2021 Fiscal Year Annual Research Report
鑑賞者の視界に装置が入らない空中像表示のための環境反射型空中像手法の構築
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20H04223
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
小泉 直也 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (80742981)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 空中像 / 光沢 / 反射 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、環境反射型空中像の設計手法に関してまとめた。さらに光沢材料の表面特性の計測データを収集し、反射面の特性が環境反射型空中像の輝度やボケに対してどのような関係を持つか調査した．
前者に関しては、レイトレーシングを用いた空中像光学系の設計手法を提案した。空中像光学素子モデルを用いてレイトレーシングで空中像・迷光・透過光をレンダリングし、そのレンダリング結果に対して画像処理によって各光線の範囲を算出し、空中像の視野範囲をできるだけ広く、迷光の出現範囲をできるだけ小さくする設計を示し、その実例を実装し、シミュレーションが機能していることを示した。
後者に関しは、各種光学素子の光沢度・拡散度・ヘーズ・写像性の4項目を反射面の特性として収集した。ここで使用した反射素材を環境反射型空中像の反射素子として用いた際の、空中像の輝度とボケを計測した。ボケをコントラスト伝達関数（MTF，modulation transfer function） 及び ピーク信号対雑音比（PSNR，peak signal-to-noise ratio）を用いて評価した結果、PSNRの方が広くボケを評価できることがわかった。さらにこのPSNRと輝度のデータを光沢表面の物性値と比較した結果、一部の観察角度について輝度とPSNR がそれぞれ反射面の特性である光沢度と写像性と関係があり定式化できることがわかった．これにより環境反射型空中像を既存の場所に導入する際に手間であった特性の調査が容易になると考えられる．
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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
昨年度に引き続き、COVID-19による影響があり、実験及び実装の時間を十分に確保することができなかったため、一部の内容に研究活動に遅れが生じている。
しかし、光沢のある平面物体に対して、空中像の結像特性に寄与すると考えられる写像性(DOI)・反射率・BRDF等の光学特性値を網羅的に計測し、光沢物体の光学特性値データ収集を終えることができた。
さらに、昨年度に勧めた実験装置設計に関する論文を発表することもできた。
以上により、おおむね順調に研究が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
実装を行った空中像提示装置の設計方法がまとめおわったため、今後は現実世界で収集したデータをCG環境で再現する手法の開発にすすむ。特に研究に必要な計算機環境のリモートからの活用を加速し、計算機実験による推進を意識して行う。
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