BSDFデータに基づく感性的質感の推定と表現

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Integrative studies of neural mechanisms and advanced information technologies for perception of material and surface qualities
• Project/Area Number: 25135732
• Research Institution: Kwansei Gakuin University
• Principal Investigator: 長田 典子 関西学院大学, 理工学部, 教授 (50368453)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 感性情報学 / 計測工学

Outline of Annual Research Achievements

本研究では感性的質感に関する体系的な評価モデルを確立し，光学特性から感性的質感を推定したり逆に所望の感性的質感から必要な物理特性を特定しCG表現したりする技術を実現することを目指している．素材感性モデルに基づくCGアニメーションの作成研究では，まず素材の印象と物理特性の関係を階層的に表現するための「素材感性モデル」を提案した．また織布の印象構造と力学特性および織り構造との関係性を明らかにした．これにより，直観的な見た目の印象から力学特性や織り構造を推定し，簡易にリアルな布のアニメーションを出力できること示した．応用としてデジタルカタログの作成などが考えられる．
また布素材に固有の質感を再現する技術の１つとして，織布の蛍光特性に着目し， multi-band BRDF/BTDFによって蛍光特性を持つ織布固有の輝きや透け感を表現する方法を検討した．計測した蛍光スペクトルと励起スペクトルより蛍光色と強度を算出し，BTDF近似モデルと織布の織り構造のパラメータを用いて反射光と透過光を算出する．推定した太陽光スペクトルの下でのレンダリング結果では，計測した蛍光特性を持つカーテンは，蛍光特性を考慮しない結果と比較して，青色の成分が強くなっていることがわかる．このことから，蛍光特性が物体色に大きく影響を及ぼしていることが確認され，織布の高品質なCG表現に対する蛍光特性のシミュレーションの重要性を示すことができた．
また真珠の輝きを化粧素材に応用する化粧料の開発では，まずＣＧシミュレーションを用いて真珠の光学現象（巻き感・にじみ感・きめ感など）を再現し，この光学現象を人の顔型の表面反射特性に適用し，さまざまな真珠の輝きを持つ化粧顔画像を作成した．さらにこれらの画像を用いて化粧素材としての印象評価（カバー力・なめらかさ・仕上がり感など）を行ったところ，真珠のにじみの光学現象と印象評価因子に関連があることがわかった．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ほぼ計画通りの進捗を達成している．ただし，個人特性を考慮した感性的質感評価モデルの構築に関して，解析に十分なデータ数が得られなかった問題があった．また織布の質感のモデル化においてテクスチャの影響が大きいという問題が発生した．

Strategy for Future Research Activity

来年度も予定通り研究を実施する．ただし25年度において問題となったデータ数とテクスチャの課題については，経費の一部を繰越して，追加実験を実施する予定である．

Research Products

• [Journal Article] Microfacet BSDFモデルを用いた織布の表現－カーテンアニメーションカタログの制作－ (2013)
  • Author(s): 飛谷謙介・石田適志・野村周平・長田典子
  • Journal Title: 精密工学会誌 Volume: 79 Pages: 1165-1170
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Three-dimensional computer graphic simulation to develop base makeup for pearly skin. (2013)
  • Author(s): Nishiyama, K., Tobitani, K., Ishida, A., Park, L., Nagata, N., & Okada, A.
  • Organizer: 22nd International Federation of Societies of Cosmetic Chemists
  • Place of Presentation: Rio de Janeiro (Brazil)
  • Year and Date: 2013-10-30 – 2013-11-01
• [Presentation] ユーザ特性を考慮したデジタルカメラのための主観的画質評価モデル (2013)
  • Author(s): 高松直也・饗庭絵里子,長田典子
  • Organizer: 日本心理学会第77回大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道）
  • Year and Date: 2013-09-19 – 2013-09-21
• [Presentation] Lace curtain: rendering and animating woven cloth based on an impression evaluation model. (2013)
  • Author(s): Ishida, A., Kaji, S., Park, L., Tobitani, K., Shiraiwa, A., Aiba, E., & Nagata, N.
  • Organizer: ACM SIGGRAPH 2013
  • Place of Presentation: Anaheim (USA)
  • Year and Date: 2013-07-21 – 2013-07-25
• [Presentation] A simulation of pearl optical phenomena for cosmetic preproduction. (2013)
  • Author(s): Tobitani, K., Okada, A., Nishiyama, K., Ishida, A., Park, L., & Nagata, N.
  • Organizer: ACM SIGGRAPH 2013
  • Place of Presentation: Anaheim (USA)
  • Year and Date: 2013-07-21 – 2013-07-25
• [Presentation] 素材感性モデルに基づくCGアニメーションの作成～織布の印象評価に寄与する織り構造と力学特性の検討～ (2013)
  • Author(s): 朴理紗・梶聡介・石田適志・飛谷謙介・白岩史・片平建史・長田典子
  • Organizer: 第19回画像センシングシンポジウム (SSII2013)
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • Year and Date: 2013-06-12 – 2013-06-14
• [Presentation] Rendering animation of lace curtain using BRDF/BTDF and motion physical characteristics based on a subjective impression. (2013)
  • Author(s): Tobitani, K., Ishida, A., Park, L., Kaji, S., Aiba, E., Shiraiwa, A., & Nagata, N.
  • Organizer: 11th International Conference on Quality Control by Artificial Vision
  • Place of Presentation: 九州大学西新プラザ（福岡県）
  • Year and Date: 2013-05-30 – 2013-06-01
• [Presentation] ピアノ演奏CGアニメーションの自動生成～肌質感リアルタイムレンダリングと演奏モーションのヒューマナイズ～ (2013)
  • Author(s): 村松昇・飛谷謙介・平田純也・巳波弘佳・古屋晋一
  • Organizer: 情報処理学会 音楽情報科学研究会 第99回研究発表会
  • Place of Presentation: お茶の水女子大学（東京都）
  • Year and Date: 2013-05-11 – 2013-05-12
• [Remarks] 長田研究室ホームページ
  • URL: http://ist.ksc.kwansei.ac.jp/~nagata/