2015 Fiscal Year Research-status Report
宇宙科学データのインタラクティブ3D映像化ツールの開発
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26330423
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
三浦 昭 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (40280557)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 3Dコンテンツ・アニメーション / 宇宙科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ハードウェア環境としては、主として据え置き端末やモバイル端末における動作検証を行った。OpenGLやOpenCL等、グラフィックス用ハードウェア（GPU）による高速化の実証として、小惑星・探査機等のGUIベース表示システムを試作した。OpenCLは安価な端末でもレイトレーシングを高速に実行できるため、下記に述べるようなリアルタイム性の要求される用途においても、十分なレスポンスでレイトレーシングを実行できることが確認できた。一方で大規模な形状モデルにおいても正確なレンダリングを行うために、GPUと比較してメモリの制約が緩いCPUを用いたソフトウェアレイトレーシングの高速化も行った。
本件に係るアウトリーチ活動への応用として、広報用途の軌道表示アプリケーションを製作し、「はやぶさ２」の地球スイングバイや「あかつき」の金星周回軌道投入時に、プレスセンター向けや一般見学者向けの展示で、予測軌道のリアルタイム表示を行った。プレスセンター向けの展示については、リアルタイム表示のみでなく、プレイバックや「はやぶさ２」の撮影画像の検証等の用途で、GUIベースの操作も行った。
科学データをCG製作用素材として供するために、工学データ（「はやぶさ」の軌道データ等）の分析や理学データ（オーロラ観測データ、天文観測データ等）の汎用画像フォーマットへの変換等を行った。天文観測データについては、個々の観測結果は平面画像であるが、それらを結合することにより全天周映像等の3次元空間に臨場感の高い投影が可能となる。宇宙科学研究所が保有する天文観測データ等を中心として、このようなCG映像へ容易に提供可能な全天画像の制作を試みた。
本件に係るアウトリーチ活動への応用としては、様々な波長の天文観測データを用いた全天周ドーム向け映像を制作し、その成果を国際科学映像祭ドームフェスタのショートプログラムとして上映した。
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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
現在までに据え置き端末やモバイルPCにて動作するプログラムを製作し、アウトリーチ活動の実践も行って、その効果を確認した。
ハードウェア環境としては、据え置き型の高性能機で検証した他、モバイル端末を用いた展示も行い、実用的なレベルでGUI操作や表示ができることを確認した。
ソフトウェア開発としては、従来から開発基盤としてきたMac（OS X）環境の他にLinux環境においても基本的な動作が支障無くコンパイル・実行できることを確認した。
CG製作用素材としては、「はやぶさ」の軌道データ推定の他に、最新の「はやぶさ２」、「あかつき」の軌道データも取り扱えることを確認した。理学データについても、「あかり」の最新の全天観測データや、X線天文データを汎用画像フォーマットに変換した。これらの画像は、本課題で検討しているソフトウェアのみならず、広範囲のCGソフトで活用できる形式のものである。
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| Strategy for Future Research Activity |
従来構築してきたプログラムについて、様々な端末等への適用を検討する。また高負荷の処理や、セキュリティ上の制約のあるデータを端末レベルで扱うことは困難であるため、係る画像処理用のサーバ機についても検討する。モバイル端末からサーバ機まで、扱えるリソースの制約が幅広くなるため、それぞれの環境に応じたデータ処理やデータ提供の方法も検討する。これらの開発においては、引き続き、プラットフォーム間の互換性が高いと思われるC++をベースとしてプログラム構築を進める。
運用支援補助の観点では、3D CG製作のために、リアリティの高い小惑星形状データのモデリング手法を確立する。データ取得や生成画像提供方法については、関連するプロジェクト等と協議の上定めるものとする。
天文観測データについては、全天周映像による上映が有効であると考えられるため、引き続き全天周映像への応用を想定した検討を進める。このような全天周映像は、ヘッドマウントディスプレイ（HMD）専用機や、スマートフォン等を用いた簡易型HMD、ダジック・アースのような半球投影型の環境等への応用も可能であると考えられる。
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| Causes of Carryover |
購入の検討対象としていた装置の新製品が当該年度末に発表された。当該年度内に購入可能であった旧製品を購入するよりは、次年度に、新製品を含めて購入品を再度選定することが有利であると判断した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
上記理由に係る新製品を含めて、係る購入品を選定する予定である。
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