JP2007331257A - Method and apparatus for producing three-dimensional relief - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、2次元の原画像から凹凸を有する三次元レリーフを作成する方法および装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for creating a three-dimensional relief having irregularities from a two-dimensional original image.
従来より、美術品である絵画、彫刻などを三次元レリーフとして複製したものがある。また、人物や風景、または山や谷などの自然の地形の2次元画像に基づいて三次元レリーフを復元したものも知られている。 Conventionally, there are some reproductions of three-dimensional reliefs of paintings and sculptures that are works of art. Further, there is also known one in which a three-dimensional relief is restored based on a two-dimensional image of a person, a landscape, or a natural terrain such as a mountain or a valley.
このような三次元レリーフを自動的に製造する加工システムが提案されている(特許文献1)。つまり、特許文献1によると、デジタルカメラなどによってレリーフのモチーフとなる画像を入力すると、各画素の色調データに基づいて算出された階調データに基づきレリーフの高さを表すZ座標データが設定され、各画素の二次元位置データD(x,y)に基づきレリーフの平面位置を表すX−Y座標データが設定される。そして、これらをXYZ座標とする三次元形状データに基づいて工具のカッターパスが算出され、算出されたカッターパスに基づいて、被加工物の表面がNC加工機により研削加工される。 A processing system for automatically manufacturing such a three-dimensional relief has been proposed (Patent Document 1). That is, according to Patent Document 1, when an image serving as a relief motif is input by a digital camera or the like, Z coordinate data representing the height of the relief is set based on the gradation data calculated based on the tone data of each pixel. XY coordinate data representing the planar position of the relief is set based on the two-dimensional position data D (x, y) of each pixel. Then, a cutter path of the tool is calculated based on the three-dimensional shape data using these as XYZ coordinates, and the surface of the workpiece is ground by the NC processing machine based on the calculated cutter path.
NC加工機で表面を研削された被加工物に対し、画素情報の二次元位置データと対応する位置に、色調データで表された色乃至明るさのインクを噴霧して着色を行う。 The workpiece whose surface is ground by the NC processing machine is colored by spraying ink of color or brightness represented by the color tone data at a position corresponding to the two-dimensional position data of the pixel information.
しかし、上に述べた特許文献1の加工システムによる場合は、NC加工機で表面を研削された被加工物に着色を行うに際し、被加工物の表面の凹凸形状を考慮することなく、元の画像の色調データで表される色のインクを被加工物に噴霧するだけであるので、凹凸形状に起因して着色ムラが生じてしまい、画像が忠実でなくなったり不鮮明になったりする。 However, in the case of the processing system of Patent Document 1 described above, when coloring the workpiece whose surface is ground by the NC processing machine, the original shape is not considered without considering the uneven shape of the surface of the workpiece. Since only the ink of the color represented by the color tone data of the image is sprayed on the workpiece, uneven coloring occurs due to the uneven shape, and the image becomes inaccurate or unclear.
すなわち、例えば従来のように2次元の平面的なシートに印刷(着色)を行う場合には、例えばインクジェットプリンタのプリンタヘッドを一定速度で走査しながら画像の濃度に応じてインクを吐出すればよいが、表面に凹凸がある場合には、凹凸によって実際の表面積が増大するので、従来と同じように印刷を行った場合には、凹凸の傾斜が急な部分ほどインク量が不足して濃度が低くなる。また、凹凸による高さの低い部分は、プリンタヘッドからの距離が遠くなるため、そのままでは鮮明な画像の印刷が困難である。その結果、画像に濃度ムラができ、元の画像に忠実でなくなりまた不鮮明になる。 That is, for example, when printing (coloring) on a two-dimensional planar sheet as in the past, for example, ink may be ejected according to the density of the image while scanning the printer head of an inkjet printer at a constant speed. However, if the surface is uneven, the actual surface area increases due to the unevenness. Lower. In addition, since the distance from the printer head is long at the low portion due to the unevenness, it is difficult to print a clear image as it is. As a result, the image has uneven density, which is not faithful to the original image and becomes unclear.
また、このように、プリンタヘッドからの距離が異なることによる印刷ムラを減らすための方法として、プリントヘッドの走査の間にプリントヘッドから立体物のプリント面までの距離を各吐出地点毎に測定し、この吐出地点間の間隔に対する測定距離の変位量を求め、これに基づいてインク吐出量を変化させることが提案されている(特許文献2)。
しかし、上に述べた特許文献2において、インク吐出量の制御のために、プリントヘッドの走査の間にプリント面までの距離を各吐出地点毎に測定するものであるところから、測定のための装置が必要であり、しかも測定して得たデータを制御のために処理するのに時間を要するため印刷速度の点で問題が残る。また、インク吐出量の制御精度が測定精度にも左右されることとなり、着色ムラや画像の鮮明さにおいて問題が解消されているとはいえない。 However, in the above-mentioned Patent Document 2, in order to control the ink discharge amount, the distance to the print surface is measured for each discharge point during scanning of the print head. Since an apparatus is required and it takes time to process data obtained by measurement for control, there remains a problem in terms of printing speed. In addition, the control accuracy of the ink ejection amount depends on the measurement accuracy, and it cannot be said that the problem is solved in the uneven coloring and the sharpness of the image.
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、インク吐出量の制御などの濃度制御をより正確に行って着色ムラや画像の鮮明さにおいて従来よりも有利なものとし、しかも印刷速度をあげることができて、原画像により忠実な三次元レリーフを早く作成することのできる方法および装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and more accurately performs density control such as control of ink discharge amount, and is more advantageous than conventional in terms of coloring unevenness and image sharpness. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus that can quickly create a three-dimensional relief faithful to an original image.
本発明に係る方法は、原画像から三次元レリーフを作成する方法であって、前記原画像に基づいて当該原画像内の各部の高さを示す高さ画像を生成する高さ画像生成工程と、加工装置により前記高さ画像に基づく数値制御を行ってレリーフ材料に対して加工を施し、前記原画像についての前記高さ画像で示される高さに応じた凹凸を有する三次元レリーフ原形を作成するレリーフ原形作成工程と、前記三次元レリーフ原形に対して、前記高さ画像に基づく濃度制御を行いながら、前記原画像に基づく画像印刷を行うことによって着色を行う着色工程と、を有してなる。 A method according to the present invention is a method of creating a three-dimensional relief from an original image, and a height image generation step of generating a height image indicating the height of each part in the original image based on the original image; The relief material is processed by numerical control based on the height image by a processing device, and a three-dimensional relief original shape having irregularities corresponding to the height indicated by the height image for the original image is created. A relief original shape creating step, and a coloring step for coloring the three-dimensional relief original shape by performing image printing based on the original image while performing density control based on the height image. Become.
好ましくは、前記高さ画像生成工程において、前記原画像を複数の領域に区画し、区画された各領域に対して高さレベルを付与し、各領域において付与された高さレベルに応じて、各領域内における各部の高さを決定する。 Preferably, in the height image generation step, the original image is divided into a plurality of regions, a height level is given to each divided region, and according to the height level given in each region, The height of each part in each region is determined.
また、高さレベルが付与された領域における高さ画像の生成のパターンに関して複数のパターンを予め登録しておき、前記高さ画像生成工程において、それぞれの領域について、登録された複数のパターンの中から選択されたパターンに基づいて各部の高さを決定して前記高さ画像を生成する。 In addition, a plurality of patterns are registered in advance with respect to a pattern for generating a height image in a region to which a height level is given, and in the height image generating step, a plurality of registered patterns for each region are registered. The height image is generated by determining the height of each part based on the pattern selected from the above.
