2013 Fiscal Year Annual Research Report
照明・反射による見栄えを包括的に考慮した曲面形状理論の創生
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23300034
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
斎藤 隆文 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60293007)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 典正 日本大学, 生産工学部, 教授 (70277846)
原田 利宣 和歌山大学, システム工学部, 教授 (80294304)
今間 俊博 首都大学東京, システムデザイン学部, 准教授 (40327143)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 形状処理 / コンピュータグラフィックス |
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| Research Abstract |
本研究は，曲面形状特徴と，鏡面・拡散反射による見栄えとの間の関係を，理論的に解析・類型化し，見栄えを包括的に考慮した曲面形状生成・制御の方法論を構築するものである．従来の形状生成手法とは異なり，2次元的見栄えの包括的な制約に基づいて3次元形状を作成するという新しいパラダイムを構築することを目的としている．
本年度は，前年度に引き続き，曲面形状特徴と鏡面・拡散反射による見栄えとの間の関係の理論的解析，定式化，類型化，ならびに，を行った．また，これと並行して，形状と見栄えに関連した種々の研究を進めた．以下に成果を示す．
１．拡散反射形状に関する解析・定式化・類型化と，曲面生成制御方法検討： 3Dモデルから，セルシェーディングを用いて段階的陰影を生成する場合，モデルの細かい凹凸により陰影境界線が複雑に曲がってしまう．アニメに適した単純な陰影形状を得るための一手法として， シェーディングの際の法線方向を，簡略化した3Dモデルの法線で置き換える方法を提案した．これにより，物体形状を保持したままで陰影形状を簡略化することが可能となった．
２．鏡面反射形状に関する解析・定式化・類型化と，曲面生成制御方法検討： 良好な見栄えを得るために，対数美的曲面の研究を進めた．2方向の等パラメータ線がすべて対数美的曲線であるような「完全対数美的曲面」を定義し，その基本的性質を明らかにするとともに，鏡面反射に大きく影響する曲率反射特性について解析した．
３．形状と見栄えに関連した種々の研究： 良好な見栄えを得るための曲面形状生成の基本として，美的な曲線に関する研究を進め，3次曲線全体集合の解明，ベジエ曲線による対数美的曲線の近似，対数美的曲線の外耳形状への応用，などの成果を得た．また，コンピュータグラフィックス，可視化，形状処理の種々の問題に関し，2次元的見栄えを考慮した研究成果が多数得られた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の計画である，曲面形状特徴と見栄えとの関係の解析・定式化・類型化の作業は，拡散反射に関しては順調に進展し，鏡面反射に関してはやや遅れている．一方で，良好な拡散反射・鏡面反射を得るための曲面生成制御方法の検討に関しては，順調に進展し，良好な結果が出ている．また，形状と見栄えに関連した種々の研究においても，当初予想を上回る多数の成果が出ている．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は，これまでに進めてきた曲面形状特徴と見栄えとの関係の解析・定式化・類型化に基づいて，意匠デザインならびにCGアニメーションのための，曲面の包括的条件の解明と，見栄え主導型曲面形状生成の方法論の構築を進める．最終年度であることから，構築した理論や方法論を実際の応用につなげるため，良好な拡散反射・鏡面反射を得るための曲面生成制御方法の検討に，特に力を入れる．
また，それらと並行して，形状と見栄えに関連した種々の研究を行う．
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