Highly flexible computational illumination for apparent material editing of physical object

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Understanding human recognition of material properties for innovation in SHITSUKAN science and technology
• Project/Area Number: 15H05925
• 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: Osaka University
• Principal Investigator: Iwai Daisuke 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (90504837)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 日浦 慎作 兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (40314405)
• Project Period (FY): 2015-06-29 – 2020-03-31
• Keywords: プロジェクションマッピング / デジタルファブリケーション / コンピュテーショナルフォトグラフィ / コンピュテーショナルディスプレイ / 質感

Outline of Final Research Achievements

This project aimed at highly flexible apparent material editing using visual display technologies (mainly projectors) and digital fabrication (D-Fab) technology. First, we developed fundamental projection mapping technologies for registering projectors onto physical surfaces of physical objects printed out from D-Fab machines. Second, we built a new apparent material editing framework overcoming technical limitations of projector hardware by computational display approach combining heterogeneous displays and optics. Third, we worked on material editing regarding other than the appearance of a physical object such as motion. We also succeeded to develop a fabrication technique of an object which has an unnatural artificial material property, i.e., reflected and transmitted appearances are different.

Free Research Field

拡張現実感

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

プロジェクションマッピング技術を用いることで、実物の質感を目の前で直接描き替えることができることは、これまでも知られていた。しかしながら、実物が動いた時に映像がずれてしまったり、遮蔽により影が生じてしまうことで、質感を阻害する技術的課題が多くあった。本研究では、それらの課題を解決するため、異種のディスプレイや光学素子とプロジェクタとを組み合わせるアプローチや、対象となる実物自体の組成を3Dプリンタにより投影に適したものとするアプローチを考案し、質感提示のための学術的枠組みを構築した。これは、ものづくり産業などで、商品の質感を様々に切り替えながら検討する用途での応用が期待される。