圖像處理裝置、圖像處理程序、記錄該程序的記錄介質、圖像處理方法、陰影信息獲取裝置...的製作方法
2023-09-22 23:28:25 2
專利名稱：圖像處理裝置、圖像處理程序、記錄該程序的記錄介質、圖像處理方法、陰影信息獲取裝置 ...的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種對在電腦上虛擬製作的虛擬三維模型進行描寫(rendering)的技術。
背景技術：
在電腦上設定的虛擬三維空間內製作的虛擬三維模型，考慮到三維空間內設定的虛擬相機及光源的位置、由光源虛擬照射的光線在虛擬三維空間內的反射或折射等影響，被描寫(rendering)在虛擬三維空間內的在指定位置所設定的虛擬屏幕上，該描寫在虛擬屏幕上的圖像被顯示在顯示器上。在描寫虛擬三維模型時，雖然是將虛擬光源照射的光線的影響和虛擬三維模型的材質等考慮在內來進行陰影處理，但是，現有的圖像處理裝置是通過讓操作人員設定參數來進行陰影處理的。
然而，上述的現有裝置存在著，為了進行逼真的陰影處理，操作人員就不得不準確地設定參數，由於要求熟練的技能，因此對初學者來說非常困難，而且即使是熟練者也要付出大量的時間和勞力的問題。
特別是象布料等纖維狀結構體，由於具有因光線照射的角度不同其光線反射率及擴散也相應地改變的光學異向性，要對由這樣的結構體而構成的虛擬三維模型進行逼真的陰影處理，需要對虛擬三維空間內的環境光(ambient)、發散光(diffuse)、反射光(specula)等各種參數進行準確地設定，不但對初學者來說困難，而且對熟練者來說，要想進行逼真的陰影處理也不得不付出大量的時間和勞力。
本發明針對現有技術中所存在的上述問題，目的在於提供一種圖像處理裝置、數據結構、陰影信息獲取裝置、圖像處理程序、記錄該程序的記錄介質及圖像處理方法，不需要進行各種參數的設定這一煩雜作業，通過簡便的操作即可對虛擬三維模型進行逼真的陰影處理。
發明內容
本發明所涉及的圖像處理裝置，是對在虛擬三維空間內予以製作的虛擬三維模型進行描寫的圖像處理裝置，它包括，以對實物試樣的至少包括攝影方向及光線照射方向的攝影條件作為參數，根據使該參數改變而拍攝的所述實物試樣的圖像，獲取按每項參數計算的陰影信息的陰影信息獲取單元，將所獲取的陰影信息與所述參數對應起來進行存儲的陰影信息存儲單元，根據在所述虛擬三維空間內設定的虛擬相機的位置、虛擬光源的位置及所述虛擬三維模型的任意部位的形狀，計算對應於該部位的所述規定參數的參數計算單元，將對應於所獲取的參數的陰影信息從所述陰影信息存儲單元讀出來，根據讀出的陰影信息計算在所述虛擬三維模型上的相對應的部位的亮度值的陰影處理單元。
根據本發明的上述結構，可以獲取，以通過使包含攝影條件的參數發生改變而拍攝實物試樣所得到的圖像為根據的、陰影信息，所獲取的陰影信息可以與實物試樣的至少包含攝影條件的參數對應起來被存儲在陰影信息存儲單元。然後，計算得出與虛擬三維模型的任意部位相對應的指定的參數，並將與計算得出的參數相對應的陰影信息從陰影信息存儲單元讀出，根據該讀出來的陰影信息，計算出指定部位的亮度，從而進行陰影處理。
所以，不需要經過煩雜的參數設定作業，只需簡便的操作即可以進行陰影處理。而且，由於是利用在各種不同攝影條件下分別拍攝實物試樣所得到的圖像所獲取的陰影信息進行陰影處理，因此可以表現出由相干光等的影響所產生的素材質感和布料的光學異向性等，可對虛擬三維模型進行更為逼真的陰影處理。
圖1是表示本發明的圖像處理裝置的整體結構的方框結構圖；圖2是圖像獲取機構的側面圖；圖3是在圖2從箭頭K1方向所視的光源臂的放大圖；圖4是圖像獲取機構的俯視圖；圖5是說明圖像獲取機構的結構的斜視圖；圖6是本發明的圖像處理裝置的功能方框圖；
圖7是將陰影信息存儲單元的數據結構概念化後的示意圖；圖8是將陰影信息存儲單元的數據結構概念化後的示意圖；圖9是說明幾何信息獲取單元及參數計算單元執行的處理的模式圖；圖10是說明幾何信息獲取單元及參數計算單元執行的處理的模式圖；圖11是表示圖像處理裝置使用拍攝擺放在試樣臺的實物試樣的圖像計算陰影信息的處理的流程圖；圖12是表示圖像處理裝置執行的陰影處理的流程圖；圖13是說明陰影處理單元所執行的處理的示意圖，(a)是表示亮度值C與紋理亮度值T之間的關係的示意圖，(b)是表示紋理存儲單元所存儲的紋理的概念示意圖；圖14是說明本發明的圖像處理裝置的圖像處理效果的示意圖，(a)表示使用現有的圖像處理裝置進行陰影處理後的圖像，(b)表示使用本發明的圖像處理裝置進行陰影處理後的圖像。
具體實施例方式
下面對本發明的圖像處理裝置的最佳實施方式進行說明。圖1是表示根據本實施方式的圖像處理裝置的整體結構的方框結構圖。該圖像處理裝置具備，獲取用於描寫虛擬三維模型的陰影信息的陰影信息獲取裝置1及利用陰影信息獲取裝置1所獲取的陰影信息進行描寫等圖像處理的個人電腦2。
陰影信息獲取裝置1包括，照射光線並拍攝實物試樣的圖像獲取機構3及控制圖像獲取機構3工作的控制部4。
圖2表示圖像獲取機構3的側面圖，圖3表示在圖2中從箭頭K1方向所視的光源臂142的放大圖，圖4表示圖像獲取機構3的俯視圖。圖像獲取機構3包括，底座部11、垂直設置於底座部11上的軸12、在軸12上端轉動支撐的試樣臺13、對擺放在試樣臺13上的實物試樣進行照射的發光部14、對擺放在試樣臺13上的試樣進行拍攝的攝影部15及蓋上裝置整體的會子16。
底座部11具有圓盤狀的凹部111及從凹部111呈放射狀圓接的四支腿，在凹部111形成有內嵌固定軸12的支架112。而且在底座部11的外側邊緣附近的適當的地方安裝有用於移動底座部11的車輪113及用於將底座部11相對地表予以固定的擋塊114。
試樣臺13是直徑尺寸小於底座部11的圓盤狀部件，在其中心部位向底座部11側形成有圓柱狀的凸部(省略圖示)，該凸部相對於軸12轉動自如地被內嵌。另外，在試樣臺13的凸部安裝有電動機131以使試樣臺13在水平面上轉動。在此，凸部與電動機131被安裝成使安裝於凸部的外周部的齒輪與電動機軸的齒輪相卡住。試樣臺13，在收到電動機的驅動力時按規定角度轉動並被定位。
