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VR を用いた4次元空間の可視化と複素力学系

研究課題

研究課題/領域番号 18K18722
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分12:解析学、応用数学およびその関連分野
研究機関九州大学

研究代表者

石井 豊  九州大学, 数理学研究院, 教授 (20304727)

研究分担者 稲生 啓行  京都大学, 理学研究科, 准教授 (00362434)
荒井 迅  中部大学, 創発学術院, 教授 (80362432)
寺尾 将彦  山口大学, 時間学研究所, 講師 (50772357)
鍛冶 静雄  九州大学, マス・フォア・インダストリ研究所, 教授 (00509656)
松本 啓吾  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 助教 (20909527)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードバーチャル・リアリティ / ジュリア集合 / 高次元可視化 / virtual reality / 4次元回転 / 4次元可視化 / 複素力学系 / 4次元空間 / バーチャルリアリティ / Polyvision / 可視化
研究成果の概要

高次元の対象物を可視化することは、数学、物理学、データサイエンスなど、様々な分野で研究が求められている。この研究課題の目的は、バーチャル・リアリティを積極的に用いることで4次元空間におけるジュリア集合や超多角形などの数学的対象物を可視化する新たな手法を提案、実装することにあった。具体的な成果としては CAD (computer aided design) のような多重射影の4次元版である Polyvision というシステムを開発した。これは SIGGRAPH ASIA というコンピュータ・グラフィクスのトップ・カンファレンスに採択された。またこのシステムに基づいて心理実験も進めた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

今回の研究成果の中で最も重要なものは Polyvision の開発に成功したことである。科学における研究対象物は高次元空間内のデータセットとして与えられることが多く、その形状の特性を抽出することが重要である。本研究の具体的な意義として、このような幾何的形状の抽出を容易にすることで、数学、地質学、材料工学への応用の道を切り開いた点が挙げられる。具体的には、数学においては複素力学系のパラメータ集合における奇妙な「穴」を稲生が発見し、現在その厳密な証明に取り組んでいる。また材料工学への応用として、素材の亀裂を生み出す「トリガー」の発見に Polyvision を応用する研究も進んだ。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 7件)

  • [雑誌論文] バーチャル・リアリティを用いた4次元可視化プロジェクト2022

    • 著者名/発表者名
      石井豊
    • 雑誌名

      数学通信

      巻: 3 ページ: 49-54

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Polyvision: 4D Space Manipulation through Multiple Projections2019

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Keigo、Ogawa Nami、Inou Hiroyuki、Kaji Shizuo、Ishii Yutaka、Hirose Michitaka
    • 雑誌名

      SA '19: SIGGRAPH Asia 2019 Emerging Technologies

      巻: November ページ: 36-37

    • DOI

      10.1145/3355049.3360518

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Visualization in complex dynamics in dimension two2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Inou
    • 学会等名
      Interactive recognition of higher-dimensional spaces with virtual reality 2
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Capturing the fourth dimension2022

    • 著者名/発表者名
      Shizuo Kaji
    • 学会等名
      Interactive recognition of higher-dimensional spaces with virtual reality 2
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Walking the Mobius Strip: Extending Redirected Walking into the 3rd Dimension2022

    • 著者名/発表者名
      Keigo Matsumoto
    • 学会等名
      Interactive recognition of higher-dimensional spaces with virtual reality 2
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Complex dynamics, rigorous numerics and 4D visualization2022

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Ishii
    • 学会等名
      Topology and computer
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 4次元可視化プロジェクト2021

    • 著者名/発表者名
      石井豊
    • 学会等名
      VRを用いたインタラクティブな高次元認識
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 4 次元の回転とVR における操作2021

    • 著者名/発表者名
      稲生啓行
    • 学会等名
      VRを用いたインタラクティブな高次元認識
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シンプルな4次元パストレーサーによるレンダリング2021

    • 著者名/発表者名
      鍛冶静雄
    • 学会等名
      VRを用いたインタラクティブな高次元認識
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Polyvision: 4D space manipulation through multiple projections2019

    • 著者名/発表者名
      Keigo Matsumoto, Nami Ogawa, Hiroyuki Inou, Shizuo Kaji, Yutaka Ishii, Michitaka Hirose
    • 学会等名
      SIGGRAPH Asia 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2024-01-30  

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