計測スペクトラルBRDFの解析・編集・推定による高精細な質感表現

実世界の材質の反射率(BRDF)を，波長を考慮して計測した計測スペクトラルBRDFの表現力を高めるために，計測スペクトラルBRDFを解析し編集する手法の研究開発を行なっている．2021年度は，反射率の5次元テーブル(入射方向2次元・反射方向2次元・波長1次元)である計測スペクトラルBRDFを，解析モデルによるパラメトリック表現する手法の研究開発を行なった．具体的には，広く用いられているCook-Torrance BRDFモデルへのフィッティングを行なっている．フィッティング精度を定量的に評価するために，スペクトラルレンダラの実装も行った．また，本来2023年度に実施予定であった，計測スペクトラルBRDFの意味的解析も同時に行なった．具体的には，計測スペクトラルBRDFを拡散反射成分と鏡面反射成分に分離する手法を開発した．拡散反射成分を方向成分と波長成分に分離し，鏡面反射成分を方向成分と方向によって色が変化する波長成分に分離するモデルを開発した．これにより，従来手法よりも精度良く元の計測スペクトラルBRDFを再現することが可能となった．また，拡散・鏡面反射成分の方向成分を主成分分析することでハイライトの鋭さや大きさを編集することを可能とした．さらに，Belcourらが提案した，構造色を考慮したフレネル反射モデルを用いて，鏡面反射成分の色成分をフィッティングすることで，鏡面反射成分の色を編集する手法も実装した．

実世界の材質の反射率(BRDF)を，波長を考慮して計測した計測スペクトラルBRDFの表現力を高めるために，計測スペクトラルBRDFを解析し編集する手法の研究開発を行なっている．2021年度は，反射率の5次元テーブル(入射方向2次元・反射方向2次元・波長1次元)である計測スペクトラルBRDFを，解析モデルによるパラメトリック表現する手法の研究開発を行なった．具体的には，広く用いられているCook-Torrance BRDFモデルへのフィッティングを行なっている．フィッティング精度を定量的に評価するために，スペクトラルレンダラの実装も行った．また，本来2023年度に実施予定であった，計測スペクトラルBRDFの意味的解析も同時に行なった．具体的には，計測スペクトラルBRDFを拡散反射成分と鏡面反射成分に分離する手法を開発した．拡散反射成分を方向成分と波長成分に分離し，鏡面反射成分を方向成分と方向によって色が変化する波長成分に分離するモデルを開発した．これにより，従来手法よりも精度良く元の計測スペクトラルBRDFを再現することが可能となった．また，拡散・鏡面反射成分の方向成分を主成分分析することでハイライトの鋭さや大きさを編集することを可能とした．さらに，Belcourらが提案した，構造色を考慮したフレネル反射モデルを用いて，鏡面反射成分の色成分をフィッティングすることで，鏡面反射成分の色を編集する手法も実装した．