發光部14包括，向外側安裝以與軸12的軸方向垂直的臂狀的連接臂141、在連接臂141的外側的一端相對於連接臂141可轉動自如地安裝有光源臂142及在光源臂142的一端連接的光源143。
在連接臂141的軸12側的一端安裝有內部具備軸承144的筒狀的軸承座145，軸12通過軸承144內插於軸承座145內。在軸承座145，使連接臂141在水平面上轉動的電動機146，通過電動機軸所具備的齒輪及軸承座145所具備的齒輪而被安裝。
光源臂142，在連接臂141的外側一端，通過與軸方向相平行地垂直設置的連接構件147，以同連接臂141長度方向相平行的方向作為轉動軸RL1而轉動自如地予以安裝。如圖3所示，在由與轉動軸RL1垂直的標準線KL和光源臂142所形成的角度為α並以逆時針方向為正方向的條件下，該光源臂142可在α為-90度至+90度的範圍內轉動。在光源臂142，安裝有可使光源臂142相對於連接臂141轉動的電動機148，光源臂142收到電動機148的驅動而轉動規定的角度並被定位。
光源臂142呈圓弧狀，在角度α為0度被定位時，攝影裝置153的攝影方向指向試樣臺13的中心位置O。
光源143，具有作為光的發生源的金屬滷化物光源，及安裝在金屬滷化物光源的射出側並將射出的光轉換為平行光的，例如，柱面透鏡等部件(均省略圖示)，被連接在光源臂142的一端，使照射光的方向指向試樣臺的中心位置O。
攝影部15的結構與發光部14大致相同，主要包括連接臂151、以方向與連接臂151的長度方向相平行的轉動軸RL2為軸，並相對於連接臂151可轉動自如地安裝有攝影臂152及連接在攝影臂的一端的攝影裝置153。
連接臂151的長度方向尺寸比連接臂141的長度方向尺寸短。被連接在連接臂151的外側一端的攝影臂152與發光部14相同，在以標準線KL和攝影臂152所形成的角度為β並以逆時針方向為正方向的條件下，可在該β處於-90度至+90度的範圍內轉動。攝影臂152呈圓弧狀，在角度β為0度被定位時，攝影裝置153的拍攝方向指向試樣臺13的中心位置O。
此外，攝影臂152，通過在連接臂151的外側一端垂直設置的連接構件154，安裝有電動機155，攝影臂152收到電動機155的驅動力按規定角度旋轉並予以定位。
在連接臂151的軸12側的一端安裝有筒狀的夾持器156，軸12被內插於該夾持器156內，而且夾持器156介於鍵157被固定在軸12上。
攝影裝置153，包括CCD相機、變焦鏡頭及特寫鏡頭等(均省略圖示)，被連接在攝影臂152的一端，其拍攝方向指向試樣臺的中心位置O。
套子16具有無底面長方體形狀，套子161的底側截面的適當的地方安裝有用於搬運套子16的車輪162，在各車輪162的附近安裝有用於使套子16固定在地面上的擋塊163。套子16的形狀不局限於長方體形狀，也可以是圓頂形狀等，只要能蓋上裝置整體的形狀，任何形狀均可。
圖5是說明圖像獲取機構3的結構的斜視圖。在圖5，為說明方便，以試樣臺13的中心位置O作為原點，虛擬設定N、U及V互相垂直的座標軸。U軸被設定在連接臂151的長度方向上。試樣臺13的轉動角度δ，以U軸為基準。此外，U軸與連接臂141之間的角度γ為發光部14的水平方向的轉動角度。在本實施例中，作為實物試樣在試樣臺13上擺放布料S，在δ＝0度時，因布料S的纖維方向FL被擺放成與U軸是互相平行的，因此相對U軸的試樣臺13的角度δ與相對U軸的布料S的纖維方向FL的角度是一致的。
連接臂141，由電動機146驅動，使連接臂141的外側一端141a可沿U-V平面上的圓周C1，角度γ覆蓋0至360度的範圍內轉動並被定位。光源臂142，由電動機148驅動，使光源143沿N-V平面上的圓弧C2，角度α以N軸為基準在-90度至490度的範圍內轉動並被予定位。攝影臂152，由電動機155驅動，使攝影裝置153沿N-V平面上的圓弧C3，角度β以N軸為基準在-90度至+90度的範圍內轉動並被定位。這4種角度α、β、γ及δ則為參數α、β、γ及δ。
如圖1所示，個人電腦2包括，接受操作人員的操作命令的輸入裝置21、存儲用於使個人電腦2運轉的如BIOS等基本程序的只讀存儲器(ROM)22、執行圖像處理程序的中央處理器(CPU)23、暫時存儲數據並用於作為中央處理器(CPU)23的作業領域的隨機存儲器(RAM)24、存儲圖像處理程序和作業系統等的輔助存儲裝置25、顯示中央處理器(CPU)23所處理的圖像的顯示裝置26、讀取存儲在軟盤、CD-ROM及DVD-ROM等存儲介質的數據的記錄介質驅動裝置27。
而且，個人電腦2還包括，視頻捕捉卡28和電動機接口29，其中，視頻捕捉卡28，通過連接至依照IEEE1394規格的DV接頭的電纜CA，獲取攝影裝置153拍攝實物試樣所得到的圖像，而電動機接口29將中央處理器(CPU)23與電動機控制器46連接起來。
只讀存儲器(ROM)22、中央處理器(CPU)23、隨機存儲器(RAM)24、輔助存儲裝置25、顯示裝置26及記錄介質驅動裝置27由母線(bus line)互相連接起來。輸入裝置21，包括鍵盤和滑鼠等，連接至個人電腦2本體背面的如USB接口等處。
本發明的圖像處理裝置，將存儲使個人電腦2作為圖像處理裝置起作用的圖像處理程序的如CD-ROM等存儲介質裝進記錄介質驅動裝置27中，並通過將圖像處理程序安裝在輔助存儲裝置25內，使個人電腦2成為圖像處理裝置。此外，還可以從存儲圖像處理程序的WEB伺服器，通過網際網路下載的形式安裝圖像處理程序。
另外，還可以在WEB伺服器與個人電腦2之間分散執行圖像處理程序，例如用個人電腦2輸入各種數據，將其數據在配置於網際網路上的WEB伺服器上進行處理，將處理結果傳輸到個人電腦2等。
