破壊現象を伴う非剛体物体を対象とした仮想空間操作に関する研究

非剛体モデルの破壊現象実現のための物体モデルとして、従来の質点-ばねモデルの問題点を明らかにした上で、非剛体物体の局所形状を保持するように弾性応力が働くモデルを新たに考案し、コンピュータシミュレーションにより実現することによりモデルの有効性を検証した。弾性応力がばね単位で定義される質点-ばねモデルでは、変形のひずみが大きくなるにつれて弾性応力が物体の平衡形状への復元に有効に作用しなくなるという問題がある。この問題はばねの発生する弾性応力が1次元方向のみであることに起因するものである。そこで、質点ばねモデルの前提である物理学に基づいた局所的性質のモデル化手法を基礎としながら、弾性応力をばね単位ではなく物体を構成する体積的な最小単位である多面体要素単位で定義することにより、変形の度合いが大きな場合にも適当な応力が働き、適正な弾性振動が得られる弾性物体モデルを考案した。物体全体を質点位置に応じて複数の多面体要素に分割し、多面体要素ごとに平衡形状位置、すなわち多面体要素の頂点に配置された質点の弾性振動の収束位置を求め、その位置からの変位に基づいて質点に働く応力を決定する。多面体要素の平衡形状位置は2次元の場合については解析的に、3次元の場合については近似解法を用いて数値的に求められる。この際発生する近似誤差の悪影響についても考察を加え、その解決方法を与えることにより本モデルは実現可能となる。本研究の成果は、電子情報通信学会論文誌Aに記載されることが既に決定している。

非剛体モデルの破壊現象実現のための物体モデルとして、従来の質点-ばねモデルの問題点を明らかにした上で、非剛体物体の局所形状を保持するように弾性応力が働くモデルを新たに考案し、コンピュータシミュレーションにより実現することによりモデルの有効性を検証した。弾性応力がばね単位で定義される質点-ばねモデルでは、変形のひずみが大きくなるにつれて弾性応力が物体の平衡形状への復元に有効に作用しなくなるという問題がある。この問題はばねの発生する弾性応力が1次元方向のみであることに起因するものである。そこで、質点ばねモデルの前提である物理学に基づいた局所的性質のモデル化手法を基礎としながら、弾性応力をばね単位ではなく物体を構成する体積的な最小単位である多面体要素単位で定義することにより、変形の度合いが大きな場合にも適当な応力が働き、適正な弾性振動が得られる弾性物体モデルを考案した。物体全体を質点位置に応じて複数の多面体要素に分割し、多面体要素ごとに平衡形状位置、すなわち多面体要素の頂点に配置された質点の弾性振動の収束位置を求め、その位置からの変位に基づいて質点に働く応力を決定する。多面体要素の平衡形状位置は2次元の場合については解析的に、3次元の場合については近似解法を用いて数値的に求められる。この際発生する近似誤差の悪影響についても考察を加え、その解決方法を与えることにより本モデルは実現可能となる。本研究の成果は、電子情報通信学会論文誌Aに記載されることが既に決定している。