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プロクラステス距離の一般化を軸としたエッシャータイリング自動生成法の深化

研究課題

研究課題/領域番号 20K11695
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60020:数理情報学関連
研究機関徳島大学

研究代表者

永田 裕一  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (70334795)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードエッシャータイリング / ARAP変形 / タイリング / プロクラステス距離 / As-rigid-as possible 変形
研究開始時の研究の概要

動物などの意味のある図形をピースとする芸術的なタイリングはエッシャータイリングと呼ばれる.エッシャータイリングを自動生成する試みとして,入力した目標図形になるべく類似した図形をピースとするタイリングを自動生成する問題 (エッシャータイリング問題) が定式化されている.近年,申請者が開発した手法により,現状では比較的単純な目標図形に対して,1種類のピースでタイリングを行う場合は満足度の高い結果が得られる.この問題に対する次の研究ステージとして,本研究では複雑な目標図形に対するエッシャータイリングや複数種類のピースを用いたエッシャータイリングの自動生成を可能とする定式化と解法を構築する.

研究成果の概要

与えられた目標図形に対して,これに類似した1種類の図形を用いて平面をタイリングする手法を開発した.従来法では目標図形とタイル図形の間の類似度をプロクラステス距離で評価していたが,本研究ではas-rigid-as-possible変形の考え方を導入して拡張した.これにより,これまで満足な結果を得ることが難しかった複雑な目標図形に対しても満足度の高い結果を得ることが可能となった.さらに,この手法を2種類の目標図形に対して,2種類の図形を用いてタイリングする方法に拡張した.これらの成果はそれぞれCG分野のトップジャーナルであるACM Transactions on Graphicsに掲載された.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した手法により,クモのような複雑な目標図形に対しても,目標図形の自然な変形により得られる図形を敷き詰めた平面タイリングを生成することが可能となった.一見,無謀に思える複雑な目標図形に対して満足度の高いタイリングを自動生成できることは,多くの人に驚きを与えるものであり,本研究は数理最適化と芸術が融合した応用研究の成功例の一つと言えるだろう.また,数理最適化を応用してこのような芸術作品を自動生成できることを示したことは,多くの人に数理最適化に興味を持ってもらうための契機となるもである.

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023 2022 2021

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

  • [雑誌論文] Creation of Dihedral Escher-like Tilings Based on As-Rigid-As-Possible Deformation2024

    • 著者名/発表者名
      Nagata Yuichi、Imahori Shinji
    • 雑誌名

      ACM Transactions on Graphics

      巻: 43 号: 2 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1145/3638048

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Escherization with Large Deformations Based on As-Rigid-As-Possible Shape Modeling2022

    • 著者名/発表者名
      Nagata Yuichi、Imahori Shinji
    • 雑誌名

      ACM Transactions on Graphics

      巻: 41 号: 2 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1145/3487017

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Research on automatic generation of artistic paintings called Escher tiling2023

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Nagata
    • 学会等名
      The 9th international forum on Advanced Technologies (IFAT 2023)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 局所的な類似性に着目したエッシャータイリング問題へのアプローチ2021

    • 著者名/発表者名
      永田裕一
    • 学会等名
      電気学会システム研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] バネモデルを用いた目標図形の自然な変形による エッシャータイリングの生成法2021

    • 著者名/発表者名
      居村 亮治,永田 裕一
    • 学会等名
      ICE四国支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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