控制部4包括，接受個人電腦2的指示而分別控制使試樣臺13轉動的電動機131、使光源臂142轉動的電動機148及使連接臂141轉動的電動機146的電動機驅動器41～44、控制光源143的開/關及被照射的光線強度的光源驅動器45、向電動機驅動器41～44輸出如脈衝信號或控制信號等各種信號的電動機控制器46。
電動機驅動器41～44，接收從電動機控制器46輸出的脈衝信號或用於指定電動機的正逆轉動的控制信號等，並將所接收的脈衝信號轉換為電脈衝信號而使各電動機的線圈進行勵磁，由此驅動各電動機。光源驅動器45，接收從個人電腦2輸出的控制信號，產生例如具有與控制信號的強度相應的驅動電流，使光源143發亮。電動機控制器46，通過電動機接口29，接收後述的攝影機構控制單元208的各種信號，輸出驅動與該各種信號相對應的電動機驅動器41～44的信號。
圖6是本發明的圖像處理裝置的功能方框圖。圖像處理裝置包括，主要由隨機存儲器(RAM)24構成的存儲單元100及主要由中央處理器(CPU)23而構成的程序執行單元200。存儲單元100包括，陰影信息存儲單元101、三維模型存儲單元102及紋理存儲單元103。程序執行單元200包括，陰影信息計算單元201、幾何信息獲取單元202、參數計算單元203、陰影信息讀取單元204、內插處理單元205、陰影處理單元206、描寫處理單元207、攝影機構控制單元208及陰影信息內插單元209。
陰影信息計算單元201，接收圖像獲取機構3所拍攝的實物試樣的圖像，以所接收的圖像的指定位置(例如，中心位置)為重心，設定一縱向n個像素橫向m個像素的四角形範圍，計算該所設定範圍的亮度的平均值、最大值及最小值，並將計算得出的亮度的平均值、最大值及最小值作為陰影信息，與接收的圖像在被拍攝時的參數α、β、γ及δ對應起來，存儲到陰影信息存儲單元101。
圖7及圖8是將陰影信息存儲單元101的數據結構概念化後的示意圖。陰影信息存儲單元101具有由第1及第2表格而構成的兩種表格，圖7表示第1表格，圖8則表示第2表格。
第1表格具有，表示光源臂142的垂直方向的轉動角度α的欄及表示試樣臺13的轉動角度δ的欄。在角度α的欄，角度α，在-90度至+90度的範圍內例如每隔10度進行記載，在角度δ的欄，在0度至360度的範圍內例如每隔15度進行記載。在第1表格的各單元格裡，存儲有由角度α及角度δ可特別指定的表示第2表格的索引。在圖7中，將英文字母T加上作為添加文字的各單元格的行號及列號作為第2表格的索引。例如，索引T00是存儲在0行0列的單元格的索引，因此作為添加文字是「00」。
第2表格由多個表格而構成，各表格都被賦予有索引，該索引與記載於第1表格的各單元格的索引相對應。第2表格分別由表示攝影臂152的轉動角度β的欄及表示連接臂141的轉動角度γ的欄而構成。在角度β的欄，角度β，在-90度至+90度的範圍內例如每隔10度進行記載，在角度γ的欄，角度γ，在0度至360度的範圍內例如每隔15度進行記載。在第2表格的各單元格內存儲有陰影信息。
在圖7及圖8中，雖然將角度α及角度β的幅度設定為每隔10度、將角度δ及角度γ的幅度設定為每隔15度，但是不只局限於上述幅度，即可以設定更小的幅度、也可以設定更大的幅度。並且，還可以按照角度範圍對幅度進行適當的變更，例如在0至45度的範圍設定為每隔5度、而在45至90度的範圍設定為每隔10度。
陰影信息內插單元209，對在攝影裝置153位於光源143的光軸上(以下稱「交迭位置」，有多個交迭位置存在)時所獲取的陰影信息，用在鄰接於該交迭位置的多個位置所獲取的陰影信息進行內插(interpolating)處理，從而計算出在該交迭位置上的正式陰影信息。另外，由於交迭位置是基於圖像獲取機構3的結構而定，並是可以預先特別指定的，因此可預先存儲於存儲單元100。
三維模型存儲單元102，存儲在電腦上設定的虛擬三維空間內操作人員預先製作的用於確定虛擬三維模型形狀的各種數據，例如，貼在虛擬三維模型表面上的由多個三角形或四角形等構成的多邊形(polygon)的各頂點的座標等，並且還存儲在虛擬三維空間內設定的虛擬光源及虛擬相機的座標。
紋理存儲單元103，存儲映射(maping)到虛擬三維模型上的紋理(texture)。在紋理存儲單元103，預先存儲多種紋理，操作人員從這些多種紋理中選擇映射到虛擬三維模型的紋理。另外，紋理存儲單元103，還可以存儲由操作人員製作的紋理。
圖9及圖10是說明幾何信息獲取單元202及參數計算單元203執行的處理的模式圖。幾何信息獲取單元202，在虛擬三維模型表面上的指定位置設定注目位置HP，根據包括注目位置HP的多邊形的各頂點的座標、虛擬相機VC的座標及虛擬光源VL的座標，計算注目位置HP的法線向量N』、由注目位置HP向虛擬光源VL的光源向量L及由注目位置HP向虛擬相機VC的視點向量CV。幾何信息獲取單元202，在整個虛擬三維模型上依次設定該注目位置HP。
參數計算單元203，在注目位置HP，計算法線向量N』與光源向量L之間的角度(光源的垂直角度Z)及法線向量N』與視點向量CV之間的角度(視點角度X)。另外，由圖5得知，光源的垂直角度Z與角度α相對應，視點角度X與角度β相對應。
另外，參數計算單元203，如圖10所示，在包括注目位置HP的多邊形的表面上，設定互相垂直的U』軸及V』軸，將光源向量L在U』-V』平而上的正投影向量(正投影光源向量LH)與U』軸之間的角度作為光源的水平角度Y計算得出。在此，為了使圖5所示的U軸及V軸與U』軸及V』軸對應起來，U』軸被設定在視點向量CV在U』-V』平畫的正投影向量CH上。該光源的水平角度Y與圖5所示的角度γ相對應。
此外，參數計算單元203，將在多邊形的表面上予以映射的虛擬布料的纖維方向FL與U』軸之間的角度，作為試樣角度W計算得出。該試樣角度W，與圖5所示的試樣臺13的轉動角度δ相對應。
陰影信息讀取單元204，將參數計算單元203計算的光源的垂直角度Z、視點角度X、光源的水平角度Y及試樣角度W作為參數，參照陰影信息存儲單元101，讀取對應於這些參數的陰影信息。在此，當對應於參數計算單元203計算的參數的陰影信息在陰影信息存儲單元101不存在時，陰影信息讀取單元204讀取與最接近於所計算的參數相對應的陰影信息。
