べ て が絵柄 と し て 取扱わ れる た め 、 こ の枠内 の 背 景部分も何 ら かの着色が さ れて 表示 さ れて し ま っ て い た こ こ に 開示す る実施例 に よ れ ば 、 二値画像 と し て 入力 し た絵柄 に着色 し 、 し かも こ の絵柄の背景部分 を消去 し た 状態で 立体容器 に 付 し て 表現 す る こ と が で き る 。

第 4 0 図 は本実施例 に 係る方法の 流れ図で あ り 、 こ の 流 れ 図 の 手頭全体 が 第 2 図 の ス テ ッ プ S 1 Ί に 相 当 す る 。 ま ず 、 ス テ ッ プ S 7 9 に お い て 立体容器を複数の微 小面 に 分割 す る 。 例 え ば第 3 7 図 に 示 す よ う な カ ッ プの 場 合 、 図 の よ う な メ ッ シ ュ 状 に分割 さ れる こ と に な る 。 こ の 分割 は 三 次元 座標系 の ま ま 行 わ れ る こ と に な る た め 、 カ ッ プの背面 （ 図で は一 部分の み示さ れている 。 ） に つ いて も分割 が行なわ れ、 徴小面が存在 す る 。 な お 、 第 3 7 図 は説胡 の便宜上かな り 粗い分割 を行 っ て い る が 実際に は非常 に 微細な分割が行わ れる こ と に な る 。

続い て ス テ ッ プ S 8 0 に お い て 、 各微小面 の輝度 を 計 算 す る 。 即 ち 、 光源の位置 、 視点の位置等を設定 し 、 次 式 に 基づい て 各微小面 の輝度 I を求め る 。

一一

→ ^

( N し J )

→

+ Κ _ς ∑ ( E « L j ' ) ( 2 9 j = 1

し し で' 、

I a 周 囲環境の散光 に よ る輝度

K 拡散反射係数 ： 物体表面の 単位法線べ ク 卜 ル

： 面の光源方向 の 単 ク 卜 ル

J j 番 位 べ

K _c s ： 鏡面反射係数

>

し j 番 目 の光源の 正 反射光の 単位べ ク 卜 ル

E ： 視点方 向 の 単位 ベ ク ト ル

n ： 物 体表面 の光沢度 に依存 し た 指数

m ： 光源の 数

で あ る 。 式 （ 2 9 ) に お い て 右辺第 1 項 は背景光成分 第 2 項 は 拡 散反射成分 、 第 3 項 は鏡面反射成分 で あ る な お こ の モデル は Phong に よ る

[" I l lumi nation for Computer Generated PicturesJ C. ACH ( 1975 ) p.311 〜 317 に 詳述さ れて い る ので 、 こ こ で は詳 し い説明 を省略 する 。 ま た 、 立体容器の各微小 面 に 材質感を表現 し た い 場合 に は 、 式 （ 2 9 ) の K _d お よ び K _s の値を材質 に 適当 な値 に 設定 し て や れば よ い 。

次 に ステ ッ プ S 8 Ί に お い て 、 各徴小面の可視 、 不可 視の判 断を行 う 。 こ れ は例え ば Z バ ッ フ ァ ♦ ァル ゴ リ ズ ムを用 い て 処理を行な えば よい 。 こ の Zバ ッ フ ァ ♦ アル ゴ リ ズム は、 例 え ば、 第 3 7 図 に 示す 図形で奥行き を示 す Z座標値を互い に比較 し て 、 視点か ら見える部分で あ る か見 え な い部分で あ る 'か を判 断す る方法で 、 従来か ら よ く 知 ら れて い る 方 法で あ る た め詳 し い説明 は こ こ で は 省略 す る 。

続い て ステ ッ プ S 8 2 に お い て 、 可視の微小面を — ¾ 元 平 ift に 投影 す る 。 即 ち 、 X Y Z で表わ さ れ た 立 体 容器 を X Y 平面上 に 投影 す る こ と に な る 。 三次元物体 一 ^ 元 平面 に 投影 す る方法 は 、 種々 の座標系 を用 い た 様々 な 方法が知 ら れ て い る の で 、 こ こ で は 説明 を省略 す る 。

次 に ス テ ッ プ S 8 3 に お い て 、 絵柄を 二値画像 と し て 入力 す る 。 例 え ば第 3 8 図 に 示す よ う な絵柄を 白 と 黒 と の 二値を も つ デ 一 タ と し て 、 ラ イ ン セ ン サ等 で 取込め ば よ い 。 実際 に は 第 2 図 に 示 す 流 れ 図 の ス テ ッ プ S 7 , S 8 で こ の作業 は 既 に 完了 し て い る こ と に な る 。 2 ^—

5 o 続い て ス テ ッ プ S 8 4 に お い て 、 こ の入力 し た 絵柄を 微小面 に 分割 す る 。 こ れ は 第 3 9 図 の 破 線 で 示 す よ う に 、 二次元座標系で行わ れる分割 で あ り 、 し かも こ の狯 柄を立体容器 に 付 し た 場合 に 、 立体容器の各微小面 と槔 柄の各微小面 と が 位置的 に 1 対 1 の対応関係 に あ る よ う に す る 。 例 え ば第 3 7 図 の立体容器の斜線を施 し た 部分 に 第 3 9 図 の絵柄を付す場合を 考え る と 、 第 3 7 図 に お け る立体容器の微小面 A は 、 第 3 9 図 に お け る絵柄の微 小面 A ' と 対応 す る こ と に な る 。 な お 、 前述の よ う に こ

1 0 の分割 は実際 に は非常 に 微細で あ る た め 、 第 3 9 図 に お け る 1 つ の微小 面 は 、 実際 に は微小面 A ' の よ う な大き な領域 で は な く 1 画素 に 相 当 す る程度の大きさ の も ので あ る 。

次 に ステ ツ プ S 8 5 に お い て 、 第 3 9 図 に 示す絵柄の 各 微小面 に 色 番 号 を付 与 す る 。 各微小面 は u 述の よ う に 1 画素 に 相 当 す る 単位面で あ る か ら 、 こ れ ら 1 つ 1 つ に つ い て 色番 号 を付与 す る の は 能率的 でな い 。 そ こ で' こ の 絵柄 を 複数の 閉頜域 に 分割 し 、 こ の 閉領域 ご と に 色番号 を 指定 し て 該 閉 頜域内 の 微小面 に 一 括 し て 同 じ 色番号 を 付す よ う に す る の が好 ま し い 。 例 え ば第 3 8 図 に 示 す狯 柄 は 、 白 と 黒の 2 つ の領域 か ら 構成さ れ て い る が 、 は じ め に 黒で 囲 ま れた 白 い 閉 領域 に つ い て 、 そ れぞれ色番号 を付 し て ゆ < 。 図 の W 1 〜 W 7 が 、 こ の 白 い 閉領域 の一 例 で あ る 。 色番号の指定 は 、 例 え ぱ狯柄を カ ラ ー デ イ ス プ レ イ 上 に表示 し 、 才 ペ レ ー タ が こ のデ イ スプ レ イ を見 な が ら 、 各領域の色番号を指定 し て ゆ ぎ 、 こ の指定 さ れ た色番号 に対応す る色で該領域が着色さ れる よ う に シ ス テ ムを構成す れば よ い 。 才 ペ レ一タ は デ イ スプ レ イ に よ る着色表示の フ ィ ー ドパ ッ ク を利用 し て 、 色番 号の訂正 を容易 に 行 う こ と が で ぎ る 。 白 い 閉頜域 に つ い て の色番 号指定 が終了 し た ら 、 黒い 閉領域 に つ い て の 色番号指定 を行 う 。 図 の B 1 〜 B 3 が 、 こ の黒い 閉領域の 一例 で あ る 。 更に絵柄の背景部分の領域 B B 内 の微小面 に は、 背 景を：^ す 色番号を指定 す る 。 こ の よ に し て 、 絵柄の す ベて の微小面 に 色番号が与え ら れる こ と に な る

