| 研究領域 | 多様な質感認識の科学的解明と革新的質感技術の創出 |
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| 研究課題/領域番号 |
15H05924
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
土橋 宜典 北海道大学, 情報科学研究科, 准教授 (00295841)
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| 研究分担者 |
岩崎 慶 和歌山大学, システム工学部, 准教授 (90379610)
岡部 誠 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (40557211)
井尻 敬 立命館大学, 情報理工学部, 講師 (30550347)
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| 研究期間 (年度) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| キーワード | コンピュータグラフィクス / 微細構造 / 双方向反射分布関数 / 流体映像 / 食べ物 |
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| 研究実績の概要 |
複雑構造を持つ物体の質感の再現という主目的と計画に基づき、計測された微細構造からの反射関数の推定に関する研究を主として実施した。具体的には、多光子励起型レーザ顕微鏡によって取得したマイクロストラクチャの3次元ボリュームデータからの双方向反射分布関数（BRDF）の推定に関する実験を行った。計測により得られたボリュームデータに対して、3次元ガウスフィルタによってノイズ除去を行い、マーチンキューブ法によって表面を抽出する。抽出した表面は三角形メッシュで表現されるが、不連続性が観察されたため、さらに、ラプラシアンスムージングを行うことで、滑らかな三角形メッシュを得る。以上によって得られたマイクロストラクチャを表す三角形メッシュに対して、パス・トレーシングを適用し、BRDFを推定した。光源方向を等間隔でサンプルし、確率的にBRDFの推定を行った。三角形メッシュの反射特性は完全鏡面反射を仮定した。推定したBRDFを用いてCG画像を作成する。表示対象の形状は、X線CTによって取得したデータから作成する。生成したCG画像と実写とを比較し、手法の妥当性を検討した。この研究過程を通して、計測データからCG画像を作成するまでの一連のパイプラインを構築できたが、実写との比較の結果、妥当な結果を得ることはできないことがわかった。今後は、手法の見直しや他の計測方法の活用を行い、精度向上に向けた検討を進める。この基礎実験結果は国内研究会にて発表した。
上記の研究と並行し、質感情報を利用した以下の３つの応用研究も実施している：１）画像を用いた流体のモデリングに関する研究、２）画像処理と深層学習を組み合わせた食べ物の見せ方に関する研究、３）食べ物の切断音の解析に関する研究。詳細は省略するが、国内外での学術会議にて発表を行っている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本年度は、主題である計測データからの精密な質感の再現に、代表者・分担者全員が注力して研究を推進した。それによって、計測からCG映像制作までを行う全体としてのパイプラインを構築することはできたものの、連携における情報共有や開発スピードの相違のために、結果として研究推進の遅延を招いた。また、計画時には予定していなかったレーザ顕微鏡を新たに導入したため、その活用方法について試行錯誤が生じたことも遅延を招く原因であったと考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度での基礎検討を通じて、質感表現と応用に関する、具体的な複数の研究課題が生まれた。そこで、次年度は、それらの研究課題を各研究者に割り振り、互いに必要に応じて連携しながらも、独立かつ同時並列的に推進する。加えて、連携者１名を研究分担者へと切り替える。これらによって、研究の進捗を加速し、遅れを取り戻すと同時に、着実に成果へと結びつけていく。
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