內插處理單元205，在參數計算單元203計算的參數與陰影信息讀取單元204讀取的陰影信息相對應的參數不一致時，對所讀取的陰影信息進行內插處理，從而計算出與所計算的參數相對應的陰影信息。例如在參數計算單元203計算的視點角度X為42度、與視點角度X相對應的角度β為40度的條件下讀取陰影信息時，利用存儲在與存儲所讀取的陰影信息的單元格相鄰的單元格的陰影信息，計算出在視點角度X為42度時的相應的陰影信息。
陰影處理單元206，利用通過陰影信息讀取單元204讀取或內插處理單元205進行內插處理所獲取的陰影信息、及紋理存儲單元103所存儲的紋理，計算出虛擬三維模型的注目位置HP處的亮度值。這種計算是，使紋理亮度的最大值、最小值及平均值分別與所獲取的陰影信息的最大值、最小值及平均值分別對應，對所獲取的陰影信息的亮度的最大值、最小值及平均值進行樣條內插(spline interpolation)，從而計算出所獲取的陰影信息與紋理的相關函數，然後利用所計算得出的相關函數來計算虛擬三維模型的注目位置HP處的亮度值。
描寫處理單元207，在虛擬三維空間內所設定的虛擬屏幕上，例如使用光線跟蹤等手法(aray tracing technique)，描寫(rendering)虛擬三維模型。然後，將描寫的圖像傳輸到顯示裝置26並顯示出來。
攝影機構控制單元208，通過向電動機控制器46輸出控制信號，使電動機控制器46按規定時間和規定角度分別移動試樣臺13、發光部14及攝影部15並予以定位，以此控制試樣臺13、發光部14及攝影部15。此外，攝影機構控制單元208，提供驅動電流來控制光源143，使光源143按規定時間、例如就要拍攝實物試樣之前，按規定光能亮起，在結束攝影時使光源143熄滅。
圖11是表示本圖像處理裝置利用拍攝擺放在試樣臺13上的實物試樣的圖像而計算陰影信息的處理的流程圖。此時，在試樣臺13的中心位置O(參照圖5)，預先擺放具有規定長度及寬度並剪裁為四角形狀的布料，作為實物試樣。
在步驟S1，收到開始攝影的指示，攝影機構控制單元208，通過驅動電動機131使試樣臺13按規定角度、例如15度、轉動，以設定試樣臺13的角度δ。
在步驟S2，攝影機構控制單元208，通過驅動電動機146使連接臂141按規定角度、例如15度、轉動，以設定發光部14的水平方向的角度γ。
在步驟S3，攝影機構控制單元208，通過驅動電動機148使光源臂142按規定角度、例如10度、轉動，以設定發光部14的垂直方向的角度α。
在步驟S4，攝影機構控制單元208，通過驅動電動機155使攝影臂152按規定角度、例如10度、轉動，以設定攝影部15的角度β。
另外，在步驟S1至S4，雖然角度δ及角度γ是每隔15度予以定位，角度α及β是每隔10度予以定位，但這些值是由操作人員通過輸入裝置21預先設定的，也可以對這些角度進行適當的變更。
在步驟S5，攝影機構控制單元208，使光源143按規定光能亮起並使攝影裝置153拍攝擺放在試樣臺13上的實物試樣，並在攝影結束之後，使光源143熄滅。攝影機構控制單元208，雖然是使光源143，在每當對試樣臺13、發光部14及攝影部15予以定位時亮起的，也可以使光源143在陰影信息獲取裝置1運轉之間一直亮著。
在步驟S6，陰影信息計算單元201，通過電纜線CA接收攝影裝置153所拍攝的實物試樣的圖像，在所接收的圖像上設定規定範圍，並計算所設定的範圍的亮度最大值、最小值及平均值，並將這些計算得出的數值作為陰影信息。
在步驟S7，陰影信息計算單元201，將在步驟S6計算得出的陰影信息與其拍攝條件(角度α、β、γ及δ)對應起來存儲在陰影信息存儲單元101。此時，陰影信息內插單元209，對預先存儲在存儲單元100的位於交迭位置的陰影信息，利用鄰接的多個位置的陰影信息進行內插處理，計算出正確的陰影信息。
在步驟S8，攝影機構控制單元208，判斷攝影部15的角度β是否為規定的最終角度，若是最終角度(在S8回答YES)則進入步驟S9，若不是最終角度(在S8回答NO)則返回到步驟S4，並重新設定攝影部15的角度β。在本實施例中，攝影部15的角度β的初期值被設定為-90度，以10度為單位依次變更，直到+90度為止。
在步驟S9，攝影機構控制單元208，判斷光源143的垂直方向角度α是否為規定的最終角度，若是最終角度(在S9回答YES)則進入步驟S10，若不足最終角度(在S9回答NO)則返回到步驟S3，並重新設定發光部14的角度α。在本實施例中，角度α的初期值被設定為-90度，以10度為單位依次變更，直到+90度為止。因此，最終角度為+90度。
在步驟S10，攝影機構控制單元208，判斷發光部14的水平方向角度γ是否為規定的最終角度，若是最終角度(在S10回答YES)則進入步驟S11，若不是最終角度(在S10回答NO)則返回到步驟S2，並重新設定發光部14的角度γ。在本實施例中，角度γ的初期值被設定為0度，以15度為單位依次變更，直到360度為止。因此最終角度為360度。
在步驟S11，攝影機構控制單元208，判斷試樣臺13的角度是否為最終角度，若是最終角度(在S11回答YES)，則處理到此結束，若不是最終角度(在S11回答NO)則返回到步驟S1，並重新設定試樣臺13的角度δ。在本實施例中，角度δ的初期值被設定為0度，以15度為單位，依次變更直到360度為止。因此，最終角度為360度。
圖12是表示圖像處理裝置進行的陰影處理的流程圖。在步驟S21，幾何信息獲取單元202，如圖9所示，將存儲在三維模型存儲單元102的數據讀出來，根據虛擬相機VC的座標、虛擬光源VL的座標及在虛擬三維模型表面上指定的注目位置HP的座標，分別計算出在該注目位置HP處的法線向量N』、光源向量L及視點向量CV。
