実写映像を利用した三次元形状の変形モデリングシステムに関する研究

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本研究は、三次元形状の変形過程のシミュレーションを、実写映像(様々な条件下での実際の変形過程を記録した観測データ)を用いて再現することを目的としたものである。具体的には、(1)三次元形状の変形過程を計測するためのシステムの設計と開発、(2)変形過程を支配している制約条件や形状固有の性質を抽出するためのアルゴリズムの開発、(3)抽出された種々の制約条件や性質に基づく変形過程の再現、以上の三点を研究対象とした。このうち、(1)については平成14年度に、(2)については平成15年度に研究を行なった。本年度は、(3)に焦点を当てて研究を進めた。前年度までの研究成果として、実写映像中の三次元物体に対して、簡単な三次元形状モデルを当てはめる方法が得られていた。ここで言う三次元形状モデルとは、変形可能なポリゴンモデルであり、具体的には、点の集合と、点の間を結ぶ(伸び縮み可能な)線分の集合とから構成されている。また、各線分は、変位に対して線形な応力を生むようにモデル化されており、線分ごとに剛性パラメータが定められている。これらのパラメータは観察データから推定するが、その方法に改良を加えた。さらに、こうして得られたモデルの妥当性を検証した。実際に、観葉植物に風を当てるという実験を複数回行ない、その観察データに変形可能なポリゴンモデルを当てはめてみたところ、実験ごとに異なるモデルが得られた。さらに、こうして得られたモデルを互いに対応づけ、平均的なモデルを構成した上で、コンピュータ上で仮想的な風を当ててみた。この結果、変形の度合いがある範囲に収まっていれば、違和感のない情景を再現できることが分かった。モデルの推定精度を上げ、よりリアルに情景を再現することは、今後の課題として残されている。