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2004 年度 実績報告書

超高速体感型シミュレーションシステムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 16100001
研究機関京都大学

研究代表者

富田 眞治  京都大学, 情報学研究科, 教授 (40026323)

研究分担者 森 眞一郎  京都大学, 情報学研究科, 助教授 (20243058)
五島 政裕  京都大学, 情報学研究科, 助手 (90283639)
中島 康彦  京都大学, 経済学研究科, 助教授 (00314170)
黒田 知宏  京都大学, 医学研究科, 講師 (10304156)
中尾 恵  奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助手 (10362526)
キーワード体感型シミュレーション / 実時間シミュレーション / 可視化 / ボリュームレンダリング / 並列処理 / 手術シミュレーション / 医用VR / 触診
研究概要

1.能動的仮想体感型マルチスケール・シミュレーションサーバの研究
計算結果の3次元可視化を実現する並列ボリュームレンダリングシステムの構築法を検討し,実装を行なった.具体的には,規則構造格子データの実時間可視化を目指して,汎用グラフィクスカードを用いたシステムと専用グラフィクスカードを用いたシステムの2つのアプローチで研究を行なった.また,非構造格子データの可視化を実現するソフトウェアベースの並列ボリュームレンダリングシステムの開発を行なった.汎用グラフィクスカードを用いたシステムに関しては,本年度購入した可視化クラスタへ実装可能な並列画像合成アルゴリズムを開発し,実機への実装を開始した.
2.体感型シミュレーションの医療への応用
人体・臓器の力学特性を高精度にシミュレートして可視・可触化するための技術開発を行った.触診や切開操作の際の作用に対して,有限要素法に基づいた変形・破壊計算を行う医用VRシミュレーションライブラリ:MVLを開発した.力覚提示デバイスPHAToM (SensAbleTechnologies Inc.)を通して,視覚的かつ触覚的なフィードバックを受けつつ,医療手技,特に大動脈触診を模擬、試行できるVRシステムを構築した.小規模なモデルに対して,シミュレーションパラメータである臓器形状,弾性値,血流量,脈拍等の対話的な変更が可能であり,硬化症例や不整脈などの病態を表現できる.また,モデル詳細度の動的変更,大規模モデルの適用に必要なシミュレーションアルゴリズムの並列化に関する検討を行った.
3.マルチスケールシミュレーション技術を応用した遅延隠蔽手法の研究
汎用グラフィクスカード上で簡易シミュレーションを行なうとともに実時間可視化を行なうシステムのプロトタイプ実装を行った.具体例として,格子ボルツマン法による流体シミュレーションシステムを開発した.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2004

すべて 雑誌論文 (6件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] セル投影型並列ボリュームレンダリングのEarly Ray Terminationによる高速化2004

    • 著者名/発表者名
      高山征大
    • 雑誌名

      Visual Computing/GraphicsとCAD合同シンポジウム

      ページ: 169-174

  • [雑誌論文] 汎用グラフィクスカードを用いた並列ボリュームレンダリングシステム2004

    • 著者名/発表者名
      丸山悠樹
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌:コンピューティングシステム 45・SIG11

      ページ: 332-345

  • [雑誌論文] Parallel Cloth Simulation with Adaptive Mesh Refinement and Coarsening Using OpenMP on Fujitus HPC25002004

    • 著者名/発表者名
      Mujahid Alam
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌:コンピューティングシステム 45・SIG11

      ページ: 321-331

  • [雑誌論文] 3D Interactive Clipping for Flexible Visualization and Extraction of Volume Data2004

    • 著者名/発表者名
      M.Nakao
    • 雑誌名

      Proc. 10th Int'l Conf. Virtual Systems of MultiMedia

      ページ: 225-231

  • [雑誌論文] 共有VR型手術シミュレータの医学体験教育への適用2004

    • 著者名/発表者名
      黒田知宏
    • 雑誌名

      VR医学 3・1

      ページ: 38-43

  • [雑誌論文] MVL : Medical VR Simulation Library2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Kuroda
    • 雑誌名

      Proc. Medicine Meets Virtual Reality 13 (MMVRI3)

      ページ: 273-276

  • [産業財産権] 情報処理装置およびプログラム(三次元物体の表面・内部構造の実時間変形・描画方法)2004

    • 発明者名
      中尾 恵, 黒田 知宏
    • 権利者名
      京都大学
    • 産業財産権番号
      特許権・特願2004-225388
    • 出願年月日
      2004-08-02

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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