Research

重ならない領域を指定したオブジェクトと出力の画像サイズ，計算に必要なパラメータを入力するだけで，それらのオブジェクトを自動的に，かつ，非周期的に配置する．

多数の毛孔で構成される皮革形状を対象に，その特徴を簡潔に記述する手法および，その特徴量から皮革形状を再構成する手法を提案した．はじめに皮革模様の階層構造モデルを導入する．つづいて，皮革表面の計測値を統計的に解析し，皮革形状の特徴を簡潔に記述するパラメータを抽出する．その後，抽出されたパラメータを基に，皮革模様の階層構造モデルにしたがって皮革形状を再構成する．

パーティクルシミュレーションとメタボールモデル（ブロッブモデル）を用いた皮革テクスチャの自動生成手法を提案した．はじめに，三次元のパーティクルシステムを用いて，皮革テクスチャ内の皮革細胞の配置パターンを決定する．その後，各皮革細胞に対してメタボールを付加して表面形状を生成する．提案手法を用いることで，細胞の配置パターンを各種パラメータや細胞の向きなどで制御し，さまざまな皮革パターンを得ることが可能になる．

物体表面をパーティクルモデルにより擬似ボロノイ分割し，分割された各ポリゴンに対してフラクタルノイズを伴ったサブディビジョン曲面を発生させて，物体表面の詳細形状を生成する手法を提案した．

スクウェアパッキングとよばれる閉領域の充填パターン生成法を用いて，指定された閉領域を覆う石畳テクスチャを生成する手法を提案した．
まず，与えられた路面形状領域の内部に引力と斥力を持つ四角形粒子を発生させて，路面を構成している石材の充填パターンを生成させる．その後，生成された充填パターンに従って石材テクスチャを生成し，石畳テクスチャを生成する．

テクスチャの特徴量を骨格線分でモデル化し，その骨格線分に肉付けする評価関数を組み合わせることにより，テクスチャを生成する．テクスチャの骨格線分は，数学関数を用いた定義手法の他に，タブレット等を用いた図形的な手法で入力することも可能である．このようにして与えられた骨格線分に対して，種々の評価関数を用いて肉付けすることにより，様々なテクスチャを作成することができる．

アンビエントオクルージョンをシボ表面の陰影付けに適用し，表現の対象となる幾何形状を操作することなく，凹み部分の遮蔽による陰影付けを行う手法を提案する．本手法を用いることで，凹み部分の視認性が良好なバンプマッピングを施すことが可能になる．

人間の視覚特性を考慮した質感表現を行うことで処理の効率化を試みた．具体的には，リアルタイ ムでの物体表面の凹凸付け手法として用いられているパララックスオクルージョンマッピングとバンプマッピング，テクスチャ マッピング手法の3 手法を，物体の詳細度に対する人間の視覚特性に応じて切り替えて適用する．計算コストの一番高い パララックスオクルージョンのみを用いて描画したときと，提案手法を用いて描画したときの描画速度について比較した結果， 1〜2 割程度の速度の向上を確認した．

都市エリア産学官連携促進事業として採択された石川県南部エリアでは，伝統工芸素材の持つ高級な質感をコンピュータグラフィックスで表現する手法の研究開発を推進している．本研究では，金箔素材に対象を絞り，素材の双方向反射率分布関数(BRDF)および表面の微細な凹凸の計測データに基づき，質感の高い素材表現を行った．その結果，金箔の赤みを帯びた色調や微細な皺を表現することで，金箔の高級な質感を再現することが可能になった．

漆工芸に用いられる金箔および漆素材の計測データ(S-BRDF: Spectral Bidirectional Reflectance Distribution Function)を用いた質感の高い素材表現を行った．また，素材の組み合わせをプロシージャルに行う手法や，金箔の破れなどをシミュレーションする手法を提案し，計測だけではカバーできない表現手法を開発した．

母点間の距離を制御したボロノイ図を複数用意し，各ボロノイ図から指定した数のボロノイセルを選択することで， 大きさの異なるボロノイセルを得る．このとき，ボロノイセルが重ならないように，排他的にボロノイセルを選択する． その後，2次元のボロノイセル内に指定した数の頂点を追加し，ドロネー三角化にてメッシュを生成する． つづいて，追加した頂点に高さ情報を付加し，岩石の3次元形状とする． 本手法を用いることで異なる大きさの岩石を表現することができ，写実的な自然景観の表現と制作の効率化に貢献する．

小石の配置パターンにより模様を表現するモデルのプロシージャル生成手法を提案した．入力画像から抽出した特徴をを反映した石の配置を計算し，最終的に3次元形状の石のモデルを生成する．またユーザはスケッチインターフェースを通して石の配置を制御する「流れ場」 の編集を行ったり，各種パラメータにより任意の形状を得ることが可能である．

(Joint project w/ Prof.Kasao @ Tokyo Polytech Univ.)

