動力学解析に基づく重力場の可視化に関する研究

基于动力学分析的引力场可视化研究

• 批准号: 09878078
• 负责人: 横矢 直和
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09878078/
• 关键词: 重力場; ブラックホール; リーマン多様体; 科学的可視化; 不可視情報の可視化; ストリームリボン; 仮想現実

本年度は、以下の研究を実施した。1. 重力場の動力学解析相対論的記述が必要な重力場の例として、シュヴァルツシルトブラックホールとカスナー時空を取り上げ、可視化のための動力学解析を行なった。前者については、ブラックホール周辺に仮想的な移動物体を配することによって空間の歪みを表現することを試みた。このために、Runge-Kutta-Fehlberg法を用いた重力場の数値解析に基づく重力場光線追跡法を開発し、重力場の特徴を、1)重力場近傍に置かれた物体の歪み、2)物体の色の変化、3)物体の運動の様子で可視化する方法を開発した。一方、後者については前年度から引き続いて、測地線を分かり易く表現するために、表裏の色が異なるストリームリボンによる光の軌跡の対話的描画法を開発した。2. 動画像アニメーション作成及び仮想現実感技術を用いた重力場の可視化重力場近傍における時空の歪みを表現するためには静止画像の提示では不十分であり、アニメーションが有効であると考えられる。今年度は、動画像アニメーションを実現するために、上記1の方式開発と並行して、グラフィックスアクセラレータを用いたハードウェア処理の援用による処理の高速化を図った。しかし、ビデオレートに近い実時間処理には至らず、重力場あるいは仮想物体のインタラクティブ操作を可能にする実時間アニメーションは実現できなかった。現状では、予め計算した結果に基づくオフライン的なアニメーションにとどまっている。仮想環境における実時間でのインタラクティブ操作を実現するためには、数値計算部分の高並列化が不可欠であることが明らかになった。

This year, the following research has been carried out. 1. The description of gravity field dynamics analysis phase theory is necessary. The gravity field dynamics analysis phase theory is necessary. The gravity field dynamics analysis phase theory is necessary. The former refers to the distribution of moving objects around the world, and the former refers to the distribution of space. The Runge-Kutta-Fehlberg method is applied to the numerical analysis of gravity field, the development of the basic ray tracing method of gravity field, the characteristics of gravity field, the development of the method of 1) placing the object near the gravity field, 2) the color transformation of the object, 3) the visualization of the motion of the object. A method of drawing the locus of light is developed, which is easy to express, different colors inside and outside. 2. Animation image creation and visualization technology for gravity field visualization gravity field near the space-time distortion of the performance of the static image prompt is not very good, but also easy to understand. This year, the animation image is realized, and the processing speed is increased. The gravity field can be used to manipulate objects in the near future. The status quo, to calculate the results of the basic analysis of the situation In the case of environmental problems, the time limit for operation is set, and the number of calculations is set.