2016 Fiscal Year Research-status Report
体験型3Dデジタルアーカイブのためのフレームワーク
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16K00449
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| Research Institution | Kyoto Sangyo University |
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Principal Investigator |
林原 尚浩 京都産業大学, コンピュータ理工学部, 准教授 (20397227)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青木 淳 京都産業大学, コンピュータ理工学部, 教授 (60513380)
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| Project Period (FY) |
2016-10-21 – 2020-03-31
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| Keywords | 3Dモデル / デジタルアーカイブ / 分散システム / 協調編集 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
3Dデジタルアーカイブのためのフレームワーク実現に向けて，3Dモデルのアノテーション付与方式およびPub/Subモデルを基にした3Dモデルの共有システムを提案した．従来の3Dモデルのアノテーション方式は3Dモデルとアノテーションが分離して表示されていたが，提案手法では，3Dモデルの操作（回転，ズームなど）に追従して，現在の視点に適切なアノテーションを選択して表示することができる．また，複数のユーザ間で3Dモデルを共有するための方式を提案・実装し，多数のユーザで共有したとしても，低オーバヘッドで操作を加えられた3Dモデルの共有を実現することができることを確認した．この提案手法は3Dデジタルアーカイブはもとより3Dモデルを用いた遠隔教育やTeleconferenceに用いることができる点で有用性が高い．これらの提案手法は査読付き国際会議ACHI2017にて発表されている．
また，共有された3Dモデルを協調編集ための非衝突型データ構造ChainVoxelの提案と，このデータ構造を用いた操作(insert, delete)を定義した．シミュレーションの結果によると，既に提案されている3Dモデルの共有システムに比べて大幅なレイテンシの削減を実現することができた．特筆すべき点は，多数のユーザが同時に3Dモデルの編集を行ったとしても，最終的には一貫性のある状態に収束することにある．この協調編集方式は，共有された3Dデジタルアーカイブに対して複数のユーザによる編集を実現することができる，ChainVoxelに関する論文は査読付き国際会議IEEE DASC 2016において発表されている．
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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
3Dデジタルアーカイブをより効率的に共有するためのアノテーション方式と複数のユーザ間で視点の共有するための視点同期方式を提案し，評価を行っている．提案したアノテーション方式は，3Dモデルなどを回転したりズームしたりしても3Dモデルに付与されたアノテーション（コメントや手書きの図など）をシームレスに表示することができる．従来の同一平面にフラットにアノテーションを表示する方法と比較すると，よりアノテーションの意図を強調することができるという利点もある．また，視点同期方式は複数のユーザ間で同一の3Dモデルを共有することを想定している．あるクライアントで何らかの操作（回転やズーム）を行った場合，同一の3Dモデルを共有している他のクライアントにもその操作が反映されるという機構である．この視点同期方式は，Pub/Subモデルをベースに構築されており，操作したクライアントはその操作を送信する宛先を管理せずに送信することができ，スケーラブルな実装を実現することができる．視点同期システムに関しては，多数のユーザが同時に接続してもシステムの負荷は非常に低いということが実験により明らかになった．
一方，3Dモデル自身を複数のユーザで共同編集を行うという方式について新たな手法ChainVoxelを提案した．この手法はCRDT(Conflict-free Replicated Data Types)のコンセプトに基づいて提案された非衝突型データ構造とその上に定義された可換可能な操作（insertとdelete）によって成り立っている．これによって，多数のユーザが同時に同一の3D空間に編集を行ったとしても，最終的には一貫性のある状態に収束する．この手法は，複数のユーザで都市の3Dモデルなどを共同編集する場合に非常に有効である．
以上の提案手法について，予定通り研究が進捗し，いずれも査読付き国際会議において研究発表が行われている．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，視点・アノテーション共有システムのプロトタイプの実装を行っていく．特に，システムの出力先としてヘッドマウントディスプレイ(HMD)を含めたあらゆるディスプレイデバイスと協調して動作するように実装する．また，入力デバイスとして力覚フィードバックデバイスなどを用い，より現実感のあるシステムの実現を目指す．一方で，視点同期に関するメッセージをより効率的に配送する方式について，アルゴリズム・実装両面での新たな手法を開発する予定である．
3Dモデルの協調編集機構については，現時点ではinsertとdeleteのみの単純なシステムであるので，voxelのグルーピングなどのより高位の操作を実現する．この機構については，前述のプロトタイプに統合する形で実装を行っていく予定である．
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| Causes of Carryover |
今年度においては，700,000円の物品費を計上していたが，進捗状況に記載のとおり，順調に計画が進展していることから，
購入を見合わせることとした．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度に研究の進捗に合わせて物品等の購入を行う予定である．
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Research Products
(4 results)
