時系列ベクトルフィールドに拡張されたボリュームデータマイニングツールの開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13680401
• Research Institution: Ochanomizu University
• Principal Investigator: 藤代 一成 お茶の水女子大学, 理学部, 教授 (00181347)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 竹島 由里子 東北大学, 流体科学研究所, 助手 (20313398)
• Keywords: データマイニング / ビジュアルデータマイニング / ボリュームレンダリング / 特異点理論 / フロートポロジー / 重要度マップ / 伝達関数 / フロービジュアリゼーション

Research Abstract

本年度は,テクスチャをベーズとして2次元ベクトルフィールドの稠密な可視化法として知られているLIC(線積分畳み込み)法(Cabra1他:93)を3次元に拡張し,ボリュームレンダリングする際,ベクトルフィールドの特異点解析手法を利用して定められる重要度マップを参照しながら伝達関数を制御し,遮蔽度を極小化して,局在化する特異点周辺の関心領域の内部構造を以下の手順にしたがって適応的に可視化できる処理系を開発した.
1.ソリッドテクスチャリングを利用するMao他の方法を利用して,与えられた3次元ベクトル場からLICソリッドテクスチャを生成;
2.Hesselink他の位相解析法をベースに一時刻の(あるいは定常の)ベクトルボリュームフィールドの特異点を解析;
3.ステップ2の解析結果から3次元の重要度マップを生成し,それを参照しながら強調された伝達関数を自動生成;
4.ステップ3で生成された伝達関数を利用して,LICソリッドテクスチャをボリュームレンダリング;陰影計算には流線照明モデルを適用.
さらに,上記ステップ1-4からなるアルゴリズムを,リアルタイムボリュームレンダリングボードを搭載するビジュアルPC上に実装し,128×128×128のサイズのベクトルボリュームのリアルタイムレンダリング環境を構築した.上記の処理系の動作は,米国オハイオ州立大学R.Crawfis準教授提供のプログラムにより生成された竜巻データ等への適用実験によって検証されている.

Research Products

• [Publications] 鈴木靖子, 藤代一成, 陳痢: "重要度マップと流線照明モデルに基づく選択的3次元LICボリュームレンダリング"画像電子学会誌. 30・4. 379-387 (2001)
• [Publications] L.Chen, I.Fujishiro, Y.Suzuki: "Comprehensible Volume LIC rendering based on 3D significance map"Proc SPIE Conference on Visualization and Data Analysis 2002. (印刷中). (2002)
• [Publications] I.Fujishiro, L.Chen, Y.Takeshima, H.Nakamura, Y.Suzuki: "parallel visualization of gigabyte dataset in GeoFCM"Concurrency and Computation: Practice and Experience. (印刷中). (2002)
• [Publications] I.Fujishiro, Y.Takeshima, S.Takahashi, Y.Yamaguchi: "Topologically-accentuated volume rendering"Proc. Scientific visualization Dagsfuhl 2000. (印刷中). (2002)
• [Publications] 竹島由里子, 高橋成雄, 藤代一成: "ボリューム骨格抽出とその伝達関数波3Tへの応用"情報処理学会グラフィックスとCAD/画像電子学会VC合同シンポジウム'01論文集. (2001)
• [Publications] 藤代一成, 高橋成雄, 竹島由里子, 大塚理恵子: "時系列ボリュームデータマイニング"第79期日本機械学会流体工学部門講演講会演概要集. 290-291 (2001)