論文

現在，肥大化するメディアデータに対処するため，様々な要約技術が発表されている．しかし，その多くは同種メディア変換であり圧縮率に限界がある．そこで本研究では，ヴィネットイラストに注目する．ヴィネットイラストは，ビデオ映像作品やゲームの物語コンテンツを凝縮して表現し，一瞥でその世界観を理解させられる．動画からヴィネットイラストへの変換ができれば，より情報の圧縮率の高い要約が期待できる．そこで本稿では，視線追跡を利用してビューアの嗜好を反映したヴィネットイラストを，動画から半自動生成する手法を提案する．

手描きAnime 調の髪の揺れを制作するための支援システムでは，個々の髪の揺れをスケッチ入力によって定めた後に，パラメタを調整して髪全体の揺れを設定している．個々の髪の揺れに関しては，まずスケッチ入力により髪の揺れのキーフレームアニメーションを作成し，これに対し補間を行うことで揺れを決定する．このとき，キーフレーム間に挿入する補間フレームの個数と「ためつめ」の度合いをパラメタによって指定することで補間結果を調整できる．こうして得られた揺れの形状に対して制御パラメタを考慮しながらボーンへ反映させ，衝突回避を行った後にメッシュをボーンにより変形させることで，髪全体のアニメーションを生成する．このとき，ボーンを視線に垂直な平面内で変形させることで二次元的な揺れを実現する．

燃焼現象は映画やゲームにおいて重要な表現対象のひとつであり，火炎に加えて，煤や煙，火の粉などの要素からなる．火炎のビジュアルシミュレーション手法は多々提案されているが，火炎以外の要素については，アーティストによる後付けのエフェクトによってそれらしく見せているものも多くあり，映像に迫真性が欠けてしまう場合がある．そこで本研究では，特に火の粉に着目し，焚火のような木材の燃焼を対象とした物理的ビジュアルシミュレーション手法を提案する．火炎を伴う燃焼源から火の粉を発生させ，熱気流の抗力と浮力を考慮した運動方程式に基づいて火の粉のダイナミクスを計算する．

本発表では，「コンピュータグラフィックス(CG) 教育の品質維持」と「共存感を考慮した遠隔技術」というテーマで遠隔社会を切り取る．そして，両課題に対する著者らの取組みを報告し，遠隔社会におけるCGの新しい価値(グラフィックスパラダイム)を考察する．

私たちが日々送受信するSNSやニュースなどの情報のやり取りの多くは，スマートフォンやタブレット端末などのモバイル デバイスを介して行われる そうした情報のなかには，気象や公衆衛生，人口動向など日常生活に密着する時系列データに関するものが多く含まれている．本発表では，大気粒子の飛散に関する時系列データをモバイルデバイスを用いた単語サイズの可視化に適用する例を通して，その効果や今後の実用性を検討する．

宇宙物理学における面分光観測から得られる多波長データを視覚分析するためのモジュール型フレームワークであるAdvanced Framework for Learning Astrophysical Knowledge（aflak）に微分位相解析器を導入し，ノイズが含まれている銀河の多波長データの構造を頑健に理解し，説明するための視覚分析方法論を検討する．

大域照明レンダリングは, 高い写実性から映画・建築・デザイン分野を中心に利用されている. 主要手法の一つであるモンテカルロ・レイトレーシングにおいて, 出力画像は最終的な収束値から異なる画素を含んでおり, 収束までに多数のサンプル点が必要となる課題がある. ゆえに, サンプル当たりの分散低減効果を改善し, 少ないサンプル数で低分散を実現する最適化手法が必要とされている. 経路誘導は, 事前推定により求まる放射輝度分布に沿って重点的サンプリングを適用し, 効率的な経路構築を行うことで分散低減を実現する. しかし多光源シーンでは, 各光源からの寄与に伴う分布形状の複雑さから推定が進まず, 精度の低い学習分布による経路構築によりかえって分散が増大する可能性がある. 本稿では, 各光源からの寄与を考慮した光源選択を行い, 放射輝度分布の分布推定を改善することで, 多光源照明計算を効率化する手法を提案する. また提案手法をGPUプログラムとして実装し, 通常のパストレーシングと比較して最大で41.4 %の分散低減効果を示した.

群衆の動きに対する研究は，古くは人間の認知に関する研究から始まり，今日に至るまで発展を続けてきている．群衆の動きを自動生成するモデルに対する需要は幅広く，娯楽志向のものに目を向けると，多様なシーンに対して，尤もらしい人の動きを高速に計算できるモデルが求められている．本稿では，リアルタイム性が必要となる状況下で，人の動きに関してユーザが満足できる品質を達成するため，カット割りができない状況でも，シーンを占める群衆の密集度が大幅に変化しても，頑健かつ高速な動作を保証できる，群衆移動のモデルを提案した．このモデルでは，個人としての人の動きだけではなく，近しい関係の人によって形成される，2～3人の小集団の動きも扱うことで，より尤もらしい群衆移動を自動生成する．