缶つぶしの作業に伴う単調さを映像の演出で改善することを目指した．映像は缶つぶしの動作と同期して変化し，さらにストーリー性を持たせることによって，作業への継続的な動機づけを行う．ユーザーはストーリーを楽しみながら缶をつぶすことができ，効果的な缶回収を促進するとともに，エコ意識の向上につながる．

雲を用いた紙すきが体験できるシステムを開発した．スモークマシンから溢れ出すスモークを雲に見立て，ユーザは漉き桁を持って雲を汲む．雲が消える前に漉き桁のボタンを押すと，天井のカメラが漉き桁上の雲の模様をキャプチャし，漉き桁内に雲となって表示される．ユーザは漉き桁を揺らして，雲の繊維配向を制御し多彩な風合いを持つ紙を作ることができる．

バーチャル都市空間をスパイダーマンのようにクモの糸を使って自由に飛び 回ることができるVR アプリケーションである．本VR アプリケーションにおける力覚提示としてクモの 糸の張力提示が特に重要となり，本プロジェクトでは単純な構造かつ低コストであるバキュームデバイスを用いた張力提示システムを提案した．

身の回りに多く存在する「顔」に見えるものとのインタラクションを目的とした作品を提案した．人形型デバイスで顔に見えるものを撮影し，人形の顔を触ったり，人形を揺らしたりすることによって，顔や音声がインタラクティブに変化する．

カクテルのアナロジを用いて風景画像を作成するシステムを提案した．このシステムではカクテルの材料を風景の要素とし，それらをシェーカで混ぜる事で風景を作成する事が出来る．作成される風景画像はシェーカを振ることでリアルタイムに変化し，体験者は風景画像を作成している感覚を持つことが出来る．

杖で仮想物体を掻き混ぜて破壊する感覚を提示するVRアプリケーションを提案した．このアプリケーションでは，それぞれの物体に対する衝突時の応力をリアルタイムで計算し，物体に強い衝突が起こると小さな片へと破砕する．体験者はインタラクティブに破砕の感覚を，手に伝わる力覚と，CGによる破砕のシミュレーション映像とで体験する事が出来る．

本作品は，7基の噴水を団扇型のコントローラで操るインタラクション作品である．１基の噴水は１つのポンプと９個のフルカラーLEDで構成され，防水のためにアクリルパイプで覆う．PCは噴水のポンプとLEDを制御し，団扇型コントローラの動きにともない水の噴射量と光の色を変化させる．団扇の形状が持つアフォーダンスを活用した誰でも操作できる,噴水をインタフェースとしたディスプレイシステムが提案できた.

加速度センサと，のれん状スクリーンを用いた野球におけるピッチングを体感するVRアプリケーションを提案した．従来の入力デバイスにはない，直接かつ直感的な入力方式を開発した．加速度センサを埋め込んだボールを用いることで，実際のピッチングと同じ動作で変化球を投げることができる．また，現実空間と仮想空間をシームレスにつなぐスクリーンを開発することで，プレイヤーは，投げたボールが仮想空間に飛び込むという新感覚を体験できるようになった．

手使い人形をテーマとした，直感的なキャラクタ（アバタ）の操作法を提案する． 提案手法では，操作者の手指の場所や動きを画像認識し，その結果を用いて，任意のCGキャラクタを自由かつ直感的に画面内でリアルタイムで操作できる. これにより，ユーザは人形劇における演技者のように，任意のタイミングで意図したアニメーションをキャラクタに付加し，物語を表現することが可能になる.

変位情報を用いて制作したVRアプリケーションとして，紙相撲をテーマとした対戦型の実装例を提案した．プレイヤが水を揺らす行為を入力データとし， 水に浮かぶスクリーンに表示される紙力士の動きに影響を及ぼす．. 距離を測るセンサを用いて，プレイヤが入力装置に与える動作を変位情報 として取得し，システム内のインタラクション処理に利用している． この直感的かつ堅牢な インタラクションモデルを用いることで，新たな体感型VRアプリケーションを実現すること ができた．

直観的な操作が可能なデジタル画像編集システムを提案する．本システムでは，ユーザがライトを用いて画像の投影されたスクリーン上を照らし，それをCCDカメラで取得する．そして計測された光量に応じて画像に効果を施す．これにより直感的な操作で多様な画像編集を行うことができるようになる．また複数人が同時に，同様な操作が行えるという利点もある．

画像処理による位置検出技術を用いた新たなコンテンツ鑑賞スタイルを提案した．本システムは，「窓越し現実感」というコンセプトに基づき，窓の代わりに設置したディスプレイ上に，ユーザの視点移動に伴い変化する景色をシミュレーションして提示するものである．本システムではリアルタイム性が強く求められるために，グラフィックボードのピクセルシェーダ機能を用いて，ハードウェアによる画像処理の高速化を試みた．実装の結果，身体移動に伴う自然なインタラクションで，景観の奥行き知覚や３次元物体の形状認識が容易になることが体感できた．

ジェスチャ認識と映像提示および，簡易なモーションベースの組み合わせによるVRアプリケーションを提案した．提案するVRアプリケーションでは，腕の動きを画像解析し，解析された動きにあわせて，表示される映像コンテンツを演出すると同時に，モーションベースの姿勢制御を行うことで映像の中を泳ぐような感覚を提供する．モーションベースの姿勢制御には，エアブロワによる空気吐出を応用している．実験の結果，腕の動きに合わせて映像の速度や身体の揺れを演出したことに対して，没入感と浮遊感が得られるとの評価を受けた．

樹木を構成する細胞の成長シミュレーションを行い，幹に発生する瘤やねじれに代表される複雑な形状変化を表現した．