また、前記高さ画像は、各部の高さをグレースケールを用いて示す濃淡画像である。 The height image is a grayscale image showing the height of each part using a gray scale.
また、前記濃淡画像は、前記原画像における背景部からの高さが高い部分ほど濃度が低くなっている。 Further, the density of the grayscale image is lower as the height from the background portion in the original image is higher.
また、前記高さ画像は、各部の高さを互いに異なる色相によって示したものである。 The height image shows the height of each part with different hues.
また、前記着色工程においてインクジェットプリンタを用い、前記濃度制御として、前記原画像の濃度が均一であると仮定した場合に前記三次元レリーフ原形の表面における濃度が均一となるようにインクの吐出量の制御を行う。 In addition, when using an inkjet printer in the coloring step and assuming that the density of the original image is uniform as the density control, the ink discharge amount is adjusted so that the density on the surface of the three-dimensional relief original is uniform. Take control.
また、前記濃度制御において、プリントヘッドによるインクの一回当たりの吐出量を制御する。 In the density control, the amount of ink discharged by the print head per time is controlled.
また、前記濃度制御において、プリントヘッドによる単位時間当たりのインクの吐出回数を制御する。 In the density control, the number of ink ejections per unit time by the print head is controlled.
また、前記濃度制御において、プリントヘッドの移動速度を制御する。 In the density control, the moving speed of the print head is controlled.
また、前記濃度制御において、プリントヘッドの前記三次元レリーフ原形の表面に沿った移動速度が均一となるように制御する。 Further, in the density control, the moving speed of the print head along the surface of the three-dimensional relief original shape is controlled to be uniform.
また、前記高さ画像に基づいて、各部についての前記原画像の単位長さ当たりの高さの変化分を示す高さ変化データを生成し、前記高さ変化データに基づいて前記濃度制御を行う。 Further, based on the height image, height change data indicating a change in height per unit length of the original image for each part is generated, and the density control is performed based on the height change data. .
本発明に係る装置は、原画像から三次元レリーフを作成する装置であって、前記原画像に基づいて当該原画像内の各部の高さを示す高さ画像を生成する高さ画像生成部と、加工装置により前記高さ画像に基づく数値制御を行ってレリーフ材料に対して加工を施し、前記原画像についての前記高さ画像で示される高さに応じた凹凸を有する三次元レリーフ原形を作成するレリーフ原形作成部と、前記三次元レリーフ原形に対して、前記高さ画像に基づく濃度制御を行いながら、前記原画像に基づく画像印刷を行うことによって着色を行う着色部と、を有してなる。 An apparatus according to the present invention is an apparatus that creates a three-dimensional relief from an original image, and a height image generation unit that generates a height image indicating the height of each part in the original image based on the original image; The relief material is processed by numerical control based on the height image by a processing device, and a three-dimensional relief original shape having irregularities corresponding to the height indicated by the height image for the original image is created. A relief original shape creation unit, and a coloring unit that performs color control by performing image printing based on the original image while performing density control based on the height image with respect to the three-dimensional relief original shape. Become.
また、前記原画像を格納する原画像格納部と、レリーフ材料に対して加工を施し前記原画像についての三次元レリーフ原形を作成する数値制御加工装置と、前記三次元レリーフ原形に対して前記原画像に基づく画像印刷を行うことによって着色を行うインクジェットプリンタと、前記原画像に基づいて当該原画像内の各部の高さを示す高さ画像を生成する高さ画像生成部と、前記高さ画像に基づいて、各部についての前記原画像の単位長さ当たりの高さの変化分を示す高さ変化データを生成する高さ変化データ生成部と、前記三次元レリーフ原形において前記高さ画像で示される高さに応じた凹凸を形成するために前記高さ画像を前記数値制御加工装置の制御のために出力するデータ出力部と、前記インクジェットプリンタに対して、前記高さ変化データに基づいて、前記原画像の濃度が均一であると仮定した場合に前記三次元レリーフ原形の表面における濃度が均一となるようにインクの吐出量の制御を行う濃度制御部と、を有してなる。 An original image storage unit for storing the original image; a numerical control processing device for processing a relief material to create a three-dimensional relief original for the original image; and the original for the three-dimensional relief original. An inkjet printer that performs coloring by performing image printing based on an image; a height image generation unit that generates a height image indicating the height of each part in the original image based on the original image; and the height image A height change data generation unit for generating height change data indicating a change in height per unit length of the original image for each part, and the height image shown in the three-dimensional relief original A data output unit for outputting the height image for the control of the numerical control processing device to form unevenness according to the height to be formed, and A density control unit that controls the amount of ink discharged so that the density on the surface of the three-dimensional relief original is uniform when it is assumed that the density of the original image is uniform based on change data. Do it.
本発明によると、インク吐出量の制御などの濃度制御をより正確に行って着色ムラや画像の鮮明さにおいて従来よりも有利なものとし、しかも印刷速度をあげることができて、原画像により忠実な三次元レリーフを早く作成することができる。 According to the present invention, density control such as ink ejection amount control is performed more accurately to make it more advantageous than conventional methods in terms of coloring unevenness and image sharpness, and the printing speed can be increased and more faithful to the original image. 3D relief can be created quickly.
図1は本発明に係る三次元レリーフ作成装置1の全体の構成を示す図、図2は原画像GFの構成を示す図、図3は高さ画像TFの構成を示す図、図4は高さ変化データHFの構成を示す図、図5は原画像GFを区画した領域ARに高さレベルTLを設定した例を示す図、図6はパターンPTの例を示す図、図7はパターンPTについての濃淡画像NFの例を示す図、図8は三次元レリーフ原形RGとプリンタヘッドPHとの関係の例を示す図、図9は三次元レリーフ原形RGとプリンタヘッドPHとの関係の例を示す図、図10は高さ変化データHFを説明する図である。 1 is a diagram showing the overall configuration of a three-dimensional relief creating apparatus 1 according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an original image GF, FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a height image TF, and FIG. FIG. 5 is a diagram showing an example in which the height level TL is set in the area AR dividing the original image GF, FIG. 6 is a diagram showing an example of the pattern PT, and FIG. 7 is a diagram showing the pattern PT. FIG. 8 is a diagram showing an example of the relationship between the three-dimensional relief original RG and the printer head PH, and FIG. 9 is an example of the relationship between the three-dimensional relief original RG and the printer head PH. FIG. 10 is a diagram for explaining the height change data HF.
図1において、三次元レリーフ作成装置1は、画像処理のためのコンピュータ10、制御データ生成部21、数値制御加工装置22、およびインクジェットプリンタ23などからなる。 In FIG. 1, a three-dimensional relief creating apparatus 1 includes a computer 10 for image processing, a control data generating unit 21, a numerical control processing device 22, an ink jet printer 23, and the like.
コンピュータ10は、CPUやDSPなどによる処理装置、半導体メモリや磁気ディスクなどの記憶装置、キーボードやマウスなどの入力装置、表示装置、および種々のインタフェース回路などを含んで構成されている。それらによって、ソフトウエア的にまたはハードウエア的に、コンピュータ10内に、原画像格納部11、高さ画像生成部12、高さ画像格納部13、高さ変化データ生成部14、高さ変化データ格納部15、およびデータ出力部16が、機能的に形成されている。 The computer 10 includes a processing device such as a CPU or DSP, a storage device such as a semiconductor memory or a magnetic disk, an input device such as a keyboard or a mouse, a display device, and various interface circuits. Accordingly, in the computer 10 in terms of software or hardware, the original image storage unit 11, the height image generation unit 12, the height image storage unit 13, the height change data generation unit 14, and the height change data are stored. The storage unit 15 and the data output unit 16 are functionally formed.