次 に ス テ ツ プ S 8 6 に い て 、 第 3 7 図 の よ う に 投影 さ れ た立体容器の各微小面の色値を決定 す る 。 こ の色値 の 決定 は、 該微小面 の属性 に よ つ て 次の 3 と お り の方法 を採 つ て行 う

( 1 ) 狯柄 が付 さ れな い 微小面の 場 台

例 え ば第 3 7 図 に お け る 微小面 C の よ う な狯抦が付さ れな い微小面の場 合 は 、 少な く と も該微小面の物体色 と 輝度 に 基づい て 色値を 決定 す る 。 例 え ば輝度に 応 じ た 明 度を も つ た 物体色を R G B 表現す ればよ い 。 あ る い は更 に材質惑を 示 す値 をパ ラ メ ー タ と し て 用 い て 色値 を 決定 し て お よ い 。 ( 2 ) 背景を示す 色番号がつ け ら れた 絵柄の 微小面 が付 れる微小面の場合

例 え ば第 3 8 図 に お け る領域 Β Β 内 の微小面が付さ れ る 立体容器の微小面の場合 は 、 前述 （1 ) と 周様 に 色値決 定 を行え ば よ い 。 こ れ に よ つ て 第 3 9 図 の斜線を施 し た 領域 は 、 立体容器の表面がそ の ま ま 表現 さ れる こ と に な る 。

( 3 ) 色を示す色番号がつ け ら れた 絵柄の微小面が付さ

る微小面の場合

例 え ば第 3 8 図 に お け る領域 W 1 〜 W 7 内 の微小面が 付さ れ る 立体容器の 微小面の 場合 は 、 少な く と も輝度 と 色番号 と に 基づい て 色値を決定 す る 。 例 え ば 、 あ ら か じ め各色 番号 に 対応 す る 色 を定 義 し て お き 、 こ の色の 明度 を輝度 に応 じ て 決定 し 、 R G B 表現 す れば よ い 。 あ る い は 更 に 材質感 を示 す値 をパ ラ メ ー タ と し て 用 い て 色値 を 決定 し て も よ い 。

な お 、 上述の 色値決定方法 に つ い て の詳細 は 、 後述 す る ぐ 材質感表現 を行 う た め の 最良の形態 > に て 説 明 す る こ と に す る 。

に ス テ ッ プ S 8 7 に お い て 、 カ ラ ー の 二 次元画像 と し て 立体容器 を 表現 す る 。 こ れ は 、 第 3 7 図 に 示 す よ な 二 次元 平面 上 に 投 影 さ れ た す ベ て の 微 小 面 に つ い て 、 既 に 色値が 決定 さ れ て い る の で 、 各微小面を 該色値 で表現 す れば よ い 。 前述の よ う に 各微小面 は 、 デ ィ ス プ レ イ の一画素 に相当 する あのであ る か ら 、 各画素が倒 え ば R G B デ ー タ の色値 と し て表現さ れる こ と に な る 。

以上の よ ラ に し て 、 絵柄を付 し た 立体容器の 二次元表 現を行 う こ と がでぎ る

以上の と お り 本実施倒 に よ れば 、 絵柄 を付 し た立体容 器を二次元表現 す る 上で 、 二次元投影 し た 立体容器お よ び二値画像 と し て 入力 し て 着色 し た絵柄をそ れそれ 1 対 1 に 対応 し た 微小面 に 分割 し 、 絵柄の付さ れな い部分お よ び絵柄の背景が付さ れる部分 につ いて は 、 立体容器の 物体色 と輝度 に 基づい て 、 ま た 、 絵柄の 背景以外が付さ れ る部分 に つ い て は 、 絵柄 に 付さ れ た 色番号 と輝度に基 づい て 、 そ れぞれ色値を 决定 す る ょ ラ に し た fc め 、 二値 画像 と し て 入力 し た絵 3 に看色 し 、 し かち こ の絵柄の背 景部分を 消去 し た 状態で 立体容器 に 付 し て 二次元 表現を 行 う こ と がで ぎる よ う に なる 。

ぐ 二 次元 画像 と 三次元形状を合成 し た 映像を形成す る た め の最良の形態 >

で は第 2 図 に示 す 流れ図 に 基づい て 説明 し た 設計 方法 に お い て 、 ス テ ッ プ S 1 1 に 示す過程の 更 に 別 な 最 良の -形態を 説明 す る 。 前述の 施例で は絵柄を付 し た 立体容器の 二 次兀 を行 う た め の力 法 に つ い て 説明 し た が 、 こ こ で は 二次元 の背景画像の 中 に 三次元 の立体容 器 を 配 し た 状態の映像 を形成す る 一方法を 開示 す る 。

本実施例 に 係 る方法を実施 す る た め に は 、 第 9 図 に 示 す装置の う ち 、 処理装置 Ί 0 1 、 座標入力装置 1 0 2 、 画像入力 装置 1 0 3 、 表示装置 1 0 4 、 お よ び数値入力 装置 1 0 8 を用 い る 。 画像入力装置 1 0 3 と し て は 、 ス キ ヤ ナ ， ラ イ ン セ ン サ等 が 用 い ら れ 二 次 元 の 背 景 画 像 の 取込 み が 行わ れ る 。 第 2 図 の 流 れ 図 で は 、 ス テ ッ プ S 7 , S 8 に お い て こ の 取込み作業が行な わ れる 。 こ の 背景画像 と合成さ れる べ き立体容器の形状 （ こ こ で はプ リ ミ テ ィ ブ図形 と 呼ぶ こ と に す る 。 ） は 、 座標入力 装置 1 0 2 あ る い は数値入力装置 1 0 8 を用 い て 入力 さ れ 、 第 2 図 の 流 れ図 で は 、 ス テ ッ プ S 1 〜 S 6 に お い て こ の プ リ ミ テ ィ ブ図形の入力 が行わ れる こ と に な る 。 合成は 処理装置 1 0 1 に お い て 行わ れ 、 合成後の 画像 は表示装 置 1 0 4 に 表示さ れる 。 従 っ て オ ペ レ ー タ は 、 こ の表示 装置 1 0 4 上の 表示画像を観察 し な が ら対話方式 で プ リ ミ 亍 イ ブ図形の変換を行 う こ と が で き る 。

