三次元モデルの構築と利用のためのインタフェースの研究

3D模型构建和使用界面研究

• 批准号: 09J07461
• 负责人: 高山 健志
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J07461/
• 关键词: 3次元モデリング; ボリュームグラフィックス; ボリュームデータ; ソリッドテクスチャ; 国際情報交換; 米国

昨年度Euro graphics 2011に投稿し採択された、インタラクティブな3Dサーフェス形状編集のためのクローンブラシインタフェースに関する研究について、英国Llandudnoにて口頭発表を行った。なお当該論文はEuro graphics 2011の論文の中でも特に高い評価を受け、FMXというヨーロッパのCG産業向けのカンファレンスにおいて、他のいくつかの論文と共に、招待講演という形で紹介された。その後、これまで一貫して継続してきた内部構造のモデリングに関する研究をさらに進めた。昨年度に研究し発表したDiffusion Surfacesという手法では、物体の内部構造を色付きのサーフェスとして明示的に表現することを提案したが、この方法には物体内部の微細な構造をうまく表現できないという問題があった。そこで、Gaborノイズというプロシージャルな関数を使って微細な構造をコンパクトに表現することを考案し、そのノイズパラメタを手動で設定するためのインタフェースについて研究した。その過程で、三次元的なノイズのパラメタを手作業で設定するのは非常に難しいという事がわかったため、ノイズのパラメタを、実物体をスキャンして得られるMRIボリュームデータから自動的に推定するための方法について研究した。具体的には、確率分布からのサンプリングによってノイズのパラメタを決定する方法を考案し、まずは二次元の場合についてある程度うまく動作することを確認した。今後はそれを三次元に拡張する予定である。また、MRIボリュームデータはグレースケールであり色の情報を持っていないため、そのままではCGの目的に利用することができない。そこで物体断面の写真とMRIボリュームデータの対応関係をうまく考慮することで、ボリュームレンダリングの結果がその写真のようなリアルな見え方になるようにMRIボリュームデータに色の情報を転送する方法についての研究を行った。テクスチャ合成と類似したアルゴリズムによって色情報を転送する方法を考案したが、現状では十分なリアルさを実現するには至っていない。今後はこれらの得られた知見をもとに研究をさらに進め、論文としてまとめる予定である。なお上記の研究を遂行するにあたり、東京大学大学院情報理工学系研究科の海外交流派遣プログラムによる支援を受け、トロント大学(カナダ)のDynamic Graphics Projectグループに約3ヶ月間滞在し、Karan Singh教授の指導を受けた。

在英国Llandudno进行了口头演讲，介绍了有关Clone Brush界面的研究，用于互动3D表面形状编辑，该编辑于去年于2011年在Euro Graphics中发布并采用。该论文在2011年Euro Graphics论文中受到了高度赞扬，并在欧洲CG行业的会议上以受邀的演讲以及其他几篇论文的形式提出，名为FMX。之后，我们继续研究内部结构的建模，我们一直在继续。我去年研究和发表的扩散表面方法提议明确表示对象的内部结构为有色表面，但是该方法的问题是无法正确表达物体内部的精细结构。因此，我们使用称为Gabor噪声的程序函数设计了精细结构的紧凑表示，并研究了一个界面，以手动设置噪声参数。在此过程中，我们发现手动设置三维噪声参数非常困难，因此我们研究了一种通过扫描真实对象获得的MRI量数据自动估算噪声参数的方法。具体而言，设计了一种方法来通过从概率分布中取样来确定噪声参数，并首先确认它在二维情况下在某种程度上效果很好。将来，我们计划将其扩展到三个维度。此外，由于MRI量数据是灰度且没有颜色信息，因此不能按照CG目的使用它。因此，通过仔细注意对象横截面照片和MRI量数据之间的对应关系，我们对如何将颜色信息传输到MRI量数据数据进行了研究，以使量渲染结果像照片中的一个一样可见。尽管已经设计了使用类似于纹理合成的算法传输颜色​​信息的方法，但目前尚未实现足够的现实主义。将来，我们计划基于这些知识来继续我们的研究，并将其编译成论文。在进行上述研究时，他得到了东京大学信息科学与工程研究生院的支持，并在加拿大多伦多大学的动态图形项目小组中度过了大约三个月的时间，并由Karan Singh教授指导。

项目成果

A Responsive Finite Element Method to Aid Interactive Geometric Modeling

• DOI: 10.1109/mcg.2010.46
• 发表时间: 2011-09
• 期刊: IEEE Computer Graphics and Applications
• 影响因子: 1.8
• 作者: Nobuyuki Umetani;Kenshi Takayama;J. Mitani;Takeo Igarashi