雪氷現象のビジュアルシミュレーション法に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14380129
• Research Institution: Tohoku Institute of Technology
• Principal Investigator: 村岡 一信 東北工業大学, 通信工学科, 教授 (30219878)
• Keywords: 雪氷 / ビジュアルシミュレーション / 景観シミュレーション / 冬季景観 / 積雪形状

Research Abstract

本研究課題では,冬季のリアルな自然景観シミュレーションを実現するための雪氷現象の表現法として,積雪表面現象の表現法,着雪・着氷現象の表現法,変形・分裂・再結合可能な積雪の表現法,雪質の変化を考慮した表示法について開発を行っている.
本年度は,着雪・着氷現象の表現法と雪質の変化を考慮した表示法について検討を行った.
・着雪・雪氷現象の表現法について:粒子ベースによる手法と,セルオートマトンによる手法について検討を行った.粒子ベースの手法では,気流の場を生成し,雪片や氷粒を表現した粒子による物体への凝着をシミュレーションする.樹木状の幾何形状に対するシミュレーション結果から,樹氷状の形状が生成されることが確認できた.ただし,計算時間と粒子のデータ数が膨大となるため,その改良が必要である.セルオートマトンによる方法では,Zバッファ法を用いて風上側から隠面消去を行い,風に当たる面を検出して,風上側を高さ方向とするハイトフィールドを設定し,各要素の高さを順次風下側へ移動させ形状を生成する.シミュレーション結果では,粒子ベースの手法に比べ処理時間は短いが,生成される形状はやや単調である.このため,形状生成の初期形状をセルオートマトンによる手法により形成し,その後,粒子ベースの手法で形状を生成する手法について検討を行う予定である.
・雪質の変化を考慮した表示法について:ポイントベースモデルで定義された積雪形状に対して,結晶が大きな雪の質感表現に向いた,Zバッファ法を用いたレンダリング法を開発した.ハイトフィールドやボクセルで表現された積雪形状についても,ポイントベースモデルに変換しレンダリングすることができる.