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点群軽量化手法を用いたUnity可視化フレームワークとARアプリケーションの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K11916
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
研究機関東京都市大学

研究代表者

宮地 英生  東京都市大学, メディア情報学部, 教授 (00501727)

研究分担者 樫山 和男  中央大学, 理工学部, 教授 (10194721)
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) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード可視化 / フレームワーク / 大規模可視化 / フリーソフトウエア / Unity / システム開発 / 点群軽量化 / VR
研究開始時の研究の概要

スーパーコンピュータの性能向上は著しく、その出力データは膨大となる。その分析に必須となる可視化システムの性能が追従しない「大規模可視化問題」は、未だ決定的な解決に至っていない。また、2016年のVR元年以降、ヘッドマウントディスプレイを利用したAR表示が普及し、直感的な可視化が技術的には可能になっているものの、汎用的な可視化ソフトウエアが存在しないため、ARを利用した可視化は静的な可視化結果の表示に制限されている。そこで点群処理を基盤とした点群軽量化可視化手法をゲームエンジンUnity上に実装し、汎用的な大規模データ向け可視化システムのフレームワークとサンプルアプリケーションの開発を行う。

研究成果の概要

可視化マッピング手法をUnityで動作する可視化フレームワークVisAssets上に実装しフリーソフトとして公開した。汎用性を高める非構造格子機能、VR・AR可視化機能、および、情報可視化機能を追加した。非構造格子の実装は4面体要素の災害用データで確認した。VR/AR可視化は大阪湾の時系列データを用い、潮汐の周期に応じて潮流が変化する様子を没入した状態でパラメータを操作しながら観察できることを確認した。情報可視化の具体例として平安京ビューを実装した。ベンチマークでは、理論通りに、提案手法は小規模なデータではオーバーヘッドにより従来手法より遅いが、1億点を超えるデータで速くなることを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

スーパーコンピュータを用いる大規模シミュレーションの可視化では、数値データをディスクに出力せず、可視化した画像をディスクに出力するin-Situ可視化が使われる。このとき大量の可視化画像生成処理を生じるので、提案手法はその処理を高速にする。したがって、学術的には最先端シミュレーションの分析処理の高速化に貢献する。社会的には、開発コードをフリーで公開しており、既に企業での利用例がある。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [学会発表] ゲームエンジン用可視化フレームワークVisAssetsの開発2023

    • 著者名/発表者名
      川原慎太郎、宮地英生、伊藤貴之、田中覚、樫山和男
    • 学会等名
      第28回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Benchmark rsults for point cloud isosurfraces implemented on VisAssets2023

    • 著者名/発表者名
      Hideo Miyachi, Shintaro Kawahara, Kazuo Kashiyama
    • 学会等名
      The 42nd JSST Anual International Conference on Simulation Technology(JSST2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大阪湾の大規模海洋シミュレーションに基づく3次元的渦度分布の可視化 ~VR機器を用いた可視化編~2023

    • 著者名/発表者名
      川原慎太郎
    • 学会等名
      「新生」第17回金沢コンピュータグラフィックス談話会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Unityを用いた大阪湾渦分布のVR可視化2023

    • 著者名/発表者名
      河原隼斗、宮地英生、川原慎太郎、有田さとる、中田聡史、長谷川恭子、李亮、田中覚
    • 学会等名
      先進的可視化技術とデータ科学の融合による可視化解析の研究会(VR2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Unity 上の可視化フレームワーク:VisAssets の非構造化データへの拡張2022

    • 著者名/発表者名
      宮地英生、川原慎太郎、樫山和男
    • 学会等名
      第36回数値流体力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Unity用可視化フレームワークVisAssetsの開発状況について2022

    • 著者名/発表者名
      川原慎太郎、宮地英生、伊藤貴之、田中覚、樫山和男
    • 学会等名
      2022年度核融合科学研究所一般共同研究(研究会) 先進的可視化環境とデータ科学を用いた可視化解析の研究会 (VR2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ゲームエンジン用汎用可視化フレームワークの開発2022

    • 著者名/発表者名
      川原慎太郎、宮地英生、大谷寛明
    • 学会等名
      可視化情報シンポジウム2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] VisAssets: A Visualizaiton framework for Unity (チュートリアル講演)2022

    • 著者名/発表者名
      Sintaro Kawahara
    • 学会等名
      JSST2022 (The 41st JSST Annual International Conference on Simulation Technology)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [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2022

    • 著者名/発表者名
      川原慎太郎
    • 学会等名
      第5回ビジュアリゼーションワークショップ(チュートリアル)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [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、伊藤貴之
    • 学会等名
      可視化情報シンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [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、樫山和男
    • 学会等名
      第35階数値流体シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [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
      2023 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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