在步驟S22，參數計算單元203，如圖9所示，利用在步驟S21所計算的法線向量N』、光源向量L及視點向量CV，計算出在注目位置HP處的光源垂直角度Z及視點角度X。而且，參數計算單元203，在包括注目位置HP的多邊形的平面上設定U』軸及V』軸，將相對U』軸的正投影光源向量LH的角度作為光源的水平角度Y計算得出。而且，參數計算單元203，還將在注目位置HP處的多邊形的表面上所設定的虛擬布料的纖維方向FL』相對U』軸的角度作為試樣角度W，計算得出。
在步驟S23，陰影信息讀取單元204，將與在步驟S22計算的視點角度X(對應於角度β)、光源的垂直角度Z(對應於角度α)、光源的水平角度Y(對應於角度γ)及試樣角度W(對應於角度δ)這4種參數相對應的陰影信息，從陰影信息存儲單元101讀出。而且，陰影信息讀取單元204，當與在步驟S22所計算的4種參數相對應的陰影信息不存在於陰影信息存儲單元101時，將與最接近於該4種參數的參數相對應的陰影信息，從陰影信息存儲單元101讀出。
在步驟S24，當步驟S23讀出來的陰影信息是與被近似過的參數相對應時，則認為需要內插處理(在S24回答YES)而進入步驟S25；在S23讀出來的陰影信息為與在S22計算的參數相對應時，則認為不需要內插處理，並進入步驟S26。
在步驟S25，內插處理單元205，根據在步驟S22計算的參數、與在步驟S23讀出的陰影信息所對應的參數、之間的差，計算出與對讀出的陰影信息進行內插處理而計算出的參數相對應的陰影信息。
在步驟S26，當有由操作人員指定用於陰影的顏色(在S26回答YES)時，則進入步驟S27，並由陰影處理單元206對陰影信息著色上所設定的指定顏色；當沒有指定用於陰影的顏色(在S26回答NO)時，則進入步驟S28。
在步驟S28，當有由操作人員對陰影設定的透明度(在S28回答YES)時，則進入步驟S29，並由陰影處理單元206對陰影信息設定透明度；當沒有設定透明度(在S28回答NO)時，則進入步驟S30。
在步驟S30，陰影處理單元206，利用在步驟S23至S29所設定的陰影信息及紋理存儲單元103所存儲的多個紋理中由操作人員所指定的那個紋理，計算注目位置HP的亮度值。
圖13是說明陰影處理單元206執行的處理的示意圖，(a)是表示亮度值C與紋理亮度值T之間的關係的示意圖，(b)是表示紋理存儲單元103所存儲的紋理的概念示意圖。在圖(a)所示的縱軸上的Cmax、Cave及Cmin分別代表包含於陰影信息中的亮度值的最大值、平均值及最小值。如圖(b)所示，紋理存儲單元103，將邊長為1的正方形的左上頂點作為原點，沿上邊設定u軸，沿左邊設定v軸，若定下了u及v的值，則紋理的亮度值T也被決定。
陰影處理單元206，將所設定的陰影信息所包含的亮度的最大值Cmax、平均值Cave及最小值Cmin與紋理亮度的最大值Tmax、平均值Tave及最小值Tmin分別對應起來，以使紋理亮度的最大值Tmax為1、平均值Tave為0.5、最小值Tmin為0。通過這樣對應起來，與紋理的所有亮度值T相對應的亮度值C則存在，由此可以進行更為逼真的陰影處理。然後，對Cmax、Cave及Cmin這3點進行樣條內插(spline interpolation)，並且計算亮度值C與紋理亮度值T的相關函數C(T)，以使Cmin＝0。
陰影處理單元206，當映射(maping)到注目位置HP的紋理的亮度值T(u，v)一定下來，則將亮度值T(u，v)代入到相關函數C(T)並計算在注目位置HP的亮度值C。然後，使注目位置HP依次改變，在每個注目位置HP予以同樣的處理，從而對虛擬三維模型進行陰影處理。如上所述，通過利用紋理及拍攝實物試樣所獲取的陰影信息進行陰影處理，可以再現布料的細微的質感。
在步驟S31，描寫處理單元207，在虛擬三維空間內的指定位置所設定的虛擬屏幕上，描寫虛擬三維模型。被描寫的圖像在顯示裝置26上顯示出來。
圖14是說明本發明的圖像處理裝置的圖像處理效果的示意圖，(a)表示使用現有的圖像處理裝置進行陰影處理後的圖像，(b)表示使用本發明的圖像處理裝置進行陰影處理後的圖像。
圖14(a)及(b)的圖像均是虛擬人體模型TO穿著紅色禮服DO。如圖14(a)所示，現有的圖像處理裝置，雖然在禮服DO的軀幹側部稍微表現出有陰影，但是表面還是停留在只不過示出著成一身紅色，缺乏逼真性。相對來說，由圖14(b)可見，而本發明的圖像處理裝置，由於利用通過拍攝實物試樣所獲取的圖像進行陰影處理，因此可以正確地表現出當考慮到布料的光學異向性時的陰影，從而使禮服DO的前端部分或胸部褶子顯得更為逼真。
另外，本發明還可以採用以下的實施方式。
(1)在上述實施方式中，是示出了將圖像處理程序安裝在個人電腦2的方式，然而本發明不只局限於此，也可以由LSI等硬體所構成圖像處理程序。
(2)在上述實施方式中，攝影部15是相對於底座部11沿水平方向不轉動的，然而本發明不只局限於此，也可以是沿水平方向轉動。此時，只要將連接臂151轉動自如地安裝於軸12，並用電動機驅動連接臂151即可。
(3)在上述實施方式中，是示出了使用存儲在紋理存儲單元103的紋理來進行紋理映射(texture maping)，然而本發明不只局限於此，即使不映射紋理的實施方式也包括在本發明之內。此時，陰影處理單元206，只利用陰影信息中的亮度平均值，將該亮度平均值作為與其相對應的虛擬三維模型的注目位置HP的亮度值即可。
(4)另外，本發明的圖像處理裝置通過拍攝實物試樣所獲取的陰影信息，也可以被用於PTM(Polynomial Texture Mapping)陰影處理。
本發明的要點可以總結如下。
本發明的圖像處理裝置，是對在虛擬三維空間內予以製作的虛擬三維模型進行描寫的圖像處理裝置，它包括，以對實物試樣的至少包含攝影方向及光線照射方向的攝影條件作為參數，根據使該參數改變而拍攝的所述實物試樣的圖像，獲取按每項參數計算的陰影信息的陰影信息獲取單元，將所獲取的陰影信息與所述參數對應起來進行存儲的陰影信息存儲單元，根據在所述虛擬三維空間內設定的虛擬相機的位置、虛擬光源的位置及所述虛擬三維模型的任意部位的形狀，計算出與該部位相對應的所述指定的參數的參數計算單元，將對應於所獲取的參數的陰影信息從所述陰影信息存儲單元讀出來，根據讀出的陰影信息，計算在所述虛擬三維模型上的相對應的部位的亮度值的陰影處理單元。
