水滴の流れのCGアニメーション手法の開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11680362
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 金田 和文 広島大学, 工学部, 助教授 (30185946)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野口 聡 広島大学, 工学部, 助手 (30314735) ; 山下 英生 広島大学, 工学部, 教授 (70034379)
• Keywords: コンピュータグラフィックス / アニメーション / レンダリング / 水滴 / ドライブシミュレータ

Research Abstract

本研究で開発する水滴の流れのアニメーション手法は、ドライブシミュレータやエンターテインメントでの映像特殊効果を必要とする各種分野への応用を目的とする。そのため、現象論的アプローチを主体とし、かつ主要な物理法則も取り込んだアニメーション手法の開発を行った。そして、人間が見て自然と感じる水滴の流れを表現することが可能となった。具体的には次の4点に関する手法の開発を行った。
1.水滴に働く力として重力と界面張力に加えて、ワイパー動作時に水滴に働く力とそれによって生じる遠心力を考慮した流れのシミュレーション法の開発を行った。これにより、雨天時のドライブシミュレータの映像を作成することが可能となった。
2.環境マッピングを利用した実写画像と水滴との合成表示手法の開発を行った。さらに、焦点ぼけの効果やワイパーのぶれを表現することにより、リアルな映像を作成する手法の開発を行った。
3.実写画像撮影時の天候状態に関する制約を取り除くため、ビデオカメラから取り込まれた実写画像を雨天時の画像に変換する手法に関する研究を行い、その第一ステップとして静止画像に対する変換手法を開発した。
4.リアルタイムレンダリングを目指して、汎用グラフィックスワークステーションに搭載されているグラフィックス専用ハードウェアを利用した高速表示手法の開発を行った。これにより、従来のレンダリング手法と比較して約36倍の高速化を実現することができた。

Research Products

• [Publications] Kazufumi Kaneda: "Animation of Water Droplets Moving Down a Surface"The Journal of Visualization and Computer Animation. 10. 15-26 (1999)
• [Publications] 川崎竜一: "実写画像における天候変化時の画像生成"電気・情報関連学会中国支部第50回連合大会講演論文集. 396-397 (1999)