原画像格納部11は、原画像GFを格納する。なお、原画像GFは画像データであるが、画像データの元になった画像を指すこともある。また、特に視覚可能な画像と画像データとを区別する際には、「原画像データGF」「原画像GFのデータ」「画像データ」などと記載することがある。他の画像についても同様である。 The original image storage unit 11 stores the original image GF. Note that the original image GF is image data, but may refer to an image from which the image data is based. In particular, when distinguishing between a visible image and image data, “original image data GF”, “original image GF data”, “image data”, and the like may be described. The same applies to other images.
さて、原画像GFとして、人物、動物、建築物、風景など、また、山や谷などの自然の地形の鳥瞰図や航空写真など、種々の画像が用いられる。 As the original image GF, various images such as a person, an animal, a building, a landscape, a bird's-eye view of a natural landform such as a mountain or a valley, and an aerial photograph are used.
原画像GFは、図2に示すように、X方向およびX方向に直交するY方向にマトリックス状に配列された多数の画素GSからなる2次元画像である。各画素GSは、色情報CDを持つ。色情報CDは濃度情報を含む。例えば、各画素GSが、RGBまたはCMYKなどで表現されている場合は、各原色の濃度情報によって各画素GSの色、つまり、色相、彩度、および明度が決定される。画素GSは他の表色系のデータによって表現されていてもよい。 As shown in FIG. 2, the original image GF is a two-dimensional image including a large number of pixels GS arranged in a matrix in the X direction and the Y direction orthogonal to the X direction. Each pixel GS has color information CD. The color information CD includes density information. For example, when each pixel GS is expressed in RGB, CMYK, or the like, the color of each pixel GS, that is, hue, saturation, and lightness is determined by the density information of each primary color. The pixel GS may be expressed by other color system data.
このような原画像GFを得るために、それらの実物をデジタルカメラやビデオカメラなどによって撮影してもよい。また、既に撮影された写真や印刷物などをスキャナなどで読み取ってデジタル化してもよい。また、既にデジタル化されて画像データとなった原画像GFを、CD−ROMやメモリチップなどの記憶媒体を介して、またはネットワークからダウンロードして取得することも可能である。また、コンピュータ10の内部において、種々のアプリケーションを用いて原画像GFを生成してもよい。 In order to obtain such an original image GF, those actual objects may be taken by a digital camera, a video camera, or the like. Further, a photograph or printed matter already taken may be read by a scanner or the like and digitized. It is also possible to obtain the original image GF that has already been digitized into image data by downloading it from a storage medium such as a CD-ROM or a memory chip, or from a network. Further, in the computer 10, the original image GF may be generated using various applications.
なお、原画像GFは、図2に示すようなビットマップ状のデータとして格納しておいてもよいが、適当な圧縮方法によって圧縮された圧縮データとして格納しておいてもよい。原画像GFは、通常、フルカラー画像であるが、モノクロ画像でもよい。 The original image GF may be stored as bitmap data as shown in FIG. 2, or may be stored as compressed data compressed by an appropriate compression method. The original image GF is usually a full color image, but may be a monochrome image.
高さ画像生成部12は、原画像GFに基づいて、原画像GF内の各部の高さを示す高さ画像TFを生成する。生成された高さ画像TFは、高さ画像格納部13に格納される。 The height image generation unit 12 generates a height image TF indicating the height of each part in the original image GF based on the original image GF. The generated height image TF is stored in the height image storage unit 13.
高さ画像TFは、図3に示すように、X方向およびY方向にマトリックス状に配列された多数の各画素GSについて、X方向およびY方向に直交するZ方向のデータである高さデータTDを記録したものである。高さ画像TFの画素GSのピッチまたは個数は、原画像GFの画素GSのピッチまたは個数と同じであってもよく、また原画像GFの画素GSを間引いたものであってもよい。 As shown in FIG. 3, the height image TF is the height data TD that is data in the Z direction orthogonal to the X direction and the Y direction for each of a large number of pixels GS arranged in a matrix in the X direction and the Y direction. Is recorded. The pitch or number of pixels GS in the height image TF may be the same as the pitch or number of pixels GS in the original image GF, or may be obtained by thinning out the pixels GS in the original image GF.
高さデータTDとして、例えば、256階調(8ビット)、64階調(6ビット)などのデータが用いられる。高さデータTDは、例えば、最も低い位置(例えば背景位置)から最も高い位置までの間における位置を示す。また、高さデータTDが、最も低い位置からの距離を直接的に示すようにしてもよい。図9において、高さデータTDは、TD2、TD3、TD4などで示されている。なお、図9において、高さデータTDを、プリンタヘッドPHからの距離PD2、PD3、PD4で示してもよい。高さデータTDは、原画像GFにおいては高さを示すものであるが、プリンタヘッドPHや切削工具からから見れば奥行きまたは深さを示すものとも言えるので、奥行きデータまたは深さデータと言うこともできる。 As the height data TD, for example, data of 256 gradations (8 bits), 64 gradations (6 bits), etc. are used. The height data TD indicates, for example, a position between the lowest position (for example, the background position) and the highest position. Further, the height data TD may directly indicate the distance from the lowest position. In FIG. 9, the height data TD is indicated by TD2, TD3, TD4, and the like. In FIG. 9, the height data TD may be indicated by distances PD2, PD3, and PD4 from the printer head PH. Although the height data TD indicates the height in the original image GF, it can also be said that it indicates the depth or depth when viewed from the printer head PH or the cutting tool, so it is referred to as depth data or depth data. You can also.
このような高さ画像TFを得るために、例えば、図5に示すように、原画像GFを複数の領域ARに区画し、区画された各領域ARに対して高さレベルTLを付与する。高さレベルTLの付与は、ユーザが手動で行ってもよく、または画像内における領域ARの状態をコンピュータ10で認識させることにより自動で行ってもよい。 In order to obtain such a height image TF, for example, as shown in FIG. 5, the original image GF is divided into a plurality of regions AR, and a height level TL is given to each of the divided regions AR. The application of the height level TL may be performed manually by the user, or may be performed automatically by causing the computer 10 to recognize the state of the area AR in the image.
図5に示す例では、高さレベルTLは、例えば1〜10の10段階に設定されており、領域AR1〜5には、高さレベルTLとして、それぞれ「3」「1」「2」「4」「6」が設定されている。この場合に、高さレベルTLは、その領域ARにおける最大の高さを規定するものであり、「1」が最も高く、「10」が最も低い。したがって、例えば、背景領域(背景部、背景位置)は、高さレベルTLが「10」である。 In the example illustrated in FIG. 5, the height level TL is set to, for example, 10 levels of 1 to 10. In the areas AR1 to AR5, “3” “1” “2” “ “4” and “6” are set. In this case, the height level TL defines the maximum height in the area AR, and “1” is the highest and “10” is the lowest. Therefore, for example, the background area (background portion, background position) has a height level TL of “10”.
なお、高さレベルTLの段階の個数、高さレベルTLとして付与する符号または記号、それら符号または記号に与える意味付けなどは、種々のものを採用することができる。 In addition, various things can be employ | adopted for the number of the steps of the height level TL, the code | symbol or symbol provided as the height level TL, the meaning given to these code | symbols or a symbol, etc.
