ホログラフィック・ステレオグラムによる物体表面の角度依存反射特性の画像再現

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17300032
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 山口 雅浩 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (10220279)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大山 永昭 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50160643) ; 小尾 高史 東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 助教授 (40280995)
• Keywords: メディア情報学 / ディスプレイ / 応用光学・量子光工学 / 画像工学 / 感性情報学

Research Abstract

本研究では、ホログラフィック・ステレオグラムの技術を利用し、被写体の色に加え光沢や異方性反射の様子を3次元的な光線情報として忠実に再現することで、リアリティの高い画像再現を行う技術を確立することを目標とし、本年度は以下の2つの課題について研究を行った。
・被写体を様々な方向から撮影した画像から角度依存反射特性を画像として記録する方法の開発
イメージベースレンダリングの手法に基づき、フルパララックス(水平・垂直両方向の視差)の光線情報を取得するため、8台のカメラを移動させて画像を撮影する光学系の設計を行い、撮影システムの構築を行った。
ホログラフィック・ステレオグラムの記録に必要な光線情報を全て撮影により取得することは、数千から十万以上の画像撮影を要するため困難であることから、対象物体の反射特性をモデル化することで、少ない撮影回数で精度良く反射特性を取得する方法を検討した。現在までに様々な物体に対する反射モデルが提案されているが、本研究では従来あまり扱われていなかった回折格子や薄膜などの構造色を有する物体に適用できる反射モデルの検討を行った。本年度は比較的単純な回折格子に対して適用可能な反射モデルの定式化を行い、本目的に対する適用可能性を示した。
・ホログラフィック・ステレオグラムにおいて色再現及び光沢・異方性反射特性の再現に必要な記録条件の明確化
本課題に対して、3色のレーザを用いてフルパララックス・フルカラーのホログラフィック・ステレオグラム記録システムを構築し、実験的に検討を行った。そして、安定した色再現性を得るために必要な、現像時の温度管理や露光時間の制御を行う方法を確認した。また、角度依存特性を持つ再生光の特性を計測する光学系を構築し、上記目的の実験環境を確立した。