変奏曲とは，主題とよばれる簡単な旋律と主題を様々に変化させた変奏からなるクラシック音楽の楽曲形式の一つである．変奏曲を理解する際には，主題がどのように変化しているかを把握することが重要であるが，楽器経験者でも楽譜や音源のみから主題の変化の様子を読み取ることは困難である．そこで本研究では，楽器の演奏者や，音楽は聴くが演奏経験はないといった音楽愛好家に対して，変奏曲の構造を可視化するシステムを開発した．本システムは，入力をMIDI データとし，3 次元空間にオブジェクトを配置することで可視化する．その際，用いられている変奏様式によりオブジェクトの色や形状を変化させることでどのような変奏がなされてかを表現している．また，ユーザがより変奏曲の構造を理解しやすくするよう対話的視覚情報探索機能を提供する．システムの性能を評価するにあたり，マッピングのわかりやすさ，楽譜と本システムを用いた際の変奏曲の理解度についての実験を行い，本システムが変奏曲の構造理解に有効であることが示された．

風船やクッションなどの薄膜で覆われたオブジェクトの破裂表現は，日常頻繁に見られる現象であるが，正確にモデリングされた例はまだ報告されていない．そこで本研究では，破裂を『薄膜に拘束されていた液状内容物が，薄膜の破壊によって流出し，飛沫を発生させながら飛び散る』現象と定義し，モデリングを試みた．特に，内容物から薄膜への影響だけでなく，薄膜から内容物への影響も正確に表現する双方向のモデルの構築を目指す．具体的なシミュレーション手法として，薄膜を三角形要素，内容物を四面体要素で記述し，応力の計算に有限要素法を使用する．本研究のモデルでは，メッシュの境界面が陽に構築されているため，衝突や摩擦などの表面の相互作用の計算を厳密に定義することができる．また，各タイムステップの最後には，計算精度の向上や，もっともらしい破片生成のために要素のリメッシングを行う．提案手法では，薄膜の破壊が引き金となり，破裂が発生するという，既存の数値計算モデルでは表現できない現象をシミュレーションすることが可能であることを，実物の高速撮影ビデオとの定性的比較により明らかにした．

グルーヴとは，演奏における音のうねり，リズムのノリや⼀体感などを表す, よい演奏に必要不可欠な要素のひとつである．グルーヴ可視化は，音楽的センスや聴力の個人差によらないグルーヴの習得や音学経験に制限されない音楽の感動の共有など，さまざまな応用につながる．本稿では，MIDI 信号として入力された音楽をインタラクティブに図形に変換する，直感的なリズム可視化システムSeeGroove2を提案した．演奏された音符それぞれに対して点をプロットし，滑らかに補間することにより，リズムパターンを多様な形に表現する．演奏に対してインタラクティブに図形が変化するので，ユーザは音楽の移り変わりを視覚的に感じることができる．このインタラクティブ性は，1,920Hzで動作する入力系スレッドと60Hzで動作する計算・描画系スレッドのマルチスレッド設計によって実現されている．

三次元物体は，影の付加により立体感を増して描画できる．本論文では，人間を描画する際に表現が難しいとされる，頭髪の影に着目する．頭髪は半透明で，かつ細長い円筒の集合であり，頭髪の形状，位置や視点，照明に変化がある場合，その影を描画する際にちらつきが生じる．この問題のうち，頭髪が半透明で，遮蔽判定が難しいことによるちらつきは，頭髪の密度の積算値から光の減衰を計算する手法で解決できる．一方，髪が細すぎて，コンピュータが髪を認識できないことによるちらつきは，影の投影後に複数の画素がもつ値の平均化により抑制できる．しかしこの処理は，処理する画像の各画素のもつ値を参照するため，結果の品質は投影後の単位面積あたりの画素数に依存してしまう．そこで本論文では，頭髪の密度を積算する既存手法を拡張して，幅が可変で不透明度分布をもつ正方形小板で頭髪を近似することにより，結果の品質が画素数に依存しないアンチエイリアシング手法を提案した．評価実験の結果，計算速度を大きく減少させることなく，ちらつきの抑制効果を確認した．

We proposed a particle-based hybrid method for simulating volume preserving viscoelastic fluids with large deformations. Our method combines smoothed particle hydrodynamics (SPH) and position-based dynamics (PBD) to approximate the dynamics of viscoelastic fluids. While preserving their volumes using SPH, we exploit an idea of PBD and correct particle velocities for viscoelastic effects not to negatively affect volume preservation of materials. To correct particle velocities and simulate viscoelastic fluids, we use connections between particles which are adaptively generated and deleted based on the positional relations of the particles. Additionally, we weaken the effect of velocity corrections to address plastic deformations of materials. For one-way and two-way fluid-solid coupling, we incorporate solid boundary particles into our algorithm. Several examples demonstrated that our hybrid method can sufficiently preserve fluid volumes and robustly and plausibly generate a variety of viscoelastic behaviors, such as splitting and merging, large deformations, and Barus effect.

