マルチスケールマテリアルの質感編集および質感パラメータの計算に関する研究

• Project Area: Integrative studies of neural mechanisms and advanced information technologies for perception of material and surface qualities
• Project/Area Number: 25135724
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Wakayama University
• Principal Investigator: 岩崎 慶 和歌山大学, システム工学部, 准教授 (90379610)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000); Fiscal Year 2014: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2013: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
• Keywords: イメージベーストライティング / BRDF / 分割統治ベースレイトレーシング / 重要度サンプリング / 球面ガウス関数 / ボリュームレンダリング / 流体 / レンダリング

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，マルチスケールマテリアルの質感編集に関する研究を行った．マルチスケールマテリアルとしては，布，および炎や煙，雲といった関与媒体のレンダリングおよび外観編集を行う手法を提案した．また，レンダリングの基盤となるレイトレーシング法の高速化についても研究を行った．布の質感を効率的に表現するために，入射照明と反射特性の積に比例した確率密度関数を構築することで，重要度サンプリングを行う手法を提案した．また，炎や煙といった関与媒体をボリュームレンダリングする場合，ボリュームデータから色値へ変換する伝達関数が必要になる．所望の質感となるように伝達関数を調整することは難しい．そこで，本研究では，いくつかの制御点でユーザが色を指定することで，所望する質感となるような伝達関数を逆問題により解く手法を提案した．炎や煙の減衰係数や発光係数を，シグモイド関数と放射基底関数の線形和で表現し，各基底関数を用いて炎や煙での多重散乱光を計算しておくことで，ユーザの所望する外観となるような減衰係数および発光係数をインタラクティブに計算することが可能となった．また，煙の外観だけでなく，煙の形状についてもインタラクティブに変形することができる手法を提案した．

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Interactive Cloth Rendering of Microcylinder Appearance Model under Environment Lighting (2014)
  • Author(s): K. Iwasaki, K. Mizutani, Y. Dobashi, T. Nishita
  • Journal Title: Computer Graphics Forum Volume: 33 Pages: 333-340
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] ラプラシアン固有関数を用いた流体の流れ場のインタラクティブなデザイン手法 (2014)
  • Author(s): 佐藤 周平, 土橋 宜典, 岩崎 慶, 落合 啓之, 山本 強
  • Journal Title: 電子情報通信学会 論文誌D Volume: J97-D Pages: 1528-1536
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Importance Sampling for Cloth Rendering under Environment Light (2014)
  • Author(s): K. Mizutani, K. Iwasaki
  • Journal Title: Symposium Mathematical Progress in Expressive Image Synthesis (MEIS) 2014, MI Lecture Note Volume: 58 Pages: 81-88
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] レイサンプリングによる効率的な分割統治法を用いたレイトレーシング (2014)
  • Author(s): 名畑豪祐，岩崎慶，土橋宜典，西田友是
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 Volume: 55 Pages: 2559-2568
  • NAID: 110009851542
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Simplified Plane-parallel Scattering Model for Rendering Densely Distributed Objects such as Foliage (2013)
  • Author(s): M. Shinya, Y. Dobashi, K. Iwasaki, M. Shiraishi, T. Nishita
  • Journal Title: Journal of Information Processing Volume: 21 Pages: 349-357
  • NAID: 130003366955
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Deformation of 2D Flow Fields Using Stream Functions (2014)
  • Author(s): S. Sato, Y. Dobashi, K. Iwasaki. H. Ochiai, T. Yamamoto, T. Nishita
  • Organizer: SIGGRAPH ASIA 2014
  • Place of Presentation: Shenzhen(China)
  • Year and Date: 2014-12-03 – 2014-12-06
• [Presentation] Generating Various Flow Fields using Principal Component Analysis (2014)
  • Author(s): S. Sato, Y. Dobashi, K. Iwasaki. H. Ochiai, T. Yamamoto
  • Organizer: SIGGRAPH 2014
  • Place of Presentation: Vancouver(Canada)
  • Year and Date: 2014-08-10 – 2014-08-14
• [Presentation] 多光源レンダリングのための効率的な可視関数の確率的評価法 (2014)
  • Author(s): 名畑豪祐，岩崎慶，土橋宜典，西田友是
  • Organizer: VC/GCAD合同シンポジウム2014
  • Place of Presentation: 早稲田大学国際会議場(東京都新宿区)
  • Year and Date: 2014-06-29 – 2014-06-30
• [Presentation] マイクロシリンダモデルを用いた布の高速レンダリング (2014)
  • Author(s): 岩崎慶
  • Organizer: 第155回グラフィクスとCAD研究会
  • Place of Presentation: NTT横須賀研究開発センター(神奈川県横須賀市)
  • Year and Date: 2014-06-28
  • Invited
• [Presentation] An Optimization Approach for Designing Fluid Flow Fields (2014)
  • Author(s): S. Sato, Y. Dobashi, K. Iwasaki. H. Ochiai, T. Yamamoto, T. Nishita
  • Organizer: Computer Graphics International 2014
  • Place of Presentation: Sydney(Australia)
  • Year and Date: 2014-06-10 – 2014-06-13
• [Presentation] クラスタ主成分分析による符号付き球面距離関数の圧縮 (2014)
  • Author(s): 川口貴大 岩崎慶
  • Organizer: 情報処理学会全国大会
  • Place of Presentation: 東京電機大学
• [Presentation] 非等方性球面ガウス関数を用いた環境マップの近似手法 (2014)
  • Author(s): 仲北和弘，岩崎慶
  • Organizer: 情報処理学会全国大会
  • Place of Presentation: 東京電機大学
• [Presentation] Efficient Divide-And-Conquer Ray Tracing using Ray Sampling (2013)
  • Author(s): K. Nabata, K. Iwasaki, Y. Dobashi, T. Nishita
  • Organizer: High Performance Graphics 2013
  • Place of Presentation: Anaheim
• [Presentation] 環境照明下の布の高速レンダリングと外観編集 (2013)
  • Author(s): 水谷一貴，岩崎慶，土橋宜典，西田友是
  • Organizer: VC/GCAD合同シンポジウム2013
  • Place of Presentation: リンクステーションホール青森