根據本發明的上述結構，可以獲取，以通過使包含攝影條件的參數發生改變而拍攝實物試樣所得到的圖像為根據的陰影信息，所獲取的陰影信息可以與實物試樣的至少包含攝影條件的參數對應起來被存儲在陰影信息存儲單元。然後，計算得出與虛擬三維模型的任意部位相對應的指定的參數，並將與計算得出的參數相對應的陰影信息從陰影信息存儲單元讀出，根據該讀出的陰影信息，計算出指定部位的亮度，從而進行陰影處理。
所以本發明不需要經過煩雜的參數設定作業，只需簡便的操作即可進行陰影處理。而且由於是利用在各種不同攝影條件下分別拍攝實物試樣所得到的圖像所獲取的陰影信息進行陰影處理，因此可以表現出由相干光等的影響所產生的素材質感和布料的光學異向性等，可對虛擬三維模型進行更為逼真的陰影處理。
而且，所述陰影信息獲取單元，最好還包括底座、配設於所述底座上並擺放所述實物試樣的試樣臺、對於所述實物試樣從第一方向照射光線的發光單元及從第二方向拍攝所述實物試樣的攝影單元，其中所述發光單元具有使所述第一方向能夠改變的結構，所述攝影單元具有使所述第二方向能夠改變的結構。
此時，由於從光源向實物試樣的照射光線的第一方向及從攝影裝置向實物試樣進行拍攝的第二方向均是分別能夠改變的，因此可以容易地使攝影條件發生改變而拍攝實物試樣，從而可高效率地獲取多個陰影信息。
而且，所述陰影信息獲取單元，最好還包括，將在所述第一方向與第二方向交迭時的所述發光單元及所述攝影單元的位置作為交迭位置預先予以存儲的存儲單元，和通過對由鄰接於所述交迭位置的位置而確定的陰影信息進行內插處理，計算由所述交迭位置所確定的陰影信息的陰影信息內插單元。
第一方向與第二方向若重疊，則由發光單元射出的光被攝影單元遮擋，因此不能正確地照射實物試樣，或者在作為攝影方向的第二方向的前面存在發光單元時，也不能正確地拍攝實物試樣。為此，無法獲取正確的陰影信息。在本圖像處理裝置中，由於是通過利用由鄰接於該交迭位置的位置所確定的陰影信息來進行內插處理，來計算在第一方向與第二方向交迭位置上的陰影信息，因此可以計算出在交迭位置處的正確的陰影信息。
而且，所述發光單元最好是朝著所述試樣臺的上側被形成為圓弧狀，並具備在上側前端部配設光源的光源臂，其中，所述第一方向是由以與所述試樣臺的臺面的垂線互相垂直的線為轉動軸使所述光源臂轉動時的轉動位置、以所述垂線為轉動軸使所述試樣臺轉動時的轉動位置或以所述垂線為轉動軸使所述光源臂轉動時的轉動位置來確定的。
此時由於作為向實物試樣照射光線的方向的第一方向，可由兩種自由度來確定，因此可以從各種不同方向照射實物試樣，從而可獲取更詳細的陰影信息。
而且，所述發光單元最好在所述光源的照射側還具備將光線轉換為平行光線的鏡頭。此時，由光源照射的光線通過鏡頭轉換為平行光線之後被引導至試樣，因此可以大致均勻的光量照射實物試樣整體。
而且，所述攝影單元，最好是朝著所述試樣臺的上側被形成為圓弧狀，並具備在上側端部安裝有攝影裝置的攝影臂，其中，所述第二方向是由以與所述試樣臺的臺面的垂線互相垂直的線為轉動軸使所述攝影臂轉動時的轉動位置、以所述垂線為轉動軸使所述試樣臺轉動時的轉動位置或以所述垂線為轉動軸使所述攝影臂轉動時的轉動位置來確定的。
此時，由於作為拍攝實物試樣的方向的第二方向，可由兩種自由度來確定，因此可以從各種不同方向拍攝實物試樣，從而可獲取更為詳細的陰影信息。
而且，所述參數最好包括相對所述拍攝方向的所述實物試樣的纖維方向的角度。
此時，由於以纖維方向相對拍攝方向的角度為參數，根據使該參數改變而拍攝的實物試樣的圖像，來計算陰影信息，因此可以將虛擬三維模型的光學異向性表現得更為逼真。
此外，本發明的裝置，最好還包括存儲映射到所述虛擬三維空間的表面上的紋理的紋理存儲單元；所述陰影信息獲取單元，在所拍攝的實物試樣的圖像內設定指定的範圍，並將在所設定的範圍內的亮度平均值、最大值及最小值作為陰影信息計算得出；所述陰影處理單元，根據所讀出的陰影信息及紋理存儲單元所存儲的紋理，計算用於計算所述虛擬三維模型上的任意部位的亮度值的指定函數，並利用所計算的函數，計算出所述任意部位的亮度值。
此時，當映射到虛擬三維模型上的任意部位的紋理的亮度值一旦定下來，利用陰影信息處理部所計算的指定函數，以該紋理的亮度值為自變數計算出在任意部位的亮度值，並進行陰影處理。如上所述，通過使用紋理及陰影信息進行陰影處理，可以再現虛擬三維模型的細微的質感。
另外，所述陰影處理單元，最好還通過對讀出的陰影信息所包含的亮度的最大值、最小值及平均值進行規定的內插處理，計算所述指定函數，以使讀出的陰影信息所包括的亮度的最大值、最小值及平均值分別與所述紋理的亮度的最大值、最小值及平均值相對應。
此時，由於亮度的最大值、最小值及平均值分別是與紋理的亮度的最大值、最小值及平均值相對應的，因此對於所有紋理的亮度值都可計算得出虛擬三維模型的亮度值，這樣就不會出現數據的遺漏，可以進行更加逼真的陰影處理。此外，由於陰影處理單元是通過對所讀出的陰影信息所包含的亮度最大值、最小值及平均值進行內插處理從而計算出指定的函數，因此可以高速地計算該指定函數。
本發明所涉及的數據結構，是有關存儲陰影信息的陰影信息存儲單元的數據結構，用於存儲利用電腦對在虛擬三維空間內予以製作的虛擬三維模型進行描寫時的陰影信息，所述陰影信息，是將至少包括拍攝方向及光線照射方向的攝影條件作為參數，根據使該參數改變而拍攝的所述實物試樣的圖像按每項參數所獲取的信息，其中，所述實物試樣的拍攝圖像與所述參數是互相對應起來的數據。
根據本發明的數據結構，由於以攝影條件為參數，根據使該參數改變而拍攝的實物試樣的圖像計算得出的陰影信息與該參數是對應起來進行存儲的，從而對應於在虛擬三維模型的任意部位的參數與陰影信息是對應起來的，因而可以容易地在虛擬三維模型上映射陰影信息。而且，由於該陰影信息是根據所拍攝的實物試樣的圖像而計算得出的，因此可以對虛擬三維模型進行更為逼真的陰影處理。
