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2021 年度 実績報告書

深奥質感がもたらす現実と虚構の融合

計画研究

研究領域実世界の奥深い質感情報の分析と生成
研究課題/領域番号 20H05959
研究機関東京工業大学

研究代表者

渡辺 義浩  東京工業大学, 工学院, 准教授 (80456160)

研究期間 (年度) 2020-11-19 – 2025-03-31
キーワード拡張現実 / コンピュータビジョン / コンピュータグラフィクス / プロジェクタ
研究実績の概要

本年度は、観測・環境に整合するモノの質感再現に向けて、前年度に続き、複数台の高速プロジェクタを用いたダイナミックプロジェクションマッピングに関する研究に着手する。本研究では、複数台のプロジェクタが重複して同じ場所を投影する場合があるため、対象表面の各点に対してどのプロジェクタがどの輝度で投影すればよいかを協調して決める必要がある。従来手法は、複数枚の投影画像を同時に推定する大規模な最適化問題を解くアプローチをとっていたため、長い計算時間を要した。そこで本研究では、投影される対象形状の凹凸に対して、プロジェクタの画像解像度が十分に高いという前提のもとでは、前述の最適化問題を緩和して並列に解くことができる点に着目した。このような並列化により、高速での計算を実現できることを定量的に示した。また、プロジェクタが1台増加した場合の計算時間の増大はわずかであることも示した。さらに提案手法の並列化によって、各プロジェクタの複数枚の投影画像を個別に計算できるようになった。これにより、複数台の高速プロジェクタをそれぞれ別の計算機にネットワークで接続して、分散して画像を生成するシステム構成を実現した。従来研究に対する性能を定量的に比較することで、本手法の優位性を示した。また、複数台の高速カラープロジェクタを用いた新たな質感再現を示した。
また、前年度に開発した周期運動する実素材を用いたリアリスティックな3次元ディスプレイの強化に取り組んだ。具体的には、素材融合による色操作の可能性を検証した。さらに、ダイナミックプロジェクションマッピングに写実性の高いグラフィクスを導入するための検証も進めた。
次に、超越質感の提示による視覚拡張に向けて、人の視覚特性を利用した運動物体の不可視化や投影型色操作の強化に関する研究を進めた。
さらに、関連する要素技術として投影光学系に関する研究も進めた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の計画において、重要な基盤技術の一つとしていた複数台の高速プロジェクタによるダイナミックプロジェクションマッピングをほぼ完成させた。残る研究課題についても検証が進んでおり、おおむね順調に進展していると考えられる。

今後の研究の推進方策

本年度は、観測・環境に整合するモノの質感再現と超越質感の提示による視覚拡張を中心に研究を進めた。今後は、これらの技術のさらなる進展に着手するとともに、第3の基盤技術である場の質感操作の検討も開始する。

備考

広視野かつ省スペースを実現する曲面ミラーを用いた投影式インテグラルフォトグラフィ
http://www.vision.ict.e.titech.ac.jp/projects/CompactIP/index-j.html

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Dynamic Multi-projection Mapping Based on Parallel Intensity Control2022

    • 著者名/発表者名
      Nomoto Takashi, Li Wanlong, Peng Hao-Lun, and Watanabe Yoshihiro
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics

      巻: 28 ページ: 2125~2134

    • DOI

      10.1109/TVCG.2022.3150488

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ダイナミックプロジェクションマッピングによる虚実融合2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺 義浩
    • 雑誌名

      日本画像学会誌

      巻: 61 ページ: 14~21

    • DOI

      10.11370/isj.61.14

  • [雑誌論文] Extended depth-of-field projection method using a high-speed projectorwith a synchronized oscillating variable-focus lens2021

    • 著者名/発表者名
      Xu Hongjin, Wang Lihui, Tabata Satoshi, Watanabe Yoshihiro, and Ishikawa Masatoshi
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 60 ページ: 3917~3917

    • DOI

      10.1364/AO.419470

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Speed Dynamic Projection Mapping onto Human Arm with Realistic Skin Deformation2021

    • 著者名/発表者名
      Peng Hao-Lun and Watanabe Yoshihiro
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 11 ページ: 3753~3753

    • DOI

      10.3390/app11093753

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Wide viewing angle with a downsized system in projection-type integral photography by using curved mirrors2021

    • 著者名/発表者名
      Yasui Masahiko, Watanabe Yoshihiro, and Ishikawa Masatoshi
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 29 ページ: 12066~12066

    • DOI

      10.1364/OE.418729

    • 査読あり
  • [学会発表] ダイナミックプロジェクションマッピングによる質感の変容2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺義浩
    • 学会等名
      電子ディスプレイの人間工学シンポジウム2022
    • 招待講演
  • [学会発表] 高速インスタンスセグメンテーションを用いた投影による選択的色操作の提案2022

    • 著者名/発表者名
      小石原 遼,天野 敏之,渡辺 義浩
    • 学会等名
      第65回複合現実感研究会
  • [学会発表] 高フレームレートの動的投影に向けた時間的再利用によるパストレーシングのデノイズに関する検証2022

    • 著者名/発表者名
      宮本 駿一,野元 貴史,渡辺 義浩
    • 学会等名
      第65回複合現実感研究会
  • [学会発表] プロジェクタの高速化がもたらす新しい視覚世界2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺義浩
    • 学会等名
      JEITA ディスプレイデバイス部会 人間工学検討グループ ミニシンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 高速視覚フィードバックを駆使したダイナミックプロジェクションマッピング2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺義浩
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2021
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamic Projection Mapping2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Watanabe
    • 学会等名
      Asia-Pacific Workshop on Mixed and Augmented Reality 2021
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ボリュメトリックディスプレイのための素材融合による色操作に関する検証2021

    • 著者名/発表者名
      Tangjitruamboon Tananan,彭 浩倫,渡辺 義浩
    • 学会等名
      映像情報メディア学会 情報ディスプレイ研究会
  • [学会発表] 追跡型構造化光による運動物体の不可視化の検証2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤 健吾,渡辺 義浩
    • 学会等名
      第26回バーチャルリアリティ学会大会
  • [備考] 並列輝度制御に基づく複数台の高速プロジェクタによるダイナミックプロジェクションマッピング

    • URL

      http://www.vision.ict.e.titech.ac.jp/projects/MultiDPM/index-j.html

  • [備考] 追跡型構造化光による運動物体の不可視化の検証

    • URL

      http://www.vision.ict.e.titech.ac.jp/projects/dyn_hack/index-j.html

  • [備考] 高速インスタンスセグメンテーションを用いた投影による選択的色操作

    • URL

      http://www.vision.ict.e.titech.ac.jp/projects/SelectiveColor/index-j.html

  • [備考] 皮膚変形を再現する腕へのダイナミックプロジェクションマッピング

    • URL

      http://www.vision.ict.e.titech.ac.jp/projects/SkinDeformation/index-j.html

  • [備考] 共振型液体可変焦点レンズと高速プロジェクタによる被写界深度の拡大

    • URL

      http://www.vision.ict.e.titech.ac.jp/projects/DynaFocalOscillating/index-j.html

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公開日: 2022-12-28  

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