また、領域ARの区画に仕方については、輪郭線を領域ARの境界線として設定し、また濃度や色が大きく変化している部分を領域ARの境界線として設定する。また、ユーザによって手動で区画してもよい。 In addition, as to how to divide the area AR, an outline is set as the boundary line of the area AR, and a portion where the density and color are greatly changed is set as the boundary line of the area AR. Moreover, you may partition by a user manually.
各領域ARにおいて付与された高さレベルTLに応じて、各領域AR内における各部(各画素GS)の高さを決定する。 The height of each part (each pixel GS) in each area AR is determined in accordance with the height level TL assigned in each area AR.
その場合に、例えば、図6に示すように、高さレベルTLが付与された領域ARにおける高さデータTDの生成のパターンに関して複数のパターンPT1〜6を予め登録しておく。そして、それぞれの領域ARについて、登録された複数のパターンPT1〜6の中から、ユーザにより手動でまたは自動的に、1つのパターンPTを選択する。選択されたパターンPTに基づいて、各部(各画素GS)の高さを決定する。 In this case, for example, as shown in FIG. 6, a plurality of patterns PT1 to PT6 are registered in advance with respect to the generation pattern of the height data TD in the area AR to which the height level TL is assigned. Then, for each area AR, one pattern PT is manually or automatically selected from the plurality of registered patterns PT1 to PT6 by the user. Based on the selected pattern PT, the height of each part (each pixel GS) is determined.
例えば、図6のパターンPT1が選択された場合は、その領域ARにおける中央位置を高さレベルTLで指定される最大の高さとし、その周辺に向かうにしたがって、パターンPT1で示されるように円弧状に高さが低下していく。また、図6のパターンPT2が選択された場合は、その領域ARの中央位置から周辺に向かうにしたがってパターンPT2で示されるように直線状に高さが低下していく。また、図6のパターンPT6が選択された場合は、その領域ARの中央位置は平であり、周辺において直線状に高さが低下していく。 For example, when the pattern PT1 in FIG. 6 is selected, the central position in the area AR is set to the maximum height specified by the height level TL, and the arc shape as indicated by the pattern PT1 toward the periphery. The height gradually decreases. When the pattern PT2 in FIG. 6 is selected, the height decreases linearly as shown by the pattern PT2 from the center position of the area AR toward the periphery. When the pattern PT6 of FIG. 6 is selected, the center position of the area AR is flat, and the height decreases linearly around the periphery.
ところで、本実施形態において、高さ画像TFは、各部の高さをグレースケールを用いて示す濃淡画像である。例えば、上に述べた図6のパターンPT6について、その濃淡画像の例が図7に示されている。 By the way, in the present embodiment, the height image TF is a grayscale image showing the height of each part using a gray scale. For example, with respect to the pattern PT6 of FIG. 6 described above, an example of a grayscale image is shown in FIG.
すなわち、図7において、パターンPT6(図7C)に対応する濃淡画像NF(図7B)およびグレースケールGS(図7A)が示されている。最も高い位置は白、最も低い位置は黒、その中間の高さは高さに応じたグレーとなっている。つまり、濃淡画像NFは、背景部からの高さが高い部分ほど濃度が低くなっている。図7のパターンPT6では、10段階であるが、実際には、例えば64段階、256段階などとすればよい。 That is, in FIG. 7, a grayscale image NF (FIG. 7B) and a gray scale GS (FIG. 7A) corresponding to the pattern PT6 (FIG. 7C) are shown. The highest position is white, the lowest position is black, and the middle height is gray according to the height. That is, the density of the grayscale image NF decreases as the height from the background portion increases. In the pattern PT6 of FIG. 7, there are 10 stages, but actually, for example, 64 stages, 256 stages, etc. may be used.
図7において、最も高い位置は高さレベルTLが「1」に対応し、最も低い位置は高さレベルTLが「10」に対応する。しかし、パターンPTの高さは、相対的なものであり、パターンPTの最も高い位置と最も低い位置とが指定された任意の高さ位置となるように合わせられる。つまり、高さレベルTLが例えば「3」の領域ARについてパターンPT6を適用する場合に、パターンPT6の最も高い位置の白の部分が高さレベル「3」となり、かつ、パターンPT6の最も低い位置の黒の部分がその領域ARの周縁部の高さレベルとなる。 In FIG. 7, the highest position corresponds to the height level TL “1”, and the lowest position corresponds to the height level TL “10”. However, the height of the pattern PT is a relative one, and is adjusted so that the highest position and the lowest position of the pattern PT become the designated arbitrary height positions. That is, when the pattern PT6 is applied to the area AR having the height level TL “3”, for example, the white portion at the highest position of the pattern PT6 has the height level “3” and the lowest position of the pattern PT6. The black part is the height level of the peripheral part of the area AR.
なお、図7においては、高さをグレースケールGSで示しているが、各部の高さを互いに異なる色相によって示してもよい。例えば、最も高い位置を茶、最も低い位置を青、その中間の高さを緑とし、高さに応じてそれぞれの色の濃淡が変化するようにする。 In addition, in FIG. 7, although the height is shown by the gray scale GS, you may show the height of each part by a mutually different hue. For example, the highest position is brown, the lowest position is blue, and the middle height is green, so that the shade of each color changes according to the height.
なお、図7に示す濃淡画像NFから分かるように、濃淡画像NFのZ軸に沿った断面はどの位置でも同じではない。つまり、図6に示す種々のパターンPTについて、X軸方向およびY軸方向のサイズの比は種々のものが存在する。 As can be seen from the grayscale image NF shown in FIG. 7, the cross-section along the Z-axis of the grayscale image NF is not the same at any position. That is, there are various size ratios in the X-axis direction and the Y-axis direction for various patterns PT shown in FIG.
ここで、各領域ARにおいて、高さレベルTLとパターンPTが設定された後で、各画素GSにどのような高さデータTDが割り当てられるかについて、その例を説明する。 Here, an example of what height data TD is assigned to each pixel GS after the height level TL and the pattern PT are set in each area AR will be described.
すなわち、例えば、高さレベルTLが「3」と設定され、パターンPT6が選択された場合には、パターンPT6の最も高い位置が高さレベル「3」となり、最も低い位置がその領域ARの周縁部の高さレベルとなる。パターンPT6の周辺が領域ARの周縁部と一致するように相似変形される。その結果、高さレベルTLが例えば10段階である場合に、パターンPT6の最も高い位置が最大高さの10分の3の高さとなり、そこから最も低い位置まで、パターンPT6の変化と比例するように、各画素GSに高さデータTDが割り当てられる。そして、その領域ARについて、割り当てられた高さデータTDが、濃淡画像として、例えば表示装置の画面や印刷された用紙に表示される。ユーザは、その濃淡画像を見て、必要に応じて濃淡画像を修正する。例えば、ある部分と他の部分との遠近の関係、ある部分の凹凸状態、ある部分の立体形状などについて、原画像GFの内容に合うように修正する。 That is, for example, when the height level TL is set to “3” and the pattern PT6 is selected, the highest position of the pattern PT6 is the height level “3”, and the lowest position is the periphery of the area AR. It becomes the height level of the part. Similar deformation is performed so that the periphery of the pattern PT6 coincides with the peripheral edge of the area AR. As a result, when the height level TL is, for example, 10 levels, the highest position of the pattern PT6 becomes three-tenths of the maximum height, and is proportional to the change of the pattern PT6 from there to the lowest position. As described above, the height data TD is assigned to each pixel GS. Then, for the area AR, the assigned height data TD is displayed as a grayscale image, for example, on a screen of a display device or printed paper. The user looks at the grayscale image and corrects the grayscale image as necessary. For example, the perspective relationship between a certain part and another part, the uneven state of a certain part, the three-dimensional shape of a certain part, etc. are corrected so as to match the contents of the original image GF.
