視覚効果を考慮した3次元ポリゴン曲面形状の変分制御手法の研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12780185
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 高橋 成雄 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教授 (40292619)
• キーワード: コンピューター・グラフィックス / 幾何形状モデリング / 形状モーフィング / 変分法 / 地理情報システム / デフォルメ投影図 / 位相骨格

研究概要

本年度は,前年度まで進めていた(1)3次元メッシュ形状のモーフィングと(2)形状変形を用いた地形図の多視点投影デフォルメ投影図生成についてのまとめを行うとともに,これらの課題に共通で必要となる(3)形状の位相骨格を記述するモデルについて研究を行った.
まず,3次元メッシュ形状モーフィングを,時間軸を加えた4次元メッシュを用いて直接設計する手法の実現に関して研究を進めた.まず,2つの3次元メッシュ形状を補間するため,2つのメッシュの点-面,稜線-稜線,面-点という双対関係に着目して,その間に四面体を埋め込む手法を開発した.さらに,4次元メッシュ形状の臨界点に着目することで,位相(種数)の異なる3次元メッシュ形状間のモーフィングを実現し、さらにすべての3次元曲面の位相変化(生成・消滅・分割・併合)のパタンをすべて列挙することに成功した.
上記と並行に,形状変形を用いた地形図の多視点投影デフォルメ投影図自動生成の研究も進めた.入力として与えられた標高データを,頂上・峠・谷底・尾根線・谷線を用いて解析し特徴領域に分割した後,特徴領域ごとの2次元投影図上における最適な視線方向と図における配置を自動計算するモデルを構築し、システムを実装した.さらに、Non-photorealistic rendering手法に基づいた,より人の手描きに近い地形図描画表現を実現した.
上記2つの研究を橋渡しするものとして,形状の位相骨格を記述する手法についても研究を行った.この手法は、3次元メッシュモーフィングにおいては,その位相変化を記述する際の基礎的な道具として,多視点投影デフォルメ透視図自動生成においては,地形形状全体を特徴領域に分割する際の指標として,重要な役割を演じている.本研究では,この位相骨格のモデルをさらにボリュームデータの可視化に応用し,効果的な可視化画像を自動生成できることを示した.

研究成果

• [文献書誌] 爰島 快行, 大渕 竜太郎, 高橋 成雄: "細分割曲線を用いた形状モーフィング"Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム2000. 71-76 (2000)
• [文献書誌] 大渕 竜太郎, 高橋 成雄, 宮澤貴彦, 向山 昭夫: "スペクトル分解を用いた3次元メッシュへの電子透かしの埋め込み"情報処理学会 グラフィクスとCAD研究会 研究報告. 2000-CG-100. 7-12 (2000)
• [文献書誌] 高橋 成雄, 爰島 快行, 太田 直哉: "形状変形に基づく多視点投影のモデル:地形案内図生成の研究例"情報処理学会 グラフィクスとCAD研究会 研究報告. 2000-CG-100. 61-66 (2000)
• [文献書誌] I. Fujishiro, T.Azuma, Y.Takeshima, S.Takahashi: "Volume Data Mining Using 3D Field Topology Analysis"IEEE Computer Graphics and Applications. 20・5. 46-51 (2000)
• [文献書誌] R.Ohbuchi, Y.Kokojima, S.Takahashi: "Blending Shapes by Using Subdivision Surfaces"Computers and Graphics. 25・1. 41-58 (2001)
• [文献書誌] 竹島 由里子, 山口 裕美, 高橋 成雄, 藤代 一成: "実データのためのフィールド位相を強調したボリュームレンダリング"情報処理学会 グラフィクスとCAD研究会 研究報告. 2001-CG-102. 37-42 (2001)
• [文献書誌] 宮澤 貴彦, 向山 明夫, 高橋 成雄, 大渕 竜太郎: "スペクトル分解を用いた3次元メッシュへの電子透かしの耐性強化法"情報処理学会 グラフィクスとCAD研究会 研究報告. 2001-CG-102. 55-60 (2001)
• [文献書誌] 爰島 快行, 高橋 成雄, 大渕 竜太郎: "形状モーフィングにおける位相変化の制御"情報処理学会 グラフィクスとCAD研究会 研究報告. 2001-CG-102. 61-66 (2001)
• [文献書誌] 大渕 竜太郎, 高橋 成雄, 宮澤 貴彦, 向山 明夫: "スペクトル分解を用いた3次元メッシュへの電子透かしの埋め込み"情報処理学会論文誌. 42・5. 1103-1114 (2001)
• [文献書誌] R.Ohbuchi, S.Takahashi, T.Miyazawa, A.Mukaiyama: "Watermarking 3D Polygonal Meshes in the Mesh Spectral Domain"Proc. of Graphics Interface 2001. 9-17 (2001)
• [文献書誌] 竹島 由里子, 高橋 成雄, 藤代 一成: "ボリューム骨格抽出とその伝達関数設計への応用"Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム'2001. 79-84 (2001)
• [文献書誌] 向山 明夫, 宮澤 貴彦, 高橋 成雄, 大渕 竜太郎: "スペクトル変換領域で埋め込む3次元メッシュの電子透かし"Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム'2001. 97-102 (2001)
• [文献書誌] 爰島 快行, 高橋 成雄, 大渕 竜太郎: "3次元メッシュモーフィングにおける位相変化の明示的制御"Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム'2001. 133-138 (2001)
• [文献書誌] S.Tkahashi, Y.Kokojima, R.Ohbichi: "Explicit Control of Topological Evolution in 3D Mesh Morphing"Conference Abstracts and Applications (CAA) of SIGGRAPH 2001 (Siggraph 2001 Sketch). 181 (2001)
• [文献書誌] S.Tkahashi, Y.Kokojima, R.Ohbichi: "Explicit Control of Topological Transitions in Morphing Shape of 3D Meshes"Proc. of the 9th Pacific Conference on Computer Graphics and Applications (Pacific Graphics 2001). 70-79 (2001)
• [文献書誌] 徳永 百重, 竹島 由里子, 高橋 成雄, 藤代 一成: "ボリューム位相解析に基づく等値面フィッティング"情報処理学会 グラフィクスとCAD研究会 研究報告. 39-42 (2001)