本發明所涉及的陰影信息獲取裝置，是用於獲取利用電腦對在虛擬三維空間內予以製作的虛擬三維模型進行描寫時的陰影信息的陰影信息獲取裝置，它包括，底座、被設置在所述底座上並擺放實物試樣的試樣臺、對所述實物試樣從第一方向照射光線的發光單元及從第二方向拍攝所述實物試樣的攝影單元，其中，所述發光單元具有使所述第一方向能夠改變的結構，所述攝影單元具有所述第二方向能夠改變的結構。
根據本發明的陰影信息獲取裝置，由於作為從光源對實物試樣照射光線方向的第一方向及作為從攝影裝置對實物試樣的拍攝方向的第二方向均是分別能夠改變的，從而可以容易地改變攝影條件對實物試樣進行拍攝，可以高效率地獲取多個陰影信息。
本發明所涉及的圖像處理程序，是一種對在虛擬三維空間內予以製作的虛擬三維模型進行描寫的圖像處理程序，它使電腦作為參數計算單元、陰影信息存儲單元、及陰影處理單元發揮其作用，其中，所述參數計算單元根據在所述虛擬三維空間內所設定的虛擬相機的位置、虛擬光源的位置及所述虛擬三維模型的任意部位的形狀，計算出與該部位相對應的指定的參數；所述陰影信息存儲單元將以對實物試樣的至少包括攝影方向及光線照射方向的攝影條件作為參數，根據使該參數變化而拍攝的實物試樣的圖像，按每項參數計算得出的陰影信息，與所述參數對應起來進行存儲；所述陰影處理單元將與所述計算得出的參數相對應的陰影信息從陰影信息存儲單元讀出，並根據所讀出的陰影信息，計算所述虛擬三維模型的相對應的部位的亮度值。
根據本發明的圖像處理程序，可以計算得出與虛擬三維模型的指定位置相對應的指定的參數，將對應於所計算的參數的陰影信息從預先將陰影信息與規定參數對應起來並存儲的陰影信息存儲單元讀出來，以此計算在相對應的任意部位的亮度值。因此，即使不經過煩雜的參數設定作業也可以進行陰影處理，而且由於是利用在不同的攝影條件下分別拍攝實物試樣的圖像而計算的陰影信息對虛擬三維模型進行陰影處理，從而可以表現出當受到光的相干光等影響時素材質感和布料的光學異向性等，可以對虛擬三維模型進行更為逼真的陰影處理。
本發明所涉及的記錄介質，是記錄用於對在虛擬三維空間內予以製作的虛擬三維模型進行描寫的圖像處理程序的記錄介質，它記錄有使電腦作為參數計算單元、陰影信息存儲單元、及陰影處理單元發揮作用的圖像處理程序，其中，所述參數計算單元根據在所述虛擬三維空間內所設定的虛擬相機的位置、虛擬光源的位置及所述虛擬三維模型的任意部位的形狀，計算出與該部位相對應的指定的參數；所述陰影信息存儲單元將以對實物試樣的至少包括攝影方向及光線照射方向的攝影條件作為參數，根據使該參數變化而拍攝的實物試樣的圖像按每項參數計算得出的陰影信息，與所述參數對應起來進行存儲；所述陰影處理單元將與所述計算得出的參數相對應的陰影信息從陰影信息存儲單元讀出，根據所讀出的陰影信息計算所述虛擬三維模型的相對應的部位的亮度值。
根據本發明的圖像處理程序的記錄介質，可以計算得出與虛擬三維模型的任意部位相對應的指定的參數，將對應於所計算的參數的陰影信息從預先將陰影信息與規定參數對應起來一併存儲的陰影信息存儲單元讀出來，在相對應的任意部位進行映射。因此，即使不經過複雜而煩雜的參數設定作業也可以進行陰影處理，而且由於是利用在不同的攝影條件下分別拍攝實物試樣所得到的圖像計算的陰影信息對虛擬三維模型進行陰影處理，因此可以表現出當受到光的相干光等影響的素材質感和布料的光學異向性等，可以對虛擬三維模型進行更為逼真的陰影處理。
另外，本發明所涉及的圖像處理方法，是描寫在虛擬三維空間內予以製作的虛擬三維模型的圖像處理方法，它包括，電腦根據在所述虛擬三維空間內所設定的虛擬相機的位置、虛擬光源的位置及所述虛擬三維模型的任意部位的形狀計算出與該部位相對應的指定的參數的步驟；電腦以對實物試樣的至少包括攝影方向及光線照射方向的攝影條件作為參數，根據使該參數變化而拍攝的實物試樣的圖像，將按每項參數計算陰影信息與所述參數對應起來進行存儲的步驟；電腦將與所述計算得出的參數的陰影信息從所述陰影信息存儲單元讀出，並根據所讀出的信息計算所述虛擬三維模型的相對應的部位的亮度值的步驟。
根據本發明的圖像處理方法，可以計算得出與虛擬三維模型的任意部位相對應的指定的參數，對應於所計算的參數的陰影信息從預先將陰影信息與規定參數對應起來並存儲的陰影信息存儲單元讀出來，計算在相對應的任意部位的亮度值。因此，即使不經過複雜而煩雜的設定參數作業也可以進行陰影處理，而且由於是利用在不同的攝影條件下分別拍攝實物試樣所得到的圖像計算陰影信息對虛擬三維模型進行陰影處理，從而可以表現出當受到光的相干光等影響的素材質感或布料的光學異向性等，還可以對虛擬三維模型進行更為逼真的陰影處理。
工業實用性根據本發明，無需設定各種參數，以簡便的操作即可以對虛擬三維模型進行逼真的陰影處理。
權利要求
1.一種圖像處理裝置，用於對在虛擬三維空間內予以製作的虛擬三維模型進行描寫，其特徵在於包括以對實物試樣的至少包括攝影方向及光線照射方向的攝影條件作為參數，根據使該參數變化而拍攝的所述實物試樣的圖像，獲取按每項參數計算的陰影信息的陰影信息獲取單元；將所獲取的陰影信息與所述參數對應起來進行存儲的陰影信息存儲單元；根據在所述虛擬三維空間內所設定的虛擬相機的位置、虛擬光源的位置及所述虛擬三維模型的任意部位的形狀，計算出與該部位相對應的所述規定參數的參數計算單元；將對應於所獲取的參數的陰影信息從所述陰影信息存儲單元讀出，並根據讀出的陰影信息，計算在所述虛擬三維模型上的相對應的部位的亮度值的陰影處理單元。
2.根據權利要求1所述的圖像處理裝置，其特徵在於，所述陰影信息獲取單元包括底座；被配設於所述底座上並擺放所述實物試樣的試樣臺；對於所述實物試樣從第一方向照射光線的發光單元；及從第二方向拍攝所述實物試樣的攝影單元；其中，所述發光單元具有使所述第一方向能夠改變的結構，所述攝影單元具有使所述第二方向能夠改變的結構。