さて次に、高さ変化データ生成部14は、高さ画像TFに基づいて、各部についての原画像GFの単位長さLX当たりの高さの変化分LZを示す高さ変化データHFを生成する(図10を参照)。生成された高さ変化データHFは、高さ変化データ格納部15に格納される。 Next, the height change data generation unit 14 generates height change data HF indicating the change in height LZ per unit length LX of the original image GF for each part based on the height image TF. (See FIG. 10). The generated height change data HF is stored in the height change data storage unit 15.
高さ変化データHFは、図4に示すように、X方向およびY方向にマトリックス状に配列された多数の各画素GSについて、X方向およびY方向に直交するZ方向のデータの変化量である傾斜データKDを記録したものである。高さ変化データHFの画素GSのピッチまたは個数は、高さ画像TFの画素GSのピッチまたは個数と同じであってもよく、また高さ画像TFの画素GSを間引いたものであってもよい。 As shown in FIG. 4, the height change data HF is a change amount of data in the Z direction orthogonal to the X direction and the Y direction with respect to a large number of pixels GS arranged in a matrix in the X direction and the Y direction. Inclination data KD is recorded. The pitch or number of the pixels GS of the height change data HF may be the same as the pitch or number of the pixels GS of the height image TF, or the pixels GS of the height image TF may be thinned out. .
傾斜データKDとして、例えば、256階調(8ビット)、64階調(6ビット)などのデータが用いられる。傾斜データKDは、例えば、水平な面の傾斜角を0度とし、高さ画像TFに基づいて各画素GSの位置において得られる面の水平な面からの傾斜角θの絶対値を示すようにしてもよい。この場合には、傾斜データKDは、0〜90度を示すことになる。図9において、傾斜データKDは、θ1、θ2、θ3、θ4などで示されている。また、傾斜データKDとして、どの方向に傾斜しているかを示すデータを付加してもよい。 As the gradient data KD, for example, data of 256 gradations (8 bits), 64 gradations (6 bits), etc. are used. For example, the inclination data KD indicates the absolute value of the inclination angle θ from the horizontal surface of the surface obtained at the position of each pixel GS based on the height image TF with the inclination angle of the horizontal surface being 0 degree. May be. In this case, the inclination data KD indicates 0 to 90 degrees. In FIG. 9, the inclination data KD is indicated by θ1, θ2, θ3, θ4, and the like. Further, as the tilt data KD, data indicating in which direction the tilt is made may be added.
このような高さ変化データHFを得るためには、例えば次のようにすればよい。 In order to obtain such height change data HF, for example, the following may be performed.
すなわち、ある画素GSを注目画素GSTとし、注目画素GSTについて、その高さデータTDとその周囲の8個の画素GSの高さデータTDとの差をそれぞれ求め、差の最大値をその注目画素GSTの傾斜データKDとする。またはそれを必要に応じて規格化する。 That is, a certain pixel GS is set as the target pixel GST, and for the target pixel GST, the difference between the height data TD and the height data TD of the eight surrounding pixels GS is obtained, and the maximum value of the difference is determined as the target pixel. The gradient data KD of GST is used. Or standardize it as needed.
また、注目画素GSTについて、その周囲の8個の画素GSの高さデータTDの間における差の最大値を求め、それを注目画素GSTの傾斜データKDとする。必要に応じて規格化する。このようにして全ての画素GSについての傾斜データKDを得る。 Further, for the target pixel GST, the maximum value of the difference between the height data TD of the eight surrounding pixels GS is obtained, and this is used as the inclination data KD of the target pixel GST. Standardize as necessary. In this way, the inclination data KD for all the pixels GS is obtained.
また、例えば、隣接する3×3個つまり9個の画素GSからなる面の傾斜を求め、それを9個の画素GSについての傾斜データKDとする。これを、2×2個、4×4個などとしてもよい。 In addition, for example, the inclination of a surface composed of 3 × 3 adjacent pixels, that is, nine pixels GS, is obtained and used as inclination data KD for the nine pixels GS. This may be 2 × 2, 4 × 4, or the like.
データ出力部16は、三次元レリーフ原形において高さ画像TFで示される高さに応じた凹凸を形成するために、高さ画像TFを数値制御加工装置22の制御のために出力する。データ出力部16は、データの入出力のための適当なインタフェースであってもよい。また、適当な記録媒体に対してデータの書き込みを行うための媒体ドライブ装置であってもよい。 The data output unit 16 outputs the height image TF for control of the numerical control processing device 22 in order to form unevenness corresponding to the height indicated by the height image TF in the three-dimensional relief original. The data output unit 16 may be an appropriate interface for data input / output. Further, it may be a medium drive device for writing data to an appropriate recording medium.
制御データ生成部21は、データ出力部16から出力された高さ画像TFに基づいて、数値制御加工装置22を制御するための制御データを生成する。なお、そのような制御データを生成するに際して、原画像GFのデータをも用いてもよい。また、制御データの生成をコンピュータ10の内部で行い、制御データを適当なインタフェースを介して数値制御加工装置22に出力するようにしてもよい。 The control data generation unit 21 generates control data for controlling the numerical control processing device 22 based on the height image TF output from the data output unit 16. Note that when generating such control data, the data of the original image GF may also be used. Alternatively, the control data may be generated inside the computer 10 and the control data may be output to the numerical control processing device 22 via an appropriate interface.
数値制御加工装置22は、制御データに基づいて、レリーフ材料RZに対して加工を施し、原画像GFについての三次元レリーフ原形RGを作成する。数値制御加工装置22として、種々のNC旋盤、マシニングセンター、レーザ加工機、サンドブラスト、ルーターなどを用いることが可能である。なお、レリーフ材料RZには、材木、石膏、合成樹脂、または金属など、種々の材料が用いられ、また、その形状として、直方体状、板状、円柱状、各柱状、球状など、種々の形状のものが用いられる。三次元レリーフ原形RGは、レリーフ材料RZに加工を施したものであるから、加工された表面は、通常、レリーフ材料RZと同じ色である。 The numerically controlled processing device 22 processes the relief material RZ based on the control data, and creates a three-dimensional relief original RG for the original image GF. As the numerical control processing device 22, various NC lathes, machining centers, laser processing machines, sandblasting, routers, and the like can be used. Note that various materials such as timber, gypsum, synthetic resin, or metal are used for the relief material RZ, and various shapes such as a rectangular parallelepiped shape, a plate shape, a cylindrical shape, each columnar shape, and a spherical shape are used. Is used. Since the three-dimensional relief original shape RG is obtained by processing the relief material RZ, the processed surface is usually the same color as the relief material RZ.
インクジェットプリンタ23は、三次元レリーフ原形RGに対して三次元レリーフ原形RGの表面に、原画像GFに基づく画像印刷を行うことによって着色を行う。インクジェットプリンタ23は、例えば、Y,M,C,Kの各色のインクを保持し、原画像GFの色データに応じて、高速でパルス状に微量のそれぞれのインクを噴射し、三次元レリーフ原形RGの凹凸の表面にフルカラーの画像を生成する。インクジェットプリンタ23の基本的な機能としては、上に述べた特許文献2の装置を始めとして、従来から存在する種々の公知のインクジェットプリンタを用いることができる。 The inkjet printer 23 colors the surface of the three-dimensional relief original RG with respect to the three-dimensional relief original RG by performing image printing based on the original image GF. The ink jet printer 23 holds, for example, each color ink of Y, M, C, and K, and ejects a small amount of each ink in a pulse shape at high speed according to the color data of the original image GF, thereby producing a three-dimensional relief original shape. A full-color image is generated on the uneven surface of the RG. As a basic function of the ink jet printer 23, various known ink jet printers that have conventionally existed can be used, including the apparatus of Patent Document 2 described above.
