2023 Fiscal Year Annual Research Report

どこから見てもフォトリアルな次世代プロジェクションマッピングシステムの開発

Research Project

Project/Area Number	20K12536
Research Institution	Nippon Institute of Technology
Principal Investigator	杉森順子日本工業大学, 先進工学部, 教授 (00559891)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	永野佳孝愛知工科大学, 工学部, 教授 (40610142) 荒川俊也日本工業大学, 先進工学部, 教授 (50631248)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords	プロジェクションマッピング / フォトリアル / FPGA / 幾何補正 / ブレンディング / メディアデザイン / 映像デザイン / メディアアート
Outline of Annual Research Achievements	本研究の目的は、自由曲面を持つ立体物に簡単な操作で、どの角度から見てもフォトリアルに見えるプロジェクションマッピングシステムを4K画質で開発することである。プロジェクションマッピング制作で最も困難な工程のひとつが、立体物の形状に合わせて投影映像を正確に変形することである。昨年度までに本研究で必要な基礎技術は概ね開発することができたが、これまで別々のソフトウェアとして開発されてきたことから、制作者が現地で操作する際に分かれていると使いにくいという課題があった。そのため、最終年度では、これまで開発したアプリケーションを統合してGUIの改善を行うことで、専門的な知識がなくても誰でも簡単な操作で使い易いシステムの作成を行った。開発した統合アプリを、専門的知識のない被験者5名が実際に操作して、市販アプリとの操作性や使用時間を比較評価した。その結果、統合アプリの方が簡単な操作で幾何変形の設定が可能であることが分かり、アプリの有用性が認められた。さらに、汎用性の高い市販の動画作成用ソフトとも、スムーズに連携して使用できる機能を実現した。一方、プロジェクタは4K画質で4台の準備ができたが、世界的なcovid-19感染拡大の影響により半導体が不足しFPGAボードの価格が高騰して予算内で入手ができなかったため、HD画質で実験を進めた。また、複数台のプロジェクタで周囲から立体物に投影すると映像が重なる部分は明るさや色が変わり、違和感が出てしまうため、自動でピクセル単位でのプレンディング処理を行う事で、映像を滑らかにつなぐシステムを開発した。さらにリアリティの高い投影にはより精度の高い補正技術が求められるため、幾何補正計測やFPGAへのデータ転送速度プログラムの改善したことで、より短時間で正確な計測を可能とした。