織物の反射および散乱の計測とモデル化

• Project Area: Integrative studies of neural mechanisms and advanced information technologies for perception of material and surface qualities
• Project/Area Number: 25135730
• 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: Ritsumeikan University
• Principal Investigator: 田中 弘美 立命館大学, 情報理工学部, 教授 (10268154)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2013: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
• Keywords: 質感脳情報学

Outline of Annual Research Achievements

織物の反射と表面下散乱特性を，超高解像度HDR観測画像データから高精度に抽出し,そ れらをモデリングし，光沢や質感を忠実に再現しフォトリアリスティックなレンダリングを実現することを目的とする．さらに，織物の鏡面反射光の色は光源色ではないことが報告されているが，織物の光沢が何色であるかを明らかにするこ とを目的とした．
H26年では,前年度で構築した高解像度・高分解能2ショット型6バンド型HDR画像計測システム により織物の高分解能6バンド画像を獲得し，各画素(7μm)において，部分最小二乗法(PLS法)を用いて高精度に分光スペクトルを推定する方法を提案した．織物の反射光のダイナミックレンジが大きいことを考慮し，各教師データのRGB全部の光の強さの和を１として，R,G,Bを それぞれの相対比の値（色構成比）に変換してPLS推定法を改良した．次に，推定分光反射率から理想光源下でのxy色度分布、RGB画像を生 成し画像ヒストグラムから、拡散反射成分と鏡面反射成分に分離し，鏡面反射の分光反射率を抽出し，織物の微小構造から観測される鏡面反射光の色度と微小構造における領域との関係の解析した．
織物の光沢は，正反射方向に近づく程光源色から遠ざかり，物体色が強くなる方向へ変化した．一方，光 源色に近い弱い光沢がたて糸の一部において観測され，単繊維の断面形状と向きによって決まる微小面の向きに影響されることが確認された．

