曲面における光反射特性の計測手法の確立と文化財アーカイブへの応用

曲面光反射特性测量方法的建立及其在文化财产档案中的应用

• 批准号: 21K11954
• 负责人: 井上 信一
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tokyo Polytechnic University (2022)Chiba University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K11954/
• 关键词: BRDF; 光反射特性; 曲面; 光沢; 光沢ムラ; 質感; 測定; 文化財アーカイブ

本研究では，曲面を有する形状の物体においても計測可能な光反射特性の新たな計測手法の確立とその文化財アーカイブへの応用を目的としている．前期（令和３年度、１年目），曲面の形状と光反射特性（BRDF）を同時に計測できる計測原理を確立した（後記）．今期（令和４年度、２年目）は，これに基づき文化財アーカイブに向けた仕様検討と計測試作機開発を行った．実績として計測試作機を計２台開発し研究を進めた．研究成果として国際学会論文２報，国際学会発表１件，国内学会発表２件を行った．１台目の計測試作機は，前期に開発した測定原理を計測装置としたものである．パラボラアンテナとして知られるパラボロイド（放物面）の反射特性を応用した計測原理で，測定対象の曲面を局所的にはパラボロイドと考え，凸側からパラボロイドの焦点に向けて集光する光を当てると，反射光は平行光として反射する特性を応用したものである．この平行光となるはずの反射光からの反射角度のズレの分布がBRDFである．平行光からのズレの計測技術は既に確立しているため，この照射光を集光とする集光照明法を，曲面のBRDF計測原理とし，計測試作機を開発した．実験によりこれが機能することを確認し学会で発表、国際学会論文として掲載された．パラボロイドの曲面を球体の一部と考えると，この計測原理では曲面の形状を曲率Rとして測定できる．この新しい計測装置で，光反射特性（BRDF）と物体の形状（曲率R）が同時に計測できることを証明した．研究成果の一部は，「日本文化財科学会」でも発表し，文化財アーカイブへの応用として，関係者と論議した．本技術は特許申請していたが，今期審査の結果特許権が付与された．文化財を含めた計測対象は均一な面を持つことが少ないため，微細なエリアの光沢情報を計測する技術にも着目し，光沢ムラの計測試作機をさらに今期１台開発し光沢ムラの計測技術にも着手した．

这项研究旨在建立一种测量光反射特性的新方法，即使在具有弯曲表面的对象中也可以测量，并将其应用于文化财产档案。在上一个时期（FY2021，第一年），我们建立了一个测量原理，使我们能够同时测量弯曲表面和光反射性能（BRDF）的形状（请参见下文）。基于此，这个财政年度（2022年，第二年），我们研究了规格并为文化财产档案制定了测量原型。结果，我们总共开发了两个测量原型并进行了研究。研究结果包括日本国际学会的两篇论文，日本国际学会的一篇论文以及日本社会的两个演讲。第一个测量原型是使用上一时期开发的测量原理的测量设备。这是一种测量原理，它使用称为抛物线天线的抛物线抛物线平面的反射特性，并使用当凸面从凸面汇聚到抛物线平面的焦点时，反射光反映为平行光的特征。与应平行的光的反射光的反射角中偏差的分布是BRDF。由于已经建立了用于测量平行光的技术，因此我们使用这种冷凝的照明方法开发了一个测量原型，该方法收集了辐照光，作为曲面的BRDF测量原理。该实验证实了这是有效的，并在会议上发表并发表了国际会议论文。如果我们将抛物面的弯曲表面视为球体的一部分，则该测量原理使我们能够作为曲率R测量弯曲表面的形状R。这种新的测量装置证明可以同时测量光反射（BRDF）和对象的形状（曲率R）。日本文化财产科学学会也提出了一些研究结果，并与相关方讨论了作为文化财产档案馆的应用。尽管该技术已提交了专利申请，但由于本期间的考试而授予了专利权。由于包括文化资产在内的测量对象很少是统一的，因此我们还专注于用于测量罚款区域的掩饰信息的技术，并开发了用于测量本赛季光泽不平衡的原型，并开始测量光泽度不平衡。

项目成果

球体のBRDF測定技術

球面BRDF测量技术

• 发表时间: 2021
• 作者: 井上信一;五十嵐美範，星武幸，津村徳道
• 通讯作者: 五十嵐美範，星武幸，津村徳道

Measurement of Gloss Unevenness with Different Reflection Angles

不同反射角度的光泽不均测量

• DOI: 10.2352/cic.2022.30.1.13
• 发表时间: 2022
• 期刊: Color and Imaging Conference
• 作者: Nakamura So;Inoue Shinichi;Igarashi Yoshinori;Hoshi Takeyuki;Sato Hiromi;Mizokami Yoko
• 通讯作者: Mizokami Yoko

Measuring BRDF for curved surfaces based on parabolic reflection

基于抛物面反射测量曲面的 BRDF

• DOI: 10.1364/optcon.453077
• 发表时间: 2022
• 期刊: Optics Continuum
• 作者: Inoue Shinichi;Igarashi Yoshinori;Hoshi Takeyuki;Tsumura Norimichi
• 通讯作者: Tsumura Norimichi

EFFECT OF LIGHT SOURCE DISTANCE ON THE DISCRIMINATION AND GLOSS PERCEPTION OF PAPER

光源距离对纸张辨别力和光泽感的影响

• DOI: 10.25039/x48.2021.op11
• 发表时间: 2021
• 期刊: CIE x048:2021 (Proceedings of the Conference CIE 2021)
• 作者: Zhu X.Y.;Inoue S.;Sato H.;Mizokami Y.
• 通讯作者: Mizokami Y.

視覚に近い光沢ムラの測定と表示方法

接近视觉的光泽不均测量及显示方法

• 发表时间: 2022
• 作者: 井上 信一;五十嵐 美範;星 武幸;矢田 紀子;溝上 陽子
• 通讯作者: 溝上 陽子