第 4 1 図 は 本実施例 に 係 る 方法 の 内容 を 示 し た 流 れ図 で あ り 、 ま た こ の 流れ図 に お け る各ス テ ッ プ に お い て 取 扱わ れ る 図形 の 一 例 が 第 4 2 図 （ A ) 乃 至 ( D ) に 示 さ れ て い る 。 こ の例 で は 、 背景的二 次元 画像 S と し て は 陳 列 ffl の 画像 を 、 そ し て 合成 す べ き プ リ ミ テ ィ ブ図形 P と し て は 円 柱状物体を用 い る 。

ま ず 画像人力 装 置 に よ り 陳列 棚 の 画 を 入力 す る （ S 8 8 ) 。 こ の デ ー タ は演算装置の メ モ リ に格納 さ れ る と 共 に 表示装置 に 出 力 さ れる （ S 8 9 ) 。 こ の表示画像 は 第 4 2 図 （ A ) に示 し た の も の で あ る 。

次いで ス テ ッ プ S 9 0 に よ り 表示裝置上 に 陳列棚画像 を表示 し た ま ま で座標入力 装置に よ り プ リ ミ テ ィ ブ図形 の三次元デ ー タ を入力 す るかある い は予めメ モ リ に格納 さ れて い る 三次元 デ ー タ を持つ プ リ ミ テ ィ ブ図形の デ ー タ を読出 し て ワ イ ヤ フ レ ー ム表示す る 。 第 4 2 図 （ B ) は こ の と き の表示画像を示 し て い る 。

こ の表示画像を観察 しなが ら オ ペ レ ー タ が座標入力装 置も し く は数値入力装置を 操作 し て プ リ ミ テ ィ ブ図形の 変換を行う （ S 9 1 ) 。 変換内容 は例 えば回転角 、 視点 位置、 サイ ズ 、 透視条件、 画面上の位置座標等で あ り 、 さ ら に 光源位置 と か材質 ^等を付加 し て も よ い 。

こ の 変 換操作 の 結 果 、 プ リ ミ テ ィ ア 図 形 と 陳 列 棚 と が オ ペ レ ー タ の 感覚 か ら 見 て 一 致 し た と 認 め ら れ た と き .、 ス テ ッ プ S 9 2 に よ り そ の 際 の 座 標 入 力 装 置 と か 数値入 力 装 置等 に よ る 入力 パ ラ メ 一 タ を 演算 装 置 の メ モ リ に 格納 す る 。 こ -入 力 パ ラ メ ー タ は 三 次 元 デ ー タ と し て 取込 ま れ お り 、 こ の三次元 デ ー タ を基 に 演算裝 置 に よ り ゾ リ ミ テ ィ ブ 図 形 の 二 次 元 投 影像 を 形成 す る ( S 9 3 ) 。 こ の 図形が第 4 2 図 （ C ) に 示す 図形で あ る 。 そ し て 、 演算装置 に よ り こ のプ リ ミ テ ィ ア図 形の 二 次元投影像 を 陳列棚画像 に 台成 し 、 表示装置上 に 表示す る （ S 9 4 ) 。 第 4 2 図 （ D ) は こ の 最終 的な表示映像 を示 し て い る 。 こ れ に よ り 表示装置上 に はプ リ ミ テ ィ ブ図形 と 陳列棚 と の合成映像が得 ら れ 、 こ の画像か ら 合成結果を確認す る こ と がで き る 。 ま た こ の合成画像 は コ ピ ー と し て 出力 す る こ と もで き る 。

上述の よ う に 、 本実施例 に よ れば三次元 プ リ ミ テ ィ ブ 図 形 を背景的二 次元画像 と 合 成 し た 映 像 を 形 成 す る た め 、 例 え ば風景 に 対 す る家 で あ る と か家具 に 対す る 置物 と かの合成シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を簡便かつ 良好 に 行 う こ と が で き る 。 す なわ ち 、 背景的二次元 画像 と し て は非常 に 複雜な も の を利用 で き 、 ま た 三 次元 デ ー タ は任意の も の を任意の条 件で 二 次元 画像 に 合成で き る か ら 合成結果が 自 然な ち の と な る 。

く 材質感表現 を行 う た め の 最良の形態 >

こ こ で は第 2 図 に 示す 流れ図 に 基づい て 説明 し た 設計 方法 に お い て 、 ス テ ッ プ S 1 1 に 示 す過程の —形態 、 特 に 三次元 図形 を 二 次元表現 す る上 で の材質感 表現を 行 う こ と が で き る 最良の 一形態 を 開 示 す る 。

三 次元 図形を —：次元 表現 す る 手法 は 、 種々 の分野 で非 常 に よ く 用 い ら れ る 手法 で あ る が 、 こ こ 問題 と な る の は 、 三 次元 図 形 を構成 す る物体の材質惑を い か に 表現す る か と い う 点で あ る 。 物体 に 光を 照射 し た 場 合 、 材質 に よ っ て 、 拡散 、 反射 、 透過の し かた が異な る た め 、 一般 に こ の 拡散 、 反射 、 透過 を 考慮 し て 二次元 投影図 の 色 を 決定 す る 手法を用 い て 材質感を表現 し て い る 。 し か し な が ら 、 従来の方法で は十分な材質感の表現を行 う こ と が できず 、 ま た ¾体の部分部分 に よ っ て 異な る材質感表現 を行う こ と ができな い と い う 欠点が あ っ た 。 こ こ で述べ る実施例 に よ れば 、 三次元 図形を 二次元表現 す る上で 、 よ り 忠実な材質感の表現を行 う こ と ができ 、 ま た 、 部分 的 に 異な る材質感の表現を行 う こ と が で き る 。

第 4 3 図 は 本実施例 に 係 る 方 法 の 流 れ 図 で あ る 。 ま ず 、 ス テ ッ プ S 9 5 に お い て 物体を複数の微小面 に 分割 す る 。 例えば第 4 4 図 に示す よ う な カ ッ プの場合、 図 の よ う な メ ッ シ ュ 状 に 分割 さ れ る こ と に な る 。 こ の分割 は 三次元座標系の ま ま 行なわ れる こ と に な る た め 、 カ ッ プ の背面 （ 図 に は示さ れ て 0、 な い 。 ） に つ い て も分割 が行 なわ れ 、 微小面が 存在 す る 。

