水滴の流れのCGアニメーション手法の開発

2000 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 / 画像処理 / 画像合成

Research Abstract

本研究では、ドライブシミュレータやエンターテインメント映像等への応用に向けた水滴の流れのアニメーション手法を開発した。すなわち、水滴に働く遠心力や風力を考慮して水滴の流れのシミュレーションを行い、実写画像と合成することによりリアリスティックな表示を行うことのできる手法を開発した。具体的には次の2点に関する手法の開発を行い、その有用性を検証するために水滴の流れのアニメーションを作成した。
1.物体表面からの落下を考慮した水滴の流れのシミュレーション法の開発:
自然な水滴の流れを実現するために、水滴の流れの物理現象を支配する主要な要素に着目し、離散化された物体表面上で重力、遠心力、風力等を考慮した流れのシミュレーション法を開発した。さらに、このシミュレーション法を3次元空間に拡張し、水滴に働く重力と界面張力を考慮することにより、表面からの落下を考慮した水滴の流れのシミュレーション手法を開発した。
2.実写画像と水滴との合成表示手法の開発:
ビデオカメラから取り込まれた実写画像は撮影の際の天候に左右されるため、水滴を合成するためには晴天時の実写画像を雨天時の画像に変換する必要がある。そのため、実写画像を、空領域、路面領域、そしてそれ以外の領域に分割し、それぞれの領域に応じた変換手法を用いて、雨天時の画像へ変換する手法を開発した。そして、これを背景画像として用いることにより、流れのシミュレーションによって発生させた水滴と合成表示する手法を開発した。

Research Products

• [Publications] Ryuuichi Kawasaki: "Changing Weather of Image Sequences Taken from a Video Camera"Proceedings of the IASTED International Conference COMPUTER GRAPHICS AND IMAGING. 250-255 (2000)
• [Publications] 松本良治: "物体表面からの落下を考慮した水滴の流れのシミュレーションと画像補間を用いた高速レンダリング手法の開発"電気・情報関連学会中国支部第51回連合大会講演論文集. 372 (2000)
• [Publications] 川崎竜一: "オプティカルフローを考慮した実写画像からの天候変化時の画像生成"電気・情報関連学会中国支部第51回連合大会講演論文集. 373 (2000)