2015 Fiscal Year Annual Research Report
ＣＧ映像と実写映像を融合した映像教材制作技法と対話型理科仮想実験システムの研究
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25350348
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| Research Institution | Nippon Institute of Technology |
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Principal Investigator |
新藤 義昭 日本工業大学, 工学部, 教授 (40265369)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 洋 日本工業大学, 工学部, 准教授 (00275843)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 実写マッピング技法 / 理科仮想実験システム / CG映像シナリオ記述言語 / 3Ｄ立体視映像教材 / 統合型映像制作環境 / 人間型ソフトウェアロボット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
人間型ソフトウェアロボットを用いた理科仮想実験システムの提示映像の臨場感向上のため、ＣＧアニメーションの舞台や小道具の中に実写映像を融合させる技法（実写マッピング）の開発を行った。本システムは対話型システムなので実時間CG描画を行う必要がある。従来技法で炎や煙などの流体を実時間描画するには物理演算プロセッサを用いた並列処理が必要だった。実写マッピングは、実写映像とＣＧ映像を融合させて流体表現を低コストで実現する技法で、３次元形状モデルに直接実写映像を投影する。形状モデルの形状を変形させると実写映像も同期して変形する。この技法を用いて本システムの臨場感を向上させるための様々な教材コンテンツの開発を行った。主なものは、燃える炎、蒸気、沸騰する液体、はじける火花、爆発、風に揺れる樹木や樹林、排気煙、気体発生時の化学反応等である。さらに1枚の画像から自動的に実写マッピング用動画を作成するソフトウェアツールを開発した。画像の一部を反復移動する動画（水流や煙）、画像の一部を反復運動で揺らす動画（樹木の風揺れや風鈴の動き）、画像の明暗を反復変化させる動画（電燈や信号機の点滅）など、1枚の静止画像から動画を自動作成する機能を開発した。また飛び出し型の３Ｄ立体視映像を提示する３Ｄ立体視エンジンを理科仮想実験システムに組み込んだ。ただし全てを３Ｄ立体視映像にするのではなく、効果が期待できる情報提示に限り学習者が選択できる形式で制作した。この機能を組み込んだ理科仮想実験システムを開発し実際に中学校で実験授業を行い、学習履歴の分析やアンケート調査等で効果を検証した。さらに今年度も高校生５０名を対象に、統合映像制作環境を用いたＣＧアニメーション制作実験を行ってシステムの評価を行った。１日のスクーリングで大多数の高校生がプレゼンテーション用のＣＧアニメーションの創作を行うことができた。
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