さて、本実施形態のインクジェットプリンタ23には、濃度制御部24が設けられている。 The ink jet printer 23 of the present embodiment is provided with a density control unit 24.
濃度制御部24は、インクジェットプリンタ23に対して、高さ変化データHFに基づいて、原画像GFの濃度が均一であると仮定した場合に三次元レリーフ原形RGの表面における濃度が均一となるようにインクの吐出量の制御を行う。 When the density control unit 24 assumes that the density of the original image GF is uniform based on the height change data HF, the density control unit 24 makes the density on the surface of the three-dimensional relief original RG uniform. In addition, the ink ejection amount is controlled.
すなわち、三次元レリーフ原形RGの表面に凹凸があることによって、プリンタヘッドPHの主走査方向(X方向)の直線移動距離に対して、それに沿った三次元レリーフ原形RGの表面距離の方が長くなる。背景技術の項でも説明したように、インクによる着色ムラまたは印刷ムラを低減して鮮明な画像を得るために、この距離の相違を修正する必要がある。濃度制御部24においては、着色ムラがなくなるように濃度制御を行う。しかも、その濃度制御のために、数値制御加工装置22の制御に用いた高さ画像TFをここでも用いる。 That is, since the surface of the three-dimensional relief original RG is uneven, the surface distance of the three-dimensional relief original RG along the linear movement distance of the printer head PH in the main scanning direction (X direction) is longer. Become. As described in the background section, it is necessary to correct this difference in distance in order to obtain a clear image by reducing uneven coloring or printing unevenness due to ink. In the density control unit 24, density control is performed so that coloring unevenness is eliminated. Moreover, the height image TF used for the control of the numerical control processing device 22 is also used here for the density control.
プリンタヘッドPHの主走査方向の直線移動距離は、インクジェットプリンタ23の設計値によって決まる。例えば、図8に示す距離L1が直線移動距離である。これに対して、三次元レリーフ原形RGの表面距離は、図8に示す三次元レリーフ原形RGの表面凹凸HTに沿った長さL2である。三次元レリーフ原形RGの表面距離は、例えば数値制御加工装置22の工具先端の移動距離であり、高さ画像TFから、または高さ画像TFに基づいて生成した制御データから読み取ることができる。また、濃度制御のために、高さ変化データHFを用いてもよい。例えば、高さ変化データHFの大きさに応じてプリンタヘッドPHによる濃度が高くなるように制御すればよい。 The linear movement distance of the printer head PH in the main scanning direction is determined by the design value of the ink jet printer 23. For example, the distance L1 shown in FIG. 8 is the linear movement distance. On the other hand, the surface distance of the three-dimensional relief original RG is a length L2 along the surface unevenness HT of the three-dimensional relief original RG shown in FIG. The surface distance of the three-dimensional relief original RG is, for example, the moving distance of the tool tip of the numerical control processing device 22 and can be read from the height image TF or from control data generated based on the height image TF. Further, height change data HF may be used for density control. For example, what is necessary is just to control so that the density by printer head PH becomes high according to the magnitude | size of the height change data HF.
さて、濃度制御において、高さ変化データHFの大きい部分または画素GSにおいて、より多くのインクが吐出されるように制御する。 Now, in the density control, control is performed so that more ink is ejected in a portion where the height change data HF is large or in the pixel GS.
そのための方法として、例えば次の方法がある。
(1)プリンタヘッドPHの走行速度は一定とし、高さ変化データHFの大きさに応じてインクの噴射一回当たりの吐出量を制御する。その場合に、例えば、プリンタヘッドPHに印加する電圧を制御する。つまり高さ変化データHFが大きい場合に、プリンタヘッドPHに印加する電圧を高くして吐出量を多くする。一回当たりの吐出量を多くすると、インクの吐出速度が速くなるので、三次元レリーフ原形RGの表面にインクが速く到達し、そのため印刷位置の誤差が低減して画像の鮮明度の低下が抑えられる。
(2)プリンタヘッドPHの走行速度は一定とし、高さ変化データHFの大きさに応じて単位時間当たりのインクの吐出回数を制御する。単位時間当たりのインクの吐出回数をふ増やすと、例えば、複数回のインクの噴射されたインク滴が連続するとともに、僅かな間隔で次のインクが噴射されるので、先に噴射されたインク滴に後で噴射されたインク滴が追いついて合体することが生じる。これによっても、インクの吐出速度が速くなりまたはインク滴の質量が大きくなり、インク的によるスポットの精度が高くなって印刷位置の誤差が低減し、画像の鮮明度の低下が抑えられる。
(3)プリンタヘッドPHによるインクの噴射一回当たりの吐出量および単位時間当たりのインクの吐出回数を一定とし、高さ変化データHFの大きさに応じてプリンタヘッドPHの移動速度を制御する。この場合に、プリンタヘッドPHの三次元レリーフ原形RGの表面に沿った移動速度が均一となるように制御する。
For example, the following method is available.
(1) The traveling speed of the printer head PH is constant, and the ejection amount per ink ejection is controlled in accordance with the magnitude of the height change data HF. In that case, for example, the voltage applied to the printer head PH is controlled. That is, when the height change data HF is large, the voltage applied to the printer head PH is increased to increase the ejection amount. Increasing the discharge amount per time increases the ink discharge speed, so that the ink quickly reaches the surface of the three-dimensional relief original RG, thereby reducing the error of the printing position and suppressing the decrease in the sharpness of the image. It is done.
(2) The traveling speed of the printer head PH is constant, and the number of ink ejections per unit time is controlled according to the magnitude of the height change data HF. When the number of ink ejections per unit time is increased, for example, a plurality of ink ejected ink droplets continue, and the next ink is ejected at a slight interval. The ink droplets ejected later catch up and coalesce. This also increases the ink ejection speed or increases the mass of the ink droplet, increases the accuracy of the spot due to ink, reduces the error in the printing position, and suppresses the decrease in the sharpness of the image.
(3) The ejection amount per ejection of ink by the printer head PH and the number of ink ejections per unit time are made constant, and the moving speed of the printer head PH is controlled according to the magnitude of the height change data HF. In this case, control is performed so that the moving speed along the surface of the three-dimensional relief original RG of the printer head PH is uniform.
このように濃度制御を行うことによって、図9に示す傾斜角θの大きな部分においてより多くのインクが付着することとなり、その結果、三次元レリーフ原形RGの表面凹凸HTの全体について、画像濃度が同じであると仮定した場合の単位面積当たりのインクの付着量が均一となる。 By controlling the density in this way, more ink adheres to the portion with the large inclination angle θ shown in FIG. 9, and as a result, the image density of the entire surface unevenness HT of the three-dimensional relief original RG is reduced. The amount of ink adhering per unit area when the same is assumed is uniform.
なお、図9において、三次元レリーフ原形RGの背景部分については、プリンタヘッドPHからの距離が大きくなり、プリンタヘッドPHからのインクが周辺に拡がり易いが、インクの初速を速くしたりインク滴の質量を大きくすることによってある程度補うことができる。 In FIG. 9, regarding the background portion of the three-dimensional relief original RG, the distance from the printer head PH increases, and the ink from the printer head PH tends to spread to the periphery. It can be compensated to some extent by increasing the mass.
