| 研究領域 | 実世界の奥深い質感情報の分析と生成 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05953
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅳ)
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| 研究機関 | 国立情報学研究所 |
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研究代表者 |
佐藤 いまり 国立情報学研究所, コンテンツ科学研究系, 教授 (50413927)
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| 研究分担者 |
平 諭一郎 東京藝術大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (10582819)
日浦 慎作 兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (40314405)
佐藤 洋一 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70302627)
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| 研究期間 (年度) |
2020-11-19 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
73,190千円 (直接経費: 56,300千円、間接経費: 16,890千円)
2024年度: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
2023年度: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
2022年度: 14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円)
2021年度: 14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円)
2020年度: 16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
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| キーワード | 反射解析 / 美術品解析 / 質感知覚 / 形状解析 / 質感のモデル化 / 絵画解析 / 作業解析 / コンピュータビジョン / コンピュータグラフィックス / 分光解析 / 散乱解析 / 質感解析 / 反射、散乱解析 / 芸術作品データ計測 / 視線解析 / 芸術解析 / 芸術作品データ生成 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本課題では，質感を科学的に取り扱うための学術的知見を蓄積し，我々が視覚を通して感じる質感と物体が有する光学的特性，その光学特性を生む素材・制作工程との関係を明らかにすることで，本物の工芸品の「良さ」を科学的に論じる手段と，工業製品のさらなる高付加価値化に寄与する計測・評価技術の創出を目指す．特にデジタルな再現技術に人手を介した質感表現を加えた作品を準備し，その物理特性と質感の差異を能動的に解析することで，革新的な質感評価・質感合成技術の創出する。これにより、本物の工芸品の「良さ」を科学的に論じる手段と，工業製品のさらなる高付加価値化に寄与する計測・評価技術の創出を目指す。
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| 研究実績の概要 |
本課題の目的は，美術品や工業製品において再現されている光学特性を解明し，我々が視覚を通して感じる質感と物体が有する光学特性、その光学特性を生む素材の組み合わせや製作工程との関係を明らかにすることである。肌質感で著名な藤田嗣治の油彩作品における質感表現の分析を進め、代表者の佐藤、分担者の佐藤、平が美術品における質感表現の解明に取り組んだ成果をまとめ、本年度は美術館で技術展示を行った。藤田嗣治の乳白色の肌表現に関する新たな知見として多くのメディアで紹介された。また、イベントカメラを用いて高ダイナミックレンジのシーンを精度高く高速に撮像する技術を開発した。螺鈿や漆の質感等の輝度変化が激しいもつ対象に対しても高速に色潰れ・白飛び無しに安定に計測可能な技術を開発した。また、美術品、工芸品、工業製品の特性解析に関しても進展があった。布や革，木目など複雑な質感をもつ物体は、その見た目をCGにより正確に再現することは容易ではない。これらの物体は、光の反射や透過に加え、表面下散乱、表面の凹凸による微細な影など、複雑な現象が複合しているためである。そこでこのような物体の再現方法として、双方向テクスチャ関数 (Bidirectional Texture Functions：BTF) が用いられる。しかし、この計測には長時間を要する上、データ量も膨大になるという問題がある。研究分担者の日浦らは、BTF（双方向テクスチャ関数）の取得により豊かな質感を有する物体を計測に基づきCG再現する研究については、敢えてカメラと光源を計測対象に近接させることでサンプリング点の配置を改善し、少ない撮像回数でより高精度な再現が可能となる手法を開発した。また、透明物体の凹凸面に屈折率が同一の液体を
充填することで、質感が可変の実物体を作成する手法を開発した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は、油彩画の光学解析を実施し、油彩画における肌質感に関する新たな知見を得ることができた。美術館で半年技術展示を行うことができた。イベントカメラを用いて高ダイナミックレンジのシーンを精度高く高速に撮像する技術を実現し、螺鈿や漆の質感等の輝度変化が激しいもつ対象に対してもシャッタースピードを変化させて計測することなく高速に色潰れ・白飛び無しに安定に計測可能な技術を実現した。また、BTF（双方向テクスチャ関数）の取得により豊かな質感を有する物体を計測に基づきCG再現する研究については、敢えてカメラと光源を計測対象に近接させることでサンプリング点の配置を改善し、少ない撮像回数でより高精度な再現を実現した。また、透明物体の凹凸面に屈折率が同一の液体を充填することで、質感が可変の実物体を作成する手法を開発した。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、イベントカメラを用いて高ダイナミックレンジのシーンを精度高く高速に撮像する技術を発展させて、対象物の形状・反射特性のモデル化にも取り組む。イベントカメラの高ダイナミックレンジ・高時間分解能の利点を活かし高速にかつ輝度変化の激しい対象物のモデル化に取り組んでいく。さらに、実物体の質感を計測し高精度に再現する手法、および実物体の質感を動的に変更する技術を用い、美術品・工芸品等の質感再現を行い、その精度や効果を評価す
るとともに、新奇で魅力的な質感を有する物体の生成に挑む。
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