Development of Visualization framework and AR Application on Unity with point data reduction technique
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21K11916
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 60090:High performance computing-related
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| Research Institution | Tokyo City University |
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Principal Investigator |
宮地 英生 東京都市大学, メディア情報学部, 教授 (00501727)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
樫山 和男 中央大学, 理工学部, 教授 (10194721)
川原 慎太郎 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(情報エンジニアリングプログラム), 副主任研究員 (60415982)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 可視化 / 大規模可視化 / Unity / システム開発 / フリーソフトウエア / フレームワーク / 点群軽量化 / VR |
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| Outline of Research at the Start |
スーパーコンピュータの性能向上は著しく、その出力データは膨大となる。その分析に必須となる可視化システムの性能が追従しない「大規模可視化問題」は、未だ決定的な解決に至っていない。また、2016年のVR元年以降、ヘッドマウントディスプレイを利用したAR表示が普及し、直感的な可視化が技術的には可能になっているものの、汎用的な可視化ソフトウエアが存在しないため、ARを利用した可視化は静的な可視化結果の表示に制限されている。そこで点群処理を基盤とした点群軽量化可視化手法をゲームエンジンUnity上に実装し、汎用的な大規模データ向け可視化システムのフレームワークとサンプルアプリケーションの開発を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
従来の可視化処理は、数値シミュレーションのデータをポリゴン化した後にレンダリングを実施して画像を生成していた。しかし、1億格子を超える大規模データではディスプレイの解像度（約100万程度）を超えるため、従来の処理手順では、レンダリングの最終処理（Zバッファ処理）で大部分の情報が捨てられる。我々が提案する可視化マッピング手法は、その処理順序を変更することで無駄な可視化計算を減らす。21年度は、この手法をUnity上で動作させるプロトタイプを開発した。
22年度は、昨年度に設計を完了した非構造格子（四面体、六面体、三角柱）への拡張を実装した。それを用いて、分担研究者の樫山が計算する災害シミュレーションの時系列データ（四面体）を可視化し、非構造格子への拡張機能を動作検証した。その結果は、数値流体力学シンポジウムで口頭発表した。また、本システムを用い、年度末には点群等値面の簡易的なベンチマークテストを実施した。その結果、設計通り、小規模データでは既存の等値面よりも遅いが、1億点を超えるあたりで本システムの性能が優位となることが示された。これは、既存手法と条件を揃えたベンチマーク試験の結果を加えたうえで論文発表する予定である。
また、本課題のアウトプットとなるフリーの可視化フレームワーク：VisAssets普及のために、核融合科学研究所の可視化研究会、および、サイエンティフィック・システム研究会 5G 時代の可視化技術研究 WGにて開発進捗報告を行った。日本シミュレーション学会の年次大会ではチュートリアルを実施した。立命館大学の協力を得て、同研究室で扱っている大阪湾の海流データ（点群データ）を可視化してVRで表示することを開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
非構造格子への拡張実装が遅れていたが、昨年度に実装して動作検証を行った。
22年度に予定していた災害シミュレーション用のVR/ARアプリケーション開発が、23年度に繰り越しとなっているが、当初23年度に予定していた非構造用の可視化モジュールを含めたフレームワークV3の開発が先行して完了している。結果、順番が入れ替わったものの全体としては予定通りの進捗である。
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| Strategy for Future Research Activity |
条件を整理しながらベンチマーク試験を実施して、データ量やシステム資源（特にメモリ消費量）との関係を調べ、提案手法が有効となる条件や制限について明らかにしていく予定である。アプリケーション開発として、いくつかのVR/ARアプリケーションを完成させ有効性の検証を行う。普及活動として、可視化情報学会のメンバーを中心に本システムの利用者を増やしていく。
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Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
