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XR技術による超高解像度都市環境シミュレーションのインタラクティブ可視化

研究課題

研究課題/領域番号 19K11995
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分60090:高性能計算関連
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

川原 慎太郎  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(情報エンジニアリングプログラム), 副主任研究員 (60415982)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード可視化 / バーチャルリアリティ / ヘッドマウントディスプレイ / ゲームエンジン / 可視化フレームワーク / XR可視化 / シミュレーション / 複合現実感
研究開始時の研究の概要

シミュレーション技術の発達により、街区内を数メートル単位で解像可能な都市環境シミュレーションを実施できるようになった。ここで得られた三次元データに対する可視化結果を、VR技術を用いて実寸大で視覚提示することは、データが内包する複雑な自然現象の理解を促進する上で非常に効果的なものとなる。これまでに実施した研究では、対象街区内の建築物や樹木を3-D CGで提示してきたが、実際の街区内に可視化結果を直接投影できればより効果的である。本研究では、XR(VR, AR, MRの総称)技術を用いた複数のアプローチにより、実空間内でのインタラクティブデータ可視化を試みると共に、その有効性について検証する。

研究成果の概要

高解像度都市暑熱シミュレーションの可視化結果を、XRデバイスで提示できるようにした。CAVE型VR装置用可視化ソフトウェアを、独自開発の特殊なC++用ライブラリを用いてPC接続型ヘッドマウントディスプレイ(HMD)で動作するようにした。また、ゲームエンジン用可視化フレームワークを新たに開発し、スタンドアロン型HMDやスマートフォンでも可視化結果の提示を可能とした。本開発により、HMDのビデオスルー機能による実映像と可視化結果の3-D CGの重畳表示が可能となった。また、本研究が目的とする都市スケールでのXR可視化における、屋外での機器使用の課題を解決した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究期間中に開発したゲームエンジン用可視化フレームワークVisAssetsは、XRデバイス用可視化アプリケーションの開発効率を大幅に向上させることができる。また、無償で公開したことにより、データ可視化を伴う多くの研究コミュニティへの貢献だけでなく、国内外の研究者・開発者による本フレームワークの機能拡張や、ユーザ間での相互利用が期待できる。特に、スタンドアロン型HMDでのインタラクティブ可視化コンテンツの開発が容易になったことにより、本研究の当初目的である都市域での屋外利用だけでなく、教育やアウトリーチ活動での利用も期待できる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] ゲームエンジンUnityをベースにした可視化システム ―みんなで21世紀の可視化技術を統合しませんか?―2021

    • 著者名/発表者名
      宮地英生、川原慎太郎
    • 雑誌名

      可視化情報

      巻: 41 ページ: 13-17

    • NAID

      130008161603

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] ゲームエンジンを用いたVR可視化フレームワークの開発2020

    • 著者名/発表者名
      宮地英生、川原慎太郎
    • 雑誌名

      日本シミュレーション学会論文誌

      巻: 12 ページ: 59-67

    • NAID

      130007879677

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of CAVELib Compatible Library for HMD-type VR Devices2019

    • 著者名/発表者名
      Kawahara Shintaro、Kageyama Akira
    • 雑誌名

      日本シミュレーション学会英文誌

      巻: 6 号: 1 ページ: 234-248

    • DOI

      10.15748/jasse.6.234

    • NAID

      130007655847

    • ISSN
      2188-5303
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 汎用可視化フレームワーク:Unity上で動作する可視化フレームワークVisAssets2022

    • 著者名/発表者名
      川原慎太郎、宮地英生
    • 学会等名
      第5回ビジュアリゼーションワークショップ
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Unity用可視化フレームワークVisAssetsの開発2021

    • 著者名/発表者名
      川原慎太郎、宮地英生
    • 学会等名
      第92回CG・可視化研究会(CAVE研究会)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Unity上での情報可視化フレームワークの開発2021

    • 著者名/発表者名
      宮地英生、川原慎太郎
    • 学会等名
      第49回可視化情報シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 大規模データ可視化システムのUnity上への実装2021

    • 著者名/発表者名
      宮地英生、川原慎太郎
    • 学会等名
      第35回数値流体力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 大規模データ向け等値面システムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      宮地英生、川原慎太郎
    • 学会等名
      2021年度核融合科学研究所一般共同研究(研究会) 先進的可視化開発環境を用いた可視化表現法の研究会(VR2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Unity用可視化フレームワークVisAssetを用いた可視化アプリケーション開発2021

    • 著者名/発表者名
      川原慎太郎
    • 学会等名
      第4回ビジュアリゼーションワークショップ
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Unity上で動作する可視化フレームワークの開発2020

    • 著者名/発表者名
      川原慎太郎、宮地英生
    • 学会等名
      第48回可視化情報シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ゲームエンジン用可視化フレームワークの開発2020

    • 著者名/発表者名
      川原慎太郎、宮地英生
    • 学会等名
      先進的描画技術を用いた可視化情報の研究会(VR2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Unity用可視化フレームワークとサンプルアプリケーションの開発2020

    • 著者名/発表者名
      宮地英生、川原慎太郎
    • 学会等名
      第34回数値流体力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] CLCL: CAVELib Compatible Library for Head-mounted Displays2019

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Kawahara
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] バーチャルリアリティ技術を用いた地球環境データの可視化2019

    • 著者名/発表者名
      川原慎太郎
    • 学会等名
      第47回可視化情報シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ヘッドマウントディスプレイを用いた気象データ可視化2019

    • 著者名/発表者名
      川原慎太郎
    • 学会等名
      可視化講演会@日本原子力研究開発機構
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] VR/AR技術における感覚の提示、拡張技術と最新応用事例2021

    • 著者名/発表者名
      執筆者:64名、技術情報協会
    • 総ページ数
      576
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861048500
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] githubでのVisAssets(可視化フレームワーク)の公開ページ

    • URL

      https://github.com/kawaharas/VisAssets

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
  • [備考] VisAssetsの共同開発者(東京都市大学 宮地英生教授)によるプロジェクトページ

    • URL

      http://www.comm.tcu.ac.jp/miyachilab/visassets/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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