次 に ス テ ッ プ S 9 6 に お い て 、 各微小面 に つ い て の材 質感 、 色を指定 す る 。 第 4 4 図 に 示す カ ッ プの場合 、 例 え ば容 - の 部分 を プ ラ ス チ ッ ク 、 足の 部分 を金属 と い う よ う に部分部分で材質を変 え る よ う に し て も よ い 。 ま た 色 の 措定 は 力 ッ ァ表面 に 絵柄を付 し た 状態を表現 す る こ と が で き る 。 第 4 4 図 に 示 す例 で は説明 の便宜上分割を 粗 く し て い る が 、 よ り 微細 な分割 を行え ば 、 各微小面を 一画素 と し て 微細 な絵柄表現 が可能で あ る 。

続い て ス テ ッ プ S 3 に お い て 、 各微小面の輝度 を計算 す る 。 即 ち 、 光源の位置 、 視点の位置等を設定 し 、 次式 に 基づい て 各微小 面の輝度 I を 求 め る 。 →

I = I + K d¹ ( N ♦ L i )

-1 j =1 m →

+ K ( Ε ♦ し ( 3 0 ) し し で

il

周 囲環境の散光 に よ る輝度

K 拡散反射係数

→

N 物体表面の単位法線べ ク 卜 ル

L j ： j 番 目 の光源方向 の単位ベ ク ト ル

K ： 鏡面反射係数 し ： j 番 目 の光源の 正 反射光の 単位べ ク 卜 ル

E ： 視点方 向 の単位ベ ク ト ル

n ： 物体表面の 光沢度 に 依存 し た 指数

m ： 光源の数

で あ る 。 式 ( 3 0 ) に お い て 右辺第 1 項 は背景光成分 、 第 2項 は 拡散反射成分 、 第 3項 は鏡面反射成分 で あ る 。

で第 2項 に お け る拡散反射係数 k _ri お よ び第 3項 に お け る 鏡面反射係数 K _s の 値 は 、 該微小面 の 材質感に よ つ て 定 ま る 。 例 え ば金属感を 出 す場合 は K _s が大き く な り 、 陶 器感 を 出 す 場 合 は K _d が大 き く な り 、 プラ ス チ ッ ク 感 を 出 す場 合 は K _s と K _d が ほ ぼ等 し く な る 。 な お こ の モ デ レ は Phong に よ る 「 I l lumi nat i on for Computer Generated P i ctures J C . ACM ( 1975 ) p .311〜 317に 詳述さ れて いる ので 、 こ こ で は詳 し い説明 を省！ §する 。

さ て 、 不透明 な材質を も つ 微小面 に つ い て は 、 次の よ う に し て 輝度値を計算す る 。 ま ず各微小面の単位法線べ ク 卜 ル N を 計算す る 。 例 え ば第 4 5 図 に 示す よ う な矢印 が 三次元 座標系 で べ ク 卜 ル と し て 求 め ら れ る こ と に な る 。 続 い て 各微小 面 に つ い て の I 1 を 算 出 す る 。 こ の I 1 は 、 第 Ί の光源の みを設置 し た と し て 、 式 （ 3 0 ) の右辺 を 計算 し た も の で あ る 。 第 1 項 I 。 は 、 使用 す る 第 1 の 光源に 起因 す る 背景光成分で あ り 、 適当 な値を 与 え て や れば よ い 。 K _s と K _d の値は 、 材質 に応 じ て 決定 し 、 輝度 1 1 を計算 す る

次 に 、 各微小面 に つ い て の I 2 〜 l m を 算 出 す る 。 ί 2 は第 2 の光源の みを 設置 し た と し て 、 式 （ 3 0 ) の 石 を計算 し た も の で あ り 、 I mは第 mの 光源の みを設 置 し た と し て 、 式- ( 3 〇 〉 の 右 辺 を 計 算 し た も の で あ 。 最終的 に 各徴小面 に つ い て の輝度 〖 は次式 よ り 求 ま る 。

1 = 1 + 1 2 + h i m - ( 3 ) 次 に ス テ ッ プ S 9 8 に お い て 、 各微小面の 可視 、 不可 視の判 断 を行う 。 こ れ は例 え ば Zバ ッ フ ♦ ア ルゴ リ ズ 厶 を用 い て 処 理を行 な え ば よ い 。 こ の Zバ ッ フ ァ ♦ ア ル ゴ リ ズム は 、 例 え ば 、 第 4 6 図 に 示す 図形で奥行き を示 す Z座標値を 互い に 比較 し て 、 視点か ら 見 え る 部分で あ る か見え な い部分で あ る かを判 断 す る方法で 、 従来か ら よ く 知 ら れて い る方法であ る た め詳 し い説明は こ こ で は 省略す る 。

続いて ス テ ツ プ S 9 9 に お い て 、 可視の微小面を二次 元平面 に 投影 す る 。 即 ち 、 X Y Z で表さ れ た 三 次元物体 を X Y 平面上 に 投影 す る こ と に な る 。 三次元 ¾体を二次 元平面 に 投影 す る方法 は 、 種々 の座標系 を用 い た 様々 な 方法が知 ら れ て い る ので 、 こ こで は説明 を省略す る 。

最後 に ス テ ツ プ S 1 0 〇 に お いて 、 投影さ れ た 各微小 面の 色値を決定 す る 。 こ れ は次の'よ う に し て 行う 。 ま す 該微小面 に つ い て の 拡散反射係数 K _d お よ び鏡面反射係 数 K _s を 比 較 し て 、 そ の結果 に 基づい て 別 々 の方法で 決 定 を行 う 。

( 1 ) K _d = K s の場合

K _d と K S と の相 違が 1 0 % 程度以下 で あ る 場 合 、 即 ち プ ラ ス チ ッ ク 等の材質感を 出 す微小面 の場合 、 該微小 面の輝度 を参照 し 、 第 4 7 図 に 示 す グ ラ フ に 基づ い て 色 値決定 が な さ れ る 。 ま ず輝度の 中間値 M を定 め 、 輝度が 中 間 値 M に 等 し い 微小面 に つ い て は所定 の 明度 の物体 色 で 表わ す こ と に し 、 輝度 が 低 く な る に従 っ て 明度を減 じ て ゆ く よ う に す る 。 逆 に 輝度が 中 間値 M か ら 高 く な る に 従 っ て 物 体 色 に 光源色 を 混ぜ て ゆ く よ う に し 、 輝度が 高 い程光源 色の割 合 が 多 く な る よ う に し て や る 。 こ の よ う に し て 該微小面の 色 が所定 の 明 度の物体色 、 あ る い は所

o 定の混合比の物体色お よ び光源色 と なる よ う に 決定を行 。

(2) K _d > K _s の場合

K _d が K _s よ り あ る程度大きい場合、 即ち 、 陶器等の 材質感を 出す微小面の場 合 、 該微小面の輝度を参照 し 、 第 4 8 図 （ a ) に 示す グラ フ に 基づい て 色値決定 が な さ れる 。 即 ち 、 該微小面に つ い て は物体色の みで表現を行 い 、 輝度が高 く な る に従 っ て 明度を 高 く す る よ う に し て 色決定を行う 。

