研究発表

In visual analysis, it is important to maintain interactive and stable rendering frame rates, because it is known that unstable frame rates may cause stress and distraction to the users. For stabilizing the frame rates in large-scale particle visualization, we propose a novel time-critical rendering scheme that combines two methods — a fast method based on shaded texture mapping and a high-quality method using quadratic surfaces. A method to render each particle is decided on the fly according to the viewing distance; the high quality method is chosen only when the distance is smaller than a threshold, to allow the user to observe the region of interest closely. A frame-rate stabilization mechanism based on a PID controller is deployed to change the threshold distance dynamically, in order to regulate the number of high-quality particles. We evaluate the effectiveness of our time-critical rendering scheme through experiments with molecular dynamics simulation datasets.

Visualizing 3D diffusion tensor fields has become an important topic especially in medical imaging for understanding microscopic structures and physical properties of biological tissues. However, it is still difficult to track the underlying continuous features from the discrete tensor samples, due to the absence of interpolation schemes that are able to handle possible degeneracy while fully respecting the smooth transition of tensor anisotropic features. This poster presents such an approach to interpolating 3D diffusion tensor fields. The primary idea behind our approach is to identify the possible degeneracy using a minimum spanning tree-based clustering algorithm, and to resolve such degeneracy through optimizing the rotational transformation between a pair of neighboring tensors by analyzing their associated eigenstructure. Comparisons with existing interpolation schemes will be provided to demonstrate the advantages of our scheme, together with several results of tracking white matter fiber bundles.

本稿では粒子ベースによる火炎レンダリング法を提案する．可視化分野で考案された粒子ベースボリュームレンダリングとよばれる手法をベースとし，これを火炎の特性に合わせて合理的に改良した．これにより，従来の粒子ベースレンダリングでは困難であった，ディテールの表現とユーザの制御性を大きく向上させることができた．また，既存API を活用することで，実装が容易かつ実行速度は高速であり，充分なインタラクティブ性を提供できる．さらに，本手法の要求する粒子データは座標と温度のみであるため，特定の粒子シミュレータに依存することなく，汎用的に用いることができる．

A cooperative visualization lifecycle management system, called VIDELICET, is built on a two-layer visualization provenance model to allow multiple users to effectively record, trace and reutilize their visual exploration workflows as their sharing provenance resources. In this article, we present a preliminary design of a version tree simplification operator, which is expected to bring further scalability to the users during their visual exploration through regulating the size of version trees appropriately.

本稿では，粒子ベースによる火炎のシミュレーション法を提案する．本手法は，SPHによる流体シミュレーションを火炎に適用したものであり，ナビエ・ストークス方程式の外力として，シンプルな化学反応モデルから発生した熱による浮力項を加える.すなわち，既存のSPH のプログラムと十分な互換性を保持することができ，複雑な物理シミュレーションプログラムの一元化が可能である．また，火炎の周辺に粒子が集中するようにを効果的にリサンプリングすることで計算コストを抑える. 本手法を用いることで，火炎の形成から安定状態への推移，固体の影響による変形などが滑らかに表現でき，インタラクティブに3 次元シミュレーションを実行することができる．

In visual analysis, it is important to maintain interactive and stable rendering framerates, because it is known that unstable framerates may cause stress and distraction problems to the users. For stabilizaing framerates in large-scale particle visualization, we deploy a fast rendering method based on shaded texture mapping and a high-qualitymethod using implicit surfaces in a combined manner. Actual rendering method for each particle is decided on the fly according to the measured distance between the center of the particle and the viewpoint. We propose a framerate stabilization scheme using PID control, which dynamically changes the switching-distance to control the number of particles rendered by each method. We illustrate how well our dynamic framerate stability control works through experiments with practical molecular dynamics simulation datasets.

本研究報告では間接照明の影響を考慮し，集光模様の表現力に優れるレンダリング手法であるphoton mapping のCell Broadband Engine (Cell/B.E.) 上での実装方法と，その性能評価について述べる．photon mappingを実装した結果，今後の課題は多く残るが，Cell/B.E. の演算用コアであるSPE を8 個使用した時の性能がSPE を1個使用した時の約6 倍になり，高い台数効果を確認することができた．

本研究では，3Dボディラインスキャナーにより採取した3Dボディデータを分析することで，スカートの高精度な３次元設計から，その展開に基づいた原型作成へと至るデザインシステムを提案する．

アパレル業界のICT化として，次世代大学教育におけるアパレルCAD eラーニングシステム（以下本システムと略称）を開発した．これまでに，CAD教育カリキュラム，授業用テキスト，教育用自動作図機能を開発してきたが，本システムではこれらでは伝えることが難しい内容を，ムービーなどのコンテンツにより可能とする．本システムは様々な使用方法ができ，CAD教育の裾野を広げる役割を果たしうるものと考える．

本講演では，これまで著者らによって進められてきた協調的可視化環境に関連する研究開発の最新成果のうち，その下流行程に相当するパラメタ調整フェーズの半自動化技術に焦点を当て，時系列ボリュームデータに対して微分位相幾何学の知見を援用する一連の取り組みについて概説する．

To control aircraft landing and takeoff effectively, it is important to analyze the collapse process of relevant wake turbulence. In this poster, we propose a topologically-based multisensory realization method for observers to comprehend the behavior of the phenomena more intuitively. To this end, we design visual transfer functions with reference to a time-varying critical point histogram, as well as 4DoF haptic transfer functions for producing 2D forces and 2D torques so as to identify the location and strength of a target vortex in real time. The effectiveness of our method is evaluated with a time-varying 2D wake turbulence dataset calculated by measurement-integrated simulation.

Maintaining scalability through cooperation with smart software is an essential factor for realizing next-generation, “exploratory” visualization environments. In this joint project, we have been developing a cooperative visualization lifecycle management system, called VIDELICET, which allows multiple users to effectively record, trace and reutilize their visual exploration workflows as their sharing provenance resources. In this article, we focus primarily on its underlying hierarchical visualization provenance model, and the effectiveness of which is proven through the usage of the current prototype system in practical flow analysis.

本発表では，ユーザが注目している領域の粒子を精密に描画する手法として陰関数曲面，それ以外の領域の粒子を高速に描画する手法としてテクスチャマッピングの2 種類の描画手法を併用することにより，全体の描画に要する時間を調節し，大規模粒子系の可視化における時間重視レンダリングを実現する．ここで，ユーザの注目領域として，視点と注視点の2 種類の近傍を採り上げ，これらの点と各粒子の中心座標のユークリッド距離に応じて，2 種類の描画手法を切り替える．また，解析に伴う系内のウォークスルーに対応するために，描画切り替え距離を動的に制御する方法も提案する．さらに，本レンダリング法を分子動力学シミュレーションで生成されたデータに適用し，その効果を検証する．