研究発表

本発表では，特定の種類の画像を生成するシステムとして，これまでにない高い実用性をもつシステム"CosmicAI"を紹介する．CosmicAIは，利用用途の広い"空"に特化した画像生成システムである．2Dで直感的に使えるため，景観作成3DCGソフトウェアに含まれる空の画像生成機能に比べて，気軽で扱いやすいシステムといえる．システムの機能は，"パーツごとの検索"，"柔軟な画像合成"，"用途にあわせた出力"の3 つに大きく分けられる．CosmicAI の検索は，パーツ(雲，月，背景(雲，月以外)) ごとの属性およびスケッチを用いた精度の高いものとなっている．見つけてきた画像の合成も柔軟性が高く，どの背景に対しても，どの雲，どの月も思いのままに配置でき，微調節機能によりユーザの希望とわずかに異なるパーツであっても，希望に合うように近づけられる．出力は，静止画用画像，動画用画像，全体画像の3つがあり，いずれも独自に撮影した画像を用いた安定した高画質の画像出力が可能である．動画用画像出力は雲や視点の変化にも対応している．

微分位相幾何学の知見を利用して，時系列ボリュームデータの視覚的特徴を捉え，効果的な可視化を実現するボリュームグラフィクスの一連の研究成果を，豊富な適用事例を用いてわかりやすく講述する．具体的には，ボリューム位相骨格抽出，多次元伝達関数の自動設計，視点・照明位置の最適化，等値面埋込み検出，最適断面生成，区間型ボリューム分解とボリュームブラウジング，ボリューム整形化通信，臨界時刻検出，等の手法を採り上げる．

現在野球映像における投球動作の分析は, 専門家の感性や経験によって手作業で行われることが多く, 多くの時間を要する問題がある. そこで本稿では, 特に戦略上有効な各投手特有のクセを発見する手法を提案する. 提案手法では, クセの最も発生しやすいグローブの向きに注目し, パーティクルフィルタによってグローブを追跡し, SIFTによってグローブの勾配方向を計算しクセの分析を行う. 評価実験として, クセを持つ投手に対し提案手法を適用し, クセが発見できていることを確認した.

筆者らは2005年からVIDELICET (VIsualization DEsign and LIfe CyclE managemenT)とよばれる協調可視化環境(Cooperative Visualization Environment: CVE)の開発に着手した．本システムは，成功事例のリポジトリを公開することによって，ユーザ個々の流動可視化ワークフロー設計・選択タスクを支援するだけでなく，複数ユーザによって階層的に構成される中長期的なプロジェクトの可視化ライフサイクル全体を通して，視覚解析の出自情報を詳細に記録し，プロジェクト全体にその閲覧と再利用を促す機能を提供している．本講演では，VIDELICETシステムがもつ特長について，特に知見獲得のスケーラビリティの観点から概観し，情報科学がいかにして流体力学に資することができるかについて，CVE研究開発の立場から解説を試みる．

我々は, 血液のビジュアルシミュレーションを設計するにあたって, 生成される画像やアニメーションの視覚的リアリティを高めるためには何を考慮すべきかを, ファクタアナリシスによって調査し, 計画的に研究を進めて きた. 本論文では, 血液の見えに関する重要なファクタである“媒体としての表示”を実現するための手法を提案する. 血液は, 赤血球などの固体成分と血漿の液体成分から構成される. 血液が赤いのは, 赤血球内のヘモグロビンの色素によるもので, 大量の血液が黒く見えるのは, 入射した光が赤血球により吸収・散乱を繰り返すためである. 本論文は, 視点から見た血液の厚みによって赤血球による光の吸収・散乱の度合を定義し, それに基づいて血液表面の色を指定することにより, これらの媒体の視覚的性質を少ない計算量で実現した.