0 (3) K _s > K _d の場合

K 5 が K _d よ り あ る程度大き い場合 、 即ち 金属等の材 質感を出 す微小面の場合 、 上述の （2) と 同様 に 第 4 8 図 ( a ) に 示 す グ ラ フ に 基づ い て 色値決定 が な さ れる 。 微小面が透明 な材質の場合 は 、 第 4 8 図 （ b ) に 示す5 よ う に 、 輝度が 中 間値 Mよ り 大き い と き は 、 こ の 微小面 を 容 器 の 周 囲 の 背景 色 と 光 源 色 と の 混 合 色 と し て 表 現 し 、 かつ 、 輝度 が 高 く な る 程光源 色 の割 合 を高 く し 、 一 方 、 輝度が 中 間値 Mよ り 小さ い と き は 、 こ の 微小面を背 景色 と 物 体色 と の 混合色 と し て 表現 し 、 かつ 、 輝度が低 く な る 程物体色の割 合を高 く す る の が好 ま し い 。 な お 、 こ の方法 は 、 本願 と 同 一 出 願 人 に よ っ て 出願 さ れ た 特顥 昭 6 0 — Ί 3 7 0 1 6号明細書 に 記述 さ れ て い る た め 、 こ れ を参照 さ れ た い 。

以上の よ う に し て 各微小面の色値が 決定 し 、 材質感を も っ た二次元表現が な さ れる 。

以上の と お り 本実施例 に よ れば、 三次元 図形を二次元 表現す る 上での材質感表現方法 に お い て 、 三次元 図形の 表面を複数の微小面 に 分割 し 、 各微小面 ご と に輝度を計 算 し 、 拡散反射成分 と 鏡面反射成分 と が ほ ぼ等 し い不透 明 な材質 の微小面 と 、 あ る程度異な る 不透明 な材質の微 小面 と 、 透明 な 材質の微小面 と で 、 そ れぞれ別 々 の方法 で色決定 を行 う よ う に し た た め 、 よ り 忠実な材質感の表 現 を行 う こ と が で き 、 ま た 、 部分的 に 異な る材質感の表 現を行 う こ と が で き る よ う に な る 。

く 文字 フ ォ ン ト の べ ク 卜 ルデ ー タ を形成す る た め の 最良 の形態 >

こ こ で は 第 2 図 に 示す 流れ図 に 基づい て 説明 し た 設計 5法 に お い て 、 ス テ ッ プ S 9 , S 1 0 に 示 す過程の 最良 の一形態を 開示す る 。

文字を ラ ベルの一部 と し て 用 い る場合 に は 、 各文字の フ オ ン 卜 デ ー タ を作成 し な く て は な ら な い 。 従来 の 文字 フ オ ン 卜 フ ォ ー マ ツ 卜 は第 4 9 図乃 至第 5 1 図 に 示す 3 つ の 形式 が あ る 。 こ れ ら は何 れも 「 山 」 と い う 意味 の 曰 本語 の 漢字文字 に つ い て の も の で あ り 、 そ の 1 は第 4 9 図 に 示 す ラ ス タ デ ー タ を そ の ま ま 用 い た も の で 、 5 x 5 画 素中 「 山 」 と い う 文字 に 対応 す る画素を黒 と し 残 り を 白 と し て い る 。 そ の 2 は第 5 0 図 に 示 す ラ ン レ ン グ ス ♦ デ ー タ に よ る も の で 白 も し く は 黒の デ ー タ の 水平方 向に 相続 く 長さ を画素数値 と し て 示 し た も ので あ る 。 そ の 3 は 5 x 5画素を 白 を 0 、 黒を 1 に 対応さ せ て コ ー ド変換 表示 し た もの を 1 6進数値 と し て 表示 し た もので第 5 図 に示す よ う なも の である 。

し か し な が ら 、 こ れ ら は何れも欠点が あ る 。 そ の 1 の ラ ス タ デ ー タ に よ る も の は 、 各画素毎のデー タ を 要す る か ら デー タ 量が多 く な る 。 そ の 2 の ラ ン レ ン グス · デ ー タ に よ る も の お よ びそ の 3 の コ ー ド変換に よ る も の は文 字フ ォ ン 卜 の形状を変化さ せ る と す る と一 旦ラ ス タ デ ー タ に 変換 し な け れば な ら な い点で文字 フ ォ ン 卜 形状を 変 化さ せ難い も の と な っ て い る 。

本実施例 に 係る方法 に よ れ ば、 少ないデ ー タ *で文字 フ ォ ン 卜 の形状 、 サイ ズを任意 に変 え得る文字 フ ォ ン 卜 の形成が 可 能 に な る 。

第 5 2図 （ a ) は 本実施例で取扱 う 文字の ラ ス タ デ ー タ を示 し た も の で 、 X 铀 、 y 铀 を 0 と し X 軸 方向 に — 3 〜 3 、 y 軸方 向 に 一 3 〜 3 の 7 x 7 画 素 の デ ー タ で あ る 。 そ し て こ の ラ ス タ デ ー タ は 前 述 の 説 明 で も 用 レヽ た 「 山 」 な る文字で あ る 。

第 5 2 図 （ b ) は こ の ラ ス タ デ ー タ を "！ ラ イ ン毎 に 走 査す る場合の走査方法を示 し た も の で 、 こ こ で は X 軸力 向 に - か ら + に 向 つ て 1 ラ イ ン づっ 走査 す る 。

こ の走査に よ り 得 ら れた べ ク 卜 ルデ ー タ は 下記第 1 表 の 通 り で あ る 。 こ こ で各 デ ー タ は （ X , y ) な る座標値 で あ る

第 1 表

す な わ ち 7 X 7 両素中 、 「 山 」 な る 文字のデ ー タ は第 2 ラ イ ン 乃 至.第 6 ラ イ ン に 現 れる 。 し た が っ て 、 上記第 表中 の デ ー タ か ら 必要 デ ー タ の みを採 り 、 ま と め る と 下 記第 2 表の 通 り と な る 。

第 2 表

¾ 占 ( o ノ ノ

；/ * ノ rr v 1 )

/； ( -2 0 ) /, { -2 0 " )ノ

〃 ( 0 0 ) 〃 ( o 0 )

〃 ( 2 , 0 ) { 2 0 )

// ( -2, -1 ) 〃 ( -2, -1 )

/； { 0， -i ) 〃 ( 0， -1 )

ft ( 2， -1 ) rr ( 2, -1 )

/； ( -2, -2) 〃 ( 2 , -2) こ の第 2表 に 示す べ ク 卜 ルデ ー タ に よ っ て 原点を含む X — y 座標 に つ い て 「 山 」 と い う 文字を 表わ す こ と が で き る 。 こ の デ ー タ は デ ー タ 量 と し て は比較的小さ い も の で-あ る 。 そ し て べ ク 卜 ルデ ー タ で あ る か ら 幾何学変換処 理 に 適 し て い て 要処理時間 が短 く 、 し かも変換後の文字 形状再現性が よ い 。 そ し て 、 文字 フ ォ ン 卜 サ イ ズ は 限定 さ れな い _c

