金属破断面微細構造のバーチャルリアリティーによる表現

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06555025
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 岡村 弘之 東京大学, 工学部, 教授 (00010679)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高野 太刀雄 東京大学, 工学部, 助手 (10010852) ; 酒井 信介 東京大学, 工学部, 助教授 (80134469)
• Keywords: バーチャルリアリティー / 電子顕微鏡 / フラクトグラフィー / FRASTA / 画像処理 / 材料強度

Research Abstract

バーチャルリアリティ・システム:バーチャルリアリティ・システムを新たに開発し、以下のことが可能となった。(1)シェ-ディングなどの3次元CG技術により立体形状の表示ができる。典型的な破面としてシャルピー衝撃試験で得られた破面の3D画像をCGワークステーション上で観察した。(2)シャッタメガネを用いた立体視により立体形状の奥行きの把握が容易になる。(3)ウォークスルーに代表される動画像表示により、微小空間に入り込んだかのような臨場感を味わえる。(4)6自由度入力デバイスを使うことで、画面上の破面をまるで現実にあるかのように操作することができる。また、解析者にとって3次元の操作を2次元に変換する必要がないので負担が軽減される。
解析アルゴリズムの開発:バーチャルリアリティーの応用例として、微視破面の一解析技法であるFRASTAに応用することを試みた。そのためのアルゴリズムを新たに考案した。この結果、VRの特性を活かした以下のような特徴があることがわかった。(1)CGの隠面処理の機能がそのまま活かされ、破面の重なり合いから破壊の進行状況が直接表示される。(2)立体形状を持つ破面を自由自在に回転、移動できるので試行錯誤の対応づけ作業の負担が軽減される。(3)破面の形状解析時に水平基準の誤差がある場合にも、FRASTA解析時にそれを補正することができる。(4)破面を移動させることが破壊の時間的進行に相当するため、破面を操作することで時間的な変化を直接把握することができる。(5)対応づけの作業中に破壊の時間的進展を知ることができ、またその試行錯誤が容易に行なえるため、破面の操作を繰り返すことで対応づけの判断基準の曖昧さを補うことができる。(6)3次元の入出力機能と動画表現を用いて破面の任意の箇所に接近、移動しながら観察することができる。