Development of a method controlling reflectance with digital fabrication

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K20431
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 62040:Entertainment and game informatics-related
• Research Institution: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: Sakurai Kaisei 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 特別研究員 (30729562)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ファブリケーション / プリンティング / テクスチャ / 最適化

Outline of Final Research Achievements

This project developed a structure that shows color patterns or textures in specified viewing directions. The structure has walls that separate the given viewpoints, and each wall has a texture that appears to be a specified color.
The structure also is applied to a given shape. By covering the surface of the shape, we can create objects in which the patterns change depending on the viewpoint. For demonstration purposes, we fabricated the structure by 3D printing with opaque full-color components and confirmed the effectiveness of this method. As a result, one academic presentation and three registered patents were obtained.

Free Research Field

コンピュータグラフィックス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ものの見え方を自由に変えることは素材の反射特性の制約から極めて難しく、既存の素材で作れない色合いや視点依存の変化を実現するには、新素材の開発が必須であった。それに対して本研究では、適切に構造を作り、その構造に制御されたパターンを着色することで、制約下でも、視点依存で観察される色が変えられることを明らかにした。また、これは計算上だけでなく、実際に3Dプリンタで制作可能であることも示した。今後、素材に制約がある中でも、提案した構造を用いて、衣類や装飾品、内装などで意匠性のある製品の開発が可能になる。