立体紙模型の計算幾何学的構造の解明と設計支援システムへの応用

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17700131
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 三谷 純 筑波大学, 大学院・システム情報工学研究科, 講師 (40392138)
• Keywords: 立体形状処理 / 紙 / 展開

Research Abstract

本年度は「紙」という物理的な制約を持つ平面を、その制約を満たしながら折り曲げ、貼り合わせることで表現可能な立体形状の生成や解析を行うことを中心に据えた研究を行った。具体的には、紙を折り曲げることで作成される形状を計算機上に構築するためのデータ構造を確立した。また、紙の折りたたみ操作によって得られる形状を効率的に計算機に取り組むための研究として、紙の表面と裏面の両面に二次元バーコードを印刷し、それをカメラで撮影することで、折り曲げの行われた位置と向きを推定し、折りたたみ構造を計算機に自動的に取り込む新しい仕組みを考案し、それを実際に実装して計算機への紙の形状の入力インターフェースとして活用できることを示した。この研究により、画像の認識とその解析結果に基づく形状生成の技術開発を行うことができた。この成果は、情報処理学会が主催するシンポジウム「インタラクション2006」で発表された。さらに、折りたたまれた紙を再度開いたときに現れる折線の情報を解析し、その紙が折りたたまれた時にどのような形状を成すかを推測するシステム、および折線情報を効率的に入力するためのインターフェイスを備えたソフトウェアの開発も行った。これにより、所謂折り紙の「展開図」から、その完成形状をある程度推測できることが確認された。また、3次元の立体形状データから、その形状を紙で作成するために必要な展開図を効率的に作成するシステムについて継続的に研究を行っている。