なお、インクジェットプリンタ23においては、濃度制御部24による制御のために必要な機構および回路が設けられている。また、濃度制御部24における制御のための処理はコンピュータ10において行い、インクジェットプリンタ23においてはそれを実行するだけにしてもよい。 Note that the inkjet printer 23 is provided with mechanisms and circuits necessary for control by the density control unit 24. Further, the processing for control in the density control unit 24 may be performed in the computer 10 and only executed in the ink jet printer 23.
次に、三次元レリーフ作成装置1の全体的な動作について、フローチャートを参照して説明する。 Next, the overall operation of the three-dimensional relief creating apparatus 1 will be described with reference to a flowchart.
図11は三次元レリーフ作成装置1の全体の動作の流れを示すフローチャート、図12は高さ画像作成処理の手順を示すフローチャート、図13は加工処理の手順を示すフローチャート、図14は着色処理の手順を示すフローチャートである。 FIG. 11 is a flowchart showing the overall operation flow of the three-dimensional relief creating apparatus 1, FIG. 12 is a flowchart showing the procedure of height image creation processing, FIG. 13 is a flowchart showing the procedure of processing processing, and FIG. It is a flowchart which shows a procedure.
図11において、原画像GFを取得し(#1)、原画像GFに基づいて高さ画像TFを生成する(#2)。高さ画像TFに基づく制御データを用いて数値制御加工装置22を制御し、レリーフ材料RZを加工して三次元レリーフ原形RGを作成する(#3)。高さ画像TFに基づくデータである高さ変化データHFを用いてインクジェットプリンタ23を制御し、濃度制御を行いながら三次元レリーフ原形RGに印刷を行って着色する(#4)。 In FIG. 11, an original image GF is acquired (# 1), and a height image TF is generated based on the original image GF (# 2). The numerical control processing device 22 is controlled using control data based on the height image TF, and the relief material RZ is processed to create a three-dimensional relief original RG (# 3). The inkjet printer 23 is controlled using the height change data HF, which is data based on the height image TF, and the three-dimensional relief original RG is printed and colored while performing density control (# 4).
図12において、高さ画像作成処理においては、原画像GFを領域ARに区画し、区画されたそれぞれの領域ARに対して高さレベルTLを付与する(#11)。このとき、それぞれの領域ARについて適用すべきパターンPTを指定する。それぞれの領域ARについて濃淡画像を生成し、それを表示する(#12)。ユーザは、濃淡画像に対し、必要に応じて修正を行う(#13)。そのようにして得られた濃淡画像は、高さ画像TFを示すことになる。または、得られた濃淡画像を階調データに変換して高さ画像TFとする(#14)。 In FIG. 12, in the height image creation process, the original image GF is partitioned into regions AR, and a height level TL is assigned to each partitioned region AR (# 11). At this time, a pattern PT to be applied to each area AR is designated. A gray image is generated for each area AR and displayed (# 12). The user corrects the grayscale image as necessary (# 13). The gray image thus obtained shows a height image TF. Alternatively, the obtained grayscale image is converted into gradation data to obtain a height image TF (# 14).
図13において、高さ画像TFを制御用データとして出力する(#21)。高さ画像TFに基づいて、制御データを生成する(#22)。制御データを用いて数値制御加工装置22を運転し、レリーフ材料RZを加工して三次元レリーフ原形RGを作成する(#23)。 In FIG. 13, the height image TF is output as control data (# 21). Control data is generated based on the height image TF (# 22). The numerical control processing device 22 is operated using the control data, and the relief material RZ is processed to create a three-dimensional relief original RG (# 23).
図14において、高さ画像TFに基づいて、高さ変化データHFを生成する(#31)。高さ変化データHFに基づいて濃度制御を行い(#32)、三次元レリーフ原形RGの表面に印刷して三次元レリーフRRを作成する(#33)。 In FIG. 14, the height change data HF is generated based on the height image TF (# 31). Density control is performed based on the height change data HF (# 32), and the three-dimensional relief RR is created by printing on the surface of the three-dimensional relief original RG (# 33).
上に述べたように、本実施形態の三次元レリーフ作成装置1によると、高さ画像TFに基づく数値制御を行ってレリーフ材料RZに対して加工を施して三次元レリーフ原形RGを作成するとともに、三次元レリーフ原形RGに対して、高さ画像TFに基づく濃度制御を行いながら、原画像GFに基づく画像印刷を行うことによって着色を行うので、濃度制御が正確に行われ、着色ムラや画像の鮮明さが従来よりも良好である。濃度制御のための制御データを別途作成する必要がない。これらのことから、印刷速度をあげることができて、原画像GFにより忠実な三次元レリーフを早く作成することができる。 As described above, according to the three-dimensional relief creating apparatus 1 of the present embodiment, numerical control based on the height image TF is performed to process the relief material RZ to create a three-dimensional relief original RG. Since the coloring is performed by performing the image printing based on the original image GF while performing the density control based on the height image TF with respect to the three-dimensional relief original RG, the density control is accurately performed, and the coloring unevenness and image Is clearer than before. There is no need to separately create control data for density control. As a result, the printing speed can be increased, and a three-dimensional relief faithful to the original image GF can be created quickly.
上に述べた実施形態の三次元レリーフ作成装置1において、パターンPT1〜6の個数はもっと多くても少なくてもよい。パターンPTを種々変形するようにしてもよい。パターンPTを用いることなく各画素GSの高さを決定してもよい。その他、コンピュータ10または三次元レリーフ作成装置1の全体または各部の構成、形状、寸法、個数、材質、画像の内容、コンピュータ10における処理内容、処理順序などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。 In the three-dimensional relief creating apparatus 1 of the embodiment described above, the number of patterns PT1 to PT6 may be larger or smaller. The pattern PT may be variously modified. The height of each pixel GS may be determined without using the pattern PT. In addition, the configuration, shape, dimensions, number, material, image content, processing content in the computer 10, processing order, etc. of the computer 10 or the three-dimensional relief creating apparatus 1 as a whole or each part are appropriately changed in accordance with the spirit of the present invention. can do.
1 三次元レリーフ作成装置
10 コンピュータ
11 原画像格納部
12 高さ画像生成部
13 高さ画像格納部
14 高さ変化データ生成部
15 高さ変化データ格納部
16 データ出力部
21 制御データ生成部
22 数値制御加工装置
23 インクジェットプリンタ
24 濃度制御部
GF 原画像
TF 高さ画像
HF 高さ変化データ
RR 三次元レリーフ
RZ レリーフ材料
RG 三次元レリーフ原形
TL 高さレベル
AR 領域
PT パターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Three-dimensional relief production apparatus 10 Computer 11 Original image storage part 12 Height image generation part 13 Height image storage part 14 Height change data generation part 15 Height change data storage part 16 Data output part 21 Control data generation part 22 Numerical value Control processing device 23 Inkjet printer 24 Density control part GF Original image TF Height image HF Height change data RR Three-dimensional relief RZ Relief material RG Three-dimensional relief original TL Height level AR Region PT pattern
Claims (15)
前記原画像に基づいて当該原画像内の各部の高さを示す高さ画像を生成する高さ画像生成工程と、
加工装置により前記高さ画像に基づく数値制御を行ってレリーフ材料に対して加工を施し、前記原画像についての前記高さ画像で示される高さに応じた凹凸を有する三次元レリーフ原形を作成するレリーフ原形作成工程と、
前記三次元レリーフ原形に対して、前記高さ画像に基づく濃度制御を行いながら、前記原画像に基づく画像印刷を行うことによって着色を行う着色工程と、
を有してなることを特徴とする三次元レリーフの作成方法。 A method for creating a three-dimensional relief from an original image,
A height image generating step for generating a height image indicating the height of each part in the original image based on the original image;
The relief material is processed by numerical control based on the height image by a processing device, and a three-dimensional relief original shape having irregularities corresponding to the height indicated by the height image for the original image is created. Relief prototype creation process,
A coloring step for coloring the three-dimensional relief original by performing image printing based on the original image while performing density control based on the height image,
A method for creating a three-dimensional relief, comprising:
前記原画像を複数の領域に区画し、区画された各領域に対して高さレベルを付与し、各領域において付与された高さレベルに応じて、各領域内における各部の高さを決定する、
請求項1記載の三次元レリーフの作成方法。 In the height image generation step,
The original image is divided into a plurality of areas, a height level is given to each divided area, and the height of each part in each area is determined according to the height level given in each area. ,
The method for creating a three-dimensional relief according to claim 1.