上述の よ う に 、 本実施例 に よ れば 、 文字の ラ ス タ デ ー タ を 1 ラ イ ン 毎 に 走査 し て 文字部分 の始点 と 終点 と を 、 文字 上 に 設定 さ れた原点 に 関 す る X — y座標系の座標値 と し て 表 し た ベ ク ト ルデ ー タ を形成 す る よ う に し た た め そ の ま ま で は処理の難 し い ラス タ デ ー タ を 用 い 任意の 文字デ ー タ を取出 す こ と が で き る 。 し た が っ て 画像処理 装置に耝入れ て 種々 の文字画像を得る こ と が で き る 。

産業上の利用 可能性

本発明 に係る立体容器の設計方法お よ び設計装置 は 、 飲食物 を は じ め と す る種々 の食品をパ ッ ク す る た め の 立 体容器の 設計 に 広 く 利用 す る こ と が で き る 。

特 に 、 本発明 に 係る容器の 内容鼂お よ び材料鼂決定装 置 、 な ら び に 容器の形状決定装置 は 、 立体容器の 、 特 に 回 転体形状を し た 立体容器の 設計 に 広 く 利用 す る こ と が で ぎる 。

ま た 、 本発明 に 係る絵柄を付 し た 立体容器の二次元 表 現方法 お よ び二次元 画像 に 三 次元形状 を合成 し た 映像を 形 成す る方法 は 、 二次元表現 さ れ た 立体容器の映像を見 な が ら 立体容器の 設 計を行 う 設計方法 に 広 く 利用 す る こ と がで き る 。 更 に は 、 立体容器 だけ に 限 ら ず 、 一般的な ：： 次元物 体を 二次元表現 す る表現方法 に も広 く 利用 が 可 能で ¾ る 。

ま た 、 本発明 に 係る材質感表現方法 は 、 立体容器を は じ め と す る種 々 の 三次元物体 を 二次元 表現 す る 表現方法 に お い て 、 材質感 を 表現 す る 手 法 と し て 広 く 利 用 で き る 。

更 に 、 本発明 に 係る文字 フ ォ ン 卜 の ベ ク 卜 ルデ ー タ 作 成方法 は 、 な体容器 に 付す ラ ベル に 用 い る 文字 フ ォ ン 卜 だけ で な く 、 一 般 に ド ッ 卜 の集合 と し て 文字 フ ォ ン 卜 の 丁 ― タ を形成 す る 技術 に 広 く 利用 可 能で あ る 。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 立体容器の 断面を二次元デ ー タ と し て 入力 し 、 こ の入力 し た 二次元デ ー タ に 基づい て 前記立体容器の二 次元投影像の表示お よ び容量計算を行い 、 そ の結果 に 基 づい て IU 記 \L体容器の 断面 に 接正を加 え て 最終的 な容器 形状を決定 し 、

m 記立体容器の表面 に付す ラ ベルの原画を 二次兀 タ と し て 入力 し 、 こ の入力 し た二次元 デ ー タ に 基づい て 目 |J S己 フ ベルの表示を行い 、 そ の結果に 基づい て前記 ラ ベ ルの修正 ま た は着色処理 を行 う こ と に よ っ て 最終的な ラ ペルを決定 し 、

最終的な容器形状の デ ー タ と 前記最終的な ラ ベル のデ ー タ と を結 合 す る こ と に よ り ラ ベ ルの付さ れ た 1.休 容器の 二次元投影像を 出力 す る 立体容器の 設 Λ 法 . ：

2 . 前記 M体容器の 表面 に 付 す ラ ベ ルの 原画 狯抦 と 文字 と に 分け 、 こ れ ら のデ ー タ をそれぞれ別 々 に ヌ、力 し 、 こ の 入力 し た デ ー タ に 基づい て 前記ラ ベ ル の 表示を 行い な が ら 修正 ま た は着色処理 を施す こ と に よ つ て 最終 的な ラ ベ ル を 決定 す る こ と を特徴 と す る 請求 の範囲第 1 項記載の立体容器 の 設計方法 。

3 立体容 器の凝断面 と 横断面 と を 二次元 デ ー ダ と し て 入力 す る こ と を特徴 と す る 請求の範囲第 1 項 ま た は 第 2 項記載 の 立体容器の ロ 3T 方 法 。

4 . 縦断面の入力 を 、 二次元座標系 に お け る複数 の 座標点を指定 し 、 各座標点藺を直線 ま た は曲線で連結す る よ う 指示す る こ と に よ っ て 行 う こ と を特徴 と す る 請求 の範囲第 3 項記載の立体容器の設計方法 。

5 5 . 横断面の入力 を 、 該横断面が 円 で あ る こ と を 指 定 す る こ と に よ っ て 行 う こ と を特徴 と す る請求の範囲第 3 項 ま た は第 4 項記載の 立体容器の 設計方法 。

6 . 横断面の入力 を 、 該横断面の方程式を与える こ と に よ っ て 行 う こ と を特徴 と す る 請求の範囲第 3 項 ま た 1 0 は第 4 項記載の 立体容器の設計方法 。

7 . 横断面の入 力 を 、 円 、 四角形等の基本的幾何図 形の組合せ の指定 に よ っ て 行 う こ と特徴 と す る請求の範 囲 第 3 項 ま た は第 4 項記載の 立体容器の 設計方 法 。

8 . 立体容器の 断面を二次元座標 と し て 入力 す る座 U 標入 力 装置 と 、

前記 立体容器の 表面 に 付 す ラ ベ ル の原画を画 籙デ ー タ と し て 人力 す る ラ ベ ル入力 装置 と 、

前記立体容器の 二 次元投影像 、 前記 ラ ベ ル 、 前記立体 容器 に 節 記 ラ ベ ルを付 し た 状態の 二 次元 投影像 、 そ の他 20 オ ペ レ ー タ へ の必要な指示を表示 す る 表示装置 と 、

前 記立 体容 器の 二 次元投影像を線画 と し て 出 力 す る線 画 出 力装置 と 、

前 記 立体容器の 二 次元投影像 、 前記 ラ ベ ル ま た は前記 な体容器 に 前記 ラ ベ ル を付 し た 状態の 二 次元投影像を 力

o

ラ一で 出力 す る カ ラ ーハ ー ド コ ピ ー 装置 と 前 標入力装置お よび前記画像入力装置か ら 入力 し 座

た デ一タ に 基 づ い て 、 所 定 の 演算 を 行 い , 記 表 装 置 、 m 記線画出力装置 、 お よ び前記 カ ラ ーハ ー ド コ ピ ー に 必要なデ ー タ を 与 え る処理装置 と 、 を そ な え た 立 体容器の設計装置 。