In this paper, we proposed a pants pattern design system covering its highly precise application to pattern making by analyzing human body measurement data acquired with a 3D scanner. This system is characterized by: (1) being able to analyze data required for the design of pants patterns using an improved 3D human body measurement analysis application, and (2) being provided with automatic pants drafting functions installed in an apparel CAD system using 3D human body measurement data. As a result, individual 3D human body measurement data can be analyzed both accurately and rapidly, thereby enabling pants patterns that comfortably and properly fit the physique of the wearer to be obtained in a short period of time.

Modular visualization environments (MVEs) are commonly used in many disciplines including fluid science. However, it is difficult for scientists and engineers, who are not necessarily visualization experts, to make full use of many built-in modules on the basis of their usability and interdependency for constructing optimal visualization workflows. In this paper, we presented a novel MVE, called goal-oriented application design guidance for modular visualization environments/flow visualization (GADGET/FV), that is designed and built on an ontological framework to assist users to design their flow visualization workflows. The system relies primarily on an extended Wehrend Matrix that allows users to specify their goals and requirements, and to search the knowledge-base for appropriate visualization workflows on their behalf. In addition, users can browse successful examples maintained in a case repository to facilitate their workflow design further; this concept is referred to as "design by example." In this paper, examples of three practical fluid analyses were presented to illustrate the usefulness of a prototype system. Furthermore, the extensibility of the system to handle large-scale datasets was discussed.

We built upon SPH to devise a directable scheme for bleeding simulation that realistically represents adherence onto and streak formation on the skin surface in real time. To ensure compatibility of expressiveness and space & time efficiency, we judiciously designed four specific types of particles and their interactions and incorporated these elements into the SPH scheme. In-vivo particles obey a simple in-vivo blood flow model that can reflect both hemorrhage volume and blood pressure. The particles flowing out through the wound, called flow particles, manifest the primary behaviors of bleeding, including blood coagulation, blood adherence onto the skin surface, and streak formation on the skin surface. The scheme then involves transforming the flow particles adhered onto the skin surface into relatively small adhered particles and representing a thin, flat layer of adhered blood with anisotropic kernels. Guiding particles generated along user-input strokes play a distinct role in giving gravity, biased slightly by the guiding force, to the remaining flow particles and thereby allow the users to control the overall bleeding so that it follows the desirable traces.

Groove is a global feature of music performance that generalizes the surges, propulsive rhythmic feel, dynamics, and togetherness of sound to reflect overall rhythmic pleasure. Groove is vital to a good performance, though it is claimed that consierable experience is needed to be accumulated for the expression of groove at will. In this work, we proposed a general visualization system, called SeeGroove, that allows performers to efficiently comprehend groove in various music genres. For each genre, the standard MIDI dataset was extracted from actual performances of professional players in advance. The system then takes the difference between an input data of performance and the standard of a chosen genre to quantify the degree of groove of the performance. To visualize the differences, the user is allowed to rely on any combination of two modes and two views of designated visualization in accordance with his/her preferences and target information.

本論文では, ユーザが注目対象の画像に対して臨場感をもち得ていない心理的状態「第四の壁」を, 画像内の世界へのウォークスルー体験を実現することによって壊すイメージベースモデリングシステムとして, IFWB (Instant Fourth Wall Breaker) を提案した. 本システムは, 奥行きのある構図をもつ画像を1 枚入力すると, それ以上のユーザ入力を必要とすることなく即座に動作する. 実際のターゲット環境として, スマートフォンやタブレット端末などの軽薄短小なデバイスを想定しており, カメラと同じような感覚で, いつでもどこでも使うことができる.

高次元データの可視化で広く用いられ，次元間の相関を効果的に把握できる手法のひとつとして，平行座標系が知られている．しかし，平行座標系では，データのサンプル数及び次元数の増加に伴い，データに対応する折れ線や次元軸が重なり，視覚的にデータの把握が困難になる視覚的乱雑さが生じる．そこで本論文では，この問題を解決するために，各組の変数間の相関性の分析を通じて複数の座標軸を縮約することにより，全体のデータの次元数を減らして視覚的にわかりやすく平行座標系を描画する手法を提案した．具体的には，以下のような処理を行う．まず，各軸同士の相関係数を類似度として考え，軸をノードとして，類似度がある閾値未満である場合はエッジを挿入しないグラフを構築する．次に，グラフスペクトル解析によって次元圧縮を行い，各軸の位置を1 次元数直線上に写像し，得られた座標軸の順番に平行座標軸を並び替える．その後，写像した1次元数直線上において，最近接する軸の併合を順次行い，系統樹を描く．また，上記の操作時には，平行座標軸や系統樹にアニメーション効果を導入することで，座標軸の縮約及び展開の過程も視覚的に確認できる．このようにして，平行座標系の軸を縮約することで，高次元データをより少ない座標軸を用いて表示し，データに内在する大局的な振る舞いの視覚的な理解を実現する．さらに，本論文では次元間の相関がより明確に可視化されるかどうかを調べるため，相関にばらつきのあるデータを用いたユーザスタディにより，本手法の有効性を示した．

本論文では，互いに直交に複数台の液晶ディスプレイを配置し，メタモルフォーズを利用した画像構成を，鑑賞者の顔追跡に連動してリアルタイムに変更することによって，簡便ながら高品質な個人用裸眼立体映像生成手法を提案した．