視覚的情報提示に対して説明責任の概念を持ち込む新たな枠組みである「計算報道学」を，次世代コンピュータ可視化への確かな方向性の一つとして紹介する．近年の可視化研究事例を用いて，旧来メディアの呪縛から解き放たれた計算報道学固有の特徴の一部を明らかにする．

At the 2006 Emerging Technologies, Burton Inc. in Japan and others successfully exhibited the 3D Aerial Display device, with which the users are allowed to plot a unicursal series of laser-induced illuminants freely in the midair, and thus the surrounding audience can enjoy watching different aspects of the 3D image from different positions, without any eye strain. In the year of 2011, we will present our latest version of the device, called SRV (Super Real Vision)-5000, where we condensed our state of the art laser-plasma technology into a small acrylic case. One remarkable feature of the new device lies in its enhanced resolution: from 300 points/sec. (2006) to 50,000 points/sec. (2011), and it enables us to display 3D objects more faithfully in real time, whereas the display volume gets a bit diminished. The SRV-5000 model is expected to increase the potency of utilization in various application fields.

映像制作では目的にあった空の画像を利用する利点が大きく，効率的に空の画像を作成するソフトウェアが望まれている．本論文では，雲・背景・月といった空を構成する各々のパーツに対して，属性検索やスケッチに基づくコンテンツベース検索を行い，その結果画像を柔軟に合成することで，ユーザが希望する空の画像を容易に生成できるシステムCOSMIC SKY を提案する．

我々は, 血液が皮膚表面上を伝う様子をビジュアルシミュレーションするにあたって, 生成される画像やアニメーションの質と視覚的リアリティを高めるためには何を考慮すべきかをファクタアナリシスによって調査し, 計画的に研究を進めてきた. 本論文では, その主要ファクタである“傷口からの出血”, “硬化作用”, “吸着”を実現するための手法を提案する. “傷口からの出血”は, 出血量, 傷口の太さなどを考慮した体内の血流モデルを計算することで実現した.また, 血液の“硬化作用”も考慮できるように, 空気との反応による粘性の変化も実装した. さらに, “吸着”については, SPH 法のナビエ・ストークス方程式にファンデルワールス力による吸着力を加えることで, 皮膚表面を伝う流れや皮膚表面への付着を表現した.

本論文では, 簡単に2 次元オブジェクトをモデリングするための新しいパラダイムとして, クロス(交配) とコネクト(接続) を提案する. コネクトはオブジェクト同士を接続する操作であり, クロスは2 つのプリミティブや, プリミティブとオブジェクトから両者の特徴を併せもった新たなオブジェクトを生成する操作である. ユーザはプリミティブやオブジェクトに対しクロス・コネクトを繰り返すことで目的のオブジェクトを得る. クロスの効果は, コネクトによる接続情報を基にしてオブジェクト内で伝搬する. これにより, 簡単な操作であっても大幅な変更を施すことが可能になる. また, システムがユーザの予想を超えた結果を瞬時に返すことで, ユーザの発想が拡がる可能性もある.

本論文では，物体表面の特徴量である主曲率をサーフェス記述子として使用し，ソフトウェア上で各点の密度・明度を制御することによって，レーザプラズマ式3次元ディスプレイ上の物体の特徴を最大限引き出した描画を実現する．

娯楽分野において砂の動きをコンピュータグラフィックスで描いたものはよく見かける. しかし, 砂と風とのインタラクションを扱った研究は見当たらない. そこで我々は砂塵を対象として, ビジュアルシミュレーションを実現するアプローチを提案する. 螺旋状の上昇気流の解析的ベクトル場に沿って砂塵の砂粒子の局所的な動きを発生させ, その軌跡を地面との相互作用を考慮しながらインタラクティブに制御することができる. また, 粒子ボリュームレンダリング(Particle-Based Volume Rendering: PBVR)を用いることで, 比較的少ない粒子数でも効果的に砂塵らしい煙状の表現を実現した.

完全な三次元映像を表示できる体積走査型立体ディスプレイのなかでも，レーザープラズマ方式は，従来方式と比べ数々の利点をもつが，現行機種には実時間表示できる点数に制限がある．本講演では，この問題を緩和し，よりリッチな三次元コンテンツ表示を可能にするための新たな概念～リソースアウェア・レンダリング～を定義し，関連する最新の取り組みについて 紹介した．

Visualization research in Asia Pacific has a long history. However, unlike in North American and Europe, many research activities in this area are not well known in the visualization community. The purpose of this panel is to bring together the researchers from different countries and regions to discuss the status, opportunities, and obstacles of visualization research in this area, and foster collaboration across countries and regions.