2019 年度研究成果報告書

勾配空間およびその一般化空間における光伝搬シミュレーション

研究課題

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研究課題/領域番号	18KK0309
研究種目	国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))
配分区分	基金
研究分野	高性能計算
研究機関	東京大学
研究代表者	蜂須賀恵也東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 准教授 (00748650)
研究期間 (年度)	2019
キーワード	レイトレーシング / マルコフ連鎖モンテカルロ
研究成果の概要	本研究では、写実的な画像の生成に使われる、光の伝搬のシミュレーションの発展に取り組んだ。特に、その計算手法として現在注目を集めている、マルコフ連鎖モンテカルロ法に関する課題で、二つの成果が得られた。一つめの成果として、マルコフ連鎖モンテカルロ法において、計算の精度が画像上で不均一になるという根本的な問題を解決した。二つめの成果として、マルコフ連鎖モンテカルロ法におけるさまざま既存手法を、delayed rejectionという枠組みで複数組み合わせ、光の伝搬のシミュレーションを高速化する手法を開発した。
自由記述の分野	コンピュータグラフィックス
研究成果の学術的意義や社会的意義	光伝搬シミュレーションは、物体の形状や光源・反射特性などをすべて同時に考慮する必要があり、膨大な計算が必要な問題である。その計算手法の一つとして、マルコフ連鎖モンテカルロ法が、有効なものとして研究されてきている。しかしながら、マルコフ連鎖モンテカルロ法によって生成された結果には、誤差が画像の一部分だけ大きくなる（例えば本来より暗いと推定される）など、誤差が画像上で不均一になるという問題があり、根本的に解決は難しいとされていた。本研究の成果の一つにより、マルコフ連鎖モンテカルロ法の利点を保ちつつ、画像上の誤差を均一に保つこと世界で初めて可能にした。