| 研究課題/領域番号 |
21K12199
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分62040:エンタテインメントおよびゲーム情報学関連
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| 研究機関 | 東洋大学 |
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研究代表者 |
石川 知一 東洋大学, 情報連携学部, 准教授 (30635545)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | コンピュータグラフィックス / 物理シミュレーション / ビジュアルシミュレーション / 電磁流体力学 / 機械学習 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
電磁流体に起因する天体現象の映像化を行う場合に，プラズマ粒子の運動を捉えられるミクロなスケールと，観測できるマクロなレベルの流体的振る舞いを同時に計算に含むことが映像にリアリティを与えると考えられる．一般にプラズマ流体の数値計算法は大規模計算機環境の利用が必要になるため，映像化として利用する場合はモデルを適切に変更する必要がある．
本研究では，ミクロな事象が映像というマクロなシーンに与える影響を考慮したリアルな映像を，商用利用可能な時間内で作成することを目的とする．また，観測手法をレンダリング計算に含めることで，提案法のレンダリングだけでなく，宇宙物理学における可視化の面で貢献する．
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| 研究成果の概要 |
本研究は，電磁流体に起因する天体現象の映像をリアルに再現するため，ミクロなプラズマ粒子の運動とマクロな流体的振る舞いを同時に計算・再現する手法を開発した。階層型シミュレーションを導入し，機械学習手法を用いてミクロな事象を検出，重要な領域の詳細な計算を可能にした。特に太陽プロミネンスを再現するシミュレーションに注力した。開発したCGコンテンツを利用してVRやMRコンテンツとしての提供も進めた。また，機械学習を応用した移動物体検出の研究発表も行い，映像化技術の基盤を築いた。計画通りの完全な実現には至らなかったが，多くの技術的進展と知見を獲得した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の学術的意義は，電磁流体シミュレーションの分野で新たな技術的基盤を築き，ミクロなプラズマ粒子運動とマクロな流体挙動を同時に計算・再現する手法を提案したことである。特に，階層型シミュレーションと機械学習を組み合わせ，具体的な天体現象のリアルな再現を可能にした点で大きな進展があった。社会的意義としては，得られた技術がVRやMRコンテンツの開発に応用され，教育やエンターテインメントの分野で高精度なシミュレーション映像を提供する基盤となることである。また，研究の派生で行った機械学習を応用した移動物体検出技術も，監視システムや自動運転など多岐にわたる応用が期待される。
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