前記高さ画像生成工程において、
それぞれの領域について、登録された複数のパターンの中から選択されたパターンに基づいて各部の高さを決定して前記高さ画像を生成する、
請求項2記載の三次元レリーフの作成方法。 A plurality of patterns are registered in advance with respect to a pattern for generating a height image in an area to which a height level is given,
In the height image generation step,
For each region, the height image is generated by determining the height of each part based on a pattern selected from a plurality of registered patterns.
The method for creating a three-dimensional relief according to claim 2.
請求項1ないし3のいずれかに記載の三次元レリーフの作成方法。 The height image is a grayscale image showing the height of each part using a gray scale,
The method for creating a three-dimensional relief according to any one of claims 1 to 3.
請求項4記載の三次元レリーフの作成方法。 The grayscale image has a lower density in a portion where the height from the background portion in the original image is higher,
The method for creating a three-dimensional relief according to claim 4.
請求項1ないし3のいずれかに記載の三次元レリーフの作成方法。 The height image shows the height of each part with different hues.
The method for creating a three-dimensional relief according to any one of claims 1 to 3.
前記濃度制御として、前記原画像の濃度が均一であると仮定した場合に前記三次元レリーフ原形の表面における濃度が均一となるようにインクの吐出量の制御を行う、
請求項1ないし6のいずれかに記載の三次元レリーフの作成方法。 Using an inkjet printer in the coloring step,
As the density control, when it is assumed that the density of the original image is uniform, the ink ejection amount is controlled so that the density on the surface of the three-dimensional relief original is uniform.
The method for creating a three-dimensional relief according to any one of claims 1 to 6.
請求項7記載の三次元レリーフの作成方法。 In the density control, the amount of ink discharged per time by the print head is controlled.
The method for creating a three-dimensional relief according to claim 7.
請求項7記載の三次元レリーフの作成方法。 In the density control, the number of ink ejections per unit time by the print head is controlled.
The method for creating a three-dimensional relief according to claim 7.
請求項7記載の三次元レリーフの作成方法。 In the density control, the moving speed of the print head is controlled.
The method for creating a three-dimensional relief according to claim 7.
請求項10記載の三次元レリーフの作成方法。 In the density control, the moving speed along the surface of the three-dimensional relief original shape of the print head is controlled to be uniform.
The method for creating a three-dimensional relief according to claim 10.
前記高さ変化データに基づいて前記濃度制御を行う、
請求項1ないし11のいずれかに記載の三次元レリーフの作成方法。 Based on the height image, to generate height change data indicating the change in height per unit length of the original image for each part,
The density control is performed based on the height change data.
The method for creating a three-dimensional relief according to any one of claims 1 to 11.
前記原画像に対して凹凸を付与した高さ画像に基づいて加工装置を制御し、これによってレリーフ材料に対して加工を施し、前記原画像についての前記高さ画像で示される高さに応じた凹凸を有する三次元レリーフ原形を作成する、レリーフ原形作成工程と、
前記三次元レリーフ原形に対して、前記高さ画像に基づく濃度制御を行いながら、前記原画像に基づく画像印刷を行うことによって着色を行う着色工程と、
を有してなることを特徴とする三次元レリーフの作成方法。 A method for creating a three-dimensional relief from an original image,
A processing device is controlled based on a height image in which unevenness is given to the original image, thereby processing the relief material, and according to the height indicated by the height image for the original image A relief prototype creation process for creating a three-dimensional relief prototype with irregularities;
A coloring step for coloring the three-dimensional relief original by performing image printing based on the original image while performing density control based on the height image,
A method for creating a three-dimensional relief, comprising:
前記原画像に基づいて当該原画像内の各部の高さを示す高さ画像を生成する高さ画像生成部と、
加工装置により前記高さ画像に基づく数値制御を行ってレリーフ材料に対して加工を施し、前記原画像についての前記高さ画像で示される高さに応じた凹凸を有する三次元レリーフ原形を作成するレリーフ原形作成部と、
前記三次元レリーフ原形に対して、前記高さ画像に基づく濃度制御を行いながら、前記原画像に基づく画像印刷を行うことによって着色を行う着色部と、
を有してなることを特徴とする三次元レリーフの作成装置。 An apparatus for creating a three-dimensional relief from an original image,
A height image generation unit that generates a height image indicating the height of each part in the original image based on the original image;
The relief material is processed by numerical control based on the height image by a processing device, and a three-dimensional relief original shape having irregularities corresponding to the height indicated by the height image for the original image is created. Relief prototype creation department,
A coloring unit that performs coloring by performing image printing based on the original image while performing density control based on the height image with respect to the three-dimensional relief original shape,
An apparatus for creating a three-dimensional relief, comprising:
前記原画像を格納する原画像格納部と、
レリーフ材料に対して加工を施し前記原画像についての三次元レリーフ原形を作成する数値制御加工装置と、
前記三次元レリーフ原形に対して前記原画像に基づく画像印刷を行うことによって着色を行うインクジェットプリンタと、
前記原画像に基づいて当該原画像内の各部の高さを示す高さ画像を生成する高さ画像生成部と、
前記高さ画像に基づいて、各部についての前記原画像の単位長さ当たりの高さの変化分を示す高さ変化データを生成する高さ変化データ生成部と、
前記三次元レリーフ原形において前記高さ画像で示される高さに応じた凹凸を形成するために前記高さ画像を前記数値制御加工装置の制御のために出力するデータ出力部と、
前記インクジェットプリンタに対して、前記高さ変化データに基づいて、前記原画像の濃度が均一であると仮定した場合に前記三次元レリーフ原形の表面における濃度が均一となるようにインクの吐出量の制御を行う濃度制御部と、
を有してなることを特徴とする三次元レリーフの作成装置。
A 3D relief creation device for creating a 3D relief from an original image,
An original image storage unit for storing the original image;
A numerically controlled processing device for processing a relief material and creating a three-dimensional relief original for the original image;
An inkjet printer that performs coloring by performing image printing based on the original image on the three-dimensional relief original;
A height image generation unit that generates a height image indicating the height of each part in the original image based on the original image;
Based on the height image, a height change data generating unit that generates height change data indicating a change in height per unit length of the original image for each part;
A data output unit for outputting the height image for the control of the numerical control processing device in order to form irregularities according to the height indicated by the height image in the three-dimensional relief original;
Based on the height change data, the ink discharge amount of the ink jet printer is set so that the density on the surface of the three-dimensional relief original is uniform when it is assumed that the density of the original image is uniform. A concentration control unit for controlling,
An apparatus for creating a three-dimensional relief, comprising:
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