3.根據權利要求2所述的圖像處理裝置，其特徵在於，所述陰影信息獲取單元包括，將所述第一方向與第二方向交迭時的所述發光單元及所述攝影單元的位置作為交迭位置預先予以存儲的存儲單元，其中，由所述交迭位置所確定的陰影信息，通過對由鄰接於所述交迭位置的位置而確定的陰影信息進行內插處理計算得出。
4.根據權利要求2所述的圖像處理裝置，其特徵在於，所述發光單元是朝著所述試樣臺的上側被形成為圓弧狀，包括在其上側端部配設光源的光源臂，其中，所述第一方向，是由以與所述試樣臺的臺面的垂線互相垂直的線為轉動軸使所述光源臂轉動時的轉動位置、以所述垂線為轉動軸使所述試樣臺轉動時的轉動位置或以所述垂線為轉動軸使所述光源臂轉動時的轉動位置來確定的。
5.根據權利要求4所述的圖像處理裝置，其特徵在於，所述發光單元包括將由所述光源射出的光轉換為平行光的鏡頭。
6.根據權利要求2所述的圖像處理裝置，其特徵在於，所述攝影單元是朝著所述試樣臺的上側被形成為圓弧狀，包括在其上側端部安裝攝影裝置的攝影臂，所述第二方向，是由以與所述試樣臺的臺面的垂線互相垂直的線為轉動軸使所述攝影臂轉動時的轉動位置、以所述垂線為轉動軸使所述試樣臺轉動時的轉動位置或以所述垂線為轉動軸使所述攝影臂轉動時的轉動位置來確定的。
7.根據權利要求1所述的圖像處理裝置，其特徵在於，所述參數包括相對所述拍攝方向的所述實物試樣的纖維方向的角度。
8.根據權利要求1所述的圖像處理裝置，其特徵在於，還包括存儲映射到所述虛擬三維模型的紋理的紋理存儲單元，其中，所述陰影信息獲取單元，在所拍攝的實物試樣的圖像內設定指定的範圍，並將在所設定的範圍內的亮度平均值、最大值及最小值作為陰影信息計算得出，所述陰影處理單元，根據所讀出的陰影信息及紋理存儲單元所存儲的紋理，計算用於計算所述虛擬三維模型上的任意部位的亮度值的指定函數，並利用所計算的函數，計算出所述任意部位的亮度值。
9.根據權利要求8所述的圖像處理裝置，其特徵在於，所述陰影處理單元，通過對讀出的陰影信息所包含的亮度的最大值、最小值及平均值進行指定的內插處理，計算所述指定的函數，從而使讀出的陰影信息所包含的亮度的最大值、最小值及平均值分別與所述紋理的亮度的最大值、最小值及平均值相對應。
10.一種陰影信息存儲單元的數據結構，用於存儲，利用電腦對在虛擬三維空間內予以製作的虛擬三維模型進行描寫時的陰影信息，其特徵在於所述陰影信息，是將對實物試樣的至少包括拍攝方向及光線照射方向的攝影條件作為參數，根據使該參數變化而拍攝的所述實物試樣的圖像按每項參數所獲取的信息，其中，所述實物試樣的拍攝圖像與所述參數是互相對應起來的數據。
11.一種陰影信息獲取裝置，用於獲取，利用電腦對在虛擬三維空間內予以製作的虛擬三維模型進行描寫時的陰影信息，其特徵在於包括底座；被設置於所述底座上並擺放實物試樣的試樣臺；對所述實物試樣從第一方向照射光線的發光單元；及從第二方向拍攝所述實物試樣的攝影單元；其中，所述發光單元具有使所述第一方向能夠改變的結構，所述攝影單元具有使所述第二方向能夠改變的結構。
12.一種圖像處理程序，用於對在虛擬三維空間內予以製作的虛擬三維模型進行描寫，其特徵在於，所述圖像處理程序使電腦作為以下的單元發揮作用參數計算單元，根據在所述虛擬三維空間內所設定的虛擬相機的位置、虛擬光源的位置及所述虛擬三維模型的任意部位的形狀，計算出與該部位相對應的指定的參數；陰影信息存儲單元，將以對實物試樣的至少包括攝影方向及光線照射方向的攝影條件作為參數，根據使該參數變化而拍攝的實物試樣的圖像按每項參數計算得出的陰影信息，與所述參數，對應起來進行存儲；陰影處理單元，將與所述計算得出的參數相對應的陰影信息從陰影信息存儲單元讀出，並根據所讀出的陰影信息，計算所述虛擬三維模型的相對應的部位的亮度值。
13.一種電腦可讀取的記錄介質，記錄有用於對在虛擬三維空間內予以製作的虛擬三維模型進行描寫的圖像處理程序，其特徵在於，所述圖像處理程序使電腦作為以下的單元發揮作用參數計算單元，根據在所述虛擬三維空間內所設定的虛擬相機的位置、虛擬光源的位置及所述虛擬三維模型的任意部位的形狀，計算出與該部位相對應的指定的參數；陰影信息存儲單元，將以對實物試樣的至少包括攝影方向及光線照射方向的攝影條件作為參數，根據使該參數變化而拍攝的實物試樣的圖像按每項參數計算得出的陰影信息，與所述參數，對應起來進行存儲；陰影處理單元，將與所述計算得出的參數相對應的陰影信息從陰影信息存儲單元讀出，並根據所讀出的陰影信息，計算所述虛擬三維模型的相對應的部位的亮度值。
14.一種圖像處理方法，對在虛擬三維空間內予以製作的虛擬三維模型進行描寫，其特徵在於包括以下的步驟電腦，根據在所述虛擬三維空間內予以設定的虛擬相機的位置、虛擬光源的位置及所述虛擬三維模型的任意部位的形狀，計算出與該部位相對應的指定的參數；電腦，以對實物試樣的至少包括攝影方向及光線照射方向的攝影條件作為參數，根據使該參數變化而拍攝的實物試樣的圖像，將按每項參數計算得出的陰影信息，與所述參數對應起來進行存儲；電腦，將與所述計算得出的參數相對應的陰影信息從陰影信息存儲單元讀出，並根據所讀出的陰影信息，計算所述虛擬三維模型的相對應的部位的亮度值。
全文摘要
本發明包括，用於拍攝實物試樣的陰影信息獲取裝置1；利用陰影信息獲取裝置1所獲取的圖像計算陰影信息，並將計算得出的陰影信息與包含拍攝圖像時的拍攝條件在內的參數對應起來進行存儲到陰影信息存儲單元101的陰影信息計算單元201；計算在虛擬三維模型的指定位置的參數的參數計算單元203；將對應於計算得出的參數的陰影信息由陰影信息存儲單元101讀出的陰影信息讀取單元204以及利用所讀出的陰影信息及紋理存儲單元103所存儲的紋理，計算在虛擬三維模型的注目位置HP的亮度值的陰影處理單元206。
文檔編號G06T15/04GK1692376SQ20038010045
公開日2005年11月2日 申請日期2003年10月29日 優先權日2002年10月30日
發明者坂口嘉之, 竹村伸太郎, 三井茂, 山內康晉, 國松敦 申請人:數碼時尚株式會社, 株式會社東芝