9 ラ ベル入力装置が 、 立体容器の表面 に付す ラ ベ ルの 原画の う ち 絵柄 の部分を画像デ ー タ と し て 入力 す る 画像入力装置 と 、 前記 ラ ベルの原画の う ち 文字の部分を0 文字 ド と し て 入力 す る文字 コ ー ド入力 装置 と 、 を 有 す る こ と を特徴 と す る 請求の範固第 8 項記載の 立.体容器 の 設計装置 。

1 0 . 座 標 入 力 装 置 が 、 デ ジ タ イ ザ一 、 タ ブ レ ツ 卜 、 V ゥ ス 、 ま た は ラ イ 卜 ペ ン を 有 す る こ と を特徴 と す5 る nR 求の 範照第 8 項 ま た は第 9 項記載 の 立 ^容器の 設計

1 1 . 画像入力装置が 、 ス キ ャ ナ ま た は€ C D カ メ ラ を有 す る こ と を特徴 と す る 請 求の 範囲 第 9 項 ま た は第 1 0 項記載の 立体容器の 設計装置 。

1 2 . 文字 コ ー ド入力 装置 が 、 ワ ー ド プ ロ セ ッ サ ー を 有 する こ と を特徴 と す る請求の範囲第 9 項乃至第 1 Ί 項の い ず れ か に 記載 の 立体容器の 設計装置 つ

1 3 . 線画出力 装置 が 、 二次元投影像を ベ ク タ ー 画 像 と し て 取扱 う こ と を特徴 と す る 請求の 範囲第 8 項乃 至 第 1 2 項の いず れか に 記載のな体容器の 設計装置。

1 4 - 線画出力装置が X Y プ ロ ッ タ を有す る こ と を 特徴 と す る 請求の 範囲第 1 3 項記載の 立体容器の 設計装 5 . カ ラ ー ハ ー ド コ ピ ー 装置が 、 二次元投影像を ラ ス タ ー 画像 と し て 取扱 う こ と を特徴 と す る請求 の 範囲 第 8 項乃至第 Ί 4 項の いず れか に 記載の 立体容器の設計

1 6 . カ ラ ー ノヽ ー ド コ ピ ー装置が 、 フ ィ ルム レ コ ー ダ ま た は カ ラ ー プ リ ン タ を有 す る こ と を特徴す る 請 求の 範囲第 1 5 項記載の 立体容器の設計装置 。

1 7 . 中 心軸 に 対 す る容器の 断面お よ び入 目 線 を 含 む形状要素の位置デ ー タ が 入力 さ れる座標入力 装置 と 、 前記容器の 壁厚を 含む数値デ ー タ が人力 さ れる 数値入 力 装置 と 、

記座標入力 装置お よ び数値入 力 装置 か ら の入力 に 基 づ い て 演 算 を行 な い 容器容 Sお よ び 、 該容器 作製 の た め の 材料 翳 の 少な く と も 一 方 を 算出 す る と 共 に 、 前記容器 の 断 面お よ び入 線 を 含 む容器形状 を 表わ す デ ー タ を形 成 す る処理装置 と 、

こ の 処理装置 の 出 力 を表示 す る デ ィ ス プ レ イ と をそ な え た 立 体容器の 内容躉お よ び材料量 決定装 置 。

8 . 座標入力 装置が デジ タ イ ザか ら 成る こ と を特 徴 と す る 請 求 の 範囲第 1 7 項記載 の 立 体容 器の 内 容 量お

o よ び材料躉決定装置 。

9 . 数値入力装置がキ ー ポ ー ドか ら 成る こ と を特 徴 と す る 請求の範囲第 1 7 項 ま た は第 1 8 項記載の 立体 容器の 内容量お よ び材料量決定装置 。

2 0 . 数値入力 装置が容器の入 目 線位置お よ び底部 位置の入力 を行 う こ と を特徴 と す る請求の範囲第 1 7 項 乃至第 1 9 項の いず れ か に 記載の立体容器の 内容量お よ び材料量決定装置 。

2 1 . 容器の 断面形状を構成す る何れかの要素の位0 置テ ー タ が 該容器の 中心軸 に 関 し て入力 さ れる座標入力 装置 と 、

BU 3d容器 の 内容量 お よび前記要素 の変更分を含む数値 化 さ れた デ ー タ が入力 さ れる数値入 力 装置 と 、

前記座標入力装鼠あ よ び数値入力装置 か ら の入力 に 基5 き座標値を計箅 す る処理装置 ご 、.

こ の処理装置の 出力 を得 て 容器形状を表示 す る装置 と を そ な え た 立休容器の形状 装置。-

2 2 . 座標入力装置 が 、 容器の 高さ お よ び幅の入力 を行 う こ と を特徴 と す る 請求の範 a第 2 1 項記載の 立体 容器の形状決定裝置 。

2 3 . 座標入力装置がデジ タ ィ ザか ら 成る こ と を特 徴 と す る 請 求の範囲第 2 1 項 ま fc は第 2 2 項記載の 立体 容 器の形状決定装

2 4 . 数値入力 装置が キ ー ボ ー ド か ら 成る こ と を特 o 徴 と する請求の範囲第 2 1 項乃至第 2 3 項の いず れか に 記載の 立体容器の形状決定装置 。

2 5 . 所定の物体色を有す る立体容器を 、 そ の 表面 抦を付 し た 状態で 二次元表現す る方法で あ っ て 、 目 'J 記 立体容 器の 表面 を 複数 の 微小面 に 分 割 す る 段 階 と 、

所定の光源を用 い て 所定 の条件で照光 し た 場合の前記 各微小面の輝度を 計算 す る 段階 と 、

記複数の微小面 に 分割 し た 立体容器を二次元平面上0 に 投影す る段階 と 、

目 'J 記立体容器 に 付す絵柄 を二値画像 と し て入力 す る段 階 と

し の 入力 し た 狯柄を前記立体容器 に付 し た 場合 に 前記 な体容器の 各微小面 と 位 置的 に 1 対 1 の対応関係 が つ く5 よ う に 前記絵柄 を複数の微小面 に 分割 す る 段階 と 、

記 絵柄 の 背景 部 分 の 微 小 面 に は 背 景 を 示 す 色 番 号 を 、 そ れ以外の微小面 に は該微小面 の 色 を示す 色番号を つ け る 段階 と 、

記投影さ れ た 立体容器の各微小面の ち 、 前記絵柄 が付さ れ な い 部分 お よ び背景を 示す 色番号 が つ け ら れ た 狯柄 の 微小面が付 さ れる部分 に つ い て は 、 少な く と も 該 微小 面 の物 体色 と 輝度 と に 基づい て 色値を 決定 し 、 色 を 示 す 色番号がつ け ら れた 絵柄 の微小面 が 付 さ れる部分 に つ い て は 、 少 な く と も 該微小面の輝度 と 色番号 と に 基づ い て 色値を決定す る 段階 と 、

