2009 Fiscal Year Annual Research Report
流体を表示するCGアルゴリズムの構築と芸術への応用
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19700087
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
児玉 幸子 The University of Electro-Communications, 電気通信学部, 准教授 (10323883)
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| Keywords | CGアルゴリズム / 流体 / 芸術諸学 / メディアアート / 芸術情報 |
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| Research Abstract |
Ferrotec製磁性流体を使用して強磁場におけるスパイク発生の実験を行い,高解像度の映像に記録した.その後,磁性流体のスパイク現象をCGで表現するためのアルゴリズムを構築する手法を検討した.強磁場における磁性流体の界面の変形に関する解析を行ったCowleyとRosensweigの研究を,磁性流体を使用して実験室において確かめ,スパイクが発生する臨界磁化の測定とスパイク発生過程の観察を行って,スパイクの間隔が磁束密度に関わらず一定で,その間隔は液体の密度と表面張力によって決まることを確認した.次に,この実験と同様な条件で,パソコンによる2次元のシミュレーションを行った.磁性流体を非圧縮性流体として考え,流体力学の基本方程式であるNavier-Stokes方程式を差分格子を用いて近似的に計算する手法を採用した.安定した高速なシミュレーションを行うためStamが提案したセミラグラジアン法を,自由表面を追跡するためにVOF法を用い,磁性流体表面における磁場による圧力と表面張力および重力がつりあう条件を与えて,64×64分割したセル内に速度ベクトルと自由表面を描画する2次元のリアルタイムシミュレーションを行った.その結果,磁性流体の自由表面の特定の点に対して鉛直上向きの磁場を適用した場合,実際の磁性流体にみられるスパイク形状が発生することを確認した.
一般的なNavier-Stokes方程式による流体の2次元コンピュータグラフィックスに対して,入力として新しく開発したボール型デバイスを用いて,床上で跳ねるボールの動きに連動して床面の流体グラフィックスの形状と色が変化するソフトウエアを作成した.赤外線LEDと音センサ,加速度センサ,無線モジュールを組み込んだボールのバウンド位置(x,y座標)をビデオカメラによる赤外線画像認識により検出し,バウンドと同時に,バウンドした位置から床面に波紋あるいはインクのマーブリング模様が生成されるエンターテインメントシステムを構築し,VR学会等で発表した.
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Research Products
(3 results)