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] 高分解能マルチバンドHDR画像解析に基づく織物の分光反射率推定 (2015)
  • Author(s): 田中士郎，高柳亜紀，土田 勝，坂口嘉之，田中弘美
  • Journal Title: 日本バーチャルリアリティ学会論文誌 Volume: vol.20 Pages: 35-44
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 反射光解析に基づく薪能のリアルタイムCG表現 (2015)
  • Author(s): 脇田 航，古川耕平，八村広三郎，田中弘美
  • Journal Title: 日本バーチャルリアリティ学会論文誌 Volume: vol.20 Pages: 25-33
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] [Paper] A Digital Archiving for Large 3D Woven Cultural Artifacts Exhibition (2014)
  • Author(s): Wataru Wakita and Hiromi T. Tanaka
  • Journal Title: ITE Transactions on Media Technology and Applications Volume: 2 Issue: 3 Pages: 236-247
  • DOI: 10.3169/mta.2.236
  • NAID: 130004974715
  • ISSN: 2186-7364
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Real-time Anisotropic Reflectance Rendering of Noh-Costume with Bonfire Flickering Effect (2014)
  • Author(s): Yasuhiro Nishiwaki，Wataru Wakita, and Hiromi T. Tanaka
  • Journal Title: TE Transactions on Media Technology and Applications Volume: vol.2, no.3, Pages: 217-224
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Real-Object-Oriented Exhibition System of Ukiyo-e of Anisotropic Reflection Properties (2014)
  • Author(s): Wataru Wakita，Jiro Hara，and Hiromi T. Tanaka
  • Journal Title: ITE Transactions on Media Technology and Applications Volume: vol.2, no.3 Pages: 209-216
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Application of Stochastic Point-based Rendering to Transparent Visualization of Large-scale Laser-scanned Data of 3D Cultural Assets (2014)
  • Author(s): Satoshi Tanaka, Makoto Uemura, Kyoko Hasegawa, Takehiko Kitagawa, Takahiro Yoshida, Asuka Sugiyama, Hiromi T. Tanaka, Atsushi Okamoto, Naohisa Sakamoto, Koji Koyamada,
  • Journal Title: IEEE Pacific Visualization Symposium (PacificVis) 2014, Volume: 該当無し Pages: 267-271
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] "祇園祭・船鉾のレーザ計測点群と3D懸装品の半透明融合可視化 (2014)
  • Author(s): 長谷川恭子, 北川孟彦, 田中覚, 田中弘美, 八村広三郎,
  • Journal Title: 電子情報通信学会2014年総合大会講演論文集 Volume: 該当無し
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 織物の質感再現 (2014)
  • Author(s): 田中弘美
  • Journal Title: 日本色彩学会・視覚情報基礎研究会「質感知覚とその評価」～昔は感度、今は質感：色彩情報からクロスモーダルな性質を持つ質感情報へ～ Volume: 該当無し Pages: 20-25
• [Journal Article] Modeling High-Quality and Game-like Virtual Space of a Court Noble House by Using 3D Game Engine (2013)
  • Author(s): Wang Sheng, Susumu Nakata, Satoshi Tanaka, Hiromi. H. Tanaka and Akihiro Tsukamoto,
  • Journal Title: International Conference on Culture and Computing Volume: 該当無し Pages: 212-213
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 確率的ポイントレンダリングを利用した，大規模レーザ計測データの 高精細半 透明可視化 (2013)
  • Author(s): 田中覚, 長谷川恭子, 植村誠, 田中弘美, 小山田耕二
  • Journal Title: 第５回横幹連合コンファレンス論文集 Volume: 該当無し Pages: 175-179
• [Presentation] 高分解能マルチバンドHDR画像を用いた織物の微小構造に基づく鏡面反射の色度解析 (2015)
  • Author(s): 田中 士郎，坂口 嘉之, 田中 弘美
  • Organizer: 質感脳情報学第９回領域班会議
  • Place of Presentation: 千里ライフサイエンスセンター （大阪府豊中市 ）
  • Year and Date: 2015-03-18
• [Presentation] Estimating Spectral Reflectance of Fabrics from High-Resolution Multi-band HDR Images (2015)
  • Author(s): Shiro Tanaka, Aki Takayanagi, Masaru Tsuchida, Yoshiyuki Sakaguchi and Hiromi T. Tanaka,
  • Organizer: 21st Japan-Korea Joint Workshop on Frontiers of Computer Vision (FCV2015)
  • Place of Presentation: Mokpo, South Korea
  • Year and Date: 2015-01-29
• [Presentation] 反射光解析に基づく薪能における能装束の質感再現 (2015)
  • Author(s): 脇田 航, 田中 士郎, 古川 耕平, 八村 広三郎, 田中 弘美
  • Organizer: 情報処理学会 コンピュータビジョンとイメージメディア研究会（CVIM2015）
  • Place of Presentation: 奈良先端科学技術大学院大学（奈良県 生駒市）
  • Year and Date: 2015-01-22
• [Presentation] 高分解能マルチバンドHDR画像を用いた織物の微小構造に基づく鏡面反射の色度解析 (2015)
  • Author(s): 田中 士郎, 高柳 亜紀, 土田 勝, 坂口 嘉之, 田中 弘美
  • Organizer: 情報処理学会 コンピュータビジョンとイメージメディア研究会（CVIM2015）
  • Place of Presentation: 奈良先端科学技術大学院大学 （奈良県 生駒市）
  • Year and Date: 2015-01-22
• [Presentation] 高分解能マルチバンドHDR画像解析に基づく織物の分光反射率推定 (2014)
  • Author(s): 田中士郎，高柳亜紀，土田 勝，坂口嘉之，田中弘美
  • Organizer: 日本色彩学会 視覚情報基礎研究会 第22回研究発表会
  • Place of Presentation: 中央大学後楽園キャンパス （東京都 文京区）
  • Year and Date: 2014-12-06
• [Presentation] An Unconstrained Tactile Rendering with Tablet Device based on Time-series Haptic Sensing with Bilateral Control (2014)
  • Author(s): Wataru Wakita and Hiromi T. Tanaka,
  • Organizer: ACM SIGGRAPH 2014
  • Place of Presentation: Vancouver Canada
  • Year and Date: 2014-08-10
• [Presentation] Extracting subsurface scattering properties of silk-like fabrics from high-resolution HDR images (2014)
  • Author(s): Shiro Tanaka, Yoshiyuki Sakaguchi, Hiromi T. Tanaka
  • Organizer: International Symposium on "Future of Shitsukan Research
  • Place of Presentation: 東京大学生産技術研究所（東京都 目黒区）
  • Year and Date: 2014-07-16
• [Presentation] 京都文化の五感体験デジタルミュージアム (2014)
  • Author(s): 田中弘美
  • Organizer: 文部科学省科学技術人材育成費補助事業 女性科学者が語る研究の醍醐味第１回
  • Place of Presentation: 鳥取大学（共通教育棟D33）（鳥取県 鳥取市）
  • Year and Date: 2014-05-23
  • Invited
• [Presentation] Anisotropic Reflectance Rendering of Noh-Kimono Costumes in Dynamic Lighting Environments with Bonfire (2014)
  • Author(s): Yasuhiro Nishiwaki, Wataru Wakita, Shiro Tanaka and Hiromi T. Tanaka
  • Organizer: Proceedings of the Fifth IEEE International Conference on Computational Photography(ICCP) 2014
  • Place of Presentation: Santa Clara, California
  • Year and Date: 2014-05-03
• [Presentation] 織構造に基づく表面下散乱の解析
  • Author(s): 田中士郎，平井佐和，坂口嘉之，田中弘美
  • Organizer: 第16回画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2013)
  • Place of Presentation: 国立情報学研究所 東京都
• [Presentation] Revival of a traditional Japanese festival: virtual ato-matsuri across time and space
  • Author(s): L. Li, W. Choi, M. Umeda, K. Hachimura, K. Yano, and H. T. Tanaka,
  • Organizer: The International Conference on Culture and Computing 2013
  • Place of Presentation: 立命館大学 京都府
  • Invited
• [Presentation] 織物の質感表現
  • Author(s): 田中弘美
  • Organizer: 日本色彩学会・視覚情報基礎研究会「質感知覚とその評価」シンポジュム
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学 日吉キャンパス 神奈川県
  • Invited