2016 Fiscal Year Annual Research Report
Psychological and Mathematical Modeling of Vision and the 5th Generation Impossible Objects
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16H01728
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
杉原 厚吉 明治大学, 研究・知財戦略機構, 特任教授 (40144117)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三村 昌泰 明治大学, 研究・知財戦略機構, 特任教授 (50068128)
今井 桂子 中央大学, 理工学部, 教授 (70203289)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 浮遊立体 / 歪み立体 / 軟体立体 / 網膜モデル / 針金状造形物 / 立体錯視 / 視覚システム / 反応拡散方程式 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
立体錯視に関しては、予定通り3種類の新しい不可能立体群の試作に成功した。静止立体なのにゆらゆら揺れて見える「浮遊立体」として、階段状の立体に新しく創作した動いて見える錯視図形を転写し、歩きにくい階段模型を作ることができた。傾いて見える「歪み立体」の例としては、マンションの隣り合う壁の窓の位置を垂直方向にずらしたことを想定した建物模型を試作し、垂直な壁が湾曲して見える視覚効果を確認できた。
動いて見える「軟体立体」の例としては、右向きの矢印に見える柱体で、垂直軸の周りに180度回転しても、左は向かないで、また右を向く立体を作ることができた。この立体は、剛体であるが、回転の途中で柔らかく変形するかのような印象を見る人に与えることが確認できた。このように、3種類の新しい不可能立体群の例をそれぞれ実現でき、視覚の数理モデルから推測される錯視効果が実際に起こることが確認できた。さらに、単眼では起きるが両眼では消えると推測していた「軟体立体」錯視が、至近距離で両眼で観察しても起こる強い錯視であることが新たに発見できた。
また、複数の視点から見たときに，異なる物体に見える針金状の造形物をコン ピュータを用いて自動作成する手法に関する数理的な研究を行った。また，多くのデータを可視化するための基礎理論としてラベル配置問題に関する研究を行った。
網膜レベルでの視覚モデルに関しては、1次元の明暗に関する入力から、脳へ送られる信号を模倣する反応拡散型の偏微分方程式群を構成した。これから、従来のフィルター型視覚モデルで使われるメキシカンハット型の積分核が導けることを論理的に明らかにすると同時に、この方程式の振る舞いのシミュレーションによって、明るさの同化と対比という互いに逆向きの視覚効果が同一のモデルから説明できることも確認できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初に予定していた通り、3種類の新しい不可能立体群のすべてに対して、サンプル立体を試作することができ、数理モデルから予測されるとおりの錯視効果が起こることが確認できた。さらに、錯視の起こる針金状造形物の設計法も提案でき、網膜での視覚情報処理のための微分方程式型の数理モデルを提案することもできた。このように順調に研究を進めることができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
存在が確認できた3種類の新しい不可能立体群に対して、その作品例を増やすとともに、錯視効果と立体の形及びテクスチャーとの関係を明らかにする。それに基づいて、錯視の強さを表す方法、錯視を制御する方法を開発する。さらに、新しく見つかった研究課題である、立体の厚みの設計問題を解決する。さらに、「軟体立体」が、数理モデルからの予測に反して、両眼立体視を無効にするほどの錯視の強さを持つことの原因も探る。
針金状造形物に関しては、設計アルゴリズムの改良、視覚効果の向上などを目指す。
網膜モデルに関しては、2次元への拡張、動きを含む入力への拡張を行う。
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Research Products
(27 results)
