透明物体の光学的特性および照明効果を考慮したリアルタイムレンダリング手法の研究

考虑透明物体光学特性和光照效果的实时渲染方法研究

• 批准号: 17700114
• 负责人: 岩崎 慶
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Wakayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17700114/
• 关键词: コンピュータグラフィクス; レンダリング; リアルタイムレンダリング; コースティクス; 透明物体; 半透明物体; 表面下散乱

透明な物体で生じる光学的効果(反射・屈折・コースティクス)を考慮した透明物体の高速レンダリング法の研究を行った。透明な物体として、水のような流体を対象とした研究を行った。また、大理石のような半透明物体をリアルタイムにレンダリングする研究を行った。本研究では、流体シミュレーションの結果からリアルタイムに水面を構築し、レンダリングする方法を提案した。対象とする流体シミュレーションとしては、近年注目を集めている粒子法を扱った。粒子法では流体を離散的な粒子でシミュレーションしており、粒子から水面を構成する必要がある。そこで、シミュレーションに用いられる各粒子に濃度分布を与え、濃度分布から等値面を抽出し、等値面を水面として生成する。各粒子の濃度分布の計算をGPU(Graphics Processing Unit)で高速に計算する手法を提案した。流体シミュレーションの結果には、水表面が大変形するものも存在するため、位相が複雑な水面を表現するのに適しているポイントベースレンダリングをもちいて水面をレンダリングする方法を提案した。これらの結果をまとめ、国際会議Computer Graphics International 2006に投稿し採択された。さらに、半透明な物体のリアルタイムレンダリング法を提案した。半透明物体をレンダリングするためには、半透明物体で散乱し視点に到達する光である表面下散乱光を考慮する必要がある。従来表面下散乱の計算には時間を要していたが、GPUを利用したアルゴリズムを開発することにより、リアルタイムに半透明物体をレンダリングする手法を提案した。この結果をまとめ、Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム2006に投稿し採択された。さらにこの成果をまとめ、画像電子学会論文誌に投稿し採択された。

Transparent objects な で raw じ る optical services fruit (reflection, refraction, コ ー ス テ ィ ク ス) を consider し た transparent objects の high-speed レ ン ダ リ ン グ method の を line っ た. Transparent objects な と し て, water の よ う な fluid を like と seaborne し た を line っ た. ま た, marble の よ う な translucent objects を リ ア ル タ イ ム に レ ン ダ リ ン グ す る を line っ た. This study で は, fluid シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の results か ら リ ア ル タ イ ム に surface を constructing し, レ ン ダ リ ン グ す る method proposed を し た. Like と seaborne す る fluid シ ミ ュ レ ー シ ョ ン と し て は, recent attention を set め て い る particle method を Cha っ た. を discrete particle method で は fluid な particle で シ ミ ュ レ ー シ ョ ン し て お り, particle か ら surface を constitute す る necessary が あ る. そ こ で, シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に with い ら れ を and え に る each particle concentration distribution, concentration distribution か ら such as numerical を drew し, such as numerical surface を surface と し て generated す る. Calculation of <s:1> concentration distribution <e:1> of each particle をGPU(Graphics Processing Unit)で high-speed に calculation する method を proposal た た. Fluid シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の results に は が large variations, water surface shape す る も の も exist す る た め, phase が 雑 を な surface performance す る の に optimum し て い る ポ イ ン ト ベ ー ス レ ン ダ リ ン グ を も ち い て surface を レ ン ダ リ ン グ す る method proposed を し た. The results are をまとめ and the submissions to the International conference Computer Graphics International 2006に are accepted 択された. さ ら に, translucent な objects の リ ア ル タ イ ム レ ン ダ リ ン グ method proposed を し た. Translucent objects を レ ン ダ リ ン グ す る た め に は, translucent objects で scattered し viewpoints に reach す る light で あ る surface scattered light を consider す る necessary が あ る. 従 to surface scattered の computing に は time を し て い た が, GPU を using し た ア ル ゴ リ ズ ム を open 発 す る こ と に よ り, リ ア ル タ イ ム に translucent objects を レ ン ダ リ ン グ す る technique proposed を し た. こ の results を ま と め, Visual Computing / グ ラ フ ィ ク ス と CAD contract シ ン ポ ジ ウ ム contribute 2006 に し mining 択 さ れ た. Youdaoplaceholder0 さらに さらに をまとめ をまとめ achievements, Portrait electronics Society paper journal に submission highlights 択された.

项目成果

Real-time Rendering of Point-based Water Surfaces

基于点的水面实时渲染

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceedings of Computer Graphics International 2006
• 作者: Sato;T.;Kameya;Y.;Zhou;N.-F.;伊藤誠悟;伊藤誠悟;伊藤誠悟;伊藤誠悟;Seigo ITO;Hirokazu Satoh;佐藤弘和;Kei Iwasaki
• 通讯作者: Kei Iwasaki

大規模なデータで構成された半透明物体のリアルタイムレンダリング

大规模数据组成的半透明物体的实时渲染

• 发表时间: 2006
• 期刊: Visual Computing/グラフィクスとCADシンポジウム2006
• 作者: Sato;T.;Kameya;Y.;Zhou;N.-F.;伊藤誠悟;伊藤誠悟;伊藤誠悟;伊藤誠悟;Seigo ITO;Hirokazu Satoh;佐藤弘和;Kei Iwasaki;Kei Iwasaki;小田 正志
• 通讯作者: 小田 正志

Point-based Rendering of Water Surfaces with Splashes Simulated by Particle-based Simulation

基于粒子模拟的溅水水面的点渲染

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceedings of NICOGRAPH International 2006
• 作者: Sato;T.;Kameya;Y.;Zhou;N.-F.;伊藤誠悟;伊藤誠悟;伊藤誠悟;伊藤誠悟;Seigo ITO;Hirokazu Satoh;佐藤弘和;Kei Iwasaki;Kei Iwasaki
• 通讯作者: Kei Iwasaki

点で表現された水面によるコースティクスの高速表示法

利用水面点表示焦散的快速显示方法

• 发表时间: 2005
• 期刊: Visual Computing/グラフィクスとCADシンポジウム2005
• 作者: Sato;T.;Kameya;Y.;Zhou;N.-F.;伊藤誠悟;伊藤誠悟;伊藤誠悟;伊藤誠悟;Seigo ITO;Hirokazu Satoh;佐藤弘和;Kei Iwasaki;Kei Iwasaki;小田 正志;小田 正志;Kei Iwasaki;Kei Iwasaki;岩崎慶
• 通讯作者: 岩崎慶

A Method for Fast Rendering of Caustics from Refraction by Transparent Objects

一种快速渲染透明物体折射焦散的方法

• 发表时间: 2005
• 期刊: from Refraction by Transparent Objects Special Issue on CyberWorlds
• 作者: K.Iwasaki;F.Yoshimoto;Y.Dobashi;T.Nishita
• 通讯作者: T.Nishita