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4次元形状のための設計・解析・可視化手法の研究

4D形状的设计、分析和可视化方法研究

基本信息

批准号：
14780189
负责人：
高橋成雄
金额：
$ 2.11万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14780189/
关键词：
形状補間形状モーフィングボリュームレンダリング多次元伝達関数適応的四面体分割区間型ボリューム分解最適視点位置計算デフォルメ透視投影等値面入れ子構造微分位相幾何学骨格化大局的形状特徴空間構造(埋め込み)伝達関数最適視点計算

项目摘要

本研究の目的は,3次元形状が時間変化や属性値などの4番目の座標をもつ場合に,それを1次元高次の4次元形状として系統的に扱うモデルの開発である.特に,この4次元形状の設計・解析・可視化に焦点を当てて,対象形状をモデル化し,それを処理する手法の開発を行った.1.4次元形状の設計n次元単体的複体として表現されている2つの形状間に,(n+1)次元単体を充填することで,形状の1次元高次の補間を作成するモデルを定式化した.具体的には,n=3の3次元メッシュに四面体を充填し形状補間を行う場合を検討し,時間変化を伴う形状モーフィングを4次元の形状として直接設計できるモデルの基礎を構築した.形状補間の最適化計算に関する効率化や,補間対象の形状への幾何的制約を付加する機構の開発などが今後の課題として挙げられる.2.4次元形状の解析4次元形状としてボリュームデータを例に取り,ボリュームデータのスカラフィールド値に伴う1次元低次の等値面の位相変化をレベルセットグラフとして抽出するアルゴリズムを開発した.その際に,データのノイズや等値面の変化が退化している場合などを効果的に除去し,グラフの抽出を頑健に行うための,適応的四面体分割手法の導入とグラフそれ自体の簡単化のアルゴリズムを考案した.また,ボリュームデータをいくつかの区間型サブボリュームに分解するインタフェースを構築し,対話的にボリュームデータの構造を理解できる枠組みを実装した.3.4次元形状の可視化2.で得られるボリュームデータの位相的特徴を,可視化の際に効果的に強調するための伝達関数設計手法を考案した.これには,スカラフィールド値に加えて,レベルセットグラフから抽出される様々な位相属性値を用いて,等値面の入れ子構造,スカラフィールドの極値部分,複雑な振る舞いを起こす部分などを,多次元伝達関数により選択的に強調できる枠組みを実装した.また,特徴部分を強調するための最適視点位置計算と,それに基づくデフォルメ透視投影の枠組みについても実装行いその効果を検証した.

The purpose of this study is to explore the development of 3-D shapes and 4-D coordinates in the case of 1-D shapes and 4-D systems. In particular, the design, analysis and visualization of 4-dimensional shapes are focused on the development of object shapes and processing methods. 1.4-dimensional shapes are designed for complex representations of n-dimensional units. 2-dimensional shapes are filled with (n+1)-dimensional units. 1-dimensional high-order spaces are created. Specifically,n=3 and 3-dimensional shapes, tetrahedrons, filling shapes, spaces, time variations, shape variations, 4-dimensional shapes, direct design, foundation construction, etc. The optimization calculation of shape compensation is related to the optimization of the geometric constraints of the shape of the compensation object. The development of the mechanism is the future problem. The analysis of the 2.4-dimensional shape and the analysis of the 4-dimensional shape are the examples. The phase of the first order isoplane is changed to the second order isoplane. In this case, the transformation of the equivalue plane is degraded, and in the case of the removal of the effect, the extraction of the tetrahedron is robust, and the introduction of the tetrahedron segmentation method is suitable for the simplification of the tetrahedron. In addition, the information structure is constructed from the decomposed information structure of the interval type support frame frame In this case, the phase attribute value is added, the equivalue plane is inserted into the substructure, the polar value part of the phase attribute value is added, the complex vibration part is added, the multiple element is added to the relevant number, the emphasis is placed on the selected phase attribute value. In addition, the calculation of the optimal viewpoint position of the characteristic part is carried out, and the results of the calculation of the optimal viewpoint position of the characteristic part are verified.