前記二次元平面上 に投影 し た立体容器を構成す る各微 小面 に前記色値を与え 、 カ ラ ー の二次元画像 と し て 前記 立体容器を表現す る段階 と 、 を有す る こ と を特徴 と す る 絵柄を付 し た 立休容器の 二次元表現方法 。

2 6 . 各微小面の輝度を計算す る 段階 に お い て 、 該 微小面の材質感を示す値をパラ メ ー タ と し て 用 い る こ と を特徴 と す る請求の範囲第 2 5 項記載の絵柄を付 し た 立 体容器の 二次元-表現方法 。

2 7 . 立体容器を二次元平面上 に 投影する段階 に お い て 、 Z バ ッ フ ァ ♦ アル ゴ リ ズ ム に よ る各微小面の 可視 不可視判断を行う こ と を特徴 と する請求 の範囲第 2 5 項 ま た は第 2 6 項記載の絵柄を付 し た 立体容器の 二次元表 現力 S 。

2 8 . 絵柄 に 色番号をつ ける段階 に お い て 、 絵柄を 複数の 閉領域に分 し 、 こ の 閉領域 ご と に周 一 の 色番号 を付す よ う に す る こ と を特徴 と す る請 求の範囲第 2 5 項 7 至第 2 7 項の い す れか に 記載 の絵柄を付 し た 立体容器 の 二次元表現方法 。

2 9 . 色 暄を 決定 す る 段階に お い て 、 該微小面 の材 質感を示 す値を パ ラ メ ー タ と し て用 い る こ と を特徴 と す る請 求の 範囲 第 2 5 項乃 至第 2 8 項の い す れか に 記載の 絵柄 を付 し た 立体容器の二次元表現方 法。

3 0 . 画像 入力 装置 に よ り 二 次元 画像を入力 し 、 こ の入力 画像を表示装置 に 表示 し 、 こ の表示画像上 に 三次 元デー タ に よ るプ リ ミ テ ィ ブ図形を表示 し 、 こ の表示さ れ た プ リ ミ テ ィ ブ図形を入力条件 に し た が っ て 図形変換 し 、 こ の入力 条件中か ら 選択さ れた条件に 基き前記プ リ ミ テ ィ ブ図形の 二次元 投影像を 形成 し 、 こ の 二次元 投影 像 と前記入力 二次元画像 と を合成 し 、 前記表示装置上 に 表示す る よ う に し た 二次元 画像 に 三次元形状 を合成 し た 映像を形成 す る方法。

3 1 . 画像入力 装置が 、 ス キ ャ ナ ま た は ラ イ ン セ ン0 サを有 す る こ と を特徴 と す る 請 求の 範囲第 3 0 項記載の 二 次元 画像 に 三 次元 形状 を 合 成 し た 影 像 を 形 成 す る 方

3 2 . 所定 の背景を もつ 空 間 に お か れた 所定 の物体 色 を有 す る 三次元 図形を 二 次元 表現 す る 上 で の材質感表ί) 現方 法 で あ っ て 、 前記三次元 図形の表面を複数の微小面 に 分割 し 、 所定 の 光源を用 い て 所定 の 条件で照光 し fe場 合の 前 記各微小面の輝度を 、 そ の材質 固 有 の 背景光成分 と 拡散 射成分 と 鏡面反射成分 と をバ ラ メ 一 タ と し て 用 い て 計算 し 、 こ の 計 算結 果 か ら 前 記 輝 度 の 中 間 値 を 求 0 め 、

前記拡散反射成分 と 前記鏡面反射成分 と が ほ ぼ等 し い 不透明 な 材質の 微 小面 に つ い て は 、 輝度 が 前記 中 間値 よ り 小 さ い場 合 は輝度値 に 応 じ た 明 度の前記物体 色で表現 し 、 輝度が 記中 間値 よ り 大き い 場 合 は ·輝度値 に 応 じ て WO 87/00320 e g PCT/JP華 347 o m P5光源の光源色 と 前記物体色 と を混合 し た 混合色で表 現 し

前記拡散反射成分 と前記鏡面反射成分 と が あ る程度異 な る不透明 な材質の微小面 に.つ い て は 、 輝度値 に応 じ た 明度の前記物体色で表現 し 、

記微小面 が透明 な 材質の場合 は 、 輝度が 前記中 間値 よ り 大き い微小面 に つ い て は 、 前記光源の光源色 と前記

の背景色 と の 混合色 と し て 表現 し 、 かつ 、 輝度が高

< な る程前記光源色の割合を髙 く し 、 輝度が前記中 間値0 よ >9 小さ い 微小面 に つ い て は 、 前記物体色 と 前記背景色

と の 混合色 と し て 表現 し 、 かつ 、 輝度が低 く なる程 BU 記 物体色 の割 合を高 く す る よ う に 表現 し 、

記三次元 図形を材質感をも っ た 二次元画像 に 置換す る 三次元 図形を 二 次元表現 す る上で の材質感表現方法。

5 3 3 . ΪΪ 度 を背景光成分 と拡散反射成分 と 鏡面反射

成分 と の 3 つ の成分の和 と し て 計算す る こ と を特徴 と す る 請 求の範囲第 3 2 項記載の三次元 図形を二次元表現 す る 上で の材質感表現方 法 。

3 4 . 三次元 図形を 二次元画像 に 置換す 口 に 、

I パ ッ フ ァ ♦ ァ Ί リ ズ 厶 に よ る 隠面処理を 行な う こ と を特徴 と す る 請求 の 範囲第 3 2 項 ま た は 第 3 3 項記載の 三 次元 図形を 二次元 表現 す る 上で の材質感表現方法 ₃

3 5 . 隠面処理 を行な う 場合 、 透明 な材質 の微小面 の 背後 に 、 周 じ 又 は 異 な る 材 質 の 微 小 面 が ：重 な る と ぎ 6 す

は 、 両微小面の色成分の 混合色 と し て 現 し 、 かつ 透明 度が髙 く な る程背後の微小面の 色割合を高 く し 、 透明度 が低 く な る程手前の微小面の色の割合を高 く し て 、 BU §Cl 三次元 図形の一部を透明な材質感をも つ に二次元画像 に 置換 す る こ と を特徴 と す る 請求の範囲 第 3 4 項記載の 三 次元 図形を 二次元実現 す る 上で の材質感表現方法 。

3 6 . 文字 フ ォ ン 卜 の ラ ス タ デ一タ を 1 ラ イ ン毎 に 走査 し 、 文字部分の始点お よ び終点 につ い て の 、 文字上 に 設定 さ れ た原点 に 関 す る X - y 座標系の座標値 を 取出 す よ o に し た 文字 フ オ ン 卜 の ベ ク ト ルデ ー タ 形成方法 。

3 7 . 文字 フ ォ ン 卜 の 中 央部 に X - y 座標系 の原点 を位置 さ せ る こ と を特徴 と す る 請求の 範囲第 3 6 項記載 の 文字 フ オ ン 卜 の ベ ク 卜 ルデ ー タ 形成方法 。